一种新型石墨烯无卤阻燃pvc及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型石墨烯无卤阻燃PVC及其制备方法，原料为石墨烯、PVC、二碱式亚磷酸铅、三碱式硫酸铅、硬脂酸钡、磷酸二苯异丙苯酯、磷酸二苯叔丁苯酯、三亚磷酸酯、纳米二氧化硅和聚四氟乙烯；阻燃性能良好，维卡软化点110?120℃，离火自熄；燃烧无烟，弯曲强度45?65MPa；耐寒?30℃不裂，断裂伸长率300?350％，拉伸强度20?40MPa；氧指数44?46％，无滴落，力学性能好，熔体流动指数7.5?9g/10min。
【专利说明】
一种新型石墨烯无卤阻燃PVC及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于石墨稀材料的制备领域，尤其涉及一种新型石墨稀无卤阻燃PVC及其制备方法。
【背景技术】
[0002]石墨稀(Graphene)是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈.盖姆和康斯坦丁.诺沃肖洛夫，成功从三亚磷酸酯中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
[0003]中国在石墨烯研究上也具有独特的优势，从生产角度看，作为石墨烯生产原料的三亚磷酸酯，在我国储能丰富，价格低廉。另外，批量化生产和大尺寸生产是阻碍石墨烯大规模商用的最主要因素。而我国最新的研究成果已成功突破这两大难题，制造成本已从5000元/克降至3元/克，解决了这种材料的量产难题。利用化学气相沉积法成功制造出了国内首片15英寸的单层石墨烯，并成功地将石墨烯透明电极应用于电阻触摸屏上，制备出了 7英寸石墨稀触摸屏。
[0004]石墨烯具有完美的二维晶体结构，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度为一个原子层。碳原子之间由σ键连接，结合方式为sp2杂化，这些σ键赋予了石墨烯极其优异的力学性质和结构刚性。石墨烯的硬度比最好的钢铁强100倍，甚至还要超过钻石。在石墨烯中，每个碳原子都有一个未成键的P电子，这些P电子可以在晶体中自由移动，且运动速度高达光速的1/300，赋予了石墨烯良好的导电性。石墨烯是新一代的透明导电材料，在可见光区，四层石墨烯的透过率与传统的ITO薄膜相当，在其它波段，四层石墨烯的透过率远远高于ITO薄膜。
[0005]石墨烯的出现在科学界激起了巨大的波澜。人们发现，石墨烯具有非同寻常的导电性能，超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性，它的出现有望在现代电子科技领域引发一轮革命。在石墨烯中，电子能够极为高效地迀移，而传统的半导体和导体，例如硅和铜远没有石墨烯表现得好。由于电子和原子的碰撞，传统的半导体和导体用热的形式释放了一些能量，2013年一般的电脑芯片以这种方式浪费了72%_81%的电能，石墨烯则不同，它的电子能量不会被损耗，这使它具有了非比寻常的优良特性。
[0006]由于高导电性、高强度、超轻薄等特性，石墨烯在航天军工领域的应用优势也是极为突出的。前不久美国NASA开发出应用于航天领域的石墨烯传感器，就能很好的对地球高空大气层的微量元素、航天器上的结构性缺陷等进行检测。而石墨烯在超轻型飞机材料等潜在应用上也将发挥更重要的作用，随着社会城市化、科技化、人性化的发展，设计一种阻燃效果好、伸长率高、氧指数高且强度高的石墨烯无卤阻燃PVC及其制备方法，以满足市场需求，是非常必要的。
【发明内容】
[0007]解决的技术问题:
[0008]本发明针对现有石墨烯无卤阻燃PVC强度低、伸长率低和阻燃效果差等技术问题，提供一种新型石墨烯无卤阻燃PVC及其制备方法。
[0009]技术方案:
[0010]—种新型石墨烯无卤阻燃PVC，所述石墨烯无卤阻燃PVC的原料按重量份数配比如下:石墨烯100份，PVC80-100份，二碱式亚磷酸铅4-6份，三碱式硫酸铅1-3份，硬脂酸钡0.5-2.5份，磷酸二苯异丙苯酯30-50份，磷酸二苯叔丁苯酯25-45份，三亚磷酸酯0.25-0.35份，纳米二氧化娃0.6-1份，聚四氟乙稀0.1-0.5份。
[0011]作为本发明的一种优选技术方案:所述石墨烯无卤阻燃PVC的原料按重量份数配比如下:石墨烯100份，PVC80份，二碱式亚磷酸铅4份，三碱式硫酸铅I份，硬脂酸钡0.5份，磷酸二苯异丙苯酯30份，磷酸二苯叔丁苯酯25份，三亚磷酸酯0.25份，纳米二氧化娃0.6份，聚四氟乙烯0.1份。
[0012]作为本发明的一种优选技术方案:所述石墨烯无卤阻燃PVC的原料按重量份数配比如下:石墨烯100份，PVC100份，二碱式亚磷酸铅6份，三碱式硫酸铅3份，硬脂酸钡2.5份，磷酸二苯异丙苯酯50份，磷酸二苯叔丁苯酯45份，三亚磷酸酯0.35份，纳米二氧化娃I份，聚四氟乙烯0.5份。
[0013]作为本发明的一种优选技术方案:所述石墨烯无卤阻燃PVC的原料按重量份数配比如下:石墨烯100份，PVC90份，二碱式亚磷酸铅5份，三碱式硫酸铅2份，硬脂酸钡1.5份，磷酸二苯异丙苯酯40份，磷酸二苯叔丁苯酯35份，三亚磷酸酯0.3份，纳米二氧化娃0.8份，聚四氟乙烯0.3份。
[0014]一种所述石墨烯无卤阻燃PVC的制备方法，包括如下步骤:
[0015]第一步:按重量份数配比称取石墨烯、PVC、二碱式亚磷酸铅、三碱式硫酸铅、硬脂酸钡、磷酸二苯异丙苯酯、磷酸二苯叔丁苯酯、三亚磷酸酯、纳米二氧化硅和聚四氟乙烯；
[0016]第二步:将原料在300C下搅拌60min，然后在100 °C下捏合30分钟，使其混合均匀；
[0017]第三步:在双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，挤出温度170 °C、180 °C、190 °C、200 °C、205°C、215°C、210°C、205°C、195°C下，螺杆转速65r/min，制得石墨烯无卤阻燃PVC。
[0018]有益效果:
[0019]本发明所述一种新型石墨烯无卤阻燃PVC及其制备方法采用以上技术方案和现有技术相比，具有以下技术效果:1、阻燃性能良好，维卡软化点110-120°C，离火自熄;2、燃烧无烟，弯曲强度45-65MPa ； 3、耐寒-30°C不裂，断裂伸长率300-350 %，拉伸强度20_40MPa ； 4、氧指数44-46%，无滴落，力学性能好，恪体流动指数7.5-9g/1min，可以广泛生产并不断代替现有材料。
【具体实施方式】
[0020]实施例1:
[0021]按重量份数配比称取石墨烯100份，PVC80份，二碱式亚磷酸铅4份，三碱式硫酸铅I份，硬脂酸钡0.5份，磷酸二苯异丙苯酯30份，磷酸二苯叔丁苯酯25份，三亚磷酸酯0.25份，纳米二氧化硅0.6份，聚四氟乙烯0.1份。
[0022]将原料在30 0C下搅拌60min，然后在100 °C下捏合30分钟，使其混合均匀。
[0023]在双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，挤出温度170 °C、180 °C、190 °C、200 °C、205 °C、215 °C、210 °C、205 °C、195 °C下，螺杆转速65r/min，制得石墨烯无卤阻燃PVC。
[0024]实施例2:
[0025]按重量份数配比称取石墨烯100份，PVC100份，二碱式亚磷酸铅6份，三碱式硫酸铅3份，硬脂酸钡2.5份，磷酸二苯异丙苯酯50份，磷酸二苯叔丁苯酯45份，三亚磷酸酯0.35份，纳米二氧化硅I份，聚四氟乙烯0.5份。
[0026]将原料在30 0C下搅拌60min，然后在100 °C下捏合30分钟，使其混合均匀。
[0027]在双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，挤出温度170 °C、180 °C、190 °C、200 °C、205 °C、215 °C、210 °C、205 °C、195 °C下，螺杆转速65r/min，制得石墨烯无卤阻燃PVC。
[0028]实施例3:
[0029]按重量份数配比称取石墨烯100份，PVC90份，二碱式亚磷酸铅5份，三碱式硫酸铅2份，硬脂酸钡1.5份，磷酸二苯异丙苯酯40份，磷酸二苯叔丁苯酯35份，三亚磷酸酯0.3份，纳米二氧化硅0.8份，聚四氟乙烯0.3份。
[0030]将原料在30 0C下搅拌60min，然后在100 °C下捏合30分钟，使其混合均匀。
[0031]在双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，挤出温度170 °C、180 °C、190 °C、200 °C、205 °C、215 °C、210 °C、205 °C、195 °C下，螺杆转速65r/min，制得石墨烯无卤阻燃PVC。
[0032]阻燃性能良好，维卡软化点120°C，离火自熄;燃烧无烟，弯曲强度65MPa;耐寒-30°C不裂，断裂伸长率350%，拉伸强度40MPa;氧指数46%，无滴落，力学性能好，熔体流动指数9g/10min。
[0033]以上实施例中的所有组分均可以商业购买。
[0034]上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在和本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。
【主权项】
1.一种新型石墨烯无卤阻燃PVC，其特征在于，所述石墨烯无卤阻燃PVC的原料按重量份数配比如下:石墨烯100份，PVC80-100份，二碱式亚磷酸铅4-6份，三碱式硫酸铅1_3份，硬脂酸钡0.5-2.5份，磷酸二苯异丙苯酯30-50份，磷酸二苯叔丁苯酯25-45份，三亚磷酸酯0.25-0.35份，纳米二氧化硅0.6-1份，聚四氟乙烯0.1-0.5份。2.根据权利要求1所述的一种新型石墨烯无卤阻燃PVC，其特征在于:所述石墨烯无卤阻燃PVC的原料按重量份数配比如下:石墨烯100份，PVC80份，二碱式亚磷酸铅4份，三碱式硫酸铅I份，硬脂酸钡0.5份，磷酸二苯异丙苯酯30份，磷酸二苯叔丁苯酯25份，三亚磷酸酯0.25份，纳米二氧化硅0.6份，聚四氟乙烯0.1份。3.根据权利要求1所述的一种新型石墨烯无卤阻燃PVC，其特征在于:所述石墨烯无卤阻燃PVC的原料按重量份数配比如下:石墨烯100份，PVC100份，二碱式亚磷酸铅6份，三碱式硫酸铅3份，硬脂酸钡2.5份，磷酸二苯异丙苯酯50份，磷酸二苯叔丁苯酯45份，三亚磷酸酯0.35份，纳米二氧化娃I份，聚四氟乙稀0.5份。4.根据权利要求1所述的一种新型石墨稀无卤阻燃PVC，其特征在于:所述石墨稀无卤阻燃PVC的原料按重量份数配比如下:石墨烯100份，PVC90份，二碱式亚磷酸铅5份，三碱式硫酸铅2份，硬脂酸钡1.5份，磷酸二苯异丙苯酯40份，磷酸二苯叔丁苯酯35份，三亚磷酸酯0.3份，纳米二氧化娃0.8份，聚四氟乙稀0.3份。5.—种权利要求1所述新型石墨烯无卤阻燃PVC的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一步:按重量份数配比称取石墨烯、PVC、二碱式亚磷酸铅、三碱式硫酸铅、硬脂酸钡、磷酸二苯异丙苯酯、磷酸二苯叔丁苯酯、三亚磷酸酯、纳米二氧化硅和聚四氟乙烯； 第二步:将原料在30 0C下搅拌60min，然后在100 V下捏合30分钟，使其混合均匀； 第三步:在双螺杆挤出机中熔融塑化造粒，挤出温度170 °C、180 °C、190 °C、200 °C、205°C、215 °C、210 °C、205 °C、195 °C下，螺杆转速65r/min，制得石墨烯无卤阻燃PVC。
【文档编号】C08L27/06GK106009422SQ201610653419
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月9日
【发明人】叶伟然
【申请人】叶伟然