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专利号: 201610530036X
申请人: 西华大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机高分子化合物;其制备或化学加工;以其为基料的组合物
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.低烟阻燃高分子复合材料,其特征在于,所述复合材料原料包括:聚合物基体100重量份,膨胀型阻燃剂10~60重量份,成炭剂0~30重量份,发泡剂0~

20重量份,抑烟协效剂0.5~5重量份;其中,所述抑烟协效剂为氧化石墨烯表面负载金属离子的杂化物。

2.根据权利要求1所述低烟阻燃高分子复合材料,其特征在于,所述抑烟协效剂中金属离子的负载量为0.7~4%。

3.根据权利要求1或2所述低烟阻燃高分子复合材料,其特征在于,所述抑烟协效剂失重5%对应的温度为180~280℃。

4.根据权利要求1~3任一项所述低烟阻燃高分子复合材料,其特征在于,所述聚合物基体为环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚氯乙烯中的至少一种;或:所述膨胀型阻燃剂为聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐、磷酸铵镁、硼酸锌、磷酸酯或可膨胀石墨中的至少一种;或:所述成炭剂为季戊四醇、淀粉、山梨醇、甘露醇、酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯或三嗪类成炭剂中的至少一种;或:所述发泡剂为三聚氰胺、双氰胺、聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐、硼酸铵、双氰胺甲醛树脂、脲醛树脂或聚酰胺中的至少一种。

5.根据权利要求1~4任一项所述低烟阻燃高分子复合材料,其特征在于,所述抑烟协效剂采用离子交换法将金属离子均匀负载到氧化石墨烯表面。

6.根据权利要求5所述低烟阻燃高分子复合材料,其特征在于,所述离子交换法包括如下步骤:

1)将氧化石墨和去离子水在超声振荡和剥离作用下制得分散均匀的氧化石墨烯悬浮液,其中,氧化石墨烯悬浮液的浓度为:0.0005~0.005g/mL;

2)按计量比将金属盐加入氧化石墨烯悬浮液中,在超声振荡和剥离作用下制得分散均匀的混合液;

3)最后将步骤2)所得混合液于30~60℃下搅拌至溶液pH值稳定不变,经过滤、洗涤、干燥制得氧化石墨烯负载金属离子的杂化物。

7.根据权利要求6所述低烟阻燃高分子复合材料,其特征在于,所述离子交换法包括如下步骤:(1)将氧化石墨、去离子水加入反应器中,滴加弱碱调节溶液pH值为7~8,在超声振荡和微波加热下剥离氧化石墨,获得氧化石墨烯悬浮液;

(2)按计量比将金属盐加入氧化石墨烯悬浮液中,继续在超声振荡和微波加热下剥离至悬浮液浓度稳定后即可停止得到混合液;整个过程中,用弱碱调节pH为7~8;

(3)剥离结束后,将混合液转入其他反应器中,控制温度在30~60℃,搅拌8~24h,搅拌结束后,过滤,水洗至少3次后,再用有机溶剂洗涤至少3次,然后在50~70℃下真空干燥8~

16h,制得氧化石墨烯负载金属离子的杂化物。

8.根据权利要求6或7所述低烟阻燃高分子复合材料,其特征在于,所述金属盐为醋酸铜、醋酸钴、醋酸镍、醋酸钯、硝酸铁、硝酸铜、硝酸钴、硝酸镍、硝酸钯或硝酸铂;所述氧化石墨与金属盐的质量比为1:0.5~3。

9.根据权利要求7所述低烟阻燃高分子复合材料,其特征在于,步骤(1)和(2)中,所述微波加热温度为30~80℃;或:步骤(1)和(2)中,所述弱碱为氨水、二甲胺、三乙胺、苯胺或吡啶;优选为氨水;或:步骤(3)中,所述有机溶剂为丙酮、氯仿、乙醇或乙酸乙酯。

10.权利要求1~9任一项所述低烟阻燃高分子复合材料的制备方法,所述方法为:当聚合物基体为热固性塑料,所述方法为:将聚合物单体、膨胀型阻燃剂、成炭剂、发泡剂和抑烟协效剂共混,经固化反应制得低烟阻燃高分子复合材料;

当聚合物基体为热塑性塑料,所述方法为:将聚合物基体、膨胀型阻燃剂、成炭剂、发泡剂和抑烟协效剂通过共混熔融混炼的方法制得低烟阻燃高分子复合材料。