本發(fā)明涉及聚氯乙烯管道領域，具體涉及一種耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯納米碳酸鈣塑料管材及其制備方法。
背景技術：
隨著我國建設環(huán)境友好型社會，大力發(fā)展循環(huán)經濟的需要，加快資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、可持續(xù)發(fā)展及節(jié)能減排等重大科技專項項目的開發(fā)成為產業(yè)發(fā)展的重點。國內在環(huán)保管材的研究和推廣應用的方面已經起步，并且得到了政府部門的大力支持。目前，上海和北京重要場所已禁止使用非環(huán)保材料，建設、電力、鐵道、通訊等部門也頒布了有關的規(guī)定?？梢灶A計非環(huán)保管材在建筑、交通、通訊、電網和所有大中型城市應用將受到越來越多的限制，開發(fā)環(huán)保管材已經迫在眉睫，環(huán)保材料的發(fā)展具有巨大的市場空間。
由于聚氯乙烯(PVC)具有優(yōu)良的性能和價格優(yōu)勢，其已成為五大通用樹脂中生產和消費量最大的樹脂之一。2014年全球塑料管道占管道市場的64％，美國、日本、歐洲等發(fā)達國家及地區(qū)所占比例更高。PVC管材是當今全球用量最大的塑料管道品種，約占使用總量的72％，日本所占比例高達90％。PVC管材的消費比例：供水管33％；下水管22.3％；排水管15.7％；灌溉管5.2％；電工絕緣套管5％；煤氣管0.8％；其他管材占17.7％；其中管材與管件比為8:1。美國PVC管材消費量最高，其次是歐洲、中國、日本等國，PVC管材均處于主導地位。國內在環(huán)保穩(wěn)定劑及其他環(huán)保助劑的開發(fā)方面取得了一些進展，但在環(huán)保助劑的選擇、環(huán)保管材配方研究、環(huán)保管材的擠出工藝及參數優(yōu)化方面還需要下大功夫進行研究。
目前，聚氯乙烯管材在耐磨性、阻燃性、環(huán)保、無污染、耐老化性、加工性能、力學性能、相容性等性能需要進一步提升。因此，仍需研究一種耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯納米碳酸鈣塑料管材及其制備方法。
技術實現要素：
本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯納米碳酸鈣塑料管材，本發(fā)明提供的管材具有較好的耐磨性能和阻燃性能，還具有優(yōu)異的耐老化性能、加工性能、力學性能以及相容性能等。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯納米碳酸鈣塑料管材的制備方法。
為實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：
一種耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯納米碳酸鈣塑料管材，所述管材按質量份數由以下原料組成：
其中，所述改性納米碳酸鈣由納米碳酸鈣、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸、蜜胺樹脂反應制得，所述改性納米碳酸鈣的吸油值為10～20g/100g。
本發(fā)明選用3-氨基丙基三乙氧基硅烷和硬脂酸改性納米碳酸鈣，可以賦予納米碳酸鈣在聚氯乙烯中具有優(yōu)異的相容性、分散性及穩(wěn)定性；蜜胺樹脂不僅可以提高納米碳酸鈣在蜜胺樹脂和聚氯乙烯中的相容性，還可以吸收聚氯乙烯在加工和使用過程中釋放的氯化氫有毒氣體，有利于解決因氯化氫釋放而導致的環(huán)保問題。本發(fā)明首先以納米碳酸鈣、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸、蜜胺樹脂為原料制備得到了一種改性納米碳酸鈣，然后將改性納米碳酸鈣應用于塑料管材的制備中，顯著的改善了管材的耐磨性能。
發(fā)明人發(fā)現改性納米碳酸鈣的吸油值會影響到管材的力學性能和耐磨性能，改性納米碳酸鈣的吸油值越小，其添加量就越多，以其為原料制備得到的管材的耐磨性能就越好，但是當改性納米碳酸鈣的吸油值低于10g/100g時，雖然改性納米碳酸鈣的添加量會增大，但是管材的力學性能會顯著下降，管材磨損時粉化也較為嚴重。只有當改性納米碳酸鈣的吸油值為10～20g/100g時，以其為原料制備得到的管材的耐磨性能和力學性能最好。
在本發(fā)明中，改性納米碳酸鈣的粒徑也會影響到其與其它物料的相容性，改性納米碳酸鈣的粒徑過小會導致碳酸鈣團聚，影響碳酸鈣粉體的分散性能，而納米碳酸鈣的粒徑過大則會導致碳酸鈣粉體的表面積過小，同樣不利于粉體在其它物料中的分散，從而影響到管材的性能。因此，優(yōu)選地，改性納米碳酸鈣的粒徑為50～100nm，更為優(yōu)選地，所述改性納米碳酸鈣的粒徑為60～70nm。
優(yōu)選地，所述納米碳酸鈣、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、硬脂酸、蜜胺樹脂的質量比為100：9～17：8～25：17～30。
優(yōu)選地，所述改性納米碳酸鈣的制備方法為：
將納米碳酸鈣、硬脂酸、蜜胺樹脂依次添加至3-氨基丙基三乙氧基硅烷中，待混合均勻后將物料轉移至開煉機中，于120～175℃溫度下反應0.2～0.8h，然后用擠出機擠出造粒，即得改性納米碳酸鈣。
優(yōu)選地，所述聚氯乙烯的分子量為5×104～11×104。
優(yōu)選地，所述氮硅阻燃劑由氫氧化鎂、羥基聚二甲基硅氧烷、氨基硅烷組成。在燃燒時，氫氧化鎂受熱分解成氧化鎂和水，生成的水可以引發(fā)羥基聚二甲基硅氧烷和氨基硅烷反應，在聚氯乙烯表面形成一層含氮硅阻燃層，從而提高聚氯乙烯的阻燃性能。更為優(yōu)選地，所述氮硅阻燃劑中氫氧化鎂、羥基聚二甲基硅氧烷和氨基硅烷的質量比為10：33～45：35～45。
優(yōu)選地，所述抗沖改性劑由三元乙丙橡膠、納米二氧化鈦、納米氧化鋁、氯化聚乙烯和云母粉反應制得。
三元乙丙橡膠和氯化聚乙烯具有優(yōu)異的韌性和沖擊強度，當兩者添加至聚氯乙烯中，可以在聚氯乙烯相形成海島結構，遵循彈性體增韌機理，從而達到增韌效果。而納米二氧化鈦、納米氧化鋁和云母粉具有較小的尺寸，較大的比表面積，其表面具有豐富的羥基官能度，在聚氯乙烯相中均勻分散，遵循銀紋增韌機理，從而與彈性體增韌達到協(xié)同作用，共同提高聚氯乙烯的韌性及沖擊強度；納米氧化鋁還具有優(yōu)異的耐磨性能，可以賦予聚氯乙烯優(yōu)異的耐磨性能。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述三元乙丙橡膠、納米二氧化鈦、納米氧化鋁、氯化聚乙烯和云母粉的份數比為100：26～37：17～25：83～92：72～93。
在本發(fā)明中，所述抗沖改性劑的制備方法如下：
將各組分按比例加入到開煉機中，用開煉機在145～170℃溫度條件下混合反應0.3～1h，然后用擠出機在溫度145～170℃擠出造粒，即得抗沖改性劑。
優(yōu)選地，所述抗氧劑由亞磷酸三壬基苯酯、N,N-二苯基對苯二胺、乙醇和氧化鋁反應制得。更為優(yōu)選地，所述亞磷酸三壬基苯酯、N,N-二苯基對苯二胺、乙醇和氧化鋁的份數比為100：23～39：17～25：41～62。
本發(fā)明選用亞磷酸三壬基苯酯、N,N-二苯基對苯二胺兩款抗氧化劑復配，可以賦予聚氯乙烯優(yōu)異的耐氧化性能，在燃燒狀態(tài)時，亞磷酸三壬基苯酯在受熱和堿性環(huán)境中，會分解產生亞磷酸，產生的亞磷酸會被氧化為磷酸，磷酸與N,N-二苯基對苯二胺在高溫狀態(tài)下可以發(fā)生縮聚反應，形成磷酸-N,N-二苯基對苯二胺縮聚物，在聚氯乙烯表面形成一層阻燃層，最終可以賦予聚氯乙烯優(yōu)異的阻燃性能，多余的N,N-二苯基對苯二胺還可以吸收聚氯乙烯在加工和使用過程中產生的氯化氫有毒氣體，有利于解決因氯化氫釋放而導致的環(huán)保問題，氧化鋁具有補強作用，可以提高聚氯乙烯的力學強度；為了更好的使抗氧劑浸潤原料表面，本發(fā)明的抗氧劑中還添加了乙醇。
在本發(fā)明中，所述抗氧劑的制備方法為：
將亞磷酸三壬基苯酯、N,N-二苯基對苯二胺、乙醇和氧化鋁按比例加入到反應器中，攪拌速度為45～60r/min，維持體系溫度73～82℃條件下反應0.3～0.7h，即得抗氧劑。
上述耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯納米碳酸鈣塑料管材的制備方法，所述方法包括如下步驟：
S1：將納米碳酸鈣、硬脂酸、蜜胺樹脂依次添加至3-氨基丙基三乙氧基硅烷中，待混合均勻后將物料轉移至開煉機中，于120～175℃溫度下反應0.2～0.8h，然后用擠出機擠出造粒，即得改性納米碳酸鈣；
S2：將改性納米碳酸鈣和其它物料添加至反應釜中混合均勻，然后將物料轉移至開煉機中，在145～220℃條件下混合反應0.5～1h，并于145～220℃條件下擠出成型，即得所述耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯納米碳酸鈣塑料管材。
與現有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
本發(fā)明以聚氯乙烯、改性納米碳酸鈣、乙烯基雙硬脂酰胺、氮硅阻燃劑、抗沖擊改性劑、蓖麻油酸鈣、有機錫穩(wěn)定劑和抗氧劑為原料，提供了一種耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材的配方，并通過擠出工藝制備成各種塑料管道。本發(fā)明提供的管材具有較好的耐磨性能和阻燃性能，還具有優(yōu)異的耐老化性能、加工性能、力學性能以及相容性能等。
具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明做進一步的描述。這些實施例僅是對本發(fā)明的典型描述，但本發(fā)明不限于此。下述實施例中所用的試驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法，所使用的原料，試劑等，如無特殊說明，均為可從常規(guī)市購等商業(yè)途徑得到的原料和試劑。
實施例1
一種耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材，其制備方法包括以下步驟：
(1)稱取100份亞磷酸三壬基苯酯、34份N,N-二苯基對苯二胺、20份乙醇和53份氧化鋁加入到反應器中，攪拌速度為49r/min，維持體系溫度79℃條件下反應0.5h，得到抗氧劑；
(2)稱取100份三元乙丙橡膠、33份納米二氧化鈦、23份納米氧化鋁、87份氯化聚乙烯和86份云母粉加入到開煉機中，用開煉機在溫度155℃混合反應0.5h，用擠出機在溫度155℃擠出造粒，得到抗沖改性劑；
(3)稱取37份羥基聚二甲基硅氧烷和41份氨基硅烷添加到密閉容器中，在29℃反應10min，待物料混合均勻后，以2g/min的添加速度將10份氫氧化鎂添加至反應釜中混合12min，即得到含氮硅阻燃劑；
(4)稱取100份納米碳酸鈣、14份3-氨基丙基三乙氧基硅烷、21份硬脂酸、26份蜜胺樹脂加入到開煉機中，用開煉機在溫度149℃混合反應0.4h，用擠出機在溫度149℃擠出造粒，即得到改性納米碳酸鈣，所述改性納米碳酸鈣的粒徑為65nm，吸油值為14g/100g；
(5)稱取100份聚氯乙烯、26份改性納米碳酸鈣、13份乙烯基雙硬脂酰胺、12份氮硅阻燃劑、19份抗沖改性劑、3份蓖麻油酸鈣、4份有機錫穩(wěn)定劑和6份抗氧劑在反應釜中混合均勻后，轉移至開煉機中，用開煉機在溫度169℃混合反應0.6h，用擠出機在溫度173℃擠出成型，即得到耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材。
實施例2
一種耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材，其制備方法包括以下步驟：
(1)稱取100份亞磷酸三壬基苯酯、23份N,N-二苯基對苯二胺、17份乙醇和41份氧化鋁加入到反應器中，攪拌速度為45r/min，維持體系溫度73℃條件下反應0.3h，得到抗氧劑；
(2)稱取100份三元乙丙橡膠、26份納米二氧化鈦、17份納米氧化鋁、83份氯化聚乙烯和72份云母粉加入到開煉機中，用開煉機在溫度145℃混合反應0.3h，用擠出機在溫度145℃擠出造粒，得到抗沖改性劑；
(3)稱取33份羥基聚二甲基硅氧烷和45份氨基硅烷添加到密閉容器中，在25℃反應10min，待物料混合均勻后，以2g/min的添加速度將10份氫氧化鎂添加至反應釜中混合12min，即得到含氮硅阻燃劑；
(4)稱取100份納米碳酸鈣、9份3-氨基丙基三乙氧基硅烷、8份硬脂酸、17份蜜胺樹脂加入到開煉機中，用開煉機在溫度120℃混合反應0.2h，用擠出機在溫度120℃擠出造粒，即得到改性納米碳酸鈣，所述改性納米碳酸鈣的粒徑為60nm，吸油值為10g/100g；
(5)稱取100份聚氯乙烯、15份改性納米碳酸鈣、8份乙烯基雙硬脂酰胺、4份氮硅阻燃劑、10份抗沖改性劑、1份蓖麻油酸鈣、5份有機錫穩(wěn)定劑和3份抗氧劑在反應釜中混合均勻后，轉移至開煉機中，用開煉機在溫度145℃混合反應0.5h，用擠出機在溫度145℃擠出成型，即得到耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材。
實施例3
一種耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材，其制備方法包括以下步驟：
(1)稱取100份亞磷酸三壬基苯酯、39份N,N-二苯基對苯二胺、25份乙醇和62份氧化鋁加入到反應器中，攪拌速度為60r/min，維持體系溫度82℃條件下反應0.7h，得到抗氧劑；
(2)稱取100份三元乙丙橡膠、37份納米二氧化鈦、25份納米氧化鋁、92份氯化聚乙烯和93份云母粉加入到開煉機中，用開煉機在溫度170℃混合反應1h，用擠出機在溫度170℃擠出造粒，得到抗沖改性劑；
(3)稱取45份羥基聚二甲基硅氧烷和35份氨基硅烷添加到密閉容器中，在35℃反應10min，待物料混合均勻后，以2g/min的添加速度將10份氫氧化鎂添加至反應釜中混合12min，即得到含氮硅阻燃劑；
(4)稱取100份納米碳酸鈣、17份3-氨基丙基三乙氧基硅烷、25份硬脂酸、30份蜜胺樹脂加入到開煉機中，用開煉機在溫度175℃混合反應0.8h，用擠出機在溫度175℃擠出造粒，即得到改性納米碳酸鈣，所述改性納米碳酸鈣的粒徑為70nm，吸油值為16g/100g；
(5)稱取100份聚氯乙烯、30份改性納米碳酸鈣、15份乙烯基雙硬脂酰胺、17份氮硅阻燃劑、23份抗沖改性劑、5份蓖麻油酸鈣、1份有機錫穩(wěn)定劑和8份抗氧劑在反應釜中混合均勻后，轉移至開煉機中，用開煉機在溫度220℃混合反應1h，用擠出機在溫度220℃擠出成型，即得到耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材。
實施例4
一種耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材，其制備方法包括以下步驟：
(1)稱取100份亞磷酸三壬基苯酯、24份N,N-二苯基對苯二胺、22份乙醇和47份氧化鋁加入到反應器中，攪拌速度為49r/min，維持體系溫度81℃條件下反應0.5h，得到抗氧劑；
(2)稱取100份三元乙丙橡膠、29份納米二氧化鈦、24份納米氧化鋁、91份氯化聚乙烯和78份云母粉加入到開煉機中，用開煉機在溫度160℃混合反應0.7h，用擠出機在溫度160℃擠出造粒，得到抗沖改性劑；
(3)稱取35份羥基聚二甲基硅氧烷和39份氨基硅烷添加到密閉容器中，在32℃反應10min，待物料混合均勻后，以2g/min的添加速度將10份氫氧化鎂添加至反應釜中混合12min，即得到含氮硅阻燃劑；
(4)稱取100份納米碳酸鈣、16份3-氨基丙基三乙氧基硅烷、10份硬脂酸、20份蜜胺樹脂加入到開煉機中，用開煉機在溫度130℃混合反應0.5h，用擠出機在溫度130℃擠出造粒，即得到改性納米碳酸鈣，所述改性納米碳酸鈣的粒徑為68nm，吸油值為11g/100g；
(5)稱取100份聚氯乙烯、20份改性納米碳酸鈣、10份乙烯基雙硬脂酰胺、13份氮硅阻燃劑、15份抗沖改性劑、4份蓖麻油酸鈣、2份有機錫穩(wěn)定劑和6份抗氧劑在反應釜中混合均勻后，轉移至開煉機中，用開煉機在溫度150℃混合反應0.8h，用擠出機在溫度150℃擠出成型，即得到耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材。
實施例5
一種耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材，其制備方法包括以下步驟：
(1)稱取100份亞磷酸三壬基苯酯、25份N,N-二苯基對苯二胺、18份乙醇和45份氧化鋁加入到反應器中，攪拌速度為48r/min，維持體系溫度75℃條件下反應0.4h，得到抗氧劑；
(2)稱取100份三元乙丙橡膠、27份納米二氧化鈦、19份納米氧化鋁、85份氯化聚乙烯和79份云母粉加入到開煉機中，用開煉機在溫度160℃混合反應0.8h，用擠出機在溫度160℃擠出造粒，得到抗沖改性劑；
(3)稱取39份羥基聚二甲基硅氧烷和43份氨基硅烷添加到密閉容器中，在34℃反應10min，待物料混合均勻后，以2g/min的添加速度將10份氫氧化鎂添加至反應釜中混合12min，即得到含氮硅阻燃劑；
(4)稱取100份納米碳酸鈣、14份3-氨基丙基三乙氧基硅烷、16份硬脂酸、23份蜜胺樹脂加入到開煉機中，用開煉機在溫度140℃混合反應0.7h，用擠出機在溫度140℃擠出造粒，即得到改性納米碳酸鈣，所述改性納米碳酸鈣的粒徑為61nm，吸油值為15g/100g；
(5)稱取100份聚氯乙烯、24份改性納米碳酸鈣、13份乙烯基雙硬脂酰胺、9份氮硅阻燃劑、17份抗沖改性劑、2份蓖麻油酸鈣、3份有機錫穩(wěn)定劑和5份抗氧劑在反應釜中混合均勻后，轉移至開煉機中，用開煉機在溫度210℃混合反應0.7h，用擠出機在溫度210℃擠出成型，即得到耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材。
實施例6
一種耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材，其制備方法包括以下步驟：
(1)稱取100份亞磷酸三壬基苯酯、34份N,N-二苯基對苯二胺、21份乙醇和57份氧化鋁加入到反應器中，攪拌速度為53r/min，維持體系溫度77℃條件下反應0.4h，得到抗氧劑；
(2)稱取100份三元乙丙橡膠、35份納米二氧化鈦、22份納米氧化鋁、86份氯化聚乙烯和84份云母粉加入到開煉機中，用開煉機在溫度165℃混合反應0.8h，用擠出機在溫度165℃擠出造粒，得到抗沖改性劑；
(3)稱取38份羥基聚二甲基硅氧烷和36份氨基硅烷添加到密閉容器中，在26℃反應10min，待物料混合均勻后，以2g/min的添加速度將10份氫氧化鎂添加至反應釜中混合12min，即得到含氮硅阻燃劑；
(4)稱取100份納米碳酸鈣、14份3-氨基丙基三乙氧基硅烷、24份硬脂酸、23份蜜胺樹脂加入到開煉機中，用開煉機在溫度168℃混合反應0.3h，用擠出機在溫度168℃擠出造粒，即得到改性納米碳酸鈣，所述改性納米碳酸鈣的粒徑為64nm，吸油值為13g/100g；
(5)稱取100份聚氯乙烯、21份改性納米碳酸鈣、14份乙烯基雙硬脂酰胺、11份氮硅阻燃劑、17份抗沖改性劑、5份蓖麻油酸鈣、4份有機錫穩(wěn)定劑和4份抗氧劑在反應釜中混合均勻后，轉移至開煉機中，用開煉機在溫度200℃混合反應0.7h，用擠出機在溫度200℃擠出成型，即得到耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材。
實施例7
一種耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材，其制備方法包括以下步驟：
(1)稱取100份亞磷酸三壬基苯酯、31份N,N-二苯基對苯二胺、18份乙醇和47份氧化鋁加入到反應器中，攪拌速度為52r/min，維持體系溫度76℃條件下反應0.5h，得到抗氧劑；
(2)稱取100份三元乙丙橡膠、29份納米二氧化鈦、23份納米氧化鋁、86份氯化聚乙烯和86份云母粉加入到開煉機中，用開煉機在溫度157℃混合反應0.9h，用擠出機在溫度157℃擠出造粒，得到抗沖改性劑；
(3)稱取45份羥基聚二甲基硅氧烷和44份氨基硅烷添加到密閉容器中，在27℃反應10min，待物料混合均勻后，以2g/min的添加速度將10份氫氧化鎂添加至反應釜中混合12min，即得到含氮硅阻燃劑；
(4)稱取100份納米碳酸鈣、13份3-氨基丙基三乙氧基硅烷、11份硬脂酸、19份蜜胺樹脂加入到開煉機中，用開煉機在溫度158℃混合反應0.7h，用擠出機在溫度158℃擠出造粒，即得到改性納米碳酸鈣，所述改性納米碳酸鈣的粒徑為69nm，吸油值為14g/100g；
(5)稱取100份聚氯乙烯、29份改性納米碳酸鈣、12份乙烯基雙硬脂酰胺、16份氮硅阻燃劑、22份抗沖改性劑、3份蓖麻油酸鈣、2份有機錫穩(wěn)定劑和4份抗氧劑在反應釜中混合均勻后，轉移至開煉機中，用開煉機在溫度190℃混合反應0.9h，用擠出機在溫度190℃擠出成型，即得到耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材。
實施例8
一種耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材，其制備方法包括以下步驟：
(1)稱取100份亞磷酸三壬基苯酯、34份N,N-二苯基對苯二胺、21份乙醇和46份氧化鋁加入到反應器中，攪拌速度為51r/min，維持體系溫度79℃條件下反應0.3h，得到抗氧劑；
(2)稱取100份三元乙丙橡膠、34份納米二氧化鈦、21份納米氧化鋁、88份氯化聚乙烯和76份云母粉加入到開煉機中，用開煉機在溫度161℃混合反應0.4h，用擠出機在溫度161℃擠出造粒，得到抗沖改性劑；
(3)稱取36份羥基聚二甲基硅氧烷和39份氨基硅烷添加到密閉容器中，在33℃反應10min，待物料混合均勻后，以2g/min的添加速度將10份氫氧化鎂添加至反應釜中混合12min，即得到含氮硅阻燃劑；
(4)稱取100份納米碳酸鈣、11份3-氨基丙基三乙氧基硅烷、16份硬脂酸、26份蜜胺樹脂加入到開煉機中，用開煉機在溫度157℃混合反應0.5h，用擠出機在溫度157℃擠出造粒，即得到改性納米碳酸鈣，所述改性納米碳酸鈣的粒徑為63nm，吸油值為12g/100g；
(5)稱取100份聚氯乙烯、18份改性納米碳酸鈣、12份乙烯基雙硬脂酰胺、6份氮硅阻燃劑、17份抗沖改性劑、5份蓖麻油酸鈣、2份有機錫穩(wěn)定劑和5份抗氧劑在反應釜中混合均勻后，轉移至開煉機中，用開煉機在溫度170℃混合反應0.9h，用擠出機在溫度170℃擠出成型，即得到耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材。
實施例9
一種耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材，其制備方法包括以下步驟：
(1)稱取100份亞磷酸三壬基苯酯、25份N,N-二苯基對苯二胺、23份乙醇和47份氧化鋁加入到反應器中，攪拌速度為51r/min，維持體系溫度76℃條件下反應0.6h，得到抗氧劑；
(2)稱取100份三元乙丙橡膠、33份納米二氧化鈦、22份納米氧化鋁、84份氯化聚乙烯和89份云母粉加入到開煉機中，用開煉機在溫度164℃混合反應0.6h，用擠出機在溫度164℃擠出造粒，得到抗沖改性劑；
(3)稱取42份羥基聚二甲基硅氧烷和43份氨基硅烷添加到密閉容器中，在34℃反應10min，待物料混合均勻后，以2g/min的添加速度將10份氫氧化鎂添加至反應釜中混合12min，即得到含氮硅阻燃劑；
(4)稱取100份納米碳酸鈣、12份3-氨基丙基三乙氧基硅烷、20份硬脂酸、26份蜜胺樹脂加入到開煉機中，用開煉機在溫度137℃混合反應0.7h，用擠出機在溫度137℃擠出造粒，即得到改性納米碳酸鈣，所述改性納米碳酸鈣的粒徑為62nm，吸油值為13g/100g；
(5)稱取100份聚氯乙烯、18份改性納米碳酸鈣、11份乙烯基雙硬脂酰胺、8份氮硅阻燃劑、16份抗沖改性劑、2份蓖麻油酸鈣、4份有機錫穩(wěn)定劑和4份抗氧劑在反應釜中混合均勻后，轉移至開煉機中，用開煉機在溫度160℃混合反應0.8h，用擠出機在溫度160℃擠出成型，即得到耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材。
實施例10
一種耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材，其制備方法包括以下步驟：
(1)稱取100份亞磷酸三壬基苯酯、26份N,N-二苯基對苯二胺、23份乙醇和54份氧化鋁加入到反應器中，攪拌速度為49r/min，維持體系溫度78℃條件下反應0.5h，得到抗氧劑；
(2)稱取100份三元乙丙橡膠、28份納米二氧化鈦、19份納米氧化鋁、86份氯化聚乙烯和77份云母粉加入到開煉機中，用開煉機在溫度152℃混合反應0.8h，用擠出機在溫度152℃擠出造粒，得到抗沖改性劑；
(3)稱取38份羥基聚二甲基硅氧烷和37份氨基硅烷添加到密閉容器中，在25℃反應10min，待物料混合均勻后，以2g/min的添加速度將10份氫氧化鎂添加至反應釜中混合12min，即得到含氮硅阻燃劑；
(4)稱取100份納米碳酸鈣、13份3-氨基丙基三乙氧基硅烷、14份硬脂酸、25份蜜胺樹脂加入到開煉機中，用開煉機在溫度128℃混合反應0.3h，用擠出機在溫度128℃擠出造粒，即得到改性納米碳酸鈣，所述改性納米碳酸鈣的粒徑為66nm，吸油值為15g/100g；
(5)稱取100份聚氯乙烯、17份改性納米碳酸鈣、13份乙烯基雙硬脂酰胺、5份氮硅阻燃劑、16份抗沖改性劑、5份蓖麻油酸鈣、1份有機錫穩(wěn)定劑和6份抗氧劑在反應釜中混合均勻后，轉移至開煉機中，用開煉機在溫度180℃混合反應0.7h，用擠出機在溫度180℃擠出成型，即得到耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材。
對照例1
本對照例中，管材配方中選用聚磷酸銨阻燃劑替代實施例1中的氮硅阻燃劑，其它組分與制備方法與實施例1相同。
對照例2
本對照例中，管材配方中的改性納米碳酸鈣由納米碳酸鈣、3-氨基丙基三乙氧基硅烷組成，改性納米碳酸鈣的制備方法為：
稱取100份納米碳酸鈣和13份3-氨基丙基三乙氧基硅烷加入到反應釜中，在溫度80℃混合反應0.5h，即得到改性納米碳酸鈣。
本對照例中的其它組分與制備方法與實施例1相同。
對照例3
本對照例中，管材配方中的改性納米碳酸鈣的吸油值為70g/100g，本對照例中的其它組分與制備方法與實施例1相同。
對實施例1～10和對照例1～3制得的耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材的耐磨、阻燃等性能進行測試，測試方法如下，測試結果見下表1。
(1)耐磨性能
按EN660-2耐磨等級測試標準進行測試；
(2)氧指數
按GB/T2406.2-2009/ISO4589-2:1996標準進行測試；
(3)落錘沖擊性能
按GB/T14152-2001標準進行測試；
(4)拉伸強度
按MT 558.2-2005煤礦井下用塑料管材第2部分：聚氯乙烯管材
表1實施例1～10和對照例1～3制得的耐磨阻燃環(huán)保聚氯乙烯/納米碳酸鈣塑料管材的性能測定
耐磨等級順序為T級＞P級＞M級＞F級，由上表1可知，本發(fā)明各實施例制備得到的管材的耐磨等級較高，這表明以本發(fā)明提供的原料制備得到的管材具有較好的耐磨性能；相比之下，各對照例的原料制備得到的管材的耐磨性能較差。另外，本發(fā)明各實施例制備得到的管材具有較好的阻燃性能和力學性能。