构建空间导热网络的聚乙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术揭示了一种构建空间导热网络的聚乙烯复合材料及其制备方法，其中，构建空间导热网络的聚乙烯复合材料包括聚乙烯、石墨烯、偶联剂、反应性助剂、抗氧剂和脱模剂；聚乙烯、石墨烯、抗氧剂和脱模剂按重量的份数计，各组分如下：聚乙烯100份、石墨烯0.05～10份、抗氧剂0.1～0.4份、脱模剂0.2～2份；偶联剂和反应性助剂按石墨烯重量的百分比计，各组分如下：偶联剂为石墨烯重量的0.01～0.2wt％，反应性助剂为石墨烯重量的0.01～0.1wt％。本发明专利技术的构建空间导热网络的聚乙烯复合材料具有较高的导热性能和耐热性能。

Construction of polyethylene composite with space heat conduction network and its preparation method

The invention discloses a construction space conductive network polyethylene composite material and a preparation method thereof, wherein, polyethylene composite construction space conductive network including polyethylene, graphene, coupling agent, reactive agent, antioxidant and release agent; Shi Moxi, polyethylene, antioxidant and release agent according to the number of weight meter components as follows: Polyethylene 100, graphene 0.05 - 10, 0.1 - 0.4, antioxidant release agent 0.2 ~ 2; coupling agent and reactive agent according to weight percentage of graphene, the components are as follows: the coupling agent is 0.01 ~ 0.2wt% of the weight of graphene, reactive additives is 0.01 to graphene weight 0.1wt%. The polyethylene composite material of this invention has high thermal conductivity and heat resistance.

【技术实现步骤摘要】
构建空间导热网络的聚乙烯复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种聚乙烯材料的制备领域，尤其是涉及一种构建空间导热网络的聚乙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚乙烯为典型的热塑性塑料，分子是长链线型结构或支结构，为典型的结晶聚合物，是无臭、无味、无毒的可燃性白色粉末。成型加工的聚乙烯树脂均是经挤出造粒的颗粒料，外观呈乳白色。其分子量在1万一loa万范围内。分子量超过10万的则为超高分子量聚乙烯。分子量越高，其物理力学性能越好，越接近工程材料的要求水平。但分子量越高，其加工的难度也随之增大。聚乙烯熔点为90-130℃其耐低温性能优良。在-60℃下仍可保持良好的力学性能，使用温度在-40～70℃。聚乙烯化学稳定性较好，广泛用于吹塑、挤出、制造薄膜、纤维和日用杂品，其次是管材、电线包裹层、注射成型制品及工程塑料等。然而目前的聚乙烯材料在导热性能和耐热性能还比较弱，不能满足特殊环境的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种构建空间导热网络的聚乙烯复合材料。本专利技术还提出了一种构建空间导热网络的聚乙烯复合材料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术提出如下技术方案：一种构建空间导热网络的聚乙烯复合材料，包括：聚乙烯、石墨烯、偶联剂、反应性助剂、抗氧剂和脱模剂；其中，所述聚乙烯、石墨烯、抗氧剂和脱模剂按重量的份数计，各组分如下：聚乙烯100份、石墨烯0.05～10份、抗氧剂0.05～0.4份、脱模剂0.2～2份；所述偶联剂和反应性助剂按所述石墨烯重量的百分比计，各组分如下：所述偶联剂为所述石墨烯重量的0.01～0.2wt％，所述反应性助剂为所述石墨烯重量的0.01～0.1wt％。优选地，所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或几种的混合物。优选地，所述反应性助剂为过氧化二碳酸二仲丁酯、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或几种的混合物。优选地，所述抗氧剂为2,6-二(十八烷基)-4-甲基苯酚、硫代二丙酸酯聚酯、N,N’-二-β-萘基-对苯二胺中的一种或几种的混合物。优选地，所述脱模剂为N,N’-亚乙基双蓖麻醇酸酰胺、甘油单油酯中的一种或几种的混合物。本专利技术的构建空间导热网络的聚乙烯材料的制备方法，所述构建空间导热网络的聚乙烯材料为上述实施例所述的构建空间导热网络的聚乙烯材料，包括以下步骤：S1，按照重量百分比将偶联剂，乙醇，水配成溶液，用醋酸调节溶液的pH值，以得到偶联剂溶液。将石墨烯加入高速搅拌机，将上述偶联剂溶液喷洒在石墨烯上，并进行搅拌，得到表面改性的石墨烯。再将表面改性的石墨烯干燥，得到纯化的表面改性的石墨烯。S2，将聚乙烯、表面改性的石墨烯、反应性助剂、抗氧剂、脱模剂，加入搅拌机进行搅拌，得到混合物；S3，将所述混合物加入挤出机，反应挤出、冷却、造粒，得到构建空间导热网络的聚乙烯材料。优选地，所述步骤S2中，所述搅拌机的搅拌速度在60～100rpm范围之间，搅拌时间在10～60min范围之间。优选地，所述挤出机为双螺杆挤出机。优选地，所述挤出机转速在150～300rpm范围之间。优选地，所述挤出机的工作温度在150～250℃范围之间。本专利技术的有益效果是：该构建空间导热网络的聚乙烯材料具有较高的导热性和耐热性，该制备方法简单易行，大小可控，高效率，低成本，绿色环保适合大规模生产。附图说明图1是本专利技术的构建空间导热网络的聚乙烯复合材料的制备方法的流程图；图2是石墨烯的扫描电镜图；图3是本专利技术的构建空间导热网络的聚乙烯复合材料的扫描电镜图。具体实施方式下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。根据本专利技术实施例所揭示的一种构建空间导热网络的聚乙烯复合材料，其具体组成及含量包括：按重量的份数计，各组分如下：聚乙烯100份、石墨烯0.05～10份、抗氧剂0.05～0.4份、脱模剂0.2～2份；按照上述石墨烯重量的百分比计，各组分如下：偶联剂为石墨烯重量的0.01～0.2wt％，反应性助剂为石墨烯重量的0.01～0.1wt％。通过该比例组分制成的构建空间导热网络的聚乙烯复合材料具有较高的导热性能和耐热性能。根据本专利技术的优选实施例中，构建空间导热网络的聚乙烯复合材料组成及含量按重量的份数计，各组分可以为：聚乙烯100份、石墨烯2～10份、抗氧剂0.05～0.4份、脱模剂0.5～1.5份；按照上述石墨烯重量的百分比计，各组分可以为：偶联剂为石墨烯重量的0.01～0.02wt％，反应性助剂为石墨烯重量的0.01～0.02wt％。通过进一步缩小构建空间导热网络的聚乙烯复合材料组分的含量，能够获得具有更高的导热性能和耐热性能的构建空间导热网络的聚乙烯复合材料。优选地，偶联剂可选择γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或其混合物，反应性助剂可选择过氧化二碳酸二仲丁酯、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或其混合物，抗氧剂可选择2,6-二(十八烷基)-4-甲基苯酚、硫代二丙酸酯聚酯、N,N’-二-β-萘基-对苯二胺等或其混合物。脱模剂可选择N,N’-亚乙基双蓖麻醇酸酰胺、甘油单油酯等或其混合物。也就是说，本专利技术的偶联剂、反应助剂、抗氧剂及脱模剂可以采用上述列举成分中的一种或者多种混合助剂，以获得具有较高的导热性能和耐热性能的构建空间导热网络的聚乙烯复合材料。当然，本专利技术实施例中列举的助剂并不仅限于上述列举的成分，本专利技术的其他实施例中也可以为具有同等效果的其他成分的助剂。根据本专利技术实施例所揭示的一种构建空间导热网络的聚乙烯复合材料的制备方法，构建空间导热网络的聚乙烯复合材料为上述实施例的构建空间导热网络的聚乙烯复合材料，具体的，包括以下步骤：S1，按照重量百分比将偶联剂，乙醇，水配成溶液，用醋酸调节溶液的pH值，以得到偶联剂溶液。将石墨烯加入高速搅拌机，将上述偶联剂溶液喷洒在石墨烯上，并进行搅拌，得到表面改性的石墨烯。再将表面改性的石墨烯干燥，得到纯化的表面改性的石墨烯。S2，将聚乙烯、表面改性的石墨烯、反应性助剂、抗氧剂、脱模剂，加入搅拌机进行搅拌，得到混合物，其中，偶联剂、反应性助剂、抗氧剂和脱模剂优选于上述列举的成分，但不限于上述实施例列举的成分。具体地，搅拌机的搅拌速度可以在60～100rpm范围之间，搅拌时间在10～60min范围之间。S3，将上述混合物加入挤出机，反应挤出、冷却、造粒，得到构建空间导热网络的聚乙烯复合材料。其中，挤出机可以为双螺杆挤出机，挤出机转速可以在150～300rpm范围之间，挤出机的工作温度可以在150～250℃范围之间。通过上述方法制得的构建空间导热网络的聚乙烯复合材料具有良好的导热性能和耐热性能，且该制备方法简单易行，高效率，低成本，绿色环保适合大规模生产。下面，结合具体实施例进一步说明根据本专利技术的构建空间导热网络的聚乙烯复合材料的制备方法。实施例1：制备表面改性的石墨烯：步骤1，按照重量百分比偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为20wt％，乙醇75wt％，水wt5％的比例配成溶液，用醋酸调节溶液的pH值，使其pH值为5，以得到γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶液。步骤2，将石墨烯按重量的份数取0.05份加入高速搅拌机，将上述γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构建空间导热网络的聚乙烯复合材料，其特征在于，包括：聚乙烯、石墨烯、偶联剂、反应性助剂、抗氧剂和脱模剂；其中，所述聚乙烯、石墨烯、抗氧剂和脱模剂按重量的份数计，各组分如下：聚乙烯 100份，石墨烯 0.05～10份，抗氧剂 0.1～0.4份，脱模剂 0.2～2份；所述偶联剂和反应性助剂按所述石墨烯重量的百分比计，各组分如下：所述偶联剂为所述石墨烯重量的0.01～0.2wt％，所述反应性助剂为所述石墨烯重量的0.01～0.1wt％。

【技术特征摘要】
1.一种构建空间导热网络的聚乙烯复合材料，其特征在于，包括：聚乙烯、石墨烯、偶联剂、反应性助剂、抗氧剂和脱模剂；其中，所述聚乙烯、石墨烯、抗氧剂和脱模剂按重量的份数计，各组分如下：聚乙烯100份，石墨烯0.05～10份，抗氧剂0.1～0.4份，脱模剂0.2～2份；所述偶联剂和反应性助剂按所述石墨烯重量的百分比计，各组分如下：所述偶联剂为所述石墨烯重量的0.01～0.2wt％，所述反应性助剂为所述石墨烯重量的0.01～0.1wt％。2.根据权利要求1所述的构建空间导热网络的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷中的一种或几种的混合物。3.根据权利要求1所述的构建空间导热网络的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述反应性助剂为过氧化二碳酸二仲丁酯、过氧化二碳酸二环己酯中的一种或几种的混合物。4.根据权利要求1所述的构建空间导热网络的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂选自2,6-二(十八烷基)-4-甲基苯酚、硫代二丙酸酯聚酯、N,N’-二-β-萘基-对苯二胺中的一种或几种的混合物。5.根据权利要求1所述的构建空间导热网络的聚乙烯复合材料，其特征在于，所述脱模剂选自N,N’-亚乙基双蓖麻醇酸酰胺、甘油...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁秀艳，朱孔营，杨海军，季文广，
申请(专利权)人：辽宁利浩管业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21