[发明专利]一种基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材及其制备方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材，其包括面层与微发泡层；其特征在于：所述面层由面层材料制成，所述面层材料按重量份数计，包括以下原料：石墨烯2份、聚碳酸酯15份、碳酸钙25份、无机纤维10份、有机纤维10份、稻壳粉15份、聚乙烯树脂110份、醇酸树脂30份、乙烯基三乙氧基硅烷60份、甲酸钠1份、二盐基亚磷酸铅2份、SBS苯乙烯类热塑性弹性20份、阻燃填料8份、碳/碳复合材料10份、增容剂10份、干性聚四氟乙烯润滑剂CRC 03044 3份、膨润土2份、生滑石粉3份、乙烯基酯胶泥5份、碳化硅5份，紫外线阻隔剂2份；

所述微发泡层按重量份数计，包括以下原料：面层材料50份、轻质碳酸钙40份、发泡剂10份；

所述增容剂由相同重量的马来酸酐、PE-g-ST和ABS-g-MAH混合而成；

所述有机纤维由相同重量的超高分子量聚乙烯纤维和PBO纤维混合而成；

所述无机纤维为玄武岩纤维；

所述醇酸树脂由相同质量的苯乙烯改性醇酸树脂和丙烯酸改性醇酸树脂混合而成；

所述的阻燃填料按重量份数计，包括以下原料：岩棉15份，云母粉7份，玻化微珠8份，蒙脱土6份，碳纳米管粉末5份，聚丙烯60份；

所述的发泡剂由相同质量的碳酸氢钠、碳酸镁、亚硝基化合物混合而成；

所述紫外线阻隔剂是由紫外线吸收剂UV-326与紫外光猝灭剂 AM-101以质量比为4：1组成；

所述聚乙烯树脂的制备方法如下：按质量比为25：8：1.5：0.02依次称取LDPE树脂、MDPE树脂、HDPE树脂、四乙二醇二甲基丙烯酸酯，然后取LDPE树脂、MDPE树脂和HDPE树脂混合得到混合树脂，使用热熔法将混合树脂熔融，加入四乙二醇二甲基丙烯酸酯，混合均匀后，通过蠕动泵泵入高压电脉冲装置中，在电脉冲频率为180Hz、电场强度为25kv条件下，经高压电脉冲处理18s，即可得到聚乙烯树脂；

所述的基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材，其制备方法包括以下步骤：

（1）、按照配方准确称取聚乙烯树脂和石墨烯，将聚乙烯树脂放入高压反应釜中，升温至205℃，然后往聚乙烯树脂熔融体中通入正戊烷气体，使高压反应釜的压力达3.37MPa，启动搅拌装置，以200r/min的速度进行搅拌，同时加入石墨烯，搅拌4min后，得到预处理材料；

（2）、在250℃温度环境下，将聚碳酸酯熔融，然后控制高压反应釜转速为80r/min，压力100MPa，喷出聚碳酸酯与预处理材料混合均匀，冷却后切割成粒，得到预处理混合材料；

（3）、按面层材料的原料配方准确称重除聚乙烯、石墨烯和聚碳酸酯以外的原料，并和步骤（2）制得的预处理混合材料混合均匀，得到面层混合料，取面层混合料总重量的40%控制在70℃，为初混合料，将初混合料再与剩余的面层混合料在90℃下混合均匀，挤出成型、压制成片，得到面层材料；

（4）、按照步骤（1）-（3）的方法制备面层材料，并将面层材料加热至液态，在加热混合装置中将液态面层材料、轻质碳酸钙、发泡剂按照微发泡层的配方比例依次加入，在转速为100r/min，温度为110℃下混合均匀，挤出成型、压制成片，得到微发泡层配方混合料；

（5）、将步骤（3）制得的面层材料浸入有机酸水溶液中，所述有机酸水溶液的制备方法如下：按重量份数取以下原料，糖蜜60份、苦草50份、苹果渣90份、葡萄皮40份、黑曲霉孢子粉0.4份、水1100份；将以上原料混合均匀，密封静置18天，过滤除去滤渣即可得到有机酸水溶液；升温至55℃，浸泡1.5min，取出转入电子束辐照装置，利用电子束辐照装置产生的高能电子束辐射，辐射过程中高能射线吸收剂量为8kGy，然后将面层材料取出并清洗干净后，放入成型机中，同时放入步骤（4）制得的微发泡层配方混合料，中间层为微发泡层配方混合料，上层和下层均为面层材料，经过挤出/加热、牵引、冷却成型、切割、标记和清理工序后，得到基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材成品。