CN115232384A - 一种抗静电pe燃气管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及燃气管技术领域，具体公开了一种抗静电PE燃气管及其制备方法。包括以下重量份的组分：90‑100份聚乙烯、3.5‑7份抗静电母粒、4‑8份阻燃剂、5‑9份抗老化剂、30‑35份芳纶纤维、15‑20份炭黑；所述抗静电母粒包括以下重量份的组分：4‑5份高密度聚乙烯、0.3‑0.5份氧化石墨烯、1‑2份碳纤维、10‑15份去离子水、1‑2份长效抗静电剂。本申请的抗静电PE燃气管具有抗静电作用强，且抗静电效果持久，逐根热熔连接时，热熔处抗拉强度高，不易断裂的优点。

Description

一种抗静电PE燃气管及其制备方法
技术领域
本申请涉及燃气管材技术领域，更具体地说，它涉及一种抗静电PE燃气管及其制备方法。
背景技术
随着城市化进程不断加快，城市居民数量的日益增加，对燃气工程等市政基础设施的要求也不断提高。燃气管作为输送可燃气体的专用管道，必须具备安装方便、连接可靠、耐腐蚀、不堵气、柔软性好、使用寿命长，可以任意弯曲而不变形等特点，其中聚乙烯管强劲的发展势头最令人瞩目。
现有的聚乙烯燃气管是将PE母料与抗氧剂、阻燃剂等加入挤出机后，经喷淋冷却、定长切割后得到聚乙烯燃气管。聚乙烯本身具有较高的电阻，能够达到1010-1020欧姆，作为燃气管使用时，燃气与管材发生摩擦，容易在管材上集聚静电，如果集聚的静电不能及时导出，容易产生***，因此，在制备聚乙烯燃气管时，一般以混炼的方式在聚乙烯基体内加入抗静电剂，混炼在内部的抗静电剂能通过迁移弥补管材内壁上抗静电剂的损失，因而抗静电效果更持久。但抗静电剂混炼到管材内，调控与控制其与聚乙烯基体的相容性是关键，因为如果相容性太强，聚乙烯管材内的抗静电剂不能及时补充管材内壁的损失，起不到抗静电作用，而相容性太弱，抗静电剂容易积累在聚乙烯管材内壁上，加速损失，起不到持久的抗静电效果。
针对上述中的相关技术，发明人发现以混炼方式将抗静电剂加入到聚乙烯管材中，与燃气发生摩擦的管材内壁的抗静电效果难以调控，初始抗静电效果和抗静电持久性不佳。
发明内容
为了提高聚乙烯燃气管的抗静电效果及抗静电持久性，本申请提供一种抗静电PE燃气管及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种抗静电PE燃气管，采用如下的技术方案：
一种抗静电PE燃气管，包括以下重量份的组分：90-100份聚乙烯、3.5-7份抗静电母粒、4-8份阻燃剂、5-9份抗老化剂、30-35份芳纶纤维、15-20份炭黑；
所述抗静电母粒包括以下重量份的组分：4-5份高密度聚乙烯、0.3-0.5份氧化石墨烯、1-2份碳纤维、10-15份去离子水、1-2份长效抗静电剂。
通过采用上述技术方案，芳纶纤维是一种高性能合成纤维，不仅具有较高的强度和韧性，而且具有高弹性模量和耐高温、耐酸碱、低密度和热稳定性好的优点，能作为增强材料，防止聚乙烯母粒因掺入炭黑和抗老化剂，因相容性不佳而导致力学性能下降；另外抗静电母粒中使用高密度聚乙烯作为主料，其能作为相容性，改善抗静电母粒中其余组分与聚乙烯的相容性，氧化石墨烯含有羟基和环氧化物官能团，在边缘处含有羰基和羧基，具有很好的溶解性，极易与碳纤维结合，虽然其不具有导电性，但石墨烯具有优良的导电性能，将氧化石墨烯还原后，使负载石墨烯的碳纤维表面形成导电片层，加速聚乙烯表面积聚电荷的散离，使管材达到抗静电效果；碳纤维表面负载的石墨烯层层自组装，显著提高了碳纤维的抗静电性能，使碳纤维的表面电阻率降低，石墨烯在碳纤维表面形成导电网络，而碳纤维是一种具有优良导电性能的纤维，碳纤维能在管材中相互搭接形成导电通路，从而使燃气管的表面电阻率降低，利用与聚乙烯相容性较好的抗静电母粒的形式，将具有抗静电功能的组分掺入到燃气管中，能改善碳纤维在聚乙烯燃气管中的聚集，提高分散均匀度，改善抗静电效果和持久性。
且在进行燃气管的逐根热熔连接时，位于管材端头部位的碳纤维仍处于纤维状态，当两个管材的端头热熔连接时，两根管材端头的碳纤维能相互搭接，增大管材热熔连接位置的抗拉强度。
可选的，所述抗静电母粒采用以下方法制成：
将氧化石墨烯与去离子水混合，制成氧化石墨烯分散液；
将碳纤维浸渍在所述氧化石墨烯分散液中，升温至80-90℃，浸渍20-48h，烘干、热压、还原，制得石墨烯改性碳纤维；
将高密度聚乙烯干燥，与长效抗静电剂和所述石墨烯改性碳纤维混合分散、熔融、造粒，制得抗静电母粒。
通过采用上述技术方案，碳纤维浸渍在氧化石墨烯分散液中，表面负载氧化石墨烯，经烘干和热压后，氧化石墨烯在碳纤维表面相互搭接，形成网络结构，经还原以后，氧化石墨烯被还原成石墨烯，晶格结构有序排列，去除了大量的含氧基团，石墨烯在碳纤维表面自组装，提高碳纤维的抗静电性能，然后将石墨烯改性碳纤维和高密度聚乙烯、长效抗静电剂共混，制成抗静电母粒，抗静电母粒在进行燃气管的挤出制作时，热熔分散，充分均匀的分散在管材内，形成较佳的抗静电效果。
可选的，所述热压温度为120-150℃，压力为0.4-0.8MPa。
通过采用上述技术方案，在将氧化石墨烯还原成石墨烯前先进行热压，能有助于碳纤维表面形成更加紧密连续的导电网状结构，因而导电性增强。
可选的，所述还原方法选自紫外线还原和多巴胺还原中的一种。
通过采用上述技术方案，紫外光照射还原的反应速度快，还原时间短；而多巴胺还原法不仅能将氧化石墨烯还原，还能增加高密度聚乙烯与碳纤维之间的粘接作用，改善二者的界面结合强度，提高热熔连接时，两根燃气管的焊口拉伸强度。
可选的，所述多巴胺还原的具体方法为：将三(羟甲基)氨基甲烷用去离子水溶解，调节pH至8-8.5，制成Tris溶液，使用Tris溶液配制多巴胺溶液；
将热压后的碳纤维加入到多巴胺溶液中，室温浸泡20-24h，去离子水清洗，干燥。
通过采用上述技术方案，多巴胺溶液含有羟基和氨基，能改善碳纤维和高密度聚乙烯之间的界面润湿性能，且多巴胺溶液嫩通过强相互作用黏附在高密度聚乙烯表面，从而进一步改善碳纤维与高密度聚乙烯的粘接力，提高抗静电母粒的力学强度，进而增加燃气管的力学效果。
可选的，所述紫外光还原法为，向氧化石墨烯分散液中加入还原剂，还原剂为质量浓度为1-1.5％的水合肼，还原剂与氧化石墨烯的质量比为1:1-2。
通过采用上述技术方案，使用水合肼作为氧化石墨烯的还原剂，并与紫外线相互协同进行还原，能使含氧官能团从氧化石墨烯上快速离去，缩短还原时间。
可选的，所述长效抗静电剂为聚乙烯蜡接枝丙烯酸钠。
通过采用上述技术方案，聚乙烯蜡与聚乙烯的相容性好，具有抗静电功能的丙烯酸钠在聚乙烯蜡上接枝后，能以微米级的片或颗粒形式均匀分散在基体中，通过在聚乙烯内部形成导电网络结构而使电荷流通，从而制得具有长效抗静电作用的抗静电母粒，使燃气管具有较低的表面电阻率，从而获得较佳的抗静电效果。
可选的，所述芳纶纤维经过以下预处理：
将芳纶纤维表面进行化学镀银，制得镀银芳纶纤维；
将所述镀银芳纶纤维加入到无水乙醇溶液中，加入巯基乙酸，在氮气氛围中室温避光反应20-24h，离心、洗涤，制得羧基化纳米银芳纶纤维；
将聚偏氟乙烯颗粒与1,4-丁二胺溶液、碳酸钠混合，室温下浸渍12-16h，离心、洗涤、干燥，制得氨基化聚偏氟乙烯；
将所述羧基化纳米银芳纶纤维分散在无水乙醇溶液中，加入所述氨基化聚偏氟乙烯，混合，在室温和氮气氛围下，连续反应24-28h，洗涤、离心、干燥，熔融造粒。
通过采用上述技术方案，芳纶纤维表面光滑，表面浸润性差，当其与聚偏氟乙烯复合时两相界面结合强度较弱，在芳纶纤维上设置镀银层，能改善芳纶纤维与聚偏氟乙烯的界面结合力，且因是所有填料中导电性能最好的，能使芳纶纤维具有导电性能，然后在利用巯基乙酸对芳纶纤维表面的镀银层进行包覆，从而在镀银层上引入羧基，对镀银层进行表面官能化，使镀银芳纶纤维均匀分布在管材中，使镀银芳纶纤维均匀的分布在管材基体中，以便形成完整的、均匀的、有效的导电网络，用于增强管材的抗静电性能；聚偏氟乙烯是一种热塑性树脂，具有耐化学腐蚀性、高力学强度等优异性能，将其使用1，4-丁二胺进行氨基的接枝，然后将氨基化聚偏氟乙烯与羧基化镀银芳纶纤维进行酰胺化反应，在复合材料界面形成化学键，从而增强芳纶纤维和聚偏氟乙烯的界面结合，提高复合材料的性能；另外聚偏氟乙烯是一种热塑性氟树脂，在管材热熔连接时，能热熔，增加连接口的热熔粘合强度，增加接口处的连接力。
可选的，所述阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、有机溴化物中的一种；
所述抗老化剂包括质量比为1:0.8-1:0.4-0.9的二丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚和特丁基对苯二酚。
第二方面，本申请提供一种抗静电PE燃气管的制备方法，采用如下的技术方案：一种抗静电PE燃气管的制备方法，包括以下步骤：
将炭黑和聚乙烯在75-85℃下干燥3-5h；
将干燥后的聚乙烯和炭黑与抗静电母粒、抗老化剂、阻燃剂、芳纶纤维混合均匀，得到混合料；
对机筒进行预热，将混合料进行挤出成型，得到管状的燃气管；
将燃气管依次进行真空定型、喷淋冷却、打印标识、牵引切割，制得成品。
通过采用上述技术方案，因炭黑成分吸水性强，在生产前将其与聚乙烯先干燥，然后依次混料、挤出、定型、冷却等，制成的燃气管力学强度高，焊口粘结紧密，不易拉断。
可选的，所述机筒预热分为三个阶段，第一阶段加热至130℃，恒温1-3h，第二阶段加热至180℃，恒温1-2h，第三阶段加热至180-220℃
通过采用上述技术方案，分段升温，可以改善原料受热温度过高、时间过长而产生的原料“变质”、“碳化”等缺陷。
可选的，冷却水的温度为15-25℃。
通过采用上述技术方案，冷却水温度过高，燃气管和冷却水的温度差偏小，单位冷却时间内冷却效率降低或获得同样冷却效果所需冷却时间长，意味着燃气管表面处于高温的时间长，尤其是管材内壁，这样会加速原料中抗老化等添加剂的分解，降低管材的抗老化性能，同样对管材的冷却结晶也有不利影响，相反冷却水温度过低，则会使燃气管外表面冷却结晶速度过快，造成管材内外表面温度差过大而使管材定型后产生较大的内应力，降低管材的力学、物理性能。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请聚乙烯作为主要基料，掺入芳纶纤维改善燃气管的力学强度，并使用高密度聚乙烯、氧化石墨烯、碳纤维等制成抗静电母粒，由于氧化石墨烯经还原制成石墨烯后，具有较佳的导电性，且石墨烯与碳纤维具有较好的亲和力，因此使用高密度聚乙烯作为碳纤维和石墨烯的相容性，能使碳纤维和石墨烯均匀分散在燃气管中，从而达到较佳的抗静电效果和较为持久的抗静电性。
2、本申请中优选采用多巴胺还原法对氧化石墨烯进行还原，因为经多巴胺溶液处理后的碳纤维与高密度聚乙烯的润湿性增强，且具有羟基和胺基极性基团的多巴胺能很好的粘度在高密度聚乙烯上，从而改善碳纤维与高密度聚乙烯的界面结合力，在将燃气管热熔连接时，使连接处具有较高的热熔强度。
3、本申请中优选采用化学镀银和聚偏氟乙烯等对芳纶纤维进行预处理，能改善芳纶纤维的导电性，并使芳纶纤维的力学强度增加，改善燃气管的拉伸强度，并提高热熔连接处的抗拉强度。
具体实施方式
抗静电母粒的制备例1-6
制备例1：(1)将0.5kg氧化石墨烯与15kg去离子水混合，制成氧化石墨烯分散液；
(2)将2kg碳纤维浸渍在所述氧化石墨烯分散液中，升温至80℃，浸渍48h，在60℃下真空烘干4h，在120℃下，以0.4MPa的压力热压30s，采用多巴胺进行还原，制得石墨烯改性碳纤维；多巴胺还原方法为：将0.01mol三(羟甲基)氨基甲烷用去离子水溶解，调节pH至8，制成10mmol/l的Tris溶液，使用Tris溶液配制浓度为2mg/ml的多巴胺溶液；
将热压后的碳纤维加入到多巴胺溶液中，室温浸泡24h，去离子水清洗至滤液无色透明，在60℃下真空干燥12h；
(3)将5kg高密度聚乙烯PE100在80℃下干燥3h，与2kg长效抗静电剂和石墨烯改性碳纤维混合分散，在270℃下熔融挤出、造粒，制得抗静电母粒，长效抗静电剂为聚乙烯蜡接枝丙烯酸钠。
制备例2：(1)将0.3kg氧化石墨烯与10kg去离子水混合，制成氧化石墨烯分散液；(2)将1kg碳纤维浸渍在所述氧化石墨烯分散液中，升温至90℃，浸渍20h，在60℃下真空烘干4h，在150℃下，以0.8MPa的压力热压10s，采用多巴胺进行还原，制得石墨烯改性碳纤维；多巴胺还原方法为：将0.01mol三(羟甲基)氨基甲烷用去离子水溶解，调节pH至8.5，制成10mmol/l的Tris溶液，使用Tris溶液配制浓度为2mg/ml的多巴胺溶液；将热压后的碳纤维加入到多巴胺溶液中，室温浸泡20h，去离子水清洗至滤液无色透明，在60℃下真空干燥12h；
(3)将4kg高密度聚乙烯PE100在80℃下干燥3h，与1kg长效抗静电剂和石墨烯改性碳纤维混合分散，在270℃下熔融挤出、造粒，制得抗静电母粒，长效抗静电剂为聚乙烯蜡接枝丙烯酸钠。
制备例3：与制备例1的区别在于，未进行热压。
制备例4：与制备例1的区别在于，未进行还原。
制备例5：与制备例1的区别在于，步骤(2)中还原方法采用紫外线还原，具体方法为：
(1)将0.5kg氧化石墨烯与15kg去离子水混合，加入与氧化石墨烯质量比为1:1的还原剂，制成氧化石墨烯分散液，还原剂为质量浓度为1.5％的水合肼；
(2)将2kg碳纤维浸渍在所述氧化石墨烯分散液中，升温至80℃，浸渍48h，在60℃下真空烘干4h，在120℃下，以0.4MPa的压力热压30s，将热压后的碳纤维放置在紫外灯下(功率15W、波长254nm，距离碳纤维6cm)照射还原0.5h，制得石墨烯改性碳纤维；
(3)将5kg高密度聚乙烯PE100在80℃下干燥3h，与2kg长效抗静电剂和石墨烯改性碳纤维混合分散，在270℃下熔融挤出、造粒，制得抗静电母粒，长效抗静电剂为聚乙烯蜡接枝丙烯酸钠。
制备例6：将5kg高密度聚乙烯PE100在80℃下干燥3h，与2kg长效抗静电剂、0.5kg氧化石墨烯和2kg碳纤维、1kg去离子水混合均匀，在270℃下熔融挤出、造粒，制得抗静电母粒，长效抗静电剂为聚乙烯蜡接枝丙烯酸钠。
实施例
实施例1：一种抗静电PE燃气管，包括100kg聚乙烯，75kg抗静电母粒，8kg阻燃剂、9kg抗老化剂、35kg芳纶纤维、20kg炭黑，其中聚乙烯为PE100，抗静电母粒由制备例1制成，阻燃剂为氢氧化镁，抗老化剂包括质量比为1:0.8:0.4的二丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚和特丁基对苯二酚，芳纶纤维长度为1mm，直径为12μm。
上述抗静电PE燃气管的制备方法，包括以下步骤：
S1、将炭黑和聚乙烯在75℃下干燥5h；
S2、将干燥后的聚乙烯和炭黑与抗静电母粒、抗老化剂、阻燃剂、芳纶纤维混合均匀，得到混合料；
S3、对机筒进行预热，将混合料进行挤出成型，得到管状的燃气管；
S4、将燃气管依次进行真空定型、喷淋冷却、打印标识、牵引切割，制得成品。
实施例2：一种抗静电PE燃气管，包括90kg聚乙烯，3.5kg抗静电母粒，4kg阻燃剂、5kg抗老化剂、30kg芳纶纤维、15kg炭黑，其中聚乙烯为PE100，抗静电母粒由制备例2制成，阻燃剂为氢氧化铝，抗老化剂包括质量比为1:1:0.9的二丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚和特丁基对苯二酚，芳纶纤维长度为1mm，直径为12μm。
上述抗静电PE燃气管的制备方法，包括以下步骤：
S1、将炭黑和聚乙烯在85℃下干燥3h；
S2、将干燥后的聚乙烯和炭黑与抗静电母粒、抗老化剂、阻燃剂、芳纶纤维混合均匀，得到混合料；
S3、对机筒进行预热，将混合料进行挤出成型，得到管状的燃气管；
S4、将燃气管依次进行真空定型、喷淋冷却、打印标识、牵引切割，制得成品。
实施例3：一种抗静电PE燃气管，与实施例1的区别在于，抗静电母粒由制备例3制成。
实施例4：一种抗静电PE燃气管，与实施例1的区别在于，抗静电母粒由制备例4制成。
实施例5：一种抗静电PE燃气管，与实施例1的区别在于，抗静电母粒由制备例5制成。
实施例6：一种抗静电PE燃气管，与实施例1的区别在于，抗静电母粒由制备例6制成。
实施例7：一种抗静电PE燃气管，与实施例1的区别在于，芳纶纤维经过以下预处理：
将5kg芳纶纤维进行化学镀银，制得镀银芳纶纤维；
将所得镀银芳纶纤维加入到无水乙醇中，加入巯基乙酸，在氮气氛围中室温避光反应24h，离心，用无水乙醇和去离子水在6000rpm转速下循环交替离心洗涤，制得羧基化纳米银芳纶纤维，镀银芳纶纤维、无水乙醇和巯基乙酸的质量比为1:2:0.3；
将2kg聚偏氟乙烯颗粒与3kg 1,4-丁二胺溶液、0.5碳酸钠混合，室温下浸渍12h，离心、洗涤、干燥，制得氨基化聚偏氟乙烯；
将所得羧基化纳米银芳纶纤维分散在10kg无水乙醇溶液中，加入所得氨基化聚偏氟乙烯，混合，在室温和氮气氛围下，连续反应24h，用用去离子水洗涤、离心、干燥，以185℃熔融造粒。
实施例8：一种抗静电PE燃气管，与制备例7的区别在于，芳纶纤维表面未进行化学镀银。
实施例9：一种抗静电PE燃气管，与制备例7的区别在于，镀银芳纶纤维未进行羧基化处理，聚偏氟乙烯颗粒未进行氨基化处理，直接将镀银芳纶纤维和聚偏氟乙烯颗粒共混后在185℃下熔融造粒。
对比例
对比例1：一种抗静电PE燃气管，与实施例1的区别在于，未添加长效抗静电剂。
对比例2：一种抗静电PE燃气管，与实施例1的区别在于，未添加氧化石墨烯。
制备例3：一种抗静电PE燃气管，与实施例1的区别在于，未添加碳纤维。
对比例4：一种抗静电PE燃气管，与实施例1的区别在于，未添加芳纶纤维。
对比例5：一种聚乙烯燃气管，包括聚乙烯100为86份，苯乙烯0.4份，丙烯腈为0.4份，抗静电色母料为4份，二丁基羟基甲苯为0.2份，丁基羟基茴香醚为0.2份，特丁基对苯二酚为0.2份，硫酸矾为0.1份，铜为4份，此处的铜可以细铜丝，锂离子为1份，氢氧化铝为1份，八溴醚为0.1份，磷酸三苯为0.1份，六溴环十二烷为0.1份，十溴二苯乙烷为0.2份，聚苯乙烯1.3份，磷酸三氯丙酯为0.3份，2.3-氯丙基为0.1份，N-甲基胍嗪为0.1份，聚磷酸铵为0.1份，十溴二苯醚为0.1份。聚乙烯燃气管的制造方法包括如下步骤：
步骤101为：将聚乙烯进行加热并搅拌，至温度为38度；
步骤102为：向加热至38度的聚乙烯中加入抗静电剂、抗老化剂和催化剂并搅拌均匀，得到混合原料；
步骤103为：将挤出机进行预热，使得挤出机的温度为200度；
步骤104为：将混合原料放入挤出机内，得到管状的聚乙烯燃气管；
步骤105为：将聚乙烯燃气管进行真空定型；
步骤106为：将真空定型后的聚乙烯燃气管冷却。
性能检测试验
按照实施例和对比例中方法制备燃气管，并参照以下方法检测燃气管的性能，将检测结果记录于表1中。
1、表面电阻率：按照《GB/T1410-2006固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》检测初始表面电阻率，然后用水擦洗30次，再次检测表面电阻率；
2、拉伸强度：按照GB/T8804.3-2003《热塑性塑料管材拉伸性能测定第3部分聚烯烃管材拉伸性能测定》进行检测；
3、断裂伸长率：按照GB/T8804.1-2203《热塑性塑料管材拉伸性能测定第1部分试验方法总则》进行检测；
4、焊口拉伸强度：按照GB/T19810-2005《聚乙烯管材和关键热熔对接接头拉伸强度和拉伸破坏形式的试验方法》。
表1燃气管的性能检测结果
Figure BDA0003815293110000091
实施例1和实施例2中分别采用制备例1和制备例2制成的抗静电母粒，表1中数据可以看出，实施例1和实施例2制备的燃气管表面电阻率低于5×106Ω，具有较好的抗静电效果，且在擦洗30次后，仍具有低于6×108Ω的表面电阻率，抗静电效果持久。
实施例3与实施例1的区别在于，使用制备例3制成的抗静电母粒，因制备例3中未进行热压，表1内数据显示，实施例3制成的燃气管表面电阻率增大，且擦洗后增大更加明显，抗静电作用减小，说明热压能增加燃气管的抗静电效果和抗静电持久性。
实施例4与实施例1相比，使用制备例4制成的抗静电母粒，因未进行还原，实施例4制成的燃气管的表面电阻率比实施例1大，擦洗后表面电阻率提高，说明还原能提高燃气管的抗静电作用。
实施例5中使用制备例5制成的抗静电母粒，制备例5中使用紫外线照射还原法将氧化石墨烯进行还原，与实施例1相比，初始表面电阻率相近，但擦洗30次后，燃气管的表面电阻率有所增大，说明使用紫外线还原法虽然能获得具有较高初始抗静电效果的燃气管，但燃气管的抗静电持久性不及实施例1。
实施例6中采用制备例6制成的抗静电母粒，制备例6中将氧化石墨烯、碳纤维等混合挤出制成抗静电母粒，与实施例1相比，实施例6中的表面电阻率升高，抗静电效果有所下降。
实施例7与实施例1相比，还使用聚偏氟乙烯等对芳纶纤维进行预处理，表1内显示，实施例7制备的燃气管拉伸强度、断裂伸长率有所增加，表面电阻率降低，抗静电效果增强，焊口拉伸强度增大，焊接紧密且牢固。
实施例8与实施例7相比，芳纶纤维表面未进行化学镀银，表1内显示，实施例8制成的燃气管的表面电阻率与实施例1相近，抗静电效果与实施例7相比，有所减弱，且燃气管的焊口拉伸强度减弱。
实施例9与实施例7相比，将镀银芳纶纤维和聚偏氟乙烯颗粒共混，镀银芳纶纤维和聚偏氟乙烯之间的界面结合力下降，燃气管的力学强度有所降低，且焊口拉伸强度下降。
对比例1-3中分别未添加长效抗静电剂、氧化石墨烯和碳纤维，与实施例1相比，对比例1-3制备的燃气管抗静电作用下降，对比例4中未添加芳纶纤维，对比例3和对比例4制备的燃气管力学性能减弱，焊口拉伸强度降低。
对比例5为现有技术制备的燃气管，其初始抗静电效果比实施例差，擦洗30次后，抗静电效果降低，抗静电持久性不佳，且焊接口拉伸强度比实施例1小，热熔连接处强度不高，易拉断。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种抗静电PE燃气管，其特征在于，包括以下重量份的组分：90-100份聚乙烯、3.5-7份抗静电母粒、4-8份阻燃剂、5-9份抗老化剂、30-35份芳纶纤维、15-20份炭黑；
所述抗静电母粒包括以下重量份的组分：4-5份高密度聚乙烯、0.3-0.5份氧化石墨烯、1-2份碳纤维、10-15份去离子水、1-2份长效抗静电剂。
2.根据权利要求1所述的抗静电PE燃气管，其特征在于：所述抗静电母粒采用以下方法制成：
将氧化石墨烯与去离子水混合，制成氧化石墨烯分散液；
将碳纤维浸渍在所述氧化石墨烯分散液中，升温至80-90℃，浸渍20-48h，烘干、热压、还原，制得石墨烯改性碳纤维；
将高密度聚乙烯干燥，与长效抗静电剂和所述石墨烯改性碳纤维混合分散、熔融、造粒，制得抗静电母粒。
3.根据权利要求2所述的抗静电PE燃气管，其特征在于，所述热压温度为120-150℃，压力为0.4-0.8MPa。
4.根据权利要求2所述的抗静电PE燃气管，其特征在于，所述还原方法选自紫外线还原和多巴胺还原中的一种。
5.根据权利要求4所述的抗静电PE燃气管，其特征在于，所述多巴胺还原的具体方法为：将三（羟甲基）氨基甲烷用去离子水溶解，调节pH至8-8.5，制成Tris溶液，使用Tris溶液配制多巴胺溶液；
将热压后的碳纤维加入到多巴胺溶液中，室温浸泡20-24h，去离子水清洗，干燥。
6.根据权利要求4所述的抗静电PE燃气管，其特征在于，所述紫外光还原法为，向氧化石墨烯分散液中加入还原剂，还原剂为质量浓度为1-1.5%的水合肼，还原剂与氧化石墨烯的质量比为1:1-2。
7.根据权利要求1所述的抗静电PE燃气管，其特征在于，所述长效抗静电剂为聚乙烯蜡接枝丙烯酸钠。
8.根据权利要求1所述的抗静电PE燃气管，其特征在于，所述芳纶纤维经过以下预处理：
将芳纶纤维表面进行化学镀银，制得镀银芳纶纤维；
将所述镀银芳纶纤维加入到无水乙醇溶液中，加入巯基乙酸，在氮气氛围中室温避光反应20-24h，离心、洗涤，制得羧基化纳米银芳纶纤维；
将聚偏氟乙烯颗粒与1,4-丁二胺溶液、碳酸钠混合，室温下浸渍12-16h，离心、洗涤、干燥，制得氨基化聚偏氟乙烯；
将所述羧基化纳米银芳纶纤维分散在无水乙醇溶液中，加入所述氨基化聚偏氟乙烯，混合，在室温和氮气氛围下，连续反应24-28h，洗涤、离心、干燥，熔融造粒。
9.根据权利要求1所述的抗静电PE燃气管，其特征在于，所述阻燃剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、有机溴化物中的一种；
所述抗老化剂包括质量比为1:0.8-1:0.4-0.9的二丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚和特丁基对苯二酚。
10.权利要求1-9任一项所述的抗静电PE燃气管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将炭黑和聚乙烯在75-85℃下干燥3-5h；
将干燥后的聚乙烯和炭黑与抗静电母粒、抗老化剂、阻燃剂、芳纶纤维混合均匀，得到混合料；
对机筒进行预热，将混合料进行挤出成型，得到管状的燃气管；
将燃气管依次进行真空定型、喷淋冷却、打印标识、牵引切割，制得成品。
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