[发明专利]一种聚乙烯燃气管材材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚乙烯燃气管材材料的制备方法。该制备方法包括如下步骤:分别制备改性聚乙烯、改性超高分子量聚乙烯、改性气相二氧化硅和改性硅橡胶；将改性聚乙烯、改性超高分子量聚乙烯、改性气相二氧化硅、改性硅橡胶、硬脂酸钙和聚乙烯蜡加入到高速混合机中，混合反应，挤出造粒，得到环保阻燃聚乙烯燃气管材材料。本发明的制备方法通过控制特定的反应条件制备得到改性组分，在特定的混合挤出温度下制备得到环保阻燃聚乙烯燃气管材材料，材料的氧指数能达到37.3％～41.3％，具有很好的阻燃性，管材拉伸屈服应力可达25.1MPa，耐慢速裂纹增长在211h以上，环保阻燃聚乙烯燃气管材材料在改善阻燃性能的同时还具备很好的物理性能。

技术领域

本发明涉及管材材料加工技术领域，更具体地，涉及一种聚乙烯燃气管材材料的制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，人们对燃气管材材料的安全问题日益关注，由于现在通用的燃气管材材料为聚乙烯材料，而聚乙烯材料的阻燃性能偏差，导致了人们对于聚乙烯燃气管材阻燃方面的安全问题日益关注。因此，不同领域研究人员对聚乙烯燃气管材材料在保持其优异性能的同时，以期改善其阻燃性能。由于普通聚乙烯燃气管材材料的氧指数偏低，因此，聚乙烯燃气管材材料在高阻燃性能方面仍然需要进行改进。现有技术CN105670086A公开了一种聚乙烯燃气管材料，该聚乙烯燃气管材料中有提及阻燃性能的改善，但并未给出相关具体的解决聚乙烯燃气管材材料的氧指数偏低的问题的相关方案，性能改善也没有任何数据和理论支撑，并未解决相关技术问题。本领域所期待的是提供一种能够提高聚乙烯燃气管材料的氧指数，提升阻燃性能的聚乙烯燃气管材材料的制备方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有燃气管材材料的阻燃性能不佳，氧指数低的缺陷和不足，提供一种聚乙烯燃气管材材料的制备方法，通过控制各组分混合、挤出的工艺调节，达到了各组分功能协同的最大化，制备得到的聚乙烯燃气管材材料具有高氧指数，阻燃性能和机械性能优良。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种聚乙烯燃气管材材料的制备方法，包括如下步骤：

S1.将聚乙烯粉、聚氯乙烯粉、氯化聚乙烯粉、丁腈橡胶和硅烷偶联剂加入到挤出机中，用挤出机在温度173～180℃挤出造粒，与陶瓷布、水滑石和氢氧化镁破碎混合，加入乳化剂和磷酸酯丙烯酸酯搅拌反应，反应温度为65℃、反应压强0.1～0.5MPa，反应时间25min，加入光引发剂，光照5～13s，干燥、粉碎，即得到改性聚乙烯；

S2.将超高分子量聚乙烯、碳纤维、PBO纤维、乳化剂、甲基丙烯酸酯磷酸酯和甲基丙烯酰氧乙基磷酸酯混合反应，反应温度为60℃、压强0.2MPa，时间20～45min，加入光引发剂，光照3～15s，干燥、粉碎，即得到改性超高分子量聚乙烯；

S3.将硅溶胶、石墨烯、二氧化钛溶胶和聚乙烯粉混合均匀，反应30～40min，反应温度40～45℃，加入气相二氧化硅，反应1～5h，反应温度115～130℃，干燥得到改性气相二氧化硅；

S4.将羟基封端硅橡胶、二月桂酸二丁基锡和正硅酸乙酯混合反应，反应温度35～40℃，反应时间20～30min，加入氢氧化铝、蒙脱土和三氧化二铝，维持反应温度，继续反应20～30min，升温至65℃反应30min，得到改性硅橡胶；

S5.将改性聚乙烯、改性超高分子量聚乙烯、改性气相二氧化硅、改性硅橡胶、硬脂酸钙和聚乙烯蜡加入到高速混合机中，用高速混合机在温度175～182℃混合反应1～5min，用挤出机在温度178～187℃挤出造粒，即得到环保阻燃聚乙烯燃气管材材料。