[发明专利]层状双氢氧化物-钼酸根离子改性的石墨烯阻燃抑烟剂及其制备方法

说明书

本发明属于阻燃抑烟剂技术领域，具体涉及一种层状双氢氧化物‑钼酸根离子改性的石墨烯阻燃抑烟剂及其制备方法；其是先在石墨烯表面负载LDH、再在LDH层间插层钼酸根离子得到；本发明提供的阻燃抑烟剂不仅能够改善聚合物的阻燃和抑烟性能，还能提高聚合物的物理机械性能。

技术领域

本发明属于阻燃抑烟剂技术领域，具体涉及一种层状双氢氧化物- 钼酸根离子改性的石墨烯阻燃抑烟剂及其制备方法。

背景技术

石墨烯是一种由单层碳原子紧密堆积而成的二维蜂窝状平面结构，由于其具有较大的表面积和优异的电学、光学、力学以及热学性质，近年来受到了众多领域研究者的广泛关注和研究。中国期刊《塑料工业》的2016年第44卷第2期中的《石墨烯/聚合物复合材料研究进展》一文中指出在一些聚合物中添加石墨烯可以提高其阻燃性能。实际上，石墨烯复合聚合物材料阻燃性能的提升主要是由于大比表面积的石墨烯片层在聚合物燃烧过程中起到的物理阻隔作用，它能抑制聚合物燃烧过程中气相和凝聚相之间的能量和物质的传递，从而保护下面的基体防止进一步的燃烧。但是，由于石墨烯片层之间存在较强的范德华力，因此石墨烯容易发生团聚，导致其在聚合物中分散性变差，阻燃效率降低，需要较大的添加量才能起到较好的阻燃效果，而添加量的增大又往往会导致聚合物物理机械性能的下降，从而限制了石墨烯在聚合物阻燃中的应用。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种层状双氢氧化物-钼酸根离子改性的石墨烯阻燃抑烟剂，该阻燃抑烟剂不仅能够改善聚合物的阻燃和抑烟性能，还能提高聚合物的物理机械性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种层状双氢氧化物 -钼酸根离子改性的石墨烯阻燃抑烟剂，其是先在石墨烯表面负载LDH、再在LDH层间插层钼酸根离子得到。

本发明的另外一个目的是提供一种如上所述的层状双氢氧化物-钼酸根离子改性的石墨烯阻燃抑烟剂的制备方法，其包括如下步骤：

(1)将二价金属盐和三价金属盐分散溶解到去离子水中，得均匀的盐溶液；

(2)将石墨烯分散到碱性溶液中，加入盐溶液，用沉淀剂调节溶液pH至8-11，在40-80℃条件下搅拌反应12-36h，然后加入还原剂，反应后得到混合物，将混合物通过离心洗涤处理，即得RGO-LDH；

(3)将RGO-LDH分散到去离子水中，加入钼酸盐溶液，调节溶液pH至4-5，然后通过离子交换法处理，即得钼酸根离子插层改性的 RGO-LDH。

上述技术方案产生的有益效果在于：本发明采用层状双氢氧化物和钼酸根离子同时改性石墨烯，制备得到的钼酸根离子插层改性的 RGO-LDH在应用时能够均匀地分散在聚合物基体中，没有明显的团聚现象，且该阻燃抑烟剂可以有效地提高聚合物的阻燃抑烟性能，不仅如此，经试验验证，本发明公开的阻燃抑烟剂应用于聚合物材料中还可以提高聚合物材料的力学机械性能。

具体实施方式

以下通过3个实施例对本发明公开的技术方案做进一步的说明：

实施例1：阻燃抑烟剂的制备与应用

一、阻燃抑烟剂的制备

(1)称取7.5g的Al(NO₃)₃·9H₂O和25.6g的Mg(NO₃)₂·6H₂O，分散溶解于150ml去离子水中，得均匀的盐溶液；

(2)称取0.64g石墨烯分散到150ml碱性溶液(NaOH浓度为0.20M， Na2CO3浓度为0.05M)中，超声30分钟，得到均匀分散的石墨烯分散液；

将步骤(1)中制得的盐溶液滴加到上述石墨烯分散液中，滴加的同时快速搅拌；(时间，速率)