[發明專利]一種磷氮鋅二維超分子包覆二硫化鉬雜化阻燃劑及其應用

有效

• 申請號: 201910187910.8
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109942891B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 付少海;王冬;彭虹云;李敏;張麗平;田安麗;劉明明
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C08K9/10
• 分類號: C08K9/10;C08K3/30;D01F1/07;D01F6/54
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 林娟

本發明公開了一種磷氮鋅二維超分子包覆二硫化鉬雜化阻燃劑及其應用，屬于無鹵阻燃技術領域。本發明磷氮鋅二維超分子包覆二硫化鉬雜化材料的組分按照重量份數配比，包括：1～2份二硫化鉬、1～1.5份鋅鹽、5～8份含氮化合物、5～10含磷化合物。本發明雜化材料作為阻燃劑，有效的發揮了有機無機協同阻燃作用，提高二硫化鉬的阻燃效率，減少了基體中阻燃劑的添加量，且同時能夠提高基體的力學性能，具有非常好的應用前景。

技術領域

本發明具體涉及一種磷氮鋅二維超分子包覆二硫化鉬雜化阻燃劑及其應用，屬于無鹵阻燃技術領域。

背景技術

近年來，各類民用、裝飾用和產業用纖維的應用領域快速擴大，成為日常生活和工業生產不可或缺的部分。然而，大多數纖維具有高易燃性，易被外部熱源引燃，并在燃燒過程中釋放大量的熱量、煙氣及有毒氣，嚴重危及生命財產安全，據統計，我國平均每年的大小火災都會給社會造成5億元以上的損失，而由纖維制品的易燃而引發的嚴重火災就占了一半以上。開發高性能、低用量的阻燃劑，是提高纖維制品的附加值與安全性，使其不易著火燃燒或能夠減慢燃燒速度的一種有效方法。

傳統阻燃劑大多為鹵系阻燃劑或鹵系與其它阻燃劑的衍生物，這類阻燃劑燃燒會釋放有毒有害氣體，嚴重危害人體健康。近年來，磷、氮、硅系等無鹵阻燃劑因綠色環保、阻燃效率優良等優勢而得到廣泛發展，然而，當添加到材料基體中時，該類阻燃劑存在用量大(>20％)、相容性較差、耐久性不佳、熱穩定性較差等問題，對纖維及其它基體材料力學性能影響較大。

二硫化鉬作為一種新興的二維納米阻燃材料，具有相對較低的熱導率和高熔點(1185℃)，能有效抑制外部熱量及氧氣的滲透和有毒物質的釋放，鉬原子還能催化基體形成大量碳層以減少熱交換。但是二硫化鉬單獨添加使用時，對聚合物阻燃程度的提高有限，文獻表明，將二硫化鉬與其它阻燃劑分子合理的制備成有序的有機無機雜化結構可以達到優異的阻燃效果，如：2016年Xiaming Feng等在《Journal of Hazardous Materials》第320卷252-264頁發表通過自組裝法制備三明治結構的三聚氰胺-氰尿酸超分子/二硫化鉬(MCA/MoS₂)雜化材料，該阻燃材料能有效降低聚酰胺的火災危害；Keqing Zhou在《Journalof Hazardous Materials》第344卷1078-1089頁(2018年)報道了二硫化鉬納米片/二氧化硅雜化材料用于阻燃環氧樹脂的研究，該材料能有效提高環氧樹脂的阻燃性能。然而目前報道的方法二硫化鉬類阻燃劑的添加量較大，阻燃效率較低，因此，開發一種用量少、效率高的阻燃劑是十分有意義的。

發明內容

為了減少基體中阻燃劑的添加量，提高二硫化鉬的阻燃效率，本發明設計了一種磷氮鋅二維超分子包覆二硫化鉬雜化阻燃劑，有效的發揮了有機無機協同阻燃作用，且這種阻燃材料能同時提高基體的力學性能。

本發明的第一個目的是提供一種磷氮鋅二維超分子包覆二硫化鉬雜化材料，所述材料的組分按照重量份數配比，包括：1～2份二硫化鉬、1～1.5份鋅鹽、5～8份含氮化合物、5～10含磷化合物。

本發明的一種實施方式中，所述鋅鹽包括乙酸鋅、氯化鋅、硝酸鋅中的一種或多種。

本發明的一種實施方式中，所述含氮化合物包括聚乙烯亞胺、三聚氰胺、對苯二胺、乙二胺、硫脲中的一種或多種。

本發明的一種實施方式中，所述含磷化合物包括植酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、氨基三亞甲基膦酸、乙二胺四甲叉膦酸中的一種或多種。

本發明的一種實施方式中，所述雜化材料的制備方法包括：按照重量份數配比，將二硫化鉬納米片與鋅鹽和含氮化合物、含磷化合物在水溶液中混合，反應完全，即得雜化材料。

本發明的一種實施方式中，所述反應的溫度為10～60℃，時間為2～8小時。

本發明的第二個目的是提供一種阻燃聚丙烯腈纖維，所述阻燃聚丙烯腈纖維包含上述的雜化材料。