CN110396237A - 一种阻燃型纳米材料的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃型纳米材料的制备工艺，由以下原料按质量份计制得：高密度聚乙烯40‑60份、纳米氢氧化铝10‑20份、纳米氢氧化镁10‑20份、硼酸锌8‑12份、石墨烯4‑8份、陶瓷纤维5‑10份、抗氧剂1‑2份、偶联剂1‑2份、稳定剂1‑2份、增韧剂2‑4份，该发明采用纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁及硼酸锌作为阻燃剂，陶瓷纤维具有耐高温、热稳定性好的特点，同时也采用了石墨烯增加韧性，无论是在阻燃性能或者是韧性都比传统的纳米材料性能更好。

Description

一种阻燃型纳米材料的制备工艺
技术领域
本发明涉及纳米材料技术领域，具体为一种阻燃型纳米材料的制备工艺。
背景技术
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1-100 nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。
目前以聚乙烯为主料的纳米材料在阻燃性和韧性上性能未达到最大化，因此，亟待一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃型纳米材料的制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阻燃型纳米材料的制备工艺，由以下原料按质量份计制得：高密度聚乙烯40-60份、纳米氢氧化铝10-20份、纳米氢氧化镁10-20份、硼酸锌8-12份、石墨烯4-8份、陶瓷纤维5-10份、抗氧剂1-2份、偶联剂1-2份、稳定剂1-2份、增韧剂2-4份。
优选的，由以下原料按质量份计制得：高密度聚乙烯50份、纳米氢氧化铝15份、纳米氢氧化镁15份、硼酸锌10份、石墨烯6份、陶瓷纤维8份、抗氧剂1份、偶联剂1份、稳定剂1份、增韧剂3份。
优选的，所述纳米氢氧化铝的粒径为50-80nm。
优选的，所述纳米氢氧化镁的粒径为30-60nm。
优选的，所述增韧剂为邻苯二甲酸二异辛酯或邻苯二甲酸二辛酯。
优选的，包括以下步骤：
步骤一：高密度聚乙烯、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、硼酸锌、石墨烯、陶瓷纤维、抗氧剂、偶联剂、稳定剂、增韧剂按比例放入搅拌机搅拌，将搅拌机转速设置为200-300r/min，温度设置为95-110℃，持续搅拌2-3小时，得到混合料；
步骤二：将混合料加入挤出机中，将挤出机的挤出杆的各个区域的温度依次设置为130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、150℃、150℃、130℃，最终得到成品。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁及硼酸锌作为阻燃剂，陶瓷纤维具有耐高温、热稳定性好的特点，同时也采用了石墨烯增加韧性，无论是在阻燃性能或者是韧性都比传统的纳米材料性能更好。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种阻燃型纳米材料的制备工艺，由以下原料按质量份计制得：高密度聚乙烯40-60份、纳米氢氧化铝10-20份、纳米氢氧化镁10-20份、硼酸锌8-12份、石墨烯4-8份、陶瓷纤维5-10份、抗氧剂1-2份、偶联剂1-2份、稳定剂1-2份、增韧剂2-4份。
其中，纳米氢氧化铝的粒径为50-80nm；纳米氢氧化镁的粒径为30-60nm；增韧剂为邻苯二甲酸二异辛酯或邻苯二甲酸二辛酯；
一种阻燃型纳米材料的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：高密度聚乙烯、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、硼酸锌、石墨烯、陶瓷纤维、抗氧剂、偶联剂、稳定剂、增韧剂按比例放入搅拌机搅拌，将搅拌机转速设置为200-300r/min，温度设置为95-110℃，持续搅拌2-3小时，得到混合料；
步骤二：将混合料加入挤出机中，将挤出机的挤出杆的各个区域的温度依次设置为130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、150℃、150℃、130℃，最终得到成品。
实施例一：
一种阻燃型纳米材料的制备工艺，由以下原料按质量份计制得：高密度聚乙烯40份、纳米氢氧化铝10份、纳米氢氧化镁10份、硼酸锌8份、石墨烯4份、陶瓷纤维5份、抗氧剂1份、偶联剂1份、稳定剂1份、增韧剂2份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
步骤一：高密度聚乙烯、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、硼酸锌、石墨烯、陶瓷纤维、抗氧剂、偶联剂、稳定剂、增韧剂按比例放入搅拌机搅拌，将搅拌机转速设置为200r/min，温度设置为100℃，持续搅拌2小时，得到混合料；
步骤二：将混合料加入挤出机中，将挤出机的挤出杆的各个区域的温度依次设置为130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、150℃、150℃、130℃，最终得到成品。
将本实施例制得的成品进行阻燃性及韧性检测实验。
实施例二：
一种阻燃型纳米材料的制备工艺，由以下原料按质量份计制得：高密度聚乙烯45份、纳米氢氧化铝12份、纳米氢氧化镁13份、硼酸锌9份、石墨烯5份、陶瓷纤维6份、抗氧剂1份、偶联剂1份、稳定剂1份、增韧剂2份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
步骤一：高密度聚乙烯、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、硼酸锌、石墨烯、陶瓷纤维、抗氧剂、偶联剂、稳定剂、增韧剂按比例放入搅拌机搅拌，将搅拌机转速设置为200r/min，温度设置为100℃，持续搅拌2小时，得到混合料；
步骤二：将混合料加入挤出机中，将挤出机的挤出杆的各个区域的温度依次设置为130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、150℃、150℃、130℃，最终得到成品。
将本实施例制得的成品进行阻燃性及韧性检测实验，本实施例制得的成品比实施例一制得的成品阻燃性及韧性更好。
实施例三：
一种阻燃型纳米材料的制备工艺，由以下原料按质量份计制得：高密度聚乙烯50份、纳米氢氧化铝14份、纳米氢氧化镁14份、硼酸锌10份、石墨烯6份、陶瓷纤维7份、抗氧剂1份、偶联剂1份、稳定剂1份、增韧剂3份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
步骤一：高密度聚乙烯、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、硼酸锌、石墨烯、陶瓷纤维、抗氧剂、偶联剂、稳定剂、增韧剂按比例放入搅拌机搅拌，将搅拌机转速设置为200r/min，温度设置为100℃，持续搅拌2小时，得到混合料；
步骤二：将混合料加入挤出机中，将挤出机的挤出杆的各个区域的温度依次设置为130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、150℃、150℃、130℃，最终得到成品。
将本实施例制得的成品进行阻燃性及韧性检测实验，本实施例制得的成品比实施例二制得的成品阻燃性及韧性更好。
实施例四：
一种阻燃型纳米材料的制备工艺，由以下原料按质量份计制得：高密度聚乙烯55份、纳米氢氧化铝17份、纳米氢氧化镁17份、硼酸锌11份、石墨烯7份、陶瓷纤维8份、抗氧剂2份、偶联剂2份、稳定剂1份、增韧剂4份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
步骤一：高密度聚乙烯、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、硼酸锌、石墨烯、陶瓷纤维、抗氧剂、偶联剂、稳定剂、增韧剂按比例放入搅拌机搅拌，将搅拌机转速设置为200r/min，温度设置为100℃，持续搅拌2小时，得到混合料；
步骤二：将混合料加入挤出机中，将挤出机的挤出杆的各个区域的温度依次设置为130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、150℃、150℃、130℃，最终得到成品。
将本实施例制得的成品进行阻燃性及韧性检测实验，本实施例制得的成品比实施例三制得的成品阻燃性及韧性差。
实施例五：
一种阻燃型纳米材料的制备工艺，由以下原料按质量份计制得：高密度聚乙烯60份、纳米氢氧化铝20份、纳米氢氧化镁20份、硼酸锌12份、石墨烯8份、陶瓷纤维10份、抗氧剂2份、偶联剂2份、稳定剂2份、增韧剂4份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
步骤一：高密度聚乙烯、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、硼酸锌、石墨烯、陶瓷纤维、抗氧剂、偶联剂、稳定剂、增韧剂按比例放入搅拌机搅拌，将搅拌机转速设置为200r/min，温度设置为100℃，持续搅拌2小时，得到混合料；
步骤二：将混合料加入挤出机中，将挤出机的挤出杆的各个区域的温度依次设置为130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、150℃、150℃、130℃，最终得到成品。
将本实施例制得的成品进行阻燃性及韧性检测实验，本实施例制得的成品比实施例三制得的成品阻燃性及韧性差。
实施例六：
一种阻燃型纳米材料的制备工艺，由以下原料按质量份计制得：高密度聚乙烯50份、纳米氢氧化铝15份、纳米氢氧化镁15份、硼酸锌10份、石墨烯6份、陶瓷纤维8份、抗氧剂1份、偶联剂1份、稳定剂1份、增韧剂3份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
步骤一：高密度聚乙烯、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、硼酸锌、石墨烯、陶瓷纤维、抗氧剂、偶联剂、稳定剂、增韧剂按比例放入搅拌机搅拌，将搅拌机转速设置为200r/min，温度设置为100℃，持续搅拌2小时，得到混合料；
步骤二：将混合料加入挤出机中，将挤出机的挤出杆的各个区域的温度依次设置为130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、150℃、150℃、130℃，最终得到成品。
将本实施例制得的成品进行阻燃性及韧性检测实验，本实施例制得的成品比实施例三制得的成品阻燃性及韧性更好。
实施例七：
一种阻燃型纳米材料的制备工艺，由以下原料按质量份计制得：高密度聚乙烯50份、纳米氢氧化铝10份、纳米氢氧化镁20份、硼酸锌10份、石墨烯6份、陶瓷纤维5份、抗氧剂1份、偶联剂1份、稳定剂1份、增韧剂2份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
步骤一：高密度聚乙烯、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、硼酸锌、石墨烯、陶瓷纤维、抗氧剂、偶联剂、稳定剂、增韧剂按比例放入搅拌机搅拌，将搅拌机转速设置为200r/min，温度设置为100℃，持续搅拌2小时，得到混合料；
步骤二：将混合料加入挤出机中，将挤出机的挤出杆的各个区域的温度依次设置为130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、150℃、150℃、130℃，最终得到成品。
将本实施例制得的成品进行阻燃性及韧性检测实验，本实施例制得的成品比实施例六制得的成品阻燃性及韧性差。
实施例八：
一种阻燃型纳米材料的制备工艺，由以下原料按质量份计制得：高密度聚乙烯50份、纳米氢氧化铝20份、纳米氢氧化镁10份、硼酸锌10份、石墨烯6份、陶瓷纤维10份、抗氧剂1份、偶联剂1份、稳定剂1份、增韧剂4份。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
步骤一：高密度聚乙烯、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、硼酸锌、石墨烯、陶瓷纤维、抗氧剂、偶联剂、稳定剂、增韧剂按比例放入搅拌机搅拌，将搅拌机转速设置为200r/min，温度设置为100℃，持续搅拌2小时，得到混合料；
步骤二：将混合料加入挤出机中，将挤出机的挤出杆的各个区域的温度依次设置为130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、150℃、150℃、130℃，最终得到成品。
将本实施例制得的成品进行阻燃性及韧性检测实验，本实施例制得的成品比实施例六制得的成品阻燃性及韧性差。
将本发明各实施例制得的成品均进行阻燃性及韧性检测实验，经过对比后得出，实施例六制得的成品能够达到最佳性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种阻燃型纳米材料的制备工艺，其特征在于：由以下原料按质量份计制得：高密度聚乙烯40-60份、纳米氢氧化铝10-20份、纳米氢氧化镁10-20份、硼酸锌8-12份、石墨烯4-8份、陶瓷纤维5-10份、抗氧剂1-2份、偶联剂1-2份、稳定剂1-2份、增韧剂2-4份。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃型纳米材料的制备工艺，其特征在于：由以下原料按质量份计制得：高密度聚乙烯50份、纳米氢氧化铝15份、纳米氢氧化镁15份、硼酸锌10份、石墨烯6份、陶瓷纤维8份、抗氧剂1份、偶联剂1份、稳定剂1份、增韧剂3份。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃型纳米材料的制备工艺，其特征在于：所述纳米氢氧化铝的粒径为50-80nm。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃型纳米材料的制备工艺，其特征在于：所述纳米氢氧化镁的粒径为30-60nm。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃型纳米材料的制备工艺，其特征在于：所述增韧剂为邻苯二甲酸二异辛酯或邻苯二甲酸二辛酯。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃型纳米材料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：高密度聚乙烯、纳米氢氧化铝、纳米氢氧化镁、硼酸锌、石墨烯、陶瓷纤维、抗氧剂、偶联剂、稳定剂、增韧剂按比例放入搅拌机搅拌，将搅拌机转速设置为200-300r/min，温度设置为95-110℃，持续搅拌2-3小时，得到混合料；
步骤二：将混合料加入挤出机中，将挤出机的挤出杆的各个区域的温度依次设置为130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、150℃、150℃、130℃，最终得到成品。
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