[发明专利]一种阻燃产品及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能材料领域，具体地，涉及一种阻燃产品、一种阻燃产品的制备方法以及由该方法制备得到的阻燃产品。

背景技术

近年以来，有关石墨烯的研究得到了广泛的关注。石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面结构，只有一个碳原子厚度的二维材料。由于其具有高导电性、高比表面积、高导热性和优异的机械性能，使得石墨烯被广泛应用于超级电容器、锂离子电池、电子元件、存储器件、防腐蚀涂层、吸波材料等领域。

然而，现有的石墨烯材料很难耐受火灾的考验，石墨烯的阻燃性有待提高。

在现有公开的专利申请中，石墨烯一般作为阻燃助剂添加到聚合物等材料中以提高其阻燃性能。目前，对石墨烯本身作为阻燃材料的研究比较少，Jong-Beom Baek报道了利用石墨和红磷混合球磨法制备的含有磷酸的石墨烯有较好的阻燃性。但制备出的含有磷酸的阻燃石墨烯主要以粉体形式存在，要得到形貌可控的阻燃材料或阻燃产品仍然比较困难；而且，该材料在空气中的热稳定性较差，在600℃空气中的残留量仅有30％左右。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的阻燃产品在空气中的热稳定性差，阻燃性能差、形变大的缺陷，提供一种热稳定性好、阻燃性能好、形变小的阻燃产品。

第一方面，本发明提供一种阻燃产品，该阻燃产品包括含有亲水基团的易燃物质和涂覆在所述易燃物质表面的氧化石墨烯阻燃涂层，该氧化石墨烯阻燃涂层中含有阻燃剂和氧化石墨烯，以所述氧化石墨烯阻燃涂层的总量为基准，所述阻燃剂的含量为3-45重量％，所述氧化石墨烯的含量为55-97重量％。

第二方面，本发明提供一种制备阻燃产品的方法，该方法包括：

(1)在溶剂存在下，将氧化石墨烯与阻燃剂进行接触，得到溶液A；

(2)将所述溶液A涂覆在含有亲水基团的易燃物质的表面上并进行干燥；

其中，所述氧化石墨烯与所述阻燃剂的用量使得经过步骤(2)干燥后得到的阻燃产品中的氧化石墨烯阻燃涂层中的所述阻燃剂的含量为3-45重量％，所述石墨烯的含量为55-97重量％。

第三方面，本发明提供由前述方法制备得到的阻燃产品。

本发明提供的阻燃产品热稳定性好、阻燃性能好、形变小，而且，本发明提供的制备阻燃产品的方法工艺简单且成本低，适合大批量的工业化生产。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

第一方面，本发明提供了一种阻燃产品，该阻燃产品包括含有亲水基团的易燃物质和涂覆在所述易燃物质表面的氧化石墨烯阻燃涂层，该氧化石墨烯阻燃涂层中含有阻燃剂和氧化石墨烯，以所述氧化石墨烯阻燃涂层的总量为基准，所述阻燃剂的含量为3-45重量％，所述氧化石墨烯的含量为55-97重量％。

对所述含有亲水基团的易燃物质的种类没有特别的限定，例如可以为纸等易燃材料或物质。

优选地，以所述氧化石墨烯阻燃涂层的总量为基准，所述阻燃剂的含量为8-35重量％，所述氧化石墨烯的含量为65-92重量％。

优选地，所述氧化石墨烯阻燃涂层在所述易燃物质表面的负载量为0.1-10mg/cm²；优选为0.5-5mg/cm²。

优选地，所述阻燃剂选自氮系阻燃剂和磷系阻燃剂中的至少一种；优选地，所述阻燃剂选自六氯环三聚磷腈、三聚氰胺和磷酸三苯酯中的至少一种；更加优选地，所述阻燃剂为六氯环三聚磷腈。本发明的发明人发现，采用六氯环三聚磷腈作为本发明的阻燃剂与所述氧化石墨烯进行配合使用时，制备得到的阻燃产品的阻燃性能更好，且热稳定性更高。

根据一种优选的具体实施方式，在本发明所述的阻燃产品的氧化石墨烯阻燃涂层中含有氧化石墨烯和作为阻燃剂的六氯环三聚磷腈，以所述氧化石墨烯阻燃涂层的总量为基准，所述六氯环三聚磷腈的含量为8-35重量％，所述氧化石墨烯的含量为65-92重量％。本发明的发明人发现，采用本发明的这种具体实施方式的技术方案制备得到的阻燃材料的阻燃性能以及热稳定性达到最优。

第二方面，本发明提供了一种制备阻燃产品的方法，该方法包括：

(1)在溶剂存在下，将氧化石墨烯与阻燃剂进行接触，得到溶液A；

(2)将所述溶液A涂覆在含有亲水基团的易燃物质的表面上并进行干燥；