[发明专利]一种纳米复合石墨烯改性托辊抗静电阻燃管体及制备方法

说明书

本发明属于管材技术领域，提供了一种纳米复合石墨烯改性托辊抗静电阻燃管体及其制备方法，材料组分包括纳米超导电炭黑、高密度聚乙烯接枝马来酸酐、石墨烯、改性有机蒙脱土、超细微胶囊红磷、纳米氢氧化镁、偶联剂、过氧化二异丙苯、抗氧剂、白炭黑、高分子聚乙烯蜡，与超高分子量聚乙烯成按比例混合；本发明对纳米导电炭黑和石墨烯进行了偶联改性处理，实现导电炭黑和石墨烯在超高分子量聚乙烯中更好的分散，与基体更好融合，并对阻燃料进行了多组分复配，制备了纳米抗静电阻燃母料；材料按比例混合在单螺杆挤出机上顺利挤出制成管材，主要性能经测试分析达到矿用托辊管体要求，本方法方便实用环保，无需大量溶剂，适合连续工业化生产。

技术领域

本发明属于管材技术领域，尤其涉及一种纳米复合石墨烯改性托辊抗静电阻燃材料，采 用该材料制作的管体及制备方法。

背景技术

近些年来，石墨烯以其独特的结构和优异的性能越来越受到研究者的青睐，石墨烯聚合 物复合材料在各个材料领域展示出了良好的应用前景。石墨烯作为纳米增强组分，添加少量 就可使聚合物的物理性能大幅提高。

近几年，在煤矿皮带输送机节能降耗和和环保降噪等方面，非金属抗静电阻燃托辊替代 传统笨重的铁托辊已得到业界的广泛认同，但非金属托辊管体的质量却不尽如人意。除了非 金属管体基体材料本身的性能差距之外，因为成本、加工方式等原因，国内多以导电炭黑母 料和阻燃母料直接添加使用为主，导致分散效果差，挤出也不稳定，多数存在韧性差、耐磨 性差、硬度差、抗冲击性能差等不足之处。

因此改进填料组分，实现更小、更优的添加量，是当前发展的一个方向。借助石墨烯优 良的力学性能、导电性能、热学性能，在超高分子量聚乙烯中通过融入石墨烯等组分改性， 可加工出一种新型纳米复合增强托辊管体材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米复合石墨烯改性托辊抗静电阻燃材料。

本发明的另一目的在于提供一种用上述材料制成的管体及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现，一种纳米复合石墨烯改性托辊抗静电阻燃材 料，包括母料与超高分子量聚乙烯，母料：超高分子量聚乙烯的重量比例为4:6；

母料包括以下重量份配比的成分：

纳米超导电炭黑5-6份，

高密度聚乙烯接枝马来酸酐5-8份，

石墨烯3-4份，

改性有机蒙脱土6-8份，

超细微胶囊红磷5-6份，

纳米氢氧化镁10-15份，

偶联剂0.2-0.5份，

过氧化二异丙苯0.1-0.2份，

抗氧剂0.5-2份，

白炭黑1份，

高分子聚乙烯蜡2-3份。

进一步的，所述超高分子量聚乙烯的粘均分子量为350万以上。

进一步的，所述高密度聚乙烯接枝马来酸酐粒度为40-50目。

进一步的，所述改性有机蒙脱土为美国有机蒙脱土I.44P。

进一步的，所述偶联剂包括钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂。

本发明还公开一种纳米复合石墨烯改性托辊抗静电阻燃管体，包括一种纳米复合石墨烯 改性托辊抗静电阻燃材料。

本发明还公开一种纳米复合石墨烯改性托辊抗静电阻燃管体的制备方法，包括以下步 骤：