[发明专利]一种具有抗静电功能的石墨烯阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃剂，更具体地说，涉及一种具有抗静电功能的石墨烯阻燃剂及其制备方法。

背景技术

阻燃科学技术是为了适应社会安全生产和生活的需要、预防火灾发生、保护人民生命财产而发展起来的一门科学。阻燃剂是阻燃技术在实际生活中的应用，它是一种用于改善可燃易燃材料燃烧性能的特殊化工助剂，广泛应用于各类装修材料的阻燃加工中。

阻燃剂的生产和应用在经历了八十年代初的蓬勃发展后，已进入稳步发展阶段。随着我国合成材料工业的发展和应用领域的不断拓展，阻燃剂在化学建材、电子电器、交通运输、航天航空、日用家具、室内装饰、衣食住行等各个领域中具有广阔的市场前景。此外，煤田、油田、森林灭火等领域也促进了我国阻燃、灭火剂生产较快的发展。

目前，煤矿用的给排水管、正压风管、喷浆管和抽放瓦斯管等，长期以来都是使用各类金属管材，但由于井下使用的环境恶劣，易腐蚀和生锈，维修和更换频繁，同时金属管材的使用成本昂贵，施工麻烦。与金属管材相比，塑料管材具有质量轻、耐腐蚀、价格便宜、施工方便等优点，所以，塑料管材代替金属管材是今后煤矿用井下管道的发展方向。但当塑料管材用于煤矿井下时，悬浮的煤粉或其它粉尘与塑料管材表面相互摩擦碰撞，正负电荷在它们之间重新分布，分别积聚在塑料管材的表面和粉尘上。当静电荷积聚到一定程度，就会放电火花，有可能引起火灾或瓦斯爆炸。因此，国内外对可以防静电和阻燃材料的研究十分热门。

2004年Novoselov等人首次报道了石墨烯纳米片，它拥有独特的电性能、热和机械性能，对于它们的应用，人们做了大量的研究。石墨烯是由碳原子以sp²杂化轨道形成正六边形且呈蜂巢晶格的平面薄层，只有一个碳原子厚度的二维纳米材料。由于石墨烯具有独特的二维纳米结构和多种优异的性能，在理论研究和实际应用方面表现出无穷的魅力，使其在材料科学和凝聚态物理领域引起了广泛的关注和研究，成为当前这一领域研究的热点。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述缺陷，提供一种具有抗静电功能的石墨烯阻燃剂。该阻燃剂可广泛用于制备热塑性聚合物的复合物，加工过程简单，无粉尘污染，产品质量稳定，尤其适用于抗静电的场合。

为实现本发明的目的，本发明的技术方案如下：

一种具有抗静电功能的石墨烯阻燃剂，其特征在于，该阻燃剂包括以下重量份的组分：

氧化石墨烯                   50-150份，

阻燃剂                       100份，

分散剂                       10-20份，

工艺助剂                     0.1-0.2份。

在本发明的一优选实施例中，所述氧化石墨烯中碳元素与氧元素的质量比为1.5-8。

在本发明的一优选实施例中，所述阻燃剂为四溴邻苯二甲酸酯二醇。

在本发明的一优选实施例中，所述分散剂为聚丙烯。

在本发明的一更优选实施例中，所述聚丙烯的分子量为5000-10000。

在本发明的一优选实施例中，所述工艺助剂为AO-80,AO-20，AO-60中的一种或两种以上的混合物。

石墨烯材料的理论比表面积高达2600m²/g，具有突出的导热性能（3000W/（m·k））和力学性能（1060GPa），以及室温下高速的电子迁移率（15000cm²/（v·s））。因此，石墨烯可以填充到聚合物中制备导电和抗静电材料。

本发明的另一目的是提供一种具有抗静电功能的石墨烯阻燃剂的制备方法，该方法是：

将配方量的氧化石墨烯、阻燃剂、分散剂及工艺助剂加入到哈克密炼机中，加热到140-180℃，在机械力化学的作用下，混合反应5-30分钟后出反应液，制得具有抗静电功能的石墨烯阻燃剂。

本发明的具有抗静电功能的石墨烯阻燃剂取得了抗静电及阻燃的复合效果。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步说明本发明

实施例1-3的石墨烯阻燃剂的抗静电性能及氧指数由以下方法测定。

将制得的石墨烯阻燃剂15份加入到100份聚丙烯中，制得样品。其中，

抗静电性能的测定：

将高电阻测试仪预热30min后，对仪器进行校零和满刻度校正后，将上述制得的样品压制成均匀光滑的薄片(8cm×8cm)，放置24小时后，用无水乙醇擦洗干净，选择合适的测量电压和测量档，进行测试。

氧指数的测定：