[發(fā)明專利]基于超支化聚合物改性石墨烯的秸稈阻燃材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710907933.2
• 申請(qǐng)日: 2017-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN109575623A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屈朝輝;屈志豪;袁小麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科眾創(chuàng)（重慶）秸稈產(chǎn)業(yè)研究院有限公司
• 主分類號(hào): C08L97/02
• 分類號(hào): C08L97/02;C08L33/04;C08L61/28;C08K13/06;C08K3/32;C08K5/053;C08K3/22;C08K9/10;C08K3/04
• 代理公司: 重慶百潤(rùn)洪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50219
• 代理人: 劉立春

本發(fā)明屬于阻燃材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于超支化聚合物改性石墨烯的秸稈阻燃材料及其制備方法。本發(fā)明公開了基于超支化聚合物改性石墨烯的秸稈阻燃材料，所述阻燃涂料的組分包括超支化聚丙烯酸甲酯改性石墨烯、秸稈、丙烯酸樹脂、多聚磷酸銨、三聚氰胺甲醛樹脂、季戊四醇、氫氧化鎂粉體、抗氧劑CA，所述阻燃材料各個(gè)組分的含量為：超支化聚丙烯酸甲酯改性石墨烯3份～5份；秸稈70份～80份；丙烯酸樹脂20份～40份；多聚磷酸銨25份～30份；三聚氰胺甲醛樹脂15份～18份；季戊四醇8份～12份；氫氧化鎂粉體1份～3份；抗氧劑CA0.1份～0.3份。本發(fā)明制備的超支化聚合物改性石墨烯的秸稈阻燃材料成本低，阻燃效果好，適合推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于阻燃材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于超支化聚合物改性石墨烯的秸稈阻燃材料及其制備方法。

背景技術(shù)

我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，秸稈資源十分豐富，分布廣、種類多而且產(chǎn)量巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量為7億t，列世界之首，占全世界秸稈總量的30％左右。據(jù)調(diào)查，目前我國秸稈利用率約為33％，并且大部分未加處理，經(jīng)過技術(shù)處理后利用的僅占約2.6％。秸稈在建筑材料領(lǐng)域應(yīng)用主要以砌塊、板材為主。但在應(yīng)用過程中存在制品易燃、耐腐蝕性差、附加值不高等問題。因此，開發(fā)秸稈新用途，改善秸稈自身性能，提升其附加值，提高其在功能材料領(lǐng)域的應(yīng)用具有實(shí)際意義。

石墨烯是一種具有獨(dú)特性能的碳的同素異形體，具有極高的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度，在生物醫(yī)療、納米材料、半導(dǎo)體器件、工業(yè)催化等多個(gè)領(lǐng)域中具有廣泛引用，石墨烯材料在防火涂料中也展現(xiàn)出了優(yōu)越的性質(zhì)，主要體現(xiàn)在：石墨烯的二維片層結(jié)構(gòu)能在涂料中層層疊加，可形成致密的物理隔絕層，提高阻燃性能；石墨烯可以與涂料中樹脂進(jìn)行交聯(lián)復(fù)合，進(jìn)一步形成一層致密的保護(hù)膜，起到阻隔空氣的作用，從而發(fā)揮阻燃的效果；在高溫下石墨烯涂層燃燒產(chǎn)生二氧化碳和水。目前石墨烯材料在防火材料中的應(yīng)用已見報(bào)道；但是，單純的石墨烯在防火涂料中的分散程度難以保證其阻燃效果。因?yàn)椋┢瑢娱g有很強(qiáng)的π-π堆疊作用和范德華作用使其極易發(fā)生不可逆團(tuán)聚，甚至重新堆垛形成石墨。因此，提高石墨烯的分散性是這一領(lǐng)域的研究難點(diǎn)。

相比傳統(tǒng)建筑材料阻燃領(lǐng)域中普遍存在制備工藝相對(duì)復(fù)雜，阻燃劑燃燒帶來煙毒性的問題，本發(fā)明具有制備工藝簡(jiǎn)單、環(huán)保、無毒害的優(yōu)點(diǎn)。該研究在國內(nèi)外尚無報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有背景技術(shù)存在的不足，本發(fā)明旨在提供基于超支化聚合物改性石墨烯的秸稈阻燃材料及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

基于超支化聚合物改性石墨烯的秸稈阻燃材料，所述阻燃涂料的組分包括超支化聚丙烯酸甲酯改性石墨烯、秸稈、丙烯酸樹脂、多聚磷酸銨、三聚氰胺甲醛樹脂、季戊四醇、氫氧化鎂粉體、抗氧劑CA，所述阻燃材料各個(gè)組分的含量為：

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述阻燃材料各個(gè)組分的含量為：

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述阻燃材料各個(gè)組分的含量為：超支化聚丙烯酸甲酯改性石墨烯4份；秸稈75份；丙烯酸樹脂30份；多聚磷酸銨27份；三聚氰胺甲醛樹脂17份；季戊四醇10份；氫氧化鎂粉體2份；抗氧劑CA0.2份。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述超支化聚丙烯酸甲酯改性石墨烯的制備的材料組分包括氧化石墨烯、二甲基甲酰胺、乙二胺、二環(huán)己基碳二亞胺、N-甲基吡咯烷酮、4-二甲基氨基吡啶和丙烯酸甲酯單體。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述超支化聚丙烯酸甲酯改性石墨烯制備中各個(gè)組分的重量含量為：

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述超支化聚丙烯酸甲酯改性石墨烯的制備方法包括以下步驟：