本發(fā)明屬于色母粒制造領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明為一種含石墨烯的聚丙烯色母粒及其制備方法。
背景技術(shù)：
：石墨烯作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料，被稱(chēng)為“黑金”，是“新材料之王”，其十分良好的強(qiáng)度、柔韌、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)特性，在物理學(xué)、材料學(xué)、電子信息、計(jì)算機(jī)、航空航天等領(lǐng)域都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。而對(duì)于得到廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)單一高分子材料來(lái)說(shuō)，隨著科技的快速發(fā)展和對(duì)材料性質(zhì)要求的日趨嚴(yán)格，其已無(wú)法滿(mǎn)足工業(yè)與科技業(yè)同時(shí)在機(jī)械性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐候性與導(dǎo)熱、導(dǎo)電性等方面的需求。目前，石墨烯復(fù)合材料已被證明能比未增強(qiáng)的聚合物表現(xiàn)出更優(yōu)異的機(jī)械性能，非常低負(fù)載量的石墨烯可以提高材料強(qiáng)度和剛度，同時(shí)提供熱和導(dǎo)電性。對(duì)聚丙烯材料來(lái)說(shuō)，直接添加石墨烯粉末并不能很好的分散在樹(shù)脂中并進(jìn)行融合，因此，迫切需要找到一種方法能使石墨烯有效地均勻分散于聚丙烯材料中，并且強(qiáng)化界面結(jié)合強(qiáng)度，提升整體復(fù)合材料的機(jī)械特性、抗氧化、耐酸堿、導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性等性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種含石墨烯的聚丙烯色母粒，以重量份計(jì)，其制備原料包含以下組分：聚丙烯樹(shù)脂40～60份炭黑20～35份石墨烯粉末2～5份分散劑10～25份偶聯(lián)劑4～10份助劑2～5份高溫穩(wěn)定劑2～5份優(yōu)選的，所述含石墨烯的聚丙烯色母粒，以重量份計(jì)，其制備原料包含以下組分：聚丙烯樹(shù)脂45～55份炭黑24～28份石墨烯粉末3～5份分散劑15～21份偶聯(lián)劑6～8份助劑3～4份高溫穩(wěn)定劑3～4份更優(yōu)選的，所述含石墨烯的聚丙烯色母粒，以重量份計(jì)，其制備原料包含以下組分：聚丙烯樹(shù)脂48份炭黑26份石墨烯粉末4份分散劑18份偶聯(lián)劑8份助劑3份高溫穩(wěn)定劑4份在一種實(shí)施方式中，所述分散劑為聚丙烯蠟、重質(zhì)碳酸鈣、硬脂酸酰胺和乙醇按3：2：2：1比例混合的混合物。在一種實(shí)施方式中，所述偶聯(lián)劑為甲基丙烯酸氯鉻。在一種實(shí)施方式中，所述助劑為硬脂酸酰胺和聚甲基丙烯酸甲酯的混合物，混合比例為1：1。在一種實(shí)施方式中，所述高溫穩(wěn)定劑為聚酯蠟。本發(fā)明的另一方面提供所述含石墨烯的聚丙烯色母粒的制備方法，包含如下步驟：1、將炭黑20～35份、石墨烯粉末2～5份、分散劑10～25份加入砂磨分散機(jī)，在1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行研磨，研磨顆粒平均粒徑控制在0.3～0.5μm。2、將聚丙烯樹(shù)脂40～60份、步驟1的研磨物和偶聯(lián)劑4～10份依次加入低速攪拌機(jī)中，以100轉(zhuǎn)/分鐘室溫混合處理2～5分鐘。在混合物中加入助劑2～5份、高溫穩(wěn)定劑2～5份，再用高速混合機(jī)以2000轉(zhuǎn)/分鐘高速混合8～10分鐘。3、將步驟2得到的混合料移入加壓密煉機(jī)，在9～17kg壓力、100～140℃條件下加壓密煉15～25min。4、將加壓密煉后混合物用螺桿擠出機(jī)塑化擠出，擠出機(jī)中5個(gè)溫區(qū)溫度設(shè)定分別為170℃、180℃、190℃、180℃、190℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為500～800轉(zhuǎn)/分鐘，擠出物在10～20℃中冷卻。5、所得物硬化后使用切粒機(jī)造粒，過(guò)精細(xì)震動(dòng)篩，除去不規(guī)則產(chǎn)品，通風(fēng)，待色母粒完全冷卻并干燥后即得到成品。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：1、耐光性、耐氣候性、耐熱性好，使用方便衛(wèi)生，在樹(shù)脂中易于分散和添加，添加量小，不易發(fā)生分層、花紋、析出等不良現(xiàn)象，節(jié)省人力、物力成本。2、與聚丙烯樹(shù)脂相容性高，與其他添加劑協(xié)同性好，著色的同時(shí)能提升整體復(fù)合材料的機(jī)械特性、抗氧化、耐酸堿、導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性等性能。提高了聚丙烯制品的產(chǎn)品附加值，降低了原材料成本。具體實(shí)施方式實(shí)施例11、將炭黑26份、石墨烯粉末4份、分散劑18份加入砂磨分散機(jī)，在1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行研磨，研磨顆粒平均粒徑控制在0.3～0.5μm。2、將聚丙烯樹(shù)脂48份、步驟1的研磨物和偶聯(lián)劑8份依次加入低速攪拌機(jī)中，以100轉(zhuǎn)/分鐘室溫混合處理2～5分鐘。在混合物中加入助劑3份、高溫穩(wěn)定劑4份，再用高速混合機(jī)以2000轉(zhuǎn)/分鐘高速混合8～10分鐘。3、將步驟2得到的混合料移入加壓密煉機(jī)，在9～17kg壓力、100～140℃條件下加壓密煉15～25min。4、將加壓密煉后混合物用螺桿擠出機(jī)塑化擠出，擠出機(jī)中5個(gè)溫區(qū)溫度設(shè)定分別為170℃、180℃、190℃、180℃、190℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為500～800轉(zhuǎn)/分鐘，擠出物在10～20℃中冷卻。5、所得物硬化后使用切粒機(jī)造粒，過(guò)精細(xì)震動(dòng)篩，除去不規(guī)則產(chǎn)品，通風(fēng)，待色母粒完全冷卻并干燥后即得到成品。實(shí)施例21、將炭黑28份、石墨烯粉末5份、分散劑15份加入砂磨分散機(jī)，在1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行研磨，研磨顆粒平均粒徑控制在0.3～0.5μm。2、將聚丙烯樹(shù)脂50份、步驟1的研磨物和偶聯(lián)劑6份依次加入低速攪拌機(jī)中，以100轉(zhuǎn)/分鐘室溫混合處理2～5分鐘。在混合物中加入助劑3份、高溫穩(wěn)定劑3份，再用高速混合機(jī)以2000轉(zhuǎn)/分鐘高速混合8～10分鐘。3、將步驟2得到的混合料移入加壓密煉機(jī)，在9～17kg壓力、100～140℃條件下加壓密煉15～25min。4、將加壓密煉后混合物用螺桿擠出機(jī)塑化擠出，擠出機(jī)中5個(gè)溫區(qū)溫度設(shè)定分別為170℃、180℃、190℃、180℃、190℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為500～800轉(zhuǎn)/分鐘，擠出物在10～20℃中冷卻。5、所得物硬化后使用切粒機(jī)造粒，過(guò)精細(xì)震動(dòng)篩，除去不規(guī)則產(chǎn)品，通風(fēng)，待色母粒完全冷卻并干燥后即得到成品。實(shí)施例31、將炭黑28份、石墨烯粉末4份、分散劑21份加入砂磨分散機(jī)，在1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行研磨，研磨顆粒平均粒徑控制在0.3～0.5μm。2、將聚丙烯樹(shù)脂55份、步驟1的研磨物和偶聯(lián)劑7份依次加入低速攪拌機(jī)中，以100轉(zhuǎn)/分鐘室溫混合處理2～5分鐘。在混合物中加入助劑4份、高溫穩(wěn)定劑4份，再用高速混合機(jī)以2000轉(zhuǎn)/分鐘高速混合8～10分鐘。3、將步驟2得到的混合料移入加壓密煉機(jī)，在9～17kg壓力、100～140℃條件下加壓密煉15～25min。4、將加壓密煉后混合物用螺桿擠出機(jī)塑化擠出，擠出機(jī)中5個(gè)溫區(qū)溫度設(shè)定分別為170℃、180℃、190℃、180℃、190℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為500～800轉(zhuǎn)/分鐘，擠出物在10～20℃中冷卻。5、所得物硬化后使用切粒機(jī)造粒，過(guò)精細(xì)震動(dòng)篩，除去不規(guī)則產(chǎn)品，通風(fēng)，待色母粒完全冷卻并干燥后即得到成品。實(shí)施例41、將炭黑26份、石墨烯粉末5份、分散劑16份加入砂磨分散機(jī)，在1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行研磨，研磨顆粒平均粒徑控制在0.3～0.5μm。2、將聚丙烯樹(shù)脂45份、步驟1的研磨物和偶聯(lián)劑8份依次加入低速攪拌機(jī)中，以100轉(zhuǎn)/分鐘室溫混合處理2～5分鐘。在混合物中加入助劑4份、高溫穩(wěn)定劑3份，再用高速混合機(jī)以2000轉(zhuǎn)/分鐘高速混合8～10分鐘。3、將步驟2得到的混合料移入加壓密煉機(jī)，在9～17kg壓力、100～140℃條件下加壓密煉15～25min。4、將加壓密煉后混合物用螺桿擠出機(jī)塑化擠出，擠出機(jī)中5個(gè)溫區(qū)溫度設(shè)定分別為170℃、180℃、190℃、180℃、190℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為500～800轉(zhuǎn)/分鐘，擠出物在10～20℃中冷卻。5、所得物硬化后使用切粒機(jī)造粒，過(guò)精細(xì)震動(dòng)篩，除去不規(guī)則產(chǎn)品，通風(fēng)，待色母粒完全冷卻并干燥后即得到成品。實(shí)施例51、將炭黑25份、石墨烯粉末3份、分散劑18份加入砂磨分散機(jī)，在1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行研磨，研磨顆粒平均粒徑控制在0.3～0.5μm。2、將聚丙烯樹(shù)脂48份、步驟1的研磨物和偶聯(lián)劑5份依次加入低速攪拌機(jī)中，以100轉(zhuǎn)/分鐘室溫混合處理2～5分鐘。在混合物中加入助劑3份、高溫穩(wěn)定劑4份，再用高速混合機(jī)以2000轉(zhuǎn)/分鐘高速混合8～10分鐘。3、將步驟2得到的混合料移入加壓密煉機(jī)，在9～17kg壓力、100～140℃條件下加壓密煉15～25min。4、將加壓密煉后混合物用螺桿擠出機(jī)塑化擠出，擠出機(jī)中5個(gè)溫區(qū)溫度設(shè)定分別為170℃、180℃、190℃、180℃、190℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為500～800轉(zhuǎn)/分鐘，擠出物在10～20℃中冷卻。5、所得物硬化后使用切粒機(jī)造粒，過(guò)精細(xì)震動(dòng)篩，除去不規(guī)則產(chǎn)品，通風(fēng)，待色母粒完全冷卻并干燥后即得到成品。實(shí)施例61、將炭黑24份、石墨烯粉末4份、分散劑20份加入砂磨分散機(jī)，在1500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行研磨，研磨顆粒平均粒徑控制在0.3～0.5μm。2、將聚丙烯樹(shù)脂50份、步驟1的研磨物和偶聯(lián)劑6份依次加入低速攪拌機(jī)中，以100轉(zhuǎn)/分鐘室溫混合處理2～5分鐘。在混合物中加入助劑4份、高溫穩(wěn)定劑4份，再用高速混合機(jī)以2000轉(zhuǎn)/分鐘高速混合8～10分鐘。3、將步驟2得到的混合料移入加壓密煉機(jī)，在9～17kg壓力、100～140℃條件下加壓密煉15～25min。4、將加壓密煉后混合物用螺桿擠出機(jī)塑化擠出，擠出機(jī)中5個(gè)溫區(qū)溫度設(shè)定分別為170℃、180℃、190℃、180℃、190℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為500～800轉(zhuǎn)/分鐘，擠出物在10～20℃中冷卻。5、所得物硬化后使用切粒機(jī)造粒，過(guò)精細(xì)震動(dòng)篩，除去不規(guī)則產(chǎn)品，通風(fēng)，待色母粒完全冷卻并干燥后即得到成品。檢測(cè)方法:根據(jù)hg/t4668-2014標(biāo)準(zhǔn)分別檢測(cè)色母粒的熔融指數(shù)、分子量分布系數(shù)、耐熱溫度、熔點(diǎn)、顏料含量、灰分、含濕、外觀指標(biāo)。檢測(cè)項(xiàng)目實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6熔融指數(shù)/（g/10min）312928262630分子量分布系數(shù)/%2.63.23.32.92.92.8耐熱溫度/℃312301297305291304熔點(diǎn)/℃121125129130127123顏料含量/%716261596564灰分/%0.020.030.040.030.040.03含濕/%0.030.040.040.040.040.03外觀表面光滑、無(wú)明顯色差，無(wú)粘連顆粒表面光滑、無(wú)明顯色差，無(wú)粘連顆粒表面光滑、無(wú)明顯色差，無(wú)粘連顆粒表面光滑、無(wú)明顯色差，無(wú)粘連顆粒表面光滑、無(wú)明顯色差，無(wú)粘連顆粒表面光滑、無(wú)明顯色差，無(wú)粘連顆粒結(jié)果顯示，色母粒各項(xiàng)性能均為優(yōu)等。前述的實(shí)例僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，所附的權(quán)利要求旨在要求可以設(shè)想的盡可能廣的范圍，且本文所呈現(xiàn)的實(shí)施例僅是根據(jù)所有可能的實(shí)施例的組合的選擇的實(shí)施方式的說(shuō)明。因此，申請(qǐng)人的用意是所附的權(quán)利要求不被說(shuō)明本發(fā)明的特征的示例的選擇限制。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12