【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无机矿物材料功能化，尤其涉及一种芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体及其制备方法和应用。
技术介绍
1、水镁石，是自然界中广泛存在的天然矿物材料之一，主要成分为氢氧化镁，通过简单的物理研磨法和多次风选分级可获得高目数的超细化水镁石粉，不仅可有效避免使用大量化学试剂的消耗，还能极大的节约加工成本。目前，传统化学法制备的氢氧化镁材料价格昂贵，制备过程中还伴随着大量化学试剂的消耗，且制备成本昂贵，不利于环境保护，也不利于时下低碳可持续发展的策略，因此，通过简单物理研磨法所得水镁石粉具有较大的应用潜力。通常，物理法所得高目数超细化水镁石粉不仅可以作为填料，还能作为功能性抑烟和阻燃材料进行使用，且具有较高的绿色环保特性，但是，其表面含有大量的羟基，使用过程中对于加工助剂的吸附量较大，显著增加了复合材料的制备成本，此外，水镁石粉还非常容易受潮，长期贮存容易出现成块和团聚等问题。天然矿物粉体来源于自然，天然无机矿物粉体的使用是时下开发绿色环保低碳产品的必由之路，为了推动其向多功能和高价值方向发展，尤其是兼具阻燃、抑烟、成炭、低成本、分散性良好等多种功能的复合粉体亟待开发。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体及其制备方法和应用，所述芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体具有优异的阻燃、成炭性能以及低吸油值，添加到弹性体母粒中还能提升阻燃等级、极限氧指数、残炭率以及抑烟的时间，同时降低成本，对于弹性体的力学性能及分散性也有一定程
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体的制备方法，包括以下步骤：
4、将芘-2-甲醛与第一溶剂第一混合，得到芘-2-甲醛溶液；
5、将肉桂酸衍生物与第二溶剂第二混合，得到肉桂酸衍生物溶液；
6、将所述芘-2-甲醛溶液与肉桂酸衍生物溶液第三混合后，进行缩合反应，得到芘乙烯肉桂酸微纳有机炭；
7、将所述芘乙烯肉桂酸微纳有机炭、水镁石粉与第三溶剂第四混合后，进行酯化反应，得到芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体；
8、所述芘-2-甲醛具有式i所示结构：
9、
10、所述肉桂酸衍生物具有式ii所示结构：
11、
12、优选的，所述第一溶剂为丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和1,3-丁二醇中的一种或几种；所述第一混合的条件包括：温度为20～50℃，时间为1～12h，搅拌速率为100～1200rpm。
13、优选的，所述芘-2-甲醛溶液的浓度为1～100m；所述肉桂酸衍生物溶液的浓度为1～300m。
14、优选的，所述第二溶剂为甲醇、去离子水、乙醇、乙酸乙酯、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或几种；所述第二混合的条件包括：温度为25℃，时间为1～6h，搅拌速率为100～800rpm。
15、优选的，所述肉桂酸衍生物与芘-2-甲醛的摩尔比为1～50:1。
16、优选的，所述第三混合的条件包括：升温至所述第三混合的目标温度的升温速率为6～60℃/h，目标温度为60～100℃，搅拌速率为100～1600rpm；所述缩合反应的反应温度为60～100℃，反应时间为1～24h。
17、优选的，所述芘乙烯肉桂酸微纳有机炭与水镁石粉的摩尔比为1:1～40。
18、优选的，所述水镁石粉的中位粒径为1.0～4.0μm；所述第三溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和去离子水中的一种或几种；所述第四混合的条件包括：升温至目标温度为60～120℃，混合时间为10～100min，搅拌速率为600r/min～3000r/min；所述酯化反应的反应时间为10～180min，反应温度为60～120℃。
19、本专利技术提供了上述技术方案所述的制备方法得到的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体。
20、本专利技术提供了上述技术方案所述的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体在阻燃抑烟剂中的应用。
21、与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有如下的有益效果：
22、1)本专利技术基于微纳米级大共轭芳香片层和3-肉桂酸衍生物盐化反应(一步法)得到的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭是一种具有大芳香共轭结构低表面能的有机功能化合物，因其具有较大的共轭结构，将其引入到天然无机矿物材料表面可以有效降低无机材料的表面极性，改善天然矿物材料在基体中的分散性，降低天然矿物材料的吸油值，尤其在协同内部天然矿物材料增强成炭和提升物理阻隔性方面显得尤为显著。
23、2)本专利技术中，芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体以芘乙烯肉桂酸微纳有机炭为外壳，天然水镁石粉为内核，表层的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭因具有大共轭芳香结构，其能够在燃烧时提供大量阻隔炭层，有助于成炭性能的提升，内部的天然水镁石粉具有阻燃和抑烟性能，两者相互结合，显著提升了该复合材料在聚合物基体燃烧过程中的阻燃、抑烟和成炭多重功能，不仅可释放大量的水蒸气稀释燃烧前释放的分子链断裂碎片以及其它可燃性气体产物，还能在固相可释放出耐热和难燃的mgo，此外，在燃烧前可以产生大量芳环(杂环)炭层，进而可阻止热流、气流、质流的传递，达到内外协同阻燃的效果。
24、3)本专利技术中，制备得到的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体显著降低吸油值的同时，提升了复合材料在聚合物基体中的分散性，还能显著降低加工成本，通过引入芘乙烯肉桂酸微纳有机炭，不仅可以实现天然无机矿物粉体的多功能化和高附加值化，还能有效降低产业链的生产成本。
25、4)在本专利技术中，制备得到的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体添加到弹性体母粒中还能促进流动性的提高以及缩短加工成型的时间，可用于制成高流动、高阻燃、高抑烟、低吸湿的弹性体功能母粒。
26、5)本专利技术提供的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭采用一步法制得，芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体也采用一步法制备，制备过程简单易行，对昂贵设备依赖程度不高，不存在复杂的后处理过程，制备成本低廉，原料来源广泛，适合大规模工业化应用，具有较大的应用潜力，能促进天然无机矿物粉体的功能化应用以及微纳级炭层在功能复合材料中的开发和使用。
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1.一种芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂为丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和1,3-丁二醇中的一种或几种；所述第一混合的条件包括：温度为20～50℃，时间为1～12h，搅拌速率为100～1200rpm。
3.根据权利要求1或2所述的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体的制备方法，其特征在于，所述芘-2-甲醛溶液的浓度为1～100M；所述肉桂酸衍生物溶液的浓度为1～300M。
4.根据权利要求1所述的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体的制备方法，其特征在于，所述第二溶剂为甲醇、去离子水、乙醇、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种；所述第二混合的条件包括：温度为25℃，时间为1～6h，搅拌速率为100～800rpm。
5.根据权利要求1所述的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体的制备方法，其特征在于，所述肉桂酸衍生物与芘-2-甲醛的摩尔比为1
6.根据权利要求1所述的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体的制备方法，其特征在于，所述第三混合的条件包括：升温至所述第三混合的目标温度的升温速率为6～60℃/h，目标温度为60～100℃，搅拌速率为100～1600rpm；所述缩合反应的反应温度为60～100℃，反应时间为1～24h。
7.根据权利要求1所述的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体的制备方法，其特征在于，所述芘乙烯肉桂酸微纳有机炭与水镁石粉的摩尔比为1:1～40。
8.根据权利要求1所述的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体的制备方法，其特征在于，所述水镁石粉的中位粒径为1.0～4.0μm；所述第三溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和去离子水中的一种或几种；所述第四混合的条件包括：升温至目标温度为60～120℃，混合时间为10～100min，搅拌速率为600r/min～3000r/min；所述酯化反应的反应时间为10～180min，反应温度为60～120℃。
9.权利要求1～8任意一项所述制备方法得到的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体。
10.权利要求9所述的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体在弹性体母粒功能增强领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂为丙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和1,3-丁二醇中的一种或几种；所述第一混合的条件包括：温度为20～50℃，时间为1～12h，搅拌速率为100～1200rpm。
3.根据权利要求1或2所述的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体的制备方法，其特征在于，所述芘-2-甲醛溶液的浓度为1～100m；所述肉桂酸衍生物溶液的浓度为1～300m。
4.根据权利要求1所述的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体的制备方法，其特征在于，所述第二溶剂为甲醇、去离子水、乙醇、乙酸乙酯、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或几种；所述第二混合的条件包括：温度为25℃，时间为1～6h，搅拌速率为100～800rpm。
5.根据权利要求1所述的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水镁石复合粉体的制备方法，其特征在于，所述肉桂酸衍生物与芘-2-甲醛的摩尔比为1～50:1。
6.根据权利要求1所述的芘乙烯肉桂酸微纳有机炭杂化水...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐灵峰，李永亮，李裕乐，曾国元，宋世坤，刘礼祥，赵静怡，
申请(专利权)人：江西广源新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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