一种耐高温可膨胀石墨制备方法与流程
一种耐高温可膨胀石墨制备方法与流程
本发明涉及到一种耐高温的可膨胀石墨，使其具有更高好的耐热性与炭层强度，可用于聚苯乙烯、聚丙烯、尼龙等塑料的阻燃。
背景技术：
可膨胀石墨是由天然鳞片石墨通过氧化插层反应在石墨的片层间插入化合物而形成的具有层间插层物的石墨。将可膨胀石墨置在高温下，石墨层间的插层物在高温下迅速气化，形成的气体将对石墨片层产生巨大的撑张力，从而使可膨胀石墨迅速膨胀，膨胀倍数可以达到数十倍到数百倍甚至上千倍。膨胀后的表观容积达250mL·g-1一300mL·g-1或更大。膨胀后的石墨为蠕虫状，大小在零点几毫米到几毫米之间，内部具有大量独特的网络状微孔结构，被称为膨胀石墨或石墨蠕虫。由于其独特的结构膨胀石墨也具有了各种独特的性能。
然而可膨胀石墨初始膨胀温度一般在205℃，迅速膨胀温度仅为230℃左右，这大大限制了可膨胀石墨的应用。另外，可膨胀石墨膨胀之后为蠕虫状且力学强度较差，与聚合物基体的相容性差，这也大大影响了可膨胀石墨的应用范围。
本发明采用有机硅类物质包覆处理可膨胀石墨，以提高了其初始膨胀温度，且能够明显改善聚合物基体的共混物在燃烧之后的炭层质量。改性后的可膨胀石墨与协效阻燃剂复配后，还能进一步提高聚合物燃烧后的炭层强度。拓展了可膨胀石墨的应用领域。
技术实现要素：
本发明致力于寻找一种新型的可膨胀石墨的处理方法，提高可膨胀石墨的起始膨胀温度，并且增强聚合物/可膨胀石墨的炭层强度。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
该可膨胀石墨的组分及含量：
可膨胀石墨(100份)，有机硅类物质(5-20份)，分散相(50-100份)，水(200-300份)。
根据本发明所述的可膨胀石墨是天然鳞片石墨通过强酸强氧化剂处理过后的80-160目的可膨胀石墨。
根据本发明所述的有机硅类物质为KH-550、KH-560、KH-69、聚甲基硅氧烷、液体硅橡胶、正硅酸乙酯或其复配物。
根据本发明所述的分散相为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃、二甲基乙酰胺或其复配物。
该发明包括以下步骤：
1)按照以下组分配比备料：可膨胀石墨(100份)，有机硅类物质(5-20份)，分散相(50-100份)，水(200-300份)。
2)将可膨胀石墨、分散相、水按照一定的比例在低俗混合器中混合均匀，40-80℃调节pH值搅拌15-30min左右，滴加有机硅类物质之后搅拌4h以上，洗涤抽滤干燥。
本发明的优点：该发明使用一种的简单的方法处理可膨胀石墨，该石墨的起始膨胀温度提高，且能够有效的改善和聚合物的炭层强度，同时改善了可膨胀石墨在聚合物基体的加工性能。
具体实施方式
实例一：
各组分含量：
可膨胀石墨(100份)，KH-550(20份)，无水乙醇(50份)，水(200份)。
将可膨胀石墨、无水乙醇、水按照上述的比例在低俗混合器中混合均匀，40-80℃调节pH值搅拌15min左右，滴加KH-550之后搅拌4h，洗涤抽滤干燥。170℃时，将上述得到的可膨胀石墨、协效阻燃剂、聚合物基体按照一定比例于用密炼机中混合均匀，得到阻燃复合材料。
实例二：
各组分含量：
可膨胀石墨(100份)，正硅酸乙酯(20份)，无水乙醇(100份)，水(150份)。
将可膨胀石墨、无水乙醇、水按照上述的比例在低俗混合器中混合均匀，45℃调节pH＝8-9搅拌15min左右，滴加正硅酸乙酯之后搅拌4h，洗涤抽滤干燥。170℃时，将上述得到的可膨胀石墨、协效阻燃剂、聚合物基体按照一定比例于用密炼机中混合均匀，得到阻燃复合材料。
实例三：
各组分含量：
可膨胀石墨(100份)，KH-69(20份)，异丙醇(100份)，水(300份)。
将可膨胀石墨、异丙醇、水按照上述的比例在低俗混合器中混合均匀，45℃调节pH＝8-9搅拌15min左右，滴加KH-69之后搅拌4h，洗涤抽滤干燥。170℃时，将上述得到的可膨胀石墨、协效阻燃剂、聚合物基体按照一定比例于用密炼机中混合均匀，得到阻燃复合材料。
实例四：
各组分含量：
可膨胀石墨(100份)，KH-560(25份)，异丙醇(50份)，水(250份)。
将可膨胀石墨、异丙醇、水按照上述的比例在低俗混合器中混合均匀，45℃调节pH＝8-9搅拌15min左右，滴加KH-69之后搅拌4h，洗涤抽滤干燥。170℃时，将上述得到的可膨胀石墨、协效阻燃剂、聚合物基体按照一定比例于用密炼机中混合均匀，得到阻燃复合材料。
技术特征：
1.一种耐高温可膨胀石墨的制备方法，其特征在于：该可膨胀石墨的组分及含量：可膨胀石墨(100份)，有机硅类物质(5-20份)，分散相(50-100份)，水(200-300份)。
2.根据权利要求书1所述的可膨胀石墨，其特征在于是天然鳞片石墨通过强酸强氧化剂处理过后的80目的可膨胀石墨。
3.根据权利要求书1所述的有机硅类物质，其特征在于，所述的有机硅类物质为KH-550、KH-560、KH-69、聚甲基硅氧烷、液体硅橡胶、正硅酸乙酯或其复配物。
4.根据权利要求书1所述的分散相，其特征在于，所述的分散相为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、四氢呋喃、二甲基乙酰胺或其复配物。
5.根据权利要求书1所述的一种耐高温可膨胀石墨的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)按照以下组分配比备料：可膨胀石墨(100份)，有机硅类物质(5-20份)，分散相(50-100份)，水(200-300份)。
2)将可膨胀石墨、分散相、水按照一定的比例在低俗混合器中混合均匀，45℃调节pH值搅拌15min左右，滴加有机硅类物质之后搅拌4h，洗涤抽滤干燥。
技术总结
本发明涉及一种耐高温可膨胀石墨的制备方法以及在复合材料方面的应用，属于高分子材料加工成型的范畴。其特征在于将可膨胀石墨(100份)，分散相(50‑100份)，水(200‑300份)低速混合均匀，调节适当pH值之后，滴加有机硅类物质搅拌4h洗涤干燥，之后在170℃下与协效阻燃剂、聚合物基体密炼混合制备可膨胀石墨阻燃复合材料。本发明工艺流程操作简单、原料成本低廉，不仅提高了可膨胀石墨的初始温度，且能够明显的能够改善可膨胀石墨在聚合物基体燃烧之后的炭层。并且改性后的可膨胀石墨与协效阻燃剂复配之后，聚合物燃烧之后的炭层强度会进一步提高。