CN109181061B - 一种基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材及其制备方法，属于微发泡板材技术领域，其包括微发泡层与面层；所述面层由面层材料制成，面层材料包括以下原料：石墨烯、聚碳酸酯、碳酸钙、无机纤维、有机纤维、聚乙烯树脂、酚醛树脂、乙烯基三乙氧基硅烷、甲酸钠、二盐基亚磷酸铅、SBS苯乙烯类热塑性弹性体、阻燃填料、刚玉粉、膨润土、生滑石粉、乙烯基酯胶泥、增容剂、碳化硅、紫外线阻隔剂；所述微发泡层包括以下原料：面层材料、轻质碳酸钙、发泡剂。本发明的微发泡聚乙烯科技板材具有优异的耐高温、耐酸碱、耐老化等性能，而且能够在高温高湿条件下维持优异的力学性能。

Description

一种基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及微发泡板材技术领域，特别涉及一种基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材及其制备方法。

【背景技术】

聚乙烯凭借其优良的力学性能、耐低温性能、化学稳定性和耐酸碱腐蚀性成为世界上产量最大以及应用最为广泛的合成塑料之一。目前，随着各大海绵城市建筑装饰材料的种类、数量需求量的不断扩大，建筑装饰材料安全技术系数指标愈加受到人们的重视。随着市场的发展，建筑装饰材料在使用过程中因为其性能不稳定产生对人体有危害的气体，通常通过房屋通风、使用吸附剂、使用无有害气体的无机材料等措施进行改善，但是效果不理想。另外，目前建筑材料使用的无机材料存在自重大，加工异型空间范围小，样式种类少等缺陷。

石墨烯是一种由单层碳原子组成的平面二维结构，碳原子4个价电子中的3个以sp2杂化的形式与最近邻三个碳原子形成平面正六边形连接的蜂巢结构，另一个垂直于碳原子平面的σz轨道电子在晶格平面两侧如苯环一样形成高度巡游的大π键。这种二元化的电子价键结构决定了石墨烯独特而丰富的性能：sp2键有高的强度和稳定性，这使其组成的平面六角晶格有极高的强度、稳定性和延展性。张晓华等(材料科学与工艺，2016，24(5)：85-90)采用溶液共混法制备超高分子量聚乙烯和石墨烯纳米复合材料，以提高材料的热稳定性。缺点：反应温度高，反应程度过于激烈，容易发生反应不完全的问题，且上述研究均没有解决在高温高湿、高辐射的极端条件下聚乙烯材料的力学性能急剧降低的问题。因此，研究一种能够有效控制反应程度、且能够在高温高湿极端条件下保持稳定力学性能的聚乙烯板材，对于拓展聚乙烯板材的使用范围具有深远的研究意义。

目前，使用聚乙烯制备装饰板材，制备过程多采用混炼后挤出/注塑成型或者熔融后定型的技术手段，容易产生物料团聚、相容性差的问题，导致制成的板材在使用过程中出现性能不稳定的情况。同时，聚乙烯对环境应力，尤其是化学和机械作用比较单一、数据偏低，耐热老化性差，耐酸碱性不理想，不能使用于实验室等特殊场合，限制了聚乙烯板材的应用范围。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明目的在于提供一种具有优异的耐高温性、耐酸碱、耐老化性能，能使用于苛刻环境，符合建筑装饰材料的条件、满足个性化设计的需求、可进行多种个性化异型加工、适用于建筑装饰材料领域的基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材及其制备方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材，其包括面层与微发泡层；所述面层由面层材料制成，所述面层材料按重量份数计，包括以下原料：石墨烯0.05-10份、聚碳酸酯1-45份、碳酸钙10-50份、无机纤维3-15份、有机纤维3-15份、聚乙烯树脂80-200份、酚醛树脂30-120份、乙烯基三乙氧基硅烷50-70份、甲酸钠0.5-2份、二盐基亚磷酸铅1-3份、SBS苯乙烯类热塑性弹性体10-40份、阻燃填料1-20份、刚玉粉5-45份、膨润土1-5份、生滑石粉1-5份、乙烯基酯胶泥3-10份、增容剂3-20份、碳化硅2-8份，紫外线阻隔剂1-5份；

所述微发泡层按重量份数计，包括以下原料：面层材料40-70份、轻质碳酸钙30-50份、发泡剂1-15份。

进一步的，所述基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材，其包括面层与微发泡层；所述面层由面层材料制成，所述面层材料按重量份数计，包括以下原料：石墨烯0.05-10份、聚碳酸酯1-45份、碳酸钙10-50份、无机纤维3-15份、有机纤维3-15份、稻壳粉10-20份、聚乙烯树脂80-200份、醇酸树脂20-50份、乙烯基三乙氧基硅烷50-70份、甲酸钠0.5-2份、二盐基亚磷酸铅1-3份、SBS苯乙烯类热塑性弹性10-40份、阻燃填料1-20份、干性聚四氟乙烯润滑剂CRC 03044 2-5份、膨润土1-5份、生滑石粉1-5份、乙烯基酯胶泥3-10份、增容剂3-20份、碳化硅2-8份、紫外线阻隔剂1-5份；在配方中加入的稻壳粉，具有轻质、填充效果好、增加板材外观美感等特点，但是通常情况下，稻壳粉不用于制作聚乙烯板材，一方面因为加工性能较差，另一方面因为如果工艺选择不当容易出现变质、失去光泽、吸水、板材力学性能不够、不耐高温等情况。对于加工性能差，本发明加入的干性聚四氟乙烯润滑剂CRC 03044能很好的解决这个问题。另外，本发明根据稻壳粉的性能，通过本发明各组分的相互配合，能够在稻壳粉表面形成包覆保护膜，制得的板材仍然具有很好的耐热、耐高温性；通过各组分的相互作用，既能很好的提高聚乙烯板材的撕裂强度、磨擦强度和防污性，保证聚乙烯发泡板不容易降解，又能提高光泽度及防水性能；

所述微发泡层按重量份数计，包括以下原料：面层材料40-70份、轻质碳酸钙30-50份、发泡剂1-15份。

进一步的，所述面层材料还包括碳/碳复合材料，按面层材料配方的重量份数计，所述碳/碳复合材料的加入量为5-25份。

进一步的，所述增容剂为马来酸酐、PE-g-ST、PP-g-ST、PE-g-MAH、PP-g-MAH、ABS-g-MAH中的一种或几种。

进一步的，所述有机纤维为木质纤维、秸秆纤维、超高分子量聚乙烯纤维、粘胶纤维、PBI纤维、PBO纤维中的一种或几种。

进一步的，所述无机纤维为玄武岩纤维、花岗岩纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维中的任一种或多种。

进一步的，所述醇酸树脂为苯乙烯改性醇酸树脂、丙烯酸改性醇酸树脂、有机硅改性醇酸树脂、异氰酸酯改性醇酸树脂、二聚酸改性醇酸树脂的一种或多种。

进一步的，所述的阻燃填料按重量份数计，包括以下原料：岩棉10-20份，云母粉5-10份，玻化微珠5-10份，蒙脱土5-10份，碳纳米管粉末3-8份，聚丙烯50-70份。

进一步的，所述的发泡剂为碳酸氢钠、碳酸钙、碳酸镁、亚硝基化合物、偶氮化合物、磺酰肼化合物中的一种或多种。

进一步的，所述紫外线阻隔剂是由紫外线吸收剂UV-326与紫外光猝灭剂AM-101以质量比为3-5：1组成。

进一步的，所述聚乙烯树脂经如下处理得到：取LDPE树脂、MDPE树脂和HDPE树脂混合得到混合树脂，使用热熔法将混合树脂熔融，加入四乙二醇二甲基丙烯酸酯，混合均匀后，通过蠕动泵泵入高压电脉冲装置中，在电脉冲频率为150-200Hz、电场强度为20-30kv条件下，经高压电脉冲处理15-20s，即可；所述LDPE树脂、MDPE树脂、HDPE树脂、四乙二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为20-30：7-10：1-2：0.01-0.03。本发明的聚乙烯树脂是选取LDPE树脂、MDPE树脂和HDPE树脂混合后，进行电磁脉冲处理再使用，通过不同密度的聚乙烯树脂结合，经过一定的脉冲处理后，能够大大提高聚乙烯树脂的性能，其在耐高温、耐老化性、耐脆化性等方面均得到了很好的提高，并且经过处理后，能够更好的与本发明加入的石墨烯融合并协作增效，使各原料相容的更好，制成的板材性能更稳定，在制备处理过程加入的四乙二醇二甲基丙烯酸酯具有很好的增效作用。

所述的基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材的制备方法，包括以下步骤：

(1)、按照配方准确称取聚乙烯树脂和石墨烯，将聚乙烯树脂放入高压反应釜中，升温至205℃，然后往聚乙烯树脂熔融体中通入正戊烷气体，使高压反应釜的压力达3.37MPa，启动搅拌装置，以200r/min的速度进行搅拌，同时加入石墨烯，搅拌3-5min后，得到预处理材料；

(2)、在220-280℃温度环境下，将聚碳酸酯熔融，然后控制高压反应釜转速为50-100r/min，压力为50-150MPa，喷出聚碳酸酯与预处理材料混合均匀，冷却后切割成粒，得到预处理混合材料；

(3)、按面层材料的原料配方准确称重除聚乙烯、石墨烯和聚碳酸酯以外的原料，并和步骤(2)制得的预处理混合材料混合均匀，得到面层混合料，取面层混合料总重量的40％控制在60-80℃，为初混合料，将初混合料再与剩余的面层混合料在80-110℃下混合均匀，挤出成型、压制成片，得到面层材料；

(4)、按照步骤(1)-(3)的方法制备面层材料，并将面层材料加热至液态，在加热混合装置中将液态面层材料、轻质碳酸钙、发泡剂按照微发泡层的配方比例依次加入，在转速为100r/min，温度为100-120℃下混合均匀，挤出成型、压制成片，得到微发泡层配方混合料；

(5)、将步骤(3)制得的面层材料浸入有机酸水溶液中，升温至50-60℃，浸泡1-2min，取出转入电子束辐照装置，利用电子束辐照装置产生的高能电子束辐射，辐射过程中高能射线吸收剂量为5-10kGy，然后将面层材料取出并清洗干净后，放入成型机中，同时放入步骤(4)制得的微发泡层配方混合料，中间层为微发泡层配方混合料(作为微发泡层)，上层和下层均为面层材料(作为面层)，经过挤出/加热、牵引、冷却成型、切割、标记和清理工序后，得到基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材成品。

进一步的，步骤(5)所述的挤出/加热的温度为190-230℃，冷却成型的温度为45-60℃。

进一步的，所述有机酸水溶液的制备方法包括如下步骤：按重量份数取以下原料，糖蜜50-70份、苦草40-60份、苹果渣80-100份、葡萄皮30-50份、黑曲霉孢子粉0.3-0.5份、水1000-1200份；将以上原料混合均匀，密封静置15-20天，过滤除去滤渣即可得到有机酸水溶液。本发明采用酸浸处理的技术手段，使混合料受到进一步活化，便于后续的电子束辐照处理的进行。在有机酸水溶液方面的选择，如果采用常用的有机酸溶液进行酸浸，则存在以下方面的缺陷：首先，有机酸价格较昂贵，增加了生产成本；其次，部分有机酸较难降解，直接排放会对环境产生一定影响；第三，常用的有机酸相对来说腐蚀性较强，技术人员调配不便；第四，常用的有机酸溶液酸性不够温和，浸泡后面层材料会发生一定程度的反应，降低板材的最终力学性能。而本发明自制的有机酸水溶液，能够解决上述问题。本发明的有机酸水溶液使用的糖蜜是糖加工的副产物，廉价易得；苹果渣、葡萄皮均是果汁加工的废弃物，能够回收利用资源，并且二者本身含有较多的有机酸；苦草为多年生无茎沉水草本，生于溪沟、河流等环境之中，含大量有机酸如对羟基苯甲酸、3-甲氧基-4-羟基苯丙酸、乳酸、柠檬酸等。通过糖蜜、苦草、苹果渣、葡萄皮和黑曲霉孢子粉的发酵处理，不仅操作十分方便，而且得到的有机酸溶液绿色无污染，使用后可直接排放或者回收利用，可以用于浇施喜酸作物。

部分原料的功能介绍如下：

醇酸树脂，附着力强，保色保光，能够提高板材的韧性，耐磨性、耐候性和绝缘性等，具有良好的混溶性和提高物理或化学性能。在本发明中作为主体材料，能与聚乙烯树脂合成改性，形成高度网状聚合物，提高板材性能。但是醇酸树脂的耐水性差，不耐碱，防湿热、防霉菌不优异，因此需要配合其他原料如石墨烯、乙烯基酯胶泥、碳/碳复合材料等进行使用。

SBS苯乙烯类热塑性弹性体，可以和水、弱酸、碱等接触，具有优良的稳定性和耐久性，表面摩擦系数大，加工性能好等特性，在本发明中可以提高板材的拉伸强度和加工性能。

乙烯基三乙氧基硅烷，与聚乙烯树脂、醇酸树脂形成发生化学交联反应，促进各组分之间相互吸附、扩散、渗透，最后融合到一起，从而产生强度大、稳定的化学粘结，制备形成的板材具有很高的抗拉强度。

干性聚四氟乙烯润滑剂CRC 03044，是一种润滑喷雾剂，一般于润滑升降机、滑轮、铰链、轨道、输送带、包装机械等，具有减少摩擦和磨损，防污，防水，防腐蚀，耐高温等性能。在本发明中用于增加板材的润滑性，比常用的润滑剂如硬脂酸、石蜡等性能更好，更利于材料的成型加工，成型的板材具有更优异的性能。配合膨润土和生滑石粉使用，加工效果更好。

二盐基亚磷酸铅，在本发明中使用具有提高聚乙烯树脂的稳定性和加工性能，保证加工成型后的板材不容易降解，性能稳定，同时能够提高板材光泽度和防水性能。

甲酸钠，在本发明中用于弥补聚乙烯热稳定性差的缺点，提高板材的热稳定性。

玄武岩纤维，在本发明中用作阻燃剂和填料。

碳/碳复合材料是碳纤维及其织物增强的碳基体复合材料。在本发明中使用能够提高板材的强度、摩擦性能、抗热冲击性能、耐高温性、耐磨性、耐酸碱盐、拉伸强度、断裂韧性等，并且其密度低，能减轻板材的重量。

本发明的聚乙烯科技板材是由上下层的面层和中间层的微发泡层组成，中间的微发泡层不仅能减轻板材密度，而且微发泡层的物质成分属于无机材料，可以有效的防虫、白蚁、霉变等，在一定程度上也可以保持、提高板材的韧性；上下两个面层材料可以增加装饰性，颜色多样性等，还可以适当的包裹保护住中间的微发泡层。

目前，实木地板因其花纹自然，脚感舒适等特点，作为家装受到越来越多人喜欢，但是实木地板存在易霉变、易吸水、不好清洁、易受虫害、施工不够方便(要提前打磨、抛光、上漆等处理)、易变形等缺点。本发明制得的聚乙烯科技板材可使用于地板装饰，与传统的实木板材相比，其不会受潮、吸水、霉变，因所用材料的特殊性，不会受到白蚁等虫害，还可以做成大规格成品可以直接拼接使用，节省人工、原材料耗费等，本发明的板材安装完成后可以直接用拖把、拖布直接清洁，更简单方便。另外，本发明制得的科技板材的面层材料具有很高的观赏性，使用者容易接受。

本发明具有以下有益效果：

1.本发明制备而成的基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材具有优异的耐高温性、耐酸碱、耐老化、防辐射性，而且能够在高温高湿高辐射条件下维持优异的力学性能。基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材中的碳/碳复合材料、玄武岩纤维本身具有很好的耐高温性能，与聚乙烯树脂形成高度网状聚合物，提高板材的耐高温性；高度网状聚合物再结合石墨烯的高比表面积和高吸附力的特点，使高度网状聚合物上能够牢固粘附碳/碳复合材料、玄武岩纤维等原材料，增强了各个原料之间的作用力，形成板材优异的力学性能。本发明先将聚乙烯升温，使聚乙烯处于熔融状态，然后往聚乙烯熔融体中通入正戊烷气体，不仅提高相容性，还能适用高辐射，并使正戊烷气体处于超临界状态，石墨烯跟随正戊烷的气体的扩散而高速流动，高效分散在聚乙烯熔融体中，提高石墨烯和聚乙烯的相容性。

2.本发明的板材具有很好的耐酸碱性能，能够使用于恶劣的环境中，比如实验室、化工车间等。本发明加入的乙烯基酯胶泥具有良好的耐酸碱性、耐盐性，复配的碳化硅，是一种高温强度高、耐磨性好，耐酸耐碱，硬度高且化学稳定性好的无机非金属材料，碳化硅能够与乙烯基酯胶泥很好的融合并且能辅助增效，在具有耐酸耐碱性能的情况下能使板材结构紧密，使其具有高的机械强度以及很好的耐磨性。经试验，本发明制得的聚乙烯板材经过质量分数为10％的酸/碱溶液浸泡48小时后，外观无变化，并且其拉伸屈服强度和拉伸断裂强度基本无变化。

3.本发明的制备方法的工序简单、质量可控、生产效率高。本发明先采用将配方原料总重量的40％进行预加热处理，然后再与剩余的配方原料进行混合加工，使原料内部的结构受到活化，便于后续的加工成型。

本发明使用电子束辐照装置(即电子加速器)对酸浸后的材料进行辐照，面层材料经过酸浸后得到活化，再使用电子束进行辐照，通过电位场中的带电粒子加速轰击材料中的各原料，使各个原料能够更充分反应，促进高度网状聚合物的生成，进而提高板材的强度及稳定性。经发明人试验，使用本发明自制的有机酸水溶液配合电子束辐照，比使用常用的有机酸水溶液，效果更好。

4.在聚乙烯板材的使用过程中，板材会出现老化现象。本发明在研究过程中，通过试验发现，紫外光对与板材的老化产生巨大影响。本发明加入的紫外线阻隔剂，由一定比例的紫外线吸收剂和紫外光猝灭剂组成，紫外线吸收剂UV-326，性能稳定，并且不会被浓碱、浓酸分解，在本发明酸浸过程不影响其性能，UV-326能够吸收常见的270～280nm波长的紫外线；紫外光猝灭剂AM-101，主要是通过分子间的作用把能量转移，能够在瞬间把受到紫外光照射后的激发态分子的激发能转移，避免板材的光氧老化。UV-326和AM-101各自具有不同的作用机理，两者合并使用，可以取长补短，能显著提高使用效果，UV-326不能把所有的有害紫外线全部吸收掉，经试验，AM-101可消除这部分未被吸收的紫外线对板材的破坏。UV-326和AM-101再配合原料中的二盐基亚磷酸铅使用，在抗氧化的同时屏蔽紫外线，能够确保制成的板材性能稳定，耐候性优异。

5.本发明的微发泡聚乙烯科技板材在成型时，会根据使用对象增加铆扣接头(卡扣式的铆扣)，本发明在配方中加入的有机纤维和无机纤维能够有效增加板材对螺丝的咬合，从而提高悬挂力，在板材进行安装时，更容易固定，并且能够持续保持板材安装固定后的稳定性。

【附图说明】

图1为本发明的悬挂性能试验中板材的试验点设置示意图。

【具体实施方式】

实施例1：

一种基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材，其包括面层与微发泡层；所述面层由面层材料制成，所述面层材料按重量份数计，包括以下原料：石墨烯2份、聚碳酸酯15份、碳酸钙25份、无机纤维10份、有机纤维10份、稻壳粉15份、聚乙烯树脂110份、醇酸树脂30份、乙烯基三乙氧基硅烷60份、甲酸钠1份、二盐基亚磷酸铅2份、SBS苯乙烯类热塑性弹性20份、阻燃填料8份、碳/碳复合材料10份、增容剂10份、干性聚四氟乙烯润滑剂CRC 030443份、膨润土2份、生滑石粉3份、乙烯基酯胶泥5份、碳化硅5份，紫外线阻隔剂2份；

所述微发泡层按重量份数计，包括以下原料：面层材料50份、轻质碳酸钙40份、发泡剂10份。

所述增容剂由相同重量的马来酸酐、PE-g-ST和ABS-g-MAH混合而成。

所述有机纤维由相同重量的超高分子量聚乙烯纤维和PBO纤维混合而成。

所述无机纤维为玄武岩纤维。

所述醇酸树脂由相同质量的苯乙烯改性醇酸树脂和丙烯酸改性醇酸树脂混合而成。

所述的阻燃填料按重量份数计，包括以下原料：岩棉15份，云母粉7份，玻化微珠8份，蒙脱土6份，碳纳米管粉末5份，聚丙烯60份。

所述的发泡剂由相同质量的碳酸氢钠、碳酸镁、亚硝基化合物混合而成。

所述紫外线阻隔剂是由紫外线吸收剂UV-326与紫外光猝灭剂AM-101以质量比为4：1组成。

前期准备：

聚乙烯树脂的制备：按质量比为25：8：1.5：0.02依次称取LDPE树脂、MDPE树脂、HDPE树脂、四乙二醇二甲基丙烯酸酯，然后取LDPE树脂、MDPE树脂和HDPE树脂混合得到混合树脂，使用热熔法将混合树脂熔融，加入四乙二醇二甲基丙烯酸酯，混合均匀后，通过蠕动泵泵入高压电脉冲装置中，在电脉冲频率为180Hz、电场强度为25kv条件下，经高压电脉冲处理18s，即可得到聚乙烯树脂。

有机酸水溶液的制备：按重量份数取以下原料，糖蜜60份、苦草50份、苹果渣90份、葡萄皮40份、黑曲霉孢子粉0.4份、水1100份；将以上原料混合均匀，密封静置18天，过滤除去滤渣即可得到有机酸水溶液。

所述的基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材的制备方法，包括以下步骤：

(1)、按照配方准确称取聚乙烯树脂和石墨烯，将聚乙烯树脂放入高压反应釜中，升温至205℃，然后往聚乙烯树脂熔融体中通入正戊烷气体，使高压反应釜的压力达3.37MPa，启动搅拌装置，以200r/min的速度进行搅拌，同时加入石墨烯，搅拌4min后，得到预处理材料；

(2)、在250℃温度环境下，将聚碳酸酯熔融，然后控制高压反应釜转速为80r/min，压力100MPa，喷出聚碳酸酯与预处理材料混合均匀，冷却后切割成粒，得到预处理混合材料；

(3)、按面层材料的原料配方准确称重除聚乙烯、石墨烯和聚碳酸酯以外的原料，并和步骤(2)制得的预处理混合材料混合均匀，得到面层混合料，取面层混合料总重量的40％控制在70℃，为初混合料，将初混合料再与剩余的面层混合料在90℃下混合均匀，挤出成型、压制成片，得到面层材料；

(4)、按照步骤(1)-(3)的方法制备面层材料，并将面层材料加热至液态，在加热混合装置中将液态面层材料、轻质碳酸钙、发泡剂按照微发泡层的配方比例依次加入，在转速为100r/min，温度为110℃下混合均匀，挤出成型、压制成片，得到微发泡层配方混合料；

(5)、将步骤(3)制得的面层材料浸入有机酸水溶液中，升温至55℃，浸泡1.5min，取出转入电子束辐照装置，利用电子束辐照装置产生的高能电子束辐射，辐射过程中高能射线吸收剂量为8kGy，然后将面层材料取出并清洗干净后，放入成型机中，同时放入步骤(4)制得的微发泡层配方混合料，中间层为微发泡层配方混合料，上层和下层均为面层材料，经过挤出/加热、牵引、冷却成型、切割、标记和清理工序后，得到基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材成品。

实施例2：

一种基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材，其包括面层与微发泡层；所述面层由面层材料制成，所述面层材料按重量份数计，包括以下原料：石墨烯5份、聚碳酸酯25份、碳酸钙400份、无机纤维12份、有机纤维13份、稻壳粉17份、聚乙烯树脂180份、醇酸树脂40份、乙烯基三乙氧基硅烷65份、甲酸钠1.5份、二盐基亚磷酸铅2.5份、SBS苯乙烯类热塑性弹性30份、阻燃填料15份、碳/碳复合材料20份、增容剂6份、干性聚四氟乙烯润滑剂CRC 03044 4份、膨润土3份、生滑石粉4份、乙烯基酯胶泥8份、碳化硅6份，紫外线阻隔剂3份；

所述微发泡层按重量份数计，包括以下原料：面层材料60份、轻质碳酸钙45份、发泡剂11份。

所述增容剂为PE-g-MAH。

所述有机纤维为木质纤维。

所述无机纤维为玄武岩纤维。

所述醇酸树脂由相同质量的异氰酸酯改性醇酸树脂和二聚酸改性醇酸树脂的混合而成。

所述的阻燃填料按重量份数计，包括以下原料：岩棉18份，云母粉7份，玻化微珠9份，蒙脱土7份，碳纳米管粉末7份，聚丙烯65份。

所述的发泡剂由相同质量的碳酸氢钠、亚硝基化合物、偶氮化合物混合而成。

所述紫外线阻隔剂是由紫外线吸收剂UV-326与紫外光猝灭剂AM-101以质量比为4.5：1组成。

前期准备：

聚乙烯树脂的制备：按质量比为28：9：2：0.03依次称取LDPE树脂、MDPE树脂和HDPE树脂混合得到混合树脂，使用热熔法将混合树脂熔融，加入四乙二醇二甲基丙烯酸酯，混合均匀后，通过蠕动泵泵入高压电脉冲装置中，在电脉冲频率为170Hz、电场强度为25kv条件下，经高压电脉冲处理16s，即可的都聚乙烯树脂。

有机酸水溶液的制备：按重量份数取以下原料，糖蜜65份、苦草56份、苹果渣95份、葡萄皮45份、黑曲霉孢子粉0.4份、水1150份；将以上原料混合均匀，密封静置19天，过滤除去滤渣即可得到有机酸水溶液。

所述的基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材的制备方法，包括以下步骤：

(1)、按照配方准确称取聚乙烯树脂和石墨烯，将聚乙烯树脂放入高压反应釜中，升温至205℃，然后往聚乙烯树脂熔融体中通入正戊烷气体，使高压反应釜的压力达3.37MPa，启动搅拌装置，以200r/min的速度进行搅拌，同时加入石墨烯，搅拌3min后，得到预处理材料；

(2)、在220℃温度环境下，将聚碳酸酯熔融，然后控制高压反应釜转速为50r/min，压力50MPa，喷出聚碳酸酯与预处理材料混合均匀，冷却后切割成粒，得到预处理混合材料；

(3)、按面层材料的原料配方准确称重除聚乙烯、石墨烯和聚碳酸酯以外的原料，并和步骤(2)制得的预处理混合材料混合均匀，得到面层混合料，取面层混合料总重量的40％控制在60℃，为初混合料，将初混合料再与剩余的面层混合料在80℃下混合均匀，挤出成型、压制成片，得到面层材料；

(4)、按照步骤(1)-(3)的方法制备面层材料，并将面层材料加热至液态，在加热混合装置中将液态面层材料、轻质碳酸钙、发泡剂按照微发泡层的配方比例依次加入，在转速为100r/min，温度为100℃下混合均匀，挤出成型、压制成片，得到微发泡层配方混合料；

(5)、将步骤(3)制得的面层材料浸入有机酸水溶液中，升温至50℃，浸泡2min，取出转入电子束辐照装置，利用电子束辐照装置产生的高能电子束辐射，辐射过程中高能射线吸收剂量为5kGy，然后将面层材料取出并清洗干净后，放入成型机中，同时放入步骤(4)制得的微发泡层配方混合料，中间层为微发泡层配方混合料，上层和下层均为面层材料，经过挤出/加热、牵引、冷却成型、切割、标记和清理工序后，得到基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材成品。

实施例3：

一种基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材，其包括面层与微发泡层；所述面层由面层材料制成，所述面层材料按重量份数计，包括以下原料：石墨烯0.09份、聚碳酸酯10份、碳酸钙15份、无机纤维8份、有机纤维3-15份、稻壳粉13份、聚乙烯树脂90份、苯乙烯改性醇酸树脂25份、乙烯基三乙氧基硅烷55份、甲酸钠0.8份、二盐基亚磷酸铅2份、SBS苯乙烯类热塑性弹性15份、阻燃填料9份、碳/碳复合材料10份、增容剂13份、干性聚四氟乙烯润滑剂CRC03044 3份、膨润土2份、生滑石粉3份、乙烯基酯胶泥5份、碳化硅4份，紫外线阻隔剂3份；

所述微发泡层按重量份数计，包括以下原料：面层材料45份、轻质碳酸钙35份、发泡剂7份。

所述增容剂由相同重量的PP-g-ST、PE-g-MAH、PP-g-MAH组成。

所述有机纤维由相同重量的秸秆纤维与粘胶纤维、PBI纤维组成。

所述无机纤维为玄武岩纤维。

所述的阻燃填料按重量份数计，包括以下原料：岩棉13份，云母粉7份，玻化微珠6份，蒙脱土7份，碳纳米管粉末5份，聚丙烯55份。

所述的醇酸树脂为苯乙烯改性醇酸树脂。

所述的发泡剂为碳酸氢钠。

所述紫外线阻隔剂是由紫外线吸收剂UV-326与紫外光猝灭剂AM-101以质量比为3.5：1组成。

前期准备：

聚乙烯树脂的制备：按质量比为22：8：1：0.01取LDPE树脂、MDPE树脂和HDPE树脂混合得到混合树脂，使用热熔法将混合树脂熔融，加入四乙二醇二甲基丙烯酸酯，混合均匀后，通过蠕动泵泵入高压电脉冲装置中，在电脉冲频率为160Hz、电场强度为25kv条件下，经高压电脉冲处理17s，即可得到聚乙烯树脂。

有机酸水溶液的制备：按重量份数取以下原料，糖蜜55份、苦草45份、苹果渣85份、葡萄皮35份、黑曲霉孢子粉0.4份、水1050份；将以上原料混合均匀，密封静置16天，过滤除去滤渣即可得到有机酸水溶液。

所述的基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材的制备方法，包括以下步骤：

(1)、按照配方准确称取聚乙烯树脂和石墨烯，将聚乙烯树脂放入高压反应釜中，升温至205℃，然后往聚乙烯树脂熔融体中通入正戊烷气体，使高压反应釜的压力达3.37MPa，启动搅拌装置，以200r/min的速度进行搅拌，同时加入石墨烯，搅拌5min后，得到预处理材料；

(2)、在280℃温度环境下，将聚碳酸酯熔融，然后控制高压反应釜转速为100r/min，压力为150MPa，喷出聚碳酸酯与预处理材料混合均匀，冷却后切割成粒，得到预处理混合材料；

(3)、按面层材料的原料配方准确称重除聚乙烯、石墨烯和聚碳酸酯以外的原料，并和步骤(2)制得的预处理混合材料混合均匀，得到面层混合料，取面层混合料总重量的40％控制在80℃，为初混合料，将初混合料再与剩余的面层混合料在110℃下混合均匀，挤出成型、压制成片，得到面层材料；

(4)、按照步骤(1)-(3)的方法制备面层材料，并将面层材料加热至液态，在加热混合装置中将液态面层材料、轻质碳酸钙、发泡剂按照微发泡层的配方比例依次加入，在转速为100r/min，温度为120℃下混合均匀，挤出成型、压制成片，得到微发泡层配方混合料；

(5)、将步骤(3)制得的面层材料浸入有机酸水溶液中，升温至60℃，浸泡1min，取出转入电子束辐照装置，利用电子束辐照装置产生的高能电子束辐射，辐射过程中高能射线吸收剂量为10kGy，然后将面层材料取出并清洗干净后，放入成型机中，同时放入步骤(4)制得的微发泡层配方混合料，中间层为微发泡层配方混合料，上层和下层均为面层材料，经过挤出/加热、牵引、冷却成型、切割、标记和清理工序后，得到基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材成品。

实施例4：

一种基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材，其包括面层与微发泡层；所述面层由面层材料制成，所述面层材料按重量份数计，包括以下原料：石墨烯0.05份、聚碳酸酯1份、碳酸钙10份、无机纤维3份、有机纤维3份、聚乙烯树脂80份、酚醛树脂30份、乙烯基三乙氧基硅烷50份、甲酸钠0.5份、二盐基亚磷酸铅1份、SBS苯乙烯类热塑性弹性体10份、阻燃填料1份、刚玉粉5份、碳/碳复合材料5份、膨润土1份、生滑石粉1份、乙烯基酯胶泥3-份、增容剂3份、碳化硅2份，紫外线阻隔剂1份；

所述微发泡层按重量份数计，包括以下原料：面层材料40份、轻质碳酸钙30份、发泡剂1份。

所述的阻燃填料按重量份数计，包括以下原料：岩棉10份，云母粉5份，玻化微珠5份，蒙脱土5份，碳纳米管粉末3份，聚丙烯50份。

所述的发泡剂为偶氮化合物。

所述紫外线阻隔剂是由紫外线吸收剂UV-326与紫外光猝灭剂AM-101以质量比为3：1组成。

所述增容剂为PE-g-MAH。

所述有机纤维为木质纤维。

所述无机纤维为花岗岩纤维。

前期准备：

聚乙烯树脂经如下处理得到：取LDPE树脂、MDPE树脂和HDPE树脂混合得到混合树脂，使用热熔法将混合树脂熔融，加入四乙二醇二甲基丙烯酸酯，混合均匀后，通过蠕动泵泵入高压电脉冲装置中，在电脉冲频率为150Hz、电场强度为20kv条件下，经高压电脉冲处理20s，即可；所述LDPE树脂、MDPE树脂、HDPE树脂、四乙二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为20：7：1：0.01。

有机酸水溶液的制备：按重量份数取以下原料，糖蜜50份、苦草40份、苹果渣80份、葡萄皮30份、黑曲霉孢子粉0.3份、水1000份；将以上原料混合均匀，密封静置15天，过滤除去滤渣即可得到有机酸水溶液。

基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材的制备方法，与实施例1相同。

实施例5：

一种基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材，其包括面层与微发泡层；所述面层由面层材料制成，所述面层材料按重量份数计，包括以下原料：石墨烯10份、聚碳酸酯45份、碳酸钙50份、无机纤维15份、有机纤维15份、聚乙烯树脂200份、酚醛树脂120份、乙烯基三乙氧基硅烷70份、甲酸钠2份、二盐基亚磷酸铅3份、SBS苯乙烯类热塑性弹性体40份、阻燃填料20份、刚玉粉45份、碳/碳复合材料25份、膨润土5份、生滑石粉5份、乙烯基酯胶泥10份、增容剂20份、碳化硅8份，紫外线阻隔剂5份；

所述微发泡层按重量份数计，包括以下原料：面层材料70份、轻质碳酸钙50份、发泡剂15份。

所述的阻燃填料按重量份数计，包括以下原料：岩棉20份，云母粉10份，玻化微珠10份，蒙脱土10份，碳纳米管粉末8份，聚丙烯70份。

所述的发泡剂为亚硝基化合物。

所述增容剂为马来酸酐。

所述有机纤维为PBI纤维。

所述无机纤维为玻璃纤维。

前期准备：

聚乙烯树脂经如下处理得到：取LDPE树脂、MDPE树脂和HDPE树脂混合得到混合树脂，使用热熔法将混合树脂熔融，加入四乙二醇二甲基丙烯酸酯，混合均匀后，通过蠕动泵泵入高压电脉冲装置中，在电脉冲频率为200Hz、电场强度为30kv条件下，经高压电脉冲处理15s，即可；所述LDPE树脂、MDPE树脂、HDPE树脂、四乙二醇二甲基丙烯酸酯的质量比为30：10：2：0.03。

有机酸水溶液的制备：按重量份数取以下原料，糖蜜70份、苦草60份、苹果渣100份、葡萄皮50份、黑曲霉孢子粉0.5份、水1200份；将以上原料混合均匀，密封静置20天，过滤除去滤渣即可得到有机酸水溶液。

基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材的制备方法，与实施例1相同。

储能模量测试试验：

按实施例1-5的方法制备步骤(1)中的预处理材料；

同时设对比例1：预处理材料的制备与实施例1基本相同，不同之处在于：聚乙烯树脂选用MDPE树脂，并且不经过电脉冲处理；

对比例2：预处理材料的制备与实施例1基本相同，不同之处在于：聚乙烯树脂选用HDPE树脂，并且在电脉冲处理时不加入四乙二醇二甲基丙烯酸酯；

对比例3：石墨烯和聚乙烯(选用LDPE树脂)采用简单混炼处理得到预处理材料。

应用动态热机械分析仪检测所有样品的动态储能模量：升温速率10℃/min、频率1Hz、升温区间为60-180℃。记录在100℃下样品的储能模量，结果见表1。

表1：

在相同的温度条件下，储能模量越高，说明样品的弹性越高，该样品的应力传递效果越好，界面相容性也就越好。由表1可知，对比例1和对比例2的储能模量相对于本发明实施例制备的样品在100℃下的储能模量有明显下降，说明本发明选用不同密度的聚乙烯树脂混合进行电脉冲处理，能够提高聚乙烯与石墨烯的相容性，加入的四乙二醇二甲基丙烯酸酯有很好辅助效果。从对比例3与实施例的数据对比可以看出，本发明所制备的预处理材料能够显著提高聚乙烯和石墨烯的相容性。

试验2：

维卡软化温度试验：按实施例1-5的方法制备基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材样品，以原料不添加碳/碳复合材料、玄武岩纤维的聚乙烯板材作为对照，检测样品的维卡软化温度，具体的操作步骤参考GB/T 1634-2004，其中负载为4kg，升温速率为50℃/h，测定探针深入1mm时的温度，具体检测结果见表2。

表2：

维卡软化温度越高，说明样品的耐热性越好。由表2可知，实施例1-5样品的维卡软化温度达130℃以上，说明本发明所制备的基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材具有很好的耐热、耐高温性。从对照组的数据对比可知，本发明添加的碳/碳复合材料、玄武岩纤维能够显著提高板材的耐热、耐高温性。

试验3：

湿热状态下力学性能试验：

按实施例1-5的方法制备基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材样品；

对照例1：以不添加石墨烯的聚乙烯板材作为对照例1；

对照例2：与实施例1基本相同，不同之处在于：所述有机酸水溶液是由任意比例的甲酸、乙酸和丙酸溶解于水中制得；

对比例3：与实施例1基本相同，不同之处在于：所述有机酸水溶液是由任意比例的甲酸、乙酸和丙酸溶解于水中制得；不采用电子束辐照。

将各组检测样品在温度为60±2℃、相对湿度为95±5％的环境中维持30d前后样品的拉伸屈服强度和拉伸断裂伸长率的初始值和末值，并计算拉伸屈服强度的降低率和拉伸断裂伸长率的降低率，结果见表3。

拉伸性能测定：采用国家标准GB/T 8804.2-2003《热塑性塑料板材拉伸性能测定》。

表3：

初始拉伸屈服强度的数值越高，说明样品的力学性能越好。由表3可知，实施例1-5样品的初始拉伸屈服强度远远高于对照例1，说明本发明所制备的基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材能够显著提高板材的力学性能。从对比例2和对比例3的数据可知，本发明制备的有机酸水溶液、电子束辐照均对板材的初始拉伸屈服强度有一定影响，两者相互配合能够很好的提高板材的力学性能。

初始拉伸断裂伸长率的数值越高，说明样品的力学性能越好。实施例1-5样品的初始拉伸断裂伸长率远远高于对照例1，说明本发明所制备的基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材能够显著提高板材的力学性能。从对比例2和对比例3的数据可知，本发明制备的有机酸水溶液、电子束辐照均对板材的初始拉伸断裂伸长率有一定影响，两者相互配合能够很好的提高板材的力学性能。

拉伸屈服强度降低率的数值越小，说明在高温湿热环境中样品的力学性能的保持程度越高；实施例1-5样品的拉伸屈服强度降低率远远低于对照例1，说明本发明所制备的基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材能够良好保持板材在湿热环境中力学性能。

拉伸断裂伸长率降低率的数值越小，说明在高温湿热环境中样品的力学性能的保持程度越高；实施例1-5样品的拉伸断裂伸长率降低率远远低于对照例1，说明本发明所制备的基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材能够在湿热环境中保持优异的力学性能。

从对比例2和对比例3的数据可知，本发明制备的有机酸水溶液、电子束辐照均对板材在湿热环境中的力学性能有一定影响。

试验4：

耐老化试验：

按实施例1-5的制备方法各制备基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材样品；

对照例1：与实施例1基本相同，不同之处在于：原料中不添加紫外线吸收剂UV-326和紫外光猝灭剂AM-101；

对照例2：与实施例1基本相同，不同之处在于：原料中不添加紫外线吸收剂UV-326；

对照例3：与实施例1基本相同，不同之处在于：原料中不添加紫外光猝灭剂AM-101；

对照例4：与实施例1基本相同，不同之处在于：原料中的紫外线吸收剂UV-326更换为UV-1084和紫外光猝灭剂AM-101更换为2002；

对照例5：与实施例1基本相同，不同之处在于：原料中不添加二盐基亚磷酸铅。

检测数据见表4。

表4：

由表4可知，实施例1-5样品的拉伸屈服强度在经过热氧老化及紫外光老化后，拉伸屈服强度还有很高的保持率，说明本发明制得的板材耐老化性能优异，耐候性好。从对照例的数据可以看出，本发明添加了紫外线吸收剂UV-326、紫外光猝灭剂AM-101和二盐基亚磷酸铅，能够很好的提高板材的耐老化性能，通过三者的相互配合，聚乙烯板材抗老化能力强，可长期保持其力学性能处于正常状态，显著延长板材的使用寿命。

试验5：

悬挂性能试验：

样品准备：

试验组1：按实施例1的制备方法制备基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材样品；

对照组1：与试验组1基本相同，不同之处在于：原料中不添加无机纤维；

对照组2：与试验组1基本相同，不同之处在于：原料中不添加有机纤维；

对照组3：与试验组1基本相同，不同之处在于：原料中不添加无机纤维和有机纤维。

将上述各组制得的科技板材样品统一切割成长×宽×高＝2440mm×1220mm×10mm的样板，各组准备三块，备用。

试验步骤：

A、测试点设置：取切割好的板材，如图1所示，在板材1上设置六个测试点2，测试点2分为上下两排各三个，上排具体设置为：在板材的L/2位置(板材长度方向的中间位置)并距板材边缘200mm设置一个；沿长度方向上的距板材两端边缘200mm处各设置一个；下排采用同样的方法设置；

B、砝码悬挂：用φ10螺丝固定件在样板的其中一个测试点固定好，用绳子的一端将1kg砝码绑好，绳子的另一端与螺丝连接好；

C、将悬挂了砝码的板材放置于试验框架上，让砝码自然悬挂垂直于地面，并开始计时，观察砝码是否掉落，掉落即结束试验；

D、测试完一个试验点后，按照上述步骤将砝码依次悬挂于其他的5个测试点进行测试；

F、1kg砝码完成6个测试点的测试后，更换新的板材，按照上述步骤依次测试2kg、5kg的砝码，并记录结果。

以上试验组1、对照组1、对照组2、对照组3，每组试验同时固定、计时并记录实验现象与结果，试验数据见表5。

表5：

由表5的数据可知，本发明通过添加有机纤维，能够显著提高板材的悬挂力，而通过有机纤维与无机纤维的配合，效果更好。本发明还将悬挂砝码的重量增加后再进行试验，结果表明：只添加无机纤维的科技板材，其悬挂砝码时长随着砝码重量增加脱落时间大幅度缩短，其中10kg试验悬挂时长为5.8h以内、15kg试验悬挂时长为2.9h以内；而有机纤维与无机纤维都添加的板材(实施例1-5制得)，10kg、15kg试验其悬挂时长都超过72h，至实验结束还未脱落。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (1)

1.一种基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材，其包括面层与微发泡层；其特征在于：所述面层由面层材料制成，所述面层材料按重量份数计，包括以下原料：石墨烯2份、聚碳酸酯15份、碳酸钙25份、无机纤维10份、有机纤维10份、稻壳粉15份、聚乙烯树脂110份、醇酸树脂30份、乙烯基三乙氧基硅烷60份、甲酸钠1份、二盐基亚磷酸铅2份、SBS苯乙烯类热塑性弹性20份、阻燃填料8份、碳/碳复合材料10份、增容剂10份、干性聚四氟乙烯润滑剂CRC 03044 3份、膨润土2份、生滑石粉3份、乙烯基酯胶泥5份、碳化硅5份，紫外线阻隔剂2份；

所述微发泡层按重量份数计，包括以下原料：面层材料50份、轻质碳酸钙40份、发泡剂10份；

所述增容剂由相同重量的马来酸酐、PE-g-ST和ABS-g-MAH混合而成；

所述有机纤维由相同重量的超高分子量聚乙烯纤维和PBO纤维混合而成；

所述无机纤维为玄武岩纤维；

所述醇酸树脂由相同质量的苯乙烯改性醇酸树脂和丙烯酸改性醇酸树脂混合而成；

所述的阻燃填料按重量份数计，包括以下原料：岩棉15份，云母粉7份，玻化微珠8份，蒙脱土6份，碳纳米管粉末5份，聚丙烯60份；

所述的发泡剂由相同质量的碳酸氢钠、碳酸镁、亚硝基化合物混合而成；

所述紫外线阻隔剂是由紫外线吸收剂UV-326与紫外光猝灭剂 AM-101以质量比为4：1组成；

所述聚乙烯树脂的制备方法如下：按质量比为25：8：1.5：0.02依次称取LDPE树脂、MDPE树脂、HDPE树脂、四乙二醇二甲基丙烯酸酯，然后取LDPE树脂、MDPE树脂和HDPE树脂混合得到混合树脂，使用热熔法将混合树脂熔融，加入四乙二醇二甲基丙烯酸酯，混合均匀后，通过蠕动泵泵入高压电脉冲装置中，在电脉冲频率为180Hz、电场强度为25kv条件下，经高压电脉冲处理18s，即可得到聚乙烯树脂；

所述的基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材，其制备方法包括以下步骤：

（1）、按照配方准确称取聚乙烯树脂和石墨烯，将聚乙烯树脂放入高压反应釜中，升温至205℃，然后往聚乙烯树脂熔融体中通入正戊烷气体，使高压反应釜的压力达3.37MPa，启动搅拌装置，以200r/min的速度进行搅拌，同时加入石墨烯，搅拌4min后，得到预处理材料；

（2）、在250℃温度环境下，将聚碳酸酯熔融，然后控制高压反应釜转速为80r/min，压力100MPa，喷出聚碳酸酯与预处理材料混合均匀，冷却后切割成粒，得到预处理混合材料；

（3）、按面层材料的原料配方准确称重除聚乙烯、石墨烯和聚碳酸酯以外的原料，并和步骤（2）制得的预处理混合材料混合均匀，得到面层混合料，取面层混合料总重量的40%控制在70℃，为初混合料，将初混合料再与剩余的面层混合料在90℃下混合均匀，挤出成型、压制成片，得到面层材料；

（4）、按照步骤（1）-（3）的方法制备面层材料，并将面层材料加热至液态，在加热混合装置中将液态面层材料、轻质碳酸钙、发泡剂按照微发泡层的配方比例依次加入，在转速为100r/min，温度为110℃下混合均匀，挤出成型、压制成片，得到微发泡层配方混合料；

（5）、将步骤（3）制得的面层材料浸入有机酸水溶液中，所述有机酸水溶液的制备方法如下：按重量份数取以下原料，糖蜜60份、苦草50份、苹果渣90份、葡萄皮40份、黑曲霉孢子粉0.4份、水1100份；将以上原料混合均匀，密封静置18天，过滤除去滤渣即可得到有机酸水溶液；升温至55℃，浸泡1.5min，取出转入电子束辐照装置，利用电子束辐照装置产生的高能电子束辐射，辐射过程中高能射线吸收剂量为8kGy，然后将面层材料取出并清洗干净后，放入成型机中，同时放入步骤（4）制得的微发泡层配方混合料，中间层为微发泡层配方混合料，上层和下层均为面层材料，经过挤出/加热、牵引、冷却成型、切割、标记和清理工序后，得到基于石墨烯的微发泡聚乙烯科技板材成品。

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