高分子复合材料板生产工艺流程
矿用高分子复合材料风门广泛应用用于煤矿井下，其制作风门的材料是一种复合材料，可以起到阻燃抗静电作用
高分子复合板材用于煤矿、金矿或非金属矿井下时, 悬浮的煤粉或其他粉尘与塑料板材相互摩擦碰撞, 正负电荷在它们之间重新分布, 正负电荷分别积聚在塑料板材和粉尘上。
( 1) 在塑料中添加抗静电剂对制品进行表面涂敷。
( 2) 在塑料中添加导电材料, 通过混炼将导电材料分散到本来是非导体的塑料中, 使其成为复合导电塑料。所用导电材料有:
1.炭类导电材料( 石墨, 炭黑, 炭纤维) ;2.金属类导电材料( 金属粉末, 碎屑, 金属纤维) ;3.镀金玻璃纤维, 涂镀镍、银、铜、不锈钢等金属的云母。
( 3) 在塑料制品的单面或双面涂敷导电性涂层或复合一层导电性薄膜。
( 4) 将金属网或导电性织布与塑料制品复合。
( 5) 研制结构型导电高分子材料。
3塑料板材基础材料的选择
3.1 树脂的选择
树脂是复合导电塑料的基体, 根据树脂材料生产情况和经济性因素, 选择齐鲁石化公司生产的 pvc( s—1000),其本身阻燃性优良, 在 pvc 中加入适量的导电材料, 使其具备良好的导电性, 加入其他助剂可达到理想的机械冲击强度。
3.2 导电填料的选择
由于炭黑来源广, 便宜, 可选用炭黑作为导电填料。有关炭黑导电机理有 2 种假说:1. 炭黑粒子在一定剪切力作用下, 炭黑团聚体变成黏结粒子, 在 100nm 距离内能彼此接触形成网络, π电子通过网状链移动而发生导电。这是导电回路论;2.炭粒子不仅接触, 而且电子跃迁分散于基质高分子化合物中的炭黑粒子的间隙( 1000nm 以下) 而发生导电, 即隧道效应论或存在于炭黑粒子间的高电场强度, 引起发射电流而产生导电现象, 即场致发射论。
特导电炭黑粒径较小, 具有高的比表面积, 高的结构度, 是好的导电填料。所以, 选用特导电炭黑作为 pvc 导电填料。
3.3 改性剂的选择
在 pvc 树脂中加入导电炭黑后, 随着炭黑用量的增加, 不仅使加工困难, 而且复合材料变得又脆又硬, 冲击性能急剧下降。为了使材料具有良好的机械性能和冲击性能, 须考虑对复合材料进行改性。该实验选用含氯量 35%的 CPE 来提高其冲击性能。
4高分子复合材料板材生产工艺流程
( 1) 特导电阻燃 PVC 专用料计量、捏合。将特导电炭黑进行处理, 与阻燃剂、稳定剂、加工助剂、改性剂、PVC 树脂按照配方准确计量 , 经高速混料机热混至 115~1250C 后 , 冷混至
40~600C。
( 2) 板材挤出。将特导电专用料加入双螺杆挤出机的料斗中, 调节工艺参数, 经机头口模挤出得到不同尺寸的 PVC 胚板。
( 3) 板材成型。经机头挤出的管胚进入真空冷却定径套, 经二次喷淋冷却, 板材成型后牵引机遇主机保持同步牵引, 板材达到质量标准及定长时进行切割, 切割下来的产品经过翻管堆积架下生产线, 经过质检入库。
5试验结果与讨论
从复合材料导电机理分析可知, 当加入量小于 3 份时, 炭黑的导电网络没有形成, 表面电阻下降缓慢; 随着特导电炭黑加入量的增加, 炭黑粒子逐渐形成了导电网络, 从而使 PVC 的导电性能增强, 表面电阻下降。当加入量超过 9 份时, 炭黑的导电网络已经形成, 田家更多的炭黑对 PVC 的表面电阻影响不大。
炭黑相当于一种填料, 加入到 PVC 中,减少了分子间的作用力, 从而使 PVC 的拉伸强度下降。同时限制了 PVC 的链段运动, 并且存在应力集中现象, 引起了 PVC 冲击强度、伸长率下降。由于炭黑的加入, 增加了 PVC 表面抵抗外力压入的能力, 硬度因而增加。
5.3 阻燃剂用量对 PVC 性能的影响
在煤矿井下使用的塑料板须具有自熄性, 即接触火源时燃烧速度很慢, 离开火源时能很快停止燃烧并自行熄灭。虽然聚氯乙烯含氯量很高( 约为 57%), 本身具有阻燃性, 但是还不能满足煤矿用板材的性能要求。