[发明专利]一种石墨烯抗滴落阻燃协效剂及其制备方法

说明书

一种石墨烯抗滴落阻燃协效剂及其制备方法。本发明属于聚合物阻燃技术领域。本发明为解决目前由现有石墨烯阻燃剂制备的聚合物阻燃材料氧指数不高、UL94阻燃等级不高的技术问题。产品由石墨烯、阻燃改性剂、金属氧化物和陶瓷前驱体聚合物制备而成。方法：一、以膨胀石墨为原料，经粉碎、氧化、剥离获得石墨烯分散液；二、石墨烯溶液与阻燃改性剂制备阻燃改性石墨烯分散液；三、阻燃改性石墨烯溶液与金属氧化物制备阻燃改性石墨烯复合粉体；四、阻燃改性石墨烯复合粉体与陶瓷前驱体聚合物制备石墨烯抗滴落阻燃协效剂。本发明制备的石墨烯抗滴落阻燃协效剂具有无毒无卤环境友好的特点，可用于聚合物阻燃领域，抑制燃烧过程的熔滴，提高阻燃性能。

技术领域

本发明属于聚合物阻燃技术领域，具体涉及一种石墨烯抗滴落阻燃协效剂及其制备方法。

背景技术

石墨烯作为一种二维碳材料，具有优异的机械、电学、热学性能，其良好的润滑、密封、耐腐蚀等特性，使其作为功能填料得以广泛研究和应用。近年来，石墨烯在阻燃领域中的应用得到了广泛关注，作为一种新型阻燃助剂，其片状结构被认为具有良好的阻隔性能，能够有效增强炭层强度与致密度，而起到良好的阻隔作用，抑制燃烧中热和氧的传递，并有助于降解成炭。

石墨烯单独作为阻燃剂时，存在分散困难和阻燃效率低等问题，与阻燃剂复配或改性，成为石墨烯用于聚合物阻燃领域的重要技术手段。利用石墨烯与磷系、氮系、硅系、无机等阻燃剂复配，采用接枝、包覆、母料等技术是目前制备石墨烯阻燃材料的主要方法。为实现石墨烯的阻燃功能化，以氧化石墨烯为原料制备石墨烯阻燃剂的方法较多。然而受限于氧化石墨烯的稳定性及石墨烯的分散性较差等问题，使得石墨烯阻燃剂的应用有一定的选择性，难以满足聚合物阻燃领域的广泛需求。石墨烯的分散与阻燃功能化仍是将石墨烯用于阻燃领域亟需解决的关键技术。

发明内容

本发明为解决目前以氧化石墨烯为原料制备石墨烯阻燃剂的方法由于氧化石墨烯的稳定性和石墨烯的分散性较差的问题，而使石墨烯阻燃剂的应用受限，难以满足聚合物阻燃领域的广泛需求，以及由该石墨烯阻燃剂制备的聚合物阻燃材料氧指数不高、UL94阻燃等级不高的技术问题，而提供了一种石墨烯抗滴落阻燃协效剂及其制备方法。

本发明的一种石墨烯抗滴落阻燃协效剂由石墨烯、阻燃改性剂、金属氧化物和陶瓷前驱体聚合物制备而成，其中所述石墨烯与阻燃改性剂的质量比为1:(0.5～10)，所述石墨烯与金属氧化物的质量比为1:(1～20)，所述石墨烯与陶瓷前驱体聚合物的质量比为1:(0.5～50)。

进一步限定，所述石墨烯与阻燃改性剂的质量比为1:(1～5)。

进一步限定，所述石墨烯与阻燃改性剂的质量比为1:4。

进一步限定，所述石墨烯与金属氧化物的质量比为1:(5～10)。

进一步限定，所述石墨烯与陶瓷前驱体聚合物的质量比为1:(10～20)。

进一步限定，所述阻燃改性剂为含磷阻燃剂。

进一步限定，所述含磷阻燃剂为2-羧乙基苯基次膦酸、羟甲基苯基次膦酸、多聚磷酸铵中的一种或几种按任意比的组合。

进一步限定，所述金属氧化物为氧化镁、氧化铝、氧化锌、氧化钙、氧化硼、氧化硅中的一种或几种按任意比的组合。

进一步限定，所述的陶瓷前驱体聚合物为聚硅碳烷、聚硅碳氮烷、聚硅碳硼烷、含金属聚硅碳烷中的一种或几种按任意比的组合。