[發明專利]一種摻雜縮合阻燃石墨烯聚合物材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710187497.6
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106832825B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 楊冰雪;于法鵬;楊志遠;馬慶宇
• 申請（專利權）人: 山東本源晶體科技有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L31/04;C08K9/04;C08K3/04;C08F218/08;C08F222/06;C08G63/692
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙)37236
• 代理人: 李浩成

技術領域

本發明屬于材料領域，具體涉及一種摻雜縮合阻燃石墨烯聚合物材料的制備方法。

背景技術

聚對苯二甲酸乙二醇酯是乳白色或淺黃色、高度結晶的聚合物，表面平滑有光澤。在較寬的溫度范圍內具有優良的物理機械性能，長期使用溫度可達120℃，電絕緣性優良，甚至在高溫高頻下，其電性能仍較好，但耐電暈性較差，抗蠕變性，耐疲勞性，耐摩擦性、尺寸穩定性都很好。聚對苯二甲酸乙二醇酯有酯鍵，在強酸、強堿和水蒸汽作用下會發生分解，耐有機溶劑、耐候性好，被廣泛應用于電子電器、汽車工業等領域，特別適合用于電氣插座、斷電器外殼、開關、馬達風扇外殼、車窗控制器、腳踏變速器、配電盤罩等；

但是，聚對苯二甲酸乙二醇酯材料屬于熔融性的可燃材料，其應用受到限制，因此有關聚對苯二甲酸乙二醇酯材料的阻燃改性備受關注，開發新的阻燃劑或研究新的阻燃方法來提高聚對苯二甲酸乙二醇酯材料的阻燃性能已成為當前研究的熱點；然后傳統的方式阻燃方法為無機阻燃劑的添加，包括氫氧化鎂、可膨脹石墨、氫氧化鋁、滑石粉等，這些無機添加劑容易在聚氨酯基體中形成團聚，從而降低成品材料的穩定性。

發明內容

本發明的目的在于針對聚對苯二甲酸乙二醇酯材料的阻燃性差及傳統無機阻燃添加劑容易在聚酯材料中形成團聚的問題，提供一種摻雜縮合阻燃石墨烯聚合物材料的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種摻雜縮合阻燃石墨烯聚合物材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）取馬來酸酐、分散劑、醋酸乙烯酯混合，加入到混合料重量80-100倍的乙酸丁酯中，攪拌均勻，加入偶氮二異丁腈，通入氮氣，在70-76℃下保溫攪拌4-7小時，過濾，將沉淀在50-60℃下真空干燥1-2小時，冷卻至常溫，得酸酐聚合物；

（2）取氧化石墨烯，加入到其重量50-70倍的無水乙醇中，超聲3-4分鐘，加入三乙胺，升高溫度為60-65℃，1600-2000轉/分攪拌1-2小時，蒸餾除去乙醇，真空100-120℃下干燥40-50分鐘，得胺化石墨烯；

（3）取酸酐聚合物，加入到其重量100-120倍的去離子水中，在60-70℃下保溫攪拌4-5小時，抽濾，將沉淀水洗，常溫干燥，得水解聚合物；

（4）取上述水解聚合物，與其重量3-5倍的氯化亞砜混合，攪拌反應1-2小時，蒸餾除去氯化亞砜，常溫干燥，得酰氯化聚合物；

（5）取上述酰氯化聚合物，與胺化石墨烯混合，加入到混合料重量10-24倍的N-甲基嗎啉中，攪拌反應10-16小時，將產物水洗，常溫干燥，得石墨烯摻雜縮合聚合物；

（6）取摩爾比為2-3:1的乙二醇、對苯二甲酸混合，送入到反應釜中，通入氮氣，升高溫度為230-250℃，控制反應釜的壓力為0.2-0.3MPa，酯化反應2-3小時，加入四羥甲基氯化磷，攪拌至常溫，出料，在70-80℃下烘干，得磷化酯單體；

（7）取石墨烯摻雜縮合聚合物、磷化酯單體混合，送入到反應釜中，用氮氣將反應釜內空氣排空，升高反應釜溫度為270-300℃，打開攪拌槳，攪拌反應4-6小時，出料冷卻，得摻雜縮合阻燃石墨烯聚合物材料；

所述的馬來酸酐、分散劑、醋酸乙烯酯、偶氮二異丁腈、氧化石墨烯、三乙胺、對苯二甲酸、四羥甲基氯化磷的重量比為3-5：0.1-0.2：10-14：0.4-0.6：30-37：2-4：370-400：4-7。

所述的分散劑為聚乙二醇、季戊四醇中的一種。

本發明的優點：

本發明首先采用醋酸乙烯酯為單體，有機醇為分散劑，與酸酐共聚，得到酸酐聚合物，然后將該酸酐聚合物水解，將水解產物通過氯化亞砜處理，得到酰氯化聚合物，之后與胺化的氧化石墨烯混合，以N-甲基嗎啉為溶劑進行縮合，得到石墨烯摻雜縮合聚合物，然后與磷化酯單體共混，引發聚合，將石墨烯有效的分散到聚合物中，保證了成品的穩定性強度，當復合材料在燃燒的過程中，石墨烯可以在聚合物基體表面形成一層致密的保護炭層，該炭層可以隔絕熱量、氣體，使得熱分解產生的可燃性氣體不再參與燃燒，從而提高了成品的阻燃性能，本發明還引入了四羥甲基氯化磷來改性聚酯單體，四羥甲基氯化磷為一種有機阻燃添加劑，進一步提高了成品的阻燃性能。

具體實施方式

實施例1

一種摻雜縮合阻燃石墨烯聚合物材料的制備方法，包括以下步驟：