[發明專利]一種硅磷協同阻燃石墨烯聚合物材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710187796.X
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN106893274B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 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;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/04;C08K3/36;C08F218/08;C08F222/06;C08F8/12;C08G63/183
• 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，具體涉及一種硅磷協同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，提供一種硅磷協同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：

一種硅磷協同阻燃石墨烯聚合物材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）取氧化石墨烯，加入到其重量3-10倍的無水乙醇中，升高溫度為40-55℃，加入環氧丙烷，保溫攪拌20-30分鐘，得環氧溶液；

（2）取十二烷基伯胺，加入到其重量3-5倍的季戊四醇中，攪拌均勻，加入上述環氧溶液，攪拌反應10-13小時，滴加濃度為4-6%的磷酸水溶液，滴加完畢后升高溫度為90-100℃，加入辛酸亞錫，保溫反應5-7小時，過濾，將沉淀水洗，真空70-90℃下干燥2-3小時，冷卻，得磷酯化石墨烯；

（3）取山梨坦單硬脂酸酯，加入到其重量16-18倍的乙酸乙酯中，攪拌溶解，加入磷酯化石墨烯，在50-60℃下預熱10-20分鐘，得酯分散液；

（4）取馬來酸酐、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，加入酯分散液，攪拌均勻，加入催化劑，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；

（5）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；

（6）取正硅酸乙酯，加入到其重量400-470倍的去離子水中，攪拌均勻，滴加濃度為10-12%的氨水，調節pH為10-12，常溫攪拌2-3小時，加入叔丁醇，升高溫度為60-70℃，保溫攪拌1-2小時，得羥基化硅溶膠；

（7）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3-5小時，出料，在70-80℃下烘干，得磷化酯單體；

（8）取水解聚合物、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，與上述羥基化硅溶膠混合，攪拌反應2-3小時，冷卻，脫水，真空90-100℃下干燥1-2小時，得硅磷協同阻燃石墨烯聚合物材料；

所述的氧化石墨烯、環氧丙烷、十二烷基伯胺、濃度為4-6%的磷酸水溶液、辛酸亞錫、山梨坦單硬脂酸酯、叔丁醇、馬來酸酐、醋酸乙烯酯、偶氮二異丁腈、正硅酸乙酯、對苯二甲酸的重量比為20-26:1-2:3-5:130-170：0.4-1:3-5:20-26：6-10:37-40:1.3-2:20-25:300-370。

所述的催化劑為偶氮二異丁腈。

本發明的優點：