[发明专利]白石墨烯改性聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法

说明书

一种白石墨烯改性聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法，该改性复合材料主要由以下重量份的原料制备而成：高聚物修饰的白石墨烯0.5‑6份、聚对苯二甲酸丁二醇酯75‑88.5份、磷氮系阻燃剂10‑15份、抗氧剂0.5‑2份及分散剂0.5‑2份。上述白石墨烯改性聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料绿色环保且具有较高阻燃性。

技术领域

本发明涉及高分子材料改性技术领域，特别涉及白石墨烯改性聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有优异的力学性能、电学性能、耐化学腐蚀性、易成型及吸湿率低等特点，是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，被广泛用于电子、电器和汽车等领域。但纯PBT阻燃性不好(只能达到UL-94HB级)，因而限制了其应用范围。

为了提高PTB的阻燃性，通常需要加入适量阻燃剂来进行阻燃改性，传统的阻燃剂主要有卤系阻燃剂、有机磷-氮阻燃剂和无机阻燃剂。其中，卤系阻燃剂阻燃效果明显、适用面广、价格低廉，但在燃烧过程中会产生大量的烟和有毒气体，影响健康且不符合环保要求；无机阻燃剂的添加量较大(一般在50％以上)，易导致材料的物理性能和加工性能下降；有机磷-氮阻燃剂虽然无卤、低毒，但其添加量还是较多，热稳定性较差，在基体中的分散性不佳，需通过表面处理或协同阻燃才能达到良好的阻燃效果。

发明内容

基于此，有必要提供一种绿色环保且具有较高阻燃性的白石墨烯改性聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料及其制备方法。

一种白石墨烯改性聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料，主要由以下重量份的原料制备而成：高聚物修饰的白石墨烯0.5-6份、聚对苯二甲酸丁二醇酯75-88.5份、磷氮系阻燃剂10-15份、抗氧剂0.5-2份及分散剂0.5-2份。

该白石墨烯改性聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料主要由高聚物修饰的白石墨烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、磷氮系阻燃剂、抗氧剂及分散剂制备而成，并控制原料的配比，使该白石墨烯改性PBT复合材料具有较高的阻燃性，且绿色环保，无毒副污染。

该白石墨烯改性PBT复合材料形成片层网结构，在燃烧过程中可以有效抑制聚合物分子链的热运动，提高复合体系的粘度，与阻燃剂协同作用，减少挥发性可燃物溢出和外界氧气进入，提高阻燃效果，故可以大幅度降低阻燃剂的添加量，保证该改性复合材料的热稳定性和机械性能；另外，高聚物修饰的白石墨烯还可防止白石墨烯团聚，增强其与复合材料基体的界面性能，且还加入分散剂，与该高聚物修饰的白石墨烯协同作用，提高高聚物修饰的白石墨烯与PBT的相容性，使该高聚物修饰的白石墨烯均匀地分散在PBT中，有效地抑制聚合物分子链的热运动，减缓PBT分子链在受到外力时的快速取向，吸收大量能量，阻止银纹的产生和快速扩展，促进整个材料体系片层网结构的形成，使该改性复合材料具有较高的机械强度。而添加抗氧化剂，不仅可有效地抑制高聚物的氧化降解，还可增强高聚物修饰的白石墨烯在复合材料中的作用，延长该改性复合材料的使用寿命。

在其中一实施例中，上述白石墨烯改性聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料主要由以下重量份的原料制备而成：高聚物修饰的白石墨烯2-6份、聚对苯二甲酸丁二醇酯80-85份、磷氮系阻燃剂10-15份、抗氧剂0.5-2份及分散剂0.5-2份。

在其中一实施例中，所述磷氮系阻燃剂为三聚氰胺磷酸盐类阻燃剂、三聚氰胺多聚磷酸盐类阻燃剂及N-羟甲基磷酰胺类阻燃剂中的一种或多种；及/或，

所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076及抗氧剂300中的一种或多种；及/或，

所述分散剂为聚乙烯蜡、EVA蜡、聚硅氧烷中的一种或多种。

在其中一实施例中，所述高聚物修饰的白石墨烯主要由以下重量份的原料制备而成：0.5-10份白石墨烯、0.05-2份聚合单体、0.1-0.5份稳定剂、0.5-5份引发剂及90-110份溶剂；