[发明专利]一种石墨烯改性阻燃聚丙烯材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯改性阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将10～50重量份马来酸酐接枝聚丙烯加热熔融，加入1～10重量份石墨烯，随后混炼、热压，得到含有石墨烯的马来酸酐接枝聚丙烯母粒；

步骤2：将聚丙烯60～100重量份、步骤1得到的含有石墨烯的马来酸酐接枝聚丙烯母粒5～10重量份加热熔融，加入阻燃剂15～30重量份，随后混炼、热压，制得石墨烯改性阻燃聚丙烯材料；

所述的阻燃剂为聚焦磷酸哌嗪、磺酰基双(乙烷-2,1-二基)双(二苯基磷氧)中的一种或组合。

2.如权利要求1所述的一种石墨烯改性阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述石墨烯为改性石墨烯；所述改性石墨烯的具体步骤为：将1～2重量份石墨烯加入到250～500重量份水中，在超声功率为50～200W、频率20～130KHz、温度20～40℃下，超声处理30～60min，获得石墨烯悬浊液a；将5～20份磷酸加入到以300～500r/min搅拌速度搅拌的悬浊液中a，将悬浊液a的温度升至60～100℃，搅拌反应5～10h，随后以8000～10000r/min离心20～30min收集不溶物，用乙醇和水各洗涤三次，然后在-45～-55℃下冷冻干燥24～36h，得到改性石墨烯。

3.如权利要求1所述的一种石墨烯改性阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述聚焦磷酸哌嗪的制备方法为：将80～100重量份哌嗪在转速300～500r/min、温度40～60℃下溶解于100～300重量份乙醇中形成溶液Ⅰ；将溶液Ⅰ以30～50重量份/min的速率滴加到100～300重量份磷酸中，将析出的沉淀抽滤，在60～100℃下干燥16～24h，得到焦磷酸哌嗪；将200～250重量份焦磷酸哌嗪在氮气氛围、250～300℃下处理2～4h，自然冷却，随后用水洗涤，在60～100℃下干燥16～24h，得到聚焦磷酸哌嗪。

4.如权利要求1所述的一种石墨烯改性阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述磺酰基双(乙烷-2,1-二基)双(二苯基磷氧)的制备方法为：将60～100重量份二苯基磷氧、15～30重量份二乙烯基砜加入到400～600重量份甲苯中得到混合体系，将混合体系的温度升至120～150℃，以300～500r/min搅拌速度搅拌反应16～24h，抽滤得到不溶物、用丙酮或乙醇洗涤三次、在60～80℃下干燥6～10h，得到磺酰基双(乙烷-2,1-二基)双(二苯基磷氧)。

5.如权利要求1所述的一种石墨烯改性阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，所述阻燃剂由聚焦磷酸哌嗪、磺酰基双(乙烷-2,1-二基)双(二苯基磷氧)组合而成，聚焦磷酸哌嗪、磺酰基双(乙烷-2,1-二基)双(二苯基磷氧)的重量比为(1：1)～(5：1)。

6.如权利要求1所述的一种石墨烯改性阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，步骤1和步骤2中的熔融温度各自独立为180～190℃。

7.如权利要求1所述的一种石墨烯改性阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，步骤1和步骤2中混炼的参数各自独立为，转速50～80r/min、温度190～220℃、时间10～30min。

8.如权利要求1所述的一种石墨烯改性阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，步骤1和步骤2中热压时的温度各自独立为190～200℃。

9.如权利要求1所述的一种石墨烯改性阻燃聚丙烯材料的制备方法，其特征在于，步骤1和步骤2中热压时的压力各自独立为10～12MPa。

10.一种石墨烯改性阻燃聚丙烯材料，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的石墨烯改性阻燃聚丙烯材料的制备方法制备得到。