一种含石墨烯的高导热辐照交联聚乙烯管材及其制备方法与流程

[0001]
本发明涉及管材技术领域，具体为一种含石墨烯的高导热辐照交联聚乙烯管材及其制备方法。


背景技术：

[0002]
聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物，聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-100～-70℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。
[0003]
我国塑料管材发展很快，质量在不断提高，聚乙烯管由于自身独特的优点被广泛的应用，而现有的聚乙烯管耐热耐腐蚀效果差，为此，我们提出一种含石墨烯的高导热辐照交联聚乙烯管材及其制备方法。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种含石墨烯的高导热辐照交联聚乙烯管材及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含石墨烯的高导热辐照交联聚乙烯管材，包括以下重量份的原料制备而成：聚乙烯为60-100份，石墨烯1-10份，含氟苯乙烯2.5-5份，偶联剂0.5-3份，稀释剂2-10份，表面活性剂0.2-0.4份，增塑剂4-6份，抗氧化剂0.3-2份。
[0006]
优选的，所述石墨烯为插层剥离法、石墨氧化还原法或其他方法制备的石墨烯。
[0007]
优选的，所述聚乙烯的190℃/2.16kg熔融指数为0.05～3g/10min，密度为0.910～0.970g/cm3。
[0008]
优选的，所述聚乙烯的重量份为1份、3份、6份和9份，所述聚乙烯的重量份为75份，所述含氟苯乙烯的重量份为4份。
[0009]
优选的，所述表面活性剂为八苯基八硅倍半氧烷，所述抗氧剂为n-苯基-β-萘胺、亚磷酸三苯酯、硫代二丙酸月桂十八酯、2，4，6-三叔丁基苯酚中的一种。
[0010]
一种含石墨烯的高导热辐照交联聚乙烯管材制备方法，包括如下步骤：
[0011]
s1第一次混合、将石墨烯粉体溶于稀释剂中，再加入表面活性剂，搅拌均匀后，超声55～65分钟，得到第一混合物；
[0012]
s2第二次混合、将聚乙烯、含氟苯乙烯、偶联剂、增塑剂和抗氧化剂加热至190-210摄氏度，得到第二混合物；
[0013]
s3第三次混合、将第一混合物和第二混合物加入搅拌机内混合搅拌，并在温度为210-260℃的环境下反应30-70分钟，得到石墨烯基聚乙烯复合材料；
[0014]
s4塑形、将聚乙烯复合材料加入到造粒机中，造粒机挤出后，经真空定径、冷却定型和牵引收卷后，得到管材；
[0015]
s5改性、对导热管材进行辐射交联改性，得到高导热辐射交联聚乙烯管材。
[0016]
优选的，所述步s1搅拌时间为80～100min，转速为2500～20000r/min。
[0017]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过在聚乙烯管材内加入石墨烯，通过石墨烯本身具有强度最高、韧性最高、耐磨防腐，耐高温和优良的导电性能，可增加聚乙烯管材的强度和韧性，通过含氟苯乙烯，起到物理交联点的作用，通过偶联剂，可促进管材成核，提高结晶温度，还能和含氟苯乙烯起到协同作用，提高熔体强度，而且通过在溶解剂中加入到表面活性剂，可使石墨烯分散的更均匀，该聚乙烯管材中各原料相容性好，原料特性得到有效的发挥，可制备强度和耐性好的聚乙烯管，方便人们进行使用。
附图说明
[0018]
图1为本发明提出的流程示意图。
具体实施方式
[0019]
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]
本发明提供一种技术方案：
[0021]
一种含石墨烯的高导热辐照交联聚乙烯管材，包括以下重量份的原料制备而成：聚乙烯为60-100份，石墨烯1-10份，含氟苯乙烯2.5-5份，偶联剂0.5-3份，稀释剂2-10份，表面活性剂0.2-0.4份，增塑剂4-6份，抗氧化剂0.3-2份。
[0022]
本实施例中，石墨烯为插层剥离法、石墨氧化还原法或其他方法制备的石墨烯。
[0023]
本实施例中，聚乙烯的190℃/2.16kg熔融指数为0.05～3g/10min，密度为0.910～0.970g/cm3。
[0024]
本实施例中，聚乙烯的重量份为1份、3份、6份和9份，聚乙烯的重量份为75份，含氟苯乙烯的重量份为4份。
[0025]
本实施例中，表面活性剂为八苯基八硅倍半氧烷，抗氧剂为n-苯基-β-萘胺、亚磷酸三苯酯、硫代二丙酸月桂十八酯、2，4，6-三叔丁基苯酚中的一种。
[0026]
一种含石墨烯的高导热辐照交联聚乙烯管材制备方法，包括如下步骤：
[0027]
s1第一次混合、将石墨烯粉体溶于稀释剂中，再加入表面活性剂，搅拌均匀后，超声55～65分钟，得到第一混合物；
[0028]
s2第二次混合、将聚乙烯、含氟苯乙烯、偶联剂、增塑剂和抗氧化剂加热至190-210摄氏度，得到第二混合物；
[0029]
s3第三次混合、将第一混合物和第二混合物加入搅拌机内混合搅拌，并在温度为210-260℃的环境下反应30-70分钟，得到石墨烯基聚乙烯复合材料；
[0030]
s4塑形、将聚乙烯复合材料加入到造粒机中，造粒机挤出后，经真空定径、冷却定型和牵引收卷后，得到管材；
[0031]
s5改性、对导热管材进行辐射交联改性，得到高导热辐射交联聚乙烯管材。
[0032]
本实施例中，步s1搅拌时间为80～100min，转速为2500～20000r/min。
[0033]
实施例一：
[0034]
重量份配比为聚乙烯为100份，石墨烯10份，含氟苯乙烯5份，偶联剂3份，稀释剂10份，表面活性剂0.4份，增塑剂6份，抗氧化剂2份。
[0035]
本实施例的制备方法包括以下步骤：
[0036]
s1第一次混合、将石墨烯粉体溶于稀释剂中，再加入表面活性剂，搅拌均匀后，超声55～65分钟，得到第一混合物；
[0037]
s2第二次混合、将聚乙烯、含氟苯乙烯、偶联剂、增塑剂和抗氧化剂加热至190-210摄氏度，得到第二混合物；
[0038]
s3第三次混合、将第一混合物和第二混合物加入搅拌机内混合搅拌，并在温度为210-260℃的环境下反应30-70分钟，得到石墨烯基聚乙烯复合材料；
[0039]
s4塑形、将聚乙烯复合材料加入到造粒机中，造粒机挤出后，经真空定径、冷却定型和牵引收卷后，得到管材；
[0040]
s5改性、对导热管材进行辐射交联改性，得到高导热辐射交联聚乙烯管材。
[0041]
实施例二：
[0042]
重量份配比为聚乙烯为90份，石墨烯8份，含氟苯乙烯4份，偶联剂2份，稀释剂8份，表面活性剂0.35份，增塑剂5.5份，抗氧化剂1.5份。
[0043]
本实施例的制备方法包括以下步骤：
[0044]
s1第一次混合、将石墨烯粉体溶于稀释剂中，再加入表面活性剂，搅拌均匀后，超声55～65分钟，得到第一混合物；
[0045]
s2第二次混合、将聚乙烯、含氟苯乙烯、偶联剂、增塑剂和抗氧化剂加热至190-210摄氏度，得到第二混合物；
[0046]
s3第三次混合、将第一混合物和第二混合物加入搅拌机内混合搅拌，并在温度为210-260℃的环境下反应30-70分钟，得到石墨烯基聚乙烯复合材料；
[0047]
s4塑形、将聚乙烯复合材料加入到造粒机中，造粒机挤出后，经真空定径、冷却定型和牵引收卷后，得到管材；
[0048]
s5改性、对导热管材进行辐射交联改性，得到高导热辐射交联聚乙烯管材。
[0049]
实施例三：
[0050]
重量份配比为聚乙烯为80份，石墨烯6份，含氟苯乙烯3.5份，偶联剂1.5份，稀释剂6份，表面活性剂0.3份，增塑剂5份，抗氧化剂1份。
[0051]
本实施例的制备方法包括以下步骤：
[0052]
s1第一次混合、将石墨烯粉体溶于稀释剂中，再加入表面活性剂，搅拌均匀后，超声55～65分钟，得到第一混合物；
[0053]
s2第二次混合、将聚乙烯、含氟苯乙烯、偶联剂、增塑剂和抗氧化剂加热至190-210摄氏度，得到第二混合物；
[0054]
s3第三次混合、将第一混合物和第二混合物加入搅拌机内混合搅拌，并在温度为210-260℃的环境下反应30-70分钟，得到石墨烯基聚乙烯复合材料；
[0055]
s4塑形、将聚乙烯复合材料加入到造粒机中，造粒机挤出后，经真空定径、冷却定型和牵引收卷后，得到管材；
[0056]
s5改性、对导热管材进行辐射交联改性，得到高导热辐射交联聚乙烯管材。
[0057]
实施例四：
[0058]
重量份配比为聚乙烯为70份，石墨烯4份，含氟苯乙烯3份，偶联剂1份，稀释剂4份，表面活性剂0.25份，增塑剂4.5份，抗氧化剂0.5份。
[0059]
本实施例的制备方法包括以下步骤：
[0060]
s1第一次混合、将石墨烯粉体溶于稀释剂中，再加入表面活性剂，搅拌均匀后，超声55～65分钟，得到第一混合物；
[0061]
s2第二次混合、将聚乙烯、含氟苯乙烯、偶联剂、增塑剂和抗氧化剂加热至190-210摄氏度，得到第二混合物；
[0062]
s3第三次混合、将第一混合物和第二混合物加入搅拌机内混合搅拌，并在温度为210-260℃的环境下反应30-70分钟，得到石墨烯基聚乙烯复合材料；
[0063]
s4塑形、将聚乙烯复合材料加入到造粒机中，造粒机挤出后，经真空定径、冷却定型和牵引收卷后，得到管材；
[0064]
s5改性、对导热管材进行辐射交联改性，得到高导热辐射交联聚乙烯管材。
[0065]
实施例五：
[0066]
重量份配比为聚乙烯为60份，石墨烯2份，含氟苯乙烯2.5份，偶联剂0.5份，稀释剂2份，表面活性剂0.2份，增塑剂4份，抗氧化剂0.3份。
[0067]
本实施例的制备方法包括以下步骤：
[0068]
s1第一次混合、将石墨烯粉体溶于稀释剂中，再加入表面活性剂，搅拌均匀后，超声55～65分钟，得到第一混合物；
[0069]
s2第二次混合、将聚乙烯、含氟苯乙烯、偶联剂、增塑剂和抗氧化剂加热至190-210摄氏度，得到第二混合物；
[0070]
s3第三次混合、将第一混合物和第二混合物加入搅拌机内混合搅拌，并在温度为210-260℃的环境下反应30-70分钟，得到石墨烯基聚乙烯复合材料；
[0071]
s4塑形、将聚乙烯复合材料加入到造粒机中，造粒机挤出后，经真空定径、冷却定型和牵引收卷后，得到管材；
[0072]
s5改性、对导热管材进行辐射交联改性，得到高导热辐射交联聚乙烯管材。
[0073]
本发明通过在聚乙烯管材内加入石墨烯，通过石墨烯本身具有强度最高、韧性最高、耐磨防腐，耐高温和优良的导电性能，可增加聚乙烯管材的强度和韧性，通过含氟苯乙烯，起到物理交联点的作用，通过偶联剂，可促进管材成核，提高结晶温度，还能和含氟苯乙烯起到协同作用，提高熔体强度，而且通过在溶解剂中加入到表面活性剂，可使石墨烯分散的更均匀，该聚乙烯管材中各原料相容性好，原料特性得到有效的发挥，可制备强度和耐性好的聚乙烯管，方便人们进行使用。
[0074]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。