[发明专利]仿生修饰的勒姆石/氧化石墨烯纳米复合材料阻燃改性聚酰胺56的方法

说明书

本发明提供了一种仿生修饰的勒姆石/氧化石墨烯纳米复合材料阻燃改性聚酰胺56的方法，步骤如下：（1）将氧化石墨烯加入到Tris缓冲液中，细胞超声剥离后加入勒姆石，再加入盐酸多巴胺，高速搅拌反应，然后离心、干燥，获得仿生修饰的勒姆石/氧化石墨烯纳米复合材料；（2）将仿生修饰的勒姆石/氧化石墨烯纳米复合材料、1、5‑戊二胺、分子量调节剂与水混合得到混合盐溶液；（3）将步骤（2）得到的混合盐溶液与聚酰胺56盐溶液进行原位聚合，得到聚酰胺56聚合物熔体。本发明相比于反应型阻燃剂，具有阻燃剂添加量少、阻燃性能好、环境友好、廉价及力学性能优良等优点，极限氧指数在33%以上，阻燃性能UL94达到V0级。

技术领域

本发明涉及阻燃聚酰胺56聚合物的制备技术领域，具体涉及一种仿生修饰的勒姆石/氧化石墨烯纳米复合材料阻燃改性聚酰胺56的方法。

背景技术

聚酰胺俗称尼龙，自美国杜邦(Du Pont)公司在1930年推出至今，已发展成为世界上品种最多、应用最广的工程塑料，总产量居于世界工程塑料的首位。主要品种有:PA-6、PA-66、PA-610、PA-12、PA-1010、PA-43等。近年来，凯赛生物科技首次推出了PA-56，其在吸湿性、可染性、舒适性、回弹性、耐磨性和阻燃性等方面都优于PA-6、PA66、涤纶的部分产品。此新纤维材料的面世，将有机会打破国外企业对尼龙行业的技术垄断，替代尼龙6或尼龙66在纺丝、汽车、电子等领域的运用。

目前，报道的普通聚酰胺56切片的极限氧指数为26.2，比尼龙6的24.6和尼龙66的24.1略高，但仍属于可燃材料。然而，将来随着聚酰胺56在汽车电器、电动工具等带电工作环境中运用越来越广泛，漏电、短路、电弧、电火花等情况引起火灾的危险极大尤其是采用加入玻纤来增强聚酰胺的力学性能后使其产生“烛芯效应”，更易燃烧。因此，进一步提高聚酰胺56阻燃性亟待迫切。

目前，已公开的现有技术中，提高聚酰胺56阻燃性的方法主要集中于添加反应型阻燃剂，但此种方法阻燃性能有限、分子结构复杂、价格昂贵，不利于规模化生产。近来，相关文献资料指出，无机纳米复合材料因多个组分以纳米尺寸或分子水平地分散在另一聚合物基体中，使聚合物基体性能极大优于相应的宏观或微米级复合材料，特别是聚合物基体的热稳定性和阻燃性能。由此，复合纳米材料受到研究开发者的极大关注，但对于二维无机纳米复合材料阻燃改性聚酰胺56却嫌少报道，如氧化石墨烯/勒姆石纳米复合材料。氧化石墨烯作为一种重要的碳材料，由于具有高稳定、强阻隔、大表面吸附等特性可有效减少材料燃烧过程的传热和传质，可作为阻燃剂使用来提高高分子材料的阻燃性能。进入21世纪，多国政府和机构对多种含卤阻燃剂颁布了禁用令，提出环境友好、无毒、无浸出、无卤等要求，石墨烯或改性石墨烯作为环境友好型阻燃剂势必在阻燃剂大家族中占有重要一席之地。勒姆石（一水合氧化铝）受热释放出化学上结合的水，吸收燃烧热量，降低燃烧温度。另外，失水产物为活性氧化铝，能促进一些聚合物在燃烧时稠环炭化，因此具有凝聚相阻燃作用。

尽管纳米复合材料具有众多优势，但一个关键问题仍需解决：纳米复合材料与聚合物基体的相容性差，容易出现团聚。

发明内容

本发明提出了一种仿生修饰的勒姆石/氧化石墨烯纳米复合材料阻燃改性聚酰胺56的方法，用多巴胺对勒姆石、氧化石墨烯进行功能化修饰，极大改善了勒姆石/氧化石墨烯纳米复合材料与聚酰胺56聚合物的相容性。本发明制备的聚酰胺56聚合物具有阻燃剂添加量少、阻燃性能好、环境友好、廉价及力学性能优良等优点，极限氧指数在33%以上，阻燃性能UL94达到V0级。

实现本发明的技术方案是：

一种仿生修饰的勒姆石/氧化石墨烯纳米复合材料阻燃改性聚酰胺56的方法，步骤如下：

（1）将氧化石墨烯加入到Tris缓冲液中，细胞超声剥离后加入勒姆石，再加入盐酸多巴胺，高速搅拌反应，然后离心、干燥，获得仿生修饰的勒姆石/氧化石墨烯纳米复合材料；