[发明专利]基于石墨烯与聚乙烯的多功能管材及其制备方法

权利要求书

1.基于石墨烯与聚乙烯的多功能管材，其特征在于：按重量份数计，包括以下原料：聚乙烯树脂40-90份、石墨烯1-15份、酚醛树脂30-120份、阻燃剂1-35份、氢氧化铝10-50份、硅系材料10-50份、镁盐晶须1-25份、玻璃纤维3-6份、甲基乙烯基硅橡胶70-90份、气相白炭黑5-30份、煅烧陶土0.05-10份、刚玉粉0.05-15份、环氧树脂10-50份、季戊四醇硬脂酸酯0.1-3份、苯氧基聚磷腈弹性体10-40份、阻燃母料10-30份、纳米氮化硅0-10份、抗氧剂0.5-5份、增容剂3-15份、丙烯1-10份、1-丁烯1-10份、1-己烯1-10份、硬脂酸1-2份、微晶石蜡0.05-10份和氧化锌0.05-5份。

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯与聚乙烯的多功能管材，其特征在于：所述的阻燃母料按重量百分比计，包括以下原料：三氧化二锑10-25％、氢氧化镁0.05-10％、氢氧化铝0.05-10％、二氧化硅1-25％、玻璃纤维5-30％、聚乙烯蜡1-6％、高压聚乙烯25-55％和石墨烯0.05-5％。

3.根据权利要求1所述的基于石墨烯与聚乙烯的多功能管材，其特征在于：所述的镁盐晶须为硼酸镁晶须、碱式硫酸镁晶须和氧化镁晶须中的任意一种或多种。

4.根据权利要求1所述的基于石墨烯与聚乙烯的多功能管材，其特征在于：所述的硅系材料为二氧化硅、玻璃纤维、微孔玻璃、低熔点玻璃、二氧化硅/氯化锡、硅凝胶/碳酸钾、消石和水合硅化合物中的任意一种或多种。

5.根据权利要求1所述的基于石墨烯与聚乙烯的多功能管材，其特征在于：所述的抗氧剂为抗氧剂736、抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂626、抗氧剂618、抗氧剂BHT、抗氧剂B215、抗氧剂B225和抗氧剂B561中的任意一种或多种。

6.根据权利要求1所述的基于石墨烯与聚乙烯的多功能管材，其特征在于：所述的煅烧陶土为高岭土、白云土、沙土、乌土、紫砂泥和红陶泥中的任意一种或多种。

7.根据权利要求1所述的基于石墨烯与聚乙烯的多功能管材，其特征在于：所述的增容剂为聚乙烯、聚醋酸乙烯共聚物、乙丙共聚物、EVA接枝氯乙烯的共聚物、氯化聚乙烯和ABS中的任意一种或多种。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的基于石墨烯与聚乙烯的多功能管材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、采用淤浆聚合或气相聚合工艺制备聚乙烯树脂，按照配方准确称重聚乙烯和石墨烯，将聚乙烯放入高压反应釜中，升温至196℃，然后往聚乙烯熔融体中通入正戊烷气体，使高压反应釜的压力达3.37MPa，启动搅拌装置，以200r/min的速度进行搅拌，同时加入石墨烯，搅拌3-5min后，冷却后切割成粒，得到预处理材料；

(2)、按配方准确称重除聚乙烯、石墨烯和丁醇以外的原料，并和将步骤(1)所述的预处理材料混合均匀，将所有物料总重量的40％控制在50-70℃，为初混合料，将初混合料再与剩余的配方原料在80-110℃下混合均匀，挤出成型、压制成片，得到配方混合料；

(3)、将配方混合料浸入有机酸水溶液中，升温至50-60℃，然后通过蠕动泵泵入高压电脉冲装置中，在电脉冲频率为1000-1500Hz、电场强度为15kv和脉冲数为4的条件下进行经高压电脉冲处理100s，然后将物料取出并清洗干净后，放入成型机中，经过挤出、定径、牵引、冷却成型、切割、标记和清理工序后，得到基于石墨烯与聚乙烯的多功能管材成品。

9.根据权利要求8所述的基于石墨烯与聚乙烯的多功能管材的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的冷却成型的温度为50-65℃。