[发明专利]石墨烯改性超高分子量聚乙烯及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯改性超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，包括：

40～80份的超高分子量聚乙烯、1～30份的石墨烯、1～20份的第二填料、10～20份的流动改性剂、0.1～1份的表面改性剂、1～5份的成核剂、0.1～1份的抗氧剂。

2.根据权利要求1所述的石墨烯改性超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯的分子量为300万～600万；

任选地，所述石墨烯的最大径向尺寸为5～25μm，厚度为5～20nm。

3.根据权利要求1所述的石墨烯改性超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述第二填料选自碳化硅、碳纤维、玻璃空心微球、玻璃纤维、氧化镁、碳纳米管、超细石墨、膨胀石墨、鳞片石墨中的至少之一。

4.根据权利要求1所述的石墨烯改性超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述流动改性剂选自线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚乙烯蜡、白油、硬脂酸盐、氧化聚乙烯、石蜡油、聚乙二醇中的至少之一。

5.根据权利要求1所述的石墨烯改性超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述表面改性剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、十二烷基硫酸单乙醇胺、十八烷基胺、异氰酸酯中的至少之一；

任选地，所述成核剂选自滑石粉、硅石灰、苯甲酸、苯甲酸盐、己二酸盐、硬脂酸盐、有机膦酸盐中的至少之一。

6.根据权利要求1所述的石墨烯改性超高分子量聚乙烯复合材料，其特征在于，所述抗氧剂选自亚磷酸酯类抗氧剂、酚类抗氧剂、维生素E抗氧剂中的至少之一。

7.一种制备权利要求1～6任一项所述的石墨烯改性超高分子量聚乙烯复合材料的方法，其特征在于，包括：

(1)按照预定比例，将石墨烯、第二填料、流动改性剂、表面改性剂、抗氧剂供给至混合设备进行混合处理，得到预分散混合填料；

(2)将所述预分散混合填料供给至第一熔融共混设备中进行第一熔融共混，得到第一熔融共混物料；将所述第一熔融共混物料供给至剪切设备中进行剪切处理，得到混合填料颗粒；

(3)按照预定比例，将所述混合填料颗粒与超高分子量聚乙烯、成核剂供给至第二熔融共混设备中进行第二熔融共混，得到所述石墨烯改性超高分子量聚乙烯复合材料。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述混合设备为高速混合机、V型混合机、立式混料机、卧式混料机、倒锥形混合机或球磨机；

任选地，所述混合处理中采用的转速为200～2000rpm；

任选地，所述混合处理进行的时间为5～30min。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一熔融共混设备为密炼机；

任选地，所述第一熔融共混在160～170℃下进行20～40min完成；

任选地，所述剪切设备为单螺杆挤出机、双螺杆挤出机或往复式双螺杆挤出机；

任选地，所述剪切处理在170～190℃下进行10～30min完成。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二熔融共混设备为单螺杆挤出机、柱塞式挤出机或同向旋转双螺杆挤出机；

任选地，所述第二熔融共混在180～220℃下进行15～40min完成。