一种管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺的制作方法

本发明涉及排水管材料，具体为一种管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺。

背景技术：

1、公开号为cn114573897a的中国专利公开了一种聚乙烯静音排水管专用料及制备方法，涉及排水管制备技术领域，解决现有排水管脆性大，耐环境应力开裂性能不理想的技术问题，包括如下组分：活性硫酸钡粉体，ebs，聚乙烯蜡，硬脂酸钙，抗氧剂，马来酸酐接枝聚乙烯，线性低密度聚乙烯，高密度聚乙烯；该发明体系中形成化学链提高马来酸酐接枝聚乙烯与上述材料的粘接和偶联，此外，ebs使活性硫酸钡粉体更加充分地分散到马来酸酐接枝聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯中，从而提高材料支化应力和扩散应力的速度，活性硫酸钡粉体为疏水亲油结构，使得其与线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的界面结合更均匀、更加牢固，材料的强度、硬度及模量，耐环境应力开裂性能优越。但是上述现有技术方案中，选用硫酸钡作为增加管材面密度的增重材料，但是其价格昂贵，增加了制造成本；且所制备的材料阻燃效果较差；为此，本发明提供了一种管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺以解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺，解决了上述背景技术中提到的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺，包括以下制备步骤：

3、步骤一、将60～80g的赤铁矿研磨后过600～1250目筛，并进行预处理；

4、步骤二、将预处理后的赤铁矿、5～8g的阻燃剂、0.2～1g的外润滑剂、0.3～1g的内润滑剂、25～35g的高密度聚乙烯加入密炼机中，加热密炼至190～195℃，然后倒入单螺杆挤出机喂料斗中，通过单螺杆挤出机挤出造粒，挤出机温度140～170℃；

5、所述步骤一中，采用钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂对赤铁矿粉进行预处理，偶联剂与赤铁矿粉按照质量比为10:（0.1～0.4）；

6、所述外润滑剂选自硬脂酸钙与硬脂酸锌中的一种，所述内润滑剂为白油；

7、所述阻燃剂为改性纳米炭黑、改性可膨胀石墨以及聚磷酸铵的组合物，且各组分添加的重量百分比为：改性纳米炭黑30wt%～42wt%、改性可膨胀石墨30wt%～38wt%以及聚磷酸铵25wt%～36wt%。

8、优选的，所述改性纳米炭黑的制备方法为：

9、s1、对1.5～2g的纳米炭黑表面进行羟基化处理；

10、s2、再对其表面进行环氧化处理；

11、s3、倒入100ml的无水乙醇中，并超声分散50～60min；

12、s4、将25～28g的ep-poss倒入50～70ml的无水乙醇中，待完全溶解后，缓慢滴加至s3的溶液中，并于55～60℃条件下搅拌反应10～12h；

13、s5、将2.5～3.2g的氨基苯磺酸钠倒入22～28ml的去离子水与无水乙醇的混合溶液中，进行溶解，然后缓慢滴加至s4的反应溶液中，继续反应10～12h；

14、s6、反应结束后，抽滤，并依次采用去离子水和无水乙醇进行洗涤，过滤，再置于95～100℃的烘干箱中干燥后研磨，即得改性纳米炭黑。

15、优选的，所述s5中，去离子水与无水乙醇的质量比为1:1。

16、优选的，所述s1中羟基化的具体处理步骤为：

17、s11、将1.5～2g纳米炭黑倒入100～180ml的过氧化氢溶液中，搅拌混合5～7min后，超声分散30～35min；

18、s12、升温至55～60℃并搅拌反应22～24h；

19、s13、待反应结束后抽滤，采用去离子水进行冲洗；

20、s14、置于75～80℃的烘箱中干燥10～12h即可。

21、优选的，所述s2中环氧化的具体处理步骤为：

22、s21、将乙醇和去离子水混合，配制成100ml的混合液；

23、s22、加入0.8～1.5g的kh550，超声处理10～15min；

24、s23、再加入0.5～0.8g表面经过羟基化处理的纳米炭黑，超声分散1.8～2h；

25、s24、升温至75～78℃，搅拌回流5～6h；

26、s25、待反应结束后抽滤，使用无水乙醇离心洗涤4～5次，然后置于55～60℃的真空干燥箱中干燥10～12h即可。

27、优选的，所述s21中，乙醇和去离子水的体积比为9:1。

28、优选的，所述改性可膨胀石墨的制备改性方法为：向2～5g的kh570中加入180～200g的无水乙醇，混匀，水浴升温至75～80℃，再倒入100～110g干燥的可膨胀石墨，搅拌25～30min，搅拌速度为1300～1500rmp，即得改性可膨胀石墨。

29、优选的，所述干燥的可膨胀石墨的制备方法为：将可膨胀石墨置于80～85℃的烘干箱中干燥3～4h即可。

30、本发明提供了一种管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺。与现有技术相比具备以下有益效果：

31、（1）该管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺，通过对研磨后的赤铁矿进行预处理，使其外部被偶联剂包覆，大大减少赤铁矿对于加工设备的磨损，增强了赤铁矿颗粒和基体之间的结合能力，显著提高该材料的静音效果，同时降低了生产成本。

32、（2）该管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺，通过对纳米炭黑进行改性处理，使其与磺酸盐在凝聚相中发挥协同阻燃作用，二者能够促进基体形成致密炭层，起到很好的阻隔效应；通过对可膨胀石墨进行改性处理，使其在聚合物表面形成凝聚相，隔绝空气、阻止热传递、降低可燃性气体释放量，从而达到阻燃目的；通过聚磷酸铵的添加，使得高温下粘稠状的聚磷酸铵与可膨胀石墨形成连续致密的炭层，隔绝空气与材料表面的接触，且炭黑均匀分散在炭层里，使得形成的炭层具有更好的隔热性能，从而阻碍了燃烧过程中热量的传递和与氧气的接触，并减少了可燃性气体的挥发，通过其协效作用，显著提高该材料的阻燃性能。

1.一种管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺，其特征在于，包括以下制备步骤：

2.根据权利要求1所述的一种管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺，其特征在于：所述改性纳米炭黑的制备方法为：

3.根据权利要求2所述的一种管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺，其特征在于所述s5中，去离子水与无水乙醇的质量比为1:1。

4.根据权利要求2所述的一种管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺，其特征在于：所述s1中羟基化的具体处理步骤为：

5.根据权利要求4所述的一种管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺，其特征在于：所述s2中环氧化的具体处理步骤为：

6.根据权利要求5所述的一种管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺，其特征在于：所述s21中，乙醇和去离子水的体积比为9:1。

7.根据权利要求1所述的一种管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺，其特征在于：所述改性可膨胀石墨的制备改性方法为：向2～5g的kh570中加入180～200g的无水乙醇，混匀，水浴升温至75～80℃，再倒入100～110g干燥的可膨胀石墨，搅拌25～30min，搅拌速度为1300～1500rmp，即得改性可膨胀石墨。

8.根据权利要求7所述的一种管材用含赤铁矿的聚乙烯阻燃静音材料的制备工艺，其特征在于：所述干燥的可膨胀石墨的制备方法为：将可膨胀石墨置于80～85℃的烘干箱中干燥3～4h即可。