[發明專利]一種改性MOFs阻燃劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110235021.1
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113045762B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 史聰靈;萬梅;錢小東;劉國林;井靜云;任飛;劉陽
• 申請（專利權）人: 中國安全生產科學研究院
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 錢云

本發明提供一種改性MOFs阻燃劑及其制備方法和應用，所述改性MOFs阻燃劑為硅烷偶聯劑包覆的MOFs?NH₂，MOFs與所述硅烷偶聯劑通過?NH₂?Si鍵連接。本發明以MOFs?NH₂為中心，選用硅烷偶聯劑為包覆材料對MOFs?NH₂進行化學包覆，包覆層與MOFs通過?NH₂?Si鍵連接，所得改性MOFs阻燃劑能更好地與聚合物相融合，增加分散穩定性，提高與聚合物的界面附著力，而且克服了MOFs熱穩定性和阻燃效率差的缺陷，增強聚合物的熱穩定性和阻燃性能。

技術領域

本發明涉及改性MOFs材料領域，尤其涉及一種改性MOFs阻燃劑及其制備方法和應用。

背景技術

金屬有機框架材料(Metal organic Framework，MOFs)是由金屬離子或團簇與有機配體絡合而成，多孔結構使其比表面積大。MOFs還具有吸附性和催化性等性能，而且其結構易于被調整，因而被研究學者廣泛應用于各行各業，如氣體儲存和分離、催化、傳感和藥物傳遞等。

但一些MOFs表現出較弱的熱穩定性，這就限制了MOFs的應用。因此，MOFs的改性是必要的，主要的改性方法是將元素或者片段與MOFs進行接枝。對MOFs進行以下改性還可使其具有阻燃性：(1)將有機阻燃片段對MOFs材料進行表面改性，例如：APP、MPP和DOPO等；(2)制備含有阻燃元素的新型有機配體，如：N-MOF、P-MOF、P-MOF、S-MOF和Si-MOF等；(3)使用阻燃劑將MOFs材料進行包覆如聚磷腈和SiO₂等。但上述改進方法在得到阻燃性物質的同時依然存在熱穩定差或在聚合物中分散差而導致阻燃效率低下的問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種改性MOFs阻燃劑及其制備方法和應用。

本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種改性MOFs阻燃劑，為硅烷偶聯劑包覆的MOFs-NH₂，MOFs與所述硅烷偶聯劑通過-NH₂-Si鍵連接。

本發明以MOFs-NH₂為中心，選用硅烷偶聯劑為包覆材料對MOFs-NH₂進行化學包覆，包覆層與MOFs通過-NH₂-Si鍵連接，所得改性MOFs阻燃劑能更好地與聚合物相融合，增加分散穩定性，提高與聚合物的界面附著力，而且克服了MOFs熱穩定性和阻燃效率差的缺陷，增強聚合物的熱穩定性和阻燃性能。

其中硅烷偶聯劑的分子式為R-Si-(OR’)₃，其中R為有機官能團，所述改性MOFs阻燃劑的示意圖如圖1所示。

進一步地，所述硅烷偶聯劑與所述MOFs-NH₂的質量比1：(1～10)。

進一步地，所述MOFs-NH₂為NH₂-MIL-101(Fe)、NH₂-MIL-88(Fe)、NH₂-MIL-53(Fe)、NH₂-MIL-53(Al)、NH₂-MIL-101(Al)、NH₂-MIL-125(Ti)、NH₂-MIL-101(Cr)、NH₂-UiO-66(Zr)、NH₂-UiO-66(Hf)中的一種或多種。