一種管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝的制作方法

本發(fā)明涉及排水管材料，具體為一種管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝。

背景技術(shù)：

1、公開(kāi)號(hào)為cn114573897a的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種聚乙烯靜音排水管專(zhuān)用料及制備方法，涉及排水管制備技術(shù)領(lǐng)域，解決現(xiàn)有排水管脆性大，耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能不理想的技術(shù)問(wèn)題，包括如下組分：活性硫酸鋇粉體，ebs，聚乙烯蠟，硬脂酸鈣，抗氧劑，馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯，線性低密度聚乙烯，高密度聚乙烯；該發(fā)明體系中形成化學(xué)鏈提高馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯與上述材料的粘接和偶聯(lián)，此外，ebs使活性硫酸鋇粉體更加充分地分散到馬來(lái)酸酐接枝聚乙烯、線性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中，從而提高材料支化應(yīng)力和擴(kuò)散應(yīng)力的速度，活性硫酸鋇粉體為疏水親油結(jié)構(gòu)，使得其與線性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的界面結(jié)合更均勻、更加牢固，材料的強(qiáng)度、硬度及模量，耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能優(yōu)越。但是上述現(xiàn)有技術(shù)方案中，選用硫酸鋇作為增加管材面密度的增重材料，但是其價(jià)格昂貴，增加了制造成本；且所制備的材料阻燃效果較差；為此，本發(fā)明提供了一種管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝，解決了上述背景技術(shù)中提到的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝，包括以下制備步驟：

3、步驟一、將60～80g的赤鐵礦研磨后過(guò)600～1250目篩，并進(jìn)行預(yù)處理；

4、步驟二、將預(yù)處理后的赤鐵礦、5～8g的阻燃劑、0.2～1g的外潤(rùn)滑劑、0.3～1g的內(nèi)潤(rùn)滑劑、25～35g的高密度聚乙烯加入密煉機(jī)中，加熱密煉至190～195℃，然后倒入單螺桿擠出機(jī)喂料斗中，通過(guò)單螺桿擠出機(jī)擠出造粒，擠出機(jī)溫度140～170℃；

5、所述步驟一中，采用鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑對(duì)赤鐵礦粉進(jìn)行預(yù)處理，偶聯(lián)劑與赤鐵礦粉按照質(zhì)量比為10:（0.1～0.4）；

6、所述外潤(rùn)滑劑選自硬脂酸鈣與硬脂酸鋅中的一種，所述內(nèi)潤(rùn)滑劑為白油；

7、所述阻燃劑為改性納米炭黑、改性可膨脹石墨以及聚磷酸銨的組合物，且各組分添加的重量百分比為：改性納米炭黑30wt%～42wt%、改性可膨脹石墨30wt%～38wt%以及聚磷酸銨25wt%～36wt%。

8、優(yōu)選的，所述改性納米炭黑的制備方法為：

9、s1、對(duì)1.5～2g的納米炭黑表面進(jìn)行羥基化處理；

10、s2、再對(duì)其表面進(jìn)行環(huán)氧化處理；

11、s3、倒入100ml的無(wú)水乙醇中，并超聲分散50～60min；

12、s4、將25～28g的ep-poss倒入50～70ml的無(wú)水乙醇中，待完全溶解后，緩慢滴加至s3的溶液中，并于55～60℃條件下攪拌反應(yīng)10～12h；

13、s5、將2.5～3.2g的氨基苯磺酸鈉倒入22～28ml的去離子水與無(wú)水乙醇的混合溶液中，進(jìn)行溶解，然后緩慢滴加至s4的反應(yīng)溶液中，繼續(xù)反應(yīng)10～12h；

14、s6、反應(yīng)結(jié)束后，抽濾，并依次采用去離子水和無(wú)水乙醇進(jìn)行洗滌，過(guò)濾，再置于95～100℃的烘干箱中干燥后研磨，即得改性納米炭黑。

15、優(yōu)選的，所述s5中，去離子水與無(wú)水乙醇的質(zhì)量比為1:1。

16、優(yōu)選的，所述s1中羥基化的具體處理步驟為：

17、s11、將1.5～2g納米炭黑倒入100～180ml的過(guò)氧化氫溶液中，攪拌混合5～7min后，超聲分散30～35min；

18、s12、升溫至55～60℃并攪拌反應(yīng)22～24h；

19、s13、待反應(yīng)結(jié)束后抽濾，采用去離子水進(jìn)行沖洗；

20、s14、置于75～80℃的烘箱中干燥10～12h即可。

21、優(yōu)選的，所述s2中環(huán)氧化的具體處理步驟為：

22、s21、將乙醇和去離子水混合，配制成100ml的混合液；

23、s22、加入0.8～1.5g的kh550，超聲處理10～15min；

24、s23、再加入0.5～0.8g表面經(jīng)過(guò)羥基化處理的納米炭黑，超聲分散1.8～2h；

25、s24、升溫至75～78℃，攪拌回流5～6h；

26、s25、待反應(yīng)結(jié)束后抽濾，使用無(wú)水乙醇離心洗滌4～5次，然后置于55～60℃的真空干燥箱中干燥10～12h即可。

27、優(yōu)選的，所述s21中，乙醇和去離子水的體積比為9:1。

28、優(yōu)選的，所述改性可膨脹石墨的制備改性方法為：向2～5g的kh570中加入180～200g的無(wú)水乙醇，混勻，水浴升溫至75～80℃，再倒入100～110g干燥的可膨脹石墨，攪拌25～30min，攪拌速度為1300～1500rmp，即得改性可膨脹石墨。

29、優(yōu)選的，所述干燥的可膨脹石墨的制備方法為：將可膨脹石墨置于80～85℃的烘干箱中干燥3～4h即可。

30、本發(fā)明提供了一種管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝。與現(xiàn)有技術(shù)相比具備以下有益效果：

31、（1）該管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝，通過(guò)對(duì)研磨后的赤鐵礦進(jìn)行預(yù)處理，使其外部被偶聯(lián)劑包覆，大大減少赤鐵礦對(duì)于加工設(shè)備的磨損，增強(qiáng)了赤鐵礦顆粒和基體之間的結(jié)合能力，顯著提高該材料的靜音效果，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。

32、（2）該管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝，通過(guò)對(duì)納米炭黑進(jìn)行改性處理，使其與磺酸鹽在凝聚相中發(fā)揮協(xié)同阻燃作用，二者能夠促進(jìn)基體形成致密炭層，起到很好的阻隔效應(yīng)；通過(guò)對(duì)可膨脹石墨進(jìn)行改性處理，使其在聚合物表面形成凝聚相，隔絕空氣、阻止熱傳遞、降低可燃性氣體釋放量，從而達(dá)到阻燃目的；通過(guò)聚磷酸銨的添加，使得高溫下粘稠狀的聚磷酸銨與可膨脹石墨形成連續(xù)致密的炭層，隔絕空氣與材料表面的接觸，且炭黑均勻分散在炭層里，使得形成的炭層具有更好的隔熱性能，從而阻礙了燃燒過(guò)程中熱量的傳遞和與氧氣的接觸，并減少了可燃性氣體的揮發(fā)，通過(guò)其協(xié)效作用，顯著提高該材料的阻燃性能。

技術(shù)特征：

1.一種管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝，其特征在于，包括以下制備步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝，其特征在于：所述改性納米炭黑的制備方法為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝，其特征在于所述s5中，去離子水與無(wú)水乙醇的質(zhì)量比為1:1。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝，其特征在于：所述s1中羥基化的具體處理步驟為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝，其特征在于：所述s2中環(huán)氧化的具體處理步驟為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝，其特征在于：所述s21中，乙醇和去離子水的體積比為9:1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝，其特征在于：所述改性可膨脹石墨的制備改性方法為：向2～5g的kh570中加入180～200g的無(wú)水乙醇，混勻，水浴升溫至75～80℃，再倒入100～110g干燥的可膨脹石墨，攪拌25～30min，攪拌速度為1300～1500rmp，即得改性可膨脹石墨。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝，其特征在于：所述干燥的可膨脹石墨的制備方法為：將可膨脹石墨置于80～85℃的烘干箱中干燥3～4h即可。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝，本發(fā)明涉及排水管材料技術(shù)領(lǐng)域，步驟一、將60～80g的赤鐵礦研磨后過(guò)600～1250目篩，并進(jìn)行預(yù)處理；步驟二、將預(yù)處理后的赤鐵礦、5～8g的阻燃劑、0.2～1g的外潤(rùn)滑劑、0.3～1g的內(nèi)潤(rùn)滑劑、25～35g的高密度聚乙烯加入密煉機(jī)中，加熱密煉至190～195℃，然后倒入單螺桿擠出機(jī)喂料斗中，通過(guò)單螺桿擠出機(jī)擠出造粒，擠出機(jī)溫度140～170℃。該管材用含赤鐵礦的聚乙烯阻燃靜音材料的制備工藝，通過(guò)對(duì)納米炭黑進(jìn)行改性處理，納米炭黑和磺酸鹽在凝聚相中發(fā)揮協(xié)同阻燃作用，二者能夠促進(jìn)基體形成致密炭層，起到很好的阻隔效應(yīng)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉樹(shù)遠(yuǎn),白福倉(cāng),邵學(xué)平,秦聰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東金潮新型建材有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19