[發明專利]一種復合石墨烯制備可導電膨脹型阻燃涂料的制備方法

在審

• 申請號: 201810531707.3
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108753123A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 王亞超;趙江平;崔曉紅;李華;韓煜久;楊宏剛;張田嬌;周欽君;李雨星;王若琪
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C09D167/00
• 分類號: C09D167/00;C09D183/04;C09D5/18;C09D5/24;C09D7/63;C09D7/61
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

本發明以聚酯樹脂為集料，球形石墨/石墨烯復合粉為強化阻燃劑及導電材料，硅酸鈉為分散劑，聚二甲基硅氧烷為成膜劑和改性劑，制備新型環保、低成本的多功能化阻燃復合涂料，具有優異阻燃性能和導電性能，有助于阻燃涂料的功能化發展。

技術領域

本發明屬于化工建材和消防安全技術領域，特別涉及一種復合石墨烯制備可導電膨脹型阻燃涂料的制備方法。

背景技術

膨脹型阻燃涂料(IFR)是當前實現阻燃材料無鹵化生態發展的主要趨勢，其燃燒時生成多孔的膨脹炭層，具有隔熱、隔氧、阻止揮發分逸出和氧氣擴散等傳質傳熱屏障效應，且炭層含有的自由基可與混合物熱降解形成的氣態自由基反應，終止高聚物熱裂解的自由基反應鏈，減緩被炭層保護高聚物在凝聚相中的熱降解。但阻燃涂料的多功能化發展已成為當前重要的發展方向，如特殊工況下阻燃涂料還需具備抗靜電和電磁屏蔽功能等；另外通過有機改性劑摻雜等工藝處理，進一步提高IFR的阻燃性能和耐水性。但是利用石墨改性膨脹型阻燃涂料，輔以有機改性劑和分散劑等，制備功能化導電阻燃復合涂料的研究未見報道。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種復合石墨烯制備可導電膨脹型阻燃涂料的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種復合石墨烯制備可導電膨脹型阻燃涂料的制備方法，包括如下步驟：

首先預制分散劑溶液：將分散劑九水硅酸鈉溶入定量水中進行第一次攪拌后得到；

然后制備聚酯樹脂基膨脹型阻燃涂料：依次將聚酯樹脂、季戊四醇、尿素和聚磷酸銨加入預制分散劑溶液，進行第二次攪拌，制得膨脹型阻燃涂料；

最后將球形石墨/石墨烯復合粉和聚二甲基硅氧烷依次加入膨脹型阻燃涂料，進行第三次攪拌，即得到導電阻燃的復合涂料。

以質量百分數計，制備過程中各原料用量如下：

原料的質量百分數之和為100％。

所述球形石墨微觀呈橢球形，且其平均粒徑小于8μm。

所述石墨烯片層厚度小于2nm，片徑為5-10μm。。

所述石墨/石墨烯復合粉加入的時間持續5min～8min。

所述聚二甲基硅氧烷的運動粘度為300～400cs。

所述聚酯樹脂、季戊四醇、尿素和聚磷酸銨加入總時間持續3min～5min。

所述第一次攪拌條件為60℃～70℃、100r/min～200r/min攪拌10min；第二次攪拌條件為60℃～70℃、400r/min～500r/min攪拌30min；第三次攪拌條件為 1000r/min～1500r/min攪拌10min～15min。

石墨烯是一種以sp²雜化軌道形成的單層碳原子呈蜂窩狀二維晶體，不僅具有優異的導電、高導熱性及力學性能，還具有較強的耐水性，可作為納米填料應用于阻燃材料設計中。球形石墨材料具有優良的導電性和化學穩定性，綠色環保，本發明采用球形石墨/石墨烯改性膨脹型阻燃涂料，理論上具有一定的科學性和可操作性。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)本發明的創新性在于開辟了以球形石墨/石墨烯復合粉、聚二甲基硅氧烷、硅酸鈉、聚磷酸銨、季戊四醇、尿素、聚酯樹脂制備可導電的膨脹性阻燃復合涂料，提高其阻燃性能的同時，提高其導電性。

(2)本發明制備的復合涂料不僅阻燃性能優異，抗靜電能力增強、自熄性更強。

(3)本發明所使用的原材料成本低廉、環保，制備條件溫和，工藝簡易。