一种包含金属有机骨架UiO-66复合材料的阻燃抑烟加脂剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种包含金属有机骨架UiO‑66复合材料的阻燃抑烟加脂剂的制备方法。单一的蓖麻油加脂剂在加脂中油脂易沉积，导致其热稳定性差、易迁移、易燃。本发明专利技术将金属有机骨架UiO‑66材料与丙酮改性水滑石共同引入蓖麻油加脂剂中，利用金属有机框架材料的有机‑无机杂化物结构和水滑石的板层结构共同提升阻燃性能。本发明专利技术所制备的UiO‑66(Zr/Cu)中含有有机‑无机组分，不需要进行有机改性，工艺简单，节能节时；所制备的A‑MgAl‑CO3‑‑LDH与蓖麻油的生物相容性较好，可以有效的减少水滑石的团聚现象，提高其在蓖麻油中的分散性。

【技术实现步骤摘要】
一种包含金属有机骨架UiO-66复合材料的阻燃抑烟加脂剂的制备方法
本专利技术涉及一种阻燃剂的制备方法，尤其是涉及一种包含金属有机骨架UiO-66复合材料的阻燃抑烟加脂剂的制备方法。
技术介绍
蓖麻油是一种价廉、无毒、易生物降解的可再生资源，被广泛应用于皮革领域。以蓖麻油为原料制备的蓖麻油加脂剂，加脂后坯革柔软度较好，且在一定程度上能提升物理机械性能。但蓖麻油加脂剂在加脂中油脂易沉积，导致其热稳定性差、易迁移、易燃，因此开发一种阻燃雾化型加脂剂尤为重要。金属有机框架材料MOF是一种高比表面积、活性位点丰富、易修饰的新型多孔材料。近年来，已经在阻燃领域崭露头角。因此，如何提高MOF的阻燃性能已经成为研究热点。为了拓展MOF的阻燃应用，有研究者将MOF和传统的阻燃剂(如水滑石(LDH)、氧化石墨烯(GO))结合制备复合材料，提升生物相容性的同时赋予一定的阻燃性能。金属有机骨架UiO-66是以锆盐为金属源合成的，是目前配位数量最多的MOF，其具有良好的水稳定性和热稳定性。此外，有研究表明，掺杂改性可以提升MOF的热稳定性，抑制烟气的生成。水滑石是一种二维层状材料，已在阻燃领域得到了广泛的应用，主要是因为其具有可调控性质，可以根据需求更换层板阳离子或层间阴离子。但水滑石的亲水性强，难以在聚合物基体中均匀分散，因此，需要使用改性剂对其进行功能化改性。丙酮常被用作水滑石和聚合物基体的共混溶剂，丙酮的使用不会影响水滑石的分散稳定性，而且有助于雾化性能的提升。此外，水滑石隶属于无卤无磷阻燃剂的一种，具有环保清洁的优势，符合人们的追求。因此，将金属有机骨架UiO-66材料与丙酮改性水滑石共同引入蓖麻油加脂剂中，制备一种环保阻燃抑烟型复合加脂剂，可有效提升加脂后坯革的阻燃性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种包含金属有机骨架UiO-66复合材料的阻燃抑烟加脂剂的制备方法，解决了水滑石在基体中难以分散的问题，利用金属有机框架材料的有机-无机杂化物结构和水滑石的板层结构共同提升阻燃性能，降低火灾危害。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：步骤一：0.63质量份氯化锆、0.05-0.46质量份氯化铜超声溶解于25质量份N，N-二甲基甲酰胺中；0.45质量份对苯二甲酸、5质量份乙酸超声溶解于25质量份N，N-二甲基甲酰胺；将两种溶液混合均匀，120℃保温24h，自然冷却至室温，N，N-二甲基甲酰胺和甲醇交替洗涤，60℃真空干燥，即得铜掺杂改性锆基金属有机骨架材料UiO-66(Zr/Cu)；步骤二：10.60质量份碳酸钠溶于100mL去离子水中，转移至三口烧瓶，60℃搅拌30min；升温至80℃，滴加2.57质量份硝酸镁和1.88质量份硝酸铝的水混合液，控制反应过程的pH，反应30min，陈化8h，无水乙醇和去离子水交替洗涤多次，50℃干燥6h，即得水滑石MgAl-CO3--LDH；称取10质量份MgAl-CO3--LDH和10质量份丙酮搅拌30min，在使用丙酮对其进行多次洗涤离心，重复这样的搅拌离心3次，60℃干燥研磨，即得丙酮改性水滑石A-MgAl-CO3--LDH；步骤三：取30质量份蓖麻油和2-4质量份UiO-66(Zr/Cu)于三口烧瓶中，油浴升温至110-120℃，反应30min，加入4-2质量份A-MgAl-CO3--LDH反应1.5-2.5h；降温至90-100℃，加入9.74质量份顺丁烯二酸酐，反应3-4h；降温至70-80℃，加入10.34质量份亚硫酸氢钠溶液，反应30-60min，调节体系pH为8，反应2-3h；加18.11质量份蒸馏水，反应30-60min，即得铜掺杂改性锆基金属有机框架材料/丙酮改性水滑石/蓖麻油复合加脂剂UiO-66(Zr/Cu)/A-MgAl-CO3--LDH/SSCOF。优选地，步骤一中，氯化锆和氯化铜的摩尔比为：9:1、8:2、7:3、6:4、5:5。优选地，步骤二中，硝酸镁和硝酸铝的水混合液中Mg2+、Al3+摩尔比为2：1。优选地，步骤二中，体系pH为10±0.5，pH调节试剂为0.1mol/L的氢氧化钠溶液。优选地，步骤三中，UiO-66(Zr/Cu)和A-MgAl-CO3--LDH的质量份之比为1:2、1:1、2:1。与现有技术相比，本专利技术具有的优点和效果如下：1.提供了一种阻燃抑烟皮革加脂剂的制备方法，该方法工艺简单，节能节时；2.所制备的UiO-66(Zr/Cu)中含有有机-无机组分，不需要在进行有机改性，缩短了反应时间，减少了能耗；3.所制备的A-MgAl-CO3--LDH与蓖麻油的生物相容性较好，可以有效的减少水滑石的团聚现象，提高其在蓖麻油中的分散性；4.利用UiO-66(Zr/Cu)和A-MgAl-CO3--LDH的阻燃功效引入蓖麻油中制备复合加脂剂，协同提升了加脂后坯革的阻燃抑烟性；5.该阻燃抑烟皮革加脂剂隶属于无卤无磷阻燃剂，环保清洁，顺应时代需求。附图说明图1为UiO-66(Zr/Cu)的XRD检测结果图；图2为A-MgAl-CO3--LDH的XRD检测结果图。图3为不同种类加脂后坯革的锥型量热检测结果图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细的说明。这些实施例是用于说明本专利技术而不限于本专利技术的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体实验环境做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。本专利技术为一种包含金属有机骨架UiO-66复合材料的阻燃抑烟加脂剂的制备方法，包括如下步骤：步骤一：0.63质量份氯化锆、0.05-0.46质量份氯化铜超声溶解于25质量份N，N-二甲基甲酰胺中；0.45质量份对苯二甲酸、5质量份乙酸超声溶解于25质量份N，N-二甲基甲酰胺；将两种溶液混合均匀，120℃保温24h，自然冷却至室温，N，N-二甲基甲酰胺和甲醇交替洗涤，60℃真空干燥，即得铜掺杂改性锆基金属有机骨架材料UiO-66(Zr/Cu)；步骤二：10.60质量份碳酸钠溶于100mL去离子水中，转移至三口烧瓶，60℃搅拌30min；升温至80℃，滴加2.57质量份硝酸镁和1.88质量份硝酸铝的水混合液，控制反应过程的pH，反应30min，陈化8h，无水乙醇和去离子水交替洗涤多次，50℃干燥6h，即得水滑石MgAl-CO3--LDH；称取10质量份MgAl-CO3--LDH和10质量份丙酮搅拌30min，在使用丙酮对其进行多次洗涤离心，重复这样的搅拌离心3次，60℃干燥研磨，即得丙酮改性水滑石A-MgAl-CO3--LDH；步骤三：取30质量份蓖麻油和2-4质量份UiO-66(Zr/Cu)于三口烧瓶中，油浴升温至110-120℃，反应30min，加入4-2质量份A-MgAl-CO3--LDH反应1.5-2.5h；降温至90-100℃，加入9.74质量份顺丁烯二酸酐，反应3-4h；降温至70-80℃，加入10.34质量份亚硫酸氢钠溶液，反应30-60mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含金属有机骨架UiO-66复合材料的阻燃抑烟加脂剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤一：0.63质量份氯化锆、0.05-0.46质量份氯化铜超声溶解于25质量份N，N-二甲基甲酰胺中；0.45质量份对苯二甲酸、5质量份乙酸超声溶解于25质量份N，N-二甲基甲酰胺；将两种溶液混合均匀，120℃保温24h，自然冷却至室温，N，N-二甲基甲酰胺和甲醇交替洗涤，60℃真空干燥，即得铜掺杂改性锆基金属有机骨架材料UiO-66(Zr/Cu)；/n步骤二：10.60质量份碳酸钠溶于100mL去离子水中，转移至三口烧瓶，60℃搅拌30min；升温至80℃，滴加2.57质量份硝酸镁和1.88质量份硝酸铝的水混合液，控制反应过程的pH，反应30min，陈化8h，无水乙醇和去离子水交替洗涤多次，50℃干燥6h，即得水滑石MgAl-CO3--LDH；称取10质量份MgAl-CO3--LDH和10质量份丙酮搅拌30min，再使用丙酮对其进行多次洗涤离心，重复这样的搅拌离心3次，60℃干燥研磨，即得丙酮改性水滑石A-MgAl-CO3--LDH；/n步骤三：取30质量份蓖麻油和2-4质量份UiO-66(Zr/Cu)于三口烧瓶中，油浴升温至110-120℃，反应30min，加入4-2质量份A-MgAl-CO3--LDH反应1.5-2.5h；降温至90-100℃，加入9.74质量份顺丁烯二酸酐，反应3-4h；降温至70-80℃，加入10.34质量份亚硫酸氢钠溶液，反应30-60min，调节体系pH为8，反应2-3h；加18.11质量份蒸馏水，反应30-60min，即得铜掺杂改性锆基金属有机框架材料/丙酮改性水滑石/蓖麻油复合加脂剂UiO-66(Zr/Cu)/A-MgAl-CO3--LDH/SSCOF。/n...

【技术特征摘要】
1.一种包含金属有机骨架UiO-66复合材料的阻燃抑烟加脂剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：0.63质量份氯化锆、0.05-0.46质量份氯化铜超声溶解于25质量份N，N-二甲基甲酰胺中；0.45质量份对苯二甲酸、5质量份乙酸超声溶解于25质量份N，N-二甲基甲酰胺；将两种溶液混合均匀，120℃保温24h，自然冷却至室温，N，N-二甲基甲酰胺和甲醇交替洗涤，60℃真空干燥，即得铜掺杂改性锆基金属有机骨架材料UiO-66(Zr/Cu)；
步骤二：10.60质量份碳酸钠溶于100mL去离子水中，转移至三口烧瓶，60℃搅拌30min；升温至80℃，滴加2.57质量份硝酸镁和1.88质量份硝酸铝的水混合液，控制反应过程的pH，反应30min，陈化8h，无水乙醇和去离子水交替洗涤多次，50℃干燥6h，即得水滑石MgAl-CO3--LDH；称取10质量份MgAl-CO3--LDH和10质量份丙酮搅拌30min，再使用丙酮对其进行多次洗涤离心，重复这样的搅拌离心3次，60℃干燥研磨，即得丙酮改性水滑石A-MgAl-CO3--LDH；
步骤三：取30质量份蓖麻油和2-4质量份UiO-66(Zr/Cu)于三口烧瓶中，油浴升温至110-120℃，反应30min，加入4-2质量份A-MgAl-CO3--LDH反应1.5-2.5h；降温至90-100℃，加入9.74质...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕斌，刘慧慧，高党鸽，马建中，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61