一种石墨烯改性ABS树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯改性ABS树脂及其制备方法，其中，制备方法包括步骤：提供三聚氰胺与二苯基磷酰氯，将三聚氰胺与二苯基磷酰氯混合并进行化合反应，得到三聚氰胺‑二苯基磷酰氯化合物；提供氧化石墨烯，将三聚氰胺‑二苯基磷酰氯化合物与氧化石墨烯混合并进行接枝反应，得到三聚氰胺‑二苯基磷酰氯‑氧化石墨烯；提供ABS基体，将三聚氰胺‑二苯基磷酰氯‑氧化石墨烯与ABS基体熔融共混，得到石墨烯改性ABS树脂。本发明专利技术解决了现有技术中ABS树脂阻燃性能不佳的问题。

A kind of graphene modified ABS resin and its preparation method

The present invention discloses a graphene modified ABS resin and its preparation method. The preparation method comprises the steps of providing melamine and two phenyl phosphoyl chloride, mixing melamine and two phenyl phosphonyl chloride and making a synthesis reaction, and obtaining melamine two phenyl phosphonyl chloride; providing graphene oxide, which will be trimeric. The cyanamide two phenyl phosphonyl chloride is mixed with graphene oxide and grafted, and melamine two phenyl phosphoyl chloride is obtained. The ABS matrix is provided to melt the melamine two phenyl phosphonyl chloride oxide graphite oxide and the ABS matrix, and the graphene modified ABS resin is obtained. The invention solves the problem of poor flame retardancy of ABS resin in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯改性ABS树脂及其制备方法
本专利技术涉及ABS树脂材料
，尤其涉及一种石墨烯改性ABS树脂及其制备方法。
技术介绍
ABS树脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物组成，通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂，是五大合成树脂之一，其抗冲击性、化学稳定性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，广泛应用于汽车、机械、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途最广泛的工程塑料之一。然其热稳定性差，极易燃烧，而且其力学性能也有待提高。氧化石墨烯作为新型的二维碳材料，具有一系列的优异性能，高阻隔、高阻燃、高强度和高硬度的氧化石墨烯是碳系材料中对聚合物增强改性最优秀的新型功能填料，将其应用到ABS树脂中，制备石墨烯基增强阻燃复合材料，必将赋予复合材料良好的阻燃性能和力学性能，扩大其更为广阔的应用前景，但是其与树脂的相容性不良，导致氧化石墨烯无法直接应用到ABS树脂中。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种石墨烯改性ABS树脂的及其制备方法，旨在解决现有技术中ABS树脂阻燃性能不佳的问题。本专利技术的技术方案如下：一种石墨烯改性ABS树脂的制备方法，其中，包括步骤：提供三聚氰胺与二苯基磷酰氯，将三聚氰胺与二苯基磷酰氯混合并进行化合反应，得到三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物；提供氧化石墨烯，将三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物与氧化石墨烯混合并进行接枝反应，得到三聚氰胺-二苯基磷酰氯-氧化石墨烯；提供ABS基体，将三聚氰胺-二苯基磷酰氯-氧化石墨烯与ABS基体熔融共混，得到石墨烯改性ABS树脂。所述的石墨烯改性ABS树脂的制备方法，其中，所述化合反应的温度为60℃~100℃。所述的石墨烯改性ABS树脂的制备方法，其中，接枝反应的温度为60℃~100℃。所述的石墨烯改性ABS树脂的制备方法，其中，所述步骤将三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物与氧化石墨烯混合并进行接枝反应，包括：加热并使三聚氰胺中的胺基与氧化石墨烯上的活性基团进行接枝反应，得到三聚氰胺-二苯基磷酰氯-氧化石墨烯。所述的石墨烯改性ABS树脂的制备方法，其中，所述熔融共混的温度为200~240℃。所述的石墨烯改性ABS树脂的制备方法，其中，所述步骤将三聚氰胺与二苯基磷酰氯混合并进行化合反应，得到三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物，包括：按质量份计，将1~4份三聚氰胺与5~10份二苯基磷酰氯混合于20~100份去离子水中，加热进行化合反应，得到三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物。所述的石墨烯改性ABS树脂的制备方法，其中，所述步骤三聚氰胺与二苯基磷酰氯进行化合反应，得到三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物，包括：按质量份计，将1.9份三聚氰胺与7.1份二苯基磷酰氯混合于50份去离子水中，加热进行化合反应，得到三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物。所述的石墨烯改性ABS树脂的制备方法，其中，将三聚氰胺-二苯基磷酰氯-氧化石墨烯与ABS基体混匀后再进行熔融共混。所述的石墨烯改性ABS树脂的制备方法，其中，所述步骤三聚氰胺-二苯基磷酰氯-氧化石墨烯与ABS基体熔融共混，得到石墨烯改性ABS树脂，包括：按质量份计，将0.5~3份三聚氰胺-二苯基磷酰氯-氧化石墨烯与100份ABS基体混匀后熔融共混。一种石墨烯改性ABS树脂，其中，由如上所述的制备方法制成。有益效果：本专利技术先通过三聚氰胺与二苯基磷酰氯对氧化石墨烯进行改性，即在氧化石墨烯中增加了阻燃元素P、N，增强其阻燃性能，同时能够有效改善氧化石墨烯在基体ABS树脂中的分散性，然后将低添加量的改性后氧化石墨烯与基体ABS树脂进行熔融共混反应，即能得到阻燃性能优良的石墨烯改性ABS树脂，同时提升了ABS树脂的力学性能，解决了现有技术中ABS树脂阻燃性能不佳的问题。附图说明图1为本专利技术所述石墨烯改性ABS树脂制备方法的较佳实施例流程图；图2表示本专利技术所述的MEL-DPC的合成过程及改性氧化石墨烯（MEL-DPC-GO）的制备过程；图3为MEL-DPC-GO与ABS树脂熔融共混制备石墨烯改性ABS树脂的制备过程。具体实施方式本专利技术提供一种石墨烯改性ABS树脂及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术所述的一种石墨烯改性ABS树脂，如图1所示，包括步骤：S1、提供三聚氰胺与二苯基磷酰氯，将三聚氰胺与二苯基磷酰氯混合并进行化合反应，得到三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物；S2、提供氧化石墨烯，将三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物与氧化石墨烯混合并进行接枝反应，得到三聚氰胺-二苯基磷酰氯-氧化石墨烯；S3、提供ABS基体，将三聚氰胺-二苯基磷酰氯-氧化石墨烯与ABS基体熔融共混，得到石墨烯改性ABS树脂。本专利技术中是先通过三聚氰胺与二苯基磷酰氯反应生成三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物，然后通过该化合物与氧化石墨烯进行接枝反应，从而改性氧化石墨烯，不但能够有效改善氧化石墨烯在基体树脂ABS中的分散性，便于制备均匀分散有氧化石墨烯的改性ABS树脂，从而提高ABS树脂的阻燃性能；同时，将三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物中的N、P等阻燃元素引入氧化石墨烯中，提高了氧化石墨烯的阻燃性能，也即进一步提高了改性ABS树脂的阻燃性能；另外，氧化石墨烯及改性后的氧化石墨烯均有着高强度高硬度的特性，均匀分散在基体树脂ABS，也能够提高树脂的力学性能。所述步骤S1中，将三聚氰胺（MEL）与二苯基磷酰氯(DCP)混合于去离子水中，加热发生化合反应，即得到三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物（MEL-DCP），其化合反应过程如图2所示，通过三聚氰胺中的胺基与二苯基磷酰氯中的膦酰基进行结合，并至少保留一个胺基，以用于与氧化石墨烯进行接枝反应。较佳地，三聚氰胺中的2个胺基与二苯基磷酰氯的膦酰基结合，而保留1个胺基用于与氧化石墨烯接枝反应，也即利用1个三聚氰胺分子与2个二苯基磷酰氯结合，生成1个三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物，这样既不影响与氧化石墨烯的结合，又能最大限度的引入P元素，最大限度对氧化石墨烯进行有益改性，提升产物阻燃性能及力学性能。较佳地，所述步骤S1中，按质量份计，将将1~4份三聚氰胺与5~10份二苯基磷酰氯混合于20~100份去离子水中，在60℃~100℃的温度条件下进行化合反应5~10h，得到三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物，温度太低，化合反应无法进行，温度过高，副反应过多，影响产物纯度及质量。所述步骤S2中，将氧化石墨烯（GO）加入含有三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物的溶液中，加热，如图2所示，利用三聚氰胺中的残留胺基与氧化石墨烯上的活性基团进行接枝反应，得到三聚氰胺-二苯基磷酰氯-氧化石墨烯（MEL-DCP-GO）。尤佳地，所述步骤S1中，质量份计，将1.9份三聚氰胺与7.1份二苯基磷酰氯混合于50份去离子水中，80℃下搅拌8h，化合反应得到含纯度及质量俱佳的三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物的溶液。接着，将0.5~1份氧化石墨烯加入上述溶液中，在60℃~100℃（例如为80℃）的温度下搅拌反应4h，制备MEL-DPC改性石墨烯产物，即改性氧化石墨烯（MEL-DPC-GO）。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯改性ABS树脂的制备方法，其特征在于，包括步骤：提供三聚氰胺与二苯基磷酰氯，将三聚氰胺与二苯基磷酰氯混合并进行化合反应，得到三聚氰胺‑二苯基磷酰氯化合物；提供氧化石墨烯，将三聚氰胺‑二苯基磷酰氯化合物与氧化石墨烯混合并进行接枝反应，得到三聚氰胺‑二苯基磷酰氯‑氧化石墨烯；提供ABS基体，将三聚氰胺‑二苯基磷酰氯‑氧化石墨烯与ABS基体熔融共混，得到石墨烯改性ABS树脂。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯改性ABS树脂的制备方法，其特征在于，包括步骤：提供三聚氰胺与二苯基磷酰氯，将三聚氰胺与二苯基磷酰氯混合并进行化合反应，得到三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物；提供氧化石墨烯，将三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物与氧化石墨烯混合并进行接枝反应，得到三聚氰胺-二苯基磷酰氯-氧化石墨烯；提供ABS基体，将三聚氰胺-二苯基磷酰氯-氧化石墨烯与ABS基体熔融共混，得到石墨烯改性ABS树脂。2.根据权利要求1所述的石墨烯改性ABS树脂的制备方法，其特征在于，所述化合反应的温度为60℃~100℃。3.根据权利要求1所述的石墨烯改性ABS树脂的制备方法，其特征在于，接枝反应的温度为60℃~100℃。4.根据权利要求1所述的石墨烯改性ABS树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤将三聚氰胺-二苯基磷酰氯化合物与氧化石墨烯混合并进行接枝反应，包括：加热并使三聚氰胺中的胺基与氧化石墨烯上的活性基团进行接枝反应，得到三聚氰胺-二苯基磷酰氯-氧化石墨烯。5.根据权利要求1所述的石墨烯改性ABS树脂的制备方法，其特征在于，所述熔融共混的温度为200~240℃。6.根据权利要求1所述的石墨烯改性ABS树脂的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐武飞，陈寿，彭晓华，张胜，谷晓昱，王利，孙文翔，
申请(专利权)人：深圳市通产丽星股份有限公司，北京化工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44