[发明专利]一种功能化石墨烯改性聚丙烯木塑板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种功能化石墨烯改性聚丙烯木塑板及其制备方法，包括制备乙二胺改性氧化石墨烯、制备三聚氯氰接枝氧化石墨烯、制备季戊四醇硼酸酯、制备硼酸酯‑三嗪接枝氧化石墨烯、制备功能化石墨烯以及制备功能化石墨烯改性聚丙烯木塑板6个步骤，本发明所接枝的硼酸酯、三嗪和环糊精官能团在阻燃时可以起到协同作用，在三种官能团的协同作用下，可以起到隔热、阻氧、抑烟的效果，显著增强了聚丙烯木塑板的阻燃性能，并且氧化石墨烯表面接枝的硼酸酯、三嗪和环糊精基团可以有效提高氧化石墨烯与聚丙烯的相容性，解决了石墨烯在聚丙烯木塑板中易团聚的问题，并且其较高的比表面积可以减缓聚丙烯热降解产物的逃离，提高了聚丙烯材料的热稳定性。

技术领域

本发明涉及阻燃木塑板技术领域，具体涉及一种功能化石墨烯改性聚丙烯木塑板及其制备方法。

背景技术

近年来木塑板凭借其良好的环保性、可塑性、加工性，展示出了安装简单，施工便捷等优点，被广泛应用在装修板材中，具体应用领域包括聚丙烯木塑板、聚乙烯木塑板等，随着其应用愈发广泛，工业生产与实际应用对木塑材料的要求也越来越高，而传统木塑材料在生产与实际应用中存在着机械强度较差，阻燃效率低等缺点。

传统方法解决高分子材料阻燃性等问题的方式包括向高分子材料中添加阻燃剂以及无机纳米粒子，其中，阻燃剂的添加起到有效增强材料阻燃性的效果，但在高分子材料共混时往往因为自身的特性限制了其在高分子材料中的应用；而无机纳米粒子虽然能够有效提高材料的机械性能与阻燃性，但其在高分子材料中容易团聚，往往容易导致材料成型后，无法达到预期阻燃效果。

专利文献CN103012953B公开了一种阻燃聚丙烯/石墨烯/碳纳米管纳米复合材料及其制备方法，所述的阻燃聚丙烯/石墨烯/碳纳米管纳米复合材料，其组成中含有膨胀型阻燃剂、石墨烯和碳纳米管，且通过如下方法制备：石墨烯、碳纳米管和聚丙烯首先通过溶液混合方法得到含石墨烯和碳纳米管聚丙烯母料，然后膨胀型阻燃剂、含石墨烯和碳纳米管聚丙烯母料以及聚丙烯通过熔融共混方法得到所述的阻燃聚丙烯/石墨烯/碳纳米管纳米复合材料。本发明利用膨胀型阻燃剂、石墨烯和碳纳米管三者协同阻燃作用，提高了对高分子材料的阻燃效果，减少了阻燃剂在高分子材料的使用量，降低阻燃材料的成本。但是，该发明中的石墨烯，碳纳米管，阻燃剂是直接熔融共混添加的，不可避免会造成石墨烯等无机纳米粒子在有机材料中的团聚，进而影响到材料的阻燃性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种功能化石墨烯改性聚丙烯木塑板及其制备方法，解决了聚丙烯木塑板阻燃性能差以及机械性能差的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种功能化石墨烯改性聚丙烯木塑板，以重量组份计，包括如下组分的制备原料：木粉100份、聚丙烯60-90份、马来酸酐接枝聚丙烯8-14份、功能化石墨烯1-5份、抗氧剂10100.2-0.8份。

优选的，所述功能化石墨烯的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备乙二胺改性氧化石墨烯：将氧化石墨烯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，分散均匀，然后向其中加入乙二胺，分散均匀后进行搅拌回流反应，待反应结束后，将反应产物进行洗涤、干燥，即得到乙二胺改性氧化石墨烯；

(2)制备三聚氯氰接枝氧化石墨烯：将乙二胺改性氧化石墨烯加入到氢氧化钠溶液中，混合均匀，然后向其中加入三聚氯氰进行反应，待反应结束后，将反应产物进行洗涤、干燥，即得到三聚氯氰接枝氧化石墨烯；

(3)制备季戊四醇硼酸酯：将季戊四醇和硼酸混合均匀，以甲苯作为带水剂，搅拌回流至分水器内水份不再增加，然后继续反应1-3h，蒸干带水剂，得到产物，将所得产物进行重结晶、过滤、干燥，即得到季戊四醇硼酸酯；