一種抗氧化土工格柵及其製備方法與流程
2023-12-04 19:21:36 1
本發明涉及土工格柵技術領域，尤其涉及一種抗氧化土工格柵及其製備方法。
背景技術：
熱致液晶共聚酯具有優異的綜合性能，比如高強度、高模量、良好的熱穩定性及成型加工性能等，使其能夠廣泛應用於航天航空、國防軍工、光纖通信、電子電器等高新技術領域。雖然熱致液晶共聚酯有優異的綜合性能，但是科技的發展對這種材料提出了更高的要求，尤其是在一些特殊領域需要其具有更高的模量、強度及熱穩定性等。因此需要對熱致液晶共聚酯材料進行改性，大量研究表明碳納米管、納米炭黑和納米碳纖維等納米材料都能夠有效的提高熱致液晶共聚酯的性能，尤其是力學性能和熱穩定性能。石墨烯作為一種新興的二維納米碳材料，與碳納米管、納米炭黑和納米碳纖維等納米材料相比具有更加優異的性能，而且其在改性其他聚合物時也體現出很大的潛力。
有少量文獻就石墨烯改性熱致液晶共聚酯進行過報導。根據文獻報導，製備熱致液晶共聚酯/石墨烯複合材料所採用的是原位溶液聚合的工藝，在製備過程中需要消耗大量溶劑，不利於環境保護，而且通過原位溶液聚合的方式製備的熱致液晶共聚酯/石墨烯複合材料的力學性能不好，無法滿足實際應用的要求；。
技術實現要素：
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種抗氧化土工格柵及其製備方法。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種抗氧化土工格柵，它是由下述重量份的原料組成的：
氧化石墨烯5-7、對羥基苯甲酸40-50、乙酸酐10-17、醋酸鋅0.08-0.1、6-羥基-2-萘甲酸20-30、高密度聚乙烯180-200、2-溴-4-甲基苯酚0.7-1、月桂酸二乙醇醯胺1-2、八鉬酸銨2-3、單硬脂酸甘油單酯1-2、N，N-二乙基苯胺0.3-1、抗氧劑1680.6-1、硫代二丙酸雙十二烷酯0.1-0.4、烯基琥珀酸酐1-2、二丙酮醇2-3。
一種所述的抗氧化土工格柵的製備方法，包括以下步驟：
（1）取上述乙酸酐重量的60-70%，與對羥基苯甲酸混合，加入到138-140℃的油浴中，保溫攪拌10-15分鐘，滴加混合料重量0.01-0.02%的、96-98%的硫酸，保溫反應3-5小時，出料，趁熱倒入到其重量1.6-2倍的冰水中，靜置3-5分鐘，鼓風乾燥，送入50-60℃的真空乾燥箱中，乾燥20-24小時，得乙醯化單體a；
（2）將上述月桂酸二乙醇醯胺加入到其重量6-8倍的去離子水中，攪拌均勻，加入八鉬酸銨，在60-70℃下保溫攪拌3-5分鐘，冷卻至常溫，得醯胺水溶液；
（3）將上述6-羥基-2-萘甲酸、剩餘的乙酸酐混合，加入到120-130℃的油浴中，保溫反應3-4小時，出料，趁熱倒入到其重量1.6-2倍的冰水中，加入上述醯胺水溶液，攪拌均勻，靜置6-10分鐘，鼓風乾燥，送入50-60℃的真空乾燥箱中，乾燥20-24小時，得乙醯化單體b；
（4）將上述2-溴-4-甲基苯酚加入到其重量20-37倍的無水乙醇中，攪拌均勻，加入乙醯化單體a、二丙酮醇，在60-70℃下保溫攪拌4-5分鐘，得抗氧化醇液；
（5）取上述氧化石墨烯，加入到其重量100-120倍的無水乙醇中，超聲分散50-60分鐘，依次加入上述抗氧化醇液、乙醯化單體b，超聲30-40分鐘，減壓蒸餾，將產物在60-70℃的真空下乾燥20-25小時，得單體預處理石墨烯；
（6）將上述單體預處理石墨烯、醋酸鋅混合，送入到反應釜中，通入氮氣保護，升高溫度為240-250℃，保溫反應3-4小時，繼續升高溫度為270-280℃，保溫反應1-2小時，繼續升高溫度為290-300℃，保溫反應30-40分鐘，出料冷卻，得石墨烯共聚酯複合材料；
（7）將上述石墨烯共聚酯複合材料與單硬脂酸甘油單酯混合，在80-90℃下預熱3-5分鐘，加入剩餘各原料，攪拌均勻，送入擠出機，經熔融擠出，熔體由三輥壓機輥壓製成板材，再經過衝孔、拉伸，即得所述土工格柵。
本發明的優點是：本發明採用對羥基苯甲酸、6-羥基-2-萘甲酸為單體，通過硫酸催化作用下用乙酸酐進行乙醯化處理，然後將乙醯化單體進行熔融聚合，在聚合過程中通過醋酸鋅催化，得到具有分子鏈交聯網絡結構的聚酯，本發明還在聚合過程中加入 了氧化石墨烯，其表面含有大量的羥基、羧基、環氧基等含氧基團，含氧基團的存在會使石墨片層間距擴大，使其能夠良好的分散在聚合物基體中，從而有效的提高成品熱致液晶共聚酯的力學性能，而力學性能的提高一方面源於聚酯分子鏈通過酯基連接到氧化石墨烯片層上，另一方面源於熱致液晶共聚酯分子鏈中的芳香環和氧化石墨烯片層間的非共價鍵作用，而得到的石墨烯共聚酯複合材料由於氧化石墨烯的物理阻隔作用，減慢了熱降解產物的擴散，因此具有很好的熔融流動性，進而可以很好的分散到聚丙烯中，得到高分散性、無粒子團聚的成品材料；本發明的土工格柵具有很好的抗氧化性能，使用壽命長，綜合性能優越。
具體實施方式
一種抗氧化土工格柵，它是由下述重量份的原料組成的：
氧化石墨烯5、對羥基苯甲酸40、乙酸酐10、醋酸鋅0.08、6羥基萘甲酸20、高密度聚乙烯180、2溴甲基苯酚0.7、月桂酸二乙醇醯胺1、八鉬酸銨2、單硬脂酸甘油單酯1、N，N二乙基苯胺0.3、抗氧劑1680.6、硫代二丙酸雙十二烷酯0.1、烯基琥珀酸酐1、二丙酮醇2。
一種所述的抗氧化土工格柵的製備方法，包括以下步驟：
（1）取上述乙酸酐重量的60%，與對羥基苯甲酸混合，加入到138℃的油浴中，保溫攪拌10分鐘，滴加混合料重量0.01%的、96%的硫酸，保溫反應3小時，出料，趁熱倒入到其重量1.6倍的冰水中，靜置3分鐘，鼓風乾燥，送入50℃的真空乾燥箱中，乾燥20小時，得乙醯化單體a；
（2）將上述月桂酸二乙醇醯胺加入到其重量6倍的去離子水中，攪拌均勻，加入八鉬酸銨，在60℃下保溫攪拌3分鐘，冷卻至常溫，得醯胺水溶液；
（3）將上述6羥基萘甲酸、剩餘的乙酸酐混合，加入到120℃的油浴中，保溫反應3小時，出料，趁熱倒入到其重量1.6倍的冰水中，加入上述醯胺水溶液，攪拌均勻，靜置6分鐘，鼓風乾燥，送入50℃的真空乾燥箱中，乾燥20小時，得乙醯化單體b；
（4）將上述2溴甲基苯酚加入到其重量20倍的無水乙醇中，攪拌均勻，加入乙醯化單體a、二丙酮醇，在60℃下保溫攪拌4分鐘，得抗氧化醇液；
（5）取上述氧化石墨烯，加入到其重量100倍的無水乙醇中，超聲分散50分鐘，依次加入上述抗氧化醇液、乙醯化單體b，超聲30分鐘，減壓蒸餾，將產物在60℃的真空下乾燥20小時，得單體預處理石墨烯；
（6）將上述單體預處理石墨烯、醋酸鋅混合，送入到反應釜中，通入氮氣保護，升高溫度為240℃，保溫反應3小時，繼續升高溫度為270℃，保溫反應1小時，繼續升高溫度為290℃，保溫反應30分鐘，出料冷卻，得石墨烯共聚酯複合材料；
（7）將上述石墨烯共聚酯複合材料與單硬脂酸甘油單酯混合，在80℃下預熱3分鐘，加入剩餘各原料，攪拌均勻，送入擠出機，經熔融擠出，熔體由三輥壓機輥壓製成板材，再經過衝孔、拉伸，即得所述土工格柵。
外觀：平整、無氣泡、無溝痕；
格柵片的拉伸屈服強度：28MPa；
焊接處抗拉強度：≥200N/cm。