本发明涉及塑料型材技术领域，主要涉及一种抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料及制备方法。
背景技术：
由于pvc塑料具有难燃性，被广泛应用于制造管材、板材和门窗型材，特别在有阻燃要求的建筑装饰行业。但pvc塑料在燃烧过程中会产生大量的黑烟，会释放出如hci、co2、co、甲苯等腐蚀性的有毒、有害气体，污染环境且对人体或仪器设备造成“二次危害”，一旦着火就会引起浓烟及毒气的扩散，给救火带来困难，也给人民的生命财产带来巨大的损失。聚乙烯pe塑料热稳定性好、无臭、无味、无毒，是结构最简单的高分子，由重复的-ch2-单元连接而成，燃烧不产生腐蚀气体，发烟小，燃烧后分解生成碳、氢两种元素，不会对人体和环境造成任何的影响，是替代pvc制造管材、板材和门窗型材的理想材料。但hdpe塑料易燃，氧指数只有17.4，要制成阻燃的管材、板材和门窗型材，必须要加入大量价格高的阻燃剂，生产成本高。
因此，现有技术有待发展。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的旨在于提供一种抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料及制备方法。本发明所述的抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料，在配方中加入了具有阻燃、抑烟性能的石材、瓷砖、人造石抛光渣粉体，通过混料、挤出、切粒等步骤，制得阻燃、抑烟的硬质hdpe型材粒料，应用于替代pvc塑料制造具有阻燃、抑烟性能的管材、板材和门窗型材，解决pvc塑料在燃烧过程中产生大量的黑烟，会释放出如hci、co2、co、甲苯等腐蚀性的有毒、有害气体，污染环境且对人体或仪器设备造成“二次危害”的问题。解决现有技术hdpe塑料易燃，氧指数只有17.4，要制成阻燃型材，必须要加入大量价格高的阻燃剂，生产成本高的问题。
所述的抛光渣是一种工业废料，是石材、瓷砖、人造石进行表面抛光加工过程中，经研磨、抛光等一系列工序产生的大量废渣，无毒性。抛光渣的主要成份是70％左右的抛光细屑和30％左右的抛光磨屑(氯氧镁水泥粘结剂占10％左右，al2o3、sic等磨料占20％左右)。氯氧镁水泥粘结剂主要含有氧化镁、氢氧化镁和六水氯化镁等材料。氢氧化镁加热到350℃时失去水生成氯化镁，是具有阻燃、抑烟、填充性能的吸热作用阻燃剂。六水氯化镁受热脱水分解生成氯化镁，是吸热作用的阻燃剂。氢氧化镁、六水氯化镁受热分解过程吸收大量的热且生成水带走热量，使燃烧物温度降至着火点以下，分解生成难燃的氧化镁附于聚合物的表面，进一步融绝聚合物与氧气接触。氧化镁和氧化铝、sic是很好的耐火材料，在燃烧时会在聚合物的表面形成炭化层，阻挡了热量和氧气的进入，使吸热作用的阻燃剂脱水稀释、吸热降温的阻燃机理能发挥更大的作用，而且，炭化层亦能提高聚合物的抵抗火焰能力。可见，渣光磨屑是具有多种阻燃机理的复合阻燃剂。所述抛光细屑主要是占95％的sio2粉未和少量石英、莫来石粉未，几乎没有粘性、性能稳定，耐磨性好、耐热性高。sio2粉未难燃而且耐高温分解，作为填充剂大量填充于hdpe型材中，在燃烧时会在hdpe型材的表面形成炭化层，阻挡了热量和氧气的进入，使阻燃剂脱水稀释、吸热降温的阻燃机理能发挥更大的作用，而且，炭化层亦能提高hdpe型材的抵抗火焰能力。
本发明所述抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料，充分利用石材、瓷砖、人造石抛光渣中的抛光磨屑的阻燃、抑烟特性，替代现有技术中价格高的阻燃剂，制成阻燃、抑烟的硬质hdpe阻燃型材粒料，应用于制造具有阻燃、抑烟性能的管材、板材和门窗型材，煤矿用给排水管、建井工程模板、瓦斯抽放管。解决原有技术制造pe阻燃型材，需要加入大量价格高的阻燃剂，造成生产成本高的问题。解决pvc型材在燃烧过程中产生大量的黑烟，会释放出有毒、有害气体，污染环境且对人体或仪器设备造成“二次危害”的问题。此外，抛光渣替代碳酸钙作为无机填料，大量填充于hdpe阻燃型材粒料，不仅可以降低生产成本，还可以解决石材、瓷砖、人造石抛光渣难以循环利用，废弃填埋造成环境污染的问题，变废为宝。
本发明的技术方案如下：
本发明所述的抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料的制备方法，是通过混料、挤出、切粒制得抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料。
本发明所述的抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料，其配方原料组成按质量份数计，包括以下组份：
其中，所述的pe树脂为ldpe、hdpd中的一种或多种复合。
其中，所述的润滑剂为液体石蜡、液体聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸盐润滑剂中的一种或多种复合。
其中，所述的抗氧化剂为酚类，包括：单酚、双酚、三酚、多酚、对苯二酚、硫化双酚；胺类，包括萘胺、二苯胺、对苯二胺、喹啉衍生物；亚磷酸脂类中的一种或多种复合。
其中，所述的抗冲击性剂为abs、mbs、cpe、eva、acr中的一种或多种复合。
其中，所述的抗静电剂为硬脂基氯化铵、n-双-羟乙基-n-甲铵硫酸甲酯盐、硬脂铵丙基-b-羟乙基-二甲基硝酸铵、硬脂铵丙基-b-羟乙基-二甲基磷酸二氢铵中的一种或多种复合。
本发明还公开了一种抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料的制备方法，其中，还包括以下步骤：
1.混料：
将组成抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料的各种原料分别按配方质量分数称重，备用。将pe树脂投入到高速混料机内，高速搅拌5～10分钟烘干水份；再加入其余称备好的原料，低速搅拌3～5分钟；排料入冷混机内，再搅拌5～10分钟，冷却后排料，制得抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料混合料。
2.挤出：
将混合料投入到挤出机，经挤出机机头模挤出胶条，挤出机各区温度为：1区/170℃～190℃，2区/180℃～210℃，3区/190℃～220℃，4区/200℃～230℃，机头/200℃～230℃。
3.切粒：
挤出机经机头模挤出的胶条，经强力风机吹风冷却或水槽冷却，再经旋转切刀机切成颗粒，制得抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料。
本发明的有益效果：
本发明公开了一种抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料及制备方法，所述抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料，在配方中加入了具有阻燃、抑烟性能的石材、瓷砖、人造石抛光渣，通过混料、挤出、切粒等步骤，制得具有阻燃、抑烟性能的hdpe型材粒料。进一步的，应用于制造具有阻燃、抑烟性能的管材、板材和门窗型材，煤矿用给排水管、建井工程模板、瓦斯抽放管。解决原有技术制造pe阻燃型材，需要加入大量价格高的阻燃剂，造成生产成本高的问题。解决pvc型材在燃烧过程中产生大量的黑烟，会释放出有毒、有害气体，污染环境且对人体或仪器设备造成“二次危害”的问题。此外，抛光渣替代碳酸钙作为无机填料，大量填充于hdpe阻燃型材粒料，不仅可以降低生产成本，还更解决了石材、瓷砖、人造石抛光渣难以循环利用，废弃填埋造成环境污染的问题，变废为宝。
与现有技术相比，本发明有下述创新之处：
所述的抛光渣是一种工业废料，是石材、瓷砖、人造石进行表面抛光加工过程中，经研磨、抛光等一系列工序产生的大量废渣，无毒性。主要成份是70％左右的抛光细屑和30％左右的磨屑，所述抛光细屑中占95％的sio2粉未难燃而且耐高温分解，在燃烧时会在hdpe型材的表面形成炭化层，阻挡了热量和氧气的进入，使阻燃剂脱水稀释、吸热降温的阻燃机理能发挥更大的作用，而且，炭化层亦能提高hdpe型材的抵抗火焰能力。抛光磨屑中的氧化铝和氢氧化镁、六水氯化镁受热分解出水，同时吸收大量的热能，从而抑制了hdpe型材温度的上升，这就降低了hdpe型材在火焰中的实际承受温度，具有抑制hdpe型材分解的冷却效应。
但是在本发明技术公开之前，在本领域技术中并没有发现石材、瓷砖、人造石抛光渣具有阻燃、抑烟的特性，并利用此特性去制备hdpe阻燃型材粒料。进一步的，应用于制造具有阻燃、抑烟性能的管材、板材和门窗型材，煤矿用给排水管、建井工程模板、瓦斯抽放管。
具体实施方式：
本发明公开了一种抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料及制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施方案一：
1.混料：
将组成抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料的各种原料配方，分别按下述质量份数称重，备用。
将hdpe树脂投入到高速混料机内，高速搅拌7分钟烘干水份；再加入其余原料，低速搅拌3分钟；排料入冷混机内，再搅拌10分钟，冷却后排料，制得抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料混合料。
2.挤出：
将混合料投入到双螺杆挤出机，经挤出机机头模挤出成圆形胶条，挤出机各区温度为：1区/180℃，2区/190℃，3区/200℃，4区/210℃，机头/215℃。
3.切粒：
挤出机经机头模挤出的胶条，经强力风机吹风冷却，再经旋转切刀机切成颗粒，制得抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料。
进一步的，制得的抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料，经过挤出机挤出制得hdpe瓦斯抽放管，性能检测结果：内外表面电阻率6件均值＜5x10‘5ω(标准＜5x10‘6ω)；酒精灯燃烧试验，有焰燃烧1件＜1.6s(标准＜10s)，6件均值＜1s(标准＜3s)；无焰燃烧1件＜3.5s(标准＜60s)，6件均值＜4.3s(标准＜20s)。表面电阻＜1x10’5ω(标准＜1x10‘6ω)。符合mt558.1-2005煤矿井下用塑料管第1部分聚乙烯管材安全性能检验规范标准，适用于煤矿开下用给水管、排水管、抽放瓦斯用管。
实施方案二：
1.混料：
将组成大理石抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料的各种原料配方，分别按下述质量份数称重，备用。
将hdpe树脂投入到高速混料机内，高速搅拌6分钟烘干水份；再加入其余原料，低速搅拌3分钟；排料入冷混机内，再搅拌10分钟，冷却后排料，制得抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料混合料。
2.挤出：
将混合料投入到双螺杆挤出机，经挤出机机头模挤出成圆形胶条，挤出机各区温度为：1区/170℃，2区/180℃，3区/190℃，4区/200℃，机头/210℃。
3.切粒：
挤出机经机头模挤出的胶条，经强力风机吹风冷却，再经旋转切刀机切成颗粒，制得抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料。
制得的抛光渣改性检测结果：烟气温度150℃(gb8625-88技术指标≤200℃)；焰尖高度90mm(gb8626-88技术指标＜150mm)；烟密度(sor)16.2(gb8627-88技术指标≤75)；水平燃烧性能i(gb2408-80技术指标i)；垂直燃烧性能fv-0(gb2409-84技术指标fv-0级)。适用于商场、宾馆、娱乐厅等公共场所，特别适用于防火要求高的高层建筑。
实施方案三：
1.混料：
将组成人造石抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料的各种原料，分别按下述质量分数称重，备用。
将hdpe树脂投入到高速混料机内，高速搅拌8分钟烘干水份；再加入其余原料，低速搅拌3分钟；排料入冷混机内，再搅拌10分钟，冷却后排料，制得人造石抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料混合料。
2.挤出：
将混合料投入到单螺杆挤出机，经挤出机机头模挤出成圆形胶条，挤出机各区温度为：1区/175℃，2区/185℃，3区/195℃，4区/205℃，机头/210℃。
3.切粒：
挤出机经机头模挤出的胶条，经水槽冷却，再经旋转切刀机切成颗粒，制得人造石抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料。
进一步的，制得的人造石抛光渣改性hdpe阻燃型材粒料，经过挤出机制得难燃、低烟硬质pe穿线管。阻燃性能检测结果：烟气温度180℃(gb8625-88技术指标≤200℃)；焰尖高度90mm(gb8626-88技术指标＜150mm)；烟密度(sor)14.9(gb8627-88技术指标≤75)；水平燃烧性能i(gb2408-80技术指标i)；垂直燃烧性能fv-0(gb2409-84技术指标fv-0级)。适用于商场、宾馆、娱乐厅等公共场所，特别适用于防火要求高的高层建筑。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。