[发明专利]一种阻燃型三聚氯氰改性石墨烯/聚氨酯复合材料及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种阻燃型三聚氯氰改性石墨烯/聚氨酯复合材料，包括三聚氯氰改性石墨烯2‑200份、聚氨酯1000份、阻燃增强剂1‑50份；本申请的阻燃型三聚氯氰改性石墨烯/聚氨酯复合材料具有较好的阻燃性能，成膜后，与聚氨酯相比，极限氧指数可从≤18.0％提升至≥23％，复合材料阻燃等级可提升至V‑2级别。

技术领域

本发明涉及皮革生产技术领域，尤其涉及一种阻燃型三聚氯氰改性石墨烯/聚氨酯复合材料及其制备方法、应用。

背景技术

近年来，功能皮革受到越来越多消费者的关注。其中，阻燃型皮革因使用性能好、阻燃性强受到众多好评。传统提升皮革阻燃性能的方法主要是通过引入陶瓷纤维(粉末)或硼系、磷系阻燃材料。

陶瓷纤维(粉末)增强阻燃性能的机理主要是将陶瓷纤维(粉末)通过高分子材料成膜，使其平铺在皮革表面，陶瓷纤维(粉末)粒径小、阻燃性能好，铺在皮革表面可以很好的隔绝氧气与皮革的接触，形成物理隔离层。但是陶瓷纤维(粉末)与高分子材料的相容性差，多通过强分散的方法分散于高分子基质中，保存周期较短。同时由于陶瓷纤维(粉末)粒径小，容易团聚，涂饰后皮革表面有粗糙感。

硼系、磷系阻燃材料阻燃机理有二：一是磷系、硼系阻燃材料中含C、H、O较少，不易发生燃烧；二是硼系、磷系阻燃材料在受到燃烧时，会在火焰和皮革中间形成隔绝层，阻止燃烧反应的进一步发生。但是硼系、磷系阻燃剂多因易致癌、易致敏、污染性强受到极大限制。而常规的磷酸、硼酸阻燃性能一般，无法达到阻燃皮革的使用需求。

发明内容

本申请实施例通过提供一种阻燃型三聚氯氰改性石墨烯/聚氨酯复合材料及其制备方法、应用，解决了现有技术中由于采用了陶瓷纤维(粉末)、硼系、磷系等阻燃材料阻燃带来的易团聚、相容性差、污染环境等技术问题，实现了极限氧指数提升至≥23％，复合材料阻燃等级可提升至V-2级别。

本申请实施例提供了一种阻燃型三聚氯氰改性石墨烯/聚氨酯复合材料，包括

三聚氯氰改性石墨烯    2-200份

聚氨酯                1000份

阻燃增强剂            1-50份。

进一步地，所述三聚氯氰改性石墨烯的制备方法为：

将1-10份氧化石墨烯超声波分散于1000份有机溶剂水溶液中，而后加入50-200份三聚氯氰，20-80份缚酸剂，在-5℃～5℃下反应6-24h，而后逐渐升温至35-50℃，蒸发除去有机溶剂水溶液，加入50-200份小分子有机胺，5-40份缚酸剂，反应3-6h，得到三聚氯氰改性石墨烯分散液，将三聚氯氰改性石墨烯分散液抽滤，用有机溶剂水溶液洗涤3-5次，30℃下真空干燥6-12h可得到三聚氯氰改性石墨烯。

进一步地，所述三聚氯氰改性石墨烯的粒径≤2500nm，粒径分布系数≤0.5，粒径分布系数小，分布均匀，与聚氨酯相容性好。

进一步地，所述有机溶剂水溶液的制备方法为：

将800份丙酮或四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺溶解在200份水中制得。

进一步地，所述缚酸剂选用相对分子质量小于300，具有弱碱性的有机材料或无机材料；优先选用碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、N,N-二异丙基乙胺中的至少一种。

进一步地，所述小分子有机胺选用相对分子质量小于500，两端为氨基的线性有机物；优先用自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的至少一种。

进一步地，所述阻燃增强剂选自硼酸、磷酸、苯六酸中的任意一种。