矿用型石墨烯、炭黑、聚乙烯复合管材及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种矿用型石墨烯、炭黑、聚乙烯复合粒子，各组分按重量份计，包括：高密度聚乙烯100份、石墨烯0.1～2份、炭黑1～10份、阻燃剂4～15份、分散液0.5～3份、成核剂0.5～4份、增韧剂2～10份、抗氧剂0.5～4份。本发明专利技术还提供了矿用型石墨烯、炭黑、聚乙烯复合粒子的制备方法和用途。本发明专利技术制备而得的石墨烯/聚乙烯拉伸强度可达25MPa、断列伸长率可达402％。其力学性能完全可以达到煤矿行业标准MT558.1‑2005中GB/T8804‑2003《热塑性塑料管材拉伸性能测定》：拉伸强度≥9MPa、断裂伸长率≥300％。

【技术实现步骤摘要】
矿用型石墨烯、炭黑、聚乙烯复合管材及其制备方法
本专利技术涉及一种高效矿用型管材材料及其制备方法，属于高分子材料技术及加工领域。
技术介绍
聚乙烯(PE)管材具有耐腐蚀性好、使用寿命长、质量轻、施工方便等优点，被广泛应用于各个领域，尤其在煤矿业中的使用。但煤矿井下用的PE管材在防静电和阻燃性能方面的要求极其苛刻，并且需要具有良好的机械力学性能。目前，关于抗静电阻燃性矿用聚乙烯管材的相关文献也有报道。CN104277279A公开了一种阻燃抗静电聚乙烯管材及其制作方法，将20wt％～40wt％的导电炭黑添加至高密度聚乙烯基体中，在偶联剂等助剂作用下，达到抗静电作用。高添加量炭黑导致管材拉伸及断裂伸长率等力学性能严重下降，相比纯PE管材而言，断裂伸长率下降了50％～60％，需要添加适量增韧剂弥补拉伸韧性的不足。同时复材熔体黏度变高，管材挤出过程中出现扭矩过大，挤出不稳等现象。高添加量的炭黑还会使管材质重壁厚，表面粗糙，满足不了矿用井下管材的需求；CN104151664B公开了一种用石墨烯改性的聚乙烯复合管材的制备方法，利用改性的石墨烯粉体制备出石墨烯/聚乙烯母粒，再用1-100重量份的石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿用型石墨烯、炭黑、聚乙烯复合粒子，各组分按重量份计，包括：高密度聚乙烯100份、石墨烯0.1～2份、炭黑1～10份、阻燃剂4～15份、分散液0.5～3份、成核剂0.5～4份、增韧剂2～10份、抗氧剂0.5～4份。

【技术特征摘要】
2017.11.16 CN 20171113540601.一种矿用型石墨烯、炭黑、聚乙烯复合粒子，各组分按重量份计，包括：高密度聚乙烯100份、石墨烯0.1～2份、炭黑1～10份、阻燃剂4～15份、分散液0.5～3份、成核剂0.5～4份、增韧剂2～10份、抗氧剂0.5～4份。2.根据权利要求1所述的矿用型石墨烯、炭黑、聚乙烯复合粒子，各组分按重量份计，包括：高密度聚乙烯100份、石墨烯0.3～1.8份、炭黑1～5份、阻燃剂4～8份、分散液1～2.5份、成核剂1～3.5份、增韧剂2.5～8份、抗氧剂1～3.5份；优选的，所述的矿用型石墨烯、炭黑、聚乙烯复合粒子的各组分按重量份计，包括：高密度聚乙烯100份、石墨烯1.6份、炭黑4份、阻燃剂6份、分散液1.5份、成核剂2份、增韧剂5份、抗氧剂2.5份。3.根据权利要求1或2所述的矿用型石墨烯、炭黑、聚乙烯复合粒子，其特征在于，所述石墨烯的BET≥250m2/g，优选BET≥487m2/g；和/或，所述石墨烯的粒径为D50≤27μm；和/或，氧的质量分数O％＜1％；和/或，所述石墨烯的层数≤10层，优选≤3层；和/或，所述的炭黑为纳米级超导炭黑，其粒径为50nm以下；和/或，所述阻燃剂为红磷、氢氧化镁、氢氧化铝、六溴环十二烷或三氧化二锑中的至少一种；和/或，所述分散液的分散相为白油；和/或，所述分散液的分散介质为PE蜡、EBS、超分散剂A8021或超分散剂R1618中的至少一种；和/或，所述分散液中分散介质的浓度为8-12wt％，优选10wt％；和/或，所述的成核剂为硬脂酸钙、硫酸钡、硅酸盐或二氧化钛中的至少一种；和/或，所述的增韧剂为LLDPE、SEBS、SBS、DOP、POE或EVA中的至少一种；和/或，所述的抗氧剂为巴斯夫B215、抗氧剂1010、抗氧剂264或抗氧剂B225中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的矿用型石墨烯、炭黑、聚乙烯复合粒子，其特征在于，所述高密度聚乙烯的分子量为4×105～3×106g/mol，优选为4×105～6×105g/mol。5.一种矿用型石墨烯、炭黑、聚乙烯复合粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：田振宇，杨万庆，谢卫宏，白国伟，王晓华，张寿明，张博，李文学，司书鑫，瞿研，刘平，
申请(专利权)人：山东方大新材料科技有限公司，常州第六元素材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37