本發(fā)明涉及pe管技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種石墨烯阻燃pe管的制備方法。
背景技術(shù)：
pe（聚乙烯）管道是最常見的管道之一，其具有低溫抗沖擊性、耐化學(xué)腐蝕、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，在給水、排水、供熱、供燃?xì)狻⑥r(nóng)業(yè)灌溉、水利工程及各種工業(yè)裝置中都得到廣泛應(yīng)用。聚乙烯為易燃聚合物，氧指數(shù)17-18%，燃燒熱值在聚合物材料中屬于較高者，為45.9mj/kg。聚乙烯的熱降解反應(yīng)是無規(guī)斷鏈及分子內(nèi)和分子間轉(zhuǎn)移反應(yīng)，高溫受熱降解成低分子量物質(zhì)，極易傳播火焰，引發(fā)火災(zāi)，所以必須通過在pe中添加阻燃劑來達(dá)到阻燃的目的，目前常用的樹脂阻燃劑為添加型和反應(yīng)型，鹵系阻燃劑尤其是含溴阻燃劑與三氧化二銻復(fù)配，對pe具有較好的阻燃作用，但由于阻燃劑本身的環(huán)境問題而被歐盟禁用，在國內(nèi)的使用也是逐漸減少，已經(jīng)逐步研究使用環(huán)境友好型無鹵阻燃pe，但現(xiàn)有的無鹵阻燃pe還存在阻燃效果差、無鹵阻燃劑添加量大導(dǎo)致pe管力學(xué)性能下降的缺陷，阻礙了無鹵阻燃pe管的推廣使用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種石墨烯阻燃pe管的制備方法，該方法大大提高氯化鎂的使用效果。
一種石墨烯阻燃pe管的制備方法，包括以下步驟：
a、將超細(xì)碳酸鈣干燥并進(jìn)行硅烷改性處理,制成活化改性超細(xì)碳酸鈣粉體；
b、將氯化鎂與乙烯在蛭石為模板的條件下，生成鎂離子摻雜石墨烯；
c、將高密度聚乙烯、活化改性超細(xì)碳酸鈣粉體、鎂離子摻雜石墨烯、季戊四醇硬脂酸胺和抗氧劑混合均勻后造粒，得到聚乙烯母粒；
d、將聚乙烯母粒通過管材成型機(jī)擠出—定徑—牽引—冷卻定型—切割,制成管材。
優(yōu)選的，所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑。
優(yōu)選的，所述步驟b，包括以下步驟：
步驟一、將蛭石和氯化鎂放入粉碎機(jī)中，粉碎至粉狀，過250目篩，將篩下物放入濕式球磨機(jī)中，加入乙烯，采用球磨法進(jìn)行研磨，得到混合料；
步驟二、將混合料倒入石英反應(yīng)器中，在加入保護(hù)氣體條件下，1400-1600℃反應(yīng)15-20min，冷卻后倒出混合料；
步驟三、將混合料用酸清洗后再用清水清洗，去除蛭石和反應(yīng)未完全的氯化鎂和乙烯。
優(yōu)選的，所述的步驟二中，蛭石和氯化鎂的粒徑均小于50μm。
優(yōu)選的，所述的步驟二中，所述的保護(hù)氣體為氬氣、氮?dú)夂秃庵械娜我庖环N。
優(yōu)選的，所述步驟c中各原料的重量配比為：
鎂離子摻雜石墨烯：0.1-0.5%
超細(xì)碳酸鈣粉體：6-12%
季戊四醇硬脂酸胺：0.5-1%
抗氧劑1-2%
高密度聚乙烯：余量。
本發(fā)明所提供的石墨烯阻燃pe管的制備方法，該方法將蛭石和氯化鎂與乙烯共同球磨，有利于氯化鎂和乙烯浸入蛭石的層狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部；在1400-1600℃溫度條件下，即使乙烯對蛭石有一定的保護(hù)作用，但蛭石仍會迅速膨脹6-8倍，變?yōu)榕蛎涷问?，這樣氯化鎂就會在高溫條件下，有充足的時(shí)間和空間和乙烯生成的石墨烯反應(yīng)，完成石墨烯的鎂離子摻雜；本發(fā)明生成的鎂離子摻雜的石墨烯在高溫條件下與碳酸鈣粉體迅速反應(yīng)，不但可以生成阻燃效果極佳的碳酸鎂，而且生成的碳酸鎂顆粒物可以在極短的時(shí)間內(nèi)填滿石墨烯的縫隙，從而達(dá)到隔絕空氣的效果，雙管齊下，阻燃效果非常好，經(jīng)測試本發(fā)明的石墨烯阻燃pe管極限氧指數(shù)可以達(dá)到32-35%。
具體實(shí)施方式
如下實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)分析：
實(shí)施例1
一種石墨烯阻燃pe管的制備方法，包括以下步驟：
a、將超細(xì)碳酸鈣干燥并進(jìn)行硅烷改性處理,制成活化改性超細(xì)碳酸鈣粉體；
b、將氯化鎂與乙烯在蛭石為模板的條件下，生成鎂離子摻雜石墨烯；
c、將高密度聚乙烯、活化改性超細(xì)碳酸鈣粉體、鎂離子摻雜石墨烯、季戊四醇硬脂酸胺和抗氧劑混合均勻后造粒，得到聚乙烯母粒；
d、將聚乙烯母粒通過管材成型機(jī)擠出—定徑—牽引—冷卻定型—切割,制成管材。
所述步驟b，包括以下步驟：
步驟一、將蛭石和氯化鎂放入粉碎機(jī)中，粉碎至粉狀，過250目篩，將篩下物放入濕式球磨機(jī)中，加入乙烯，采用球磨法進(jìn)行研磨，得到混合料；
步驟二、將混合料倒入石英反應(yīng)器中，在加入保護(hù)氣體條件下，1550℃反應(yīng)18min，冷卻后倒出混合料；
步驟三、將混合料用酸清洗后再用清水清洗，去除蛭石和反應(yīng)未完全的氯化鎂和乙烯。
所述的步驟二中，蛭石和氯化鎂的粒徑均小于50μm。
所述的步驟二中，所述的保護(hù)氣體為氬氣。
所述步驟c中各原料的重量配比為：
鎂離子摻雜石墨烯：0.3%
超細(xì)碳酸鈣粉體：8%
季戊四醇硬脂酸胺：0.8%
抗氧劑1.5%
高密度聚乙烯：余量。
所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑。
實(shí)施例2
一種石墨烯阻燃pe管的制備方法，包括以下步驟：
a、將超細(xì)碳酸鈣干燥并進(jìn)行硅烷改性處理,制成活化改性超細(xì)碳酸鈣粉體；
b、將氯化鎂與乙烯在蛭石為模板的條件下，生成鎂離子摻雜石墨烯；
c、將高密度聚乙烯、活化改性超細(xì)碳酸鈣粉體、鎂離子摻雜石墨烯、季戊四醇硬脂酸胺和抗氧劑混合均勻后造粒，得到聚乙烯母粒；
d、將聚乙烯母粒通過管材成型機(jī)擠出—定徑—牽引—冷卻定型—切割,制成管材。
所述步驟b，包括以下步驟：
步驟一、將蛭石和氯化鎂放入粉碎機(jī)中，粉碎至粉狀，過250目篩，將篩下物放入濕式球磨機(jī)中，加入乙烯，采用球磨法進(jìn)行研磨，得到混合料；
步驟二、將混合料倒入石英反應(yīng)器中，在加入保護(hù)氣體條件下，1600℃反應(yīng)15min，冷卻后倒出混合料；
步驟三、將混合料用酸清洗后再用清水清洗，去除蛭石和反應(yīng)未完全的氯化鎂和乙烯。
所述的步驟二中，蛭石和氯化鎂的粒徑均小于50μm。
所述的步驟二中，所述的保護(hù)氣體為氮?dú)狻?/p>
所述步驟c中各原料的重量配比為：
鎂離子摻雜石墨烯：0.1%
超細(xì)碳酸鈣粉體：12%
季戊四醇硬脂酸胺：0.5%
抗氧劑2%
高密度聚乙烯：余量。
所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑。
實(shí)施例3
一種石墨烯阻燃pe管的制備方法，包括以下步驟：
a、將超細(xì)碳酸鈣干燥并進(jìn)行硅烷改性處理,制成活化改性超細(xì)碳酸鈣粉體；
b、將氯化鎂與乙烯在蛭石為模板的條件下，生成鎂離子摻雜石墨烯；
c、將高密度聚乙烯、活化改性超細(xì)碳酸鈣粉體、鎂離子摻雜石墨烯、季戊四醇硬脂酸胺和抗氧劑混合均勻后造粒，得到聚乙烯母粒；
d、將聚乙烯母粒通過管材成型機(jī)擠出—定徑—牽引—冷卻定型—切割,制成管材。
所述步驟b，包括以下步驟：
步驟一、將蛭石和氯化鎂放入粉碎機(jī)中，粉碎至粉狀，過250目篩，將篩下物放入濕式球磨機(jī)中，加入乙烯，采用球磨法進(jìn)行研磨，得到混合料；
步驟二、將混合料倒入石英反應(yīng)器中，在加入保護(hù)氣體條件下，1400℃反應(yīng)20min，冷卻后倒出混合料；
步驟三、將混合料用酸清洗后再用清水清洗，去除蛭石和反應(yīng)未完全的氯化鎂和乙烯。
所述的步驟二中，蛭石和氯化鎂的粒徑均小于50μm。
所述的步驟二中，所述的保護(hù)氣體為氦氣。
所述步驟c中各原料的重量配比為：
鎂離子摻雜石墨烯：0.5%
超細(xì)碳酸鈣粉體：6%
季戊四醇硬脂酸胺：1%
抗氧劑1%
高密度聚乙烯：余量。
所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑。
經(jīng)測試，本發(fā)明實(shí)施例1-3的石墨烯阻燃pe管，極限氧指數(shù)分別為34%、32%、35%。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。