[發(fā)明專利]一種酚醛樹脂還原氧化石墨烯增強聚乙烯阻燃復(fù)合材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910182824.8
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109897262A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳照峰;吳操
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州宏久航空防熱材料科技有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08K9/04;C08K3/04;C08G14/10
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一種酚醛樹脂還原氧化石墨烯共混改性聚乙烯阻燃復(fù)合材料，其特征在于所述復(fù)合材料包括由重量組分為75～90份的基材、15～30份的酚醛樹脂還原氧化石墨烯組成；所述基材為低密度聚乙烯；所述酚醛樹脂還原氧化石墨烯中酚醛樹脂和氧化石墨烯的質(zhì)量比例為89~97：3~11，其中酚醛樹脂原位聚合生長于氧化石墨烯極性基團部位；本發(fā)明的有益之處為：（1）阻燃性能優(yōu)異；（2）成本低，技術(shù)環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚乙烯阻燃復(fù)合材料及其制備方法，特別是涉及一種酚醛樹脂還原氧化石墨烯增強聚乙烯阻燃復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚乙烯具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、耐低溫性、介電性能、易成型加工和足夠的力學(xué)性能及其強勁的競爭力，已成為生產(chǎn)量大、用途寬廣的一類重要的通用樹脂。其制成品從薄膜、管材、日用品到電線電纜護(hù)套料等已隨處可見，但是PE的氧指數(shù)為17.3，屬于易燃材料，在燃燒時熱釋放速率大，熱值高，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤欤纸猱a(chǎn)生可燃?xì)怏wCO等，不易熄滅，極易造成火災(zāi)，對人們的生命和財產(chǎn)安全形成巨大的威脅，這就使PE制品在電器、高層建筑、煤礦、隧道、裝飾等許多領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制，因此對聚乙烯的阻燃研究便具有特別重要的意義。

石墨烯作為近年來發(fā)現(xiàn)的二維碳素晶體，具有突出和優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能，其納米結(jié)構(gòu)也十分獨特，石墨烯具有較大的比表面積，少量的加入量就可以對聚合物基體性能產(chǎn)生顯著的影響。然而石墨烯表面有呈惰性狀態(tài)，與其他介質(zhì)的界面相容性差，且石墨烯層與層之間有較強的范德華力，相互間容易產(chǎn)生聚集，石墨烯增強聚合物復(fù)合材料性能高度依賴于界面結(jié)合強度的提高，控制界面強度的關(guān)鍵因素是對石墨烯進(jìn)行表面處理，增加石墨烯表面的有效掛能能團，通過表面處理方法引入不同的官能團，從而有效的提高石墨烯和樹脂的界面結(jié)合，但是對石墨烯進(jìn)行表面處理的一般為有機物，如偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑等，阻燃性能普遍不高，反而又降低了材料的阻燃性能。氧化石墨烯由于具有大量的極性基團，與有機基體和溶劑容易形成良好的共混分散，是樹脂增強材料的優(yōu)異選擇，但是有機基團的出現(xiàn)會致使合材料的高溫穩(wěn)定性變差。采用還原的方法將可以將作為增強相的氧化石墨烯還原成還原石墨烯，但是還原劑的除去不僅成本較高，而且也容易污染環(huán)境。

申請公告號為CN 104260518 A的中國發(fā)明專利公開了一種阻燃聚乙烯膜，由茂金屬聚乙烯層、高密度聚乙烯層和阻燃線性聚乙烯層依次共擠吹塑而成，所述茂金屬聚乙烯層的厚度為6μm-100μm，所述高密度聚乙烯層的厚度為6μm-100μm，所述阻燃線性聚乙烯層的厚度為6μm-100μm。該阻燃聚乙烯膜的阻燃等級達(dá)VTM-0等級，并且其厚度、耐受性、壽命及成本都適合通風(fēng)管、建筑材料和防水管領(lǐng)域使用。

申請公告號為CN 105733145 A的中國發(fā)明專利公開了一種氨基乙酸改性的氧化石墨烯，聚乙烯醇無鹵阻燃材料及其制備方法，通過將氨基乙酸分子接枝到氧化石墨烯片層上，一方面，石墨烯片層具有一定的空氣阻隔性和阻燃性；另一方面，負(fù)電性羧基則可用于靶向誘導(dǎo)MgAl-LDH片層，從而實現(xiàn)MgAlLDH的均勻分散，發(fā)揮石墨烯和MgAl-LDH的協(xié)同阻燃作用，提高PVA基體的阻燃效果。

申請公告號為CN 105237847 A的中國發(fā)明專利公開了一種鍍銀石墨烯的制備方法及其在導(dǎo)電阻燃高密度聚乙烯抑爆材料中的應(yīng)用，通過“石墨烯的純化處理；石墨烯的酸化、硅烷化處理；石墨烯懸浮液的制備；銀氨溶液的配制；石墨烯的化學(xué)鍍銀”這些步驟，得到表面化學(xué)鍍銀的石墨烯。再將鍍銀石墨烯與高分子材料共擠出，得到導(dǎo)電阻燃高分子/鍍銀石墨烯復(fù)合抑爆材料。具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，化學(xué)性，阻燃性和抑爆性能，可以克服現(xiàn)有抑爆材料中的缺陷。

目前，國內(nèi)外學(xué)者及企業(yè)對石墨烯增強塑料耐熱性能的提高進(jìn)行了大量的研究，研究表明復(fù)合材料的耐熱性能在很大程度上由石墨烯的分散性決定，目前石墨烯增強相的分散性能的提高多是有石墨烯的表面改性和通過氧化石墨烯的后續(xù)化學(xué)還原來實現(xiàn)，但是兩種手段都有一定的缺陷。石墨烯表面改性才多為耐熱性能較差的聚合物材料，而氧化石墨烯的后續(xù)還原過程不僅成本較高，而且還原劑的除去對環(huán)境污染較大，不利于石墨烯材料進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容