用于阻燃复合材料的组合物和氧化石墨烯阻燃薄膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及功能材料领域，公开了一种用于阻燃复合材料的组合物和氧化石墨烯阻燃薄膜及其制备方法和应用。所述用于阻燃复合材料的组合物中含有阻燃剂和氧化石墨烯，以所述组合物的总量为基准，所述阻燃剂的含量为3-45重量％，所述氧化石墨烯的含量为55-97重量％。本发明专利技术提供的所述氧化石墨烯阻燃薄膜热稳定性好、阻燃性能好、形变小且拉伸强度大。本发明专利技术提供的氧化石墨烯阻燃薄膜还能够用于火灾警报装置领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功能材料领域，具体地，涉及一种用于阻燃复合材料的组合物、一种氧化石墨烯阻燃薄膜、一种制备氧化石墨烯阻燃薄膜的方法以及由该方法制备得到的氧化石墨烯阻燃薄膜、氧化石墨烯阻燃薄膜作为阻燃材料的应用。
技术介绍
近年以来，有关石墨烯的研究得到了广泛的关注。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面结构，只有一个碳原子厚度的二维材料。由于其具有高导电性、高比表面积、高导热性和优异的机械性能，使得石墨烯被广泛应用于超级电容器、锂离子电池、电子元件、存储器件、防腐蚀涂层、吸波材料等领域。然而，现有的石墨烯材料很难耐受火灾的考验，石墨烯的阻燃性有待提高。在现有公开的专利申请中，石墨烯一般作为阻燃助剂添加到聚合物等材料中以提高其阻燃性能。目前，对石墨烯本身作为阻燃材料的研究比较少，Jong-BeomBaek报道了利用石墨和红磷混合球磨法制备的含有磷酸的石墨烯有较好的阻燃性。但制备出的含有磷酸的阻燃石墨烯主要以粉体形式存在，要得到形貌可控的阻燃材料仍然比较困难；而且，该材料在空气中的热稳定性较差，在600℃空气中的残留量仅有30％左右。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种热稳定性好、阻燃性能好、形变小且拉伸强度大的用于阻燃复合材料的组合物和含有该组合物的氧化石墨烯阻燃薄膜。第一方面，本专利技术提供一种用于阻燃复合材料的组合物，该组合物中含有阻燃剂和氧化石墨烯，以所述组合物的总量为基准，所述阻燃剂的含量为3-45重量％，所述氧化石墨烯的含量为55-97重量％。第二方面，本专利技术提供一种氧化石墨烯阻燃薄膜，该氧化石墨烯阻燃薄膜中含有阻燃剂和氧化石墨烯，以所述氧化石墨烯阻燃薄膜的总量为基准，所述阻燃剂的含量为3-45重量％，所述氧化石墨烯的含量为55-97重量％，且所述氧化石墨烯阻燃薄膜的平均厚度为10-100微米。第三方面，本专利技术提供一种制备氧化石墨烯阻燃薄膜的方法，该方法包括：(1)在溶剂存在下，将氧化石墨烯与阻燃剂进行接触，得到溶液A；(2)将所述溶液A涂覆在基板上并进行干燥；其中，所述氧化石墨烯与所述阻燃剂的用量使得经过步骤(2)干燥后得到的氧化石墨烯阻燃薄膜中的所述阻燃剂的含量为3-45重量％，所述氧化石墨烯的含量为55-97重量％。第四方面，本专利技术提供由本专利技术前述方法制备得到的氧化石墨烯阻燃薄膜。第五方面，本专利技术提供前述氧化石墨烯阻燃薄膜作为阻燃材料的应用。本专利技术提供的所述氧化石墨烯阻燃薄膜热稳定性好、阻燃性能好、形变小。而且，本专利技术提供的氧化石墨烯阻燃薄膜具有良好的拉伸性能。进一步地，本专利技术提供的氧化石墨烯阻燃薄膜导电性差，但是在遇到火源时，所述氧化石墨烯阻燃薄膜被还原为石墨烯阻燃薄膜，导电性大大提高，从而，本专利技术提供的氧化石墨烯阻燃薄膜还能够用于火灾警报装置领域。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是实施例1制备得到的氧化石墨烯阻燃薄膜M1的扫描电子显微镜图。图2是实施例1制备得到的氧化石墨烯阻燃薄膜M1的透射电子显微镜图。图3是实施例1制备得到的氧化石墨烯阻燃薄膜M1的X射线光电子能谱分析图。图4是实施例1制备得到的氧化石墨烯阻燃薄膜M1和氧化石墨烯薄膜的X射线粉末衍射图。图5是实施例1制备得到的氧化石墨烯阻燃薄膜M1与氧化石墨烯薄膜的热重分析图。图6示出了实施例1制备得到的氧化石墨烯阻燃薄膜M1和氧化石墨烯薄膜的拉伸强度。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。第一方面，本专利技术提供一种用于阻燃复合材料的组合物，该组合物中含有阻燃剂和氧化石墨烯，以所述组合物的总量为基准，所述阻燃剂的含量为3-45重量％，所述氧化石墨烯的含量为55-97重量％。优选地，以所述组合物的总量为基准，所述阻燃剂的含量为8-35重量％，所述氧化石墨烯的含量为65-92重量％。优选地，所述阻燃剂选自氮系阻燃剂和磷系阻燃剂中的至少一种；优选地，所述阻燃剂选自六氯环三聚磷腈、三聚氰胺和磷酸三苯酯中的至少一种；更加优选地，所述阻燃剂为六氯环三聚磷腈。本专利技术的专利技术人发现，采用六氯环三聚磷腈作为本专利技术的阻燃剂与所述氧化石墨烯进行配合使用时，制备得到的阻燃材料的阻燃性能更好，且在热稳定性更高。根据一种优选的具体实施方式，在本专利技术所述的用于阻燃复合材料的组合物中含有氧化石墨烯和作为阻燃剂的六氯环三聚磷腈，以所述组合物的总量为基准，所述六氯环三聚磷腈的含量为8-35重量％，所述氧化石墨烯的含量为65-92重量％。本专利技术的专利技术人发现，采用本专利技术的这种具体实施方式的组合物制备得到的阻燃材料的阻燃性能以及热稳定性达到最优。第二方面，本专利技术提供了一种氧化石墨烯阻燃薄膜，该氧化石墨烯阻燃薄膜中含有阻燃剂和氧化石墨烯，以所述氧化石墨烯阻燃薄膜的总量为基准，所述阻燃剂的含量为3-45重量％，所述氧化石墨烯的含量为55-97重量％，且所述氧化石墨烯阻燃薄膜的平均厚度为10-100微米。在所述氧化石墨烯阻燃薄膜中，进一步优选地，以所述氧化石墨烯阻燃薄膜的总量为基准，所述阻燃剂的含量为8-35重量％，所述氧化石墨烯的含量为65-92重量％。在所述氧化石墨烯阻燃薄膜中，进一步优选地，所述氧化石墨烯阻燃薄膜的平均厚度为10-50微米。在所述氧化石墨烯阻燃薄膜中，优选地，所述阻燃剂选自氮系阻燃剂和磷系阻燃剂中的至少一种；优选地，所述阻燃剂选自六氯环三聚磷腈、三聚氰胺和磷酸三苯酯中的至少一种；更加优选地，所述阻燃剂为六氯环三聚磷腈。本专利技术的专利技术人发现，采用六氯环三聚磷腈作为本专利技术的阻燃剂与所述氧化石墨烯进行配合使用时，制备得到的氧化石墨烯阻燃薄膜的阻燃性能更好，热稳定性更高。根据一种优选的具体实施方式，在本专利技术所述的氧化石墨烯阻燃薄膜中含有氧化石墨烯和作为阻燃剂的六氯环三聚磷腈，以所述氧化石墨烯阻燃薄膜的总量为基准，所述六氯环三聚磷腈的含量为8-35重量％，所述氧化石墨烯的含量为65-92重量％。本专利技术的专利技术人发现，本专利技术的这种具体实施方式的技术方案中的氧化石墨烯阻燃薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于阻燃复合材料的组合物，其特征在于，该组合物中含有阻燃剂和氧化石墨烯，以所述组合物的总量为基准，所述阻燃剂的含量为3‑45重量％，所述氧化石墨烯的含量为55‑97重量％。

【技术特征摘要】
2015.11.25 CN 20151083629651.一种用于阻燃复合材料的组合物，其特征在于，该组合物中含有阻
燃剂和氧化石墨烯，以所述组合物的总量为基准，所述阻燃剂的含量为3-45
重量％，所述氧化石墨烯的含量为55-97重量％。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述阻燃剂选自氮系阻燃剂
和磷系阻燃剂中的至少一种；优选地，所述阻燃剂选自六氯环三聚磷腈、三
聚氰胺和磷酸三苯酯中的至少一种；更加优选地，所述阻燃剂为六氯环三聚
磷腈。
3.一种氧化石墨烯阻燃薄膜，其特征在于，该氧化石墨烯阻燃薄膜中
含有阻燃剂和氧化石墨烯，以所述氧化石墨烯阻燃薄膜的总量为基准，所述
阻燃剂的含量为3-45重量％，所述氧化石墨烯的含量为55-97重量％，且所
述氧化石墨烯阻燃薄膜的平均厚度为10-100微米。
4.根据权利要求3所述的氧化石墨烯阻燃薄膜，其中，所述阻燃剂选
自氮系阻燃剂和磷系阻燃剂中的至少一种；优选地，所述阻燃剂选自六氯环
三聚磷腈、三聚氰胺和磷酸三苯酯中的至少一种；更加优选地，所述阻燃剂
为六氯环三聚磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠辉，郭爱华，孔令华，
申请(专利权)人：北京旭碳新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11