[发明专利]一种膨胀型石墨复合材料

说明书

本发明公开了一种膨胀型石墨复合材料，包含一经改性的膨胀型石墨复合材料及一阻燃剂，其中，该复合材料为一经改性的膨胀型石墨与一经改性的热塑性高分子进行溶胶凝胶反应所得的一产物，该经改性的膨胀型石墨为一含双键的硅氧烷改性剂与一具有多个双键的膨胀型石墨进行自由基所催化反应而得的一产物，该硅氧烷改性剂含有至少一用于与该膨胀型石墨的双键形成键结的双键及至少一可水解的硅氧烷基，该经改性的热塑性高分子具有至少一可水解的硅氧烷基；该自由基所催化反应是在一起始剂及一溶剂的存在下进行；该自由基所催化反应的温度是介于60℃至90℃之间。

技术领域

本发明涉及一种阻燃组成物，特别是指一种膨胀型石墨复合材料。

背景技术

高分子材料虽因具备极佳机械性质而被广泛用于许多日常生活产品(如建筑材料、包装材料、机械零件等等)中，但却很容易遇火燃烧而引发火灾，且在燃烧过程中会释放出大量浓烟和有毒气体，更容易造成空气的污染。因此，目前业界皆希望改善高分子材料易燃的缺点，而目前的解决方式大多是于高分子材料中添加一阻燃剂。膨胀型石墨一般是通过将天然石墨与酸进行反应所制得，由于天然石墨为碳六角型平面堆积而成的层状结构，在与酸反应时，酸分子将会插入各个石墨层之间，并同时让膨胀型石墨的结构上具有双键及OH、COOH等基团。当膨胀型石墨受热高于200℃时，其层间插入物质将会分解生成气体，使得膨胀型石墨将会膨胀至原有体积的数百倍，进而变成体积蓬松的蠕虫状粉末，所以可在燃烧表面形成阻隔碳层，以隔绝热及降低空气的流动，再加上石墨的气化点超过3000℃以上及燃烧时只产生水蒸气，足以抵抗一般的火灾温度并可浓密地保护建材表面，同时在未产生有毒气体下，达到防火的目的，可见膨胀型石墨确实为符合环保要求且具有极佳防火性质的阻燃剂。

然而，膨胀型石墨虽具有不错的阻燃性，但因膨胀型石墨为无机材料，机械性质远不及有机高分子材料，较不利于后续加工，所以，如欲发挥膨胀型石墨的阻燃性质，大多需将其与有机高分子组合制成复合材料，或者是将其与其他试剂混合制成涂布材料。不过，如同一般无机材料/有机高分子复合材料所遇到的问题，无机材料与有机高分子材料的兼容性不佳，容易产生混合不均或相分离情形，更严重的是会影响无机材料或有机高分子的原有性质，因此，膨胀型石墨目前大多仅能少量添加至有机高分子或是被制成涂布材料，使得后续应用受到限制。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种含有经改性的膨胀型石墨复合材料的阻燃组成物。

为了实现上述目的，本发明实施例一方面提供一种含有经改性的膨胀型石墨复合材料的阻燃组成物，包含一经改性的膨胀型石墨复合材料及一阻燃剂，其中，该复合材料为一经改性的膨胀型石墨与一经改性的热塑性高分子进行溶胶凝胶反应所得的一产物，该经改性的膨胀型石墨为一含双键的硅氧烷改性剂与一具有多个双键的膨胀型石墨进行自由基所催化反应而得的一产物，该硅氧烷改性剂含有至少一用于与该膨胀型石墨的双键形成键结的双键及至少一可水解的硅氧烷基，该经改性的热塑性高分子具有至少一可水解的硅氧烷基。

作为优选，其中，该硅氧烷改性剂是由下式(I)所示：

于该式(I)中，R1、R2及R3可为相同或不同且分别表示氢或碳数范围介于1至6之间的烷基；Y为(C＝O)－O基团，m为0或1；R4、R5及R6可为相同或不同且分别表示氢、碳数范围介于1至6之间的烷基或碳数范围介于1至6之间的三烷基硅烷基；及n为介于0至6之间的正整数。

作为优选，其中，该式(I)所示的改性剂是选自于3－(三甲氧基硅烷)丙基甲基丙烯酸酯、乙烯基三乙氧基硅烷、(3－丙烯酰氧丙基)三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷或烯丙基参(三甲基硅氧基)硅烷。

作为优选，用于与该膨胀型石墨进行反应的改性剂是乙烯基三乙氧基硅烷。