本發(fā)明涉及土工格柵技術領域，尤其涉及一種疏水抗氧化土工格柵及其制備方法。
背景技術：
碳納米管作為典型的一維納米材料，與傳統(tǒng)的填料相比，具有極大的長徑比、超高的彈性模量和彎曲強度，奇特的電導率、優(yōu)良的熱導率，以及耐強酸、強堿等優(yōu)勢。研究表明，將碳納米管與聚烯烴復合，使各自的性質充分結合，可制得具有優(yōu)異的機械、導電、阻燃等性能的多功能聚烯烴/碳納米管復合材料。聚烯烴/碳納米管復合材料潛在的巨大優(yōu)勢，受到國內(nèi)外研究者的廣泛關注；
雖然相比于普通的聚合物材料，聚烯烴/碳納米管材料具有優(yōu)異的力學性能、導電/熱性能、阻燃性能，但與傳統(tǒng)金屬材料相比仍然存在很大差距。特別值得一提的是聚烯烴的耐久性較差，容易氧化降解，不但極大縮短了材料的使用壽命且造成了大量環(huán)境垃圾。因此，研究聚烯烴/碳納米管復合材料的氧化降解行為，進而增強聚烯烴/碳納米管復合材料的熱氧穩(wěn)定性具有重要的實際意義。另一方面，碳納米管在聚合物基體中嚴重的纏繞團聚現(xiàn)象不容回避。相應地，如何對碳納米管進行表面修飾改性，提高其在聚合物基體中的分散性與相容性，從而增強復合材料的最終性能一直是學術界與工業(yè)界共同關注的問題。
雖然碳納米管具有許多優(yōu)異的性能，但由于其難溶于水和有機溶別，且在聚合物基體中的分散性以及與基體的相容性都很差，極大地限制了其應用領域及使用效果。為了使碳納米管在聚合物材料中充分發(fā)揮其優(yōu)勢，碳納米管必須均勻分散在聚合物基體中以增強其與聚合物的界面作用力。為達到此目的，聚合物/碳納米管復合材料的制備方法多種多樣，其中較為常見的有溶液混合法、溶融共混法以及原位聚合法。特別地，對于非極性聚烯烴材料，主要以熔融共混為主。目前，提高聚烯經(jīng)熱氧穂定性的主要方法是往聚煤烴基體中添加熱氧穩(wěn)定劑，即抗氧劑，自由基和氫過氧化物是聚合物加速氧化過程中的兩類有害產(chǎn)物，若能消除或抑制這兩類中間產(chǎn)物，即可阻止或減緩聚合物的自動氧化反應。據(jù)此，聚烯烴中主要使用兩大類抗氧劑。主抗氧劑也稱鏈終止刻，能俘獲自由基，使其不再參與氧化循環(huán);輔抗氧劑為氫過氧化物分解劑，能分解聚合物在自動氧化過程中產(chǎn)生的氫過氧化物ROOH，使其成為穩(wěn)定的化合物。值得一提的是，抗氧劑的加入只使氧化速率降低，而不改變自動氧化歷程；
雖然工業(yè)聚烯烴抗氧劑種類較多，但由于聚烯烴加工溫度較高，且隨著其使用范圍的拓展，人們對聚烯烴的熱氧穩(wěn)定性的要求越來越高，這也對聚烯烴抗氧劑提出了更高的要求。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種疏水抗氧化土工格柵及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
一種疏水抗氧化土工格柵，它是由下述重量份的原料組成的：
1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷0.6-1、聚丙烯亞胺10-17、丙烯酸叔丁酯6-8、氫化鋁鋰0.1-0.3、4-二甲氨基吡啶0.3-1、抗氧劑10100.4-1、多壁碳納米管10-15、抗氧劑1680.6-1、聚山梨酯800.1-0.2、碳酸鋯鉀1-2、聚乙烯苯磺酸0.2-0.4、氯酞酸二甲酯1-2、氧化聚乙烯蠟3-5、天青石粉10-14、二丙酮醇2-3。
一種所述的疏水抗氧化土工格柵的制備方法，包括以下步驟：
（1）將上述聚丙烯亞胺加入到其重量70-80倍的無水甲醇中，在氮氣氣氛下滴加上述丙烯酸叔丁酯，滴加完畢后室溫攪拌20-25小時，在36-40℃下真空干燥24-30小時，加入到其重量20-30倍的四氫呋喃中，攪拌均勻，得料a；
（2）將上述氫化鋁鋰加入到其重量80-90倍的無水四氫呋喃中，送入到冰水浴中，通入氮氣保護，滴加上述料a，攪拌反應50-60分鐘，出料，在室溫下保溫攪拌100-120分鐘，加入混合體系重量0.8-1%、2-3℃、6-8%的氫氧化鈉溶液，攪拌均勻，用無水硫酸鎂干燥后過濾，將濾液減壓抽去溶劑，真空干燥20-25小時，得羥基化多元醇；
（3）將上述氧化聚乙烯蠟加入到其重量10-14倍的無水乙醇中，送入120-130℃的油浴中，保溫攪拌7-10分鐘，出料，加入上述聚山梨酯80，攪拌至常溫，與上述羥基化多元醇混合，70-100轉/分攪拌2-3分鐘，得羥基化多元醇乳液；
（4）取上述多壁碳納米管，加入到其重量100-110倍的氯化亞砜中，超聲20-30分鐘，通入氮氣保護，在60-70℃下保溫攪拌20-24小時，減壓抽去氯化亞砜，加入到其重量60-70倍的四氫呋喃中，攪拌條件下加入上述羥基化多元醇乳液，攪拌反應46-50小時，抽濾，將濾餅用無水乙醇洗滌3-4次，在60-65℃下真空干燥至恒重，得多元醇改性碳納米管；
（5）將上述多元醇改性碳納米管、碳酸鋯鉀混合，球磨均勻，加入到混合料重量170-200倍的四氫呋喃中，加入上述4-二甲氨基吡啶、三乙胺、抗氧劑1010、抗氧劑168，在氮氣保護下，60-65℃下保溫攪拌47-50小時，抽濾，將濾餅依次用二氯甲烷、無水乙醇洗滌，置于60-70℃的干燥箱中干燥至恒重，得抗氧化改性碳納米管；
（6）將上述氯酞酸二甲酯、二丙酮醇混合，加入到混合料重量6-10倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為50-60℃，加入1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷，保溫攪拌10-17分鐘，加入上述抗氧化改性碳納米管，600-1000轉/分攪拌18-20分鐘，得硅烷改性抗氧化碳納米管；
（7）將上述硅烷改性抗氧化碳納米管與剩余各原料混合，攪拌均勻，投入螺桿擠出機熔融擠出，熔體由三輥壓機輥壓制成板材，再經(jīng)過沖孔、拉伸，即得。
本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明通過聚丙烯亞胺、丙烯酸叔丁酯發(fā)生加成反應得到末端為叔丁酯的樹枝狀化合物，隨后被氫化鋁鋰還原，得到羥基化多元醇，然后與多壁碳納米管反應，得到多元醇改性碳納米管，然后將抗氧劑與其發(fā)生縮合反應，形成穩(wěn)定的酯鍵，得到以多元醇為橋梁分子、抗氧劑接枝的碳納米管材料；
本發(fā)明在聚合物熱氧老化過程中，碳納米管骨架結構及其表面接枝的受阻酚抗氧劑1010發(fā)揮主抗氧劑作用，清除聚合物自動氧化產(chǎn)生的自由基，如烷基自由基、過氧自由基等，其中受阻酚抗氧劑作為鏈斷氫給體，可將過氧自由基R00-轉化為氫過氧化物ROOH，而自身形成穩(wěn)定的自由基，然而所生成的氫過氧化物ROOH容易以均裂的方式滋生烷氧自由基R0-和羥基自由基-OH，進一步引發(fā)和促進聚合物氧化鏈反應，而在亞磷酸酯類抗氧劑168存在的情況下，其可還原氫過氧化物ROOH，而自身生成穩(wěn)定的化合物，從而避免了 ROOH的自由基分解，據(jù)此，本發(fā)明加入的抗氧劑1010、抗氧劑168聯(lián)用，可以消除烷基自由基、過氧自由基、烷氧自由基以及氫過氧化物，大大降低參與聚合物自動氧化鏈式反應的自由基含量，延緩聚合物氧化降解過程，提高成品材料的抗氧化性能；本發(fā)明加入了1H，1H，2H，2H全氟癸基三乙氧基硅烷，可以有效的提高成品表面的疏水性，提高抗?jié)B性能。
具體實施方式
一種疏水抗氧化土工格柵，它是由下述重量份的原料組成的：
1H，1H，2H，2H全氟癸基三乙氧基硅烷0.6、聚丙烯亞胺10、丙烯酸叔丁酯6、氫化鋁鋰0.1、4二甲氨基吡啶0.3、抗氧劑10100.4、多壁碳納米管10、抗氧劑1680.6、聚山梨酯800.1、碳酸鋯鉀1、聚乙烯苯磺酸0.2、氯酞酸二甲酯1、氧化聚乙烯蠟3、天青石粉10、二丙酮醇2。
一種所述的疏水抗氧化土工格柵的制備方法，包括以下步驟：
（1）將上述聚丙烯亞胺加入到其重量70倍的無水甲醇中，在氮氣氣氛下滴加上述丙烯酸叔丁酯，滴加完畢后室溫攪拌20小時，在36℃下真空干燥24小時，加入到其重量20倍的四氫呋喃中，攪拌均勻，得料a；
（2）將上述氫化鋁鋰加入到其重量80倍的無水四氫呋喃中，送入到冰水浴中，通入氮氣保護，滴加上述料a，攪拌反應50分鐘，出料，在室溫下保溫攪拌100分鐘，加入混合體系重量0.8%、2℃、6%的氫氧化鈉溶液，攪拌均勻，用無水硫酸鎂干燥后過濾，將濾液減壓抽去溶劑，真空干燥20小時，得羥基化多元醇；
（3）將上述氧化聚乙烯蠟加入到其重量10倍的無水乙醇中，送入120℃的油浴中，保溫攪拌7分鐘，出料，加入上述聚山梨酯80，攪拌至常溫，與上述羥基化多元醇混合，70轉/分攪拌2分鐘，得羥基化多元醇乳液；
（4）取上述多壁碳納米管，加入到其重量100倍的氯化亞砜中，超聲20分鐘，通入氮氣保護，在60℃下保溫攪拌20小時，減壓抽去氯化亞砜，加入到其重量60倍的四氫呋喃中，攪拌條件下加入上述羥基化多元醇乳液，攪拌反應46小時，抽濾，將濾餅用無水乙醇洗滌3次，在60℃下真空干燥至恒重，得多元醇改性碳納米管；
（5）將上述多元醇改性碳納米管、碳酸鋯鉀混合，球磨均勻，加入到混合料重量170倍的四氫呋喃中，加入上述4二甲氨基吡啶、三乙胺、抗氧劑1010、抗氧劑168，在氮氣保護下，60℃下保溫攪拌47小時，抽濾，將濾餅依次用二氯甲烷、無水乙醇洗滌，置于60℃的干燥箱中干燥至恒重，得抗氧化改性碳納米管；
（6）將上述氯酞酸二甲酯、二丙酮醇混合，加入到混合料重量6倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為50℃，加入1H，1H，2H，2H全氟癸基三乙氧基硅烷，保溫攪拌10分鐘，加入上述抗氧化改性碳納米管，600轉/分攪拌18分鐘，得硅烷改性抗氧化碳納米管；
（7）將上述硅烷改性抗氧化碳納米管與剩余各原料混合，攪拌均勻，投入螺桿擠出機熔融擠出，熔體由三輥壓機輥壓制成板材，再經(jīng)過沖孔、拉伸，即得。
外觀：平整、無氣泡、無溝痕；
格柵片的拉伸屈服強度：24MPa；
焊接處抗拉強度：≥200N/cm。