[发明专利]一种石墨烯阻燃弹性复合材料、复合膜及其制备方法

说明书

本发明提供了石墨烯阻燃弹性复合材料，其特征在于，包括按质量百分比计的如下组分：0.5～10％石墨烯微片，20～35％阻燃剂，10～30％热塑性弹性体，30～60％溶剂，0.1～1.5％助剂；另外，本发明还提供了包含石墨烯阻燃弹性复合材料的复合膜及其制备方法。该发明以不同弹性模量的热塑性弹性体、阻燃剂和溶剂作为成膜材料，以石墨烯微片作为导电填料，得到的复合材料具有阻燃、高导电、可弯折及高附着等特性，从而使得由该复合材料制得的复合膜亦具有阻燃、高导电、可弯折及高附着等特性，可应用于电磁屏蔽、远红外电采暖产品、柔性导电电极等领域，应用范围广，且有效克服了现有电热膜产品抗弯折性差、局部过热存在的自燃等安全隐患的问题。

技术领域

本发明属于石墨烯复合材料技术领域，具体涉及一种石墨烯阻燃弹性复合材料、复合膜及其制备方法。

背景技术

电加热采暖技术具有不耗水、节能、节地、省材、环保、任意开关调节、便于分户计量等优点，符合低碳方向。电加热采暖技术通常使用的是电热膜，它是一种通电后能发热的半透膜聚酯薄膜，由可导电的特制油墨、金属载流条经加工、热压在绝缘聚酯薄膜之间而成，在现代建筑采暖工程、家装地暖工程等领域都有很广泛的应用。

目前常见的电发热产品中主要是碳晶发热膜，以短切碳纤维为导电填料，由于其添加量非常大，长时间工作后热的稳定性较差，发热膜的功率衰减幅度较大，电热转换效率越来越低，其使用的寿命也就不长。而该电发热膜产品往往由于自身发热不均匀，局部温度过高过热，且安装过程连接的金属导线部分暴露而易发生漏电打火花现象，存在着严重的安全隐患。

自2004年第一次制备得到石墨烯以来，石墨烯作为一种新型碳材料备受关注。它是一种完全由sp²杂化的碳原子构成的厚度仅为单原子层或数个单原子层的准二维晶体材料，具有高透光率和导电性、高比表面积、高强度及柔韧性等优异的性能。由于石墨烯具有这些优异的性能，与其复合后的材料可广泛应用于设计耐高温高寒、高导电、高阻燃、高柔韧性、耐腐蚀、耐冲击等不同的应用方向，特别是高导电石墨烯阻燃复合薄膜材料，可应用于建材采暖工程、家装装饰等电采暖产品中。可解决现有电发热产品中因发热体发热温度不均匀，局部温度过高过热以及安装金属导线部分裸露易发生打火花现象而导致的火灾现象。

因此，现有技术中需要一种改进的石墨烯阻燃弹性复合膜材料，解决现有电热膜产品抗弯折性差、局部过热存在的自燃等安全隐患问题，至少克服现有产品技术中存在的上述一个或多个问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有电热膜产品抗弯折性差、局部过热存在的自燃等安全隐患的问题。

为此，本发明实施例提供了一种石墨烯阻燃弹性复合材料，包括按质量百分比计的如下组分：0.5～10％石墨烯微片，20～35％阻燃剂，10～30％热塑性弹性体，30～60％溶剂，0.1～1.5％助剂。

进一步的，所述石墨烯微片中不含金属离子，且其厚度小于2.0nm，层数为2～5层，片径为0.5～2.3μm。

进一步的，所述阻燃剂包括四溴邻苯二甲酸镁铝，四氯邻苯二甲酸镁铝，双酚A-双(二苯基磷酸酯)，硼酸锌，氢氧化铝，氢氧化镁，磷酸三乙基酯、磷酸三苯基酯、、红磷中的至少一种。

进一步的，所述热塑性弹性体包括SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体)、TPU(热塑性聚氨酯类弹性体)、TPB(热塑性乙烯类弹性体)、TCPE(热塑性氯乙烯类弹性体)、TPO(热塑性聚烯烃类弹性体)、TPF(热塑性有机氟类弹性体)、TPEE(热塑性聚酯醚类弹性体)、TPAE(热塑性聚酰胺类弹性体)、TPS(热塑性苯乙烯类弹性体)和TPE-IPN(互穿网络的热塑性弹性体)中的至少一种。

进一步的，所述溶剂包括四氢呋喃、环己酮、N,N-二甲基甲酰胺、丙二醇苯醚、丙二醇甲醚乙酸酯、N-甲基吡咯烷酮、碳酸二甲酯、二甲基亚砜、二氧六环中的至少一种。