[發明專利]一種表面改性阻燃增強雙功能納米羥基錫酸鋅阻燃劑的制備方法

在審

• 申請號: 201510625840.1
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN105295100A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 李志偉;高婷婷;張治軍
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: C08K9/04
• 分類號: C08K9/04;C08K9/06;C08K3/04;C08K3/24;C08L27/06
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳;楊海霞

技術領域

本發明屬于納米材料制備技術領域，具體涉及一種表面改性/阻燃增強雙功能納米羥基錫酸鋅阻燃劑的制備方法。

背景技術

羥基錫酸鋅是一種無毒、阻燃效率高并且具有抑煙功能的重要無機阻燃劑。但是，其同其它無機阻燃劑一樣，存在與高分子基體材料相容性差，損害材料的機械、電學性能等缺陷。一般的表面改性處理可以提高其與高分子基體材料的相容性，但不具有阻燃增強作用。本申請采用有機磷阻燃劑（即DOPO）作為納米羥基錫酸鋅的表面改性劑，由于有機磷阻燃劑同時具有阻燃功能，因此，可以起到表面改性和阻燃雙增強的功能。

發明內容

本發明目的在于提供一種表面改性/阻燃增強雙功能納米羥基錫酸鋅阻燃劑的制備方法，該制備方法采用的有機磷阻燃劑DOPO不僅對納米羥基錫酸鋅具有表面改性作用，而且具有阻燃增強作用。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種表面改性/阻燃增強雙功能納米羥基錫酸鋅阻燃劑的制備方法，其包括以下步驟：

1）將DOPO、硅烷偶聯劑與苯混合獲得體系一，然后在氮氣氛圍下回流攪拌至DOPO溶解完全、緩慢加入偶氮二異丁腈苯混合溶液，繼續反應24±5h，過濾，蒸除多余的苯，得到無色液體，即為DOPO衍生物表面改性劑；

2）將氧化石墨烯加入到水中，在室溫至80℃條件下超聲10－120min，得到氧化石墨烯分散液；

3）向步驟2）所得氧化石墨烯分散液中加入鋅鹽和錫酸鹽獲得體系二，于5－80℃反應2－6h，反應結束后過濾、洗滌，得到納米羥基錫酸鋅/氧化石墨烯反應濾餅；

4）將步驟3）所得納米羥基錫酸鋅/氧化石墨烯反應濾餅加入到乙醇中，超聲分散10－60min，然后升溫至50－80℃，加入步驟1）所得DOPO衍生物表面改性劑，并調節pH值至8－9后反應1－6h，反應產物經水洗、干燥后即得。

具體的，步驟1）中，DOPO在體系一中的濃度優選為100－200g/L，硅烷偶聯劑在體系一中的濃度優選為50－150g/L，偶氮二異丁腈在體系一中的濃度優選為0.5－1g/L。

步驟1）中所述的硅烷偶聯劑優選為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的任意一種。

步驟2）中氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯濃度優選為0.05－0.2g/L。

步驟3）中的鋅鹽優選為硝酸鋅、氯化鋅、硫酸鋅和醋酸鋅中的任意一種或兩種以上的混合物，鋅鹽在體系二中的濃度為0.005－0.05mol/L。

步驟3）中的錫酸鹽優選為錫酸鈉和錫酸鉀中的一種或其混合物，錫酸鹽在體系二中的濃度為0.005－0.05mol/L。

步驟4）中DOPO衍生物表面改性劑與納米羥基錫酸鋅/氧化石墨烯反應濾餅的質量比優選為1：5－20。

和現有技術相比，本發明的有益效果：

本發明采用有機磷阻燃劑DOPO（9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物）作為納米羥基錫酸鋅的表面改性劑，由于有機磷阻燃劑同時具有阻燃功能，因此，可以起到對納米羥基錫酸鋅表面改性和阻燃增強雙功能的效果。

附圖說明

圖1為本發明實施例1所得產品的透射電鏡圖；

圖2為本發明實施例1所得產品的掃描電鏡圖；

圖3為本發明實施例1所得產品的X射線粉末衍射圖；

圖4為本發明實施例1所得產品（b）與未改性納米羥基錫酸鋅（a）接觸角圖；

圖5為本發明實施例1所得產品與聚氯乙烯（PVC）形成納米復合材料的總熱釋放量與時間關系曲線。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明的技術方案作進一步地詳細介紹，但本發明的保護范圍并不局限于此。

實施例1

一種表面改性/阻燃增強雙功能納米羥基錫酸鋅阻燃劑的制備方法，其包括以下步驟：

①稱取15gDOPO、7.5g乙烯基三甲氧基硅烷加入到100ml苯中，在氮氣氛圍下回流攪拌至DOPO溶解完全，然后緩慢加入50ml濃度為1.5mg/mL的偶氮二異丁腈苯混合溶液，繼續反應24h。將得到的產物過濾除去不溶物，再旋轉蒸發除去多余的苯，得到無色液體，即為DOPO衍生物表面改性劑，待用；

②稱取6mg氧化石墨烯加入到120ml水中，在80℃條件下超聲10min，得到氧化石墨烯分散液；