抑烟剂及其制备方法和聚合物复合材料技术

本发明专利技术公开了一种抑烟剂及其制备方法和聚合物复合材料，涉及聚合物阻燃抑烟材料技术领域，本发明专利技术所述抑烟剂包括无机阻燃剂和负载在所述无机阻燃剂上的金属有机骨架颗粒；所述金属有机骨架颗粒通过金属离子作为连接点，由有机配体与金属离子自组装形成；所述金属离子选自过渡金属离子中的至少一种。本发明专利技术在无机阻燃剂表面包覆金属有机骨架材料，不仅可以改善无机阻燃剂与聚合物基体的相容性，还能抑制金属有机骨架材料和无机阻燃剂的团聚；从而提高聚合物复合材料的抑烟效果和力学性能。高聚合物复合材料的抑烟效果和力学性能。高聚合物复合材料的抑烟效果和力学性能。

【技术实现步骤摘要】
抑烟剂及其制备方法和聚合物复合材料

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[0001]本专利技术涉及聚合物阻燃抑烟材料
，具体涉及一种抑烟剂及其制备方法和聚合物复合材料。

技术介绍
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[0002]金属有机骨架(MOF)是指在一定条件下，将金属离子和有机配体通过配位方式合成的晶态多孔材料。自从Yaghi研究小组于1995年报道了第一种MOF以来，这种无机
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有机杂化材料便引起了全世界的广泛关注。MOFs材料由于具有较高的比表面积、较大的孔隙体积及可调的孔道结构等特点，使其在气体储存、催化、传感、水污染及药物传输等领域具有极大的应用价值。
[0003]由于MOFs本质上是有机
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无机杂化物，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领域中所使用，高分子聚合物在燃烧过程中都会有CO的产生，MOFs材料凭借其对CO的吸附氧化特性，可降低聚合物燃烧过程中CO等有毒气体的排放；此外，MOFs材料在高温下可分解出NH3等难燃气体和金属氧化物，可通过稀释氧气等助燃和易燃气体的浓度和隔绝空气来达到聚合物材料的阻燃目的。MOFs虽然已在改善聚合物阻燃特性领域中所使用，但是作为填料改善聚合物性能的研究仍处于初步阶段，单一的MOFs存在阻燃抑烟效果一般、在聚合物中容易团聚、热稳定性不高等问题。
[0004]此外，勃姆石等无机粉体作为阻燃剂加入到聚合物基体实现阻燃效果时，容易发生团聚，导致分散不均，致使聚合物力学性能的急剧恶化；即便是对勃姆石等无机粉体的表面进行各种改性；在高填充量时，勃姆石虽然能提高聚合物的阻燃效果，但也会严重损害聚合物的力学性能。

技术实现思路
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[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的MOFs在聚合物中容易团聚、热稳定性不高以及无机阻燃剂会严重损害聚合物力学性能的问题，提供一种抑烟剂及其制备方法和聚合物复合材料。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种抑烟剂，所述抑烟剂包括无机阻燃剂和负载在所述无机阻燃剂上的金属有机骨架颗粒；所述金属有机骨架颗粒通过金属离子作为连接点，由有机配体与金属离子自组装形成；所述金属离子选自过渡金属离子中的至少一种。
[0007]本专利技术第二方面提供一种制备抑烟剂的方法，在溶剂存在下，将无机阻燃剂、有机配体和过渡金属盐进行混合，接着将混合得到的混合体系转入反应釜中进行反应，得到所述抑烟剂。
[0008]本专利技术第三方面提供一种根据前述方法制备得到的抑烟剂。
[0009]本专利技术第四方面提供一种聚合物复合材料，包括聚合物基体和前述的抑烟剂。
[0010]本专利技术的有益效果是：本专利技术在无机阻燃剂表面包覆金属有机骨架材料，无机阻
燃剂能够与金属有机骨架材料产生良好的协同作用，不仅可以改善无机阻燃剂与聚合物基体的相容性，还能抑制金属有机骨架材料的团聚，从而提高聚合物复合材料的抑烟效果和力学性能。
附图说明：
[0011]图1为本专利技术勃姆石、Zr
‑
MOF以及抑烟剂A1的红外光谱图；
[0012]图2为本专利技术勃姆石、Zr
‑
MOF以及抑烟剂A1的XRD图谱；
[0013]图3为本专利技术抑烟剂A1的SEM图；
[0014]图4为本专利技术抑烟剂A10的SEM图；
[0015]图5为本专利技术聚氯乙烯复合材料D1燃烧后的SEM图；
[0016]图6为本专利技术聚氯乙烯复合材料C1燃烧后的SEM图。
具体实施方式：
[0017]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本专利技术。
[0018]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0019]本专利技术提供一种抑烟剂，所述抑烟剂包括无机阻燃剂和负载在所述无机阻燃剂上的金属有机骨架颗粒(MOF)；所述金属有机骨架颗粒通过金属离子作为连接点，由有机配体与金属离子自组装形成。
[0020]所述金属离子选自过渡金属离子中的至少一种。
[0021]通过在无机阻燃剂表面包覆一层金属有机骨架材料，不仅可以改善无机阻燃剂与聚合物基体的相容性，还能抑制金属有机骨架材料的团聚，从而提高聚合物复合材料的抑烟效果和力学性能。
[0022]本专利技术对所述无机阻燃剂的粒径和形貌没有特殊的要求，其粒径可以是微米级，也可以是纳米级；其微观形貌可以是球形、类球形、片状、纤维状或块状中至少一种。
[0023]本专利技术中，所述无机阻燃剂是具有阻燃性能的无机物；优选地，所述无机阻燃剂选自勃姆石、水滑石、凹凸棒土、氧化镁、氧化铝、氢氧化物中的至少一种；所述氢氧化物可以是复合氢氧化物、氢氧化镁和氢氧化铝中的至少一种，所述复合氢氧化物可以为所属领域技术人员所知，例如可以是镁铝双氢氧化物。
[0024]本专利技术中，所述有机配体选自对苯二甲酸及其衍生物、苯三酸、2
‑
氨基对苯二甲酸、2
‑
甲基咪唑和苯并咪唑中的至少一种。
[0025]根据本专利技术，通过引入阻燃元素，能够提高抑烟剂的阻燃效果；优选条件下，所述金属离子选自Zr
4+
、Zn
2+
、Fe
3+
、Ni
2+
、Co
2+
、Mo
3+
、Sn
4+
、Sb
5+
和Mn
2+
中的至少一种；进一步优选为Zr
4+
、Zn
2+
、Ni
2+
和Co
2+
中的至少一种。
[0026]根据本专利技术，优选地，所述无机阻燃剂与所述金属有机骨架颗粒(MOF)的质量比为(1
‑
10):1，例如可以是1:1、2:1、4:1、5:1、6:1、8:1、10:1或上述任意两个比值构成的范围中
的任意值，优选(4
‑
8):1。
[0027]本专利技术还提供一种制备抑烟剂的方法，所述方法包括：在溶剂存在下，将无机阻燃剂、有机配体和过渡金属盐进行混合，接着将混合得到的混合体系转入反应釜中进行反应，得到所述抑烟剂。
[0028]在本专利技术的一些优选实施方式中，所述方法进一步包括：
[0029]1)将无机阻燃剂在溶剂中进行分散，得到悬浮液A；
[0030]将有机配体在溶剂中进行分散，得到溶液B；
[0031]将过渡金属盐在溶剂中进行分散，得到溶液C；
[0032]2)接着在悬浮液A中滴加溶液B，再加入溶液C，得到混合体系，接着将所述混合体系转入反应釜中进行反应，得到所述抑烟剂。
[0033]本专利技术中，所述无机阻燃剂选自勃姆石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑烟剂，其特征在于：所述抑烟剂包括无机阻燃剂和负载在所述无机阻燃剂上的金属有机骨架颗粒；所述金属有机骨架颗粒通过金属离子作为连接点，由有机配体与金属离子自组装形成；所述金属离子选自过渡金属离子中的至少一种。2.根据权利要求1所述的抑烟剂，其特征在于：所述金属离子选自Zr
4+
、Zn
2+
、Fe
3+
、Ni
2+
、Co
2+
、Mo
3+
、Sn
4+
、Sb
5+
和Mn
2+
中的至少一种；优选为Zr
4+
、Zn
2+
、Ni
2+
和Co
2+
中的至少一种；优选地，所述无机阻燃剂选自勃姆石、水滑石、凹凸棒土、氧化镁、氧化铝、氢氧化物中的至少一种；优选地，所述有机配体选自对苯二甲酸及其衍生物、苯三酸、2
‑
氨基对苯二甲酸、2
‑
甲基咪唑和苯并咪唑中的至少一种；优选地，所述无机阻燃剂与所述金属有机骨架颗粒的质量比为(1
‑
10):1，优选为(4
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8):1。3.一种制备抑烟剂的方法，其特征在于：所述方法包括：在溶剂存在下，将无机阻燃剂、有机配体和过渡金属盐进行混合，接着将混合得到的混合体系转入反应釜中进行反应，得到所述抑烟剂。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述无机阻燃剂选自勃姆石、水滑石、凹凸棒土、氧化镁、氧化铝、氢氧化物中的至少一种；优选地，所述有机配体选自对苯二甲酸及其衍生物、苯三酸、2
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【专利技术属性】
技术研发人员：马先虎，蒋学鑫，王韶晖，
申请(专利权)人：安徽壹石通材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：