一種燃氣管道用強度高抗撕裂材料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及燃氣管道材料技術領域，尤其涉及一種燃氣管道用強度高抗撕裂材料。
【背景技術】
[0002]隨著城市經濟化的快速發展，城鎮天然氣事業也在高速發展，因此對天然氣管線的質量提出了更高的要求。目前普遍使用聚乙烯塑料管，相對于其他管材，聚乙烯塑料管具備質量輕、耐腐蝕、無銹蝕、鋪設方便、連接快捷可靠、使用壽命長等諸多優點。但隨著城鎮天然氣管道設計壓力逐步提高，特別是上游氣源長輸管道進入城市敷設，聚乙烯塑料管承壓能力不足、容易開裂的問題日趨明顯。因此急需探索一種新的燃氣管道用的材料。
【發明內容】
[0003]基于【背景技術】存在的技術問題，本發明提出了一種燃氣管道用強度高抗撕裂材料，本發明機械性能好，強度高，抗撕裂性好，韌性好。
[0004]本發明提出的一種燃氣管道用強度高抗撕裂材料，其原料按重量份包括:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50-70份，天然橡膠35-45份，三元乙丙橡膠10-20份，氣相二氧化硅40-60份，改性蒙脫土 2-3份，改性碳納米管0.1-0.15份，環氧化季戊四醇四大豆油酸酯15-25份，環氧化丙二醇二大豆油酸酯15-25份，氫氧化鎂20-30份，微膠囊化紅磷8-15份，過氧化二異丙苯2-4份，三亞乙基四胺0.2-0.3份，促進劑BZ 0.1-0.3份，稀土穩定劑2_4份，Ca/Zn復合穩定劑2-4份，防老劑264 0.4-0.6份，抗氧劑1076 0.4-0.6份，石蠟2_4份；
[0005]其中，改性蒙脫土是鈉基蒙脫土經過十四烷基二甲基芐基溴化銨、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性得到的；
[0006]改性碳納米管是羧基化碳納米管經過γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性得到的。
[0007]優選地，其原料按重量份包括:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物55-65份，天然橡膠37-43份，三元乙丙橡膠12-18份，氣相二氧化硅45-55份，改性蒙脫土2.2-2.8份，改性碳納米管
0.11-0.13份，環氧化季戊四醇四大豆油酸酯18-22份，環氧化丙二醇二大豆油酸酯18-22份，氫氧化鎂23-27份，微膠囊化紅磷10-12份，過氧化二異丙苯2.5-3.5份，三亞乙基四胺0.22-0.28份，促進劑ΒΖ 0.15-0.25份，稀土穩定劑2.5-3.5份，Ca/Zn復合穩定劑2.5-3.5份，防老劑264 0.45-0.55份，抗氧劑1076 0.45-0.55份，石蠟2.5-3.5份。
[0008]優選地，在燃氣管道用強度高抗撕裂材料的制備過程中，取乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、天然橡膠、三元乙丙橡膠，升溫至100-120°C，以100-200r/min的速度密煉10-15min得到共混料；向共混料中加入改性蒙脫土、改性碳納米管，繼續密煉l_2h，加入氣相二氧化硅、環氧化季戊四醇四大豆油酸酯、環氧化丙二醇二大豆油酸酯、氫氧化鎂、微膠囊化紅磷、稀土穩定劑、Ca/Zn復合穩定劑、防老劑264、抗氧劑1076、石蠟，升溫至130-150°C，以200-300r/min的速度密煉30-40min，加入過氧化二異丙苯、三亞乙基四胺、促進劑BZ混勻，升溫至150-160°C，繼續攪拌5-8min經雙螺旋桿擠出機擠出得到燃氣管道用強度高抗撕裂材料。
[0009]優選地，在改性蒙脫土的制備過程中，將鈉基蒙脫土加入水中，以400-600r/min的速度攪拌50-70min，靜置溶脹20_22h，升溫至60_80°C，滴加質量分數為4_5wt %十四烷基二甲基芐基溴化銨的水溶液，以200-300r/min的速度保溫攪拌5-6h，過濾，用水洗滌，干燥，粉碎得到中間物料;將中間物料加入質量分數為3-5wt%y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，升溫至50-60°C，以300-400r/min的速度攪拌50-70min，過濾，乙醇洗滌，干燥，粉碎得到改性蒙脫土。
[0010]優選地，在改性碳納米管的制備過程中，將羧基化碳納米管加入質量分數為3-5wt% γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，升溫至50-70°C，超聲4-5h，抽濾，乙醇洗滌，干燥，粉碎得到改性碳納米管。
[0011]優選地，在改性蒙脫土的制備過程中，十四烷基二甲基芐基溴化銨的水溶液在30min內滴加完畢。
[0012]優選地，在改性蒙脫土的制備過程中，鈉基蒙脫土、十四烷基二甲基芐基溴化銨的水溶液的重量體積(g/ml)比為4.5-5.5:40-50。
[0013]優選地，在改性蒙脫土的制備過程中，中間物料、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的重量比為5-6:0.7-0.9。
[0014]優選地，在改性碳納米管的制備過程中，羧基化碳納米管和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的重量比為80-120: 4-6。
[0015]本發明選用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物具有良好的韌性和抗沖擊性，天然橡膠具有良好的耐磨性和韌性，三元乙丙橡膠側鏈含有碳碳雙鍵，具有良好的耐腐蝕性，三者相互配合，可以大大增加本發明的強度、抗撕裂性、耐腐蝕性、耐磨性等機械性能;十四烷基二甲基芐基溴化銨與蒙脫土反應，十四烷基二甲基芐基溴化銨可以進入蒙脫土的層間，擴大蒙脫土的層間距并增加其在共混料中的分散性，有利于蒙脫土與共混料的插層共混，另外用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷對蒙脫土的表面進行修飾，大大增加了蒙脫土和共混料的均勻分散，從而大大增加了本發明的韌性和強度;碳納米管具有極高的強度和韌性，用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷對碳納米管進行表面進行修飾，避免了碳納米管的團聚，大大增加了碳納米管在共混料中均勻分散，從而大大增加本發明的韌性和強度;改性蒙脫土、改性碳納米管和共混料中均含有碳碳雙鍵，三者可以均勻分散并相互鍵合、穿插，大大增加本發明的強度和韌性;氣相二氧化硅為填料，可以增加本發明的強度;環氧化季戊四醇四大豆油酸酯、環氧化丙二醇二大豆油酸酯為增塑劑，可以增加本發明的強度;氫氧化鎂、微膠囊化紅磷為阻燃劑;稀土穩定劑、Ca/Zn復合穩定劑、防老劑264、抗氧劑1076相互配合可以增加本發明的穩定性、抗老化性、耐腐蝕性;石蠟可以改善本發明加工的流變性，提高本發明的表面光潔度;過氧化二異丙苯、三亞乙基四胺、促進劑BZ可以使共混料交聯形成網狀結構，各物質可以均勻分散在交聯網狀結構中，從而大大增加本發明的強度和韌性。
【具體實施方式】
[0016]下面，通過具體實施例對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0017]實施例1
[0018]一種燃氣管道用強度高抗撕裂材料，其原料按重量份包括:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70份，天然橡膠35份，三元乙丙橡膠20份，氣相二氧化硅40份，改性蒙脫土 3份，改性碳納米管0.1份，環氧化季戊四醇四大豆油酸酯25份，環氧化丙二醇二大豆油酸酯15份，氫氧化鎂30份，微膠囊化紅磷8份，過氧化二異丙苯4份，三亞乙基四胺0.2份，促進劑BZ 0.3份，稀土穩定劑2份，Ca/Zn復合穩定劑4份，防老劑264 0.4份，抗氧劑1076 0.6份，石錯2份；
[0019]其中，在燃氣管道用強度高抗撕裂材料的制備過程中，取乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、天然橡膠、三元乙丙橡膠，升溫至120°C，以100r/min的速度密煉15min得到共混料；向共混料中加入改性蒙脫土、改性碳納米管，繼續密煉lh，加入氣相二氧化硅、環氧化季戊四醇四大豆油酸酯、環氧化丙二醇二大豆油酸酯、氫氧化鎂、微膠囊化紅磷、稀土穩定劑、Ca/Zn復合穩定劑、防老劑264、抗氧劑1076、石錯，升溫至150°C，以200r/min的速度密煉40min，加入過氧化二異丙苯、三亞乙基四胺、促進劑BZ混勻，升溫至150°C，繼續攪拌8min經雙螺旋桿擠出機擠出得到燃氣管道用強度高抗撕裂材料；
[0020]在改性蒙脫土的制備過程中，將鈉基蒙脫土加入水中，以400r/min的速度攪拌70min，靜置溶脹20h，升溫至80°C，滴加質量分數為4wt %十四烷基二甲基芐基溴化銨的水溶液，在30min內滴加完畢，以300r/min的速度保溫攪拌5h，過濾，用水洗滌，干燥，粉碎得到中間物料，其中，鈉基