[发明专利]一种含碳材料的硅杂化复合阻燃剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种含碳材料的硅杂化复合阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将碳材料、改性硅烷、催化剂和有机溶剂混合进行表面改性反应，得到改性碳材料溶液；

(2)将所述改性碳材料溶液与阻燃硅烷、溶胶催化剂和水混合进行溶胶凝胶反应，得到含碳材料的硅杂化复合阻燃剂。

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碳材料包括C₆₀、单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的一种或多种；所述碳材料、改性硅烷、阻燃硅烷和水的质量比为1∶0.1～1∶5～10∶2～10。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中改性硅烷包括3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、甲基-(3-异氰酸丙基)二甲基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中催化剂包括N，N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N，N，N′，N′-四甲基亚烷基二胺、三乙胺、N，N-二甲基苄胺和二丁基锡二月桂酸酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中有机溶剂包括苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯仿、二氯苯、二氯甲烷、乙醇、异丙醇、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙腈、吡啶、苯酚和二氧六环中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中表面改性反应在惰性气体的保护下进行；所述表面改性反应的温度为50～150℃，时间为1～24h。

7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中溶胶凝胶反应在室温下进行，所述溶胶凝胶反应的时间为2～12h。

8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中阻燃硅烷为具有S-1～S-8所示结构的化合物中的一种或多种：

9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的含碳材料的硅杂化复合阻燃剂。

10.权利要求9所述的含碳材料的硅杂化复合阻燃剂在高分子材料阻燃中的应用。