[发明专利]一种消防用石墨烯复合氢氧化镁改性阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种消防用石墨烯复合氢氧化镁改性阻燃剂及其制备方法，制备每升所述阻燃剂用到如下各原料：石墨烯6‑10g、氢氧化镁290‑320g、硼酸锌50‑70g、偶联剂4‑6mL和表面活性剂162‑190g,余量为水；其制备方法为，将石墨烯、氢氧化镁、硼酸锌和偶联剂按比例混合并研磨得混合料；将混合料与表面活性剂混合，加水，搅拌下升温至70‑80℃并保温至少1h，即得。本发明提供了一种乳液状新型阻燃剂，其将偶联剂包覆的氢氧化镁和硼酸锌充分分散于石墨烯表面，然后在表面活性剂作用下稳定分散成乳液，该阻燃剂比传统阻燃剂更环保且效果更佳，其稳定性好且对盐不敏感，可有效用于配制消防用的水基灭火剂或防火涂料。

技术领域

本发明涉及消防用阻燃剂领域，具体涉及一种消防用石墨烯复合氢氧化镁改性阻燃剂及其制备方法。

背景技术

阻燃剂的市场需求量逐年增长，目前市面上使用的阻燃剂有卤系(一般为溴系)；无机的氢氧化镁、氢氧化铝；磷系，红磷等；氮系MCA、MA等及有机硅系。

溴类阻燃剂是卤系阻燃剂中的“代表作”，由于溴分子大于氯分子，且键能小，阻燃效率高。所以现在卤系阻燃剂多采用溴类。溴系阻燃剂的最大问题体现在环保性能，制品的机械性能和使用成本等方面。环保问题是溴系阻燃剂讨论最多的话题，自从RoHS指令颁布并实施，环保性就成为溴系阻燃剂经常争论的话题。

氢氧化镁等属于无机阻燃剂，阻燃机理是燃烧时释放出结合的水，同时高填充量也降低了有机材料的可燃性。用氢氧化镁等阻燃，优点是环保性好，不释放烟雾，不产生有害和有争议的气体，成本低廉。缺点是添加量大且亲和力差，V0阻燃级别一般添加比例≥65％。

磷系阻燃剂多为液体，闪点低，高温释放有毒气体，在聚丙烯中应用不多。固体的红磷也是塑料阻燃常采用的阻燃剂，相比氢氧化镁等阻燃剂的高填充红磷阻燃剂有明显优势。其一般添加比例在8％－12％可以做到离火自熄，经过包覆处理的红磷吸潮性和易燃性大为改观。可以经受300℃以下的温度，在加工过程中一般不易失火。用红磷阻燃更加适用于黑色或红色制品，其它颜色很难对红色形成遮挡。红磷的另外缺点就是阻燃的材料氧指数比较低，相溶性不够好，流动性差。

有机、无机混合阻燃剂是无机盐类阻燃剂的改良产品，主要用非水溶性的有机磷酸酯的水乳液，部分代替无机盐类阻燃剂。在三大类阻燃剂中，无机阻燃剂具有无毒、无害、无烟、无卤的优点，广泛应用于各类领域，需求总量占阻燃剂需求总量一半以上，需求增长率有增长趋势。

添加阻燃剂防止起火本是好意，但如果带来人体健康危害，就可能得不偿失。溴化阻燃剂作为一种常见污染物，持久性强，易在人体内积聚，会干扰人体的内分泌、免疫和神经系统，造成儿童过度活跃、学习困难，并导致成人精子质量下降和不孕不育。溴化阻燃剂在焚化时，还会释放致癌物。

本发明是在目前阻燃剂各种不足的基础之上，就阻燃效果、环保要求、密封环境下灭火剂对人体安全保障方面全方位考量，对氢氧化镁进行改性处理，并且与石墨烯复合而成的一种可应用于消防的高效、环保、安全的阻燃剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种消防用石墨烯复合氢氧化镁改性阻燃剂及其制备方法，旨在克服现有常规阻燃剂存在的上述环保性差、添加量大或亲和性差等不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种消防用石墨烯复合氢氧化镁改性阻燃剂，所述阻燃剂为乳液状且制备每升所述阻燃剂用到如下质量或体积的各原料：石墨烯6-10g、氢氧化镁290-320g、硼酸锌50-70g、偶联剂4-6mL和表面活性剂162-190g,余量为水。

其中，石墨烯的主要用途是作为该阻燃剂的载体，充分将阻燃剂吸附到其表面，利用石墨烯的超大面积和纳米级颗粒将阻燃剂充分扩散开，石墨烯导热性超强可以及时将热能传递给阻燃剂迅速降低着火处温度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以有如下进一步的具体选择。