一種防霉防蛀土工格柵用阻燃聚乙烯材料及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防霉防蛀土工格柵用阻燃聚乙烯材料，將納米氫氧化鎂表面進(jìn)行硅烷改性后作為阻燃劑，在一定程度上改善氫氧化鎂的憎水性，提高其在聚合物中的相容性，并達(dá)到提高材料力學(xué)和阻燃性的效果，將紅磷膠囊化改性改善了紅磷易吸濕、安全性差的問題，膠囊化改性紅磷受熱形成磷酸、偏磷酸，進(jìn)而形成強(qiáng)脫水劑聚偏磷酸，加速了氫氧化鎂的分解，起到了協(xié)同阻燃作用；本發(fā)明還將無機(jī)填料硅灰石粉表面進(jìn)行化學(xué)改性，提高了其在聚合物中的相容性，改善了產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性，并配伍其他有效助劑制得的聚乙烯材料，擠出性和成型性好，應(yīng)用于土工格柵能防霉防蛀，使用壽命長久。
【專利說明】
一種防霉防蛀土工格柵用阻燃聚乙烯材料及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種防霉防蛀土工格柵用阻燃聚乙烯材料及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]塑料土工格柵是由聚丙烯(PP)或高密度聚乙烯(HDPE)添加助劑后加入擠出機(jī)中受熱熔融后在螺桿的推擠作用下，經(jīng)特殊旋轉(zhuǎn)機(jī)頭擠出成型的一種網(wǎng)狀新型塑料工程材料。其中高密度聚乙烯土工格柵具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕抗沖擊、使用壽命長等特點(diǎn)，常用于高速公路、鐵路、碼頭、煤礦假頂、建筑安全等各個方面。但高密度聚乙烯是一種易燃燒的材料，且著火后不易熄滅，影響高密度聚乙烯土工格柵的應(yīng)用。因此，對其進(jìn)行阻燃、抗老化和耐屈撓性等性能進(jìn)行改性具有特別重要的意義。
[0003]有鹵阻燃劑是目前主要應(yīng)用于HDPE的阻燃劑，有較好的阻燃和力學(xué)性能，但因其對環(huán)境的危害性正逐漸被淘汰。氫氧化鎂是近年開發(fā)的一種新型無鹵阻燃劑，具有分解溫度高、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于塑料材料中。但其阻燃效率較低，常需大量添加，且與聚合物相容性較差，分散不均，很難獨(dú)立使用。雖然納米氫氧化鎂表面積大，在一定程度上提高了它在高分子材料中的分散均勻程度，但仍未能達(dá)到理想要求。對氫氧化鎂表面改性可在一定程度上改善氫氧化鎂的憎水性，從而提高其在材料中的相容性，并達(dá)到提高材料力學(xué)和阻燃性的效果?！侗砻娓男詫{米氫氧化鎂/高密度聚乙烯復(fù)合材料的影響》一文通過硅烷偶聯(lián)劑、硬脂酸鎂和鈦酸酯分別表面改性氫氧化鎂并共混填充HDPE，結(jié)果顯示:硅烷偶聯(lián)劑、硬脂酸鎂和鈦酸酯改性氫氧化鎂對高密度聚乙烯阻燃性改善較小，但有利于提高體系力學(xué)性能?？紤]綜合性能，硅烷偶聯(lián)劑為最佳表面改性劑，用量為氫氧化鎂質(zhì)量的3.5%時，體系氧指數(shù)、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率及沖擊強(qiáng)度分別提高約8%、30%、6%和18%。
[0004]然而，文中僅對HDPE的阻燃性進(jìn)行了改性，且阻燃效果一般，高密度聚乙烯改性方法還有很多，較為常用的是對其進(jìn)行填充增強(qiáng)改性，填充改性按填料改性種類可以分為無機(jī)填料和有機(jī)填料。從環(huán)?？紤]常用的是向高密度聚乙烯中加入無機(jī)填料，例如碳酸鈣、滑石粉、玻璃微珠、云母等，雖然可以起到提高材料的強(qiáng)度、剛性、尺寸穩(wěn)定性等性能的效果，但是這些無機(jī)填料相對密度較大，加入聚合物中使得制備的復(fù)合材料相對密度大，造成HDPE的部分力學(xué)性能參數(shù)下降，而且無機(jī)填料與有機(jī)聚乙烯間相容性不好，需要對無機(jī)材料進(jìn)行表面修飾，才可以更好的與基體進(jìn)行復(fù)合，制備工藝較為復(fù)雜，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種防霉防蛀土工格柵用阻燃聚乙烯材料及其制作方法。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種防霉防蛀土工格柵用阻燃聚乙烯材料，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯100、硅橡膠10-12、納米氫氧化鎂16-18、紅磷8-9、硼酸鋅0.2-0.4、硅灰石粉14-16、聚酯纖維5-7、氫化棕櫚仁油6-8、辛酸亞錫0.1-0.3、甲基三乙酰氧基硅烷0.6-0.8、羥基乙酸2_4、棉漿4-6、氧化鋅1-2。
[0007]所述的一種防霉防蛀土工格柵用阻燃聚乙烯材料的制作方法，包括以下步驟:
(1)將納米氫氧化鎂、甲基三乙酰氧基硅烷投入高速混合機(jī)中，加入聚酯纖維在100°c條件下處理30分鐘，放入真空干燥箱內(nèi)在80 °C下放置3-4小時；
(2)將紅磷、辛酸亞錫攪拌混勻，投入高速混合機(jī)中，加入硅橡膠攪拌均勻，冷卻至室溫加入羥基乙酸超聲研磨2-3小時，烘干得膠囊化改性紅磷；
(3)將硅灰石粉、棉漿攪拌混勻噴灑質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸溶液在氮?dú)猸h(huán)境下磺化處理15-20分鐘，過濾用熱水洗滌至無S042—，加入氫化棕櫚仁油磁力攪拌2-3小時，烘干；
(4)將高密度聚乙烯放入烘箱中于105-110°C烘干，投入高速混合機(jī)中加入步驟(I)、
(2)、(3)物料及其它剩余成分混合均勻，用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，出料。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明將納米氫氧化鎂表面進(jìn)行硅烷改性后作為阻燃劑，在一定程度上改善氫氧化鎂的憎水性，提高其在聚合物中的相容性，并達(dá)到提高材料力學(xué)和阻燃性的效果，將紅磷膠囊化改性改善了紅磷易吸濕、安全性差的問題，膠囊化改性紅磷受熱形成磷酸、偏磷酸，進(jìn)而形成強(qiáng)脫水劑聚偏磷酸，加速了氫氧化鎂的分解，起到了協(xié)同阻燃作用;本發(fā)明還將無機(jī)填料硅灰石粉表面進(jìn)行化學(xué)改性，提高了其在聚合物中的相容性，改善了產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性，并配伍其他有效助劑制得的聚乙烯材料，擠出性和成型性好，應(yīng)用于土工格柵能防霉防蛀，使用壽命長久。
【具體實(shí)施方式】
[0009]一種防霉防蛀土工格柵用阻燃聚乙烯材料，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯100、硅橡膠10、納米氫氧化鎂16、紅磷8、硼酸鋅0.2、硅灰石粉14、聚酯纖維5、氫化棕櫚仁油6、辛酸亞錫0.1、甲基三乙酰氧基硅烷0.6、羥基乙酸2、棉漿4、氧化鋅I。
[0010]所述的一種防霉防蛀土工格柵用阻燃聚乙烯材料的制作方法，包括以下步驟:
(1)將納米氫氧化鎂、甲基三乙酰氧基硅烷投入高速混合機(jī)中，加入聚酯纖維在100°c條件下處理30分鐘，放入真空干燥箱內(nèi)在80 °C下放置3-4小時；
(2)將紅磷、辛酸亞錫攪拌混勻，投入高速混合機(jī)中，加入硅橡膠攪拌均勻，冷卻至室溫加入羥基乙酸超聲研磨2-3小時，烘干得膠囊化改性紅磷；
(3)將硅灰石粉、棉漿攪拌混勻噴灑質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸溶液在氮?dú)猸h(huán)境下磺化處理15-20分鐘，過濾用熱水洗滌至無S042—，加入氫化棕櫚仁油磁力攪拌2-3小時，烘干；
(4)將高密度聚乙烯放入烘箱中于105-110°C烘干，投入高速混合機(jī)中加入步驟(I)、
(2)、(3)物料及其它剩余成分混合均勻，用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，出料。
[0011]利用本發(fā)明制得的土工格柵用阻燃聚乙烯材料的氧指數(shù)、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率及沖擊強(qiáng)度分別提高約14.7%、34.7%、9.7%和20.8%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防霉防蛀土工格柵用阻燃聚乙烯材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯100、硅橡膠10-12、納米氫氧化鎂16-18、紅磷8-9、硼酸鋅0.2-0.4、硅灰石粉14-16、聚酯纖維5-7、氫化棕櫚仁油6-8、辛酸亞錫0.1-0.3、甲基三乙酰氧基硅烷0.6-0.8、羥基乙酸2-4、棉漿4-6、氧化鋅1-2。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防霉防蛀土工格柵用阻燃聚乙烯材料的制作方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將納米氫氧化鎂、甲基三乙酰氧基硅烷投入高速混合機(jī)中，加入聚酯纖維在100°C條件下處理30分鐘，放入真空干燥箱內(nèi)在80 °C下放置3-4小時； (2)將紅磷、辛酸亞錫攪拌混勻，投入高速混合機(jī)中，加入硅橡膠攪拌均勻，冷卻至室溫加入羥基乙酸超聲研磨2-3小時，烘干得膠囊化改性紅磷； (3)將硅灰石粉、棉漿攪拌混勻噴灑質(zhì)量濃度為98%的濃硫酸溶液在氮?dú)猸h(huán)境下磺化處理15-20分鐘，過濾用熱水洗滌至無S042—，加入氫化棕櫚仁油磁力攪拌2-3小時，烘干； (4)將高密度聚乙烯放入烘箱中于105-110°C烘干，投入高速混合機(jī)中加入步驟(I)、(2)、(3)物料及其它剩余成分混合均勻，用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，出料。
【文檔編號】C08L91/00GK105968529SQ201610500718
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】葉磊
【申請人】安徽杰奧瑪克合成材料科技有限公司