一种三嗪基有机共价骨架修饰的水滑石基阻燃剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种三嗪基有机共价骨架修饰的水滑石基阻燃剂及其制备方法，将三聚氰胺和MgAl

【技术实现步骤摘要】
一种三嗪基有机共价骨架修饰的水滑石基阻燃剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于水滑石阻燃
，具体涉及一种三嗪基有机共价骨架修饰的水滑石基阻燃剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]层状双金属氢氧化物(LDH)是一种层状阴离子粘土，由带正电的金属阳离子层板和带负电的层间阴离子组成。由于其独特的结构与性质，LDH被广泛用于催化剂、吸附剂、生物医药、阻燃剂等领域。其中，镁铝水滑石(MgAl
‑
LDH)作为最典型的层状双金属氢氧化物，由于无卤、低烟、易制备、低价等特点被用于各种高分子的阻燃剂。
[0003]然而，作为一种无卤阻燃剂，MgAl
‑
LDH层板上含有大量的羟基基团，极易导致形成氢键而造成MgAl
‑
LDH的团聚。另外，MgAl
‑
LDH作为一种无机粘土类材料与非极性的聚合物基体存在兼容性差的问题，从而容易导致复合材料的机械性能被破坏。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目在于提供了一种三嗪基有机共价骨架修饰的水滑石基阻燃剂及其制备方法，通过在MgAl
‑
LDH表面原位聚合反应生成三嗪基有机共价骨架，在提高水滑石稳定性和疏水性的同时，改善了水滑石自身的团聚性能以及与聚合物基体之间的兼容性，明显提升了复合材料的机械性能和阻燃性能。
[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种三嗪基有机共价骨架修饰的水滑石基阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)将三聚氰胺和MgAl
‑
LDH置于DMF中，超声搅拌得到浆液A；将三聚氯氢置于DMF中，超声搅拌得到浆液B；
[0008](2)搅拌条件下，将浆液B缓慢滴加至浆液A中，再加入三乙胺，得浆液C；浆液C经加热反应，即得三嗪基有机共价骨架修饰的水滑石基阻燃剂。
[0009]本专利技术通过在MgAl
‑
LDH表面原位聚合反应生成三嗪基有机共价骨架，在引入氮元素的同时，MgAl
‑
LDH表面形貌发生了明显的变化，既提高了水滑石的稳定性和疏水性，同时还改善了水滑石自身的团聚性能以及与聚合物基体之间的兼容性。而且，专利技术人还意外发现，反应过程中，原料的添加顺序和混合过程均会对最终生成的三嗪基有机共价骨架修饰的水滑石基阻燃剂的表面形貌和性能产生明显的影响。只有当采用本专利技术的先将MgAl
‑
LDH与三聚氰胺混合，再加入三聚氯氢的添加顺序和混合方式，才能使得MgAl
‑
LDH更易于表面改性，MgAl
‑
LDH自我堆叠情况得到明显改善。而采用其它如，先将三聚氰胺和三聚氯氢混合，再加入MgAl
‑
LDH；或直接将三者混合的方式，得到的水滑石基阻燃剂的表面相对光滑，且自我堆叠的情况并没有得到改善。这一点，在最终获得的阻燃复合材料的机械性能和阻燃性能中，也得到明显的体现。
[0010]进一步地，步骤(1)中，MgAl
‑
LDH和三聚氰胺的质量比为2
‑
3：1；浆液A中，MgAl
‑
LDH
的浓度为10
‑
20g/L；浆液B中，三聚氯氢的浓度为20
‑
30g/L。
[0011]进一步地，步骤(2)中，浆液C中，MgAl
‑
LDH和三聚氯氢的质量比为3
‑
5：1，MgAl
‑
LDH和三乙胺的质量体积比为0.3
‑
0.6g：1ml。
[0012]进一步地，步骤(2)中，加热反应的温度为70
‑
90℃，时间为8
‑
12h。
[0013]本专利技术还提供了上述制备方法制得的三嗪基有机共价骨架修饰的水滑石基阻燃剂。
[0014]本专利技术的优势在于：
[0015]本专利技术通过严格控制反应原料的添加顺序和混合过程，在MgAl
‑
LDH表面原位聚合反应生成三嗪基有机共价骨架，在引入氮元素的同时，MgAl
‑
LDH表面形貌发生了明显的变化，既提高了水滑石的稳定性和疏水性，同时还改善了水滑石自身的团聚性能以及与聚合物基体之间的兼容性，明显提升了复合材料的机械性能和阻燃性能。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例1制得的LDH@TOF的XRD图；
[0017]图2是本专利技术实施例1制得的LDH@TOF的FTIR图；
[0018]图3是本专利技术实施例1制得的LDH@TOF和LDH(MgAl
‑
LDH)的SEM图；
[0019]图4是本专利技术实施例1制得的LDH@TOF、对比例1制得的D1和对比例2制得的D2的SEM图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例，对本专利技术做进一步的说明。
[0021]本专利技术中，MgAl
‑
LDH为常规的镁铝水滑石，采用现有方法制得，例如：
[0022]先按照镁铝阳离子摩尔比为3：1称取0.03mol的Mg(NO3)2·
6H2O和0.01mol的Al(NO3)3·
6H2O，将两者溶解于200ml的去离子水，超声形成混合盐溶液以备待用。准确称取金属阳离子摩尔总数3.3倍的尿素，置于200ml的去离子水中，超声溶解以备待用。将两者一同转入500ml带有聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，充分混合后转入电热恒温干燥箱中，110℃条件下反应24h。最后，将得到得产品进行抽滤、洗涤、干燥、研磨，得到的产物即为镁铝水滑石(MgAl
‑
LDH)。
[0023]实施例1
[0024](1)称取3g镁铝水滑石(MgAl
‑
LDH)与1.11g三聚氰胺一同超声分散于200ml的DMF中得浆液A，转入500ml三颈烧瓶中；
[0025](3)称取0.75g三聚氯氢超声分散于30ml的DMF中得浆液B，然后缓慢滴加至三颈烧瓶中，最后滴入6ml三乙胺，得浆液C，在90℃下反应12h，反应过程中保持搅拌，反应结束后将所得目标产物进行抽滤、洗涤、干燥、研磨即得到三嗪基有机共价骨架修饰的镁铝水滑石基阻燃剂，记为LDH@TOF。
[0026]如图1所示，LDH@TOF显示出水滑石材料所独具的(003)、(006)、(009)、(015)、(018)特征衍射峰，表明其仍然保留了LDH的层状结构。与LDH的衍射峰相比，LDH@TOF出现了几个新的衍射峰，其所有的特征衍射峰同时能够对应LDH的衍射峰与TOF(三嗪基有机共价骨架)的衍射峰，且峰形仍然尖锐强烈，表明LDH在改性之后仍然保持了良好的晶型。
[0027]如图2所示，在LDH@TOF的FT
‑
IR光谱中不仅出现了LDH的振动峰，而且还在1664cm
‑1和1536cm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三嗪基有机共价骨架修饰的水滑石基阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将三聚氰胺和MgAl
‑
LDH置于DMF中，超声搅拌得到浆液A；将三聚氯氢置于DMF中，超声搅拌得到浆液B；(2)搅拌条件下，将浆液B缓慢滴加至浆液A中，再加入三乙胺，得浆液C；浆液C经加热反应，即得三嗪基有机共价骨架修饰的水滑石基阻燃剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，MgAl
‑
LDH和三聚氰胺的质量比为2
‑
3：1；浆液A中，MgAl
‑
LDH的浓度为10
‑
20g/L；浆液B中，三聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐圣，汤哲鸿，胡杰，罗芊，贺巧玉，崔笑笑，范启勋，刘志豪，丁驰捷，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：