一种含有经改性的膨胀型石墨复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种含有经改性的膨胀型石墨复合材料，包含一经改性的膨胀型石墨复合材料及一阻燃剂，其中，该复合材料为一经改性的膨胀型石墨与一经改性的热塑性高分子进行溶胶凝胶反应所得的一产物，该经改性的膨胀型石墨为一含双键的硅氧烷改性剂与一具有多个双键的膨胀型石墨进行自由基所催化反应而得的一产物，该硅氧烷改性剂含有至少一用于与该膨胀型石墨的双键形成键结的双键及至少一可水解的硅氧烷基，该经改性的热塑性高分子具有至少一可水解的硅氧烷基；其中，该自由基所催化反应是在一起始剂及一溶剂的存在下进行。

An Expansive Graphite Composite Containing Modified Graphite

The invention discloses a modified expanded graphite composite material, which comprises a modified expanded graphite composite material and a flame retardant, wherein the composite material is a product obtained from a modified sol-gel reaction of expanded graphite and a modified thermoplastic polymer, and the modified expanded graphite is a silicone modifier with double bonds. A product of free radical catalytic reaction of expanded graphite with multiple double bonds. The siloxane modifier contains at least one double bond for forming bonds with the expanded graphite and at least one hydrolyzable siloxane. The modified thermoplastic polymer has at least one hydrolyzable siloxane; in which the free radical catalyzes the reaction as a starting agent. It is carried out in the presence of a solvent.

【技术实现步骤摘要】
一种含有经改性的膨胀型石墨复合材料
本专利技术涉及一种阻燃组成物，特别是指一种含有经改性的膨胀型石墨复合材料。
技术介绍
高分子材料虽因具备极佳机械性质而被广泛用于许多日常生活产品(如建筑材料、包装材料、机械零件等等)中，但却很容易遇火燃烧而引发火灾，且在燃烧过程中会释放出大量浓烟和有毒气体，更容易造成空气的污染。因此，目前业界皆希望改善高分子材料易燃的缺点，而目前的解决方式大多是于高分子材料中添加一阻燃剂。膨胀型石墨一般是通过将天然石墨与酸进行反应所制得，由于天然石墨为碳六角型平面堆积而成的层状结构，在与酸反应时，酸分子将会插入各个石墨层之间，并同时让膨胀型石墨的结构上具有双键及OH、COOH等基团。当膨胀型石墨受热高于200℃时，其层间插入物质将会分解生成气体，使得膨胀型石墨将会膨胀至原有体积的数百倍，进而变成体积蓬松的蠕虫状粉末，所以可在燃烧表面形成阻隔碳层，以隔绝热及降低空气的流动，再加上石墨的气化点超过3000℃以上及燃烧时只产生水蒸气，足以抵抗一般的火灾温度并可浓密地保护建材表面，同时在未产生有毒气体下，达到防火的目的，可见膨胀型石墨确实为符合环保要求且具有极佳防火性质的阻燃剂。然而，膨胀型石墨虽具有不错的阻燃性，但因膨胀型石墨为无机材料，机械性质远不及有机高分子材料，较不利于后续加工，所以，如欲发挥膨胀型石墨的阻燃性质，大多需将其与有机高分子组合制成复合材料，或者是将其与其他试剂混合制成涂布材料。不过，如同一般无机材料/有机高分子复合材料所遇到的问题，无机材料与有机高分子材料的兼容性不佳，容易产生混合不均或相分离情形，更严重的是会影响无机材料或有机高分子的原有性质，因此，膨胀型石墨目前大多仅能少量添加至有机高分子或是被制成涂布材料，使得后续应用受到限制。
技术实现思路
为解决现有存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种含有经改性的膨胀型石墨复合材料的阻燃组成物。为了实现上述目的，本专利技术实施例一方面提供一种含有经改性的膨胀型石墨复合材料的阻燃组成物，包含一经改性的膨胀型石墨复合材料及一阻燃剂，其中，该复合材料为一经改性的膨胀型石墨与一经改性的热塑性高分子进行溶胶凝胶反应所得的一产物，该经改性的膨胀型石墨为一含双键的硅氧烷改性剂与一具有多个双键的膨胀型石墨进行自由基所催化反应而得的一产物，该硅氧烷改性剂含有至少一用于与该膨胀型石墨的双键形成键结的双键及至少一可水解的硅氧烷基，该经改性的热塑性高分子具有至少一可水解的硅氧烷基。作为优选，其中，该硅氧烷改性剂是由下式(I)所示：于该式(I)中，R1、R2及R3可为相同或不同且分别表示氢或碳数范围介于1至6之间的烷基；Y为(C＝O)－O基团，m为0或1；R4、R5及R6可为相同或不同且分别表示氢、碳数范围介于1至6之间的烷基或碳数范围介于1至6之间的三烷基硅烷基；及n为介于0至6之间的正整数。作为优选，该式(I)所示的改性剂是选自于3－(三甲氧基硅烷)丙基甲基丙烯酸酯、乙烯基三乙氧基硅烷、(3－丙烯酰氧丙基)三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷或烯丙基参(三甲基硅氧基)硅烷。作为优选，用于与该膨胀型石墨进行反应的改性剂是乙烯基三乙氧基硅烷。本专利技术实施例另一方面提供一种含有经改性的膨胀型石墨复合材料的阻燃组成物，包含一经改性的膨胀型石墨复合材料及一阻燃剂，其中，该复合材料为一经改性的膨胀型石墨与一经改性的热塑性高分子进行溶胶凝胶反应所得的一产物，该经改性的膨胀型石墨为一含双键的硅氧烷改性剂与一具有多个双键的膨胀型石墨进行自由基所催化反应而得的一产物，该硅氧烷改性剂含有至少一用于与该膨胀型石墨的双键形成键结的双键及至少一可水解的硅氧烷基，该经改性的热塑性高分子具有至少一可水解的硅氧烷基。作为优选，其中，该经改性的热塑性高分子是由该含双键的硅氧烷改性剂与热塑性高分子进行自由基所催化反应而得产物。作为优选，其中，该硅氧烷改性剂是由下式(I)所示：于该式(I)中，R1、R2及R3可为相同或不同且分别表示氢或碳数范围介于1至6之间的烷基；Y为(C＝O)－O基团，m为0或1；R4、R5及R6可为相同或不同且分别表示氢、碳数范围介于1至6之间的烷基或碳数范围介于1至6之间的三烷基硅烷基；及n为介于0至6之间的正整数。作为优选，其中，该式(I)所示的改性剂是选自于3－(三甲氧基硅烷)丙基甲基丙烯酸酯、乙烯基三乙氧基硅烷、(3－丙烯酰氧丙基)三甲氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷或烯丙基参(三甲基硅氧基)硅烷。作为优选，其中，用于与该热塑性高分子进行反应的改性剂是3－(三甲氧基硅烷)丙基甲基丙烯酸酯。作为优选，其中，该膨胀型石墨与该改性剂的重量比例是介于1：1至1：10之间。作为优选，其中，该热塑性高分子与该改性剂的莫耳比例是介于1：0、001至1：1之间。作为优选，其中，该热塑性高分子是选自于聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯酸－丁二烯－苯乙烯树脂、聚氯乙烯、尼龙、聚缩醛、聚碳酸酯、聚苯乙烯对二甲酸酯或前述的一组合。作为优选，其中，该热塑性高分子是聚甲基丙烯酸甲酯。作为优选，其中，该自由基所催化反应是在一起始剂及一溶剂的存在下进行。作为优选，其中，该起始剂是选自于过氧化物或偶氮化合物。作为优选，其中，该起始剂是过氧化物，该过氧化物是选自于过醋酸、过氧化丁酮、过氧化二苯甲酰、氢过氧化第三丁基、第三丁基过苯甲酸盐、过氧化异丙基苯或过氧化十二酰。作为优选，其中，该起始剂是偶氮化物，该偶氮化物是选自于重氮双异丁腈或苯基偶氮三苯基甲烷。作为优选，其中，该起始剂是重氮双异丁腈。作为优选，其中，该溶剂是选自于丙酮、异戊醇、异丁醇、异丙醇、乙醚、邻－二甲苯、间－二甲苯、对－二甲苯、氯苯、甲苯、甲醇、氮,氮－二甲基甲酰胺、丁酮、四氢呋喃或前述的一组合。作为优选，其中，该溶剂是四氢呋喃。作为优选，其中，该自由基所催化反应的温度是介于60℃至90℃之间。作为优选，其中，该自由基所催化反应的温度是介于75℃至85℃之间。作为优选，其中，以该经改性的膨胀型石墨/经改性的热塑性高分子的复合材料的总重为100wt％计算，该经改性的膨胀型石墨的重量比例范围是介于20wt％至50wt％之间。作为优选，其中，该溶胶凝胶反应的温度是介于室温至100℃之间。作为优选，其中，该阻燃剂是选自于含磷化合物、含硅化合物、含氮化合物、含硼化合物、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙或前述的一组合。作为优选，其中，该阻燃剂是四乙氧基硅烷。作为优选，其中，该复合材料与该阻燃剂的含量比例系介于65：35至95：5之间。具体实施方式以下对本专利技术的技术方案做进一步详细的说明。本专利技术用于改性膨胀型石墨的含双键的硅氧烷改性剂是由下式(I)所示：于该式(I)中，R1、R2及R3可为相同或不同且分别表示氢或碳数范围介于1至6之间的烷基；Y为(C＝O)－O基团，m为0或1；R4、R5及R6可为相同或不同且分别表示氢、碳数范围介于1至6之间的烷基或碳数范围介于1至6之间的三烷基硅烷基；及n为介于0至6之间的正整数。更佳地，R1、R2及R3分别表示氢或碳数范围介于1至3之间的烷基；以及R4、R5及R6分别表示氢、碳数范围介于1至3之间的烷基或碳数范围介于1至3之间的三烷基硅烷基。优选地，该式(I)所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有经改性的膨胀型石墨复合材料，包含一经改性的膨胀型石墨复合材料及一阻燃剂，其中，该复合材料为一经改性的膨胀型石墨与一经改性的热塑性高分子进行溶胶凝胶反应所得的一产物，该经改性的膨胀型石墨为一含双键的硅氧烷改性剂与一具有多个双键的膨胀型石墨进行自由基所催化反应而得的一产物，该硅氧烷改性剂含有至少一用于与该膨胀型石墨的双键形成键结的双键及至少一可水解的硅氧烷基，该经改性的热塑性高分子具有至少一可水解的硅氧烷基；其中，该自由基所催化反应是在一起始剂及一溶剂的存在下进行。

【技术特征摘要】
1.一种含有经改性的膨胀型石墨复合材料，包含一经改性的膨胀型石墨复合材料及一阻燃剂，其中，该复合材料为一经改性的膨胀型石墨与一经改性的热塑性高分子进行溶胶凝胶反应所得的一产物，该经改性的膨胀型石墨为一含双键的硅氧烷改性剂与一具有多个双键的膨胀型石墨进行自由基所催化反应而得的一产物，该硅氧烷改性剂含有至少一用于与该膨胀型石墨的双键形成键结的双键及至少一可水解的硅氧烷基，该经改性的热塑性高分子具有至少一可水解的硅氧烷基；其中，该自由基所催化反应是在一起始剂及一溶剂的存在下进行。2.依据权利要求1所述的含有经改性的膨胀型石墨复合材料，其中，该硅氧烷改性剂是由下式(I)所示：于该式(I)中，R1、R2及R3可为相同或不同且分别表示氢或碳数范围介于1至6之间的烷基；Y为(C＝O)－O基团，m为0或1；R4、R5及R6可为相同或不同且分别表示氢、碳数范围介于1至6之间的烷基或碳数范围介于1至6之间的三烷基硅烷基；及n为介于0至6之间的正整数。3.依据权利要求2所述的含有经改性的膨胀型石墨复合材料，其中，该式(I)所示的改性剂是选自于3－(三甲氧基硅烷)丙基甲基丙烯酸酯、乙烯基三乙氧基硅烷、(3－丙烯酰氧丙基)三甲氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：金闯，
申请(专利权)人：太仓斯迪克新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32