CN105968529A - 一种防霉防蛀土工格栅用阻燃聚乙烯材料及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防霉防蛀土工格栅用阻燃聚乙烯材料,将纳米氢氧化镁表面进行硅烷改性后作为阻燃剂,在一定程度上改善氢氧化镁的憎水性,提高其在聚合物中的相容性,并达到提高材料力学和阻燃性的效果,将红磷胶囊化改性改善了红磷易吸湿、安全性差的问题,胶囊化改性红磷受热形成磷酸、偏磷酸,进而形成强脱水剂聚偏磷酸,加速了氢氧化镁的分解,起到了协同阻燃作用;本发明还将无机填料硅灰石粉表面进行化学改性,提高了其在聚合物中的相容性,改善了产品的机械强度和耐磨性,并配伍其他有效助剂制得的聚乙烯材料,挤出性和成型性好,应用于土工格栅能防霉防蛀,使用寿命长久。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,尤其涉及一种防霉防蛀土工格栅用阻燃聚乙烯材料及其制作方法。
背景技术
塑料土工格栅是由聚丙烯(PP)或高密度聚乙烯(HDPE)添加助剂后加入挤出机中受热熔融后在螺杆的推挤作用下,经特殊旋转机头挤出成型的一种网状新型塑料工程材料。其中高密度聚乙烯土工格栅具有质量轻、强度高、耐腐蚀抗冲击、使用寿命长等特点,常用于高速公路、铁路、码头、煤矿假顶、建筑安全等各个方面。但高密度聚乙烯是一种易燃烧的材料,且着火后不易熄灭,影响高密度聚乙烯土工格栅的应用。因此,对其进行阻燃、抗老化和耐屈挠性等性能进行改性具有特别重要的意义。
有卤阻燃剂是目前主要应用于HDPE的阻燃剂,有较好的阻燃和力学性能,但因其对环境的危害性正逐渐被淘汰。氢氧化镁是近年开发的一种新型无卤阻燃剂,具有分解温度高、热稳定性好等优点,已被广泛应用于塑料材料中。但其阻燃效率较低,常需大量添加,且与聚合物相容性较差,分散不均,很难独立使用。虽然纳米氢氧化镁表面积大,在一定程度上提高了它在高分子材料中的分散均匀程度,但仍未能达到理想要求。对氢氧化镁表面改性可在一定程度上改善氢氧化镁的憎水性,从而提高其在材料中的相容性,并达到提高材料力学和阻燃性的效果。《表面改性对纳米氢氧化镁/高密度聚乙烯复合材料的影响》一文通过硅烷偶联剂、硬脂酸镁和钛酸酯分别表面改性氢氧化镁并共混填充 HDPE,结果显示:硅烷偶联剂、硬脂酸镁和钛酸酯改性氢氧化镁对高密度聚乙烯阻燃性改善较小,但有利于提高体系力学性能。考虑综合性能,硅烷偶联剂为最佳表面改性剂,用量为氢氧化镁质量的3.5%时,体系氧指数、拉伸强度、 断裂伸长率及冲击强度分别提高约8%、30%、6%和18%。
然而,文中仅对HDPE的阻燃性进行了改性,且阻燃效果一般,高密度聚乙烯改性方法还有很多,较为常用的是对其进行填充增强改性,填充改性按填料改性种类可以分为无机填料和有机填料。从环保考虑常用的是向高密度聚乙烯中加入无机填料,例如碳酸钙、滑石粉、玻璃微珠、云母等,虽然可以起到提高材料的强度、刚性、尺寸稳定性等性能的效果,但是这些无机填料相对密度较大,加入聚合物中使得制备的复合材料相对密度大,造成HDPE的部分力学性能参数下降,而且无机填料与有机聚乙烯间相容性不好,需要对无机材料进行表面修饰,才可以更好的与基体进行复合,制备工艺较为复杂,成本较高。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种防霉防蛀土工格栅用阻燃聚乙烯材料及其制作方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种防霉防蛀土工格栅用阻燃聚乙烯材料,由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯100、硅橡胶10-12、纳米氢氧化镁16-18、红磷8-9、硼酸锌0.2-0.4、硅灰石粉14-16、聚酯纤维5-7、氢化棕榈仁油6-8、辛酸亚锡0.1-0.3、甲基三乙酰氧基硅烷0.6-0.8、羟基乙酸2-4、棉浆4-6、氧化锌1-2。
所述的一种防霉防蛀土工格栅用阻燃聚乙烯材料的制作方法,包括以下步骤:
(1)将纳米氢氧化镁、甲基三乙酰氧基硅烷投入高速混合机中,加入聚酯纤维在100℃条件下处理30分钟,放入真空干燥箱内在80℃下放置3-4小时;
(2)将红磷、辛酸亚锡搅拌混匀,投入高速混合机中,加入硅橡胶搅拌均匀,冷却至室温加入羟基乙酸超声研磨2-3小时,烘干得胶囊化改性红磷;
(3)将硅灰石粉、棉浆搅拌混匀喷洒质量浓度为98%的浓硫酸溶液在氮气环境下磺化处理15-20分钟,过滤用热水洗涤至无SO42–,加入氢化棕榈仁油磁力搅拌2-3小时,烘干;
(4)将高密度聚乙烯放入烘箱中于105-110℃烘干,投入高速混合机中加入步骤(1)、(2)、(3)物料及其它剩余成分混合均匀,用双螺杆挤出机挤出造粒,出料。
本发明的优点是:本发明将纳米氢氧化镁表面进行硅烷改性后作为阻燃剂,在一定程度上改善氢氧化镁的憎水性,提高其在聚合物中的相容性,并达到提高材料力学和阻燃性的效果,将红磷胶囊化改性改善了红磷易吸湿、安全性差的问题,胶囊化改性红磷受热形成磷酸、偏磷酸,进而形成强脱水剂聚偏磷酸,加速了氢氧化镁的分解,起到了协同阻燃作用;本发明还将无机填料硅灰石粉表面进行化学改性,提高了其在聚合物中的相容性,改善了产品的机械强度和耐磨性,并配伍其他有效助剂制得的聚乙烯材料,挤出性和成型性好,应用于土工格栅能防霉防蛀,使用寿命长久。
具体实施方式
一种防霉防蛀土工格栅用阻燃聚乙烯材料,由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯100、硅橡胶10、纳米氢氧化镁16、红磷8、硼酸锌0.2、硅灰石粉14、聚酯纤维5、氢化棕榈仁油6、辛酸亚锡0.1、甲基三乙酰氧基硅烷0.6、羟基乙酸2、棉浆4、氧化锌1。
所述的一种防霉防蛀土工格栅用阻燃聚乙烯材料的制作方法,包括以下步骤:
(1)将纳米氢氧化镁、甲基三乙酰氧基硅烷投入高速混合机中,加入聚酯纤维在100℃条件下处理30分钟,放入真空干燥箱内在80℃下放置3-4小时;
(2)将红磷、辛酸亚锡搅拌混匀,投入高速混合机中,加入硅橡胶搅拌均匀,冷却至室温加入羟基乙酸超声研磨2-3小时,烘干得胶囊化改性红磷;
(3)将硅灰石粉、棉浆搅拌混匀喷洒质量浓度为98%的浓硫酸溶液在氮气环境下磺化处理15-20分钟,过滤用热水洗涤至无SO42 –,加入氢化棕榈仁油磁力搅拌2-3小时,烘干;
(4)将高密度聚乙烯放入烘箱中于105-110℃烘干,投入高速混合机中加入步骤(1)、(2)、(3)物料及其它剩余成分混合均匀,用双螺杆挤出机挤出造粒,出料。
利用本发明制得的土工格栅用阻燃聚乙烯材料的氧指数、拉伸强度、 断裂伸长率及冲击强度分别提高约14.7%、34.7%、9.7%和20.8%。
Claims (2)
1.一种防霉防蛀土工格栅用阻燃聚乙烯材料,其特征在于,由下列重量份的原料制成:高密度聚乙烯100、硅橡胶10-12、纳米氢氧化镁16-18、红磷8-9、硼酸锌0.2-0.4、硅灰石粉14-16、聚酯纤维5-7、氢化棕榈仁油6-8、辛酸亚锡0.1-0.3、甲基三乙酰氧基硅烷0.6-0.8、羟基乙酸2-4、棉浆4-6、氧化锌1-2。
2.
根据权利要求1所述的一种防霉防蛀土工格栅用阻燃聚乙烯材料的制作方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将纳米氢氧化镁、甲基三乙酰氧基硅烷投入高速混合机中,加入聚酯纤维在100℃条件下处理30分钟,放入真空干燥箱内在80℃下放置3-4小时;
(2)将红磷、辛酸亚锡搅拌混匀,投入高速混合机中,加入硅橡胶搅拌均匀,冷却至室温加入羟基乙酸超声研磨2-3小时,烘干得胶囊化改性红磷;
(3)将硅灰石粉、棉浆搅拌混匀喷洒质量浓度为98%的浓硫酸溶液在氮气环境下磺化处理15-20分钟,过滤用热水洗涤至无SO42–,加入氢化棕榈仁油磁力搅拌2-3小时,烘干;
(4)将高密度聚乙烯放入烘箱中于105-110℃烘干,投入高速混合机中加入步骤(1)、(2)、(3)物料及其它剩余成分混合均匀,用双螺杆挤出机挤出造粒,出料。
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CN109467789A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-03-15 | 安徽中斯特流体设备有限公司 | 一种用于流体控制系统的阀门密封垫 |
CN109705404A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-05-03 | 佛山市三水金戈新型材料有限公司 | 一种消烟阻燃剂及其制备方法 |
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CN102372869A (zh) * | 2011-10-28 | 2012-03-14 | 泰安现代塑料有限公司 | 一种矿用无卤阻燃塑料土工格栅母料 |
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