[發明專利]一種石墨烯抗滴落阻燃協效劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202010113621.6
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111234537B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 韓志東;王春鋒;張立飛;王琇;張鐵鋒;王繼華;柳軍旺;王永亮
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C08L83/16
• 分類號: C08L83/16;C08L85/04;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/04;C08K3/22;C08K3/36;C08K3/32;C08L23/06;C08L23/08;C08L23/12
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

一種石墨烯抗滴落阻燃協效劑及其制備方法。本發明屬于聚合物阻燃技術領域。本發明為解決目前由現有石墨烯阻燃劑制備的聚合物阻燃材料氧指數不高、UL94阻燃等級不高的技術問題。產品由石墨烯、阻燃改性劑、金屬氧化物和陶瓷前驅體聚合物制備而成。方法：一、以膨脹石墨為原料，經粉碎、氧化、剝離獲得石墨烯分散液；二、石墨烯溶液與阻燃改性劑制備阻燃改性石墨烯分散液；三、阻燃改性石墨烯溶液與金屬氧化物制備阻燃改性石墨烯復合粉體；四、阻燃改性石墨烯復合粉體與陶瓷前驅體聚合物制備石墨烯抗滴落阻燃協效劑。本發明制備的石墨烯抗滴落阻燃協效劑具有無毒無鹵環境友好的特點，可用于聚合物阻燃領域，抑制燃燒過程的熔滴，提高阻燃性能。

技術領域

本發明屬于聚合物阻燃技術領域，具體涉及一種石墨烯抗滴落阻燃協效劑及其制備方法。

背景技術

石墨烯作為一種二維碳材料，具有優異的機械、電學、熱學性能，其良好的潤滑、密封、耐腐蝕等特性，使其作為功能填料得以廣泛研究和應用。近年來，石墨烯在阻燃領域中的應用得到了廣泛關注，作為一種新型阻燃助劑，其片狀結構被認為具有良好的阻隔性能，能夠有效增強炭層強度與致密度，而起到良好的阻隔作用，抑制燃燒中熱和氧的傳遞，并有助于降解成炭。

石墨烯單獨作為阻燃劑時，存在分散困難和阻燃效率低等問題，與阻燃劑復配或改性，成為石墨烯用于聚合物阻燃領域的重要技術手段。利用石墨烯與磷系、氮系、硅系、無機等阻燃劑復配，采用接枝、包覆、母料等技術是目前制備石墨烯阻燃材料的主要方法。為實現石墨烯的阻燃功能化，以氧化石墨烯為原料制備石墨烯阻燃劑的方法較多。然而受限于氧化石墨烯的穩定性及石墨烯的分散性較差等問題，使得石墨烯阻燃劑的應用有一定的選擇性，難以滿足聚合物阻燃領域的廣泛需求。石墨烯的分散與阻燃功能化仍是將石墨烯用于阻燃領域亟需解決的關鍵技術。

發明內容

本發明為解決目前以氧化石墨烯為原料制備石墨烯阻燃劑的方法由于氧化石墨烯的穩定性和石墨烯的分散性較差的問題，而使石墨烯阻燃劑的應用受限，難以滿足聚合物阻燃領域的廣泛需求，以及由該石墨烯阻燃劑制備的聚合物阻燃材料氧指數不高、UL94阻燃等級不高的技術問題，而提供了一種石墨烯抗滴落阻燃協效劑及其制備方法。

本發明的一種石墨烯抗滴落阻燃協效劑由石墨烯、阻燃改性劑、金屬氧化物和陶瓷前驅體聚合物制備而成，其中所述石墨烯與阻燃改性劑的質量比為1:(0.5～10)，所述石墨烯與金屬氧化物的質量比為1:(1～20)，所述石墨烯與陶瓷前驅體聚合物的質量比為1:(0.5～50)。

進一步限定，所述石墨烯與阻燃改性劑的質量比為1:(1～5)。

進一步限定，所述石墨烯與阻燃改性劑的質量比為1:4。

進一步限定，所述石墨烯與金屬氧化物的質量比為1:(5～10)。

進一步限定，所述石墨烯與陶瓷前驅體聚合物的質量比為1:(10～20)。

進一步限定，所述阻燃改性劑為含磷阻燃劑。

進一步限定，所述含磷阻燃劑為2-羧乙基苯基次膦酸、羥甲基苯基次膦酸、多聚磷酸銨中的一種或幾種按任意比的組合。

進一步限定，所述金屬氧化物為氧化鎂、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈣、氧化硼、氧化硅中的一種或幾種按任意比的組合。

進一步限定，所述的陶瓷前驅體聚合物為聚硅碳烷、聚硅碳氮烷、聚硅碳硼烷、含金屬聚硅碳烷中的一種或幾種按任意比的組合。