The present invention relates to a multiacid intercalation surface covalently modified layered dihydroxide flame retardant and its preparation method. Layered dihydroxides are prepared by precipitation method, then phosphorus-nitrogen-containing organic compounds are covalently modified by reacting with hydroxyl groups on the surface of layered dihydroxides, and finally, phosphorus-containing Keggin-type polyacid intercalation method is used to modify layered dihydroxides. The invention not only solves the problem of poor compatibility between layered dihydroxides and matrix, but also combines the characteristics of high efficiency flame retardant of organic compounds containing phosphorus and nitrogen, avoids the influence of long chain surfactant modified layered dihydroxides on flame retardant performance, and introduces phosphorous Keggin-type polyacids with catalytic activity into layered dihydroxides, cooperating with layered dihydroxides. It will greatly enhance the catalytic ability and improve the flame retardant efficiency, and maintain or even improve the mechanical properties of the polymer after adding the flame retardant while ensuring the good flame retardant effect with a lower amount of flame retardant.
【技术实现步骤摘要】
一种多酸插层表面共价改性的层状双氢氧化物阻燃剂及其制备方法
本专利技术属于有机—无机阻燃
,具体涉及一种多酸插层表面共价改性的层状双氢氧化物阻燃剂及其制备方法。
技术介绍
随着高分子工业的快速发展,高分子材料在各个行业得到了极大应用,涉及到人们的衣食住行。但由于高分子材料自身易燃的特点,使其在一些应用场景中受到了限制,甚至造成了严重火灾事故,导致了极大的生命和财产损失。目前,使用阻燃添加剂以降低高分子材料的可燃性是有效的途径。在火灾发生时,含卤阻燃剂会释放有害物质造成“二次伤害”而受到限制。磷系、氮系乃至磷氮协同阻燃剂因符合环保要求得到了大量应用,其中9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物就是磷系阻燃剂典型代表。常用的阻燃剂还包括无机阻燃剂,它们无烟低毒,价格低廉。其中层状双氢氧化物(LDH)就有着广泛应用。LDH由类水镁石层板组成,这些层板上的二价金属阳离子(如Mg2+、Fe2+、Co2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+等),一部分与羟基形成八面体配体结构,而另一部分则被三价金属阳离子(如Al3+、Cr3+、Ga3+、In3+、Mn3+、Fe3+等)取代,进而形成带正电荷的层板。LDH受热时会释放层间水分子以及脱出羟基,从而吸收大量热能,同时分解后的固体可以吸收酸性气体。但是无机阻燃剂阻燃效率低,实际使用时需大量添加,由于与高分子基体相容性差,易对高分子材料的力学性能造成不良影响。常用阴离子表面活性剂对LDH进行改性以改善相容性,但表面活性剂的烷烃长链会削弱阻燃性能。Keggin型多酸是一类结构明确的阴离子型金属氧 ...
【技术保护点】
1.一种多酸插层表面共价改性的层状双氢氧化物阻燃剂,其特征在于:其为含磷Keggin型多酸插层含磷氮有机化合物共价改性的层状双氢氧化物。
【技术特征摘要】
1.一种多酸插层表面共价改性的层状双氢氧化物阻燃剂,其特征在于:其为含磷Keggin型多酸插层含磷氮有机化合物共价改性的层状双氢氧化物。2.根据权利要求1所述的多酸插层表面共价改性的层状双氢氧化物阻燃剂,其特征在于:所述层状双氢氧化物的结构通式如下式所示:[M2+1-xM3+x(OH)2]x+An-x/n·mH2O,式中M2+为二价金属离子,M3+为三价金属离子,An-为层间阴离子,X为每摩尔层状双氢氧化物中M3+的摩尔分数。3.根据权利要求2所述的多酸插层表面共价改性的层状双氢氧化物阻燃剂,其特征在于:所述层状双氢氧化物中,二价金属离子M2+为Mg2+、Fe2+、Co2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+中的一种;三价金属离子M3+为Al3+、Cr3+、Ga3+、In3+、Mn3+、Fe3+中的一种;层间阴离子An-为NO3-。4.根据权利要求1所述的多酸插层表面共价改性的层状双氢氧化物阻燃剂,其特征在于:所述含磷氮有机化合物的分子结构式如下式所示:其中R1为亚异丁基、亚异辛基、亚乙基、亚环己基、亚环戊基、亚苯基中的一种,R2为羟基或羧基。5.根据权利要求1所述的多酸插层表面共价改性的层状双氢氧化物阻燃剂,其特征在于:所述含磷Keggin型多酸为磷钼酸H3PMo12O40·nH2O或磷钨酸H3PW12O40·nH2O。6.一种权利要求1至5中任一项所述的多酸插层表面共价改性的层状双氢氧化物阻燃剂的制备方法,其特征在于:包括:1)将层状双氢氧化物加入稀释剂中形成悬浮液,然后加入含磷氮有机化合物,于60~110℃回流反应5~24h,固液分离,固体部分为含磷氮表面共价改性的层状双氢氧化物;2)取步骤1)制得的含磷氮表面共价改性...
【专利技术属性】
技术研发人员:戴李宗,彭超华,陈婷,刘玲,陈国荣,曾碧榕,许一婷,罗伟昂,袁丛辉,
申请(专利权)人:厦门大学,
类型:发明
国别省市:福建,35
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