一種新型石墨烯阻燃PBT及其製備方法與流程

2023-05-28 09:13:11 1

本發明屬於石墨烯材料的製備領域，尤其涉及一種新型石墨烯阻燃PBT及其製備方法。

背景技術：

石墨烯(Graphene)是由碳原子構成的只有一層原子厚度的二維晶體。2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，成功從十溴二苯乙烷中分離出石墨烯，證實它可以單獨存在，兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。

石墨烯的出現在科學界激起了巨大的波瀾。人們發現，石墨烯具有非同尋常的導電性能，超出鋼鐵數十倍的強度和極好的透光性，它的出現有望在現代電子科技領域引發一輪革命。在石墨烯中，電子能夠極為高效地遷移，而傳統的半導體和導體，例如矽和銅遠沒有石墨烯表現得好。由於電子和原子的碰撞，傳統的半導體和導體用熱的形式釋放了一些能量，2013年一般的電腦晶片以這種方式浪費了72％-81％的電能，石墨烯則不同，它的電子能量不會被損耗，這使它具有了非比尋常的優良特性。

由於高導電性、高強度、超輕薄等特性，石墨烯在航天軍工領域的應用優勢也是極為突出的。前不久美國NASA開發出應用於航天領域的石墨烯傳感器，就能很好的對地球高空大氣層的微量元素、太空飛行器上的結構性缺陷等進行檢測。而石墨烯在超輕型飛機材料等潛在應用上也將發揮更重要的作用，隨著社會城市化、科技化、人性化的發展，設計一種阻燃效果好、伸長率高、氧指數高且強度高的石墨烯阻燃PBT及其製備方法，以滿足市場需求，是非常必要的。

技術實現要素：

解決的技術問題：

本發明針對現有石墨烯阻燃PBT強度低、伸長率低和阻燃效果差等技術問題，提供一種新型石墨烯阻燃PBT及其製備方法。

技術方案：

一種新型石墨烯阻燃PBT，所述石墨烯阻燃PBT的原料按重量份數配比如下：石墨烯100份，PBT80-100份，十溴聯苯醚12-14份，四溴雙酚A14-18份，溴代聚碳酸脂16-20份，溴代環氧樹脂18-20份，溴代磷酸酯12-16份，十溴二苯乙烷8-12份，三氧化二銻6-10份，對苯二甲酸丙二醇酯5-15份。

作為本發明的一種優選技術方案：所述石墨烯阻燃PBT的原料按重量份數配比如下：石墨烯100份，PBT80份，十溴聯苯醚12份，四溴雙酚A14份，溴代聚碳酸脂16份，溴代環氧樹脂18份，溴代磷酸酯12份，十溴二苯乙烷8份，三氧化二銻6份，對苯二甲酸丙二醇酯5份。

作為本發明的一種優選技術方案：所述石墨烯阻燃PBT的原料按重量份數配比如下：石墨烯100份，PBT100份，十溴聯苯醚14份，四溴雙酚A18份，溴代聚碳酸脂20份，溴代環氧樹脂20份，溴代磷酸酯16份，十溴二苯乙烷12份，三氧化二銻10份，對苯二甲酸丙二醇酯15份。

作為本發明的一種優選技術方案：所述石墨烯阻燃PBT的原料按重量份數配比如下：石墨烯100份，PBT90份，十溴聯苯醚13份，四溴雙酚A16份，溴代聚碳酸脂18份，溴代環氧樹脂19份，溴代磷酸酯14份，十溴二苯乙烷10份，三氧化二銻8份，對苯二甲酸丙二醇酯10份。

一種所述石墨烯阻燃PBT的製備方法，包括如下步驟：

第一步：按重量份數配比稱取石墨烯、PBT、十溴聯苯醚、四溴雙酚A、溴代聚碳酸脂、溴代環氧樹脂、溴代磷酸酯、十溴二苯乙烷、三氧化二銻和對苯二甲酸丙二醇酯；

第二步：將原料在30℃下攪拌80min，然後在110℃下捏合35分鐘，使其混合均勻；

第三步：在雙螺杆擠出機中熔融塑化造粒，擠出溫度170℃、180℃、190℃、200℃、205℃、215℃、210℃、205℃、195℃下，螺杆轉速70r/min，製得石墨烯阻燃PBT。

有益效果：

本發明所述一種新型石墨烯阻燃PBT及其製備方法採用以上技術方案和現有技術相比，具有以下技術效果：1、阻燃性能良好，維卡軟化點100-120℃，離火自熄；2、燃燒無煙，彎曲強度45-55MPa；3、耐寒-30℃不裂，斷裂伸長率350-450％，拉伸強度25-35MPa；4、氧指數36-40％，無滴落，力學性能好，可以廣泛生產並不斷代替現有材料。

具體實施方式

實施例1:

按重量份數配比稱取石墨烯100份，PBT80份，十溴聯苯醚12份，四溴雙酚A14份，溴代聚碳酸脂16份，溴代環氧樹脂18份，溴代磷酸酯12份，十溴二苯乙烷8份，三氧化二銻6份，對苯二甲酸丙二醇酯5份。

將原料在30℃下攪拌80min，然後在110℃下捏合35分鐘，使其混合均勻。

在雙螺杆擠出機中熔融塑化造粒，擠出溫度170℃、180℃、190℃、200℃、205℃、215℃、210℃、205℃、195℃下，螺杆轉速70r/min，製得石墨烯阻燃PBT。

實施例2：

按重量份數配比稱取石墨烯100份，PBT100份，十溴聯苯醚14份，四溴雙酚A18份，溴代聚碳酸脂20份，溴代環氧樹脂20份，溴代磷酸酯16份，十溴二苯乙烷12份，三氧化二銻10份，對苯二甲酸丙二醇酯15份。

將原料在30℃下攪拌80min，然後在110℃下捏合35分鐘，使其混合均勻。

在雙螺杆擠出機中熔融塑化造粒，擠出溫度170℃、180℃、190℃、200℃、205℃、215℃、210℃、205℃、195℃下，螺杆轉速70r/min，製得石墨烯阻燃PBT。

實施例3：

按重量份數配比稱取石墨烯100份，PBT90份，十溴聯苯醚13份，四溴雙酚A16份，溴代聚碳酸脂18份，溴代環氧樹脂19份，溴代磷酸酯14份，十溴二苯乙烷10份，三氧化二銻8份，對苯二甲酸丙二醇酯10份。

將原料在30℃下攪拌80min，然後在110℃下捏合35分鐘，使其混合均勻。

在雙螺杆擠出機中熔融塑化造粒，擠出溫度170℃、180℃、190℃、200℃、205℃、215℃、210℃、205℃、195℃下，螺杆轉速70r/min，製得石墨烯阻燃PBT。

阻燃性能良好，維卡軟化點120℃，離火自熄；燃燒無煙，彎曲強度55MPa；耐寒-30℃不裂，斷裂伸長率450％，拉伸強度35MPa；氧指數40％，無滴落，力學性能好，可以廣泛生產並不斷代替現有材料。

以上實施例中的所有組分均可以商業購買。

上述實施例只是用於對本發明的內容進行闡述，而不是限制，因此在和本發明的權利要求書相當的含義和範圍內的任何改變，都應該認為是包括在權利要求書的範圍內。