[發明專利]礦用型石墨烯、炭黑、聚乙烯復合管材及其制備方法

在審

• 申請號: 201811366872.4
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109575398A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 田振宇;楊萬慶;謝衛宏;白國偉;王曉華;張壽明;張博;李文學;司書鑫;瞿研;劉平
• 申請（專利權）人: 山東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
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/08;C08L91/06;C08K13/02;C08K3/22;C08K3/04;C08K5/098;C08K3/02;C08K5/13;C08K3/30
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

1.一種礦用型石墨烯、炭黑、聚乙烯復合粒子，各組分按重量份計，包括：高密度聚乙烯100份、石墨烯0.1～2份、炭黑1～10份、阻燃劑4～15份、分散液0.5～3份、成核劑0.5～4份、增韌劑2～10份、抗氧劑0.5～4份。

2.根據權利要求1所述的礦用型石墨烯、炭黑、聚乙烯復合粒子，各組分按重量份計，包括：高密度聚乙烯100份、石墨烯0.3～1.8份、炭黑1～5份、阻燃劑4～8份、分散液1～2.5份、成核劑1～3.5份、增韌劑2.5～8份、抗氧劑1～3.5份；

優選的，所述的礦用型石墨烯、炭黑、聚乙烯復合粒子的各組分按重量份計，包括：高密度聚乙烯100份、石墨烯1.6份、炭黑4份、阻燃劑6份、分散液1.5份、成核劑2份、增韌劑5份、抗氧劑2.5份。

3.根據權利要求1或2所述的礦用型石墨烯、炭黑、聚乙烯復合粒子，其特征在于，所述石墨烯的BET≥250m²/g，優選BET≥487m²/g；和/或，所述石墨烯的粒徑為D50≤27μm；和/或，氧的質量分數O％＜1％；和/或，所述石墨烯的層數≤10層，優選≤3層；

和/或，所述的炭黑為納米級超導炭黑，其粒徑為50nm以下；

和/或，所述阻燃劑為紅磷、氫氧化鎂、氫氧化鋁、六溴環十二烷或三氧化二銻中的至少一種；

和/或，所述分散液的分散相為白油；

和/或，所述分散液的分散介質為PE蠟、EBS、超分散劑A8021或超分散劑R1618中的至少一種；

和/或，所述分散液中分散介質的濃度為8-12wt％，優選10wt％；

和/或，所述的成核劑為硬脂酸鈣、硫酸鋇、硅酸鹽或二氧化鈦中的至少一種；

和/或，所述的增韌劑為LLDPE、SEBS、SBS、DOP、POE或EVA中的至少一種；

和/或，所述的抗氧劑為巴斯夫B215、抗氧劑1010、抗氧劑264或抗氧劑B225中的至少一種。

4.根據權利要求1或2所述的礦用型石墨烯、炭黑、聚乙烯復合粒子，其特征在于，所述高密度聚乙烯的分子量為4×10⁵～3×10⁶g/mol，優選為4×10⁵～6×10⁵g/mol。

5.一種礦用型石墨烯、炭黑、聚乙烯復合粒子的制備方法，其特征在于，按照權利要求1-4任一項所述各組分及配比關系，

將高密度聚乙烯、抗氧劑、阻燃劑和增韌劑熔融共混、擠出造粒，得到阻燃型聚乙烯粒子；

將阻燃型聚乙烯粒子、分散液、石墨烯、炭黑和成核劑混合；和

將上述混合物熔融共混、擠出造粒，即得。

6.根據權利要求5所述的礦用型石墨烯、炭黑、聚乙烯復合粒子的制備方法，其特征在于，所述將高密度聚乙烯、抗氧劑、阻燃劑和增韌劑溶融共混、擠出造粒采用雙螺桿造粒機進行；優選地，所述高密度聚乙烯、抗氧劑、阻燃劑和增韌劑依次加入到雙螺桿造粒機中，雙螺桿造粒機的喂料速度為10～30r/min；優選地15～28r/min，雙螺桿造粒機加熱區溫度分別為：240℃、240℃、245℃、245℃、245℃和240℃；雙螺桿造粒機的螺桿轉速為60～100r/min，優選地65～85r/min。

7.根據權利要求5所述的礦用型石墨烯、炭黑、聚乙烯復合粒子的制備方法，其特征在于，所述將阻燃型聚乙烯粒子、分散液、石墨烯、炭黑和成核劑混合采用高速混合機進行；優選地，將阻燃型聚乙烯粒子、分散液、石墨烯、炭黑和成核劑依次加入到高速混合機中混合；優選地，所述混合的溫度為10℃～70℃，優選25℃～40℃；優選地，所述混合的轉速為300～800r/min，優選350～650r/min；優選地，所述混合的混合時間為5～60min，優選10～30min。