[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

说明书

本发明公开了一种基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材及其制备方法，属于微发泡板材技术领域，其包括微发泡层与面层；所述面层由面层材料制成，面层材料包括以下原料：石墨烯、聚碳酸酯、碳酸钙、无机纤维、有机纤维、聚乙烯树脂、酚醛树脂、乙烯基三乙氧基硅烷、甲酸钠、二盐基亚磷酸铅、SBS苯乙烯类热塑性弹性体、阻燃填料、刚玉粉、膨润土、生滑石粉、乙烯基酯胶泥、增容剂、碳化硅、紫外线阻隔剂；所述微发泡层包括以下原料：面层材料、轻质碳酸钙、发泡剂。本发明的微发泡聚乙烯科技板材具有优异的耐高温、耐酸碱、耐老化等性能，而且能够在高温高湿条件下维持优异的力学性能。

【技术领域】

本发明涉及微发泡板材技术领域，特别涉及一种基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材及其制备方法。

【背景技术】

聚乙烯凭借其优良的力学性能、耐低温性能、化学稳定性和耐酸碱腐蚀性成为世界上产量最大以及应用最为广泛的合成塑料之一。目前，随着各大海绵城市建筑装饰材料的种类、数量需求量的不断扩大，建筑装饰材料安全技术系数指标愈加受到人们的重视。随着市场的发展，建筑装饰材料在使用过程中因为其性能不稳定产生对人体有危害的气体，通常通过房屋通风、使用吸附剂、使用无有害气体的无机材料等措施进行改善，但是效果不理想。另外，目前建筑材料使用的无机材料存在自重大，加工异型空间范围小，样式种类少等缺陷。

石墨烯是一种由单层碳原子组成的平面二维结构，碳原子4个价电子中的3个以sp2杂化的形式与最近邻三个碳原子形成平面正六边形连接的蜂巢结构，另一个垂直于碳原子平面的σz轨道电子在晶格平面两侧如苯环一样形成高度巡游的大π键。这种二元化的电子价键结构决定了石墨烯独特而丰富的性能：sp2键有高的强度和稳定性，这使其组成的平面六角晶格有极高的强度、稳定性和延展性。张晓华等(材料科学与工艺，2016，24(5)：85-90)采用溶液共混法制备超高分子量聚乙烯和石墨烯纳米复合材料，以提高材料的热稳定性。缺点：反应温度高，反应程度过于激烈，容易发生反应不完全的问题，且上述研究均没有解决在高温高湿、高辐射的极端条件下聚乙烯材料的力学性能急剧降低的问题。因此，研究一种能够有效控制反应程度、且能够在高温高湿极端条件下保持稳定力学性能的聚乙烯板材，对于拓展聚乙烯板材的使用范围具有深远的研究意义。

目前，使用聚乙烯制备装饰板材，制备过程多采用混炼后挤出/注塑成型或者熔融后定型的技术手段，容易产生物料团聚、相容性差的问题，导致制成的板材在使用过程中出现性能不稳定的情况。同时，聚乙烯对环境应力，尤其是化学和机械作用比较单一、数据偏低，耐热老化性差，耐酸碱性不理想，不能使用于实验室等特殊场合，限制了聚乙烯板材的应用范围。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明目的在于提供一种具有优异的耐高温性、耐酸碱、耐老化性能，能使用于苛刻环境，符合建筑装饰材料的条件、满足个性化设计的需求、可进行多种个性化异型加工、适用于建筑装饰材料领域的基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材及其制备方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

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；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0.05-10份、聚碳酸酯1-45份、碳酸钙10-50份、无机纤维3-15份、有机纤维3-15份、聚乙烯树脂80-200份、酚醛树脂30-120份、乙烯基三乙氧基硅烷50-70份、甲酸钠0.5-2份、二盐基亚磷酸铅1-3份、SBS苯乙烯类热塑性弹性体10-40份、阻燃填料1-20份、刚玉粉5-45份、膨润土1-5份、生滑石粉1-5份、乙烯基酯胶泥3-10份、增容剂3-20份、碳化硅2-8份，紫外线阻隔剂1-5份；

所述微发泡层按重量份数计，包括以下原料：面层材料40-70份、轻质碳酸钙30-50份、发泡剂1-15份。