本发明涉及煤矿生产用聚丙烯材料领域，具体地，涉及一种具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料及其制备方法，以及由该聚丙烯材料制得的聚丙烯复合钢管及其制备方法，与该聚丙烯复合钢管在煤矿生产中的应用。
背景技术：
目前，复合钢管在煤矿、有色金属矿山及电厂、城市生活用水等各个领域有着广泛的应用，如用于尾砂的输送和充填、粉煤灰的输送、城市生活用水或废水的排放输送等。这类复合钢管在上述领域应用时，要求应具有优异的耐磨性能、耐水流冲击和耐腐蚀性能。目前，钢塑复合钢管管路主要以防腐钢管、陶瓷涂覆钢管、聚乙烯类涂覆钢管为主。其中，防腐钢管的缺点如比重大、不耐磨、不防腐也限制了其更长久经济的使用；而陶瓷复合钢管虽然耐磨，但存在质量大，安装、施工费用高的缺点，更加致命的缺陷是受冲击后内衬烧结层易碎，因此得不到普及应用；聚乙烯类涂覆钢管具有高强度、耐水流冲击和耐腐蚀等特点，在短短十余年间体现出了强大的市场竞争力，受到了上述领域的越来越多的应用青睐。
CN102494224A公开了一种防腐蚀的微晶玻璃内涂覆管线钢，在管线钢内壁涂有玻璃陶瓷层。使用SiO2、Al2O3、MgO、B2O3、KF按比例配制均匀的原料，经过熔融、水淬后，研磨成400目的粉料；用酒精混合制备呈黏稠状的涂料涂刷在管线钢内壁，形成保护层，从而使管线钢能够高度防腐。
CN201014071Y公开了一种煤矿井下用聚乙烯涂层复合钢管，在钢管的内外周面复合有抗静电阻燃聚乙烯涂层。它具有承压高、耐腐蚀、质量轻、抗静电、阻燃、免维护、安装方便的特点，特别适合煤矿井下使用。
CN204493925U公开了一种涂塑复合钢管，所述钢管的内表面至少设有第一粘结树脂涂层和第一聚乙烯涂层，所述钢管的外表面至少设有第二粘结树脂涂层和第二聚乙烯涂层；所述第一粘结树脂涂层和/或第二粘结树脂涂层为聚苯胺改性粘结树脂涂层。所述涂塑复合钢管的防腐蚀涂层的稳定性好、防腐蚀性能优异、使用寿命长。
CN101671516A公开了一种三层聚乙烯涂层低温固化熔结环氧粉末，其特征是采用低温固化剂和酚类固化剂两种固化剂共用体系，该环氧粉末涂料中各组分及其配比按质量百分比如下：酚醛粘结25-50％，双酚A粘结15-35％，低温固化剂1.5-4％，酚类固化剂10-30％，流平剂0.5-2％，安息香0.1-0.4％，增韧剂1-2％，2-甲基咪唑0-0.8％，云母10-20％，钛白5-10％，硫酸钡10-20％。该熔结粘结粉末具有可低温涂装，胶化、固化速度快，并抗阴极剥离性能高。
CN203963287U公开了一种具有防腐蚀性能的球墨铸铁管，包括管道基体，所述管道基体内壁涂覆有内聚乙烯涂层，所述管道基体外壁由里向外依次涂覆有金属涂层和外聚乙烯涂层。
目前，涂塑复合管主要是集中在聚乙烯类涂层钢塑管。与聚乙烯相比，聚丙烯具有更高的强度、耐环境应力等特点，但还没有满足煤矿使用的、具备抗静电阻燃且具有金属粘结性的聚丙烯复合钢管。
技术实现要素：
本发明的目的是为了满足煤矿使用，如何使聚丙烯材料能与金属管，如钢管相复合得到聚丙烯复合钢管，解决聚丙烯材料与金属的粘结性并提供阻燃抗静电性的问题，提供了一种具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料及其制备方法和聚丙烯复合钢管及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料，其中，依据标准MT113-1995，该聚丙烯材料在移除明火后火焰持续时间为3s以内且火焰传播长度为280mm以下，无焰燃烧持续时间为30s以内；依据标准MT113-1995，该聚丙烯材料的表面阻抗为3×108Ω以下；依据标准GB/T2791-1995，该聚丙烯材料与金属的剥离强度为75N/25mm以上。
本发明还提供了一种制备本发明提供的具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料的方法，该方法包括：(1)将聚丙烯、聚烯烃弹性体、引发剂、阻燃剂、抗静电剂和助剂进行混炼，得到阻燃抗静电聚丙烯母粒；所述聚烯烃弹性体中乙烯基结构含量为0～15重量％，丙烯基结构含量为75～100重量％；混炼温度为160～220℃，优选为180～210℃；(2)将所述阻燃抗静电聚丙烯母粒与丙烯基相容剂，按照重量比为1：(0.05～0.5)进行混合，得到具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料。
本发明还提供了一种聚丙烯复合钢管，该复合管包括钢管和粘附在所述钢管的内、外表面上的聚丙烯层，其中，所述聚丙烯层由本发明提供的具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料制得。
本发明还提供了一种制备本发明提供的聚丙烯复合钢管的方法，该方法包括：(A)将本发明提供的具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料进行研磨，得到平均粒径为60目～100目的超细粉；(B)通过涂覆的方法将步骤(A)得到的超细粉粘附在钢管的内、外表面，得到聚丙烯复合钢管。
本发明还提供了一种本发明提供的聚丙烯复合钢管在煤矿生产中的应用。
本发明提供的聚丙烯材料，调配组成中含有选定的乙烯基结构和丙烯基结构的聚烯烃弹性体，且限定乙烯基结构含量为0～15重量％，丙烯基结构含量为75～100重量％，并加入丙烯基相容剂，如马来酸酐接枝丙烯基聚合物，其中限定了接枝率、丙烯基含量和100％弹性恢复率，可以为获得的聚丙烯材料提供同时具有优异的阻燃抗静电性能和与金属粘结性。依据标准MT113-1995，该聚丙烯材料在移除明火后火焰持续时间为3s以内且火焰传播长度为280mm以下，无焰燃烧持续时间为30s以内；依据标准MT113-1995，该聚丙烯材料的表面阻抗为3×108Ω以下；依据标准GB/T2791-1995，该聚丙烯材料与金属的剥离强度为75N/25mm以上。可以适用于满足煤矿使用，在制备聚丙烯复合钢管中应用。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供一种具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料，其中，依据标准MT113-1995，该聚丙烯材料在移除明火后火焰持续时间为3s以内且火焰传播长度为280mm以下，无焰燃烧持续时间为30s以内；依据标准MT113-1995，该聚丙烯材料的表面阻抗为3×108Ω以下；依据标准GB/T2791-1995，该聚丙烯材料与金属的剥离强度为75N/25mm以上。
优选地，该聚丙烯材料与金属的剥离强度为85～115N/25mm。
本发明中，所述聚丙烯材料的表面阻抗依据标准MT113-1995，可以在多个条件下进行测定，例如可以选择在50V电压下和100V电压下的表面电阻来代表并比较所述聚丙烯材料的表面阻抗。
根据本发明，所述聚丙烯材料中添加有丙烯基相容剂，可以使得到的聚丙烯材料具有更好的金属粘结性和阻燃抗静电性。但是丙烯基相容剂的使用量过多或过少均不能获得与金属具有好的粘结性。优选情况下，该聚丙烯材料通过阻燃抗静电聚丙烯母粒与丙烯基相容剂相混合制得，所述阻燃抗静电聚丙烯母粒与所述丙烯基相容剂的重量比为1：(0.05～0.5)。
根据本发明，一种优选实施方式，所述丙烯基相容剂为马来酸酐接枝丙烯基聚合物；所述马来酸酐接枝丙烯基聚合物的接枝率为0.8～1.2重量％，所述马来酸酐接枝丙烯基聚合物的100％弹性恢复率为20％以上。可以使得到的聚丙烯材料具有更好的金属粘结性和阻燃抗静电性。优选所述马来酸酐接枝丙烯基聚合物的100％弹性恢复率为20～65％。其中100％弹性恢复率的测定方法为：采用万能材料试验机对具有一定弹性的聚合物材料的标准样条(尺寸为42mm×4mm×2mm)进行5次循环拉伸试验，并采用第5次的数据通过计算其100％拉伸形变回复率(100％形变回复率ε％＝(1－L2/L1)×100％，其中L1为样条标距的100％，标准样条为21mm，L2为第五次拉伸后实际不具有弹性的长度)。所述马来酸酐接枝丙烯基聚合物的接枝率可以通过如酸碱滴定法测定。所述马来酸酐接枝丙烯基聚合物中丙烯基结构含量可以通过13C-NMR核磁共振方法测定。所述马来酸酐接枝丙烯基聚合物的结构和性能满足上述限定时，可以提供本发明的聚丙烯材料具有更好的金属粘结性和阻燃抗静电性。
根据本发明，优选情况下，所述阻燃抗静电聚丙烯母粒可以通过将40～70重量份的聚丙烯、10～30重量份的聚烯烃弹性体、0.1～2重量份的引发剂、5～20重量份的阻燃剂、5～15重量份的抗静电剂和0.1～2重量份的助剂相混合制备而得；其中，所述聚烯烃弹性体中乙烯基结构含量为0～15重量％，丙烯基结构含量为75～100重量％。可以使得到的聚丙烯材料具有更好的金属粘结性和阻燃抗静电性，且有利于提供与金属的更好的粘附性。
本发明还提供了一种制备本发明提供的具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料的方法，该方法包括：(1)将聚丙烯、聚烯烃弹性体、引发剂、阻燃剂、抗静电剂和助剂进行混炼，得到阻燃抗静电聚丙烯母粒；所述聚烯烃弹性体中乙烯基结构含量为0～15重量％，丙烯基结构含量为75～100重量％；混炼温度为160～220℃，优选为180～210℃；(2)将所述阻燃抗静电聚丙烯母粒与丙烯基相容剂，按照重量比为1：(0.05～0.5)进行混合，得到具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料。
根据本发明，优选情况下，所述聚丙烯可以选自均聚聚丙烯(PPH)、嵌段共聚聚丙烯(PPB)和无规共聚聚丙烯(PPR)中的至少一种。优选地，所述聚丙烯的熔体流动性(MI)在2.16kg载荷下230℃时为0.5～100g/10min，优选为3～100g/10min。例如可以为商购的中石化公司生产的均聚聚丙烯T30S、无规共聚聚丙烯C4220和嵌段共聚聚丙烯7726H，神华公司生产的均聚聚丙烯L5E89和共聚聚丙烯2240S，韩国SK化学生产的嵌段共聚聚丙烯BX3900和BX3920。
根据本发明，所述聚烯烃弹性体可以是同时含有乙烯基和丙烯基的聚合物，也可以是将乙烯基弹性体和丙烯基弹性体混合得到的混合物，只要得到的聚烯烃弹性体中满足上述限定的乙烯基结构和丙烯基结构的含量即可。所述聚烯烃弹性体中乙烯基结构和丙烯基结构的含量可以通过13C-NMR核磁共振方法测定，也可以通过现有商品的物性参数比例及组成人工计算确定。
优选情况下，所述聚烯烃弹性体为丙烯基弹性体、或者丙烯基弹性体和乙烯基弹性体的混合物；所述乙烯基弹性体选自乙烯和1-丁烯的共聚物、乙烯和1-己烯的共聚物、乙烯和1-辛烯的共聚物；所述丙烯基弹性体选自丙烯与乙烯的共聚物、丙烯与丁烯的共聚物、乙烯-丙烯-二烯烃单体的三元共聚物，所述二烯烃单体选自异戊二烯、己二烯和亚乙基降冰片烯中的至少一种。更优选地，乙烯基弹性体可选自陶氏化学公司生产的Engage系列聚烯烃弹性体，如乙烯-辛烯共聚物(POE)Engage 8150、Engage 8400、Engage 8200；丙烯基弹性体可选自美孚公司生产的Vistamaxx系列的丙烯基弹性体，如乙烯-丙烯共聚物(PBE)Vistamaxx 3980、Vistamaxx 6102，陶氏化学公司生产的Versify系列丙烯基弹性体，如乙烯-丙烯共聚物(PBE)Versify 2000。
为更好地解决本申请的技术问题，更优选地，所述聚烯烃弹性体中乙烯基结构含量为0～15重量％，丙烯基结构含量为75～100重量％。进一步地，所述聚烯烃弹性体中乙烯基结构与丙烯基结构的质量比可以为(0～0.20)：1，更优选为所述聚烯烃弹性体中乙烯基结构与丙烯基结构的质量比可以为(0.01～0.15)：1。
本发明中，当所述聚烯烃弹性体为乙烯基弹性体和丙烯基弹性体的混合物时，优选乙烯基弹性体的熔体流动性(MI)在2.16kg负荷下190℃时为0.5～30g/10min，丙烯基弹性体的熔体流动性(MI)在2.16kg负荷下230℃时为0.5～30g/10min。
本发明中，进一步地，所述聚丙烯与所述聚烯烃弹性体的重量比为(1.3～7)：1，优选为(3～4)：1，更优选为(3.5～3.8)：1。可以提供得到的聚丙烯材料在具有阻燃抗静电性的同时，具有与金属的良好的粘结性。
根据本发明，加入引发剂可以对聚烯烃弹性体中的丙烯基结构起到降解作用，改进聚丙烯材料的性能。优选情况下，所述引发剂为过氧化异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、过氧化二叔丁基、过氧化叔戊酸叔丁基酯、三烯丙基异氰尿酸脂和2,2,6,6-四甲基氧化哌啶醇中的至少一种；优选为过氧化异丙苯、过氧化苯甲酰、2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷和三烯丙基异氰尿酸脂中的至少一种。优选地，所述引发剂与所述聚烯烃弹性体的重量比为(0.01～0.1)：1；优选为(0.04～0.07)：1。
本发明中，所述阻燃剂可以选自卤素类阻燃剂，所述阻燃剂可以包括主阻燃剂和任选的阻燃协效剂；优选地，所述主阻燃剂为十溴二苯乙烷和/或十溴二苯醚，含量为5～15重量份，优选为10～15重量份；所述阻燃协效剂为三氧化二锑，含量为0～10重量份，优选为3～5重量份。
本发明中，所述抗静电剂可以为导电炭黑、乙炔炭黑、单硬脂酸甘油酯、二硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯、乙氧基化胺、伯胺、叔胺和仲胺、乙氧基化醇、硫酸烷基酯和季铵盐中的至少一种。特别地，优选为乙炔炭黑或捷克导电炭黑作为抗静电剂。
本发明中，所述助剂可包含但不限于以下助剂：抗氧化剂、偶联剂、加工助剂(不包括矿物油及其他增塑剂)、抗光老化剂、热稳定剂、抗滴落剂、流变性添加剂、脱模剂、抗粘连/滑动剂、成核剂等，可以选用本领域常规使用的上述各种助剂。例如所述滑动剂为硬脂酸钙，可以为0.7～1重量份；所述成核剂为羧酸钙盐、硅藻土、硅胶、氮化硼和褐煤酸钙中的至少一种，优选为羧酸钙盐，如可商购科莱恩牌成核剂CAV-102，可以为0.1～0.3重量份。所述抗氧剂为芳香胺类抗氧剂和/或受阻酚类抗氧剂，可商购巴斯夫生产的抗氧剂系列AO168(抗氧剂168)和/或AO1010(抗氧剂1010)，其中，抗氧剂168可以为0.1～0.3重量份，抗氧剂1010可以为0.1～0.4重量份。
根据本发明，优选情况下，所述聚丙烯的用量为40～70重量份，优选为45～65重量份；所述聚烯烃弹性体的用量为10～30重量份，优选为15～30重量份；所述引发剂的用量为0.1～5重量份，优选为0.3～1重量份；所述阻燃剂的用量为5～20重量份，优选为6～18重量份；所述抗静电剂的用量为5～15重量份，优选为5～10重量份；所述助剂的用量为0.1～2重量份，优选为0.1～1.5重量份。
本发明制备具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料的方法的步骤(1)中，可以先将聚丙烯、聚烯烃弹性体、引发剂、阻燃剂、抗静电剂和助剂按照所需用量进行混合，然后将得到的混合物进行所述混炼，实现引发剂的作用，经历化学反应。优选所述混炼可以通过单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或密炼挤出机实施。例如通过双螺杆挤出机实施。所述混合物在双螺杆挤出机中的停留时间为0.5～10min，以使引发剂充分产生化学反应。将所述混炼得到的产物可以接着经过切粒为阻燃抗静电聚丙烯母粒。
本发明制备具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料的方法的步骤(2)中，所述混合可以为物理共混即可。
本发明中，如上所述，所述丙烯基相容剂为马来酸酐接枝丙烯基聚合物；所述马来酸酐接枝丙烯基聚合物的接枝率为0.8～1.2重量％；所述马来酸酐接枝丙烯基聚合物的100％弹性恢复率为20％以上。所述丙烯相容剂可以为商购的美国埃克森美孚公司的丙烯基相容剂PO1020、广州鹿山化工公司的PR298、宁波能之光公司的FH118、神华低碳所的丙烯基弹性相容剂H2105等，优选为丙烯基相容剂PO1020和/或丙烯基弹性相容剂H2105。
本发明还提供了一种聚丙烯复合钢管，该复合管包括钢管和粘附在所述钢管的内、外表面上的聚丙烯层，其中，所述聚丙烯层由本发明提供的具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料制得。
本发明的所述聚丙烯复合钢管中，钢管的厚度可以为3～5mm，内、外表面的聚丙烯层的厚度可以为0.1～0.5mm。由于所述聚丙烯层由本发明提供的具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料制得，该聚丙烯复合钢管中所述聚丙烯层与钢管间具有良好的粘结性，且所述聚丙烯层可以提供良好的阻燃抗静电性，适用于煤矿生产使用。
本发明还提供了一种制备本发明提供的聚丙烯复合钢管的方法，该方法包括：(A)将本发明提供的具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料进行研磨，得到平均粒径为60目～100目的超细粉；(B)通过涂覆的方法将步骤(A)得到的超细粉粘附在钢管的内、外表面，得到聚丙烯复合钢管。
本发明中，可以通过多种方法将本发明提供的具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料粘附在钢管的内、外表面。优选可以通过涂覆的方法，如流化床涂装法、火焰喷涂法、热熔敷法、静电粉末喷涂等方法。更具体地可以优选步骤(B)中通过静电涂覆的方法，例如可以按照以下步骤实施静电涂覆：
步骤一：钢管管体的前处理。先对钢管管体按照脱脂、去锈、磷化、钝化处理，以便用于聚丙烯涂覆复合管的粉末静电喷涂生产；
步骤二：聚丙烯材料的静电涂覆过程。将处理后的钢管管体放在自动旋转的工艺机床架上，将钢管预热至230～350℃；经过预热的钢管通过链条传动滚到摩擦轮上并随轮高速旋转，然后通过静电涂覆机的两个喷涂机头分别对钢管管体的内、外表面进行喷涂聚丙烯粉体，该聚丙烯粉体充分接触熔结在钢管内外壁上；
步骤三：待喷涂完成后，对钢管管体自然冷却，得到聚丙烯复合钢管。
对得到的聚丙烯复合钢管按照标准MT 113-1995测定阻燃性能、表面电阻，按照标准GB/T 2791-1995测定聚丙烯材料与金属的剥离强度。
本发明中，将具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料进行研磨，具体步骤(A)中可以通过液氮式超细粉磨粉机实现。
本发明中得到的聚丙烯复合钢管具有优异的阻燃抗静电性能，可以具有优异的稳定性、防腐蚀性能、长使用寿命。
本发明还提供了一种本发明提供的聚丙烯复合钢管在煤矿生产中的应用。可以用于煤矿生产中的给水排水管网、瓦斯排放管网、煤浆输送管网等领域，也不限于用于对阻燃抗静电性能要求的其他城市或民事领域的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例中，得到的具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料的阻燃性能、表面电阻依据中国煤矿工业标准MT 113-1995测定；
具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料与金属的剥离强度依据标准GB/T 2791-1995测定；
熔体流动性(即熔融指数)依据GB/T 3682-2000测定。
实施例1
本实施例说明本发明的具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料的制备方法和聚丙烯复合钢管的制备方法。
(1)将1重量份的乙烯-辛烯共聚物(POE，Engage 8150，MI＝0.5g/10min(2.16kg，190℃))和14重量份的乙烯-丙烯共聚物(PBE，Vistamaxx 3980，MI＝8.3g/10min(2.16kg，230℃))组成的聚烯烃弹性体(乙烯基含量12.0质量％，丙烯基含量85.4质量％)，与47重量份的丙烯嵌段共聚物(PPB，7726H，MI＝30g/10min(2.16kg，230℃))、10重量份的均聚聚丙烯(PPH，T30S，MI＝3.0g/10min(2.16kg，230℃))、12重量份的十溴二苯乙烷(牌号8010，美国雅保公司)、4重量份的三氧化二锑(有效含量>99.8重量％，中国闪星锑业公司)、10重量份的乙炔炭黑(天津亿博瑞化工有限公司)、0.5重量份的2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、0.2重量份的三烯丙基异氰酸酯和1.3重量份的助剂(0.1重量份的抗氧剂168、0.1重量份的抗氧剂1010、0.1重量份的成核剂CAV102和1.0重量份的硬脂酸钙)经高速混合机充分共混，然后通过双螺杆挤出机(各区加工温度为200℃)挤出、风干、造粒，得到阻燃抗静电聚丙烯母粒；
(2)将85重量份的阻燃抗静电聚丙烯母粒与15重量份的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH，PO1020，马来酸酐接枝率为1.2重量％，100％弹性恢复率为20％)经高速混合机充分共混后，得到具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料；
将具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料进行阻燃、抗静电性能测试：有焰燃烧时间为0.81s，无焰燃烧时间为0.34s；50V电压下的表面电阻为1.4×104Ω，100V电压的表面电阻为1.8×104Ω；
(3)将具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料通过液氮磨粉机进行研磨，得到平均粒径约60目的超细粉末；
(4)通过静电涂覆工艺(如说明书中所描述，将钢管管体进行前处理，然后钢管预热至约300℃，将超细粉末通过静电涂覆机对高速旋转的钢管的内、外表面进行喷涂)，制得聚丙烯复合钢管。
将聚丙烯复合钢管进行涂层剥离测试，剥离强度为85N/25mm。
实施例2
本实施例说明本发明的具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料的制备方法和聚丙烯复合钢管的制备方法。
(1)将10重量份的乙烯-丙烯共聚物(PBE，Vistamaxx 6102，MI＝3.0g/10min(2.16kg，230℃))和5重量份的乙烯-丙烯共聚物(PBE，Vistamaxx 3980)组成的聚烯烃弹性体(乙烯基含量13.5质量％，丙烯基含量86.5质量％)，与50重量份的丙烯嵌段共聚物(PPB，7726H)、7重量份的丙烯嵌段共聚物(PPB，BX3920，MI＝100g/10min(2.16kg，230℃))、11重量份的十溴二苯乙烷、5重量份的三氧化二锑、9.3重量份的乙炔炭黑、0.5重量份的2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、0.2重量份的三烯丙基异氰酸酯和2重量份的助剂(0.3重量份的抗氧剂168、0.4重量份的抗氧剂1010、0.3重量份的成核剂CAV102和1.0重量份的硬脂酸钙)经高速混合机充分共混，然后通过双螺杆挤出机(各区加工温度为180℃)挤出、风干、造粒，得到阻燃抗静电聚丙烯母粒；
(2)将80重量份的阻燃抗静电聚丙烯母粒与20重量份的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH，PO1020)经高速混合机充分共混后，得到具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料；
将具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料进行阻燃、抗静电性能测试：有焰燃烧时间0.51s，无焰燃烧时间0.4s；50V电压下的表面电阻4×104Ω，100V电压的表面电阻4.8×104Ω；
(3)将具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料通过液氮磨粉机进行研磨，得到平均粒径约100目的超细粉末；
(4)通过静电涂覆工艺(按照实施例1步骤(4)的方法，不同的是，钢管预热温度至约230℃替代300℃)，将超细粉末涂覆钢管的内、外表面，制得聚丙烯复合钢管。
将聚丙烯复合钢管进行涂层剥离测试，剥离强度为115N/25mm。
实施例3
本实施例说明本发明的具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料的制备方法和聚丙烯复合钢管的制备方法。
(1)将10重量份的乙烯-丙烯共聚物(PBE，Vistamaxx 6102)和5重量份的乙烯-丙烯共聚物(PBE，Vistamaxx 3980)组成的聚烯烃弹性体(乙烯基含量13.5质量％，丙烯基含量86.5质量％)，与52重量份的丙烯嵌段共聚物(PPB，BX3920)、13重量份的十溴二苯乙烷、3重量份的三氧化二锑、15重量份的乙炔炭黑、1重量份的过氧化苯甲酰和1重量份的助剂(0.1重量份的抗氧剂168、0.1重量份的抗氧剂1010、0.1重量份的成核剂CAV102和0.7重量份的硬脂酸钙)经高速混合机充分共混，然后通过双螺杆挤出机(各区加工温度为210℃)挤出、风干、造粒，得到阻燃抗静电聚丙烯母粒；
(2)将80重量份的阻燃抗静电聚丙烯母粒、10重量份的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH，PO1020)和10重量份的丙烯基弹性热熔胶(PP-g-HMA，H2105，马来酸酐接枝率为1.0重量％，100％弹性恢复率为63.7％)经高速混合机充分共混后，得到具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料；
将具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料进行阻燃、抗静电性能测试：有焰燃烧时间0.31s，无焰燃烧时间0.3s；50V电压下的表面电阻为4.7×104Ω，100V电压的表面电阻为5.2×104Ω；
(3)将具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料通过液氮磨粉机进行研磨，得到平均粒径约80目的超细粉末；
(4)通过静电涂覆工艺(按照实施例1步骤(4)的方法，不同的是，钢管预热温度至约350℃替代300℃)，将超细粉末涂覆钢管的内、外表面，制得聚丙烯复合钢管。
将聚丙烯复合钢管进行涂层剥离测试，剥离强度为105N/25mm。
实施例4
本实施例说明本发明的阻燃抗静电聚丙烯材料的制备方法。
(1)将2.5重量份的乙烯-辛烯共聚物(POE，Engage 8150)和12.5重量份的乙烯-丙烯共聚物(PBE，Versify 2000，MI＝2.0g/10min(2.16kg，230℃)组成的聚烯烃弹性体(乙烯基含量14.3质量％，丙烯基含量79.2质量％)，与28.5重量份的丙烯嵌段共聚物(PPB，7726H)和28.5重量份的丙烯嵌段共聚物(PPB，3920)、12重量份的十溴二苯乙烷、4重量份的三氧化二锑、10重量份的乙炔炭黑、0.7重量份的过氧化异丙苯和1.3重量份的助剂(0.1重量份的抗氧剂168、0.1重量份的抗氧剂1010、0.1重量份的成核剂CAV102和1.0重量份的硬脂酸钙)经高速混合机充分共混，然后通过双螺杆挤出机(各区加工温度为200℃)挤出、风干、造粒，得到阻燃抗静电聚丙烯母粒；
(2)将将85重量份的阻燃抗静电聚丙烯母粒与15重量份的丙烯基弹性热熔胶(PP-g-HMA，H2105)经高速混合机充分共混后，得到具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料；
将具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料进行阻燃、抗静电性能测试：有焰燃烧时间0.4s，无焰燃烧时间0.37s；50V电压下的表面电阻为4.0×104Ω，100V电压的表面电阻为5.0×104Ω；
(3)将具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料通过液氮磨粉机进行研磨，得到平均粒径约60目的超细粉末；
(4)通过静电涂覆工艺(按照实施例1步骤(4)的方法)，将超细粉末涂覆钢管的内、外表面，制得聚丙烯复合钢管。
将聚丙烯复合钢管进行涂层剥离测试，剥离强度为100N/25mm。
对比例1
(1)将1重量份的乙烯-辛烯共聚物(POE，Engage 8150)和14重量份的乙烯-丙烯共聚物(PBE，Vistamaxx 3980)组成的聚烯烃弹性体(乙烯基含量12.0质量％，丙烯基含量85.4质量％)，与47重量份的丙烯嵌段共聚物(PPB，7726H)、10重量份的均聚聚丙烯(PPH，T30S)、12重量份的十溴二苯乙烷、4重量份的三氧化二锑、10重量份的乙炔炭黑、0.5重量份的2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、0.2重量份的三烯丙基异氰酸酯和1.3重量份的助剂(0.1重量份的抗氧剂168、0.1重量份的抗氧剂1010、0.1重量份的成核剂CAV102和1.0重量份的硬脂酸钙)经高速混合机充分共混，然后通过双螺杆挤出机(各区加工温度为200℃)挤出、风干、造粒，得到阻燃抗静电聚丙烯材料。
将该阻燃抗静电聚丙烯材料进行阻燃、抗静电性能测试：有焰燃烧时间0.45s，无焰燃烧时间0.47s；50V电压下的表面电阻4.3×104Ω，100V电压的表面电阻3.8×104Ω；
(2)将该阻燃抗静电聚丙烯材料通过液氮磨粉机进行研磨，得到平均粒径约60目的超细粉末；
(3)通过静电涂覆工艺(按照实施例1步骤(4)的方法)，将超细粉末涂覆钢管的内、外表面，制得聚丙烯复合钢管。
将聚丙烯复合钢管进行涂层剥离测试，与金属层不粘。
实施例5
(1)将1重量份的乙烯-辛烯共聚物(POE，Engage 8150)和14重量份的乙烯-丙烯共聚物(PBE，Vistamaxx 3980)组成的聚烯烃弹性体(乙烯基含量12.0质量％，丙烯基含量85.4质量％)，与47重量份的丙烯嵌段共聚物(PPB，7726H)、10重量份的均聚聚丙烯(PPH，T30S)、12重量份的十溴二苯乙烷、4重量份的三氧化二锑、10重量份的乙炔炭黑、0.5重量份的2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷、0.2重量份的三烯丙基异氰酸酯和1.3重量份的助剂(0.1重量份的抗氧剂168、0.1重量份的抗氧剂1010、0.1重量份的成核剂CAV102和1.0重量份的硬脂酸钙)经高速混合机充分共混，然后通过双螺杆挤出机(各区加工温度为200℃)挤出、风干、造粒，得到阻燃抗静电聚丙烯材料。
(2)将85重量份的阻燃抗静电聚丙烯母粒与15重量份的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH，FH118，马来酸酐接枝率为0.6重量％，100％弹性恢复率为38.1％)经高速混合机充分共混后，得到具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料；
将具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料进行阻燃、抗静电性能测试：有焰燃烧时间为0.81s，无焰燃烧时间为0.34s；50V电压下的表面电阻为1.4×104Ω，100V电压的表面电阻为1.8×104Ω；
(3)将具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料通过液氮磨粉机进行研磨，得到平均粒径约60目的超细粉末；
(4)通过静电涂覆工艺(按照实施例1步骤(4)的方法)，将超细粉末涂覆钢管的内、外表面，制得聚丙烯复合钢管。
将聚丙烯复合钢管进行涂层剥离测试，剥离强度为45N/25mm，不满足钢塑复合管道关于粘结力大于75N/25mm的粘结性能要求。
从上述实施例和对比例可以看出，本发明提供的具有金属粘结性和阻燃抗静电性的聚丙烯材料可以同时具有合格的阻燃性能和抗静电性能，以及与金属粘结性。
而实施例5中虽然加入丙烯基相容剂，但是其中马来酸酐接枝率仅为0.6重量％，得到的聚丙烯材料与金属的粘结性较差。
对比例提供的聚丙烯材料不具有本发明的聚丙烯材料的组成，不能用于制备得到聚丙烯复合钢管。