本发明专利技术公开了一种高阻燃性石墨烯改性PVC材料，包括以下原料：PVC材料、石墨烯、聚醚多元醇、乙烯基三(β‑甲氧基乙氧基)硅烷、EVA树脂、邻苯二甲酸二丁酯、变性淀粉、硅藻土、硅灰石、氧化锌、二氧化钛、麦饭石粉、硼纤维、聚酰胺纤维、玻璃纤维、聚丙烯蜡、乙烯‑丙烯酸乙酯共聚物、聚醋酸乙烯乳液、二甲基硅油、三乙醇胺、引发剂、交联剂、催化剂、促进剂、增塑剂、增韧剂、分散剂、增粘剂、固化剂、抗菌、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、阻燃剂。本发明专利技术制得的高阻燃性石墨烯改性PVC材料，大幅度提高了力学性能，如提高了机械强度、韧性、耐磨擦性、耐冲击性、热稳定性、阻燃性，可广泛应用于宾馆、饭店、建筑装饰装修。
A highly flame resistant graphene modified PVC material
The invention discloses a high flame retardant graphene modified PVC material comprises the following raw materials: PVC material, Shi Moxi, polyether polyol, vinyl three (beta methoxyethoxy) silane, EVA resin, dibutyl phthalate, modified starch, diatomite, wollastonite, Zinc Oxide, titanium dioxide, Maifan stone, boron fiber, polyamide fiber, glass fiber, polypropylene wax, ethylene ethyl acrylate copolymer, polyvinyl acetate emulsion, two methyl silicone oil, triethanolamine, initiator, crosslinking agent, catalyst, accelerator, plasticizer, toughening agent, dispersing agent, thickening agent, curing agent, antibacterial, antioxidant, light stabilizer, ultraviolet absorber and the flame retardant. The high resistance of graphene prepared by the method of modified PVC materials, greatly improve the mechanical properties, such as high mechanical strength, toughness, abrasion resistance, impact resistance, thermal stability, flame retardancy, and can be widely used in hotels, restaurants, building decoration.
【技术实现步骤摘要】
一种高阻燃性石墨烯改性PVC材料
本专利技术属于PVC材料制备
，具体涉及一种高阻燃性石墨烯改性PVC材料。
技术介绍
PVC是聚氯乙烯的英文简称，是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物，氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂。PVC材料的热稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色，物理机械性能也迅速下降。2004年英国曼彻斯顿大学的Geim和Novoselov通过胶带剥离高定向石墨获得了独立存在的二维石墨烯（Gra-phene，GN）晶体以来，石墨烯已经成为材料科学领域极受关注的研究热点之一。石墨烯，实际上就是单原子层的石墨，它拥有独特的二维结构和优异的力学、热力学、光学和电学性能。石墨烯是目前世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，至吸收2.3%的光，导热系数高达5300W/m·k，高于碳纳米管和金刚石。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，具有强度高，比表面积大，高化学反应活性，高填充性的特点。中国专利公告号CN103044811A，公告日2013年4月17日，名称为一种PVC材料，该申请案公开了一种PVC材料，包括如下重量含量的成分：硬脂酸钙3-10份，丙烯酸酯2-6份，聚丙烯蜡1-3份，PVC80-120份。其不足之处在于，该配方制的PVC材料虽然无毒无臭味，但是其生产出来的PVC材料的机械强度低、断裂韧性差、耐摩擦性、耐冲击性和阻燃性能差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种高阻燃性石墨烯改性PVC材料，以解决现有PVC材料的机械强度低、断裂韧性、耐摩擦性、耐冲击性和阻燃性能差等问题。本专利技术制得的高阻燃性石墨烯改性PVC材料，提高了机械强度、韧性、耐磨擦性、耐冲击性、热稳定性、阻燃性。为了解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种高阻燃性石墨烯改性PVC材料，以重量份为单位，包括以下原料：PVC材料162-208份、石墨烯53-70份、聚醚多元醇13-19份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷7-12份、EVA树脂9-15份、邻苯二甲酸二丁酯7-11份、变性淀粉9-14份、硅藻土4-8份、硅灰石2-5份、氧化锌3-6份、二氧化钛2-4份、麦饭石粉2-3份、硼纤维4-6份、聚酰胺纤维5-8份、玻璃纤维3-5份、聚丙烯蜡6-12份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物2-3份、聚醋酸乙烯乳液3-6份、二甲基硅油4-7份、三乙醇胺1-2份、表面活性剂0.4-0.8份、引发剂0.3-0.6份、交联剂0.3-0.5份、催化剂0.2-0.3份、促进剂0.1-0.2份、增塑剂0.3-0.5份、增韧剂0.4-0.6份、分散剂0.2-0.5份、增粘剂0.3-0.4份、固化剂0.8-1.2份、抗菌剂0.7-1.2份、抗氧剂0.3-0.6份、光稳定剂0.2-0.3份、紫外线吸收剂0.3-0.5份、阻燃剂1.3-1.6份；所述变性淀粉，以重量份为单位，包括以下原料：木薯淀粉86-118份、乙酸异戊酯10-14份、二甲基乙酰胺8-12份、环氧氯丙烷2-4份、尿素1.8-3.2份、氢氧化钾1-2份、2，5-二甲基-2，5-双(苯甲酰过氧)-己烷0.4-0.7份、铂催化剂0.1-0.2份、有机锡稳定剂0.2-0.3份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.4-0.6份、丙基三甲氧基硅烷0.3-0.5份、硼酸0.2-0.4份；所述表面活性剂为表面活性剂TRITONCF-10；所述引发剂为过氧化二苯甲酰；所述交联剂为甲基丙烯酰胺；所述催化剂为三（二甲氨基丙基）六氢三嗪；所述促进剂为无色钴；所述增塑剂为柠檬酸酯；所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；所述分散剂为分散剂NC；所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：磷酸三丁氧基乙酯45-62份、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯18-32份、聚磷酸铵15-22份、季戊四醇10-18份、尿素9-14份、氢氧化铝6-10份、三氧化二锑8-12份、氧化锰4-8份、活性白土6-12份、渗透剂1.2-1.5份、增效剂0.6-0.9份；所述高阻燃性石墨烯改性PVC材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将石墨烯粉碎，过300-500目筛子，制得粉末，所得粉末在磁场强度为5800-6200GS，超声波功率为300-500W，温度为40-50℃，转速为200-300r/min下，搅拌20-35min，制得石墨烯能量粉末；S2：向步骤S1制得的石墨烯能量粉末中加入表面活性剂，在温度为56-72℃，转速为100-130r/min下活化1-1.5h，制得活化石墨烯能量粉末；S3：在氮气保护下，向步骤S2制得的活化石墨烯能量粉末中加入PVC材料、聚醚多元醇、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、EVA树脂、邻苯二甲酸二丁酯、硅藻土、硅灰石、氧化锌、二氧化钛、麦饭石粉、硼纤维、聚酰胺纤维、玻璃纤维、聚丙烯蜡、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚醋酸乙烯乳液、二甲基硅油、三乙醇胺、引发剂、交联剂、催化剂、促进剂、增塑剂、增韧剂、分散剂、增粘剂，在微波功率为182-264W，温度为123-138℃，转速为300-500r/min下搅拌2.1-3.7h，制得混合物Ⅰ；S4：向步骤S3制得的混合物Ⅰ中加入变性淀粉、固化剂、抗菌、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、阻燃剂，在温度为70-75℃，转速为100-200r/min下搅拌1-1.5h，制得混合物Ⅱ；所述变性淀粉的制备方法，包括以下步骤：（A）配制浓度为18-26Be’，pH值为3.4-3.8的木薯淀粉浆Ⅰ；（B）向步骤A的木薯淀粉浆Ⅰ中加入浓度为5%-8%的乙酸异戊酯、二甲基乙酰胺、2，5-二甲基-2，5-双(苯甲酰过氧)-己烷、铂催化剂，然后在温度为52-56℃，搅拌转速为90-130r/min下进行交联接枝反应2.4-3h，制得浆料Ⅱ；（C）向步骤B的浆料Ⅱ中加入糊化剂，调节pH值为9.5-9.8，接着加入环氧氯丙烷、尿素、丙基三甲氧基硅烷、硼酸，然后在温度为61-65℃，搅拌转速为100-160r/min下进行交联反应1.2-1.6h，制得浆料Ⅲ；（D）将步骤C的浆料Ⅲ中加入有机锡稳定剂，调节pH值为8.8-9.1，升温至76-79℃，糊化42-50min，糊化结束后降至35-38℃，加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，在转速为80-100r/min下搅拌12-14min，制得变性淀粉；所述阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：（a）将聚磷酸铵、水200-265份加入微波反应器中，在搅拌转速为400-600r/min下搅拌5-9min，制得混合物A；（b）向步骤a制得的混合物A中加入磷酸三丁氧基乙酯、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯、季戊四醇、尿素、氢氧化铝、三氧化二锑、氧化锰、活性白土、渗透剂、增效剂，在搅拌转速为300-500r/min，微波功率为160-200W，温度为84-92℃下搅拌1.8-2.5h，制得混合物B；（c）将步骤b制得的混合物B冷却至室温后，将沉淀物过滤，在转速为3000-5000r/min下离心干燥至含水量≤3.2%，制得阻燃剂；S5：将步骤S4制得的混合物Ⅱ送入双螺杆热切风冷式挤出造粒机中，在142-148℃下造粒，制得高阻燃性石墨烯改性PVC材料。进一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高阻燃性石墨烯改性PVC材料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：PVC 材料162‑208份、石墨烯53‑70份、聚醚多元醇 13‑19份、乙烯基三(β‑甲氧基乙氧基 ) 硅烷 7‑12份、EVA树脂9‑15份、邻苯二甲酸二丁酯7‑11份、变性淀粉9‑14份、硅藻土4‑8份、硅灰石2‑5份、氧化锌3‑6份、二氧化钛2‑4份、麦饭石粉2‑3份、硼纤维4‑6份、聚酰胺纤维5‑8份、玻璃纤维3‑5份、聚丙烯蜡6‑12份、乙烯‑丙烯酸乙酯共聚物2‑3份、聚醋酸乙烯乳液3‑6份、二甲基硅油4‑7份、三乙醇胺1‑2份、表面活性剂0.4‑0.8份、引发剂0.3‑0.6份、交联剂0.3‑0.5份、催化剂0.2‑0.3份、促进剂0.1‑0.2份、增塑剂0.3‑0.5份、增韧剂0.4‑0.6份、分散剂0.2‑0.5份、增粘剂0.3‑0.4份、固化剂0.8‑1.2份、抗菌剂0.7‑1.2份、抗氧剂0.3‑0.6份、光稳定剂0.2‑0.3份、紫外线吸收剂0.3‑0.5份、阻燃剂1.3‑1.6份；所述变性淀粉，以重量份为单位，包括以下原料：木薯淀粉86‑118份、乙酸异戊酯10‑14份、二甲基乙酰胺8‑12份、环氧氯丙烷2‑4份、尿素1.8‑3.2份、氢氧化钾1‑2份、2，5‑二甲基‑2，5‑双( 苯甲酰过氧)‑己烷0.4‑0.7份、铂催化剂0.1‑0.2份、有机锡稳定剂0.2‑0.3份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.4‑0.6份、丙基三甲氧基硅烷0.3‑0.5份、硼酸0.2‑0.4份；所述表面活性剂为表面活性剂TRITONCF‑10；所述引发剂为过氧化二苯甲酰；所述交联剂为甲基丙烯酰胺；所述催化剂为三（二甲氨基丙基）六氢三嗪；所述促进剂为无色钴；所述增塑剂为柠檬酸酯；所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；所述分散剂为分散剂NC；所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：磷酸三丁氧基乙酯45‑62份、三（2，4‑二叔丁基苯基）亚磷酸酯18‑32份、聚磷酸铵15‑22份、季戊四醇10‑18份、尿素9‑14份、氢氧化铝6‑10份、三氧化二锑8‑12份、氧化锰4‑8份、活性白土6‑12份、渗透剂1.2‑1.5份、增效剂0.6‑0.9份；所述高阻燃性石墨烯改性PVC材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将石墨烯粉碎，过300‑500目筛子，制得粉末，所得粉末在磁场强度为5800‑6200GS，超声波功率为300‑500W，温度为40‑50℃，转速为200‑300r/min下，搅拌20‑35min，制得石墨烯能量粉末；S2：向步骤S1制得的石墨烯能量粉末中加入表面活性剂，在温度为56‑72℃，转速为100‑130r/min下活化1‑1.5h，制得活化石墨烯能量粉末；S3：在氮气保护下，向步骤S2制得的活化石墨烯能量粉末中加入PVC 材料、聚醚多元醇、乙烯基三(β‑甲氧基乙氧基 ) 硅烷、EVA树脂、邻苯二甲酸二丁酯、硅藻土、硅灰石、氧化锌、二氧化钛、麦饭石粉、硼纤维、聚酰胺纤维、玻璃纤维、聚丙烯蜡、乙烯‑丙烯酸乙酯共聚物、聚醋酸乙烯乳液、二甲基硅油、三乙醇胺、引发剂、交联剂、催化剂、促进剂、增塑剂、增韧剂、分散剂、增粘剂，在微波功率为182‑264W，温度为123‑138℃，转速为300‑500r/min下搅拌2.1‑3.7h，制得混合物Ⅰ；S4：向步骤S3制得的混合物Ⅰ中加入变性淀粉、固化剂、抗菌、抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、阻燃剂，在温度为70‑75℃，转速为100‑200r/min下搅拌1‑1.5 h，制得混合物Ⅱ；所述变性淀粉的制备方法，包括以下步骤：（A）配制浓度为18‑26Be’，pH 值为3.4‑3.8的木薯淀粉浆Ⅰ；（B）向步骤A的木薯淀粉浆Ⅰ中加入浓度为5%‑8%的乙酸异戊酯、二甲基乙酰胺、2，5‑二甲基‑2，5‑双( 苯甲酰过氧)‑己烷、铂催化剂，然后在温度为52‑56℃，搅拌转速为90‑130r/min下进行交联接枝反应2.4‑3h，制得浆料Ⅱ；（C）向步骤B的浆料Ⅱ中加入糊化剂，调节pH 值为9.5‑9.8，接着加入环氧氯丙烷、尿素、丙基三甲氧基硅烷、硼酸，然后在温度为61‑65℃，搅拌转速为100‑160r/min下进行交联反应1.2‑1.6h，制得浆料Ⅲ；（D）将步骤C的浆料Ⅲ中加入有机锡稳定剂，调节pH值为8.8‑9.1，升温至76‑79℃，糊化42‑50min，糊化结束后降至35‑38℃，加入聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚，在转速为80‑100r/min下搅拌12‑14min，制得变性淀粉；所述阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：（a）将聚磷酸铵、水200‑265份加入微波反应器中，在搅拌转速为400‑600r/min下搅拌5‑9min，制得混合物A；（b）向步骤a制得的混合物A中加入磷酸三丁氧基乙酯、三（2，4‑二叔丁基苯基）亚磷酸酯、...
【技术特征摘要】
1.一种高阻燃性石墨烯改性PVC材料，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：PVC材料162-208份、石墨烯53-70份、聚醚多元醇13-19份、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷7-12份、EVA树脂9-15份、邻苯二甲酸二丁酯7-11份、变性淀粉9-14份、硅藻土4-8份、硅灰石2-5份、氧化锌3-6份、二氧化钛2-4份、麦饭石粉2-3份、硼纤维4-6份、聚酰胺纤维5-8份、玻璃纤维3-5份、聚丙烯蜡6-12份、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物2-3份、聚醋酸乙烯乳液3-6份、二甲基硅油4-7份、三乙醇胺1-2份、表面活性剂0.4-0.8份、引发剂0.3-0.6份、交联剂0.3-0.5份、催化剂0.2-0.3份、促进剂0.1-0.2份、增塑剂0.3-0.5份、增韧剂0.4-0.6份、分散剂0.2-0.5份、增粘剂0.3-0.4份、固化剂0.8-1.2份、抗菌剂0.7-1.2份、抗氧剂0.3-0.6份、光稳定剂0.2-0.3份、紫外线吸收剂0.3-0.5份、阻燃剂1.3-1.6份；所述变性淀粉，以重量份为单位，包括以下原料：木薯淀粉86-118份、乙酸异戊酯10-14份、二甲基乙酰胺8-12份、环氧氯丙烷2-4份、尿素1.8-3.2份、氢氧化钾1-2份、2，5-二甲基-2，5-双(苯甲酰过氧)-己烷0.4-0.7份、铂催化剂0.1-0.2份、有机锡稳定剂0.2-0.3份、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚0.4-0.6份、丙基三甲氧基硅烷0.3-0.5份、硼酸0.2-0.4份；所述表面活性剂为表面活性剂TRITONCF-10；所述引发剂为过氧化二苯甲酰；所述交联剂为甲基丙烯酰胺；所述催化剂为三（二甲氨基丙基）六氢三嗪；所述促进剂为无色钴；所述增塑剂为柠檬酸酯；所述增韧剂为聚丙二烯橡胶；所述分散剂为分散剂NC；所述阻燃剂以重量份为单位，包括以下原料：磷酸三丁氧基乙酯45-62份、三（2，4-二叔丁基苯基）亚磷酸酯18-32份、聚磷酸铵15-22份、季戊四醇10-18份、尿素9-14份、氢氧化铝6-10份、三氧化二锑8-12份、氧化锰4-8份、活性白土6-12份、渗透剂1.2-1.5份、增效剂0.6-0.9份；所述高阻燃性石墨烯改性PVC材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将石墨烯粉碎，过300-500目筛子，制得粉末，所得粉末在磁场强度为5800-6200GS，超声波功率为300-500W，温度为40-50℃，转速为200-300r/min下，搅拌20-35min，制得石墨烯能量粉末；S2：向步骤S1制得的石墨烯能量粉末中加入表面活性剂，在温度为56-72℃，转速为100-130r/min下活化1-1.5h，制得活化石墨烯能量粉末；S3：在氮气保护下，向步骤S2制得的活化石墨烯能量粉末中加入PVC材料、聚醚多元醇、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、EVA树脂、邻苯二甲酸二丁酯、硅藻土、硅灰石、氧化锌、二氧化钛、麦饭石粉、硼纤维、聚酰胺纤维、玻璃纤维、聚丙烯蜡、乙烯-丙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇，
申请(专利权)人：黄宇，
类型：发明
国别省市：广西,45
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