一种环氧化交联石墨烯阻燃尼龙的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环氧化交联石墨烯阻燃尼龙的制备方法，本发明专利技术改变了传统通过添加氧化石墨烯、再对氧化石墨烯进行表面处理以改善其在聚合物间分散性的方法，有效的降低了生产成本，且加入的二氧化硅、石墨烯在燃烧过程中向聚合物炭层表面富集并起到了一定的炭层增强作用，炭渣具有一定的坚固性，展现出致密且完整的炭层，与十溴二苯乙烷共混，起到了很好的阻隔性，有效的提高了成品材料的阻燃防火性能。

Method for preparing epoxidized crosslinked graphene flame-retardant nylon

The invention discloses a method for preparing graphene ring oxidation crosslinking flame retardant nylon, the invention changes the traditional by adding graphene oxide and graphene oxide surface treatment method to improve its dispersibility in the polymer, effectively reduces the production cost, silica, graphene and join in combustion in the process of polymer layer on the surface of carbon enrichment and played a certain role in enhancing carbon layer, carbon residue has a strong character, show a compact carbon layer and complete, with ten bromo two benzene ethane blend, played a very good barrier, effectively improve the flame retardant properties of finished materials.

【技术实现步骤摘要】
一种环氧化交联石墨烯阻燃尼龙的制备方法
本专利技术属于材料领域，具体涉及一种环氧化交联石墨烯阻燃尼龙的制备方法。
技术介绍
由于尼龙具有良好的机械性能和加工性、耐热性、耐腐蚀性以及自润滑性等优点，其被广泛应用于电子通讯、纺织品、化工制造等各个领域。但是，尼龙也存在缺点，它的化学结构主要是碳和氢组成，尼龙是高度可燃的，在人们的日常生活和生产中存在潜在的火灾隐患。尼龙在燃烧过程中会产生大量有毒、有腐蚀性的烟气，在火灾中造成严重的后果。鉴于此，当前许多国家都十分重视尼龙的阻燃改性，致力于研制和生产各类阻燃剂；20世纪90年代，改性尼龙新品种不断增加，这个时期改性尼龙走向商品化，形成了新的产业，并得到了迅速发展，20世纪90年代末，世界尼龙合金产量达110万吨/年。在产品开发方面，主要以高性能尼龙PPO/PA6，PPS/PA66、增韧尼龙、纳米尼龙为主导方向；在应用方面，汽车部件、电器部件开发取得了重大进展，如汽车进气歧管用高流动改性尼龙已经商品化，这种结构复杂的部件的塑料化，除在应用方面具有重大意义外，更重要的是延长了部件的寿命，促进了工程塑料加工技术的发展；近几年，随着国现阶段制造业高速发展，各行各业产品升级速度愈加频繁，对制品材质的性能提出了更高的要求，因此进一步提升尼龙的性能以及拓展其使用范围势在必行；同时随着人们的环保意识在不断加强，对尼龙的阻燃要求也日益严苛；目前，在尼龙材料中加入氧化石墨烯可以有效的提高尼龙材料的阻燃性能，但是通过石墨烯制成氧化石墨烯的过程能耗高，生产成本高，同时，加入的传统无机添加剂与聚合物基体的相容性差，导致成品材料的稳定性差。专利
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中采用氧化石墨烯添加成本高、传统无机添加剂与聚合物基体的相容性差的问题，提供一种环氧化交联石墨烯阻燃尼龙的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种环氧化交联石墨烯阻燃尼龙的制备方法，包括以下步骤：（1）取重量份为30-40份的正硅酸乙酯，加入到其重量40-50倍的去离子水中，搅拌2-3小时，加入5-6重量份的丁醇，升高温度为80-85℃，加入1-2重量份的十溴二苯乙烷，保温搅拌20-30分钟，得阻燃溶胶；（2）取0.7-1重量份的溴代正丁烷，加入到其重量10-16倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得溴代醇分散液；（3）取6-8重量份的对羟基苯甲醛，加入到其重量10-13倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入0.2-0.3重量份的金属钠，通入氮气，在80-90℃下保温反应30-40分钟，滴加上述溴代醇分散液，滴加完毕后继续保温反应16-20小时，蒸馏除去乙醇，采用无水硫酸镁干燥，得溴代苯甲醛；（4）取1-2重量份的四氯化锡，加入到其重量3-4倍的丁醇中，搅拌均匀；（5）取溴代苯甲醛，加入到上述阻燃溶胶中，搅拌均匀，送入到反应釜中，升高温度为55-60℃，滴加2-4重量份的环氧氯丙烷，滴加完毕后继续保温110-150分钟，加入上述四氯化锡的丁醇溶液，升高温度为70-75℃，保温搅拌40-50分钟，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得环氧化阻燃溶胶；（6）取2-3重量份的脂肪胺，加入到其重量10-17倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入15-17重量份的石墨烯，在60-65℃下保温搅拌1-2小时，得胺化石墨烯醇液；（7）将环氧化阻燃溶胶加入到胺化石墨烯醇液中，超声10-20分钟，蒸馏除去乙醇，真空60-70℃下干燥40-50分钟，得环氧化交联阻燃石墨烯；（8）取环氧化交联阻燃石墨烯，与140-150重量份的尼龙6、4-6重量份的季戊四醇混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却造粒，即得所述环氧化交联石墨烯阻燃尼龙。所述的脂肪胺为十八胺、十六胺中的一种。进一步的，为了更好的实现本专利技术，所述步骤（1）中加入十溴二苯乙烷后温度保持在80-83℃，搅拌时间为25-30分钟。进一步的，为了更好的实现本专利技术，步骤（3）中滴加溴代醇分散液的速率为30-40滴/分钟。进一步的，为了更好的实现本专利技术，所述步骤（5）中滴加环氧氯丙烷的速率为30-45滴/分钟。本专利技术的优点：本专利技术首先采用正硅酸乙酯为前驱体，在水解的过程中加入了十溴二苯乙烷，得阻燃溶胶，然后以对羟基苯甲醛为基体进行环氧化改性，然后采用脂肪胺处理石墨烯，再与环氧化改性的溶胶混合交联，得到环氧化交联阻燃石墨烯，本专利技术的以石墨烯为填料，通过环氧化交联改性，得到表面有机化的石墨烯复合溶胶填料，该填料能够均匀的分散到尼龙基体中，有尼龙基体有很好的相容性，本专利技术改变了传统通过添加氧化石墨烯、再对氧化石墨烯进行表面处理以改善其在聚合物间分散性的方法，有效的降低了生产成本，且加入的二氧化硅、石墨烯在燃烧过程中向聚合物炭层表面富集并起到了一定的炭层增强作用，炭渣具有一定的坚固性，展现出致密且完整的炭层，与十溴二苯乙烷共混，起到了很好的阻隔性，有效的提高了成品材料的阻燃防火性能。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此，在不脱离本专利技术上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的范围内。实施例1一种环氧化交联石墨烯阻燃尼龙的制备方法，包括以下步骤：（1）取重量份为35份的正硅酸乙酯，加入到其重量44倍的去离子水中，搅拌2小时，加入5重量份的丁醇，升高温度为80℃，加入1重量份的十溴二苯乙烷，保温搅拌27分钟，得阻燃溶胶；（2）取0.8重量份的溴代正丁烷，加入到其重量14倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得溴代醇分散液；（3）取6重量份的对羟基苯甲醛，加入到其重量11倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入0.2重量份的金属钠，通入氮气，在83℃下保温反应37分钟，滴加上述溴代醇分散液，滴加完毕后继续保温反应16小时，蒸馏除去乙醇，采用无水硫酸镁干燥，得溴代苯甲醛；其中优选的，滴加溴代醇分散液的速率为30-40滴/分钟。（4）取1重量份的四氯化锡，加入到其重量3倍的丁醇中，搅拌均匀；（5）取溴代苯甲醛，加入到上述阻燃溶胶中，搅拌均匀，送入到反应釜中，升高温度为58℃，滴加2重量份的环氧氯丙烷，优选的，滴加环氧氯丙烷的速率为30-45滴/分钟，滴加完毕后继续保温118分钟，加入上述四氯化锡的丁醇溶液，升高温度为74℃，保温搅拌47分钟，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得环氧化阻燃溶胶；（6）取2重量份的十六胺，加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入16重量份的石墨烯，在62℃下保温搅拌1小时，得胺化石墨烯醇液；（7）将环氧化阻燃溶胶加入到胺化石墨烯醇液中，超声10分钟，蒸馏除去乙醇，真空63℃下干燥44分钟，得环氧化交联阻燃石墨烯；（8）取环氧化交联阻燃石墨烯，与140重量份的尼龙6、4重量份的季戊四醇混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却造粒，即得所述环氧化交联石墨烯阻燃尼龙。实施例2一种环氧化交联石墨烯阻燃尼龙的制备方法，包括以下步骤：（1）取重量份为40份的正硅酸乙酯，加入到其重量50倍的去离子水中，搅拌3小时，加入6重量份的丁醇，升高温度为85℃，加入2重量份的十溴二苯乙烷，保温搅拌25分钟，得阻燃溶胶；（2）取1重量份的溴代正丁烷，加入到其重量16倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得溴代醇分散液；（3）取6-8重量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环氧化交联石墨烯阻燃尼龙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）取重量份为30‑40份的正硅酸乙酯，加入到其重量40‑50倍的去离子水中，搅拌2‑3小时，加入5‑6重量份的丁醇，升高温度为80‑85℃，加入1‑2重量份的十溴二苯乙烷，保温搅拌20‑30分钟，得阻燃溶胶；（2）取0.7‑1重量份的溴代正丁烷，加入到其重量10‑16倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得溴代醇分散液；（3）取6‑8重量份的对羟基苯甲醛，加入到其重量10‑13倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入0.2‑0.3重量份的金属钠，通入氮气，在80‑90℃下保温反应30‑40分钟，滴加上述溴代醇分散液，滴加完毕后继续保温反应16‑20小时，蒸馏除去乙醇，采用无水硫酸镁干燥，得溴代苯甲醛；（4）取1‑2重量份的四氯化锡，加入到其重量3‑4倍的丁醇中，搅拌均匀；（5）取溴代苯甲醛，加入到上述阻燃溶胶中，搅拌均匀，送入到反应釜中，升高温度为55‑60℃，滴加2‑4重量份的环氧氯丙烷，滴加完毕后继续保温110‑150分钟，加入上述四氯化锡的丁醇溶液，升高温度为70‑75℃，保温搅拌40‑50分钟，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得环氧化阻燃溶胶；（6）取2‑3重量份的脂肪胺，加入到其重量10‑17倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入15‑17重量份的石墨烯，在60‑65℃下保温搅拌1‑2小时，得胺化石墨烯醇液；（7）将环氧化阻燃溶胶加入到胺化石墨烯醇液中，超声10‑20分钟，蒸馏除去乙醇，真空60‑70℃下干燥40‑50分钟，得环氧化交联阻燃石墨烯；（8）取环氧化交联阻燃石墨烯，与140‑150重量份的尼龙6、4‑6重量份的季戊四醇混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，冷却造粒，即得所述环氧化交联石墨烯阻燃尼龙。...

【技术特征摘要】
1.一种环氧化交联石墨烯阻燃尼龙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）取重量份为30-40份的正硅酸乙酯，加入到其重量40-50倍的去离子水中，搅拌2-3小时，加入5-6重量份的丁醇，升高温度为80-85℃，加入1-2重量份的十溴二苯乙烷，保温搅拌20-30分钟，得阻燃溶胶；（2）取0.7-1重量份的溴代正丁烷，加入到其重量10-16倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得溴代醇分散液；（3）取6-8重量份的对羟基苯甲醛，加入到其重量10-13倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入0.2-0.3重量份的金属钠，通入氮气，在80-90℃下保温反应30-40分钟，滴加上述溴代醇分散液，滴加完毕后继续保温反应16-20小时，蒸馏除去乙醇，采用无水硫酸镁干燥，得溴代苯甲醛；（4）取1-2重量份的四氯化锡，加入到其重量3-4倍的丁醇中，搅拌均匀；（5）取溴代苯甲醛，加入到上述阻燃溶胶中，搅拌均匀，送入到反应釜中，升高温度为55-60℃，滴加2-4重量份的环氧氯丙烷，滴加完毕后继续保温110-150分钟，加入上述四氯化锡的丁醇溶液，升高温度为70-75℃，保温搅拌40-50分钟，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得环氧化阻燃溶胶；（6...

【专利技术属性】
技术研发人员：周强，陈春月，赵月，付赫赫，赵旭升，刘光耀，
申请(专利权)人：周强，
类型：发明
国别省市：江西,36