[发明专利]改性高分子聚合物制备智能预警阻燃材料及方法与应用

说明书

本发明公开了改性高分子聚合物制备智能预警阻燃材料及方法与应用，其方法为：采用二异氰酸酯对高分子聚合物进行修饰，使高分子聚合物表面接枝异氰酸基团，再加入氧化石墨烯与高分子聚合物表面的异氰酸基团进行反应，使得高分子聚合物表面形成石墨烯层，然后加入氨丙基三乙氧基硅烷反应，再加入正硅酸乙酯和四甲基氢氧化铵，通过溶胶‑凝胶法在石墨烯层合成八聚四甲基铵基笼型倍半硅氧烷。本发明制备的材料集自身阻燃特性和信号感应于一体，既能降低安防系统的造价成本，又能进一步提高火灾检测精度。

技术领域

本发明属于高分子化学和功能材料技术领域，涉及改性高分子聚合物制备智能预警阻燃材料及方法与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

高分子材料由于具有质轻、易于加工成型等优点，被广泛应用于生产、生活等领域。然而绝大多数高分子材料容易燃烧，而且燃烧过程伴随着有毒有害的烟气产生，因而存在严重的火灾隐患。因此，高分子材料的阻燃改性成为拓展高分子材料应用领域重要手段，也是高分子材料研究的重点之一。苯并噁嗪作为一种新型的热固性酚醛树脂高分子，以其优良的性能得到越来越多的研究和关注。聚苯并噁嗪树脂具有原料成本低廉且来源广泛、合成工艺简单等优点，并且在保留传统热固性树脂优点的基础上克服了存在的一些不足，这些优势使其具备了替代酚醛苯并噁嗪树脂作为高性能化材料的可能，有望在模压及注塑制品、粘合剂、新型高性能涂料、耐高温电绝缘材料和高性能结构材料等方面得到广泛的应用；聚氨酯是一种由多异氰酸酯和多元醇反应并具有若干个氨基甲酸酯链段的有机高分子材料。聚氨酯材料具有优异的柔韧性、粘接性、耐磨性及耐低温性等诸多优点。正是由于这些性质，聚氨酯材料在新材料工业中占有十分重要的地位，广泛应用于航天、汽车、建筑、涂料、纺织、皮革、家具、家电、包装、军工等领域。但是，未经阻燃处理的聚氨酯材料遇火会燃烧分解，并释放出大量有毒有害气体，存在着一定的安全隐患。

专利CN208118611U公开了一种有机聚硅氧烷环保阻燃板。该专利通过在阻燃板本体设置聚硅氧烷材料层、装饰层、加固层、吸音层、环保板材层之间的连接由阻燃粘接剂粘接，可制备有机聚硅氧烷环保阻燃板，但通过物理添加聚硅氧烷材料层起到阻燃效果，阻燃机理单一。

专利CN208077359U公开了一种火灾提前预警电子感应器。该专利通过设置多个温度传感器的方法，当检测到不正常热源，触发系统反馈信息达到预警的效果。但该对于环境周边生活热源的干扰，易造成警情误报。

总体来说，本公开发明人发现，现有的阻燃高分子材料，阻燃机理单一，仅通过引入具有不可燃材料或难燃的分子达到阻燃效果。特是多数改性材料只能满足阻燃、耐腐蚀等基本物理性质，应用价值单一。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供改性高分子聚合物制备智能预警阻燃材料及方法与应用，该材料集自身阻燃特性和信号感应于一体，既能降低安防系统的造价成本，又能进一步提高火灾检测精度。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，一种改性高分子聚合物制备智能预警阻燃材料的方法，采用二异氰酸酯对高分子聚合物进行修饰，使高分子聚合物表面接枝异氰酸基团，再加入氧化石墨烯与高分子聚合物表面的异氰酸基团进行反应，使得高分子聚合物表面形成石墨烯层，然后加入氨丙基三乙氧基硅烷反应，再加入正硅酸乙酯和四甲基氢氧化铵，通过溶胶-凝胶法在石墨烯层合成八聚四甲基铵基笼型倍半硅氧烷。