一種耐疲勞抗蠕變型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(kāi)了一種耐疲勞抗蠕變型土工格柵用阻燃聚乙烯材料，將納米氫氧化鎂表面進(jìn)行硅氧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(wèn)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(wú)機(jī)填料硅藻土表面進(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阻燃性好，應(yīng)用于土工格柵材料具有耐疲勞抗蠕變特性。
【專利說(shuō)明】
一種耐疲勞抗蠕變型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，尤其涉及一種耐疲勞抗蠕變型土工格柵用阻燃聚乙烯材料及其制作方法?！颈尘凹夹g(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(zhǎng)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(gè)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(duì)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(duì)環(huán)境的危害性正逐漸被淘汰。氫氧化鎂是近年開(kāi)發(fā)的一種新型無(wú)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(duì)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?duì)納米氫氧化鎂/高密度聚乙烯復(fù)合材料的影響》一文通過(guò)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(duì)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(shí)，體系氧指數(shù)、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率及沖擊強(qiáng)度分別提高約8%、30%、6%和18%。
[0004]然而，文中僅對(duì)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(duì)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(wú)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(wú)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(wú)機(jī)填料相對(duì)密度較大，加入聚合物中使得制備的復(fù)合材料相對(duì)密度大，造成 HDPE的部分力學(xué)性能參數(shù)下降，而且無(wú)機(jī)填料與有機(jī)聚乙烯間相容性不好，需要對(duì)無(wú)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，提供一種耐疲勞抗蠕變型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(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種耐疲勞抗蠕變型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、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯16-18、納米氫氧化鎂18-20、紅磷12-14、鈦酸酯偶聯(lián)劑 0.8-1.2、硅藻土 14-15、八甲基環(huán)四硅氧烷0.7-0.9、鈦白粉2-4、無(wú)水氯化鈣0.1 -0.3、磷酸甲苯二苯酯4-5、醋酸乙酯5-7。
[0007]所述的一種耐疲勞抗蠕變型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、鈦酸酯偶聯(lián)劑投入高速混合機(jī)中，在100°C條件下處理30分鐘后， 在真空干燥箱內(nèi)，溫度控制在80°C下放置3-4小時(shí)；(2)將紅磷、八甲基環(huán)四硅氧烷攪拌混勻，投入高速混合機(jī)中，加入聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯攪拌均勻，冷卻至室溫加入磷酸甲苯二苯酯超聲研磨2-3小時(shí)，烘干得膠囊化改性紅憐；(3)將硅藻土經(jīng)高溫處理后噴灑質(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(guò)濾用熱水洗滌至無(wú)S042,加入醋酸乙酯、鈦白粉磁力攪拌2-3小時(shí)，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(1)、(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)行硅氧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(wèn)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(wú)機(jī)填料硅藻土表面進(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阻燃性好，應(yīng)用于土工格柵材料具有耐疲勞抗蠕變特性?！揪唧w實(shí)施方式】
[0009]一種耐疲勞抗蠕變型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、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯16、納米氫氧化鎂18、紅磷12、鈦酸酯偶聯(lián)劑0.8、硅藻土 14、八甲基環(huán)四硅氧烷0.7、鈦白粉2、無(wú)水氯化鈣0.1、磷酸甲苯二苯酯4、醋酸乙酯5。
[0010]所述的一種耐疲勞抗蠕變型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、鈦酸酯偶聯(lián)劑投入高速混合機(jī)中，在100°C條件下處理30分鐘后， 在真空干燥箱內(nèi)，溫度控制在80°C下放置3-4小時(shí)；(2)將紅磷、八甲基環(huán)四硅氧烷攪拌混勻，投入高速混合機(jī)中，加入聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯攪拌均勻，冷卻至室溫加入磷酸甲苯二苯酯超聲研磨2-3小時(shí)，烘干得膠囊化改性紅憐；(3)將硅藻土經(jīng)高溫處理后噴灑質(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(guò)濾用熱水洗滌至無(wú)S042,加入醋酸乙酯、鈦白粉磁力攪拌2-3小時(shí)，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(1)、 (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(zhǎng)率及沖擊強(qiáng)度分別提高約15.2%、35.2%、11.2%和22.2%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐疲勞抗蠕變型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、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯16-18、納米氫氧化鎂18-20、紅磷12-14、 鈦酸酯偶聯(lián)劑0.8-1.2、硅藻土 14-15、八甲基環(huán)四硅氧烷0.7-0.9、鈦白粉2-4、無(wú)水氯化鈣 0.1-0.3、磷酸甲苯二苯酯4-5、醋酸乙酯5-7。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐疲勞抗蠕變型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、鈦酸酯偶聯(lián)劑投入高速混合機(jī)中，在l〇〇°C條件下處理30分鐘后， 在真空干燥箱內(nèi)，溫度控制在80°C下放置3-4小時(shí)；(2)將紅磷、八甲基環(huán)四硅氧烷攪拌混勻，投入高速混合機(jī)中，加入聚對(duì)苯二甲酸乙二 醇酯攪拌均勻，冷卻至室溫加入磷酸甲苯二苯酯超聲研磨2-3小時(shí)，烘干得膠囊化改性紅 憐；(3)將硅藻土經(jīng)高溫處理后噴灑質(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(guò)濾用熱水洗滌至無(wú)S042,加入醋酸乙酯、鈦白粉磁力攪拌2-3小時(shí)，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(1)、 (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(hào)】C08K3/22GK105968520SQ201610499940
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】葉磊
【申請(qǐng)人】安徽杰奧瑪克合成材料科技有限公司