一种纳米磷酸锆修饰三嗪大分子成炭剂及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了纳米磷酸锆修饰三嗪大分子成炭剂及其制备方法与应用。该制备方法是将硅烷偶联剂插层改性纳米磷酸锆，随后通过有机溶剂、三聚氯氰、硅烷偶联剂插层改性纳米磷酸锆、二胺单体和缚酸剂制备中间产物；通过有机溶剂、中间产物、二胺单体和缚酸剂通过原位聚合反应制备得纳米磷酸锆修饰三嗪大分子成炭剂。与现有技术相比，本发明所制备的大分子成炭剂具有优异的热稳定性能和成炭性能，与聚磷酸铵具有很好的协同阻燃作用，可有效改善膨胀炭层在高温条件下的热稳定性及致密性，从而显著提高膨胀型阻燃剂的阻燃效率。所制备的阻燃聚丙烯材料可广泛应用于汽车外饰、家具电器、电线电缆和建筑材料等领域。

主权项

纳米磷酸锆修饰三嗪大分子成炭剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)硅烷偶联剂插层纳米磷酸锆：在‐5～5℃条件下，在反应釜中加入有机溶剂和纳米磷酸锆，超声搅拌20～40min，使纳米磷酸锆充分分散；将硅烷偶联剂溶于有机溶剂，于0.5～2h内逐滴加入所述反应釜中，继续超声搅拌0.5～2h，之后停止超声，继续搅拌5～8h；浓缩得混合溶液；所述的纳米磷酸锆与硅烷偶联剂的摩尔比为1:4～1:1；2)中间产物的合成：在‐5～5℃条件下，在反应釜中加入有机溶剂和三聚氯氰，机械搅拌均匀，于2～4h内逐滴加入步骤1)所述混合溶液，同时滴加缚酸剂，滴完后反应2～4h；升温至40～60℃，于1～3h内逐滴加入二胺单体和缚酸剂的混合水溶液，滴完后反应3～6h；反应结束后将混合溶液浓缩、过滤、洗涤和干燥，得到中间产物；所述三聚氯氰与硅烷偶联剂的摩尔比为1:2～2:1，三聚氯氰与二胺单体的摩尔比为1:2～1:1；3)纳米磷酸锆修饰三嗪大分子成炭剂的合成：在反应釜中加入有机溶剂和所述中间产物，升温至90～110℃，机械搅拌均匀；于2～4h内逐滴加入二胺单体和缚酸剂的混合水溶液，滴完后反应5～8h；反应结束后将混合溶液浓缩、过滤、洗涤和干燥，得到纳米磷酸锆修饰三嗪大分子成炭剂；所述三聚氯氰与二胺单体的摩尔比为1:2～1:1。