CN102757581A - 一种膨胀阻燃剂功能化硅酸盐及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膨胀阻燃剂功能化硅酸盐及其制备方法。本发明的制备方法包含两种，一种方法是：首先制备硅烷偶联剂有机功能化硅酸盐；在第一步的基础上制备膨胀阻燃剂功能化硅酸盐。第二种方法是：首先制备含磷、氮阻燃元素的改性硅烷偶联剂；在第一步的基础上用改性硅烷偶联剂改性无机硅酸盐。本发明膨胀阻燃剂功能化硅酸盐由有机部分B和无机部分A组成，有机部分B通过含胺基硅烷偶联剂水解后形成的硅羟基与无机部分A的表面及层间的羟基发生脱水反应，使有机部分B接枝到无机部分A；有机部分B是由磷酰氯化合物与胺基硅烷偶联剂发生消除反应所形成。该膨胀阻燃剂功能化硅酸盐集增强、阻燃、抑烟功能于一体。

Description

一种膨胀阻燃剂功能化硅酸盐及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种多功能阻燃填料的制备，具体涉及一种有机/无机（有机膨胀型磷氮阻燃剂/硅酸盐）杂化纳米阻燃填料的制备方法。

背景技术

高分子材料，无论是塑料、橡胶，还是纤维，一般氧指数较低，属于易燃材料，燃烧时产生大量烟雾、有毒气体，使人中毒，甚至死亡，如何降低高分子材料的燃烧性能已成为人们日益关注的技术和社会问题。近年来，由高分子材料引发的火灾频繁发生，给人民的生命、财产安全带来极大的威胁，如“央视大楼火灾”、上海“11-15特大火灾”等，都是由于违规使用阻燃性能差的高分子材料所致。因此，各国都对高分子阻燃剂的研制、生产、应用、测试及阻燃法规的建立、完善作了大量的工作，也为阻燃剂的发展提供了广阔的市场。目前，研究具有阻燃性能的高分子材料已发展成为功能材料领域研究中的重点课题之

一般来说，提高高分子材料阻燃性能的主要途径是外加阻燃剂。按照化学组份，阻燃剂可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。无机阻燃剂主要包括无机硅系阻燃剂、纳米无机物阻燃剂、石墨阻燃剂等；而有机阻燃剂主要是指卤系、磷系、有机硅系、硼系等阻燃剂。目前我国使用的阻燃剂主要以有机卤系阻燃剂为主，尽管它与有机高聚物相容性好，阻燃效果好，添加量少，对材料的其他性能影响很小，但在燃烧过程中发烟量较大，且释放出的可能产生二噁英、呋喃、卤化氢等有毒性、腐蚀性的物质。目前，全世界阻燃剂研究朝着无卤阻燃的方向发展，无卤阻燃剂具有安全、无毒、价廉等优点，因而无卤阻燃剂的开发已经成为当前阻燃剂研究领域的一个热点。无卤阻燃剂中以无机阻燃剂和有机膨胀型阻燃剂发展快。常用的无机阻燃剂主要有硅酸盐、氢氧化铝、氧化锑、红磷、膨胀石墨等。无机添加型阻燃剂的优点是不挥发、价格低、毒性低、热稳定性好、有持久的阻燃效果；但是无机阻燃剂加入到聚合物基体中分散性能差，容易团聚，一般要经过有机改性才能添加到聚合物基体中使用，而常规改性剂为热稳定性较差的有机分子，因此，常规有机改性剂改性后的无机硅酸盐的阻燃性能会变差。有机阻燃剂是研究最为活跃的一种阻燃剂。它具有阻燃效率高、热稳定性适中等优点，但是有机阻燃剂价格昂贵，而且会增大燃烧时的烟雾浓度。因此，制备无卤高效低烟低毒成新型阻燃剂发展方向。

发明内容

本发明针对有机阻燃剂阻燃效果好，但是燃烧时烟物量大、成本高，影响聚合物基体材料的机械性能；无机阻燃剂虽具有无卤、无毒、低烟等优点，但却存在阻燃效果低，添加量大、在聚合物基体分散差等问题，提供一种集增强、阻燃、抑烟功能于一体的膨胀阻燃剂功能化硅酸盐及其制备方法。

本发明膨胀阻燃剂功能化硅酸盐是一种有机/无机杂化阻燃填料，其中“有机”指有机膨胀型磷氮阻燃剂，“无机”指硅酸盐；是一种实用型多功能复合阻燃剂；本发明利用有机阻燃剂高阻燃性能及无机阻燃填料的增强性能，用有机阻燃剂有机改性无机阻燃填料，提高无机阻燃填料的分散性，降低有机阻燃剂给聚合物造成的机械性能缺陷。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种膨胀阻燃剂功能化硅酸盐，由有机部分B和无机部分A组成，其结构式为（1）所示：

式（1）

其中，R1为碳原子数大于或者等于2的直链亚甲基或胺基；R₂、R₃为苯环或甲基；

有机部分B通过含胺基硅烷偶联剂水解后形成的硅羟基与无机部分A的表面及层间的羟基发生脱水反应，使有机部分B接枝到无机部分A；

所述无机部分A的原料为无机硅酸盐，包括蒙脱土、埃洛石、高岭土或羟基磷灰石；

所述有机部分B是由磷酰氯化合物与胺基硅烷偶联剂发生消除反应所形成。

所述磷酰氯化合物为二苯基氯化磷、二苯基磷酰氯、苯基二氯化磷、苯基磷酰二氯、氧氯化磷和甲基二氯化磷中的一种或多种。

所述胺基硅烷偶联剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷或氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷。

所述膨胀阻燃剂功能化硅酸盐的制备方法：以质量份数计，将20～50份的无机硅酸盐加入到50～100份的有机溶剂中搅拌分散，再加入5～10份的预水解的胺基硅烷偶联剂，在50～80℃搅拌反应5～12小时，过滤除去溶剂和吸附的硅烷偶联剂，干燥得到固体粉末；然后将20～50份所述的固体粉末搅拌分散在50～80份所述有机溶剂中，加入1～5份缚酸剂，通入氮气保护，在1～3小时内滴加5～10份的磷酰氯化合物，滴加完毕后升温到40～90℃继续反应4～10小时，过滤，除去生产的杂质盐，干燥，得到结构式（1）所示的膨胀阻燃剂功能化硅酸盐；

所述无机硅酸盐为蒙脱土、埃洛石、高岭土或羟基磷灰石；

所述有机溶剂为甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈、石油醚、丙酮或正庚烷；

所述胺基硅烷偶联剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷；

所述缚酸剂为三乙胺、吡啶、氢氧化钾或者碳酸钾；

所述磷酰氯化合物为二苯基氯化磷、二苯基磷酰氯、苯基二氯化磷、苯基磷酰二氯、氧氯化磷或甲基二氯化磷。

所述膨胀阻燃剂功能化硅酸盐的另一种制备方法：以质量份数计，将1～5份的胺基硅烷偶联剂搅拌分散在50～80份有机溶剂中，加入1～5份缚酸剂，通入氮气保护，缓慢滴加5～10份的磷酰氯化合物，滴加完毕后升温到40～90℃继续反应4～10小时，减压蒸馏除去有机溶剂，得到具有阻燃性能的改性硅烷偶联剂；将5～10份所述改性硅烷偶联剂滴加到20～50份无机硅酸盐中，然后室温下放入行星磨中进行研磨30～180分钟，抽提24～72小时，50～90℃真空干燥，得到膨胀阻燃剂功能化硅酸盐；

所述胺基硅烷偶联剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷或氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷？

所述缚酸剂为三乙胺、吡啶、氢氧化钾或者碳酸钾；

所述磷酰氯化合物是二苯基氯化磷、二苯基磷酰氯、苯基二氯化磷、苯基磷酰二氯、氧氯化磷或甲基二氯化磷；

所述无机硅酸盐为蒙脱土、埃洛石、高岭土或羟基磷灰石；

所述有机溶剂为甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈、石油醚、丙酮或正庚烷。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

（1）本发明所制备的有机阻燃剂改性无机阻燃填料阻燃效率较高，有机阻燃剂接枝率较高（>10％）；

（2）本发明所制备的有机阻燃剂改性无机阻燃填料不仅提高了无机阻燃填料的阻燃性能，而且促进了无机填料的分散，从而能有效促进无机填料的增强作用；

（3）本发明所制备的有机阻燃剂改性无机阻燃填料不仅集阻燃、增强的功能与一体，而且还兼具抑烟的功能。

附图说明：

图1为实施例1得到的阻燃剂功能化蒙脱土与未改性蒙脱土的红外谱图。

图2为实施例1得到的阻燃剂功能化蒙脱土与未改性蒙脱土的热失重曲线。

图3为实施例1得到的阻燃剂功能化蒙脱土与未改性蒙脱土的X射线衍射光谱曲线。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，需要说明的是实施例并不构成对本发明保护范围的限制。

实施例1：

(1)称取22.1g（0.1mol）Y-氨丙基三乙氧基硅烷和50mL甲苯置于250mL的四口烧瓶中，通入氮气，再加入10.1g（0.1mol）三乙胺进行持续搅拌；22g（0.1mol）二苯基氯化磷溶解在25mL甲苯中，然后用恒压滴液漏斗缓慢滴加到四口烧瓶中，滴加时间为2h，滴加完毕后温度升高到65℃，氮气保护下继续反应10小时得到产物，过滤，将滤液减压蒸馏，得到粘稠状产物N-(P，P′-二苯基)磷基-(3-三乙氧基硅基)丙胺)(DPTSPA)36.45g，产率为90％。

(2)50g蒙脱土在球磨机上预研磨30min，15g合成粘稠状产物(DPTSPA)滴加到15mL95％(体积浓度)乙醇中，超声分散30min(超声频率为20kHz，超声功率为400W)后滴加到蒙脱土中，研磨1h，用丙酮抽提48h后80℃真空干燥4h得到目标产品DPTSPA改性蒙脱土。

图1为所得到的蒙脱土和改性蒙脱土的红外光谱，红外曲线上3053cm^-1处和690处为苯环的C-H吸收峰，3426cm^-1为Si-OH的吸收峰，2800～2950cm^-1处为亚甲基的特征峰，745cm^-1附近为P-N特征峰，1485cm^-1处为苯基磷的吸收峰，1120-1000cm^-1处很强很宽的吸收峰为Si-O-Si特征峰。

图2为实施例1所得到的蒙脱土和改性蒙脱土的热失重曲线，从曲线可以看出，700℃时两条曲线的差值对应有机阻燃剂的接枝量，通过计算得出，有机阻燃剂的接枝率为12.13％。

图3为实施例1所得到的蒙脱土和改性蒙脱土的X-射线衍射图，从图中可以得出，改性蒙脱土在001面的衍射角由原来的7.06°降低到3.11°，通过计算，蒙脱土层间距由原来的1.09nm增大到2.48nm，从而说明有机阻燃剂成功插层进入蒙脱土层间，并对蒙脱土的层间进行了有效的扩张。综上所述，可以得出硅烷阻燃剂成功接枝到层状硅酸盐上。

实施例2：

(1)称取25g蒙脱土强烈搅拌分散在100mL无水乙醇中，然后滴加45％的氨水调节PH值为9～10，10g Y-氨丙基三乙氧基硅烷溶解在20mL95％乙醇(体积浓度)超声分散30min(超声频率为20kHz，超声功率为400W)，然后加入到蒙脱土溶液中，60℃继续搅拌12h,离心，沉淀物用丙酮抽提48h，80℃真空干燥4h得到产品，硅烷偶联剂接枝率大概为15wt％。

(2)20g胺基改性蒙脱土和80mL甲苯，置于250mL的四口烧瓶中，通入氮气，再加入0.1mol碳酸钠，持续搅拌；22g（0.1mol）二苯基氯化磷溶解在25mL甲苯中，然后用恒压滴液漏斗缓慢滴加到四口烧瓶中，滴加时间为1.5h，滴加完毕后将温度升高到75℃，氮气保护下反应8小时得到产物，过滤，用去离子水洗数次直到检测不出氯离子，离心，80℃真空干燥5h得到最终产品DPTSPA改性蒙脱土。

红外光谱：3045cm^-1处和695处为苯环的C-H吸收峰，3420cm_-1为Si-OH的吸收峰，2750～2900cm^-1处为亚甲基的特征峰，748cm^-1附近为P-N特征峰，1480cm^-1处为苯基磷的吸收峰，1100cm^-1附近处很强很宽的吸收峰为Si-O-Si特征峰。X-射线衍射：001面的衍射角由原来的7.16°降低到2.98°。

实施例3：

(1)称取50g埃洛石强烈搅拌分散在100mL无水乙醇中，然后滴加45％的氨水调节PH值为9～10,23g N-β(氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷溶解在20mL 95％乙醇超声分散30min(超声频率为20kHz，超声功率为400W)，然后加入到埃洛石溶液中，60℃继续搅拌10h,离心，沉淀物用丙酮抽提48h，80℃真空干燥4h得到产品，硅烷偶联剂接枝率大概为8wt％。

(2)30g胺基改性埃洛石和80mL甲苯中，置于250mL的四口烧瓶中，通入氮气，再加入0.05mol碳酸氢钠，持续搅拌；7.7g（0.05mol）氧氯化磷溶解在25mL乙腈中，然后用恒压滴液漏斗缓慢滴加到四口烧瓶中，滴加时间不少于30min,滴加完毕后将温度升高到60℃，氮气保护下反应6小时得到产物，过滤，用去离子水洗数次直到检测不出氯离子，离心，80℃真空干燥5h得到氧氯化磷合三-N-β(氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅改性产物。

红外光谱表征：3051cm^-1、695cm^-1对应苯环的特征峰，1095cm^-1、874cm^-1、748cm-1处为磷氮单键的特征峰，2750～2900cm^-1处为亚甲基的特征峰，1251cm^-1对应磷氧双键的特征峰，3626cm^-1、3695cm^-1处对应埃洛石羟基(-OH)伸缩振动吸收峰强度明显发生了下降，说明部分埃洛石表面的羟基参与了化学反应。

实施例4：

(1)称取18g（0.1mol）Y-氨丙基三甲氧基硅烷和80mL甲苯置于250mL的四口烧瓶中，通入氮气，再加入10.1g（0.1mol）三乙胺进行持续搅拌；15.5g（0.1mol）氧氯化磷溶解在25mL甲苯中，然后用恒压滴液漏斗缓慢滴加到四口烧瓶中，滴加时间为2h，滴加完毕后温度升高到65℃，氮气保护下反应6小时得到产物，过滤，将滤液减压蒸馏，得到粘稠状产物（氧氯化磷合三-Y-氨丙基三甲氧基硅烷），产率为92％。

(2)50g埃洛石在球磨机上预研磨30min，20g合成产物滴加20mL 95％乙醇超声分散30min(超声频率为20kHz，超声功率为400W)后滴加到蒙脱土中，研磨1h，用丙酮抽提48h后80℃真空干燥4h得到阻燃改性的埃洛石。

红外光谱表征：3051cm^-1、692cm^-1对应苯环的特征峰，1092cm^-1、872cm^-1处为磷氮单键的特征峰，1255cm^-1对应磷氧双键的特征峰，2750～2900cm^-1处为亚甲基的特征峰，3620cm-1、3700cm^-1附近处对应埃洛石羟基(-OH)伸缩振动吸收峰，改性埃洛石在该位置处的强度明显发生了下降，说明部分埃洛石表面的羟基参与了化学反应。

实施例5：

(1)称取20g高岭土强烈搅拌分散在100mL无水乙醇中，然后滴加45％的氨水调节PH值为9～10，18g（0.1mol）Y-氨丙基三甲氧基硅烷溶解在20mL 95％乙醇超声分散30min(超声频率为20kHz，超声功率为400W)，然后加入到高岭土溶液中，60℃继续搅拌12h,离心，沉淀物用丙酮抽提48h，80℃真空干燥4h得到产品，硅烷偶联剂接枝率大概为12wt％。

(2)15g胺基改性高岭土和100mL乙腈中，置于250mL的四口烧瓶中，通入氮气，再加入0.1mol吡啶，持续搅拌；9.7g（0.05mol）苯基磷酰二氯溶解在25mL乙腈中，然后用恒压滴液漏斗缓慢滴加到四口烧瓶中，滴加时间为1.5h，滴加完毕后将温度升高到65℃，氮气保护下反应8小时得到产物，过滤，用去离子水洗数次直到检测不出氯离子，离心，80℃真空干燥5h得到苯基磷酰合二-Y-氨丙基三甲氧基硅烷化合物改性产品。

红外光谱：1578cm^-1、3050cm^-1、695cm^-1对应苯环的特征峰，3420cm^-1为Si-OH的吸收峰，1093cm^-1、743cm^-1处为磷氮单键的特征峰，2750～2900cm^-1处为亚甲基的特征峰，1480cm^-1处为苯基磷的吸收峰，1100cm^-1附近处很强很宽的吸收峰为Si-O-Si特征峰。

X-射线衍射：001面的衍射角由原来的8.16°降低到3.98°。

实施例6：

实施例1所得到的膨胀型阻燃剂功能化硅酸盐在硬质聚氨酯泡沫塑料中配方及性能如表1所示：

表1

原料	1#	2#
			多元醇1	40	40
多元醇2	30	30
			多元醇3	30	30
水	3	3
			泡沫稳定剂	2	2
交联剂	1	1
			复合催化剂	1.8	1.8
异氰酸酯	143	143
			杂化阻燃剂	0	20
氧指数	18	28
			烟密度等级	88	78
压缩强度(KPa)	174	242

表1中的1#样为空白样，没有加入膨胀型阻燃剂（膨胀阻燃剂功能化硅酸盐）；2#样为本实施例试验样，实施例1所得到的膨胀型阻燃剂功能化硅酸盐应用于硬质聚氨酯泡沫塑料中。

(1)实例配方中的多元醇主要是指恒丰系列官能团大于2的聚醚多元醇，多元醇1、2、3分别为牌号4110H、4110和403的聚醚多元醇；泡沫稳定剂主要为硅烷类的稳定剂，使用的是南京德美世创的AK8805系列；复合催化剂主要为有机锡和胺类催化剂的复合体系，有机锡为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡等，胺类催化剂为N，N-二甲基环己胺，三亚乙基二胺等，以质量份数计，本例中所使用的复合催化剂是1份的三亚乙基二胺和0.8份的二月桂酸二丁基锡复配得到；交联剂为官能团大于3的小分子多元醇，如丙三醇、季戊四醇等，本例使用丙三醇；异氰酸酯为粗MDI，本例使用的是日本聚氨酯公司生产的牌号为MR-200的异氰酸酯。

硬质聚氨酯泡沫塑料的制备过程：首先将按照配方称量好的三种多元醇与水、泡沫稳定剂、交联剂、复合催化剂以及阻燃剂在转速为3000转/分钟的分散机中进行分散，分散3分钟后，立即将全部异氰酸酯倒入，搅拌10秒后，将混合液体倒入到恒温45℃的铁质模具中进行发泡，发泡固化成型后在85℃下后固化5小时得到产品。

(2)氧指数按GB/T2406-93进行测试；

(3)烟密度按GB/T8627-2007进行测试；

(4)压缩强度按GB/T8813-2008标准进行测试。

从本例的结果（表1）可以看出，加入20份制备的功能阻燃填料后，硬质聚氨酯泡沫塑料的压缩强度由174KPa增大到242KPa，氧指数由18增大到28，燃烧烟密度等级由88降低到78，该种硬质聚氨酯泡沫塑料集阻燃、增强、抑烟的功效为一体。

Claims (5)

1.一种膨胀阻燃剂功能化硅酸盐，其特征在于：该膨胀阻燃剂功能化硅酸盐由有机部分B和无机部分A组成，其结构式为（1）所示：

（1）

其中，R1为碳原子数大于或者等于2的直链亚甲基或胺基；R₂、R₃为苯环或甲基；

有机部分B通过含胺基硅烷偶联剂水解后形成的硅羟基与无机部分A的表面及层间的羟基发生脱水反应，使有机部分B接枝到无机部分A；

所述无机部分A的原料为无机硅酸盐，包括蒙脱土、埃洛石、高岭土或羟基磷灰石；

所述有机部分B是由磷酰氯化合物与胺基硅烷偶联剂发生消除反应所形成。

2.根据权利要求1所述的膨胀阻燃剂功能化硅酸盐，其特征在于：所述磷酰氯化合物为二苯基氯化磷、二苯基磷酰氯、苯基二氯化磷、苯基磷酰二氯、氧氯化磷和甲基二氯化磷中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的膨胀阻燃剂功能化硅酸盐，其特征在于：所述胺基硅烷偶联剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷或氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷。

4.权利要求1所述膨胀阻燃剂功能化硅酸盐的制备方法，其特征在于：以质量份数计，将20～50份的无机硅酸盐加入到50～100份的有机溶剂中搅拌分散，再加入5～10份的预水解的胺基硅烷偶联剂，在50～80℃搅拌反应5～12小时，过滤除去溶剂和吸附的硅烷偶联剂，干燥得到固体粉末；然后将20～50份所述的固体粉末搅拌分散在50～80份所述有机溶剂中，加入1～5份缚酸剂，通入氮气保护，在1～3小时内滴加5～10份的磷酰氯化合物，滴加完毕后升温到40～90℃继续反应4～10小时，过滤，除去生产的杂质盐，干燥，得到结构式（1）所示的膨胀阻燃剂功能化硅酸盐；

所述无机硅酸盐为蒙脱土、埃洛石、高岭土或羟基磷灰石；

所述有机溶剂为甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈、石油醚、丙酮或正庚烷；

所述胺基硅烷偶联剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷；

所述缚酸剂为三乙胺、吡啶、氢氧化钾或者碳酸钾；

所述磷酰氯化合物为二苯基氯化磷、二苯基磷酰氯、苯基二氯化磷、苯基磷酰二氯、氧氯化磷或甲基二氯化磷。

5.权利要求1所述膨胀阻燃剂功能化硅酸盐的制备方法，其特征在于：以质量份数计，将1～5份的胺基硅烷偶联剂搅拌分散在50～80份有机溶剂中，加入1～5份缚酸剂，通入氮气保护，缓慢滴加5～10份的磷酰氯化合物，滴加完毕后升温到40～90℃继续反应4～10小时，减压蒸馏除去有机溶剂，得到具有阻燃性能的改性硅烷偶联剂；将5～10份所述改性硅烷偶联剂滴加到20～50份无机硅酸盐中，然后室温下放入行星磨中进行研磨30～180分钟，抽提24～72小时，50～90℃真空干燥，得到膨胀阻燃剂功能化硅酸盐；

所述胺基硅烷偶联剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-Y-氨丙基甲基二乙氧基硅烷或氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷？

所述缚酸剂为三乙胺、吡啶、氢氧化钾或者碳酸钾；

所述磷酰氯化合物是二苯基氯化磷、二苯基磷酰氯、苯基二氯化磷、苯基磷酰二氯、氧氯化磷或甲基二氯化磷；

所述无机硅酸盐为蒙脱土、埃洛石、高岭土或羟基磷灰石；

所述有机溶剂为甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈、石油醚、丙酮或正庚烷。

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