表面由二異氰酸酯橋接氧化石墨烯的氫氧化合物阻燃劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種表面由二異氯酸醋橋接氧化石墨締的氨氧化合物阻燃劑的制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著合成材料工業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，阻燃劑在化學(xué)建材、電子電器、 交通運(yùn)輸、航天航空、日用家具、室內(nèi)裝飾、衣食住行等各個(gè)領(lǐng)域中具有廣闊的市場前景。此 夕F，煤田、油田、森林滅火等領(lǐng)域也促進(jìn)了阻燃、滅火劑生產(chǎn)較快的發(fā)展。阻燃劑中最常用的 面系阻燃劑雖然具有其他阻燃劑系列無可比擬的高效性，但是它對環(huán)境和人的危害是不可 忽視的。環(huán)保問題是助劑開發(fā)和應(yīng)用商關(guān)注的焦點(diǎn)，所W國內(nèi)外一直在調(diào)整阻燃劑的產(chǎn)品 結(jié)構(gòu)，加大高效環(huán)保型阻燃劑的開發(fā)。
[0003] 由于面素阻燃劑在燃燒時(shí)釋放出大量的煙和有毒氣體，發(fā)達(dá)國家對其使用已經(jīng)做 出了嚴(yán)格的規(guī)定。隨著社會的發(fā)展，人們對安全W及環(huán)保的要求也相應(yīng)地提高。為了減少 阻燃劑的有害副作用，各國都在集中力量研制高性能無機(jī)阻燃劑。在今后一定時(shí)期，W高效 阻燃、抑煙、添加量少、對材料使用性能影響小、安全、對環(huán)境友好為目的，W納米級微細(xì)化、 表面改性、微膠囊化W及復(fù)合增效等多技術(shù)合成的無機(jī)氨氧化物阻燃劑將得到快速發(fā)展和 廣泛使用。
[0004] 氧化石墨締是一種性能優(yōu)異的新型碳材料，具有較高的比表面積和表面豐富的官 能團(tuán)，通過雙親的表面活性劑改性提高石墨締分散性是目前最簡便的方法之一。一般說來， 雙親的表面活性劑親油端吸附在石墨締表面，親水端與溶劑或聚合物基體能有較好的相容 性，進(jìn)而改善其分散。氧化石墨締復(fù)合材料包括聚合物類復(fù)合材料W及無機(jī)物類復(fù)合材料 更是具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，因此氧化石墨締的表面改性成為另一個(gè)研究重點(diǎn)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種表面由二異氯酸醋橋接氧化石墨締的氨 氧化合物阻燃劑的制備方法，所得的阻燃劑的阻燃效果顯著，具有良好的應(yīng)用前景。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：表面由二異氯酸醋橋接氧化石墨 締的氨氧化合物阻燃劑的制備方法，包括有W下步驟： 陽007] 1)按重量份數(shù)稱取100份的氧化石墨締，50-200份的極性惰性溶劑，1000-3000份 的二苯甲燒二異氯酸醋（MDI)，200-500份的無機(jī)氨氧化物，5-10份催化劑Ξ亞乙基二胺， 200-400份的無水甲苯；
[0008] 2)將步驟1)稱取的氧化石墨締與極性惰性溶劑超聲分散30-60分鐘，得到混合 物，將二苯甲燒二異氯酸醋加入混合體系加熱至40-60°C，超聲分散30-60分鐘，將催化劑Ξ亞乙基二胺滴入混合物中，在40-60°C下保溫24-4化，將上述溶液用丙酬洗涂，離屯、，重 復(fù)操作3-5次，產(chǎn)物放入真空干燥箱常溫干燥，得到第一產(chǎn)物；
[0009] 3)將無機(jī)氨氧化物干燥后和步驟2)得到的第一產(chǎn)物加入到無水甲苯中攬拌混合 30-60分鐘，加熱至70-90°C，反應(yīng)50-100分鐘，反應(yīng)完成后，自然冷卻，抽濾，洗涂，真空干 燥，即得表面由二異氯酸醋橋接氧化石墨締的氨氧化合物阻燃劑。
[0010] 按上述方案，步驟1)所述的極性惰性溶劑為用分子篩脫水處理的N，N-二甲基甲 酷胺（DMF)，二甲基亞諷（DMS0)中的一種或它們的混合。
[0011] 按上述方案，步驟1)所述的氧化石墨締中碳元素與氧元素的質(zhì)量比為1. 5-8。
[0012] 按上述方案，步驟1)所述的無機(jī)氨氧化物為氨氧化侶，氨氧化儀中的一種或它們 的混合。
[0013] 本發(fā)明所述的氧化石墨締，無機(jī)氨氧化物本身屬于不燃耐火材料，并且都具有片 層微觀結(jié)構(gòu)，復(fù)合在有機(jī)基體內(nèi)部，其自身可在基體燃燒過程中形成致密不燃保護(hù)層。該不 燃保護(hù)層可使有機(jī)基體隔絕氧氣，促進(jìn)有機(jī)基體表面在燃燒高溫中進(jìn)一步形成阻燃碳層， 從而有效阻止氧氣和有機(jī)基體受熱裂解氣體混合。氨氧化侶和氨氧化儀等無機(jī)氨氧化物組 分在燃燒過程中可釋放結(jié)晶水并帶走熱量，起到稀釋有機(jī)物表面附近的氧氣和降溫作用， 結(jié)晶水的氣化過程也可促進(jìn)阻燃碳層形成膨脹結(jié)構(gòu)，提高阻燃碳層的隔熱性能，阻止熱量 向基體內(nèi)部傳遞，綜合上述阻燃機(jī)理，本發(fā)明可使基體達(dá)到火焰自焰的阻燃效果。然而傳統(tǒng) 的無機(jī)氨氧化物要達(dá)到一定的阻燃效果，在基體中含量要達(dá)到50%，大大降低了材料的強(qiáng) 度。氧化石墨締對無機(jī)氨氧化物有增容作用。使基體保持較好的阻燃效果的同時(shí)基體強(qiáng)度 反而大大提高。本發(fā)明作為阻燃劑，不含面素，使用過程綠色環(huán)保，具有可持續(xù)發(fā)展性。
[0014] 本發(fā)明具有W下有益效果：本發(fā)明采用表面由二異氯酸醋橋接氧化石墨締的氨氧 化合物阻燃劑，得到一種新型無面高效阻燃劑。本發(fā)明的阻燃劑綠色環(huán)保，不含面元素，無 機(jī)氨氧化物能在燃燒過程中有效的隔離氧氣，釋放結(jié)晶水，使火焰窒息，同時(shí)氧化石墨締能 隔絕熱能福射，具有反射紅外線的作用，因此可W降低基材的熱傳導(dǎo)率。氧化石墨締具有高 強(qiáng)度，與基體共混能顯著改善基體的強(qiáng)度，同時(shí)氧化石墨締對于氨氧化物具有增容作用， 能改善基體中的氨氧化物含量，從而增大阻燃效果。本發(fā)明的阻燃劑能用于水性乳液，擠塑 聚苯乙締泡沫，硬質(zhì)聚氨醋泡沫等復(fù)合物改性，在建筑阻燃，保溫，節(jié)能，環(huán)保領(lǐng)域具有顯著 的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，運(yùn)些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可W對本發(fā)明作各種改動或修改，運(yùn)些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
[0016] 實(shí)施例1
[0017] 稱取200mg碳氧質(zhì)量比為2的氧化石墨締加入到150mg用分子篩脫水處理后的 N，N-二甲基甲酯胺（DMF)中，超聲處理30分鐘后，加入5g的二苯甲燒二異氯酸醋（MDI)， 加熱至40-60°C，繼續(xù)超聲30分鐘，然后加入lOmg催化劑Ξ亞乙基二胺，在50°C下保溫48 小時(shí)。將上述溶液用3倍體積的丙酬洗涂，3000轉(zhuǎn)離屯、，重復(fù)操作4次，產(chǎn)物放入真空干燥 箱常溫干燥48小時(shí)。稱取300mg的氨氧化儀和上述所得的改性氧化石墨締加入到300mg無 水甲苯中攬拌混合30分鐘，加熱至80°C，反應(yīng)80分鐘，反應(yīng)完成后，自然冷卻，抽濾，洗涂， 在4(TC下真空干燥，即得一種表面由二異氯酸醋橋接氧化石墨締的氨氧化合物阻燃劑。 陽〇1引 實(shí)施例2
[0019]稱取200mg碳氧質(zhì)量比為5的氧化石墨締加入到150mg用分子篩脫水處理后的 N，N-二甲基甲酯胺（DMF)中，超聲處理30分鐘后，加入5g的二苯甲燒二異氯酸醋（MDI)， 加熱至40-60°C，繼續(xù)超聲30分鐘，然后加入lOmg催化劑Ξ亞乙基二胺，在50°C下保溫48 小時(shí)。將上述溶液用3倍體積的丙酬洗涂，3000轉(zhuǎn)離屯、，重復(fù)操作4次，產(chǎn)物放入真空干燥 箱常溫干燥48小時(shí)。稱取300mg的氨氧化儀和上述所得的改性氧化石墨締加入到300mg無 水甲苯中攬拌混合30分鐘，加熱至80°C，反應(yīng)80分鐘，反應(yīng)完成后，自然冷卻，抽濾，洗涂， 在4(TC下真空干燥，即得一種表面由二異氯酸醋橋接氧化石墨締的氨氧化合物阻燃劑。
[0020]
陽OW 實(shí)施例3 陽02引稱取200mg碳氧質(zhì)量比為8的氧化石墨締加入到150mg用分子篩脫水處理后的N，N-二甲基甲酯胺（DMF)中，超聲處理30分鐘后，加入5g的二苯甲燒二異氯酸醋（MDI)， 加熱至40-60°C，繼續(xù)超聲30分鐘，然后加入lOmg催化劑Ξ亞乙基二胺，在50°C下保溫48 小時(shí)。將上述溶液用3倍體積的丙酬洗涂，3000轉(zhuǎn)離屯、，重復(fù)操作4次，產(chǎn)物放入真空干燥 箱常溫干燥48小時(shí)。稱取300mg的氨氧化儀和上述所得的改性氧化石墨締加入到300mg無 水甲苯中攬拌混合30分