含均分散石墨烯的阻氧型聚丁烯管材及其制备方法与流程

文档序号:20914516发布日期:2020-05-29 13:20阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种含均分散石墨烯的阻氧型聚丁烯管材,其特征在于:所述石墨烯增强聚丁烯管材由以下组分构成:

聚丁烯树脂63‒90份;

石墨烯0.1‒11份;

第二阻氧填料0.1‒30份;

石墨烯表面处理剂0.005‒1.5份;

石墨烯包覆剂0.5‒10份;

稳定剂0.01‒0.5份;

抗氧剂0.1‒0.5份。

2.如权利要求1所述的含均分散石墨烯的阻氧型聚丁烯管材,其特征在于:所述聚丁烯树脂为高等规全同聚丁烯-1(ipb),其等规度大于90%,平均分子量为20‒50万,密度为0.85‒0.94g/cm3,结晶度为40‒70%,熔融指数为0.5‒20g/10min。

3.如权利要求1所述的含均分散石墨烯的阻氧型聚丁烯管材,其特征在于:所述石墨烯的最大径向尺寸为0.5‒40μm,厚度为1‒20nm。

4.如权利要求1所述的含均分散石墨烯的阻氧型聚丁烯管材,其特征在于:所述第二阻氧填料为蒙脱土(mmt)、有机改性蒙脱土(o-mmt)、硅灰石、层状双氢氧化物(ldhs)、氢氧化镁、氧化镁、滑石粉和云母粉中的至少一种。

5.如权利要求1所述的含均分散石墨烯的阻氧型聚丁烯管材,其特征在于:所述石墨烯表面处理剂为硅烷偶联剂(与所述石墨烯的质量比为2‒10:100);或所述石墨烯表面处理剂为十八烷基胺、异氰酸酯或钛酸酯偶联剂(与所述石墨烯的质量比为0.3‒1.5:100)。

6.如权利要求1所述的含均分散石墨烯的阻氧型聚丁烯管材,其特征在于:所述石墨烯包覆剂为石蜡、热塑性弹性体(tpe)、聚烯烃弹性体(poe)、马来酸酐接枝poe(mah-g-poe)、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、三元乙丙橡胶(epdm)、苯乙烯类热塑性弹性体(sbs)、马来酸酐接枝sbs(mah-g-sbs)、氢化sbs(sebs)、马来酸酐接枝sebs(mah-g-sebs)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)、马来酸酐接枝eva(mah-g-eva)、丁苯橡胶(sbr)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(ema)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(eea)、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(eba)和聚酯弹性体(tpee)中的至少一种。

7.如权利要求1所述的含均分散石墨烯的阻氧型聚丁烯管材,其特征在于:所述稳定剂为受阻胺类光稳定剂、硬脂酸锌、硬脂酸钙、钙锌复合稳定剂、硬脂酸铅和硬脂酸钡中的至少一种。

8.如权利要求1所述的含均分散石墨烯的阻氧型聚丁烯管材,其特征在于:所述抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂3114、抗氧剂164、抗氧剂264、抗氧剂bht、抗氧剂t501、抗氧剂b215、抗氧剂b225和硫代二丙酸二月桂酯(dltdp)中的至少一种。

9.如权利要求1所述的含均分散石墨烯的阻氧型聚丁烯管材的制备方法,其特征在于:该方法包括,

第一步、制备石墨烯/聚丁烯母粒:将聚丁烯树脂、石墨烯、第二阻氧填料、石墨烯表面处理剂、石墨烯包覆剂、稳定剂和抗氧剂按比例放入混炼设备中进行“一锅法混炼”,混炼温度为80‒250℃,再经冷却切粒或直接造粒,获得石墨烯/聚丁烯母粒;

第二步、制备石墨烯增强聚丁烯管材:将第一步中石墨烯/聚丁烯母粒与聚丁烯树脂按质量份数比为1:4‒3:1放入混配设备均匀混合形成混配料,混配温度为20‒110℃,混配时间为5‒120分钟,然后加入单螺杆挤出机中通过“熔融共混”过程,挤出成型石墨烯增强聚丁烯管材,管材挤出温度为150‒240℃,所述挤出速度为5‒50米/分钟。

10.如权利要求9所述的含均分散石墨烯的阻氧型聚丁烯管材的制备方法,其特征在于:所述第一步中的混炼设备为高速搅拌机、开炼机、翻转式密炼机、连续式密炼机、z型捏合机、螺杆捏合机、真空捏合机、卧式双螺旋混合机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、行星螺杆挤出机中的至少一种,所述第一步中混炼过程的输出能量与所有的混合物质量之比为0.01‒3kwh/kg;所述第二步中的混配设备为高速搅拌机、翻转式密炼机、连续式密炼机、z型捏合机、螺杆捏合机、真空捏合机、卧式双螺旋混合机、立式旋转烘干混料机中的至少一种。


技术总结
本发明涉及碳纳米复合材料高性能化与功能化技术领域,尤其涉及一种含均分散石墨烯的阻氧型聚丁烯管材及其制备方法。石墨烯增强聚丁烯管材包括聚丁烯树脂、石墨烯、第二阻氧填料、石墨烯表面处理剂、石墨烯包覆剂、稳定剂和抗氧剂,采用“一锅法混炼”和“熔融共混”相结合的技术路线,保证了纳米复合材料的清洁化、连续化、规模化生产,可在现有常规加工设备上快速实现工业化、低成本生产。

技术研发人员:徐欢;徐玮彤;樊振兴;郭晓然;张新和;张志博;朱亚坤;刘婷婷;曲波;李金来
受保护的技术使用者:江苏新奥碳纳米材料应用技术研究院有限公司;江苏江南烯元石墨烯科技有限公司
技术研发日:2020.02.28
技术公布日:2020.05.29
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