一种含石墨烯的聚丙烯色母粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含石墨烯的聚丙烯色母粒，由包括聚丙烯树脂、炭黑、石墨烯粉末、分散剂、偶联剂、助剂、高温稳定剂的原料制备而成。本发明专利技术还公开了所述含石墨烯的聚丙烯色母粒的制备方法。

A polypropylene masterbatch containing graphene and preparation method thereof

The invention discloses a graphene containing polypropylene masterbatch, including polypropylene resin, carbon black, graphite powder, dispersing agent, coupling agent, additives, high temperature stabilizer prepared. Preparation method of polypropylene masterbatch, the invention also discloses the graphene containing the.

【技术实现步骤摘要】
一种含石墨烯的聚丙烯色母粒及其制备方法
本专利技术属于色母粒制造领域，更具体地，本专利技术为一种含石墨烯的聚丙烯色母粒及其制备方法。
技术介绍
石墨烯作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，被称为“黑金”，是“新材料之王”，其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。而对于得到广泛应用的传统单一高分子材料来说，随着科技的快速发展和对材料性质要求的日趋严格，其已无法满足工业与科技业同时在机械性、化学稳定性、耐候性与导热、导电性等方面的需求。目前，石墨烯复合材料已被证明能比未增强的聚合物表现出更优异的机械性能，非常低负载量的石墨烯可以提高材料强度和刚度，同时提供热和导电性。对聚丙烯材料来说，直接添加石墨烯粉末并不能很好的分散在树脂中并进行融合，因此，迫切需要找到一种方法能使石墨烯有效地均匀分散于聚丙烯材料中，并且强化界面结合强度，提升整体复合材料的机械特性、抗氧化、耐酸碱、导电性及导热性等性能。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的一个方面提供一种含石墨烯的聚丙烯色母粒，以重量份计，其制备原料包含以下组分：聚丙烯树脂40～60份炭黑20～35份石墨烯粉末2～5份分散剂10～25份偶联剂4～10份助剂2～5份高温稳定剂2～5份优选的，所述含石墨烯的聚丙烯色母粒，以重量份计，其制备原料包含以下组分：聚丙烯树脂45～55份炭黑24～28份石墨烯粉末3～5份分散剂15～21份偶联剂6～8份助剂3～4份高温稳定剂3～4份更优选的，所述含石墨烯的聚丙烯色母粒，以重量份计，其制备原料包含以下组分：聚丙烯树脂48份炭黑26份石墨烯粉末4份分散剂18份偶联剂8份助剂3份高温稳定剂4份在一种实施方式中，所述分散剂为聚丙烯蜡、重质碳酸钙、硬脂酸酰胺和乙醇按3：2：2：1比例混合的混合物。在一种实施方式中，所述偶联剂为甲基丙烯酸氯铬。在一种实施方式中，所述助剂为硬脂酸酰胺和聚甲基丙烯酸甲酯的混合物，混合比例为1：1。在一种实施方式中，所述高温稳定剂为聚酯蜡。本专利技术的另一方面提供所述含石墨烯的聚丙烯色母粒的制备方法，包含如下步骤：1、将炭黑20～35份、石墨烯粉末2～5份、分散剂10～25份加入砂磨分散机，在1500转/分钟的转速下进行研磨，研磨颗粒平均粒径控制在0.3～0.5µm。2、将聚丙烯树脂40～60份、步骤1的研磨物和偶联剂4～10份依次加入低速搅拌机中，以100转/分钟室温混合处理2～5分钟。在混合物中加入助剂2～5份、高温稳定剂2～5份，再用高速混合机以2000转/分钟高速混合8～10分钟。3、将步骤2得到的混合料移入加压密炼机，在9～17kg压力、100～140℃条件下加压密炼15～25min。4、将加压密炼后混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为170℃、180℃、190℃、180℃、190℃，主机转速为500～800转/分钟，挤出物在10～20℃中冷却。5、所得物硬化后使用切粒机造粒，过精细震动筛，除去不规则产品，通风，待色母粒完全冷却并干燥后即得到成品。与现有的技术相比，本专利技术的有益效果为：1、耐光性、耐气候性、耐热性好，使用方便卫生，在树脂中易于分散和添加，添加量小，不易发生分层、花纹、析出等不良现象，节省人力、物力成本。2、与聚丙烯树脂相容性高，与其他添加剂协同性好，着色的同时能提升整体复合材料的机械特性、抗氧化、耐酸碱、导电性及导热性等性能。提高了聚丙烯制品的产品附加值，降低了原材料成本。具体实施方式实施例11、将炭黑26份、石墨烯粉末4份、分散剂18份加入砂磨分散机，在1500转/分钟的转速下进行研磨，研磨颗粒平均粒径控制在0.3～0.5µm。2、将聚丙烯树脂48份、步骤1的研磨物和偶联剂8份依次加入低速搅拌机中，以100转/分钟室温混合处理2～5分钟。在混合物中加入助剂3份、高温稳定剂4份，再用高速混合机以2000转/分钟高速混合8～10分钟。3、将步骤2得到的混合料移入加压密炼机，在9～17kg压力、100～140℃条件下加压密炼15～25min。4、将加压密炼后混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为170℃、180℃、190℃、180℃、190℃，主机转速为500～800转/分钟，挤出物在10～20℃中冷却。5、所得物硬化后使用切粒机造粒，过精细震动筛，除去不规则产品，通风，待色母粒完全冷却并干燥后即得到成品。实施例21、将炭黑28份、石墨烯粉末5份、分散剂15份加入砂磨分散机，在1500转/分钟的转速下进行研磨，研磨颗粒平均粒径控制在0.3～0.5µm。2、将聚丙烯树脂50份、步骤1的研磨物和偶联剂6份依次加入低速搅拌机中，以100转/分钟室温混合处理2～5分钟。在混合物中加入助剂3份、高温稳定剂3份，再用高速混合机以2000转/分钟高速混合8～10分钟。3、将步骤2得到的混合料移入加压密炼机，在9～17kg压力、100～140℃条件下加压密炼15～25min。4、将加压密炼后混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为170℃、180℃、190℃、180℃、190℃，主机转速为500～800转/分钟，挤出物在10～20℃中冷却。5、所得物硬化后使用切粒机造粒，过精细震动筛，除去不规则产品，通风，待色母粒完全冷却并干燥后即得到成品。实施例31、将炭黑28份、石墨烯粉末4份、分散剂21份加入砂磨分散机，在1500转/分钟的转速下进行研磨，研磨颗粒平均粒径控制在0.3～0.5µm。2、将聚丙烯树脂55份、步骤1的研磨物和偶联剂7份依次加入低速搅拌机中，以100转/分钟室温混合处理2～5分钟。在混合物中加入助剂4份、高温稳定剂4份，再用高速混合机以2000转/分钟高速混合8～10分钟。3、将步骤2得到的混合料移入加压密炼机，在9～17kg压力、100～140℃条件下加压密炼15～25min。4、将加压密炼后混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为170℃、180℃、190℃、180℃、190℃，主机转速为500～800转/分钟，挤出物在10～20℃中冷却。5、所得物硬化后使用切粒机造粒，过精细震动筛，除去不规则产品，通风，待色母粒完全冷却并干燥后即得到成品。实施例41、将炭黑26份、石墨烯粉末5份、分散剂16份加入砂磨分散机，在1500转/分钟的转速下进行研磨，研磨颗粒平均粒径控制在0.3～0.5µm。2、将聚丙烯树脂45份、步骤1的研磨物和偶联剂8份依次加入低速搅拌机中，以100转/分钟室温混合处理2～5分钟。在混合物中加入助剂4份、高温稳定剂3份，再用高速混合机以2000转/分钟高速混合8～10分钟。3、将步骤2得到的混合料移入加压密炼机，在9～17kg压力、100～140℃条件下加压密炼15～25min。4、将加压密炼后混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为170℃、180℃、190℃、180℃、190℃，主机转速为500～800转/分钟，挤出物在10～20℃中冷却。5、所得物硬化后使用切粒机造粒，过精细震动筛，除去不规则产品，通风，待色母粒完全冷却并干燥后即得到成品。实施例51、将炭黑25份、石墨烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含石墨烯的聚丙烯色母粒，其特征在于，以重量份计，其制备原料包含以下组分：聚丙烯树脂                                      40～60份炭黑                                            20～35份石墨烯粉末                                      2～5份分散剂                                          10～25份偶联剂                                          4～10份助剂                                            2～5份高温稳定剂                                      2～5份。

【技术特征摘要】
1.一种含石墨烯的聚丙烯色母粒，其特征在于，以重量份计，其制备原料包含以下组分：聚丙烯树脂40～60份炭黑20～35份石墨烯粉末2～5份分散剂10～25份偶联剂4～10份助剂2～5份高温稳定剂2～5份。2.根据权利要求1所述的含石墨烯的聚丙烯色母粒，以重量份计，其制备原料包含以下组分：聚丙烯树脂45～55份炭黑24～28份石墨烯粉末3～5份分散剂15～21份偶联剂6～8份助剂3～4份高温稳定剂3～4份。3.根据权利要求1所述的含石墨烯的聚丙烯色母粒，以重量份计，其制备原料包含以下组分：聚丙烯树脂48份炭黑26份石墨烯粉末4份分散剂18份偶联剂8份助剂3份高温稳定剂4份。4.一种含石墨烯的聚丙烯色母粒的制备方法，包含如下步骤：（1）将炭黑20～35份、石墨烯粉末2～5份、分散剂10～25份加入砂磨分散机，在1500转/分钟的转速下进行研磨，研磨颗粒平均粒径控制在0.3～0.5µm；（2）将聚丙烯树脂40～60份、步骤1的研磨物和偶联剂4～10份依次加入低速搅拌机中，以100转/分钟室温混合处理2～5分钟，在混合物中加入助剂2～5份、高温稳定剂2～5份，再用高速混合机以2000转/分钟高速混合8～10分钟；（3）将步骤2得到的混合料移入加压密炼机，在9～17kg压力、100～140℃条件下加压密炼15～25min；（4）将加压密炼后混合物用螺杆挤出机塑化挤出，挤出机中5个温区温度设定分别为170℃、1...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪钧，
申请(专利权)人：盐城瑞泽色母粒有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32