[发明专利]一种高效无卤复合阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种高效无卤复合阻燃剂及其制备方法。所述复合阻燃剂由下述重量份数的原料组成：石墨类材料100份；磷类阻燃剂50～600份。本发明还公开了该复合阻燃剂的制备方法。本发明的技术方案工艺简单、生产周期短，可实现石墨类材料向石墨烯类材料的转换，实现石墨类材料和磷类阻燃剂的复合，制得的复合阻燃剂具有比表面积大、不易团聚、易分散于极性和非极性溶剂中、阻燃效率高和抑烟效果好的特点，可应用于多种饱和树脂、不饱和树脂、热熔胶、橡胶、涂料等产品的阻燃和增强，同时可提高橡胶的耐磨性以及涂料的耐腐蚀性。

技术领域

本发明涉及碳材料技术领域。更具体地，涉及一种高效无卤复合阻燃剂及其制备方法。

背景技术

无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂一直是人们追求的目标，全球对无卤阻燃剂及阻燃材料的开发也投入了很大的力量。无卤阻燃剂主要品种为磷系阻燃剂及无机水合物，磷系阻燃剂的阻燃效果好、阻燃效率高，具有优良的热稳定性、不挥发性、不产生腐蚀性气体以及电绝缘性佳等特点，而且我国磷资源储藏较为丰富，具有较低成本的优势。

但是由于磷系阻燃剂也具有一系列缺点，如与大多数聚合物相容性较差，在树脂中难以分散，会导致材料的力学性能下降；燃烧时会产生大量的白烟等等。因此，有文章报道(郑州轻工业学院学报，2004，19：13-15)将膨胀石墨与红磷进行复合作为聚丙烯的阻燃剂，具有高效的阻燃性，同时有效减少白烟量，但是该阻燃剂只是简单的将石墨与红磷混合，阻燃剂的颗粒较大，不利于分散，不利于阻燃效率的进一步提高。另外，有文章报道(ACSnano，2014，8：2820-2825)将红磷和膨胀石墨进行球磨，通过分离提纯得到石墨烯磷酸，研究了石墨烯磷酸的阻燃性和在极性溶剂中的分散性。该文献中的产品是石墨烯磷酸，作者只强调石墨烯磷酸的阻燃性，并且为了得到纯净的石墨烯磷酸单质，增加了分离纯化等多个步骤。文献中还报道了(Chem.Eur.J.，2015，21：15480-15485)用磷酸接枝氧化石墨烯，得到的氧化石墨烯磷酸同样具有较好的分散性和高效的阻燃性。这两篇文章报道的技术是以石墨烯或氧化石墨烯为基底，制备的石墨烯磷酸尺寸较小，有利于在极性溶剂中均匀分散，强调的是石墨烯磷酸的阻燃性能，但是制备过程涉及多个实验步骤，工艺复杂，制备效率低，成本高，并且原材料含磷阻燃剂的利用率非常低。

因此，需要提供一种原料来源广泛、制备工艺简单、原料利用率高并且具有高效阻燃性的无卤复合阻燃剂及其制备方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种高效无卤复合阻燃剂。

本发明的另一个目的在于提供一种高效无卤复合阻燃剂的制备方法。

为了达到本发明的第一个目的，本发明采用下述技术方案：

一种高效无卤复合阻燃剂，由下述重量份数的原料组成：

石墨类材料 100份；

磷类阻燃剂 50～600份。

优选地，由下述重量份数的原料组成：

石墨类材料 100份；

磷类阻燃剂 50～390份。

磷类阻燃剂具有优异的阻燃效果和电绝缘性能，但是，也有其自身的缺点，比如与大多数聚合物相容性较差，在树脂中难以分散，会导致材料的力学性能下降，燃烧时会产生大量的白烟。通过与性能互补的阻燃剂或协效阻燃剂复合制备成复合阻燃剂来克服上述缺点是较为有效的手段。因此，如何既能够降低复合阻燃剂中的磷类物质的加入量，又能保证复合阻燃剂具有优异的阻燃和抑烟效果，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。