本发明涉及压力表加工技术领域，具体涉及一种阻燃耐火压力表外壳材料及其制备方法。
背景技术：
压力表(pressuregauge)是指以弹性元件为敏感元件，测量并指示高于环境压力的仪表。压力表的应用几乎遍及所有的工业流程和科研领域，在热力管网、油气传输、供水供气系统、车辆维修保养厂店等领域随处可见。
一般压力表外部均包覆有一层塑料外壳，能有效起到对压力表内部元件的防护作用，外壳材料主要具备抗冲击性和耐磨性能，但是由于现在压力表的使用范围广阔，特别是在某些高温高危环境下下的使用其安全性受到极大的挑战，传统的压力表外壳多为普通的聚丙烯材料制备，易燃并且燃烧不充分时汇成胜大量颗粒烟雾和有毒气体，对生产的使用带来极大的安全隐患，并且其业限制了压力表的应用范围，所以研发一种有效阻燃耐火的压力表外壳材料为现阶段的一大重要方向。
技术实现要素：
针对现有技术不足，本发明提供一种阻燃耐火压力表外壳材料及其制备方法，提高了传统压力表外壳的耐火性能，并且在燃烧时易熄灭，无烟雾产生，极大提升产品的安全性能，同时扩大压力表的使用范围，经济效益高，适宜推广生产。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种阻燃耐火压力表外壳材料，所述阻燃耐火压力表外壳材料由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯28-30份、有机硅树脂20-22份、聚醚醚酮16-20份、三盐基硫酸铅2-3份、玻璃碳4-5份、四烯丙基溴化铵1.4-1.6份、过硫酸钾0.6-1.4份、海藻酸钠2.5-2.7份、纳米二氧化硅1.4-1.6份、四溴双酚a(2,3-二溴丙基)醚2-3份、三氧化钼2-3份、有机蒙脱土3-3.6份、增塑剂2-2.2份、抗氧化剂1-1.6份、偶联剂1-2份。
优选的，所述增塑剂为三嗪三氯丙氧基硅酸氯乙酯、邻苯二甲酸丁苄酯和邻苯二甲酸二乙酯质量比1∶3∶2的混合物。
优选的，所述抗氧化剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、季戊四醇酯、双十四碳醇酯质量比1∶2∶1的混合物。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂中的至少一种。
所述阻燃耐火压力表外壳材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将高密度聚乙烯、有机硅树脂混合于180-200℃温度下高温搅拌均匀，后冷却于研磨机中研磨粉碎，得混合树脂粉末备用；
(2)将四烯丙基溴化铵、过硫酸钾混合搅拌均匀后再加入海藻酸钠和上述混合树脂粉与去离子水，在60-70℃水浴保温环境下匀速搅拌2-3h进行改性接枝，得改性树脂备用；
(3)将上述改性树脂于聚醚醚酮混合后再加入偶联剂、玻璃碳、纳米二氧化硅、三盐基硫酸铅于反应釜中在18-20mpa的压强和160-170℃温度下混合静置60-80min，得混合基料备用；
(4)将有机蒙脱土于180-200℃温度下高温预热后加入三氧化钼和去离子水搅拌均匀后于离心机中高速离心，将离心沉淀物干燥后粉碎，得复合填料备用；
(5)将上述混合基料加入四溴双酚a(2,3-二溴丙基)醚、上述复合填料、增塑剂和抗氧化剂于混炼机中在200-220℃下混炼2-3h后，挤出成型，得阻燃耐火压力表外壳材料。
优选的，所述步骤(1)中所得混合树脂粉末过120目筛。
优选的，所述步骤(4)中高速离心的转速为3600r/min，离心时间为15min。
优选的，所述步骤(5)中挤出成型的温度为190-200℃。
本发明提供一种阻燃耐火压力表外壳材料及其制备方法，与现有技术相比优点在于：
(1)本发明采用高密度聚乙烯、有机硅树脂、聚醚醚酮为主要基料，有效保证产品的基础机械性能，同时聚醚醚酮和有机硅树脂具有优良的耐高温性能，同时将四烯丙基溴化铵、过硫酸钾和海藻酸钠与高密度聚乙烯、有机硅树脂进行混合接枝改性进一步提升产品的耐高温性能，综合提升原料的阻燃性。
(2)本发明将有机蒙脱土进行高温预热有效使其表面积发生膨胀，后混合三氧化钼进行离心，可以进一步高效的使三氧化钼复合到有机蒙脱土上，同时使其在与树脂结合后在燃烧过程中形成膨胀阻燃的效果，降低燃烧过程中的热释放并抑制烟雾的产生，提升阻燃效果。
(3)本发明还添加有玻璃碳、纳米二氧化硅、三盐基硫酸铅和四溴双酚a(2,3-二溴丙基)醚进一步提升产品的阻燃性，并且提升产品的稳定性，增强其使用效果。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种阻燃耐火压力表外壳材料，所述阻燃耐火压力表外壳材料由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯28份、有机硅树脂20份、聚醚醚酮16份、三盐基硫酸铅2份、玻璃碳4份、四烯丙基溴化铵1.4份、过硫酸钾0.6份、海藻酸钠2.5份、纳米二氧化硅1.4份、四溴双酚a(2,3-二溴丙基)醚2份、三氧化钼2份、有机蒙脱土3份、增塑剂2份、抗氧化剂1份、偶联剂1份。
所述增塑剂为三嗪三氯丙氧基硅酸氯乙酯、邻苯二甲酸丁苄酯和邻苯二甲酸二乙酯质量比1∶3∶2的混合物；所述抗氧化剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、季戊四醇酯、双十四碳醇酯质量比1∶2∶1的混合物；所述偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。
所述阻燃耐火压力表外壳材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将高密度聚乙烯、有机硅树脂混合于180-200℃温度下高温搅拌均匀，后冷却于研磨机中研磨粉碎，得混合树脂粉末备用；
(2)将四烯丙基溴化铵、过硫酸钾混合搅拌均匀后再加入海藻酸钠和上述混合树脂粉与去离子水，在60-70℃水浴保温环境下匀速搅拌2-3h进行改性接枝，得改性树脂备用；
(3)将上述改性树脂于聚醚醚酮混合后再加入偶联剂、玻璃碳、纳米二氧化硅、三盐基硫酸铅于反应釜中在18-20mpa的压强和160-170℃温度下混合静置60-80min，得混合基料备用；
(4)将有机蒙脱土于180-200℃温度下高温预热后加入三氧化钼和去离子水搅拌均匀后于离心机中高速离心，将离心沉淀物干燥后粉碎，得复合填料备用；
(5)将上述混合基料加入四溴双酚a(2,3-二溴丙基)醚、上述复合填料、增塑剂和抗氧化剂于混炼机中在200-220℃下混炼2-3h后，挤出成型，得阻燃耐火压力表外壳材料。
其中，所述步骤(1)中所得混合树脂粉末过120目筛；所述步骤(4)中高速离心的转速为3600r/min，离心时间为15min；所述步骤(5)中挤出成型的温度为190-200℃。
实施例2：
一种阻燃耐火压力表外壳材料，所述阻燃耐火压力表外壳材料由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯30份、有机硅树脂22份、聚醚醚酮20份、三盐基硫酸铅3份、玻璃碳5份、四烯丙基溴化铵1.6份、过硫酸钾1.4份、海藻酸钠2.7份、纳米二氧化硅1.6份、四溴双酚a(2,3-二溴丙基)醚3份、三氧化钼3份、有机蒙脱土3.6份、增塑剂2.2份、抗氧化剂1.6份、偶联剂2份。
所述增塑剂为三嗪三氯丙氧基硅酸氯乙酯、邻苯二甲酸丁苄酯和邻苯二甲酸二乙酯质量比1∶3∶2的混合物；所述抗氧化剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、季戊四醇酯、双十四碳醇酯质量比1∶2∶1的混合物；所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
所述阻燃耐火压力表外壳材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将高密度聚乙烯、有机硅树脂混合于180-200℃温度下高温搅拌均匀，后冷却于研磨机中研磨粉碎，得混合树脂粉末备用；
(2)将四烯丙基溴化铵、过硫酸钾混合搅拌均匀后再加入海藻酸钠和上述混合树脂粉与去离子水，在60-70℃水浴保温环境下匀速搅拌2-3h进行改性接枝，得改性树脂备用；
(3)将上述改性树脂于聚醚醚酮混合后再加入偶联剂、玻璃碳、纳米二氧化硅、三盐基硫酸铅于反应釜中在18-20mpa的压强和160-170℃温度下混合静置60-80min，得混合基料备用；
(4)将有机蒙脱土于180-200℃温度下高温预热后加入三氧化钼和去离子水搅拌均匀后于离心机中高速离心，将离心沉淀物干燥后粉碎，得复合填料备用；
(5)将上述混合基料加入四溴双酚a(2,3-二溴丙基)醚、上述复合填料、增塑剂和抗氧化剂于混炼机中在200-220℃下混炼2-3h后，挤出成型，得阻燃耐火压力表外壳材料。
其中，所述步骤(1)中所得混合树脂粉末过120目筛；所述步骤(4)中高速离心的转速为3600r/min，离心时间为15min；所述步骤(5)中挤出成型的温度为190-200℃。
实施例3：
一种阻燃耐火压力表外壳材料，所述阻燃耐火压力表外壳材料由以下重量份的原料制成：高密度聚乙烯29份、有机硅树脂21份、聚醚醚酮18份、三盐基硫酸铅2.5份、玻璃碳4.5份、四烯丙基溴化铵1.5份、过硫酸钾1份、海藻酸钠2.6份、纳米二氧化硅1.5份、四溴双酚a(2,3-二溴丙基)醚2.5份、三氧化钼2.5份、有机蒙脱土3.5份、增塑剂2.1份、抗氧化剂1.3份、偶联剂1.5份。
所述增塑剂为三嗪三氯丙氧基硅酸氯乙酯、邻苯二甲酸丁苄酯和邻苯二甲酸二乙酯质量比1∶3∶2的混合物；所述抗氧化剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、季戊四醇酯、双十四碳醇酯质量比1∶2∶1的混合物；所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
所述阻燃耐火压力表外壳材料的制备方法包括以下步骤：
(1)将高密度聚乙烯、有机硅树脂混合于180-200℃温度下高温搅拌均匀，后冷却于研磨机中研磨粉碎，得混合树脂粉末备用；
(2)将四烯丙基溴化铵、过硫酸钾混合搅拌均匀后再加入海藻酸钠和上述混合树脂粉与去离子水，在60-70℃水浴保温环境下匀速搅拌2-3h进行改性接枝，得改性树脂备用；
(3)将上述改性树脂于聚醚醚酮混合后再加入偶联剂、玻璃碳、纳米二氧化硅、三盐基硫酸铅于反应釜中在18-20mpa的压强和160-170℃温度下混合静置60-80min，得混合基料备用；
(4)将有机蒙脱土于180-200℃温度下高温预热后加入三氧化钼和去离子水搅拌均匀后于离心机中高速离心，将离心沉淀物干燥后粉碎，得复合填料备用；
(5)将上述混合基料加入四溴双酚a(2,3-二溴丙基)醚、上述复合填料、增塑剂和抗氧化剂于混炼机中在200-220℃下混炼2-3h后，挤出成型，得阻燃耐火压力表外壳材料。
其中，所述步骤(1)中所得混合树脂粉末过120目筛；所述步骤(4)中高速离心的转速为3600r/min，离心时间为15min；所述步骤(5)中挤出成型的温度为190-200℃。
对比例1：
一种阻燃耐火压力表外壳材料，未添加玻璃碳、纳米二氧化硅、三盐基硫酸铅，其余混合成分和制备方法与实施例1相同。
对比例2：
一种阻燃耐火压力表外壳材料，未添加有机蒙脱土，其余混合成分和制备方法与实施例1相同。
对比例3：
一种阻燃耐火压力表外壳材料，未添加三氧化钼，其余混合成分和制备方法与实施例1相同。
检测上述实施例1-3和对比例1-3所得压力表外壳材料的耐火性能检测，采用氧指数(loi)法的国家标准gb2406—80，检测各组材料的燃烧情况，结果如下表所示：
由上表可知本发明所得压力表外壳材料具有优良的阻燃性能，并且其中四烯丙基溴化铵、过硫酸钾和海藻酸钠对树脂的改性能够有效提升产品的阻燃性能，而有机蒙脱土和三氧化钼的协同添加能有效抑制燃烧的烟雾产生。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。