[发明专利]一种阻燃石墨烯纳米复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，特别是一种阻燃石墨烯纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

    石墨烯是目前已知的世上最薄同时也是最坚硬的纳米材料，石墨烯由碳原子sp2杂化轨道组成的六角形蜂巢晶格平面结构非常稳定，石墨烯内部碳原子之间的连接很柔韧，当受到施加外力的作用时，石墨烯的碳原子平面会弯曲变形，而且可以弯曲到很大角度而不断裂，碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定，可以抵抗很高的压力。石墨烯质料非常牢固坚硬，是目前已知测量过的强度最高的物质，其强度比钢铁高200倍。石墨烯具有的层状结构及较大的比表面积，能够在基体中形成牢固的支撑网络结构，可以提高复合材料的各项性能。

现有阻燃复合材料在使用过程中存在性能不稳定、韧性和耐磨效果差，影响阻燃复合材料的使用效果。

发明内容

本发明针对上述技术不足提供了一种石墨烯纳米改性的复合阻燃材料及其制备方法，该复合材料具备高阻燃能效、高冲击强度、优良力学性能和较好环保性能。

本发明解决上述技术问题采取的技术方案为：一种阻燃石墨烯纳米复合材料，其由以下重量份比的原料组成：乙烯基树脂 25-50，玻璃纤维 10-25，石墨烯 5-20，纳米改性材料1~5，无机物填料 10-40，增塑剂 1-5，抗氧剂 0.5~1，阻燃剂10~25。

作为优选，纳米改性料为纯度大于90%的纳米蒙脱土硅铝酸。

作为优选，无机物填料为碳酸钙、滑石粉、膨润土、高岭土、云母粉中的一种或几种。

作为优选，增塑剂为丁基苯磺酰胺。

作为优选，抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010中的一种或其复配物。

作为优选，阻燃剂为十溴二苯乙烷、四溴双酚A环氧树脂齐聚物或溴化聚苯乙烯，可以很好的和其他材料产生协同阻燃效果，而且为环保型阻燃剂。

一种阻燃石墨烯纳米复合材料的制备方法，具体为：

（1）按照以下重量份比备料：乙烯基树脂 25-50，玻璃纤维 10-25，石墨烯 5-20，纳米改性材料1~5，无机物填料 10-40，增塑剂 1-5，抗氧剂 0.5~1，阻燃剂10~25。

（2）将上述原料投入高混机搅拌混合3~8min后得出料混合物，将出料混合物投置于双螺杆挤出机中，调整双螺杆挤出机的工作温度210-240℃，螺杆转数220-500 r/min，挤出造粒，即得石墨烯纳米改性的复合阻燃材料。

与现有技术相比，本发明所得复合材料各原料之间的阻燃协同效果优良，保持韧性的同时具有较高的机械强度，同时具备优良力学性能和较好环保性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：

实施例1：一种阻燃石墨烯纳米复合材料，其由以下重量份比的原料组成：乙烯基树脂 25，玻璃纤维 25，石墨烯 5，纯度大于90%的纳米蒙脱土硅铝酸纳米改性材料1，无机物填料碳酸钙7、滑石粉3、膨润土12、高岭土5、云母粉5 ，丁基苯磺酰胺增塑剂 1，抗氧剂 1076 1，十溴二苯乙烷阻燃剂10。

一种阻燃石墨烯纳米复合材料的制备方法：将上述原料投入高混机搅拌混合3min后得出料混合物，将出料混合物投置于双螺杆挤出机中，调整双螺杆挤出机的工作温度210℃，螺杆转数220r/min，挤出造粒，即得石墨烯纳米改性的复合阻燃材料。

实施例2：一种阻燃石墨烯纳米复合材料，其由以下重量份比的原料组成：乙烯基树脂 30，玻璃纤维 15，石墨烯 12，纯度大于90%的纳米蒙脱土硅铝酸纳米改性材料3，无机物填料碳酸钙 20，丁基苯磺酰胺增塑剂 4，抗氧剂1076和抗氧剂1010的复配物1，阻燃剂四溴双酚A环氧树脂齐聚物15。

一种阻燃石墨烯纳米复合材料的制备方法，具体为：将上述原料投入高混机搅拌混合5min后得出料混合物，将出料混合物投置于双螺杆挤出机中，调整双螺杆挤出机的工作温度230℃，螺杆转数350 r/min，挤出造粒，即得石墨烯纳米改性的复合阻燃材料。

实施例3：一种阻燃石墨烯纳米复合材料，其由以下重量份比的原料组成：乙烯基树脂40，玻璃纤维10，石墨烯15，纯度大于90%的纳米蒙脱土硅铝酸纳米改性材料5，无机物填料滑石粉5、膨润土10，丁基苯磺酰胺增塑剂1.5，抗氧剂1010 0.5，溴化聚苯乙烯阻燃剂13。