本发明属于民用爆破器材技术领域,具体涉及一种耐低温高强度双层导爆管及其制备方法。
背景技术:
与单层普通导爆管相比,耐低温高强度双层导爆管拉伸强度、耐油、耐温性能更优。目前,国内生产的高强度导爆管基本为2层,外层采用高密度聚乙烯hdpe或其与低密度ldpe的共混物,内层采用黏药性能优良的聚合物如聚异丁烯、surlyn树脂或eva;国外生产2层高强度导爆管内层一般使用surlyn树脂,尽管这种沙林树脂对导爆药具有优良的黏附性,但是目前其只由美国杜邦公司能够生产,材料来源单一且价格昂贵。其次,国内高强度导爆管内层料一般采用低密度聚乙烯作为基础材料,外层料采用高密度;这些材料制造出来的高强度导爆管存在药粉易迁移、刚性大等缺点,不仅给施工带来了严重的安全隐患,还限制了其在严寒地区的使用。
技术实现要素:
本发明的目的是针对上述问题提供一种原材料易获取、设备适应性好、制造成本低的耐低温高强度双层导爆管及其制备方法。
实现该目的的技术方案是:
一种耐低温高强度双层导爆管,其外层、内层分别由外层材料、内层材料制得,所述外层材料的组分和配比为:占总的外层材料质量百分比40%~70%的高密度聚乙烯、占总的外层材料质量百分比30%~60%的线性低密度聚乙烯;所述内层材料的组分和配比为:占总的内层材料质量百分比50%~85%的低密度聚乙烯、占总的内层材料质量百分比10%~45%的线性低密度聚乙烯、占总的内层材料质量百分比5%~20%的乙烯共聚物。
所述外层材料、内层材料分别占导爆管总原料质量的50~70%、30~50%,所述乙烯共聚物为eva或ema或eaa的离子键聚合物中的一种或多种混合物。
所述线性低密度聚乙烯的密度在0.915~0.930g/cm3,熔融指数在9~11g/10min。
所述乙烯-丙烯酸共聚物eaa中aa含量小于10%,乙烯-甲基丙烯酸共聚物ema中ma含量小于10%,乙烯-醋酸乙烯共聚物eva中va含量小于5%。
一种前述的耐低温高强度双层导爆管的制备方法,包括如下步骤:
(1)将内层材料投入单层挤出机中进行塑化,通过内层挤出机口模挤出,形成内层胚管;
(2)通过气动装置,将模头芯棒孔内药粉均匀的黏附在内层胚管内壁;
(3)对步骤(2)得到的内层胚管进行冷却定形,牵引拉伸;
(4)将外层材料投入包覆挤出机中进行塑化,通过包覆机头挤出包覆内层管胚,形成双层复合型胚管;
(5)对复合型胚管进行强制冷却并定形;
(6)对步骤(5)得到的胚管进行加热拉伸处理;
(7)将步骤(6)处理后的胚管进行退火处理;
(8)将退火处理后的胚管进行冷却定形,形成导爆管;
(9)收卷。
所述步骤(1)中内层材料加工温度为165~175℃、175~185℃、185~195℃、185~195℃,形成的内层胚管外径为7.5~9mm,内径3.5~4.5mm。
所述步骤(3)中的冷却温度为10~30℃,处理后的内层胚管外径为3~4mm,内径2~3mm。
所述步骤(4)中,外层材料料加工温度分别为190~210℃、200~220℃、210~230℃、205~225℃,形成的双层复合型胚管的外径为3.5~4.5mm,内径为2~3mm。
所述步骤(5)中,冷却温度为15~20℃,所述步骤(6)中进行的热拉伸温度40~100℃,所述步骤(7)中进行的退火温度60~100℃。
所述步骤(8)中进行的冷却温度5~20℃,所述步骤(9)中收卷速率80~120m/min。
本发明的有益效果是:材料易获取、制造成本低,本发明制备的导爆管除了达到国标中要求的性能指标之外,还具有优良的传爆可靠性、耐低温性能,能较好的解决在冬天使用过程中施工不便的问题,提高了施工安全性。
附图说明
图1为本发明的导爆管的生产工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但并不因此而限制本发明。
下述实施例中的实验方法,如无特别说明,均为常规方法。
实施例1制备本发明的导爆管
制备耐低温高强度双层导爆管,其外层、内层分别由外层材料、内层材料制得,外层材料、内层材料分别占总原料质量的50~70%、30~50%。
外层材料的组分和配比为:占总的外层材料质量百分比40%~70%的高密度聚乙烯、占总的外层材料质量百分比30%~60%的线性低密度聚乙烯。
内层材料的组分和配比为:占总的内层材料质量百分比50%~85%的低密度聚乙烯、占总的内层材料质量百分比10%~45%的线性低密度聚乙烯、占总的内层材料质量百分比5%~20%的乙烯共聚物;所述乙烯共聚物为eva或ema或eaa的离子键聚合物中的一种或多种混合物。乙烯-丙烯酸共聚物eaa中aa含量小于10%,乙烯-甲基丙烯酸共聚物ema中ma含量小于10%,乙烯-醋酸乙烯共聚物eva中va含量小于5%。
按照如下步骤操作(工艺流程如图1所示):
选用一台单层挤出机a和一台包覆挤出机b,挤出机从入口到挤出口共有四个加热区,分别为加热1区、2区、3区、头模区;制备耐低温高强度双层导爆管外层选用配方1,挤出机b加工温度分别设定为190~210℃、200~220℃、210~230℃、205~225℃;高强度导爆管内层选用配方2,挤出机a加工温度分别设定为165~175℃、175~185℃、185~195℃、185~195℃;首先将内层材料、外层材料分别送入挤出机a、b中进行塑化,通过挤出机a模头挤出,形成外径7.5~9mm、内径3.5~4.5mm的内层胚管;由气动装置将模头芯棒孔内药粉均匀的黏附在内层胚管内壁;接着对内层胚管进行冷却定形,冷却温度为10~30℃;再牵引拉伸,拉伸后的内层胚管外径为3~4mm,内径为2~3mm,通过包覆机头,塑化完全的外层料通过挤出机b模头挤出并将拉伸后的内层胚管包覆形成双层复合胚管,外径3.5~4.5mm,内径2~3mm;最后,对复合型胚管进行强制冷却并定形,冷却温度15~20℃,然后对双层复合管胚进行加热拉伸处理,加热温度40~100℃;并对双层复合管胚进行退火处理,加热温度60~100℃,将退火处理后的管胚进行冷却定形,冷却温度5~20℃,形成导爆管,收卷速率为80~120m/min,得到的导爆管柔顺性优良,抗拉强度大于200n。
按照上述方法制备了4个导爆管样品,各组分的质量百分比如表1所示:
表1样品1-4导爆管原料组分及配比(质量百分比)
实施例2
将实施例1制得的样品1~4进行性能检测,检测结果如表2所示:
表2样品1~4性能测试结果
注:表中“√”表示导爆管经过相应测试后能够正常传爆。
由表2可知,本发明制得的双层导爆管具有优良的传爆可靠性、耐低温性能,能较好的解决在冬天使用过程中施工不便的问题,提高了施工安全性。