CN108676243B - 一种杂化材料、石墨烯改性耐热pe-rt管材及其制备方法 - Google Patents

一种杂化材料、石墨烯改性耐热pe-rt管材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种杂化材料、石墨烯改性耐热PE‑RT管材及其制备方法，所述杂化材料，其制备包括如下步骤，将氧化石墨烯分散液与植物多酚溶液混合均匀，然后加入层状硅酸盐，充分搅拌后，加热至50～90℃，反应6～15h；所述氧化石墨烯、植物多酚以及层状硅酸盐的质量比为1：(0.5～1)：(0.1～1)。本发明采用耐热聚乙烯、抗氧剂等组分制备出具有优良的力学性能、耐高温蠕变性能、耐热老化性能和挤出加工性能的耐热PE‑RT管材，生产工艺简单，适于工业化生产，可广泛用于制备热水管道***用管材和管件。

Description

一种杂化材料、石墨烯改性耐热PE-RT管材及其制备方法
技术领域
本发明属于PE-RT管材技术领域，尤其是涉及一种杂化材料、石墨烯改性耐热PE-RT管材及其制备方法。
背景技术
耐热聚乙烯(PE-RT)管材既具有普通聚乙烯管材的性能，如可熔接性、可回收再利用及成型加工、施工方便等特点，还具有接近交联聚乙烯管材的长期耐热性能，同时它还具有独特的柔韧性，是一种节能、环保型的塑料管材。提高耐热性和老化性能一直是PE-RT管材研究的重点和难点。
石墨烯是一种具有超强的机械强度、高导热率、高透光率、高比表面积等特点的新型二维碳材料，其优良特性使其在高性能电子器件、复合材料、气体传感器及能量存储等领域有着广泛的应用前景，尤其是其超高的热导率，被认为是优秀的导热材料。但石墨烯表面呈惰性状态，同时石墨烯与聚合物相互作用较弱，且各片层间因存在较强的范德华力而易发生聚集，这些原因导致其在聚合物中很难分散，对石墨烯在聚合物中应用造成了极大困难。因此，提高石墨烯与聚合物之间的相互作用，提高石墨烯在聚合物中分散是制备高性能石墨烯/聚合物纳米复合材料的关键。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种杂化材料、石墨烯改性耐热PE-RT管材及其制备方法，以克服现有技术中的不足，改善PE-RT管复合材料的加工、力学、耐热和耐老化等性能。本发明利用简单方法实现了石墨烯与层状硅酸盐的有序聚集组装，实现了石墨烯在聚合物基体中的均匀分散。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种石墨烯层状硅酸盐杂化材料，其制备包括如下步骤，将氧化石墨烯分散液与植物多酚溶液混合均匀，然后加入层状硅酸盐，充分搅拌后，加热至50～90℃，反应6～15h；所述氧化石墨烯、植物多酚以及层状硅酸盐的质量比为1：(0.5～1)：(0.1～1)；优选的，加热至60～80℃，反应8～10h。
优选的，所述的植物多酚包括儿茶酚、阿魏酸、儿茶素、没食子酸、水解单宁中的一种或者多种；所述的层状硅酸盐为蒙脱土、水滑石、锂皂石、高岭土、绿土、伊利石、凹凸棒石、海泡石、蛭石、水云母中的一种或两种以上。
优选的，所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.5～1.5mg/mL；所述植物多酚溶液的浓度为0.5～1.5mg/mL；优选的，所述氧化石墨烯分散液的浓度为 1mg/mL；所述植物多酚溶液的浓度为1mg/mL。
本发明另一目的是提供如上所述的石墨烯层状硅酸盐杂化材料在管道中的应用。
本发明同时提供了一种包含如上所述的石墨烯层状硅酸盐杂化材料的石墨烯改性耐热PE-RT管，其特征在于：包括如下重量份数的组分， PE-RT100份，抗氧剂0.02～1份，石墨烯层状硅酸盐纳米杂化材料0.1～3份。
优选的，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫酯类抗氧剂的混合物，其重量比为0.05～0.5:0.1～0.5：0.05～0.5。
优选的，所述受阻酚类抗氧剂选自四[β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸] 季戊四醇酯、(2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三基)三乙烯基三 [3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸酯] 、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基) 丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄)苯、1,3,5-三(4-叔丁基 -3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、1,3,5-三(3,5- 二叔丁基-4-羟基苄基)均三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮中的中一种、两种或两种以上；所述亚磷酸酯类抗氧剂选自三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯或季戊四醇双亚磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯中的一种；所述硫酯类抗氧剂为硫代二丙酸双(十八)酯或硫代二丙酸二月桂酯。
本发明也提供了一种制备如上所述的石墨烯改性耐热PE-RT管的方法，包括如下步骤，
1)将抗氧剂、石墨烯/层状硅酸盐杂化材料、PE-RT加入到高速混合机中，高速搅拌10～30min，将物料放出，再加到双螺杆挤出机进行挤出造粒；主螺杆转速100～300r/min，料筒一区温度为170～200℃，二区温度为 175～205℃，三区温度为180～210℃，四区温度为185～215℃，五区温度为 180～210℃，机头温度为175～205℃，得到石墨烯改性耐热PE-RT母料；
2)将PE-RT、石墨烯改性耐热PE-RT母料加入到高速混合机中，高速搅拌5～10min，将物料放出，再加到单螺杆挤出机中，主螺杆转速300 ～500r/min，料筒一区温度为170～200℃，二区温度为175～205℃，三区温度为180～210℃，四区温度为185～215℃，五区温度为180～210℃，机头温度为175～205℃。
优选的，步骤1)中，料筒一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为200℃，五区温度为195℃，机头温度为190℃；
步骤2)中，料筒一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为 195℃，四区温度为200℃，五区温度为195℃，机头温度为190℃。
相对于现有技术，本发明所述的杂化材料以及石墨烯改性耐热PE-RT 管材及其制备，具有以下优势：
(1)本发明利用层层自组装法实现石墨烯与纳米层状硅酸盐的杂化复合，实现了石墨烯、纳米层状硅酸盐的共剥离和协同分散。本发明方法制备的石墨烯/层状硅酸盐纳米杂化材料生产成本低、所需设备简单，产量高、易于实现工业化生产；本发明所述的石墨烯层状硅酸盐纳米杂化材料，可以用做建筑物内冷热水管道的制备，包括工业用或民用冷、热水，饮用水和加热采暖***管道制作。
(2)本发明以石墨烯对耐热PE-RT管进行改性，得到的石墨烯改性的 PE-RT管材，本发明的PE-RT管材具有优良的耐长期静液压能力、耐高温性能和优异的抗冲击性能、柔韧性和热传导性，制备的PE-RT管材可以用做建筑物内冷热水管道的制备。
(3)本发明所述的石墨烯层状硅酸盐纳米杂化材料以及PE-RT管材，原料种类较少，制备工艺简单，原料易得，适合工业化生产。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
(1)通过Hummers法制得氧化石墨烯。具体参考文献：Hummers Jr,W. S.；Offeman,R.E.J Am Chem Soc 1958,80,1339。
将氧化石墨烯分散到水中，制成1mg/mL的分散液。将儿茶素溶解于水，制成1mg/mL的溶液。将上述两种溶液按体积比1:1的比例，混合均匀，将蒙脱土加入到上述溶液中，加入的量与溶液中氧化石墨烯的质量相同，充分搅拌后，加热至80℃，反应8h，反应结束后，将所得产物进行水洗至中性，干燥，得到石墨烯/蒙脱土纳米杂化材料。
(2)石墨烯改性耐热PE-RT母料：将上述石墨烯/蒙脱土纳米杂化材料、 1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷(受阻酚类抗氧剂)、1,3,5-三甲基 -2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄)苯(受阻酚类抗氧剂)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(亚磷酸酯类抗氧剂)和硫代二丙酸双(十八)酯(硫酯类抗氧剂以及PE-RT按照如下重量比5:0.05:0.05:0.1:0.05:100，加入到高速混合机中，高速搅拌10min，将物料放出，再加到双螺杆挤出机进行挤出造粒；主螺杆转速250r/min，料筒一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为200℃，五区温度为195℃，机头温度为190℃。
石墨烯改性耐热PE-RT管材的制备：将上述石墨烯改性耐热PE-RT母料及PE-RT按照如下重量比1:10，加入到高速混合机中，45℃条件下，高速搅拌15min，将物料放出，再加到单螺杆挤出机中，主螺杆转速450r/min，料筒一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为 200℃，五区温度为195℃，机头温度为190℃。
实施例2
(1)通过Hummers法制得氧化石墨烯。具体参考文献：Hummers Jr,W. S.；Offeman,R.E.J Am Chem Soc 1958,80,1339。
将氧化石墨烯分散到水中，制成1mg/mL的分散液。将没食子酸溶解于水中，制成1mg/mL的溶液。将上述两种溶液按体积比1:1混合均匀，将锂皂石加入到上述溶液中，加入的量与溶液中氧化石墨烯的质量相同，充分搅拌后，加热至60℃，反应10h，反应结束后，将所得产物进行水洗至中性，干燥，得到石墨烯/锂皂石纳米杂化材料。
(2)石墨烯改性耐热PE-RT母料：将上述石墨烯/锂皂石纳米杂化材料、 1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)- 三酮(受阻酚类抗氧剂)、季戊四醇双亚磷酸二(2,4-二特丁基苯基)酯(亚磷酸酯类抗氧剂)和硫代二丙酸双(十八)酯(硫酯类抗氧剂)、PE-RT按如下重量比5:0.2:0.05:0.05:100，加入到高速混合机中，高速搅拌30min，将物料放出，再加到双螺杆挤出机进行挤出造粒；主螺杆转速200r/min，料筒一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为200℃，五区温度为195℃，机头温度为190℃。
石墨烯改性耐热PE-RT管材的制备：将上述石墨烯改性耐热PE-RT母料、PE-RT按重量比1:10，加入到高速混合机中，高速搅拌5min，将物料放出，再加到单螺杆挤出机中，主螺杆转速500r/min，料筒一区温度为185 ℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为200℃，五区温度为 195℃，机头温度为190℃。
实施例3
(1)通过Hummers法制得氧化石墨烯。具体参考文献：Hummers Jr,W. S.；Offeman,R.E.J Am Chem Soc 1958,80,1339。
将氧化石墨烯分散到水中，制成1mg/mL的分散液。将水解单宁溶解于水中，制成1mg/mL的溶液。将上述两种溶液按体积比2:1混合均匀，将水滑石加入到上述溶液中，加入的量与溶液中氧化石墨烯的质量相同，充分搅拌后，加热至80℃，反应8h，反应结束后，将所得产物进行水洗至中性，干燥，得到石墨烯/水滑石纳米杂化材料。
(2)石墨烯改性耐热PE-RT母料：将上述石墨烯/水滑石纳米杂化材料、 1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮(受阻酚类抗氧剂)、季戊四醇双亚磷酸二(2,4-二特丁基苯基)酯(亚磷酸酯类抗氧剂)和硫代二丙酸二月桂酯(硫酯类抗氧剂)、PE-RT，按如下重量比 5:0.05:0.15:0.05:100，加入到高速混合机中，高速搅拌5min，将物料放出，再加到双螺杆挤出机进行挤出造粒；主螺杆转速200r/min，料筒一区温度为 185℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为200℃，五区温度为195℃，机头温度为190℃。
石墨烯改性耐热PE-RT管材的制备：将上述石墨烯改性耐热PE-RT母料、PE-RT按重量比1:10，加入到高速混合机中，30℃条件下，高速搅拌 30min，将物料放出，再加到单螺杆挤出机中，主螺杆转速400r/min，料筒一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为200 ℃，五区温度为195℃，机头温度为190℃。
实施例4
(1)通过Hummers法制得氧化石墨烯。具体参考文献：Hummers Jr,W. S.；Offeman,R.E.J Am Chem Soc 1958,80,1339。
将氧化石墨烯分散到水中，制成1mg/mL的分散液。将儿茶素溶解于水，制成1mg/mL的溶液。将上述两种溶液按体积比2:1，混合均匀，将0.1g 蒙脱土加入到上述溶液中，加入的量与溶液中氧化石墨烯的质量相同，充分搅拌后，加热至60℃，反应10h，反应结束后，将所得产物进行水洗至中性，干燥，得到石墨烯/蒙脱土纳米杂化材料。
(2)石墨烯改性耐热PE-RT母料：将上述石墨烯/层状硅酸盐纳米杂化材料、四[β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(受阻酚类抗氧剂)、 1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷(受阻酚类抗氧剂)、季戊四醇双亚磷酸二(2,4-二特丁基苯基)酯(亚磷酸酯类抗氧剂)和硫代二丙酸二月桂酯(硫酯类抗氧剂)、PE-RT按如下重量比5:0.1:0.1:0.1:0.05:100，加入到高速混合机中，高速搅拌20min，将物料放出，再加到双螺杆挤出机进行挤出造粒；主螺杆转速200r/min，料筒一区温度为185℃，二区温度为190 ℃，三区温度为195℃，四区温度为200℃，五区温度为195℃，机头温度为 190℃。
石墨烯改性耐热PE-RT管材的制备：将上述石墨烯改性耐热PE-RT母料、PE-RT按照重量比1:5，加入到高速混合机中，50℃条件下，高速搅拌 5min，将物料放出，再加到单螺杆挤出机中，主螺杆转速400r/min，料筒一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为200℃，五区温度为195℃，机头温度为190℃。
实施例5
(1)通过Hummers法制得氧化石墨烯。具体参考文献：Hummers Jr,W. S.；Offeman,R.E.J Am Chem Soc 1958,80,1339。
将氧化石墨烯分散到水中，制成1mg/mL的分散液。将没食子酸溶解于水，制成1mg/mL的溶液。将上述两种溶液按体积比1:1，混合均匀，将, 蒙脱土加入到上述溶液中，加入的量与溶液中氧化石墨烯的质量相同，充分搅拌后，加热至80℃，反应8h，反应结束后，将所得产物进行水洗至中性，干燥，得到石墨烯/蒙脱土纳米杂化材料。
(2)石墨烯改性耐热PE-RT母料：将40份上述石墨烯/蒙脱土纳米杂化材料、0.05份1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄)苯(受阻酚类抗氧剂)、0.2份季戊四醇双亚磷酸二(2,4-二特丁基苯基)酯(亚磷酸酯类抗氧剂)和0.05份硫代二丙酸二月桂酯(硫酯类抗氧剂)、100份 PE-RT加入到高速混合机中，高速搅拌5min，将物料放出，再加到双螺杆挤出机进行挤出造粒；主螺杆转速200r/min，料筒一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为200℃，五区温度为195℃，机头温度为190℃。
石墨烯改性耐热PE-RT管材的制备：将上述石墨烯改性耐热PE-RT母料、PE-RT按照重量比3:10，加入到高速混合机中，高速搅拌10min，将物料放出，再加到单螺杆挤出机中，主螺杆转速400r/min，料筒一区温度为185 ℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为200℃，五区温度为 195℃，机头温度为190℃。
根据GB/T 28799.1-2012对石墨烯改性耐热PE-RT管进行性能测定，测试结果见表1。
对比例1
改性耐热PE-RT管材的制备：将PE-RT、四[β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(受阻酚类抗氧剂)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯 (亚磷酸酯类抗氧剂)和硫代二丙酸双(十八)酯(硫酯类抗氧剂)按照重量比100:0.1:0.1:0.1，加入到单螺杆挤出机中，主螺杆转速300r/min，料筒一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为200 ℃，五区温度为195℃，机头温度为190℃。
对比例2
(1)通过Hummers法制得氧化石墨烯。具体参考文献：Hummers Jr,W. S.；Offeman,R.E.J Am Chem Soc 1958,80,1339。
将氧化石墨烯分散到水中，制成1mg/mL的分散液。将儿茶酚溶解于水，制成1mg/mL的溶液。将上述两种溶液按体积比1:1，混合均匀，充分搅拌后，加热至80℃，反应8h，反应结束后，将所得产物进行水洗至中性，干燥，得到石墨烯。
(2)石墨烯改性耐热PE-RT母料：将(2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5 (2H,4H,6H)-三基)三乙烯基三[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸酯] (受阻酚类抗氧剂)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(亚磷酸酯类抗氧剂) 和硫代二丙酸双(十八)酯(硫酯类抗氧剂)、石墨烯、PE-RT按重量比 0.1:0.1:0.1:5:100加入到高速混合机中，高速搅拌20min，将物料放出，再加到双螺杆挤出机进行挤出造粒；主螺杆转速200r/min，料筒一区温度为185 ℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为200℃，五区温度为 195℃，机头温度为190℃。
石墨烯改性耐热PE-RT管材的制备：将上述石墨烯改性耐热PE-RT母料、PE-RT按重量比1:10，加入到高速混合机中，高速搅拌10min，将物料放出，再加到单螺杆挤出机中，主螺杆转速400r/min，料筒一区温度为185 ℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为200℃，五区温度为 195℃，机头温度为190℃。
对石墨烯改性耐热PE-RT管进行性能测定，测试结果见表1。
表1石墨烯改性耐热PE-RT管的性能
Figure BDA0001675311770000121
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种石墨烯改性耐热PE-RT管，其特征在于：包括如下重量份数的组分，PE-RT 100份，抗氧剂0.02～1份，石墨烯/ 层状硅酸盐纳米杂化材料0.1～3份；石墨烯/ 层状硅酸盐杂化材料，其制备包括如下步骤，将氧化石墨烯分散液与植物多酚溶液混合均匀，然后加入层状硅酸盐，充分搅拌后，加热至50～90℃，反应6～15h；所述氧化石墨烯、植物多酚以及层状硅酸盐的质量比为1：(0.5～1)：(0.1～1)。
2.根据权利要求1所述的石墨烯改性耐热PE-RT管，其特征在于：所述的植物多酚包括儿茶酚、儿茶素、没食子酸、水解单宁中的一种或者多种；所述的层状硅酸盐为蒙脱土、水滑石、锂皂石、高岭土、绿土、伊利石、凹凸棒石、海泡石、蛭石、水云母中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1所述的石墨烯改性耐热PE-RT管，其特征在于：所述氧化石墨烯分散液的浓度为0.5～1.5mg/mL；所述植物多酚溶液的浓度为0.5～1.5mg/mL。
4.根据权利要求3所述的石墨烯改性耐热PE-RT管，其特征在于：所述氧化石墨烯分散液的浓度为1mg/mL；所述植物多酚溶液的浓度为1mg/mL。
5.根据权利要求1所述的石墨烯改性耐热PE-RT管，其特征在于：石墨烯/ 层状硅酸盐杂化材料制备中，加热至60～80℃，反应8～10h。
6.根据权利要求1所述的石墨烯改性耐热PE-RT管，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂和硫酯类抗氧剂的混合物，其重量比为0.05～0.5:0.1～0.5：0.05～0.5。
7.根据权利要求6所述的石墨烯改性耐热PE-RT管，其特征在于：所述受阻酚类抗氧剂选自四[β-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、(2,4,6-三氧代-1,3,5-三嗪-1,3,5(2H,4H,6H)-三基)三乙烯基三[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸酯] 、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄)苯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮中的中一种或两种以上；所述亚磷酸酯类抗氧剂选自三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯或季戊四醇双亚磷酸二(2，4-二特丁基苯基)酯中的一种；所述硫酯类抗氧剂为硫代二丙酸双(十八)酯或硫代二丙酸二月桂酯。
8.一种制备如权利要求1～7任一项所述的石墨烯改性耐热PE-RT管的方法，其特征在于：包括如下步骤，
1)将抗氧剂、石墨烯/层状硅酸盐杂化材料、PE-RT加入到高速混合机中，高速搅拌10～30min，将物料放出，再加到双螺杆挤出机进行挤出造粒；主螺杆转速100～300r/min，料筒一区温度为170～200℃，二区温度为175～205℃，三区温度为180～210℃，四区温度为185～215℃，五区温度为180～210℃，机头温度为175～205℃，得到石墨烯改性耐热PE-RT母料；
2)将PE-RT、石墨烯改性耐热PE-RT母料加入到高速混合机中，高速搅拌5～10min，将物料放出，再加到单螺杆挤出机中，主螺杆转速300～500r/min，料筒一区温度为170～200℃，二区温度为175～205℃，三区温度为180～210℃，四区温度为185～215℃，五区温度为180～210℃，机头温度为175～205℃。
9.根据权利要求8所述的石墨烯改性耐热PE-RT管的方法，其特征在于：步骤1)中，料筒一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为200℃，五区温度为195℃，机头温度为190℃；
步骤2)中，料筒一区温度为185℃，二区温度为190℃，三区温度为195℃，四区温度为200℃，五区温度为195℃，机头温度为190℃。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103275524A (zh) * 2013-05-27 2013-09-04 淮北师范大学 一种石墨烯高岭土复合纳米橡胶填料的制备方法
CN103787322A (zh) * 2014-01-25 2014-05-14 华南理工大学 一种担载石墨烯层状硅酸盐纳米复合材料及其制备方法
CN103865114A (zh) * 2014-02-27 2014-06-18 上海工程技术大学 蒙脱土/天然橡胶复合材料及其制备方法
CN104004251A (zh) * 2014-05-07 2014-08-27 武汉金牛经济发展有限公司 一种用石墨烯改性的耐热聚乙烯复合管材的制备方法
CN104529382A (zh) * 2015-01-14 2015-04-22 哈尔滨工业大学 一种利用氧化石墨烯原位还原制备的石墨烯/铝硅酸盐聚合物复合材料及其制备方法
US20160160017A1 (en) * 2014-12-03 2016-06-09 Hyundai Motor Company High-flow and high-impact polyolefin resin composition
CN106146886A (zh) * 2016-06-30 2016-11-23 常州第六元素材料科技股份有限公司 一种石墨烯插层硅酸盐的复合材料及其制备方法
CN106517993A (zh) * 2016-10-18 2017-03-22 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种石墨烯/蒙脱土复合多孔薄膜及其制备方法
CN106832513A (zh) * 2016-12-30 2017-06-13 洛阳国润新材料科技股份有限公司 一种超高分子量聚乙烯管材及其制备方法
CN107216593A (zh) * 2017-06-02 2017-09-29 吉林省慧燊节能科技有限公司 一种石墨烯增强耐热聚乙烯复合管材及其制备方法
CN107266951A (zh) * 2017-05-25 2017-10-20 北京化工大学 一种硅酸盐矿物改性还原氧化石墨烯的制备方法及其应用
CN108048170A (zh) * 2017-12-20 2018-05-18 南京理工大学 功能化石墨烯负载蒙脱土的润滑油添加剂、制备方法及其应用

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103275524A (zh) * 2013-05-27 2013-09-04 淮北师范大学 一种石墨烯高岭土复合纳米橡胶填料的制备方法
CN103787322A (zh) * 2014-01-25 2014-05-14 华南理工大学 一种担载石墨烯层状硅酸盐纳米复合材料及其制备方法
CN103865114A (zh) * 2014-02-27 2014-06-18 上海工程技术大学 蒙脱土/天然橡胶复合材料及其制备方法
CN104004251A (zh) * 2014-05-07 2014-08-27 武汉金牛经济发展有限公司 一种用石墨烯改性的耐热聚乙烯复合管材的制备方法
US20160160017A1 (en) * 2014-12-03 2016-06-09 Hyundai Motor Company High-flow and high-impact polyolefin resin composition
CN104529382A (zh) * 2015-01-14 2015-04-22 哈尔滨工业大学 一种利用氧化石墨烯原位还原制备的石墨烯/铝硅酸盐聚合物复合材料及其制备方法
CN106146886A (zh) * 2016-06-30 2016-11-23 常州第六元素材料科技股份有限公司 一种石墨烯插层硅酸盐的复合材料及其制备方法
CN106517993A (zh) * 2016-10-18 2017-03-22 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种石墨烯/蒙脱土复合多孔薄膜及其制备方法
CN106832513A (zh) * 2016-12-30 2017-06-13 洛阳国润新材料科技股份有限公司 一种超高分子量聚乙烯管材及其制备方法
CN107266951A (zh) * 2017-05-25 2017-10-20 北京化工大学 一种硅酸盐矿物改性还原氧化石墨烯的制备方法及其应用
CN107216593A (zh) * 2017-06-02 2017-09-29 吉林省慧燊节能科技有限公司 一种石墨烯增强耐热聚乙烯复合管材及其制备方法
CN108048170A (zh) * 2017-12-20 2018-05-18 南京理工大学 功能化石墨烯负载蒙脱土的润滑油添加剂、制备方法及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
茶多酚修饰石墨烯及其橡胶复合材料;廖瑞娟;《中国博士学位论文全文数据库 工程科技I辑》;20131115(第11期);B020-5 *

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