[發明專利]抑煙劑及其制備方法和聚合物復合材料

在審

• 申請號: 202211069841.9
• 申請日: 2022-09-01
• 公開（公告）號: CN115466431A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 馬先虎;蔣學鑫;王韶暉
• 申請（專利權）人: 安徽壹石通材料科技股份有限公司
• 主分類號: C08K3/22
• 分類號: C08K3/22;C08K9/10;C08L87/00;C08L27/06;C08G83/00
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 管秋香

本發明公開了一種抑煙劑及其制備方法和聚合物復合材料，涉及聚合物阻燃抑煙材料技術領域，本發明所述抑煙劑包括無機阻燃劑和負載在所述無機阻燃劑上的金屬有機骨架顆粒；所述金屬有機骨架顆粒通過金屬離子作為連接點，由有機配體與金屬離子自組裝形成；所述金屬離子選自過渡金屬離子中的至少一種。本發明在無機阻燃劑表面包覆金屬有機骨架材料，不僅可以改善無機阻燃劑與聚合物基體的相容性，還能抑制金屬有機骨架材料和無機阻燃劑的團聚；從而提高聚合物復合材料的抑煙效果和力學性能。

技術領域：

本發明涉及聚合物阻燃抑煙材料技術領域，具體涉及一種抑煙劑及其制備方法和聚合物復合材料。

背景技術：

金屬有機骨架(MOF)是指在一定條件下，將金屬離子和有機配體通過配位方式合成的晶態多孔材料。自從Yaghi研究小組于1995年報道了第一種MOF以來，這種無機-有機雜化材料便引起了全世界的廣泛關注。MOFs材料由于具有較高的比表面積、較大的孔隙體積及可調的孔道結構等特點，使其在氣體儲存、催化、傳感、水污染及藥物傳輸等領域具有極大的應用價值。

由于MOFs本質上是有機-無機雜化物，利用其自身的催化和吸附特性，目前已在改善聚合物阻燃特性領域中所使用，高分子聚合物在燃燒過程中都會有CO的產生，MOFs材料憑借其對CO的吸附氧化特性，可降低聚合物燃燒過程中CO等有毒氣體的排放；此外，MOFs材料在高溫下可分解出NH₃等難燃氣體和金屬氧化物，可通過稀釋氧氣等助燃和易燃氣體的濃度和隔絕空氣來達到聚合物材料的阻燃目的。MOFs雖然已在改善聚合物阻燃特性領域中所使用，但是作為填料改善聚合物性能的研究仍處于初步階段，單一的MOFs存在阻燃抑煙效果一般、在聚合物中容易團聚、熱穩定性不高等問題。

此外，勃姆石等無機粉體作為阻燃劑加入到聚合物基體實現阻燃效果時，容易發生團聚，導致分散不均，致使聚合物力學性能的急劇惡化；即便是對勃姆石等無機粉體的表面進行各種改性；在高填充量時，勃姆石雖然能提高聚合物的阻燃效果，但也會嚴重損害聚合物的力學性能。

發明內容：

本發明的目的是為了克服現有技術存在的MOFs在聚合物中容易團聚、熱穩定性不高以及無機阻燃劑會嚴重損害聚合物力學性能的問題，提供一種抑煙劑及其制備方法和聚合物復合材料。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供一種抑煙劑，所述抑煙劑包括無機阻燃劑和負載在所述無機阻燃劑上的金屬有機骨架顆粒；所述金屬有機骨架顆粒通過金屬離子作為連接點，由有機配體與金屬離子自組裝形成；所述金屬離子選自過渡金屬離子中的至少一種。

本發明第二方面提供一種制備抑煙劑的方法，在溶劑存在下，將無機阻燃劑、有機配體和過渡金屬鹽進行混合，接著將混合得到的混合體系轉入反應釜中進行反應，得到所述抑煙劑。

本發明第三方面提供一種根據前述方法制備得到的抑煙劑。

本發明第四方面提供一種聚合物復合材料，包括聚合物基體和前述的抑煙劑。

本發明的有益效果是：本發明在無機阻燃劑表面包覆金屬有機骨架材料，無機阻燃劑能夠與金屬有機骨架材料產生良好的協同作用，不僅可以改善無機阻燃劑與聚合物基體的相容性，還能抑制金屬有機骨架材料的團聚，從而提高聚合物復合材料的抑煙效果和力學性能。

附圖說明：

圖1為本發明勃姆石、Zr-MOF以及抑煙劑A1的紅外光譜圖；

圖2為本發明勃姆石、Zr-MOF以及抑煙劑A1的XRD圖譜；

圖3為本發明抑煙劑A1的SEM圖；

圖4為本發明抑煙劑A10的SEM圖；

圖5為本發明聚氯乙烯復合材料D1燃燒后的SEM圖；

圖6為本發明聚氯乙烯復合材料C1燃燒后的SEM圖。

具體實施方式：