一种导热型聚乙烯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导热型聚乙烯及其制备方法，原料及其质量分数为以聚乙烯树脂质量100％为基准，导热填料0.5～20％；2,6‑二叔丁基对甲酚0.03～0.15％；双[2‑甲基‑4,6‑二(1,1‑二甲基乙基)苯酚]亚磷酸乙基酯0.01～0.2％；四3‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸季戊四醇酯0.01～0.3％；N，N’‑亚乙基双硬脂酰胺0.5～1.0％；羟基硬脂酸甲酯0.2～0.8％。将聚乙烯、导热填料、其它助剂预先混合后，在160‑210℃下挤出造粒。制备的聚乙烯导热填料为化学键接有聚乙烯长链的石墨烯，添加量为0.5～20％时，聚乙烯的导热性能得到明显改善，导热系数达到6.70W/mK。

Heat conducting type polyethylene and preparation method thereof

The invention discloses a heat conductive polyethylene and preparation method thereof, and the raw material mass fraction of polyethylene resin 100% as the base, 0.5 ~ 20% 2,6 filler; BHT 0.03 ~ 0.15%; double [2 methyl 4,6 two (1,1 two methyl ethyl phenol Phosphite)] ethyl ester from 0.01 to 0.2%; four 3 (3,5 di-t-butyl 4 hydroxyphenyl) propionate pentaerythritol ester 0.01 ~ 0.3%; N, N 'ethylene bisstearamide 0.5 ~ 1%; 0.2 ~ 0.8% hydroxy stearic acid methyl ester. The polyethylene, filler and other additives in advance after mixing, extruding and granulating in 160 under 210 DEG C. The prepared polyethylene thermal conductive filler is a chemical bond with a polyethylene long chain graphene, and when the amount is 0.5 to 20%, the thermal conductivity of the polyethylene is improved obviously, and the thermal conductivity reaches 6.70W/mK.

【技术实现步骤摘要】
一种导热型聚乙烯及其制备方法
本专利技术是关于一种导热型聚乙烯及其制备方法，特别涉及一种新型改性石墨烯导热填料制备导热型聚乙烯的方法。
技术介绍
聚乙烯是一种性能优异、无毒、价格低廉、易加工成型的半透明结晶聚合物，在日常生活及工业生产中得到了广泛应用。但是聚乙烯的导热性能与大多数聚合物相同，导热系数很小，导热效率较差，限制了聚乙烯在导热领域的应用。例如冬季地面辐射采暖中的聚乙烯地暖管，聚乙烯地暖管材的导热性能较差，直接影响室内温度和热源利用效率。为了获得导热性能良好的聚乙烯产品，在树脂基体中加入导热填料是经济、快捷的方法之一。石墨烯是新型的高性能碳材料，是目前发现的最薄、强度最大、导热导电性能最强的一种新型纳米材料，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。石墨烯作为导热填料添加到树脂基体中改善聚合物的导热性能已经有所尝试。存在的问题是石墨烯在树脂基体中分散困难，石墨烯薄片团聚在一起，不能发挥大比表面积的优势。并且石墨烯和树脂基材界面呈现相分离特征，导致复合材料的导热性能提高不理想。然而，化学键接聚乙烯长链的石墨烯作为导热填料添加到聚乙烯树脂基体中，以提高聚乙烯的导热性能，目前尚没有相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种导热型聚乙烯，所述的导热型聚乙烯具有良好的导热性能。本专利技术的另一目的是提供上述导热型聚乙烯的制备方法。本专利技术的技术方案如下：一种导热型聚乙烯，其特征是组成及其质量分数如下：以聚乙烯树脂质量100％为基准，填加导热填料0.5～20％；2,6-二叔丁基对甲酚0.03～0.15％；双[2-甲基-4,6-二(1,1-二甲基乙基)苯酚]亚磷酸乙基酯0.01～0.2％；四3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯0.01～0.3％；N，N’-亚乙基双硬脂酰胺0.5～1.0％；羟基硬脂酸甲酯0.2～0.8％；导热填料为化学键接有聚乙烯长链的石墨烯，其结构如下所示：其中：为石墨烯。本专利技术的导热型聚乙烯的制备方法，其特征是将聚乙烯、导热填料、2,6-二叔丁基对甲酚、双[2-甲基-4,6-二(1,1-二甲基乙基)苯酚]亚磷酸乙基酯、四3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、N，N’-亚乙基双硬脂酰胺、羟基硬脂酸甲酯预混合后，再将预混物在160～210℃下挤出造粒。所述预混合在高速混合机中，转速为50～80rpm，搅拌时间为5～10分钟，制备成均匀的混合物。所述挤出造粒是通过双螺杆挤出机完成的，挤出机的转速为120～240rpm，挤出机各个工作区段的温度范围为一区160～180℃、二区170～190℃，三区180～200℃、四区190～210℃、五区200～210℃。本专利技术的聚乙烯的导热性能得到明显改善。当作为导热填料的化学键接聚乙烯长链的石墨烯的添加量为0.5～20wt％时，导热系数最高可达到6.70W/mK。具体实施方式实施例1：选用化学键接有聚乙烯长链的石墨烯作为导热填料，称取质量50g。再依次称取10kg聚乙烯、3g2,6-二叔丁基对甲酚、20g双[2-甲基-4,6-二(1,1-二甲基乙基)苯酚]亚磷酸乙基酯、10g四3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、100gN，N’-亚乙基双硬脂酰胺、20g羟基硬脂酸甲酯。将上述原料加入到高速混合机中，设置转速为80rpm，搅拌5分钟，制备成均匀的混合物。将上述混合好的原料加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出造粒，挤出转速为200rpm，双螺杆挤出机各个工作区段的温度设置分别为160℃、180℃、190℃、200℃、200℃，挤出后经水冷、造粒得到导热型聚乙烯。通过上述方法制备的导热型聚乙烯样品，通过瞬态热线法进行导热系数测试，结果显示，相比于空白组样品，实验组样品的导热系数从0.40W/mK提高到0.76W/mK。实施例2：选用化学键接有聚乙烯长链的石墨烯作为导热填料，称取质量2kg。再依次称取10kg聚乙烯、15g2,6-二叔丁基对甲酚、8g双[2-甲基-4,6-二(1,1-二甲基乙基)苯酚]亚磷酸乙基酯、30g四3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、75gN，N’-亚乙基双硬脂酰胺、45g羟基硬脂酸甲酯。将上述原料加入到高速混合机中，设置转速为65rpm，搅拌7分钟，制备成均匀的混合物。将上述混合好的粒料加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出造粒，挤出转速为240rpm，双螺杆挤出机各个工作区段的温度设置分别为180℃、190℃、200℃、210℃、210℃，挤出后经水冷、造粒得到导热型聚乙烯。通过上述方法制备的导热型聚乙烯样品，通过瞬态热线法进行导热系数测试，结果显示，相比于空白组样品，实验组样品的导热系数从0.40W/mK提高到6.70W/mK。实施例3：选用化学键接有聚乙烯长链的石墨烯作为导热填料，称取质量800g。再依次称取10kg聚乙烯、7g2,6-二叔丁基对甲酚、1g双[2-甲基-4,6-二(1,1-二甲基乙基)苯酚]亚磷酸乙基酯、1g四3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、50gN，N’-亚乙基双硬脂酰胺、80g羟基硬脂酸甲酯。将上述原料加入到高速混合机中，设置转速为50rpm，搅拌10分钟，制备成均匀的混合物。将上述混合好的粒料加入双螺杆挤出机中进行熔融共混挤出造粒，挤出转速为120rpm，双螺杆挤出机各个工作区段的温度设置分别为170℃、170℃、180℃、190℃、205℃，挤出后经水冷、造粒得到导热型聚乙烯。通过上述方法制备的导热型聚乙烯样品，通过瞬态热线法进行导热系数测试，结果显示，相比于空白组样品，实验组样品的导热系数从0.40W/mK提高到2.65W/mK。以上对本专利技术做了示例性的描述，应该说明的是，以上实施例只能用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，在不脱离本专利技术的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本专利技术的保护范围。本专利技术公开和提出的一种导热型聚乙烯及其制备方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件路线等环节实现，尽管本专利技术的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的方法和技术路线进行改动或重新组合，来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本专利技术精神、范围和内容中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导热型聚乙烯，其特征是组成及其质量分数如下：以聚乙烯树脂质量100％为基准，填加导热填料0.5～20％；2,6‑二叔丁基对甲酚0.03～0.15％；双[2‑甲基‑4,6‑二(1,1‑二甲基乙基)苯酚]亚磷酸乙基酯0.01～0.2％；四3‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸季戊四醇酯0.01～0.3％；N，N’‑亚乙基双硬脂酰胺0.5～1.0％；羟基硬脂酸甲酯0.2～0.8％；导热填料为化学键接有聚乙烯长链的石墨烯，其结构如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种导热型聚乙烯，其特征是组成及其质量分数如下：以聚乙烯树脂质量100％为基准，填加导热填料0.5～20％；2,6-二叔丁基对甲酚0.03～0.15％；双[2-甲基-4,6-二(1,1-二甲基乙基)苯酚]亚磷酸乙基酯0.01～0.2％；四3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯0.01～0.3％；N，N’-亚乙基双硬脂酰胺0.5～1.0％；羟基硬脂酸甲酯0.2～0.8％；导热填料为化学键接有聚乙烯长链的石墨烯，其结构如下所示：其中：为石墨烯。2.权利要求1的导热型聚乙烯的制备方法，其特征是将聚乙烯、导热填料、2,6-二叔丁基对甲酚、双[2-甲基-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：于秀艳，杨海军，朱孔营，
申请(专利权)人：于秀艳，
类型：发明
国别省市：天津,12