一种凹凸棒石-氧化石墨烯复合粉体及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种凹凸棒石

【技术实现步骤摘要】
一种凹凸棒石
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氧化石墨烯复合粉体及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及一种凹凸棒石
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氧化石墨烯复合粉体。

技术介绍

[0002]高分子材料在日常生活和工业化中的应用非常广泛，常见的高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。高分子材料的结构决定其性能，对结构的控制和改性，可获得不同特性的高分子材料。高分子材料独特的结构和易改性、易加工特点，使其具有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能。虽然高分子材料给社会带来了极大的方便，但同时也存在着一些缺点，极大部分高分子材料普遍存在易燃烧、着火后发烟量大、易低落等问题。近年来发生的火灾事故中，由于高分子材料的易燃性引起的占大多数。因此如何让高分子材料难燃，一旦燃烧后又尽可能少释放烟雾、有毒性气体以及快速结壳成炭是目前安全环保高分子材料的要求。
[0003]高分子复合材料的阻燃问题目前已经得到了有效的解决，并且所用阻燃剂也是越来越绿色健康，但是抑烟性、低毒性及成碳性问题仍然是严重的存在。目前高分子材料的抑烟剂、成炭剂等几乎都是单一功能，满足不了高分子复合材料快速发展的要求。因此开发一种兼具抑烟、减毒及成炭性能的高分子复合材料助剂显得尤为迫切和重要。
[0004]文献大量报道的氧化石墨烯用途非常广泛，氧化石墨烯经过复配改性后用于高分子材料助剂，吸附剂的文献较多，其添加在高分子材料中主要能改善材料的力学性能，但是只添加氧化石墨烯这种材料不仅价格高，而且性能也存在单一的问题。凹凸棒石黏土用于高分子材料中的报道也很多，通过文献报道可以看出凹凸棒石添加到高分子复合材料中具有抑烟成炭阻燃的作用，但是凹凸棒石存在易团聚，易吸潮等问题。申请人在2019年提交了“一种凹凸棒石/氧化石墨烯复合材料及其制备方法和作为高分子材料助剂的用途”的专利技术专利申请（申请公布号：CN 110643070 A），该专利通过硅烷偶联剂改性的凹凸棒石与含磷化合物改性的氧化石墨烯反应得到凹凸棒石/氧化石墨烯复合材料。与现有凹凸棒、氧化石墨烯以及已报道的凹凸棒石/氧化石墨烯复合材料相比，该专利技术的凹凸棒石/氧化石墨烯复合材料能明显的提升高分子材料的综合性能，使高分子材料具有更高的力学性能和阻燃性能，燃烧时具有更低的烟密度和毒性，是一种优异的高分子材料多功能助剂。

技术实现思路

[0005]本专利技术对现有凹凸棒/氧化石墨烯复合粉体进行改进，目的在于进一步提升其作为高分子材料多功能助剂的性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种凹凸棒石
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氧化石墨烯复合粉体，所述复合粉体主要由凹凸棒石和氧化石墨烯组成，其特点在于：所述复合粉体含氨基聚乙二醇异氰酸酯，所述氨基聚乙二醇异氰酸酯的质量为凹凸棒石质量的5%~15%。
[0007]优选地，氧化石墨烯的质量为凹凸棒石质量的1%~25%，更优选地，氧化石墨烯的质
量为凹凸棒石质量的1%~5%。
[0008]优选地，所述氨基聚乙二醇异氰酸酯的数均分子量为500~2000。
[0009]上述的凹凸棒石
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氧化石墨烯复合粉体的制备方法，包括：将凹凸棒石依次与氨基聚乙二醇异氰酸酯和氧化石墨烯混合研磨，得到所述复合粉体。
[0010]优选地，凹凸棒石先用碱活化，再依次与氨基聚乙二醇异氰酸酯和氧化石墨烯混合研磨。
[0011]所述碱可选自氢氧化钠。
[0012]碱活化的步骤包括：凹凸棒石和碱在水中混合加热回流。
[0013]所述碱的用量为凹凸棒石的5~20%。
[0014]所述回流的温度为70~90℃，时间为1~3小时。
[0015]回流完毕后，经过固液分离、洗涤、干燥等后处理，得到活化的凹凸棒石。
[0016]优选地，凹凸棒石与氨基聚乙二醇异氰酸酯在4℃以下及惰性气氛下混合研磨。
[0017]上述的凹凸棒石
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氧化石墨烯复合粉体作为添加剂在制备高分子复合材料中的应用。
[0018]有益效果与现有凹凸棒/氧化石墨烯复合粉体相比，本专利技术改进后的ATT
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GO复合粉体能很好地提升无卤低烟阻燃料的力学性能和阻燃性能，燃烧时具有更低的烟密度和毒性，综合性能更优。
[0019]本专利技术ATT
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GO复合粉体的制备过程简单，易操作，生产成本低。
[0020]本专利技术的ATT
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GO复合粉体可作为高分子复合材料的多功能助剂，特别适合用于生产无卤低烟阻燃电缆料。
附图说明
[0021]图1为本专利技术凹凸棒石
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氧化石墨烯复合粉体的扫描电镜（下图）和透射电镜照片（上图）。
具体实施方式
[0022]以下结合实施例及附图详细说明本专利技术的技术方案。
[0023]本专利技术所述的凹凸棒石
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氧化石墨烯复合粉体主要由凹凸棒石和氧化石墨烯组成，改进之处在于：所述复合粉体含氨基聚乙二醇异氰酸酯，所述氨基聚乙二醇异氰酸酯的质量为凹凸棒石质量的5%~15%。
[0024]在一些具体实施例中，所述氨基聚乙二醇异氰酸酯的质量为凹凸棒石质量的5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%或15%。
[0025]作为优选地技术方案之一，氧化石墨烯的质量为凹凸棒石质量的1%~25%，更优选地，氧化石墨烯的质量为凹凸棒石质量的1%~5%。
[0026]在一些具体实施例中，氧化石墨烯的质量为凹凸棒石质量的1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%或25%。
[0027]作为优选地技术方案之一，所述氨基聚乙二醇异氰酸酯的数均分子量为500~
2000。
[0028]本专利技术所述的凹凸棒石
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氧化石墨烯复合粉体可通过将凹凸棒石依次与氨基聚乙二醇异氰酸酯和氧化石墨烯混合研磨得到。
[0029]为提高研磨效率，可采用球磨机进行研磨。
[0030]凹凸棒石经碱活化处理后，可提高凹凸棒石与氨基聚乙二醇异氰酸酯的混合效果。
[0031]实施例1凹凸棒石
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氧化石墨烯复合粉体的制备过程如下：1. 将凹凸棒石（该凹凸棒石由江苏金汉新材料有限公司提供，型号JH
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001）配置成质量浓度为10%的混悬液。
[0032]2. 加入凹凸棒石质量10%的氢氧化钠粉末，80℃下回流2小时后过滤，洗涤至中性，120℃下干燥至恒重，研磨过200目筛网。
[0033]3. 将经第2步处理的凹凸棒石粉末与氨基聚乙二醇异氰酸酯（市售，分子量为1000，NH2‑
(CH2CH2O)
n
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CH2CH2‑
NCO）混合，装入球磨机中（温度保持在4℃以下，氮气保护，以防止氨基聚乙二醇异氰酸酯分解），高速球磨30分钟，氨基聚乙二醇异氰酸酯的用量为凹凸棒石质量的5%。
[0034]4. 将氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种凹凸棒石
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氧化石墨烯复合粉体，所述复合粉体主要由凹凸棒石和氧化石墨烯组成，其特征在于：所述复合粉体含氨基聚乙二醇异氰酸酯，所述氨基聚乙二醇异氰酸酯的质量为凹凸棒石质量的5%~15%。2.根据权利要求1所述的凹凸棒石
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氧化石墨烯复合粉体，其特征在于：氧化石墨烯的质量为凹凸棒石质量的1%~25%，优选地，氧化石墨烯的质量为凹凸棒石质量的1%~5%。3.根据权利要求1所述的凹凸棒石
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氧化石墨烯复合粉体，其特征在于：所述氨基聚乙二醇异氰酸酯的数均分子量为500~2000。4.权利要求1
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3任一所述的凹凸棒石
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氧化石墨烯复合粉体的制备方法，包括：将凹凸棒石依次与氨基聚乙二醇异氰酸酯和氧化石墨烯混...

【专利技术属性】
技术研发人员：张哲，师恩槐，王爱勤，康玉茹，肖宇轩，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：