[發明專利]一種含磷氮聚合物改性二氧化硅納米粒子及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710145816.7
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106832413B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 戴李宗;柳超;陳國榮;黃佳美;李忠裕;袁叢輝;許一婷;曾碧榕;羅偉昂
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C08K9/04
• 分類號: C08K9/04;C08K9/06;C08K9/10;C08K3/36;C08L63/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;秦彥蘇

1.一種含磷氮聚合物改性二氧化硅納米粒子的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)將二氧化硅納米粒子分散于有機溶劑中，超聲分散10～60min，得到濃度為8×10^-5～6×10^-3g/mL的SiO₂-有機溶劑分散液；另取70～80％的四羥甲基硫酸磷溶液，用蒸餾水稀釋得到濃度為8×10^-4～4×10^-2g/mL的四羥甲基硫酸磷稀釋液，在攪拌下將四羥甲基硫酸磷稀釋液逐滴加入至上述SiO₂-有機溶劑分散液中，攪拌5～45min；其中，二氧化硅納米粒子與70～80％的四羥甲基硫酸磷溶液的質量比為1:1～5；

2)將對苯二胺溶解于有機溶劑中，得到濃度為4×10^-4～6×10^-3g/mL的對苯二胺溶液，將其逐滴加入至步驟1)得到的溶液中，反應20～70min，然后超聲處理20～70min；離心，蒸餾水洗滌2～5次后用上述有機溶劑洗滌2～5次，在40～50℃下真空干燥10～15h，即得所述含磷氮聚合物改性二氧化硅納米粒子。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述二氧化硅納米粒子的制備方法為：將無水乙醇、濃氨水、蒸餾水混合，20～30℃下攪拌均勻；向其中逐滴滴入四乙氧基硅烷，20～30℃下攪拌反應22～26h；所述無水乙醇、濃氨水、蒸餾水、四乙氧基硅烷的體積比為110～130:7～8:16～20:3～4；反應完成后離心，洗滌，40～50℃下真空干燥22～26h，即得二氧化硅納米粒子。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述有機溶劑為乙醇、甲醇中的一種。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟1)中，超聲分散時間為20～50min，得到的SiO₂-有機溶劑分散液的濃度為1×10^-4～5×10^-3g/mL。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟1)中，四羥甲基硫酸磷稀釋液的濃度為1×10^-3～3×10^-2g/mL；將其加入到SiO₂-有機溶劑分散液后攪拌10～40min。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟1)中，四羥甲基硫酸磷溶液濃度為75％，二氧化硅納米粒子與75％的四羥甲基硫酸磷溶液的質量比為1:2～4。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟2)中，對苯二胺溶液的濃度為5×10^-4～5×10^-3g/mL；反應時間為30～60mins；超聲處理時間為30～60mins。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的制備方法所制備的含磷氮聚合物改性二氧化硅納米粒子。

9.一種權利要求8所述的含磷氮聚合物改性二氧化硅納米粒子在制備阻燃高分子材料上的應用，其特征在于：所述含磷氮聚合物改性二氧化硅納米粒子在阻燃高分子材料中的含量為0.4～5％。

10.一種利用權利要求8所述的含磷氮聚合物改性二氧化硅納米粒子制備阻燃環氧樹脂的方法，其特征在于：稱取環氧樹脂，升溫到90～110℃，向環氧樹脂內加入已預溶于溶劑中的含磷氮聚合物改性二氧化硅納米粒子，除去溶劑，加入固化劑，攪拌均勻后倒入模具，在110～130℃保溫3～5h，然后在130～150℃保溫1～3h，最后在150～170℃保溫1～3h，即得阻燃環氧樹脂，其中所述含磷氮聚合物改性二氧化硅納米粒子的含量為0.4～5％。