[发明专利]一种阻燃聚氯乙烯塑料管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及管材技术领域，尤其涉及一种阻燃聚氯乙烯塑料管及其制备方法。

背景技术

碳纳米管有着很强的轴向强度、韧性以及弹性模量，经过理论计算得出:碳纳米管的杨氏模量可以达到5TPa，比普通纤维高一个数量级;其理论拉伸强度为50-20OGPa,为钢的100倍,但密度却只有钢的六分之一，此外，碳纳米管中空的笼状结构在受到外力强烈作用时能够发生一定的体积形变，进而表现为出很好的柔韧性，可以把它看做是非常的优异纤维"而且碳纳米管所承受的张力应变，不会呈现脆性断裂、塑性变形断裂或键断裂，因此，碳纳米管的结构比普通高分子材料要牢固得多，目前，以碳纳米管为填料的与其它工程材料进行复合制备出的复合材料，表现出了惊人的强度、弹性、韧性和抗疲劳性等，这就为碳纳米管提供了更广泛的适用范围；

由于碳纳米管巨大的比表面积和表面能，使得碳纳米管非常容易团聚，这无形中会限制其在各种基体中的分散，有效地改善碳纳米管在基体中的分散，使其可以较为有效地传递载荷，已经成为碳纳米管应用所急需解决的问题，因此，碳纳米管的表面改性显得尤为重要；

而由于碳纳米管能够提高复合材料的力学性能、电性能以及其他性能，所以碳纳米管/橡胶复合材料引起越来越多的关注，为了实现增强的目的，有两个问题需要解决:一个是碳纳米管的分散问题、另一个是碳纳米管和基体的界面问题，由于碳纳米管表面比较惰性，而且比表面积比较大易造成团聚，所以碳纳米管增强聚合物的效果不是很明显，基于这个原因，很多人开始对碳纳米管进行物理或化学处理，在这些方法当中，酸处理产生含氧基团的方法是一种常用且高效的，因为它可以提供有效的反应点，从而与基体树脂实现化学键连接，但是，大多数情况下,这种方法产生的基团往往很少，不能够提供足够的连接与基体键合；

碳纳米管由于其拥有各项优异的性能，近些年来一直倍受各国研究人员的关注，尤其是碳纳米管纳米复合材料由于它可以具备更多原来碳纳米管不具备的功能或者增强碳纳米管具备但较弱的功能，本发明就是提供一种官能化增强碳纳米管，并将其复合材料应用到生活生产领域中常用的管材上，以此来达到提高管材性能的效果。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种阻燃聚氯乙烯塑料管及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种阻燃聚氯乙烯塑料管，它是由下述重量份的原料组成的：

2-硫醇基苯骈咪唑0.6-1、三甘醇二异辛酸酯3-5、二硫化钼1-2、碳纳米管3-4、90-93%的硫酸40-60、95-97%的硝酸60-70、丙烯酰氯1-2、1，4-二氧六环0.01-0.02、偶氮二异丁腈0.2-0.3、丙烯酸羟乙酯6-10、三乙胺7-8、液体三元乙丙橡胶10-14、过氧化二异丙苯1-1.2、聚氯乙烯100-120、十溴联苯醚2-3、硫醇丁基锡0.1-0.2、铝酸钙1-2、聚山梨酯800.1-0.2、聚磷酸铵2-4、滑石粉10-15、水合硼酸锌2-3。

一种所述的阻燃聚氯乙烯塑料管的制备方法，包括以下步骤：

（1）将上述碳纳米管加入到上述90-93%的硫酸、95-97%的硝酸的混合溶液中，超声搅拌20-24小时，在136-140℃下保温50-60分钟，抽滤，水洗3-4次，在70-80℃下干燥20-30分钟，得酸化碳纳米管；

（2）将上述偶氮二异丁腈加入到其重量20-30倍的无水乙醇中，搅拌均匀，与上述丙烯酰氯、1，4-二氧六环混合，磁力搅拌2-3分钟，升高温度为60-65℃，在氮气的保护下保温反应47-50小时，得接枝助剂；

（3）将上述2-硫醇基苯骈咪唑、硫醇丁基锡混合，加入到混合料重量10-13倍的无水乙醇中，在60-70℃下保温搅拌4-7分钟，加入十溴联苯醚，搅拌至常温，得阻燃醇液；

（4）将上述水合硼酸锌、铝酸钙混合，加入到混合料重量20-24倍的去离子水中，磁力搅拌1-2分钟，加入聚山梨酯80，搅拌均匀，得阻燃水溶液；

（5）将上述酸化碳纳米管加入到其重量100-130倍的无水乙醇中，磁力搅拌2-3分钟，加入上述接枝助剂，升高温度为80-85℃，在氮气保护下搅拌反应40-50小时，加入上述阻燃醇液、阻燃水溶液，搅拌均匀，离心，将固形物依次用四氢呋喃、无水乙醇、去离子水洗涤2-3次，常温干燥，得接枝改性碳纳米管；