[發明專利]一種碳納米管雜化接枝阻燃環氧材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710511459.1
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107201002A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 倪群
• 申請（專利權）人: 倪群
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L67/02;C08L75/04;C08L79/04;C08K13/06;C08K9/02;C08K9/04;C08K7/24;C08K5/544;C08K5/51
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技術領域

本發明涉及環氧材料技術領域，尤其涉及一種碳納米管雜化接枝阻燃環氧材料及其制備方法。

背景技術

聚合物無機物復合材料以其優異的熱穩定性、耐氧化性、機械性能和硬度而引起了廣泛的關注，高分子基體與無機相間的不相容性是獲得具有優異性能復合材料的挑戰，因此增強無機物與高分子基體間的界面相互作用從而提升無機物質的分散性是解決問題的關鍵。溶膠凝膠法是一種常用的制備有機無機雜化材料的方法。溶膠凝膠過程中不同的硅燒前軀體和溶膠凝膠條件賦予了溶膠凝膠法極大的靈活性。通過溶膠凝膠過程，無機相可經硅烷的水解和縮合形成，而無機相與有機相的相互連接可以通過化學鍵實現。無機物可以提升聚合物的阻燃性能和熱穩定性，而有機基團可以提升無機物質與高分子基體間的界面相互作用力，從而改善無機物質在高分子基體中的分散狀況；

環氧樹脂材料由于其優異的機械強度和軔性、良好的耐溶劑性和優異的粘合性而被廣泛用作涂料、粘合劑、層板、半導體封裝材料和其它功能性材料然而環氧樹脂和環氧丙煉酸樹脂的阻燃性限制了它們的應用。環氧樹脂主鏈上含有可供反應的輕基，而這些輕基可為阻燃改性提供化學反應的基礎位點；

在磷系阻燃劑中，9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物由于在環氧樹脂基體中優異的阻燃表現得到了廣泛關注。然而9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物及其衍生物通常情況下是固態，這使得其與高分子基體相容性差，從而導致分散性差、使用過程中滲出和降低高分子基體其他方面性能等缺點；為了解決上述問題，一種基于9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物且能與高分子基體有良好相容性的液體阻燃劑被設計開發片應用于環氧樹脂中；

高分子材料被廣泛應用于人們的生活，如塑料、橡膠、纖維、涂料和膠粘劑等在世界各地需求量很大。盡管高分子材料相對于傳統材料有很多優勢，但其場燃性使其在某些特殊領域的應用受到限制，因此對高分子材料進行阻燃處理是擴展其應用的必然途徑；

磷作為阻燃元素添加到聚合物基體中阻燃有很多優點。較高的阻燃效率、燃燒過程中較少的煙氣釋放和使用過程中對生態環境較少的威脅性使磷系阻燃劑成為最有希望代替鹵系阻燃劑在工業化生產中地位的阻燃劑。通常無機硅作為添加物加入到高分子基體中以提升材料的阻燃效率。在復合材料的熱降解過程中，這些硅物質能夠與高分子基體相互作用，且硅由于較低的表面能而向聚合物表面遷移，從而形成了表面富含硅的堅固炭層。當硅與磷結合到一起添加到高分子基體中時，復合材料由于磷硅的協同阻燃作用而展現出較高的阻燃效率。因此開展基于磷和硅的有機無機雜化材料的阻燃應用研究，通過分子設計制備含磷和硅的有機無機雜化阻燃劑，并且通過各種技術如膨脹型阻燃技術、溶膠凝膠技術和納米技術提升磷硅阻燃劑的阻燃效率具有重要意義。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種碳納米管雜化接枝阻燃環氧材料及其制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種碳納米管雜化接枝阻燃環氧材料，它是由下述重量份的原料制成的：

聚己二酸乙二醇4-5、9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物6-8、乙烯基三甲氧基硅烷1-2、偶氮二異丁腈0.1-0.2、三縮水甘油異氰尿酸酯2-3、二甲基甲酰胺適量、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.8-2、10-13%的鹽酸溶液17-20、甲基六氫鄰苯二甲酸酐5-8、環氧樹脂E40100-120、六甲基磷酰三胺0.8-1、碳納米管7-9、二異丙基乙醇胺0.3-1、聚苯并咪唑1-2、聚氨基甲酸酯3-4、丁基硫醇錫0.7-1、乙醇、硝酸適量。

一種所述的碳納米管雜化接枝阻燃環氧材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）取上述碳納米管，加入到濃度為96-98%的硝酸溶液中，超聲1-2小時，過濾，將沉淀水洗2-3次，常溫干燥，與上述二異丙基乙醇胺混合，加入到混合料重量26-30倍去離子水中，攪拌均勻，得醇胺分散液；

（2）將上述偶氮二異丁腈加入到其重量20-30倍二甲基甲酰胺中，攪拌均勻，得引發劑溶液；

（3）將上述9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物加入到醇胺分散液中，100-200轉/分攪拌4-7分鐘，過濾，將沉淀水洗3-4次，在50-60℃下真空干燥1-2小時，得醇胺氧化物；