[发明专利]石墨烯/层状双氢氧化物无卤阻燃母粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃母粒及其制备方法，特别地涉及一种石墨烯/层状双氢氧化物无卤阻燃母粒及其制备方法。

背景技术

石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/m·K。在航空航天、新材料、新能源、电子等领域具有良好的应用前景。在石墨烯的实际应用中，聚合物/石墨烯纳米复合材料被认为是最具应用前景的方向之一。聚合物/石墨烯复合材料主要优势性能在于六大方面，即高导热系数、高绝缘、高阻燃、高机械强度、低密度、低成本、易加工，这些性能都具有革命性。

层状双氢氧化物LDH是指理想组成为[N²⁺_1 - x M³⁺_x ·(OH) ₂ ]^x + (A^h- ) _x / h ·mH₂O的一类典型的阴离子型插层纳米材料,其中N²⁺为二价金属离子，包括：Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Cr²⁺、Co²⁺ 、Ni²⁺ ；M³⁺为三价金属离子，包括Al³⁺、Fe³⁺、Co³⁺、Ni³⁺。A为阴离子，包括NO₃^-、Cl^-、CO₃^2-及SO₄^2-，简记为N_nM/A-LDH, n为N²⁺与M³⁺的摩尔比。LDH作为一种纳米改性剂，在高分子材料领域有着重要的应用，可以用作阻燃抑烟剂、生物/医用材料、紫外/红外吸收材料等。近年来，特别是聚合物/LDH复合材料得到了研究者的广泛关注。

聚合物纳米复合材料是通过将纳米添加剂分散在聚合物基体中制得，但由于纳米填料的比表面较大，具有固有的范德华力，纳米材料非常容易团聚，因此将纳米尺寸的功能填料在聚合物基体中的均匀分散是聚合物纳米复合材料的关键技术。目前，制备聚合物纳米复合材料的方法有溶液复合法、原位聚合法和熔融共混法，其中前两种方法易于实现纳米材料在聚合物基体中的均匀分散，但是使用了大量的有机溶剂，导致成本高、污染大，不利于工业化生产。而熔融共混法制备复合材料，如果很容易导致纳米填料分散不均，从而影响复合材料的最终性能。

发明内容

本发明的目的之一在于针对现有技术的不足，提供一种石墨烯/层状双氢氧化物无卤阻燃母粒及其制备方法。

本发明的目的还在于提供上述石墨烯/LDH无卤阻燃母粒的制备方法。

本发明的上述目的是通过如下技术方案来实现的：

一种石墨烯/层状双氢氧化物无卤阻燃母粒，其特征在于该母粒的组成及重量份数为：

石墨烯/ 层状双氢氧化物复合物               20～90 份

抗氧剂                                  0.5～2份

载体                                    10～80 份；

所述的载体为聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚酰胺中的至少一种。

    上述的石墨烯/层状双氢氧化物（LDH）复合物的具体制备方法为：

a. 将LDH、有机溶剂按照质量比0.05~0.5加入反应器中，超声3~24小时，之后在1000~10000r/min下离心10~120分钟，将得到的混合物A过滤，干燥，备用；

（2）将石墨烯、有机溶剂按照质量比0.05~0.5加入反应器中，超声3~24小时，之后在1000~10000r/min下离心10~120分钟，将得到的混合物B过滤，干燥，备用；

（3）将步骤（1）所得混合物A、步骤（2）所得混合物B、表面活性剂按照质量比45~20:45~20:40~10加入反应器中混合均匀，超声0.5~3小时，之后在1000~5000r/min下离心10~60分钟，干燥，粉碎，得到石墨烯/LDH复合物。