本發(fā)明是關(guān)于一種導(dǎo)熱型聚1-丁烯及其制備方法，特別涉及一種新型改性石墨烯導(dǎo)熱填料制備導(dǎo)熱型聚1-丁烯的方法。
背景技術(shù)：
聚1-丁烯是一種性能優(yōu)異、無毒、價格低廉、易加工成型的半透明結(jié)晶聚合物，在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。但是聚1-丁烯的導(dǎo)熱性能與大多數(shù)聚合物相同，導(dǎo)熱系數(shù)很小，導(dǎo)熱效率較差，限制了聚1-丁烯在導(dǎo)熱領(lǐng)域的應(yīng)用。例如冬季地面輻射采暖中的聚1-丁烯地暖管，聚1-丁烯地暖管材的導(dǎo)熱性能較差，直接影響室內(nèi)溫度和熱源利用效率。為了獲得導(dǎo)熱性能良好的聚1-丁烯產(chǎn)品，在樹脂基體中加入導(dǎo)熱填料是經(jīng)濟、快捷的方法之一。
石墨烯是新型的高性能碳材料，是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強度最大、導(dǎo)熱導(dǎo)電性能最強的一種新型納米材料，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”。石墨烯作為導(dǎo)熱填料添加到樹脂基體中改善聚合物的導(dǎo)熱性能已經(jīng)有所嘗試。存在的問題是石墨烯在樹脂基體中分散困難，石墨烯薄片團聚在一起，不能發(fā)揮大比表面積的優(yōu)勢。并且石墨烯和樹脂基材界面呈現(xiàn)相分離特征，導(dǎo)致復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能提高不理想。然而，化學(xué)鍵接聚1-丁烯長鏈的石墨烯作為導(dǎo)熱填料添加到聚1-丁烯樹脂基體中，以提高聚1-丁烯的導(dǎo)熱性能，目前尚沒有相關(guān)報道。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種導(dǎo)熱型聚1-丁烯，所述的導(dǎo)熱型聚1-丁烯具有良好的導(dǎo)熱性能。
本發(fā)明的另一目的是提供上述導(dǎo)熱型聚1-丁烯的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種導(dǎo)熱型聚1-丁烯，其特征是組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：以聚1-丁烯樹脂質(zhì)量100％為基準(zhǔn)，導(dǎo)熱填料0.3～15％；環(huán)乙基-β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯)丙酸酯0.02～0.5％；三烷基硫代亞磷酸酯0.02～0.3％；2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體0.02～0.5％；硫代二丙酸酯聚酯0.02～0.5％；甘油單油酯0.2～0.4％；導(dǎo)熱填料為化學(xué)鍵接有聚1-丁烯長鏈的石墨烯，其結(jié)構(gòu)如下所示：
其中：
本發(fā)明的導(dǎo)熱型聚1-丁烯的制備方法，其特征是將聚1-丁烯、導(dǎo)熱填料、環(huán)乙基-β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯)丙酸酯、三烷基硫代亞磷酸酯、2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體、硫代二丙酸酯聚酯、甘油單油酯預(yù)混合后，再將預(yù)混物在160～230℃下擠出造粒。
所述預(yù)混合在高速混合機中，，轉(zhuǎn)速為80～120rpm，攪拌時間為3～8分鐘，制備成均勻的混合物。
所述擠出造粒是通過雙螺桿擠出機完成的，擠出機的轉(zhuǎn)速為150～300rpm，擠出機各個工作區(qū)段的溫度范圍為一區(qū)160～180℃、二區(qū)170～190℃，三區(qū)180～210℃、四區(qū)190～220℃、五區(qū)200～230℃。
本發(fā)明的聚1-丁烯的導(dǎo)熱性能得到明顯改善。當(dāng)作為導(dǎo)熱填料的化學(xué)鍵接聚1-丁烯長鏈的石墨烯的添加量為0.3～15wt％時，導(dǎo)熱系數(shù)最高可達(dá)到4.25w/mk。
具體實施方式
實施例1：
選用化學(xué)鍵接有聚1-丁烯長鏈的石墨烯作為導(dǎo)熱填料，稱取質(zhì)量30g。再依次稱取10kg聚1-丁烯、2g環(huán)乙基-β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯)丙酸酯、2g三烷基硫代亞磷酸酯、2g2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體、8g硫代二丙酸酯聚酯、25g甘油單油酯。將上述原料加入到高速混合機中，設(shè)置轉(zhuǎn)速為80rpm，攪拌8分鐘，制備成均勻的混合物。
將上述混合好的原料加入雙螺桿擠出機中進行熔融共混擠出造粒，擠出轉(zhuǎn)速為300rpm，雙螺桿擠出機各個工作區(qū)段的溫度設(shè)置分別為170℃、180℃、190℃、200℃、210℃，擠出后經(jīng)水冷、造粒得到導(dǎo)熱型聚1-丁烯。
通過上述方法制備的導(dǎo)熱型聚1-丁烯樣品，通過瞬態(tài)熱線法進行導(dǎo)熱系數(shù)測試，結(jié)果顯示，相比于空白組樣品，實驗組樣品的導(dǎo)熱系數(shù)從0.22w/mk提高到0.59w/mk。
實施例2：
選用化學(xué)鍵接有聚1-丁烯長鏈的石墨烯作為導(dǎo)熱填料，稱取質(zhì)量1.5kg。再依次稱取10kg聚1-丁烯、50g環(huán)乙基-β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯)丙酸酯、10g三烷基硫代亞磷酸酯、50g2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體、50g硫代二丙酸酯聚酯、20g甘油單油酯將上述原料加入到高速混合機中，設(shè)置轉(zhuǎn)速為120rpm，攪拌3分鐘，制備成均勻的混合物。
將上述混合好的粒料加入雙螺桿擠出機中進行熔融共混擠出造粒，擠出轉(zhuǎn)速為240rpm，雙螺桿擠出機各個工作區(qū)段的溫度設(shè)置分別為180℃、190℃、210℃、220℃、230℃，擠出后經(jīng)水冷、造粒得到導(dǎo)熱型聚1-丁烯。
通過上述方法制備的導(dǎo)熱型聚1-丁烯樣品，通過瞬態(tài)熱線法進行導(dǎo)熱系數(shù)測試，結(jié)果顯示，相比于空白組樣品，實驗組樣品的導(dǎo)熱系數(shù)從0.22w/mk提高到4.25w/mk。
實施例3：
選用化學(xué)鍵接有聚1-丁烯長鏈的石墨烯作為導(dǎo)熱填料，稱取質(zhì)量0.9kg。再依次稱取10kg聚1-丁烯、10g環(huán)乙基-β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯)丙酸酯、30g三烷基硫代亞磷酸酯、8g2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體、2g硫代二丙酸酯聚酯、40g甘油單油酯將上述原料加入到高速混合機中，設(shè)置轉(zhuǎn)速為100rpm，攪拌5分鐘，制備成均勻的混合物。
將上述混合好的粒料加入雙螺桿擠出機中進行熔融共混擠出造粒，擠出轉(zhuǎn)速為150rpm，雙螺桿擠出機各個工作區(qū)段的溫度設(shè)置分別為160℃、170℃、180℃、190℃、200℃，擠出后經(jīng)水冷、造粒得到導(dǎo)熱型聚1-丁烯。
通過上述方法制備的導(dǎo)熱型聚1-丁烯樣品，通過瞬態(tài)熱線法進行導(dǎo)熱系數(shù)測試，結(jié)果顯示，相比于空白組樣品，實驗組樣品的導(dǎo)熱系數(shù)從0.22w/mk提高到2.20w/mk。
以上對本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，以上實施例只能用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費創(chuàng)造性勞動的等同替換均落入本發(fā)明的保護范圍。
本發(fā)明公開和提出的一種導(dǎo)熱型聚1-丁烯及其制備方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改變條件路線等環(huán)節(jié)實現(xiàn)，盡管本發(fā)明的方法和制備技術(shù)已通過較佳實施例子進行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的方法和技術(shù)路線進行改動或重新組合，來實現(xiàn)最終的制備技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。