二乙基次磷酸铝纳米纤维及其制备方法和用途技术

本申请公开一种二乙基次磷酸铝纳米纤维及其制备方法和用途

【技术实现步骤摘要】
二乙基次磷酸铝纳米纤维及其制备方法和用途、阻燃环氧树脂材料


[0001]本申请涉及阻燃剂
，具体涉及一种二乙基次磷酸铝纳米纤维及其制备方法和用途，还涉及一种阻燃环氧树脂材料
。

技术介绍

[0002]随着高分子材料在建筑
、
汽车工业
、
电子电器等行业的广泛应用，其易燃性这一显著的缺点也为该行业带来了许多安全隐患，因此开发阻燃剂以对高分子材料进行阻燃改性显得尤为重要
。
传统的卤系阻燃剂因其具有较高的阻燃效率
、
价廉等优点成为用量最大的阻燃剂之一
。
然而，卤系阻燃剂在燃烧过程中会释放二噁英等致癌物质，不符合目前的环保要求，使得传统的卤系阻燃剂受到了极大程度的限制，开发环保无卤的阻燃剂成为现阶段的迫切需求
。
[0003]二乙基次磷酸铝
(ADP)
是新一代绿色环保无卤阻燃剂
。
由于其阻燃效率高
、
用量小
、
色泽佳
、
相对电痕指数
(CTI
，
Comparative Tracking Index)
高等优点，满足电子电器
、
汽车等工业对塑料零部件轻量化
、
小型化和生产高效化的发展要求，应用前景广泛
。
研究表明，二乙基次磷酸铝在尼龙材料中都具有良好的分散相容性，并且适用于各种热塑性
、
热固性材料，在环氧树脂
、
尼龙
、
聚酯
、
热塑性弹性体中都有较好的阻燃效果，并且对材料的力学性能影响较小
。
如德国
Clariant
公司开发的以二乙基次磷酸铝为主要成分的
Exolit OP1311
和
Exolit OP 1312
，前者主要用于阻燃
GRPA6
，后者用于阻燃
GRPA66。
这类阻燃产品密度较低，阻燃剂用量较少，机械性能较好，色泽较佳，烟密度较低，
CTI
值较高，在电子电气工业中具有广阔的应用前景
。
但是，其产品的粒径较大，约为
42
μ
m
左右，会影响其与高分子材料的相容性
。
而
Exolit OP935
系列产品，虽然粒径较小，在3～4μ
m
，但是其由大颗粒粉碎而来，生产能耗巨大，环境污染严重
。
[0004]为此，本领域需要开发一种合成纳米级二乙基次磷酸铝的新方法
。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种二乙基次磷酸铝的制备方法，其制备的二乙基次磷酸铝为纳米级纤维状形貌，且形貌规整，将该二乙基次磷酸铝纳米纤维应用于环氧树脂材料中，能够有效增强所述环氧树脂材料的阻燃性能和机械强度
。
[0006]为实现上述目的，本申请采取的技术方案为：一种二乙基次磷酸铝纳米纤维的制备方法，包括：提供具有预设温度的二乙基次磷酸钠的水溶液，并使所述二乙基次磷酸钠的水溶液呈酸性；在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中加入模板剂，得到反应液；在所述反应液中滴加铝盐的水溶液，经反应后得到所述二乙基次磷酸铝纳米纤维
。
[0007]在本申请的一些实施例中，所述在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中加入模板剂包括：在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中分别加入具有配位作用的第一模板剂和具有亲水亲
油性的第二模板剂并进行搅拌
。
[0008]在本申请的一些实施例中，所述第一模板剂和所述二乙基次磷酸钠的摩尔比为
1:(500
～
1000)
；所述第二模板剂和所述二乙基次磷酸钠的摩尔比为
1:(100
～
300)。
[0009]在本申请的一些实施例中，所述第一模板剂包括四氢吡咯
、
乙二胺
、
尿素以及正丁胺中的至少一种；所述第二模板剂包括聚乙二醇
‑
6000、
α
‑
烯基磺酸钠
、
十六烷基三甲基溴化铵以及十二烷基苯磺酸钠中的至少一种
。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述二乙基次磷酸钠的二乙基次磷酸根和所述铝盐中的铝离子的摩尔比为
(2.5
～
3.5):1。
[0011]在本申请的一些实施例中，在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中，所述二乙基次磷酸钠的质量分数为
20
％～
40
％；在所述铝盐的水溶液中，所述铝盐的质量分数为
20
％～
40
％；所述铝盐为氯化铝
、
硫酸铝及硝酸铝中的至少一种
。
[0012]在本申请的一些实施例中，使所述二乙基次磷酸钠的水溶液呈酸性的方法包括：向所述二乙基次磷酸钠的水溶液中加入硫酸水溶液，以调节所述二乙基次磷酸钠的水溶液的
pH
值至2～
4。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述预设温度为
80℃
～
90℃
；在2小时内逐渐滴加完所述铝盐的水溶液，且反应时间为
0.5
小时～2小时
。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述制备方法还包括：对反应后的体系进行过滤，得到沉淀物；在
70℃
～
90℃
的去离子水中洗涤所述沉淀物；将洗涤后的所述沉淀物在真空度为
0.07MPa
～
0.09MPa
，温度为
110℃
～
130℃
的条件下干燥1小时～3小时，获得粉末状的所述二乙基次磷酸铝纳米纤维
。
[0015]另外，本申请还提供一种二乙基次磷酸铝纳米纤维，通过上述的二乙基次磷酸铝纳米纤维的制备方法制备获得
。
[0016]本申请还提供所述二乙基次磷酸铝纳米纤维作为阻燃剂的用途
。
[0017]本申请还提供一种阻燃环氧树脂材料，以总质量为
100
％计，包括：
70
％～
99.9
％的环氧树脂基体
、0.05
％～
10
％的间苯二胺以及
0.05
％～
30
％的上述的二乙基次磷酸铝纳米纤维
。
[0018]与现有技术相比，本申请技术方案的二乙基次磷酸铝纳米纤维及其制备方法具有如下有益效果：
[0019]本申请技术方案的制备方法以二乙基次磷酸钠和水溶性铝盐为原料，以模板剂作为形貌控制剂，可以直接制备出纳米级纤维状形貌的二乙基次磷酸铝产品，反应条件温和，无需进行二次粉碎，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种二乙基次磷酸铝纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括：提供具有预设温度的二乙基次磷酸钠的水溶液，并使所述二乙基次磷酸钠的水溶液呈酸性；在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中加入模板剂，得到反应液；在所述反应液中滴加铝盐的水溶液，经反应后得到所述二乙基次磷酸铝纳米纤维
。2.
根据权利要求1所述的二乙基次磷酸铝纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中加入模板剂包括：在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中分别加入具有配位作用的第一模板剂和具有亲水亲油性的第二模板剂并进行搅拌
。3.
根据权利要求2所述的二乙基次磷酸铝纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述第一模板剂和所述二乙基次磷酸钠的摩尔比为
1:(500
～
1000)
，所述第二模板剂和所述二乙基次磷酸钠的摩尔比为
1:(100
～
300)。4.
根据权利要求2所述的二乙基次磷酸铝纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述第一模板剂包括四氢吡咯
、
乙二胺
、
尿素以及正丁胺中的至少一种；所述第二模板剂包括聚乙二醇
‑
6000、
α
‑
烯基磺酸钠
、
十六烷基三甲基溴化铵以及十二烷基苯磺酸钠中的至少一种
。5.
根据权利要求1所述的二乙基次磷酸铝纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述二乙基次磷酸钠的二乙基次磷酸根和所述铝盐中的铝离子的摩尔比为
(2.5
～
3.5):1。6.
根据权利要求1至5任一项所述的二乙基次磷酸铝纳米纤维的制备方法，其特征在于，在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中，所述二乙基次磷酸钠的质量分数为
20
％～
40
％；在所述铝盐的水溶液中，所述铝盐的质量分数为
20
％～
40
％；所述铝盐为氯化铝
、

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，陈建萍，赵晓冰，朱玉楠，麻景龙，
申请(专利权)人：潍坊科技学院，
类型：发明
国别省市：