一種（zhǒng）耐高溫可膨（péng）脹（zhàng）石墨製（zhì）備方法與流程

一種耐高溫可膨脹石墨製備方法與（yǔ）流程

本發明涉及到一種耐（nài）高溫（wēn）的可膨脹石墨（mò），使其具有更高（gāo）好的耐熱性與炭層強度，可用於聚苯乙烯、聚丙烯、尼龍等塑料的阻燃。



背景技術：

可膨脹石墨是由天然鱗片石（shí）墨通（tōng）過氧化插層反應在石墨的片層間插入化合物而形成（chéng）的具有層間插層物的石墨（mò）。將（jiāng）可膨脹石墨（mò）置在高溫下，石（shí）墨層間的插層物在高溫（wēn）下迅速氣化，形成的氣體將（jiāng）對石墨片層產生巨大的撐張力，從而（ér）使可膨脹石墨迅速膨脹，膨脹倍數可以達到數十倍到數百倍甚（shèn）至上千（qiān）倍。膨脹後的表觀容積達250mL·g-1一300mL·g-1或更大。膨脹（zhàng）後的（de）石墨為蠕蟲狀，大小在零點幾毫米到幾毫米之間，內部具有大量獨特（tè）的網絡狀微（wēi）孔結構，被稱為膨脹（zhàng）石墨或石墨蠕蟲。由於其獨特的結（jié）構膨脹石墨（mò）也具有了（le）各（gè）種（zhǒng）獨特的性能。

然而可膨脹石墨初（chū）始膨脹（zhàng）溫度一般在205℃，迅速膨脹溫度僅（jǐn）為230℃左右，這大大限製了（le）可膨脹石墨的應用。另外（wài），可膨脹石墨膨脹之後為蠕蟲狀且力學強度較差，與聚合物基體的相（xiàng）容性差，這也大大影響了可膨（péng）脹石墨（mò）的應用範圍。

本發明采用有機矽類物質包覆（fù）處理可膨脹（zhàng）石墨（mò），以提高了其初始膨脹溫度，且能夠明顯改善聚合物基體的共混物在燃燒之後的炭層質量。改性後的可膨脹（zhàng）石墨與（yǔ）協效阻燃劑複配後，還能進一步提高聚合物燃燒後的炭層強度。拓展了可膨脹石墨的應用領域。



技術實現要素：

本發（fā）明致力（lì）於尋找一種新型的可膨脹石墨的處理方法，提高可（kě）膨脹石墨的起始膨（péng）脹溫度，並且增強聚（jù）合物/可膨脹石墨的炭層強度。

本發明的目（mù）的可以通過以下技術方案來實現：

該可膨脹石墨的組分及含量：

可（kě）膨（péng）脹石墨(100份)，有機矽類物質(5-20份)，分散相(50-100份)，水(200-300份)。

根據本發明所述的可膨脹石墨是（shì）天然鱗片（piàn）石墨通（tōng）過強酸強（qiáng）氧化劑處理過後的80-160目的可膨脹石墨。

根據本發明所述的有機矽類物質為KH-550、KH-560、KH-69、聚甲基（jī）矽氧烷、液體矽橡膠、正矽酸乙（yǐ）酯或其複配物。

根（gēn）據本發（fā）明所述的（de）分（fèn）散相為甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮（tóng）、四氫（qīng）呋喃、二甲基乙酰胺或其複配物。

該發明包（bāo）括以下步驟：

1)按照以下組分配比備料：可膨（péng）脹石墨(100份（fèn）)，有機矽類（lèi）物質(5-20份)，分散相(50-100份)，水(200-300份)。

2)將（jiāng）可膨（péng）脹（zhàng）石墨、分散相、水按照一定的比（bǐ）例在低俗混合器中混合均勻，40-80℃調節pH值攪拌15-30min左右（yòu），滴加有（yǒu）機矽類物質之（zhī）後攪拌4h以上，洗滌抽濾幹燥。

本（běn）發明的優點：該發明使用（yòng）一種的簡單的方法處理可（kě）膨脹石墨（mò），該石墨的起始膨脹溫度提高，且能夠有效的改善和聚合物的炭層強度，同時改善了可膨脹石墨在聚（jù）合物基體的加工（gōng）性能。

具體（tǐ）實施（shī）方式

實例一：

各組（zǔ）分（fèn）含量：

可（kě）膨脹石墨(100份（fèn）)，KH-550(20份)，無水（shuǐ）乙醇(50份)，水(200份)。

將可膨脹石墨、無水乙醇、水按照上述的比（bǐ）例在低俗混合器中混（hún）合均勻（yún），40-80℃調（diào）節pH值攪拌15min左右，滴加KH-550之（zhī）後攪拌4h，洗（xǐ）滌抽濾幹燥。170℃時，將上述得到（dào）的可膨脹石墨、協效阻燃劑（jì）、聚合物基體按照一定比例於用密（mì）煉機中混合均勻，得到阻（zǔ）燃複合材（cái）料。

實例二：

各組分含量（liàng）：

可膨脹石墨(100份)，正矽酸（suān）乙（yǐ）酯（zhǐ）(20份)，無水（shuǐ）乙醇(100份)，水(150份)。

將可膨脹石墨、無水乙醇、水按（àn）照上述的比例在（zài）低俗混合（hé）器中混合均勻，45℃調節pH＝8-9攪拌15min左（zuǒ）右，滴加正矽酸乙（yǐ）酯之後（hòu）攪拌4h，洗滌抽濾（lǜ）幹燥。170℃時，將上述得到（dào）的可膨脹（zhàng）石墨、協效（xiào）阻燃劑、聚合物基體按照一定比例於用密煉機中（zhōng）混（hún）合均勻，得到阻燃複合材料。

實例三：

各組分含量：

可膨脹石（shí）墨（mò）(100份)，KH-69(20份)，異丙醇(100份)，水(300份)。

將可膨脹石墨、異丙醇、水按照上（shàng）述的比例在低俗混合器中混（hún）合（hé）均勻，45℃調（diào）節pH＝8-9攪拌15min左右，滴（dī）加KH-69之後攪（jiǎo）拌4h，洗滌抽濾幹燥。170℃時，將上述得到的可膨脹石墨（mò）、協效（xiào）阻燃劑、聚（jù）合物基體按照一定比（bǐ）例於用（yòng）密煉（liàn）機中混（hún）合（hé）均勻，得到阻燃複合材料。

實例四：

各組（zǔ）分含量：

可膨脹（zhàng）石墨(100份)，KH-560(25份)，異丙醇(50份)，水(250份)。

將可膨脹石（shí）墨（mò）、異丙醇、水按照上（shàng）述的比例在低（dī）俗混合器中混（hún）合均勻，45℃調（diào）節pH＝8-9攪拌15min左右，滴加KH-69之後攪拌4h，洗滌抽濾幹（gàn）燥。170℃時，將上述得到的可膨脹石墨、協效阻燃劑、聚合物基體按照一定比例於用密煉機中混合均勻，得到阻燃複合材料。

技術特征：
1.一種耐高溫可膨脹石墨的（de）製備（bèi）方法，其特征在於：該可膨脹石墨的組分及含量：可膨脹石墨(100份)，有機矽類物質(5-20份)，分散相(50-100份)，水（shuǐ）(200-300份)。

2.根據（jù）權（quán）利要求（qiú）書1所述的可膨（péng）脹石墨，其特征在於是（shì）天然鱗片石墨（mò）通過強酸強氧（yǎng）化劑處理過後的80目的（de）可膨脹石墨。

3.根據（jù）權利要求書1所述的有機矽類物質，其特征在於，所述的有機矽類（lèi）物質為KH-550、KH-560、KH-69、聚甲基矽氧烷、液體矽橡膠、正矽（guī）酸乙酯或其（qí）複（fù）配物（wù）。

4.根據權利要求書1所述的分散（sàn）相，其特征在於，所述的分散相為甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、四氫呋喃、二甲（jiǎ）基乙酰胺或其複配物。

5.根（gēn）據權利要求書1所述的一種耐高（gāo）溫可膨脹石墨的製備方法，其特征在於，該方法包括以下步驟：

1)按照以下組分配比備（bèi）料：可（kě）膨脹石墨(100份（fèn）)，有機矽（guī）類（lèi）物質(5-20份)，分散相(50-100份)，水(200-300份)。

2)將可（kě）膨（péng）脹石墨、分散相、水按照一定的比例在低俗混合（hé）器（qì）中混（hún）合均勻，45℃調節pH值攪拌15min左右，滴（dī）加有機矽類物質之後攪拌4h，洗滌抽濾（lǜ）幹（gàn）燥。

技術總結
本發明涉及一種耐高溫可膨脹石墨的製備方法以及在複合材料方（fāng）麵的應用，屬於高分子材料加工（gōng）成型的範疇。其特（tè）征在於將可膨脹石墨（mò）(100份（fèn）)，分散（sàn）相(50‑100份（fèn）)，水(200‑300份)低（dī）速混合均勻，調節適當pH值之後，滴加有機矽（guī）類物質攪拌4h洗滌幹燥，之後在170℃下與協效阻燃劑、聚合物基體密煉（liàn）混（hún）合製（zhì）備可膨脹石墨阻燃複合材料。本發（fā）明工藝流程操作簡單、原料成本低廉，不僅（jǐn）提高了可膨脹石墨的初始溫度，且能夠明顯（xiǎn）的能夠改善可膨脹（zhàng）石墨（mò）在聚合物基體燃燒之後的炭層。並且改性後的（de）可膨脹石墨與協效阻燃劑複（fù）配之（zhī）後，聚合物燃燒之後的炭層強度會（huì）進一（yī）步提高。