[發明專利]一種含石墨烯的聚丙烯色母粒及其制備方法

在審

• 申請號: 201710544618.8
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107163398A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 倪鈞
• 申請（專利權）人: 鹽城瑞澤色母粒有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L33/12;C08L67/00;C08K13/02;C08K3/26;C08K5/20;C08K5/05
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技術領域

本發明屬于色母粒制造領域，更具體地，本發明為一種含石墨烯的聚丙烯色母粒及其制備方法。

背景技術

石墨烯作為目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料，被稱為“黑金”，是“新材料之王”，其十分良好的強度、柔韌、導電、導熱、光學特性，在物理學、材料學、電子信息、計算機、航空航天等領域都得到了長足的發展。而對于得到廣泛應用的傳統單一高分子材料來說，隨著科技的快速發展和對材料性質要求的日趨嚴格，其已無法滿足工業與科技業同時在機械性、化學穩定性、耐候性與導熱、導電性等方面的需求。目前，石墨烯復合材料已被證明能比未增強的聚合物表現出更優異的機械性能，非常低負載量的石墨烯可以提高材料強度和剛度，同時提供熱和導電性。

對聚丙烯材料來說，直接添加石墨烯粉末并不能很好的分散在樹脂中并進行融合，因此，迫切需要找到一種方法能使石墨烯有效地均勻分散于聚丙烯材料中，并且強化界面結合強度，提升整體復合材料的機械特性、抗氧化、耐酸堿、導電性及導熱性等性能。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的一個方面提供一種含石墨烯的聚丙烯色母粒，以重量份計，其制備原料包含以下組分：

聚丙烯樹脂 40～60份

炭黑 20～35份

石墨烯粉末 2～5份

分散劑 10～25份

偶聯劑 4～10份

助劑 2～5份

高溫穩定劑 2～5份

優選的，所述含石墨烯的聚丙烯色母粒，以重量份計，其制備原料包含以下組分：

聚丙烯樹脂 45～55份

炭黑 24～28份

石墨烯粉末 3～5份

分散劑 15～21份

偶聯劑 6～8份

助劑 3～4份

高溫穩定劑 3～4份

更優選的，所述含石墨烯的聚丙烯色母粒，以重量份計，其制備原料包含以下組分：

聚丙烯樹脂 48份

炭黑 26份

石墨烯粉末 4份

分散劑 18份

偶聯劑 8份

助劑 3份

高溫穩定劑 4份

在一種實施方式中，所述分散劑為聚丙烯蠟、重質碳酸鈣、硬脂酸酰胺和乙醇按3：2：2：1比例混合的混合物。

在一種實施方式中，所述偶聯劑為甲基丙烯酸氯鉻。

在一種實施方式中，所述助劑為硬脂酸酰胺和聚甲基丙烯酸甲酯的混合物，混合比例為1：1。

在一種實施方式中，所述高溫穩定劑為聚酯蠟。

本發明的另一方面提供所述含石墨烯的聚丙烯色母粒的制備方法，包含如下步驟：

1、將炭黑20～35份、石墨烯粉末2～5份、分散劑10～25份加入砂磨分散機，在1500轉/分鐘的轉速下進行研磨，研磨顆粒平均粒徑控制在0.3～0.5μm。

2、將聚丙烯樹脂40～60份、步驟1的研磨物和偶聯劑4～10份依次加入低速攪拌機中，以100轉/分鐘室溫混合處理2～5分鐘。在混合物中加入助劑2～5份、高溫穩定劑2～5份，再用高速混合機以2000轉/分鐘高速混合8～10分鐘。

3、將步驟2得到的混合料移入加壓密煉機，在9～17kg壓力、100～140℃條件下加壓密煉15～25min。

4、將加壓密煉后混合物用螺桿擠出機塑化擠出，擠出機中5個溫區溫度設定分別為170℃、180℃、190℃、180℃、190℃，主機轉速為500～800轉/分鐘，擠出物在10～20℃中冷卻。

5、所得物硬化后使用切粒機造粒，過精細震動篩，除去不規則產品，通風，待色母粒完全冷卻并干燥后即得到成品。

與現有的技術相比，本發明的有益效果為：

1、耐光性、耐氣候性、耐熱性好，使用方便衛生，在樹脂中易于分散和添加，添加量小，不易發生分層、花紋、析出等不良現象，節省人力、物力成本。

2、與聚丙烯樹脂相容性高，與其他添加劑協同性好，著色的同時能提升整體復合材料的機械特性、抗氧化、耐酸堿、導電性及導熱性等性能。提高了聚丙烯制品的產品附加值，降低了原材料成本。

具體實施方式

實施例1

1、將炭黑26份、石墨烯粉末4份、分散劑18份加入砂磨分散機，在1500轉/分鐘的轉速下進行研磨，研磨顆粒平均粒徑控制在0.3～0.5μm。