[发明专利]一种矿用石墨烯增强超高分子量聚乙烯双抗管材制备方法

摘要

一种矿用石墨烯增强超高分子量聚乙烯双抗管材制备方法,其原料组成:100份超高分子量聚乙烯、2‑5份的纳米石墨烯片、5‑10份的偶联剂、0.1‑1份的发泡剂、0.1‑1份的增容剂、1‑2份的润滑剂、6‑10份的无卤阻燃剂、3~6份的抗静电剂、2‑4份的流动改性剂、1‑3份成核剂等,上述组分经挤出、定型等工序，得到石墨烯增强超高分子量聚乙烯双抗管材。本发明通过偶联剂、增容剂、流动剂、润滑剂、成核剂等将纳米石墨烯、抗静电剂及阻燃剂分散在超高分子量聚乙烯树脂介质空隙内；纳米石墨烯片与阻燃剂复配具有显著协同阻燃作用、与抗静电剂复配能降低管材电阻率。所制备的管材具有质轻、高强度、阻燃、防静电等特性，可用于含有大量瓦斯作业环境中，如煤矿、井下及矿山等。

主权项

一种矿用石墨烯增强超高分子量聚乙烯双抗管材制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1) 按下述组成原料的质量份称取各原料：100份超高分子量聚乙烯粉末、2‑5份纳米石墨烯片、5‑10份偶联剂、0.1‑1份发泡剂、0.1‑1份增容剂、1‑2份润滑剂、6‑10份无卤阻燃剂、3~6份抗静电剂、2‑4份流动改性剂、1‑3份成核剂；0.1‑0.2份抗氧剂、0.2‑0.5份过氧化物、1‑3份填料；(2)抗管材的成型将纳米石墨烯片投入到偶联剂与乙醇质量比为1:8.5的偶联剂乙醇溶液中，搅拌均匀后用高速剪切分散处理20‑30分钟，得到分散均匀的石墨烯浆液；向上述石墨烯浆液中分别加入超高分子量聚乙烯粉末、发泡剂、增容剂、润滑剂、无卤阻燃剂、抗静电剂、流动改性剂、成核剂组分；其后在60‑80℃、200‑300rpm的转速下，混合搅拌处理60分钟，再静置3小时后进行抽滤；抽滤得到的滤饼在自然条件下晾干，然后加入到高速混料机中搅拌20分钟，得到预混物料；将上述预混物料加入到单螺杆挤出机中挤出，得到的复合型超高分子量聚乙烯双抗管材再经真空定型、冷却、牵引和切割，得到石墨烯增强超高分子量聚乙烯双抗管材；所述的超高分子量聚乙烯的分子量范围在350‑1000万；纳米石墨烯片的厚度小于20nm，片径5‑20um，层数小于10层；抗静电剂为导电炭黑、导电石墨粉、纳米碳管中的一种或几种的复合，且粒径范围为1000~6000目；无卤阻燃剂为Al(OH)3、Mg(OH)2、红磷、聚磷酸铵、磷酸酯、磷酸三苯酯、磷酸甲苯二苯酯、三聚氰胺中的两种及以上的组合。