[发明专利]矿用型石墨烯、炭黑、聚乙烯复合管材及其制备方法

权利要求书

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。

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、聚乙烯复合粒子的制备方法，其特征在于，按照权利要求1-4任一项所述各组分及配比关系，

将高密度聚乙烯、抗氧剂、阻燃剂和增韧剂熔融共混、挤出造粒，得到阻燃型聚乙烯粒子；

将阻燃型聚乙烯粒子、分散液、石墨烯、炭黑和成核剂混合；和

将上述混合物熔融共混、挤出造粒，即得。

6.根据权利要求5所述的矿用型石墨烯、炭黑、聚乙烯复合粒子的制备方法，其特征在于，所述将高密度聚乙烯、抗氧剂、阻燃剂和增韧剂溶融共混、挤出造粒采用双螺杆造粒机进行；优选地，所述高密度聚乙烯、抗氧剂、阻燃剂和增韧剂依次加入到双螺杆造粒机中，双螺杆造粒机的喂料速度为10～30r/min；优选地15～28r/min，双螺杆造粒机加热区温度分别为：240℃、240℃、245℃、245℃、245℃和240℃；双螺杆造粒机的螺杆转速为60～100r/min，优选地65～85r/min。

7.根据权利要求5所述的矿用型石墨烯、炭黑、聚乙烯复合粒子的制备方法，其特征在于，所述将阻燃型聚乙烯粒子、分散液、石墨烯、炭黑和成核剂混合采用高速混合机进行；优选地，将阻燃型聚乙烯粒子、分散液、石墨烯、炭黑和成核剂依次加入到高速混合机中混合；优选地，所述混合的温度为10℃～70℃，优选25℃～40℃；优选地，所述混合的转速为300～800r/min，优选350～650r/min；优选地，所述混合的混合时间为5～60min，优选10～30min。