[发明专利]改性石墨烯/聚丁烯复合母粒材料及其制备方法与应用

说明书

本发明所述的一种改性石墨烯/聚丁烯复合母粒材料，其特征在于，由以下原料制备得到：改性石墨烯0.1～40份；聚丁烯树脂80～120份；抗氧剂0.1～1.1份；成核剂0.2～1.2份；分散剂0.1～1.2份。将该复合材料应用于聚丁烯管材中，以简单地添加改性复合材料组分的方法制备聚丁烯管材，即可极大地改善聚丁烯管材的力学性能并且使其具有较高的导热性能，解决了聚丁烯管材作为供暖管时供暖效率低和热能综合利用率低的问题。

技术领域

本发明属于塑料管材领域，特别涉及一种改性石墨烯/聚丁烯复合母粒材料及其制备方法与应用。

背景技术

聚丁烯是以1-丁稀为原料，在催化剂的作用下合成的一种线型分子结构的半结晶性聚烯烃高分子聚合物。它具有无毒无味、耐酸碱、耐溶剂、耐高低温、能与其他高分子聚合物混溶改性等优异特性，也由于其价格昂贵，而被誉为“塑料黄金”。鉴于聚丁烯如此多的优异特性，被广泛用于要求较高的供暖系统和热水的管道材料，排水管、密封件以及压缩包装膜和地下采矿的电线电缆等等。虽然聚丁烯有如此多的优异特性，但是也有很多不足之处，如其材质较柔软，力学性能一般，相比PP-R，交联聚乙烯，聚丁烯管材导热系数低，限制了其作为导热材料的使用性能，作为供暖管时，直接影响供暖效率和热能综合利用率。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种力学性能好、导热性能好的聚丁烯复合材料。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种改性石墨烯/聚丁烯复合母粒材料，由以下原料制备得到：

所述成核剂为二苄叉山梨醇、二(对-甲基苄叉)山梨醇、2，2，-二亚甲基双(4，6-二叔丁基苯酚)膦酸盐中的一种，与二酰胺类化合物中的一种混合。

在其中一些实施例中，所述聚丁烯树脂的分子量为40～60万，熔体质量流动速率为0.5～0.6g/min。

在其中一些实施例中，所述改性石墨烯与所述聚丁烯树脂的质量比为(0.1～20)：100。

在其中一些实施例中，所述硅烷基偶联剂与所述石墨烯的质量比为(9～12)：100；或

所述钛酸酯偶联剂与所述石墨烯的质量比为(0.1～0.3):100；或

所述十八烷基胺和所述异氰酸酯总量与所述石墨烯的质量比为(0.8～1.2):100。

在其中一些实施例中，所述表面处理剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、十八烷基胺、异氰酸酯中的一种或两种；和/或

所述抗氧剂为抗氧剂1010和/或抗氧剂168；和/或

所述分散剂选自：石蜡、聚乙烯蜡、聚乙二醇和脂肪酸。

在其中一些实施例中，所述抗氧剂168与所述抗氧剂1010的比例为2：(0.8～1)。

本发明的另一目的还在于提供一种改性石墨烯/聚丁烯复合母粒材料的制备方法，具体技术方案如下：

上述改性石墨烯/聚丁烯复合母粒材料的制备方法，包括以下步骤：向聚丁烯树脂溶液中加入抗氧剂，成核剂，分散剂，混合后超声分散得共混物；再加入改性石墨烯分散液，沉淀，即得改性石墨烯/聚丁烯复合母粒材料；

所述混合溶剂为异丙醇、丙酮、甲醇、乙醇中的一种或多种与水的混合溶剂；

所述聚丁烯树脂溶液的溶剂为二甲苯、甲苯、苯中的一种或多种。

在其中一些实施例中，所述改性石墨烯分散液由表面处理剂与石墨烯分散于混合溶剂中、高速搅拌后超声分散制得；

所述超声分散的功率为100～500W，时间为2～3h。