一种燃气管道用强度高抗撕裂材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃气管道材料技术领域，尤其涉及一种燃气管道用强度高抗撕裂材料。
【背景技术】
[0002]随着城市经济化的快速发展，城镇天然气事业也在高速发展，因此对天然气管线的质量提出了更高的要求。目前普遍使用聚乙烯塑料管，相对于其他管材，聚乙烯塑料管具备质量轻、耐腐蚀、无锈蚀、铺设方便、连接快捷可靠、使用寿命长等诸多优点。但随着城镇天然气管道设计压力逐步提高，特别是上游气源长输管道进入城市敷设，聚乙烯塑料管承压能力不足、容易开裂的问题日趋明显。因此急需探索一种新的燃气管道用的材料。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种燃气管道用强度高抗撕裂材料，本发明机械性能好，强度高，抗撕裂性好，韧性好。
[0004]本发明提出的一种燃气管道用强度高抗撕裂材料，其原料按重量份包括:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50-70份，天然橡胶35-45份，三元乙丙橡胶10-20份，气相二氧化硅40-60份，改性蒙脱土 2-3份，改性碳纳米管0.1-0.15份，环氧化季戊四醇四大豆油酸酯15-25份，环氧化丙二醇二大豆油酸酯15-25份，氢氧化镁20-30份，微胶囊化红磷8-15份，过氧化二异丙苯2-4份，三亚乙基四胺0.2-0.3份，促进剂BZ 0.1-0.3份，稀土稳定剂2_4份，Ca/Zn复合稳定剂2-4份，防老剂264 0.4-0.6份，抗氧剂1076 0.4-0.6份，石蜡2_4份；
[0005]其中，改性蒙脱土是钠基蒙脱土经过十四烷基二甲基苄基溴化铵、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性得到的；
[0006]改性碳纳米管是羧基化碳纳米管经过γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性得到的。
[0007]优选地，其原料按重量份包括:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物55-65份，天然橡胶37-43份，三元乙丙橡胶12-18份，气相二氧化硅45-55份，改性蒙脱土2.2-2.8份，改性碳纳米管
0.11-0.13份，环氧化季戊四醇四大豆油酸酯18-22份，环氧化丙二醇二大豆油酸酯18-22份，氢氧化镁23-27份，微胶囊化红磷10-12份，过氧化二异丙苯2.5-3.5份，三亚乙基四胺0.22-0.28份，促进剂ΒΖ 0.15-0.25份，稀土稳定剂2.5-3.5份，Ca/Zn复合稳定剂2.5-3.5份，防老剂264 0.45-0.55份，抗氧剂1076 0.45-0.55份，石蜡2.5-3.5份。
[0008]优选地，在燃气管道用强度高抗撕裂材料的制备过程中，取乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、天然橡胶、三元乙丙橡胶，升温至100-120°C，以100-200r/min的速度密炼10-15min得到共混料；向共混料中加入改性蒙脱土、改性碳纳米管，继续密炼l_2h，加入气相二氧化硅、环氧化季戊四醇四大豆油酸酯、环氧化丙二醇二大豆油酸酯、氢氧化镁、微胶囊化红磷、稀土稳定剂、Ca/Zn复合稳定剂、防老剂264、抗氧剂1076、石蜡，升温至130-150°C，以200-300r/min的速度密炼30-40min，加入过氧化二异丙苯、三亚乙基四胺、促进剂BZ混匀，升温至150-160°C，继续搅拌5-8min经双螺旋杆挤出机挤出得到燃气管道用强度高抗撕裂材料。
[0009]优选地，在改性蒙脱土的制备过程中，将钠基蒙脱土加入水中，以400-600r/min的速度搅拌50-70min，静置溶胀20_22h，升温至60_80°C，滴加质量分数为4_5wt %十四烷基二甲基苄基溴化铵的水溶液，以200-300r/min的速度保温搅拌5-6h，过滤，用水洗涤，干燥，粉碎得到中间物料;将中间物料加入质量分数为3-5wt%y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，升温至50-60°C，以300-400r/min的速度搅拌50-70min，过滤，乙醇洗涤，干燥，粉碎得到改性蒙脱土。
[0010]优选地，在改性碳纳米管的制备过程中，将羧基化碳纳米管加入质量分数为3-5wt% γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中，升温至50-70°C，超声4-5h，抽滤，乙醇洗涤，干燥，粉碎得到改性碳纳米管。
[0011]优选地，在改性蒙脱土的制备过程中，十四烷基二甲基苄基溴化铵的水溶液在30min内滴加完毕。
[0012]优选地，在改性蒙脱土的制备过程中，钠基蒙脱土、十四烷基二甲基苄基溴化铵的水溶液的重量体积(g/ml)比为4.5-5.5:40-50。
[0013]优选地，在改性蒙脱土的制备过程中，中间物料、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的重量比为5-6:0.7-0.9。
[0014]优选地，在改性碳纳米管的制备过程中，羧基化碳纳米管和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的重量比为80-120: 4-6。
[0015]本发明选用的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物具有良好的韧性和抗冲击性，天然橡胶具有良好的耐磨性和韧性，三元乙丙橡胶侧链含有碳碳双键，具有良好的耐腐蚀性，三者相互配合，可以大大增加本发明的强度、抗撕裂性、耐腐蚀性、耐磨性等机械性能;十四烷基二甲基苄基溴化铵与蒙脱土反应，十四烷基二甲基苄基溴化铵可以进入蒙脱土的层间，扩大蒙脱土的层间距并增加其在共混料中的分散性，有利于蒙脱土与共混料的插层共混，另外用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷对蒙脱土的表面进行修饰，大大增加了蒙脱土和共混料的均匀分散，从而大大增加了本发明的韧性和强度;碳纳米管具有极高的强度和韧性，用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷对碳纳米管进行表面进行修饰，避免了碳纳米管的团聚，大大增加了碳纳米管在共混料中均匀分散，从而大大增加本发明的韧性和强度;改性蒙脱土、改性碳纳米管和共混料中均含有碳碳双键，三者可以均匀分散并相互键合、穿插，大大增加本发明的强度和韧性;气相二氧化硅为填料，可以增加本发明的强度;环氧化季戊四醇四大豆油酸酯、环氧化丙二醇二大豆油酸酯为增塑剂，可以增加本发明的强度;氢氧化镁、微胶囊化红磷为阻燃剂;稀土稳定剂、Ca/Zn复合稳定剂、防老剂264、抗氧剂1076相互配合可以增加本发明的稳定性、抗老化性、耐腐蚀性;石蜡可以改善本发明加工的流变性，提高本发明的表面光洁度;过氧化二异丙苯、三亚乙基四胺、促进剂BZ可以使共混料交联形成网状结构，各物质可以均匀分散在交联网状结构中，从而大大增加本发明的强度和韧性。
【具体实施方式】
[0016]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0017]实施例1
[0018]一种燃气管道用强度高抗撕裂材料，其原料按重量份包括:乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70份，天然橡胶35份，三元乙丙橡胶20份，气相二氧化硅40份，改性蒙脱土 3份，改性碳纳米管0.1份，环氧化季戊四醇四大豆油酸酯25份，环氧化丙二醇二大豆油酸酯15份，氢氧化镁30份，微胶囊化红磷8份，过氧化二异丙苯4份，三亚乙基四胺0.2份，促进剂BZ 0.3份，稀土稳定剂2份，Ca/Zn复合稳定剂4份，防老剂264 0.4份，抗氧剂1076 0.6份，石錯2份；
[0019]其中，在燃气管道用强度高抗撕裂材料的制备过程中，取乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、天然橡胶、三元乙丙橡胶，升温至120°C，以100r/min的速度密炼15min得到共混料；向共混料中加入改性蒙脱土、改性碳纳米管，继续密炼lh，加入气相二氧化硅、环氧化季戊四醇四大豆油酸酯、环氧化丙二醇二大豆油酸酯、氢氧化镁、微胶囊化红磷、稀土稳定剂、Ca/Zn复合稳定剂、防老剂264、抗氧剂1076、石錯，升温至150°C，以200r/min的速度密炼40min，加入过氧化二异丙苯、三亚乙基四胺、促进剂BZ混匀，升温至150°C，继续搅拌8min经双螺旋杆挤出机挤出得到燃气管道用强度高抗撕裂材料；
[0020]在改性蒙脱土的制备过程中，将钠基蒙脱土加入水中，以400r/min的速度搅拌70min，静置溶胀20h，升温至80°C，滴加质量分数为4wt %十四烷基二甲基苄基溴化铵的水溶液，在30min内滴加完毕，以300r/min的速度保温搅拌5h，过滤，用水洗涤，干燥，粉碎得到中间物料，其中，钠基