[發明專利]一種氮摻雜碳量子點改性聚乙烯管材及其制備方法

在審

• 申請號: 202110591692.1
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113185766A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 黃成
• 申請（專利權）人: 安徽海螺逸海管業科技有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K3/22;C08K9/06;C08K3/04
• 代理公司: 合肥東信智谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34143
• 代理人: 曹雪嬌

一種氮摻雜碳量子點改性聚乙烯管材及其制備方法，包括以下質量份數的原料制成：高密度聚乙烯150?250份、阻燃劑20?40份、氮摻雜碳量子點1?2份、改性劑20?40份、輔助添加劑170?270份；通過以水為介質、檸檬酸為碳源和乙二胺為氮源，在高溫、高壓的環境下進行反應得到的氮摻雜碳量子點具有相容性和分散性好，表面易功能化，粒徑均勻，極大地提高量子產量，過程比較簡單、經濟且綠色環保，然后通過氮摻雜碳量子點用KH570經行硅烷化，得到改性的氮摻雜碳量子點擁有大量的親水基團，加快了塑料的電荷泄漏，使塑料的抗靜電性顯著提高。

技術領域

本發明屬于管材技術領域，特別涉及一種氮摻雜碳量子點改性聚乙烯管材及其制備方法。

背景技術

不同的管件要用不同的管材，管材的好壞直接決定了管件的質量，管件運用場景的不同對于管材所需的性能要求也不同，尤其是管件處于惡性環境中，例如處于高溫環境對于管件的阻燃性具有較高要求，例如在管件用作一些設備的器材，對于管件的抗靜電性具有較高要求。

目前雖然有抗靜電性以及阻燃性的管材，但是其與聚乙烯材料的結合性差，在實際使用時管材的抗靜電性以及阻燃性達不到預期效果，長時間使用后管材的抗靜電性以及阻燃性會極大降低甚至喪失，造成管材使用壽命短，此外，在管材長時間的使用過程中，由于管材與一些電氣設備產生的靜電較大時，靜電積累容易放電引火導致火災出現，對人們的生命安全產生影響。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足，提供了一種氮摻雜碳量子點改性聚乙烯管材及其制備方法，具體技術方案如下：

一種氮摻雜碳量子點改性聚乙烯管材，由以下質量份數的原料制成：

高密度聚乙烯150-250份、阻燃劑20-40份、氮摻雜碳量子點1-2份、改性劑20-40份、輔助添加劑170-270份。

進一步的，所述阻燃劑由氫氧化鎂制成。

進一步的，所述氮摻雜碳量子點由以下原料組份制成：檸檬酸0.08-0.16份、乙二胺0.04-0.08份和去離子水0.88-1.76份。

進一步的，所述改性劑為KH570。

進一步的，所述輔助添加劑包括以下原料組份：抗氧劑80-120份、增韌劑80-120份、分散劑10-30份。

一種氮摻雜碳量子點改性聚乙烯管材的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：S1、氮摻雜碳量子點的制備：

按配比重量稱取檸檬酸、乙二胺和水，將檸檬酸、乙二胺和水加入反應釜中，通過以水為介質、檸檬酸為碳源和乙二胺為氮源，在溫度210℃、壓強不超過3Mpa的環境下進行反應，然后反應釜中的攪拌器勻速的攪拌2-3h，等反應完成后，恒溫干燥3-4h去掉水，得到氮摻雜碳量子點；

S2、氮摻雜碳量子點的改性：

將上述步驟S1中得到的氮摻雜碳量子點和稱取好的改性劑放入球磨機研磨中，利用摩擦或粉碎等手段來增強納米粒子表面活性，可使納米晶體的晶格發生相對位移，增大其內能，氮摻雜碳量子點用改性劑經行硅烷化，得到改性的氮摻雜碳量子點；

S3、改性氮摻雜碳量子點的混合：

按重量配比稱取高密度聚乙烯、阻燃劑以及輔助添加劑，與上述步驟S2中得到的改性氮摻雜碳量子點一起加入攪拌機中進行混合攪拌1-2h，得到混合料；

S4、聚乙烯管材的制備：

將上述步驟S3中的混合料加入管材機進行加工制得所需聚乙烯管材。

進一步的，上述步驟S2將氮摻雜碳量子點和稱取好的改性劑放入球磨機研磨時，研磨溫度為50℃-120℃，研磨時間為3-5h。