[發明專利]白石墨烯改性聚苯乙烯復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810191180.4
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108384131A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 段曦東;趙濤楠;王劍
• 申請（專利權）人: 廣東納路納米科技有限公司
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08K9/10;C08K7/00;C08K3/38
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 向薇

本發明提供了一種白石墨烯改性聚苯乙烯復合材料及其制備方法，該白石墨烯改性聚苯乙烯復合材料主要由以下重量份的原料制備而成：苯乙烯90?110份、高聚物修飾白石墨烯0.5?10份、阻燃劑0.05?2份、抗氧化劑0.05?2份及引發劑0.01?0.1份。上述白石墨烯改性聚苯乙烯復合材料具有阻燃和抑煙性能的同時具有較高機械強度。

技術領域

本發明涉及高分子材料改性技術領域，特別涉及白石墨烯改性聚苯乙烯復合材料及其制備方法。

背景技術

聚苯乙烯(PS)是由苯乙烯單體經自由基加聚反應合成的聚合物，具有透明、成型性好、剛性好、電絕緣性能好、易染色、低吸濕性和價格低廉等優點，在電子、汽車、建筑、包裝、家電、日用品、玩具等行業已得到廣泛應用。但PS質脆，不耐沖擊，耐熱性差，熱變形溫度低(一般在78-98℃)，容易燃燒且生煙量大，屬于易燃材料，因此應用受到限制。

目前為解決PS存在的不足，一般會通過與橡膠或其他樹脂共混提高韌性和抗應力開裂性能，加入無機填料或玻璃化轉變溫度較高的樹脂提高耐熱性，添加阻燃劑賦予其阻燃性能。但各類增韌劑、耐熱改性劑和阻燃劑雖然在一定程度上提高了PS的韌性、耐熱性和阻燃性能，卻嚴重影響了PS的機械強度。

發明內容

基于此，有必要提供一種在具有較高阻燃、抑煙性能的同時具有較高機械強度的白石墨烯改性聚苯乙烯復合材料及其制備方法。

一種白石墨烯改性聚苯乙烯復合材料，主要由以下重量份的原料制備而成：高聚物修飾白石墨烯0.5-10份、苯乙烯90-110份、阻燃劑0.05-2份、抗氧化劑0.05-2份及引發劑0.01-0.1份。

該白石墨烯改性聚苯乙烯復合材料主要由高聚物修飾白石墨烯、苯乙烯、阻燃劑、抗氧化劑及引發劑發生聚合反應制備而成，并通過控制原料配比，使該白石墨烯改性聚苯乙烯復合材料具有優異的阻燃以及抑煙性能的同時具有較高的機械性能。

該白石墨烯改性聚苯乙烯復合材料中的高聚物修飾白石墨烯形成片層網結構，使得該復合材料在發生燃燒反應時可以有效抑制聚苯乙烯分子鏈的熱運動，提高復合體系的粘度，起到阻礙揮發性可燃物、燃燒過程中產生的氣體、煙霧、固體顆粒溢出和外界氧氣進入的功效，還可以與阻燃劑、抗氧化劑一起協同作用，提高阻燃和抑煙效果，提升抗氧化劑的抑制高聚物氧化降解的作用，同時控制抗氧化劑、阻燃劑的用量，避免因抗氧化劑、阻燃劑加入量過多造成機械性能的下降，且還在一定幅度內降低成本。且該高聚物修飾的白石墨烯可防止白石墨烯團聚，增強其與復合材料基體的界面性能，使高聚物修飾的白石墨烯在聚苯乙烯中能夠均勻分散，促進整個材料體系片層網結構的形成，在一定程度上使得該白石墨烯改性復合材料具有更高的機械強度。

在其中一實施例中，所述高聚物修飾白石墨烯為3-10份，所述苯乙烯為95-105份，所述阻燃劑為0.5-2份，所述抗氧化劑為0.5-2份及所述引發劑為0.01-0.1份。

在該范圍內的原料制備而成的白石墨烯改性聚苯乙烯復合材料具有更高的阻燃和抑煙性能。

在其中一實施例中，所述高聚物修飾白石墨烯主要由以下重量份的原料制備而成：0.5-10份白石墨烯、0.05-2份聚合單體及0.5-5份引發劑；

所述聚合單體為苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或多種。

在其中一實施例中，所述高聚物修飾白石墨烯的粒徑為5-10μm，比表面積為300-500m²/g。

在其中一實施例中，所述阻燃劑為有機磷系阻燃劑、硅系阻燃劑及磺酸鹽系阻燃劑中的一種或幾種。

在其中一實施例中，所述抗氧化劑為抗氧劑1010、抗氧劑168及抗氧劑2912中的一種或幾種。

一種白石墨烯改性聚苯乙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：