【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种萘羧酸和/或其衍生物酸根插层类水滑石及其制备方法，属于水滑石制备。
技术介绍
1、ldhs(layered double hydroxides，层状双金属氢氧化物)是一种典型的阴离子插层层状化合物，是水滑石(hydrotacite，ht)和类水滑石(hydrotalcite likecompounds，htlcs)的统称，其层板由二元或多元金属氢氧化物构成，层间填充有相应的阴离子以平衡层板中的电荷。普通ldhs的结构通式为其典型代表是天然水滑石(mg6al2(oh)16·4h2o)，其他二价(如mn2+、ni2+、zn2+等)与三价(如fe3+、co3+、cr3+等)金属离子也可形成类似的层状化合物，可统称为类水滑石，其层间阴离子可通过离子交换、直接沉淀法和记忆效应法组装入金属氢氧化物层间。
2、ldhs可视为具有主客体相互作用的超分子结构，ldhs主体层板内金属离子与氢氧根以强化学键相互作用，主体层板和客体层间阴离子则主要通过库伦静电、氢键或范德华力相互作用，并以有序的方式形成超分子结构复合材料。在这类材料中，主客体相互作用和二维层状材料所体现的纳米性质使其具有独特的光、电、磁、催化、吸附等物理化学性能。因此，ldhs被广泛应用于催化与吸附、光学、电化学、磁学和防腐蚀等领域。
3、ldhs在抗紫外中也有广泛的应用，ldhs抗紫外性能主要体现在氢氧化物对紫外线的阻隔及层板间阴离子对紫外线吸收两方面。无机酸根插层的类水滑石ldhs作为紫外阻隔受到其形貌和粒径的影响。
4、因为l
5、ldhs的主要合成方法有共沉淀法、水热法、离子交换法、焙烧还原法以及其他衍生方法。
6、共沉淀法是利用可溶性金属盐、可溶性碱和插层阴离子的盐或酸之间发生沉淀反应制备ldhs的方法。共沉淀法具有操作简单，反应条件温和等特点，是最常用的ldhs制备方法之一。因硝酸根离子在常见的阴离子中几乎是最容易被其他阴离子置换的，因此为了成功合成特定阴离子插层的ldhs，共沉淀法合成ldhs时大多使用硝酸盐进行反应，氯盐和硫酸盐相对使用较少。但硝酸盐的氧化性、毒性及价格均不利于ldhs的大规模生产。我国氯化镁资源储量丰富，以氯化镁为原料，采用共沉淀法合成ldhs具有巨大的成本优势。
7、水热法是溶剂热法的一种，是以水作为溶剂或分散剂，将反应物混合液放在密封的压力容器中，在一定温度下利用水的饱和蒸气压实现压力条件下粉体溶解再结晶的材料制备方法，其具有产物结晶完整度高，粒度分布均匀，产品纯度高和颗粒团聚度低等优点。水热法的不足之处在于其对反应设备要求较高、反应温度高等，这使其耗能偏高，增加了生产成本，也不利于一些稳定性较差的有机酸根插层ldhs的合成。
8、离子交换法是用共沉淀法合成硝酸根插层ldhs后，将沉淀干燥、加入待插层阴离子盐溶液进行离子交换来制备ldhs的一种方法。因硝酸根插层ldhs中硝酸根具有容易被置换的特点，所以离子交换法是较容易合成特殊离子插层ldhs的方法，也是科学研究中使用最频繁的一种方法。离子交换法的另一个优点是可以使合成的ldhs最大限度保持硝酸根插层ldhs的原有形貌和粒径分布，即可以间接通过控制硝酸根ldhs的形貌和粒径来控制插层ldhs的形貌。离子交换法的缺点是操作过程复杂、层间离子置换不彻底。也有采用氯离子、碳酸根插层ldhs代替硝酸根ldhs进行离子交换法制备ldhs的报道。但此时一般需要更大的阴离子盐溶液浓度、更长的反应时间和更高的反应温度，其实际交换效果不如硝酸根ldhs。离子交换法的另一个缺点是先合成ldhs前驱体，且制备过程连续性较差，不便于大规模生产。
9、焙烧还原法主要利用ldhs的结构记忆效应，首先通过加热释放出水及层间离子的热分解产物，然后将焙烧后的氧化物放入特定阴离子的溶液，重新建立ldhs的插层结构，最终获得相应阴离子插层的ldhs。因为ldhs在相应阴离子的溶液中复原，不会受到其他阴离子的干扰，因此合成的ldhs中层间阴离子纯度较高、没有其它杂质离子。焙烧还原法适用于大客体阴离子插层ldhs的合成。其缺点是合成产物中可能含有一定量的无定型固体，实际生产时能耗较高，反应连续性较差，成本较大。
10、因有机酸根插层ldhs中有机物自身稳定性的问题及实际大规模生产对生产效率和能耗的要求，共沉淀法最有可能用于有机酸根插层ldhs的大规模合成与应用。
11、天然水滑石或人工合成水滑石直接加入高分子阻燃时，其性能和氢氧化镁、氢氧化铝等类似，阻燃方式主要为分解反应吸热，释放h2o及co2并产生氧化物层隔绝可燃气体扩散阻燃，同时，其产生的氧化物不仅可以一定程度上催化可燃物成碳，且可以对烟尘吸附实现有效抑烟。但是其要达到较好的阻燃效果必须进行大量添加，此时力学性能下降明显。
12、镁铝ldhs和其他阻燃剂如氢氧化镁、有机磷酸、硼酸盐等都有协效阻燃的作用，能一定程度上提高其阻燃性能，降低添加量。但作为主要的无机粉体阻燃填料，力学性能下仍然较明显，且与大量有机磷酸等复配时，又会时阻燃剂产生一定的毒性，同时也会一定程度上增加其成本。
13、人工合成的氢氧化物层板金属为过渡金属的ldhs及其复合材料阻燃效果较好。如xin等添加ni-fe为层板金属离子的ldhs到环氧树脂时，2wt％即可使其锥形量热中最大热释放速率峰值从1730降至1070k其合成原料为硝酸盐，以尿素做碱源和碳源，在150℃下水热24h合成，故其合成成本较高，高温高压条件使其很难进行大规模连续生产。通过有机酸根阴离子对镁铝水滑石进行插层改性也可以提高其阻燃效果，以降低添加量，如ehsannaderi kalali等介绍了一种环糊精、查尔酮和十二烷基磺酸混合离子共同插层的ldhs，其就有比较好的阻燃效果，环氧树脂中添加7％wt％即可使垂直燃烧ul94达到v-0级，锥形量热中热释放速率峰值从纯环氧树脂中的938降至318w m-2，但其原料采用硝酸盐，且插层阴离子的制备过程较复杂，从而大大增加了其生产复杂性和成本。
14、有机高分子材料因其优异的综合性能被广泛应用于生产生活，但多数有机高分子具有易燃，在日光下易老化等缺点，因此，需要对有机高分子进行阻燃及抗紫外处理。普通水滑石主要作为pvc热稳定剂被广泛应用，但作为阻燃剂，因水滑石阻燃机理与氢氧化镁等阻燃剂相同，故普遍存在阻燃效率偏低的问题，即添加量较低时阻燃能力差，添加量较大时相溶性较差、复合材料力学性能下降明显。同时，普通水滑石不具备较强的紫外吸收能力。且一般水滑石作为高分子填料应用时只注重某一方面性能的开发，不能同时兼顾水滑石材料的阻燃和抗紫外性能。
15、综上所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种萘羧酸和/或其衍生物酸根插层类水滑石的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述萘羧酸包括萘甲酸类化合物和萘乙酸类化合物中的任意一种或两种的组合，优选的，所述萘甲酸类化合物包括1-萘甲酸、2-甲氧基-1-萘甲酸、2-甲基-1-萘甲酸、2-羟基-1-萘甲酸、2-乙氧基-1-萘甲酸、3-甲氧基-1-萘甲酸、4-甲基-1-萘甲酸、4-氨基-1-萘甲酸、4-乙基-1-萘甲酸、4-丙基-1-萘甲酸、4-乙氧基-1-萘甲酸、4-硝基-1-萘甲酸、6-羟基-1-萘甲酸、2-萘甲酸、1-氨基-2-萘甲酸、1-羟基-2-萘甲酸、1，4-二羟基-2-萘甲酸、3-氨基-2-萘甲酸、3-甲氧基-2-萘甲酸、3，5-二羟基-2-萘甲酸、3-羟基-7-甲氧基-2-萘甲酸、5，6，7，8-四羟基-2-萘甲酸、6-氨基-2-萘甲酸、6-甲氧基-2-萘甲酸、6-(二甲基氨基)-2-萘甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、2-羟基-3-萘甲酸，优选的，所述萘乙酸类化合物包括萘乙酸；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述混合体系中碱的物质的量为
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述混合体系中二价金属元素与三价金属元素的物质的量的比为1∶1-4∶1；
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括：将二价金属氯化物和萘羧酸和/或其衍生物的碱金属盐溶于水中得到第三溶液；
7.根据权利要求5-6中任一项所述的制备方法，其特征在于：将所述第二溶液匀速加入到第一溶液中；
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：所述混合体系反应结束后，陈化、洗涤、干燥，得到萘羧酸和/或其衍生物酸根插层类水滑石。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述反应的温度为20-90℃，所述反应的时间为0.5-3h；
10.由权利要求1-9中任一项所述制备方法制得的萘羧酸和/或其衍生物酸根插层类水滑石。
...【技术特征摘要】
1.一种萘羧酸和/或其衍生物酸根插层类水滑石的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述萘羧酸包括萘甲酸类化合物和萘乙酸类化合物中的任意一种或两种的组合，优选的，所述萘甲酸类化合物包括1-萘甲酸、2-甲氧基-1-萘甲酸、2-甲基-1-萘甲酸、2-羟基-1-萘甲酸、2-乙氧基-1-萘甲酸、3-甲氧基-1-萘甲酸、4-甲基-1-萘甲酸、4-氨基-1-萘甲酸、4-乙基-1-萘甲酸、4-丙基-1-萘甲酸、4-乙氧基-1-萘甲酸、4-硝基-1-萘甲酸、6-羟基-1-萘甲酸、2-萘甲酸、1-氨基-2-萘甲酸、1-羟基-2-萘甲酸、1，4-二羟基-2-萘甲酸、3-氨基-2-萘甲酸、3-甲氧基-2-萘甲酸、3，5-二羟基-2-萘甲酸、3-羟基-7-甲氧基-2-萘甲酸、5，6，7，8-四羟基-2-萘甲酸、6-氨基-2-萘甲酸、6-甲氧基-2-萘甲酸、6-(二甲基氨基)-2-萘甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、2-羟基-3-萘甲酸，优选的，所述萘乙酸类化合物包括萘乙酸；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述混合体系中碱的物质的量...
【专利技术属性】
技术研发人员：张禹泽，李丽娟，宋富根，时东，姬连敏，宋雪雪，陈楠，聂锋，彭小五，陈同，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：
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