[发明专利]一种阻燃添加剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种阻燃添加剂及其制备方法和应用，该阻燃添加剂的制备方法包括使特定的聚合物与二价的锌离子发生螯合作用，形成配位体；使配位体与氧化石墨烯纳米片混合，氧化石墨烯纳米片的表面含有功能基团，配位体通过氢键和/或共价键连接在氧化石墨烯纳米片的表面上，形成中间体；使中间体发生还原反应，制成；将该阻燃添加剂应用于聚合物之后能够明显提高复合材料的导热、阻燃性能，可以在电子器件、热管理、建筑等领域有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及阻燃领域，尤其涉及高分子材料的阻燃，具体涉及一种阻燃添加剂及其制备方法和应用。

背景技术

电子器件集成密度与功率越来越高，这对电子器件上作为外壳、阻隔件、胶黏剂等以高分子化合物为基础的复合材料提出了更高的要求，例如需要导热性好、绝缘性好、阻燃性好，该些复合材料基本都是以高分子化合物作为基体制成，高分子化合物包括但不限于环氧树脂、聚二甲基硅氧烷、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等等。然而，高分子化合物的易燃性以及本征热导率低等缺陷又对其实际应用形成了限制，目前解决该些问题的通常手段是在高分子化合物中添加阻燃填料和/或导热填料以降低材料的燃烧性能、提高材料的导热性，进而阻止可能发生的大面积燃烧，提升安全性能。

目前，较为常用的诸如卤系阻燃剂、磷氮系阻燃剂、氢氧化铝、碳纳米管、石墨烯、蒙脱土等，可以作为阻燃填料和/或导热填料；但是，该些材料均不同程度地存在一些问题，例如环保性差、在树脂基体中阻燃效率不高、添加量大等，使得高分子材料在实际应用时存在着一定的弊端。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的一个或多个不足，提供一种制备新的阻燃添加剂的方法，该方法制成的阻燃添加剂能够以较小的添加量实现高分子材料优异的阻燃性能，环保性好，而且还兼具较好的导热性能。

本发明同时还提供了一种上述方法制成的阻燃添加剂。

本发明同时还提供了一种上述方法制成的阻燃添加剂在制备阻燃型高分子复合材料中的应用。

为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：一种阻燃添加剂的制备方法，该制备方法包括：

使式(Ⅰ)所示的聚合物与二价的锌离子发生螯合作用，形成配位体；

，式(Ⅰ)中，A为/，或A不存在；R₁、R₂、R₃、R₄分别独立地选自羧基、磺酸基、氢，且R₁、R₂不同时为氢，R₃、R₄不同时为氢；

使所述配位体与氧化石墨烯纳米片混合，所述氧化石墨烯纳米片的表面含有功能基团，所述配位体通过氢键和/或共价键作用连接在所述氧化石墨烯纳米片的表面上，形成中间体；

使所述中间体发生还原反应，以消除所述中间体中所述氧化石墨烯纳米片的表面上自由存在的所述功能基团。

根据本发明的一些优选方面，所述式(Ⅰ)所示的聚合物的数均分子量为1400-4000。进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述式(Ⅰ)所示的聚合物的数均分子量为1500-3850。

根据本发明的一些优选方面，当A为时，R₁、R₂、R₃、R₄分别独立地选自羧基、氢；当A不存在时，R₁、R₂中一个为氢且另一个为羧基，R₃、R₄中一个为氢且另一个为磺酸基。

根据本发明的一些优选且具体的方面，所述式(Ⅰ)所示的聚合物为和/或/。