一种废弃回收塑料基给排水管道材料

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种废弃回收塑料基给排水管道材料。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、塑料管道是以合成树脂（高分子化合物）为主要原料，经挤出或注塑成型制成的管件，是给排水工程中不可或缺的重要组成部分。与传统的金属管道和混凝土管道相比，塑料管道具有自重小、耐腐蚀、管内壁水力阻力系数小、施工方便、使用寿命长等优点。近年来，随着城镇老旧管网改造与海绵城市建设的持续推进，塑料管材在给排水工程中的替代率不断提升。当前，在“以塑代钢”的推动下塑料管道凭借耐腐蚀、耐磨损、使用寿命长、施工便捷、综合成本低等核心优势，已成为老旧管网替换的首选材料，城市更新与地下管网更新正在重塑管道行业的需求结构。

3、热塑性塑料（如pe、pp、pvc等）制成的塑料管道在给排水工程中用量巨大，同时也产生了大量的废旧塑料管道，其回收利用不仅有利于环境保护，也有助于节省资源。然而，塑料经再生加工后性能有不同程度的下降，主要是由光老化、氧化和热老化引起的，导致采用废弃回收塑料制备的给排水管道的拉伸强度、抗冲击性能、耐压强度等力学性能下降，直接影响塑料管道的长期服役能力和工程安全性，限制了废弃塑料的回收利用。

技术实现思路

1、针对上述的问题，本发明提供一种废弃回收塑料基给排水管道材料，其通过改性处理的镁铝水滑石有效缓解了废弃回收塑料带来的管道材料的力学性能下降的问题，有助于促进废弃回收塑料的资源化利用。具体地，本发明的技术方案如下所示。

2、一种废弃回收塑料基给排水管道材料，包括如下比例的原料：聚乙烯或聚丙烯100~115重量份、废旧回收塑料20~27重量份、引发剂0.3~0.8重量份、抗氧化剂0.1~0.4重量份、润滑剂0.15~0.5重量份、性能强化剂2~3.4重量份。该性能强化剂采用如下步骤制备：（1）将镁铝水滑石粉末进行煅烧处理，然后将得到的煅烧产物与有机碳源、钝化剂、水混合形成的混合体系进行水热反应，完成后分离出固体产物，干燥后得到纳米碳点改性水滑石（cqds@ldh）。（2）将上述的cqds@ldh置于强碱溶液中进行搅拌处理，完成后洗涤去除残留碱液，然后干燥、研磨，得到所述性能强化剂。

3、进一步地，所述废旧回收塑料包括：聚乙烯（pe）、聚丙烯（pp）、聚氯乙烯（pvc）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）等中的至少一种。

4、进一步地，所述引发剂包括：过氧化二苯甲酰（bpo）、二叔丁基过氧化物（dtbp）、过氧化二异丙苯（dcp）、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化新癸酸叔丁酯（tbpnd）、偶氮二异丁腈（aibn）等中的至少一种。

5、进一步地，所述抗氧化剂包括：抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168等中的至少一种。

6、进一步地，所述润滑剂包括：硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁等中的至少一种。

7、进一步地，步骤（1）中，所述煅烧处理的温度为440~480℃，时间为1~2小时。

8、进一步地，步骤（1）中，所述煅烧产物、有机碳源、钝化剂、水的比例为1g：0.2~0.28g：0.06~0.09：30~50ml。

9、进一步地，步骤（1）中，所述有机碳源包括：柠檬酸、葡萄糖、聚乙烯亚胺、酒石酸等中的至少一种。

10、进一步地，步骤（1）中，所述钝化剂包括：尿素、氨水等中的至少一种。

11、进一步地，步骤（1）中，所述水热反应的温度为190~220℃，时间为2.5~4小时。

12、进一步地，步骤（1）中，所述干燥的温度为60~80℃，并在该温度下干燥至固体产物质量恒定不变，即得所述cqds@ldh。

13、进一步地，步骤（2）中，所述cqds@ldh与强碱溶液的比例为1g：10~15ml。可选地，所述强碱溶液的浓度为1.5~3mol/l。

14、进一步地，步骤（2）中，所述强碱溶液包括：氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液等中的至少一种。

15、进一步地，步骤（2）中，所述搅拌处理的时间为40~50min，温度为45~60℃。

16、进一步地，步骤（2）中，研磨后过200~300目筛得到所述性能强化剂。

17、与现有技术相比，本发明技术方案至少具有以下方面有益技术效果：

18、废弃回收塑料虽然是一种良好的可回收利用资源，但存在导致制备的给排水管道材料的力学性能劣化的问题。为此，本发明在其中掺加改性处理的镁铝水滑石制成的性能强化剂，有效缓解了废弃回收塑料的掺加容易造成管道材料力学性能下降的问题。为此，本发明先将镁铝水滑石粉末进行煅烧处理去除层间阴离子后转换为层状的镁铝复合氧化物。然后将其与有机碳源、钝化剂、水混合形成的混合体系进行水热反应，所述有机碳源转化为纳米碳点/碳量子点（cqds）插层在镁铝复合氧化物的层板间以及表面形成cqds@ldh。同时，所述层板在有机碳源和钝化剂的作用下引入大量羟基、氨基等有机官能团，可以有效提高本发明性能强化剂与塑料基体间的相容性，进而改善本发明废弃回收塑料基给排水管道材料的力学性能。进一步地，本发明采用强碱溶液对所述cqds@ldh进行处理，不仅敲除了所述镁铝复合氧化物中的氧化铝后形成多孔层板结构，这种结构使本发明的性能强化剂与塑料基体之间形成相互咬合的镶嵌式结构，可有效提升在受力时二者分离的难度，从而改善本发明废弃回收塑料基给排水管道材料的力学性能。而且在强碱溶液处理过程中，所述cqds的不饱和c-c键氧化断裂后生成酚羟基、羧基等含氧官能团，使所述cqds的静电斥力增大，从而显著增加本发明性能强化剂的分散性，防止其团聚，使其能够更加均匀地分散在塑料基体中，提升力学性能。本发明通过上述改性处理的镁铝水滑石制成的性能强化剂有效提升了废弃回收塑料基给排水管道材料的力学性能，有助于促进废弃回收塑料的资源化利用。

1.一种废弃回收塑料基给排水管道材料，其特征在于，包括如下比例的原料：聚乙烯或聚丙烯100~115重量份、废旧回收塑料20~27重量份、引发剂0.3~0.8重量份、抗氧化剂0.1~0.4重量份、润滑剂0.15~0.5重量份、性能强化剂2~3.4重量份；

2.根据权利要求1所述的废弃回收塑料基给排水管道材料，其特征在于，所述废旧回收塑料包括：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种；

3.根据权利要求1所述的废弃回收塑料基给排水管道材料，其特征在于，所述抗氧化剂包括：抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168中的至少一种；

4.根据权利要求1所述的废弃回收塑料基给排水管道材料，其特征在于，步骤（1）中，所述煅烧处理的温度为440~480℃，时间为1~2小时。

5.根据权利要求1所述的废弃回收塑料基给排水管道材料，其特征在于，步骤（1）中，所述煅烧产物、有机碳源、钝化剂、水的比例为1g：0.2~0.28g：0.06~0.09：30~50ml。

6.根据权利要求1所述的废弃回收塑料基给排水管道材料，其特征在于，步骤（1）中，所述有机碳源包括：柠檬酸、葡萄糖、聚乙烯亚胺、酒石酸中的至少一种；或者，步骤（1）中，所述钝化剂包括：尿素、氨水中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的废弃回收塑料基给排水管道材料，其特征在于，步骤（1）中，所述水热反应的温度为190~220℃，时间为2.5~4小时；或者，步骤（1）中，所述干燥的温度为60~80℃，并在该温度下干燥至固体产物质量恒定不变，即得所述cqds@ldh。

8.根据权利要求1所述的废弃回收塑料基给排水管道材料，其特征在于，步骤（2）中，所述cqds@ldh与强碱溶液的比例为1g：10~15ml或者，步骤（2）中，所述强碱溶液的浓度为1.5~3mol/l。

9.根据权利要求1-8任一项所述的废弃回收塑料基给排水管道材料，其特征在于，步骤（2）中，所述强碱溶液包括：氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的至少一种。

10.根据权利要求1-8任一项所述的废弃回收塑料基给排水管道材料，其特征在于，步骤（2）中，所述搅拌处理的时间为40~50min，温度为45~60℃；或者，步骤（2）中，研磨后过200~300目筛得到所述性能强化剂。