[發(fā)明專(zhuān)利]阻燃埃洛石氣凝膠材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710418641.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108997538A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李洪彥;李如意;劉洪麗;楊?lèi)?ài)武;廖曉蘭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津城建大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08F283/12
• 分類(lèi)號(hào): C08F283/12;C08F212/14;C08F2/44;C08K9/12;C08K5/02;C08K7/26;C08K5/523;C08J9/28
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

1.阻燃埃洛石氣凝膠材料，其特征在于：埃洛石氣凝膠材料平均比表面積為601-606m²g^-1，埃洛石氣凝膠材料中同時(shí)存在納米尺度和微米尺度孔隙，納米尺度孔隙平均為10-11nm，微米尺度孔隙平均為20-21μm，按照下述步驟進(jìn)行：

步驟1，將0.8-18重量份埃洛石納米管加入到50重量份去離子水和50重量份乙醇的混合液中，超聲分散均勻，得到埃洛石分散液，將0.8-18重量份苯乙烯磺酸鈉，0.07-1.8重量份聚二乙烯基硅氧烷，0.01-0.45重量份引發(fā)劑，0.05-9重量份六溴環(huán)十二烷加入到50重量份去離子水和50重量份乙醇的混合液中，攪拌后將上述溶液加入到埃洛石分散液中，超聲分散均勻，抽真空后保持真空，隨后恢復(fù)到常壓，重復(fù)抽真空三次后，洗滌，得到步驟1產(chǎn)物；

聚二乙烯基硅氧烷為數(shù)均分子量500-5000，優(yōu)選1000—3000，乙烯基含量摩爾百分?jǐn)?shù)(即乙烯基摩爾數(shù)與整個(gè)氨基單封端的聚二甲基二乙烯基硅氧烷摩爾數(shù)的比例)0.2-4.6％的氨基單封端的聚二甲基二乙烯基硅氧烷或者氨基雙封端的聚二甲基二乙烯基硅氧烷；

步驟2，將步驟1產(chǎn)物分散于100重量份水中，水浴升溫至52-78℃引發(fā)聚合反應(yīng)，聚合反應(yīng)時(shí)間至少為48h，得到步驟2產(chǎn)物；

步驟3，將步驟2產(chǎn)物洗滌后分散于100重量份水中，加入0.07-18重量份的雙酚雙(磷酸二苯酯)和0.01-1.6重量份引發(fā)劑，攪拌均勻后，水浴升溫至64-98℃引發(fā)聚合反應(yīng)，聚合反應(yīng)時(shí)間至少為36h，制得阻燃埃洛石水凝膠；

步驟4，將阻燃埃洛石水凝膠置于CO₂超臨界高壓萃取裝置中，以CO₂為介質(zhì)在溫度5-350℃和氣壓0.5-30MPa下進(jìn)行超臨界干燥至少1h，可得到阻燃埃洛石氣凝膠材料；

埃洛石納米管管壁內(nèi)側(cè)帶有正電荷，管壁外側(cè)帶有負(fù)電荷，步驟1中加入的苯乙烯磺酸鈉帶有負(fù)電荷，苯乙烯磺酸鈉通過(guò)靜電作用吸附在埃洛石納米管內(nèi)壁上，同時(shí)在步驟1中加入的聚二乙烯基硅氧烷、引發(fā)劑和六溴環(huán)十二烷也分散至埃洛石納米管中空結(jié)構(gòu)中，埃洛石納米管中空結(jié)構(gòu)為阻燃埃洛石氣凝膠材料提供微孔結(jié)構(gòu)，在經(jīng)過(guò)抽真空、洗滌，在步驟2中聚二乙烯基硅氧烷與苯乙烯磺酸鈉發(fā)生共聚，形成埃洛石納米管內(nèi)部形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，將六溴環(huán)十二烷負(fù)載在埃洛石納米管內(nèi)，步驟3使得位于埃洛石納米管中空結(jié)構(gòu)外的聚二乙烯基硅氧烷上的乙烯基功能團(tuán)之間在引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合，以使埃洛石納米管和聚二乙烯基硅氧烷共同形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，上述三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為阻燃埃洛石氣凝膠材料提供介孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)將雙酚雙(磷酸二苯酯)負(fù)載在介孔結(jié)構(gòu)中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃埃洛石氣凝膠材料，其特征在于：在步驟1中，埃洛石納米管為1.5-9重量份，加入到去離子水和乙醇的混合液中超聲分散1h，苯乙烯磺酸鈉為1.5-9重量份，聚二乙烯基硅氧烷為0.15-14重量份，引發(fā)劑為0.01-0.1重量份，六溴環(huán)十二烷為0.2-4.6重量份，加入到去離子水和乙醇的混合液中攪拌12-56min后，加入到埃洛石分散液中，超聲分散30min，將上述混合液抽真空后保持1h；引發(fā)劑選擇過(guò)氧化二苯甲酰(BPO)或者偶氮二異丁腈(ABIN)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃埃洛石氣凝膠材料，其特征在于：在步驟2中，在進(jìn)行聚合反應(yīng)時(shí)選擇在52-78℃下聚合30-60min，然后降溫至12-56℃下聚合12-24h，再依次在80℃，90℃和100℃下分別聚合2.5-7.5h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃埃洛石氣凝膠材料，其特征在于：在步驟3中，向上述分散液中加入0.15-18重量份雙酚雙(磷酸二苯酯)和0.01-1重量份引發(fā)劑攪拌1h，在進(jìn)行聚合反應(yīng)時(shí)選擇在64-98℃下聚合20-50min，然后降溫至32-68℃下聚合20-30h，再依次在80℃，90℃和100℃下分別聚合1-3h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃埃洛石氣凝膠材料，其特征在于：在步驟4中，進(jìn)行超臨界干燥的時(shí)間為2-4h，優(yōu)選3h。