[发明专利]一种含阻燃元素与双键的改性石墨烯阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明涉及聚氨酯合成体系中的阻燃剂技术领域，公开了一种含阻燃元素与双键的改性石墨烯阻燃剂及其制备方法，先将石墨鳞片与氯化钠进行球磨，然后加入对氨基苯乙烯和6‑蝶啶胺，混合并球磨，最后加入亚硝酸酯混合研磨后，经过洗涤、真空干燥得到的含阻燃元素与双键的改性石墨烯阻燃剂，这种改性石墨烯阻燃剂包含有石墨烯，该石墨烯上通过化学基团连接有6‑蝶啶胺和对氨基苯乙烯，利用这种改性石墨烯阻燃剂的碳碳双键引入到聚合多元醇，并利用这种聚合多元醇制备出聚氨酯产品后，该聚氨酯产品的阻燃效果较好。

技术领域

本发明属于聚氨酯合成体系中的阻燃剂技术领域，具体涉及一种含阻燃元素与双键的改性石墨烯阻燃剂及其制备方法。

背景技术

阻燃剂是赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，由于目前运用在交通运输、建筑、电工器材等方面的高分子材料大多数是可燃的，比如塑料，橡胶，纤维等，其防燃的安全系数较低，故阻燃剂的加入能够增加高分子材料的耐燃性，提高安全系数。

目前运用于聚氨酯合成体系中的阻燃剂有两种：

第一种是甲基磷酸二甲酯等含有磷、氯、溴等阻燃元素的添加型阻燃剂，这类添加型阻燃剂的优点是阻燃元素含量高，价格便宜，但存在着易迁移，添加量较大时材料力学性能急剧下降等问题。

第二种是含有阻燃元素和活性基团的化合物作为反应型阻燃剂，但是，含有阻燃元素的化合物虽然有很多，但并不是所有含阻燃元素的化合物都有活性基团与参与到聚氨酯合成体系中，若含有阻燃元素的化合物本身没有参与聚氨酯合成体系的活性基团，则将其加入到聚氨酯合成体系后，该化合物容易迁移且不能大量添加，而导致该化合物在聚氨酯制品中的阻燃效果降低。当然，人们也很容易想到将不含有参与聚氨酯合成体系活性基团的的化合物通过化学合成的方法引入活性基团，但现有的大部分化学合成方法其合成过程比较复杂且反应条件的要求也较高，还要考虑其引入的活性基团是否会对原本化合物的阻燃性质产生不良影响。

发明内容

本发明目的在于提供一种含阻燃元素与双键的改性石墨烯阻燃剂，其具有6-蝶啶胺上的阻燃元素在聚氨酯制品中不易迁移的特点，而且石墨烯与6-蝶啶胺具有协同阻燃的作用，从而使利用本发明的含阻燃元素与双键的改性石墨烯阻燃剂制备的聚氨脂制品的阻燃效果好。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种含阻燃元素与双键的改性石墨烯阻燃剂，所述含阻燃元素与双键的改性石墨烯阻燃剂包含石墨烯，所述石墨烯上通过化学键连接有6-蝶啶胺和对氨基苯乙烯；所述含阻燃元素与双键的改性石墨烯阻燃剂利用对氨基苯乙烯上的碳碳双键参与聚合物多元醇的合成加聚反应。

采用上述技术方案，6-蝶啶胺与石墨烯键合，石墨烯与对氨基苯乙烯键合，利用石墨烯与对氨基苯乙烯上的双键将6-蝶啶胺上的阻燃元素稳定地引入聚合物多元醇中，并利用该聚合物多元醇制备出聚氨酯制品，使得制备得到的聚氨酯制品中的阻燃元素不易发生迁移，与此同时，6-蝶啶胺与石墨烯具有协同阻燃作用，从而使得利用本发明的含阻燃元素与双键的改性石墨烯阻燃剂制得的聚氨酯制品的阻燃效果更好。

进一步地，所述含阻燃元素与双键的改性石墨烯阻燃剂以4.7％的添加量引入到聚氨酯材料中。

采用上述技术方案，当将本发明的含阻燃元素与双键的改性石墨烯阻燃剂以4.7％的添加量引入到聚氨酯材料中时，其聚氨酯材料阻燃效果最好，氧指数可达到27％以上。

本发明的另一目的在于提供一种含阻燃元素与双键的改性石墨烯阻燃剂的制备方法，该方法工艺简单，易于操作。

一种含阻燃元素与双键的改性石墨烯阻燃剂的制备方法，按照如下步骤制备：

S1、先将石墨鳞片与氯化钠进行球磨，球磨时间为0.5-2小时；

S2、加入对氨基苯乙烯和6-蝶啶胺，混合并球磨0.5-2小时；