[發(fā)明專利]一種石墨烯基雜化阻燃劑/形狀記憶聚氨酯阻燃復(fù)合材料的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010036168.3
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111117210A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金勇;楊恒;杜衛(wèi)寧;龍晨暉
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: C08L75/06
• 分類號: C08L75/06;C08K3/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種石墨烯基雜化阻燃劑/形狀記憶聚氨酯阻燃復(fù)合材料的制備方法。該發(fā)明所述復(fù)合材料包括兩部分，首先將氧化石墨烯與商用阻燃劑通過水熱法進(jìn)行雜化，然后將石墨烯基雜化阻燃劑復(fù)合到聚氨酯前體中制備而得本發(fā)明所述復(fù)合材料。通過氧化石墨烯與商用阻燃劑復(fù)合，能協(xié)同提高復(fù)合材料的阻燃性能，另一方面能夠通過石墨烯的光熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控該復(fù)合材料的形狀記憶功能，賦予聚氨酯材料良好的形狀記憶功能。利用該發(fā)明所制備的阻燃復(fù)合材料成本低廉，性能優(yōu)良，在智能包裝和涂層等領(lǐng)域均可廣泛應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能包裝和涂層領(lǐng)域，特別涉及一種石墨烯基雜化阻燃劑/形狀記憶聚氨酯阻燃復(fù)合材料的制備。

背景技術(shù)

隨著社會的快速發(fā)展，人們對商品包裝越來越重視。為了提高包裝在運(yùn)輸和儲存中的安全性，促進(jìn)產(chǎn)品銷售，包裝智能化已成為21世紀(jì)科學(xué)研究的新趨勢（Trends in FoodScience Technology，2016，51：1-11.）。形狀記憶聚氨酯作為智能材料的代表，其特有的形狀記憶效應(yīng)與形狀記憶合金類似，是通過外界條件（如電、熱、光、磁、力等）的刺激，將其當(dāng)前的臨時(shí)形狀回復(fù)到最初設(shè)定的固有形狀，從而滿足使用需求。形狀記憶聚氨酯具有密度小、可形變量大、加工便捷、原料相對廉價(jià)、耐候性能好等優(yōu)點(diǎn)，且其對外界刺激響應(yīng)程度可通過化學(xué)方法來調(diào)節(jié)，在眾多領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。然而聚氨酯材料大多是可燃或易燃的，在人們的日常加工使用當(dāng)中存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)，極大限制了材料的安全性和實(shí)用性（Applied Surface Science,2019,471:595-606.）。因此，高分子科學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域正尋求如何賦予形狀記憶聚氨酯優(yōu)良的阻燃特性。

隨著碳材料研究的逐漸深入，石墨烯因其具有優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)和機(jī)械性能，在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究領(lǐng)域都吸引了廣泛的關(guān)注。石墨烯是由sp²雜化的碳原子排列在單原子層六邊形晶格中，具有高導(dǎo)熱率、高拉伸強(qiáng)度、高楊氏模量等特點(diǎn)（Journal ofMaterials Chemistry,17(22):2283），近年來在聚合物納米復(fù)合材料中廣泛應(yīng)用。由于石墨烯特殊的層狀結(jié)構(gòu)，在燃燒過程中可以改變聚合物的熱吸收、黏性和滴漏性，一定程度上可以提高聚合物的阻燃性能，但是其存在易氧化和阻燃機(jī)理單一的缺點(diǎn)，阻燃性能不強(qiáng)，單獨(dú)用于聚合物納米材料中效果不明顯。因此，需要通過增強(qiáng)石墨烯的阻燃性能來解決這一問題。

傳統(tǒng)的商用阻燃劑性能優(yōu)良，與材料擁有較好的相容性，對材料的物理性能影響較小，復(fù)配后制造的阻燃復(fù)合材料物理性能變化不大，阻燃性能大大增加，并且常見的商用阻燃劑性價(jià)比高，可被市場廣泛接受，因此，將商用阻燃劑與石墨烯進(jìn)行雜化不僅可以大大提高原材料的阻燃性能，而且擁有較廣闊的市場，在智能包裝和涂層等領(lǐng)域有著廣泛的使用空間。

中國專利（CN109206739A）公開了一種氮磷硅改性石墨烯無鹵阻燃聚合物復(fù)合材料及其制備方法，它是通過八氨丙基籠型硅倍半氧烷和9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物原位聚合接枝在氧化石墨烯表面而形成的無鹵阻燃劑與環(huán)氧樹脂混合熔融固化成型而得，具有阻燃作用，但該發(fā)明中石墨烯未與商用阻燃劑進(jìn)行雜化，阻燃性能一般，并且未與具有智能響應(yīng)性的聚合物基體材料進(jìn)行復(fù)合，不具備形狀記憶功能。中國專利（CN110105529A）公開了一種新型形狀記憶聚氨酯材料的加工合成方法，它是通過異氰酸酯與聚己二酸丁二醇酯預(yù)聚，再與擴(kuò)鏈劑進(jìn)行擴(kuò)鏈而得，具有形狀記憶功能，但不含阻燃成分，在日常的生產(chǎn)使用當(dāng)中具有局限性，且未與石墨烯復(fù)合，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程紅外操控。