CN110628085B - 一种介孔硅树脂阻燃剂、制备方法及其阻燃复合材料 - Google Patents
一种介孔硅树脂阻燃剂、制备方法及其阻燃复合材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110628085B CN110628085B CN201910822893.0A CN201910822893A CN110628085B CN 110628085 B CN110628085 B CN 110628085B CN 201910822893 A CN201910822893 A CN 201910822893A CN 110628085 B CN110628085 B CN 110628085B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flame retardant
- mesoporous silicon
- mesoporous
- ethanol
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
- C08K3/042—Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
- C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
- C08K7/26—Silicon- containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/12—Adsorbed ingredients, e.g. ingredients on carriers
Abstract
本发明公开了一种介孔硅树脂阻燃剂、制备方法及其阻燃复合材料，该阻燃剂通过带有环氧基团的氧化石墨烯和氨基改性的介孔二氧化硅反应，再负载羟基锡酸锌而制备得到。利用石墨烯的屏蔽阻隔、介孔二氧化硅对可燃气体的吸附以及羟基锡酸锌的催化成炭的协同阻燃作用，可以提高高分子材料的抑烟阻燃性能。其制备方法简单可行，在高分子抑烟阻燃领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于高分子阻燃领域，特别涉及一种介孔硅树脂阻燃剂、制备方法及其阻燃复合材料。
背景技术
由于高分子材料具有良好的力学、物理和化学性能以及具有耐腐蚀性，所以被广泛应用在汽车、航空航天、电子元器件等领域。然而高分子材料容易燃烧，且燃烧的过程中会产生有毒有害的气体，因而存在巨大的火灾隐患，这极大限制了高分子材料的实际应用，因此改善高分子材料的抑烟阻燃性能极其重要。目前被广泛应用的阻燃剂有磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂以及无机阻燃剂等。无机阻燃剂有害性小，抑烟效果好，能够提高复合材料的阻燃性能以及材料的力学性能。目前，多数阻燃剂在燃烧过程中会产生大量的烟雾，抑烟效果不佳，因此制备一种新型的具有抑烟功能的阻燃剂仍然是现在需要探索的研究重点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种介孔硅树脂阻燃剂、制备方法及其阻燃复合材料，解决了上述背景技术中的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：提供了一种介孔硅树脂阻燃剂，其结构式如图5所示，其中，介孔二氧化硅包括MCM-41或SBA-15。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：提供了上述介孔硅阻燃剂制备方法，其合成路线如图6所示。
具体步骤包括：
(1)往反应容器中加入硅酸四乙酯、模板剂、催化剂、水和乙醇，在室温下搅拌1～12h，接着在四氟乙烯反应釜中100～120℃下反应18～48h，过滤得到白色沉淀，50～100℃烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅(MCM-41或SBA-15)。
在本发明一较佳实施例中，所述模板剂为十六烷基三甲基溴化铵、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物中的一种。
在本发明一较佳实施例中，所述催化剂为氨水和盐酸中的一种。
在本发明一较佳实施例中，所述硅酸四乙酯、模板剂、催化剂、水和乙醇的摩尔比为1：0.1～0.5：5～15：130～150：0～60。
(2)往反应容器中加入介孔二氧化硅、氨丙基三乙氧基硅烷、水和乙醇，在70～100℃下搅拌18～36h，接着加入氧化石墨烯室温下搅拌4～10h，用乙醇离心洗涤，50-100℃真空干燥后600℃氮气气氛下热还原3～8h得到介孔二氧化硅(MCM-41或SBA-15)接枝的还原氧化石墨烯。
在本发明一较佳实施例中，所述介孔二氧化硅、氨丙基三乙氧基硅烷、水、乙醇和氧化石墨烯的质量比为1：0.5～1.5：0.05～0.1：100～200：0.1～1。
(3)往反应容器中加入介孔二氧化硅接枝的还原氧化石墨烯、硫酸锌、锡酸钠和水，在50～100℃下搅拌3～6h，用乙醇离心洗涤，50～100℃真空干燥后得到所述介孔硅阻燃剂。
在本发明一较佳实施例中，所述介孔二氧化硅接枝的还原氧化石墨烯、硫酸锌、锡酸钠和水的质量比为1：0.5～1.5：0.5～1.5：80～120。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之三是：提供了一种阻燃复合材料，包括高分子材料、上述介孔硅阻燃剂及固化剂，所述介孔硅阻燃剂通过与高分子材料共混制备得到相应的阻燃复合材料，所述介孔硅阻燃剂为所述高分子材料的0.1～20wt％。
所述高分子材料为E51双酚A型环氧树脂(EP)、尼龙树脂(PA)和ABS中的一种。
所述固化剂为4,4-二氨基二苯甲烷(DDM)，所述高分子材料与固化剂的质量比为3～5：1。
在本发明一较佳实施例中，一种环氧树脂阻燃复合材料，制备方法包括：取环氧树脂预聚体，60～140℃下加入所述介孔硅阻燃剂和溶剂，搅拌至透明，抽气直至无气泡产生，接着加入所述固化剂，完全溶解后，依次在110～130℃固化3～5h、130～150℃固化1～3h、170～190℃固化1～3h，得到所述环氧树脂阻燃复合材料。所述溶剂为丙酮、三氯甲烷和二氯甲烷中的一种。
在本发明一较佳实施例中，一种热塑性阻燃复合材料，制备方法包括：取热塑性高分子材料和所述介孔硅阻燃剂，60～120℃真空烘箱中干燥，按照一定比例置于双螺杆挤出机中熔融共混。挤出机3段温度分别设为210～230、220～230、220～230℃。共混物冷却后切粒，将其置干燥箱中烘干，用注塑机注塑成标准试样，得到所述热塑性阻燃复合材料。所述热塑性高分子材料为所述PA和ABS中的一种。
本发明的有益效果：
(1)本发明具有抑烟功能的介孔硅阻燃剂中含有介孔结构，能够有效延缓高分子材料燃烧过程中产生的可燃气体的扩散，从而提高高分子材料的抑烟效果。通过改变模板剂和催化剂，可以分别得到两种介孔硅阻燃剂，两种阻燃剂中介孔孔径不同，其中含孔径较大的SBA-15系列阻燃剂的抑烟性能更好，证明了孔径对高分子材料抑烟效果的影响；
(2)介孔硅阻燃剂中的热还原石墨烯具有屏蔽阻隔效果，与介孔二氧化硅在实际应用中具有协同阻燃作用，相应的阻燃样条具有热稳定性高、抑烟效果好、阻燃性能好的优点；
(3)介孔硅阻燃剂表面负载的羟基锡酸锌具有催化成炭的作用，能将高分子材料燃烧过程中产生的可燃气体催化降解成炭，进一步提高高分子材料的抑烟阻燃性能。
附图说明
图1实施例1中所得介孔二氧化硅的TEM图谱，其中(A-C)为MCM-41，(D-F)为SBA-15。
图2实施例1中所得介孔硅阻燃剂的XRD图谱。
图3实施例1中所得阻燃环氧树脂的垂直燃烧实验燃烧过程图。
图4实施例3中所得阻燃环氧树脂的热释放和烟释放曲线，其中(A)EP复合材料的热释放曲线，(B)EP复合材料的烟释放曲线。
图5为本发明介孔硅阻燃剂结构式。
图6为本发明介孔硅阻燃剂合成路线。
其中，图5和图6的光面球体表示二氧化硅，表面带有颗粒的球体为羟基锡酸锌负载的介孔二氧化硅。
具体实施方式
实施例1
1.制备介孔硅阻燃剂：
(1)往反应容器中加入4.7g硅酸四乙酯、2.5g十六烷基三甲基溴化铵、13.2g氨水、50g水和60g乙醇，在室温下搅拌2h，接着在四氟乙烯反应釜中105℃下反应24h，过滤得到白色沉淀，100℃烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅MCM-41；往反应容器中加入7.2g硅酸四乙酯、3g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、87.5mL 2M盐酸和22.5g水，在40℃下搅拌20h，接着在四氟乙烯反应釜中100℃下反应48h，过滤得到白色沉淀，100烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅SBA-15。
利用透射电子显微镜观察介孔二氧化硅MCM-41和SBA-15的孔结构，测得结果如图1所示。
(2)往反应容器中加入1g介孔二氧化硅、1g氨丙基三乙氧基硅烷、100g水和50g乙醇，在75℃下搅拌24h，接着加入0.33g氧化石墨烯室温下搅拌4h，用乙醇离心洗涤，60℃真空干燥后600℃氮气气氛下热还原4h得到介孔二氧化硅(MCM-41或SBA-15)接枝的还原氧化石墨烯。
(3)往反应容器中加入1g介孔二氧化硅接枝的还原氧化石墨烯、1g硫酸锌、1g锡酸钠和100g水，在60℃下搅拌4h，用乙醇离心洗涤，60℃真空干燥后得到所述介孔硅阻燃剂。
利用X射线衍射仪测量上述介孔硅阻燃剂的相结构，测得结果如图2所示。
2.制备阻燃环氧树脂：
称取环氧树脂预聚体28g，升温至80℃，加入1wt％g介孔硅阻燃剂和30mL丙酮超声搅拌至透明，抽气直至无气泡产生，接着加入7g固化剂4，4-二氨基二苯甲烷(DDM)直至完全溶解，然后倒入铝制模具中，依次在120℃固化4h、140℃固化2h、180℃固化2h，得到阻燃环氧树脂。
取所得阻燃环氧树脂做垂直燃烧实验，燃烧过程如图3所示。
根据GB/T 2406-2009测得环氧树脂的氧指数为26.2％。
实施例2
1.制备介孔硅阻燃剂：
(1)往反应容器中加入4.7g硅酸四乙酯、2.5g十六烷基三甲基溴化铵、13.2g氨水、50g水和60g乙醇，在室温下搅拌2h，接着在四氟乙烯反应釜中105℃下反应24h，过滤得到白色沉淀，100℃烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅MCM-41；往反应容器中加入7.2g硅酸四乙酯、3g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、87.5mL 2M盐酸和22.5g水，在40℃下搅拌20h，接着在四氟乙烯反应釜中100℃下反应48h，过滤得到白色沉淀，100烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅SBA-15。
(2)往反应容器中加入1g介孔二氧化硅、1.5g氨丙基三乙氧基硅烷、100g水和50g乙醇，在75℃下搅拌24h，接着加入0.99g氧化石墨烯室温下搅拌4h，用乙醇离心洗涤，60℃真空干燥后600℃氮气气氛下热还原4h得到介孔二氧化硅(MCM-41或SBA-15)接枝的还原氧化石墨烯。
(3)往反应容器中加入1g介孔二氧化硅接枝的还原氧化石墨烯、1.5g硫酸锌、1.5g锡酸钠和100g水，在60℃下搅拌4h，用乙醇离心洗涤，60℃真空干燥后得到所述介孔硅阻燃剂。
2.制备阻燃环氧树脂：
称取环氧树脂预聚体28g，升温至80℃，加入3wt％介孔硅阻燃剂和30mL丙酮超声搅拌至透明，抽气直至无气泡产生，接着加入7g固化剂4，4-二氨基二苯甲烷(DDM)直至完全溶解，然后倒入铝制模具中，依次在120℃固化4h、140℃固化2h、180℃固化2h，得到阻燃环氧树脂。
根据GB/T 2406-2009测得环氧树脂的氧指数为28.1％。
实施例3
1.制备介孔硅阻燃剂：
(1)往反应容器中加入4.7g硅酸四乙酯、2.5g十六烷基三甲基溴化铵、13.2g氨水、50g水和60g乙醇，在室温下搅拌2h，接着在四氟乙烯反应釜中105℃下反应24h，过滤得到白色沉淀，100℃烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅MCM-41；往反应容器中加入7.2g硅酸四乙酯、3g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、87.5mL 2M盐酸和22.5g水，在40℃下搅拌20h，接着在四氟乙烯反应釜中100℃下反应48h，过滤得到白色沉淀，100烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅SBA-15。
(2)往反应容器中加入1g介孔二氧化硅、1g氨丙基三乙氧基硅烷、100g水和50g乙醇，在75℃下搅拌24h，接着加入0.55g氧化石墨烯室温下搅拌4h，用乙醇离心洗涤，60℃真空干燥后600℃氮气气氛下热还原4h得到介孔二氧化硅(MCM-41或SBA-15)接枝的还原氧化石墨烯。
(3)往反应容器中加入1g介孔二氧化硅接枝的还原氧化石墨烯、1.2g硫酸锌、1.2g锡酸钠和100g水，在60℃下搅拌4h，用乙醇离心洗涤，60℃真空干燥后得到所述介孔硅阻燃剂。
2.制备阻燃环氧树脂：
称取环氧树脂预聚体28g，升温至80℃，加入5wt％介孔硅阻燃剂和30mL丙酮超声搅拌至透明，抽气直至无气泡产生，接着加入7g固化剂4，4-二氨基二苯甲烷(DDM)直至完全溶解，然后倒入铝制模具中，依次在120℃固化4h、140℃固化2h、180℃固化2h，得到阻燃环氧树脂。
取所得阻燃环氧树脂做锥形量热仪测试，热释放和烟释放曲线如图4所示。
根据GB/T 2406-2009测得环氧树脂的氧指数为29.8％。
实施例4
1.制备介孔硅阻燃剂：
(1)往反应容器中加入4.7g硅酸四乙酯、2.5g十六烷基三甲基溴化铵、13.2g氨水、50g水和60g乙醇，在室温下搅拌2h，接着在四氟乙烯反应釜中105℃下反应24h，过滤得到白色沉淀，100℃烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅MCM-41；往反应容器中加入7.2g硅酸四乙酯、3g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、87.5mL 2M盐酸和22.5g水，在40℃下搅拌20h，接着在四氟乙烯反应釜中100℃下反应48h，过滤得到白色沉淀，100烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅SBA-15。
(2)往反应容器中加入1g介孔二氧化硅、1g氨丙基三乙氧基硅烷、100g水和50g乙醇，在75℃下搅拌24h，接着加入0.66g氧化石墨烯室温下搅拌4h，用乙醇离心洗涤，60℃真空干燥后600℃氮气气氛下热还原4h得到介孔二氧化硅(MCM-41或SBA-15)接枝的还原氧化石墨烯。
(3)往反应容器中加入1g介孔二氧化硅接枝的还原氧化石墨烯、0.5g硫酸锌、0.5g锡酸钠和100g水，在60℃下搅拌4h，用乙醇离心洗涤，60℃真空干燥后得到所述介孔硅阻燃剂。
2.制备阻燃尼龙树脂：
称取30g的尼龙PA和0.92g(3wt％)介孔硅阻燃剂，在80℃真空烘箱中干燥后置于双螺杆挤出机中熔融共混。挤出机3段温度分别设为220、225、230℃。共混物冷却后切粒，将其置干燥箱中60℃烘干，用注塑机注塑成标准试样，得到所述阻燃尼龙树脂。
根据GB/T 2406-2009测得阻燃尼龙树脂的氧指数为25.6％。
实施例5
1.制备介孔硅阻燃剂：
(1)往反应容器中加入4.7g硅酸四乙酯、2.5g十六烷基三甲基溴化铵、13.2g氨水、50g水和60g乙醇，在室温下搅拌2h，接着在四氟乙烯反应釜中105℃下反应24h，过滤得到白色沉淀，100℃烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅MCM-41；往反应容器中加入7.2g硅酸四乙酯、3g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、87.5mL 2M盐酸和22.5g水，在40℃下搅拌20h，接着在四氟乙烯反应釜中100℃下反应48h，过滤得到白色沉淀，100烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅SBA-15。
(2)往反应容器中加入1g介孔二氧化硅、1.5g氨丙基三乙氧基硅烷、100g水和50g乙醇，在75℃下搅拌24h，接着加入0.99g氧化石墨烯室温下搅拌4h，用乙醇离心洗涤，60℃真空干燥后600℃氮气气氛下热还原4h得到介孔二氧化硅(MCM-41或SBA-15)接枝的还原氧化石墨烯。
(3)往反应容器中加入1g介孔二氧化硅接枝的还原氧化石墨烯、1.5g硫酸锌、1.5g锡酸钠和100g水，在60℃下搅拌4h，用乙醇离心洗涤，60℃真空干燥后得到所述介孔硅阻燃剂。
2.制备阻燃尼龙树脂：
称取28g的尼龙PA和1.58g(5wt％)介孔硅阻燃剂，在80℃真空烘箱中干燥后置于双螺杆挤出机中熔融共混。挤出机3段温度分别设为220、225、230℃。共混物冷却后切粒，将其置干燥箱中60℃烘干，用注塑机注塑成标准试样，得到所述阻燃尼龙树脂。
根据GB/T 2406-2009测得阻燃尼龙树脂的氧指数为28.8％。
实施例6
1.制备介孔硅阻燃剂：
(1)往反应容器中加入4.7g硅酸四乙酯、2.5g十六烷基三甲基溴化铵、13.2g氨水、50g水和60g乙醇，在室温下搅拌2h，接着在四氟乙烯反应釜中105℃下反应24h，过滤得到白色沉淀，100℃烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅MCM-41；往反应容器中加入7.2g硅酸四乙酯、3g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、87.5mL 2M盐酸和22.5g水，在40℃下搅拌20h，接着在四氟乙烯反应釜中100℃下反应48h，过滤得到白色沉淀，100烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅SBA-15。
(2)往反应容器中加入1g介孔二氧化硅、0.5g氨丙基三乙氧基硅烷、100g水和50g乙醇，在75℃下搅拌24h，接着加入0.16g氧化石墨烯室温下搅拌4h，用乙醇离心洗涤，60℃真空干燥后600℃氮气气氛下热还原4h得到介孔二氧化硅(MCM-41或SBA-15)接枝的还原氧化石墨烯。
(3)往反应容器中加入1g介孔二氧化硅接枝的还原氧化石墨烯、0.5g硫酸锌、0.5g锡酸钠和100g水，在60℃下搅拌4h，用乙醇离心洗涤，60℃真空干燥后得到所述介孔硅阻燃剂。
2.制备阻燃ABS复合材料：
称取28g的ABS和0.92g(3wt％)介孔硅阻燃剂，在80℃真空烘箱中干燥后置于双螺杆挤出机中熔融共混。挤出机3段温度分别设为210、215、220℃。共混物冷却后切粒，将其置干燥箱中60℃烘干，用注塑机注塑成标准试样，得到所述阻燃尼龙树脂。
根据GB/T 2406-2009测得阻燃ABS复合材料的氧指数为24.3％。
实施例7
1.制备介孔硅阻燃剂：
(1)往反应容器中加入4.7g硅酸四乙酯、2.5g十六烷基三甲基溴化铵、13.2g氨水、50g水和60g乙醇，在室温下搅拌2h，接着在四氟乙烯反应釜中105℃下反应24h，过滤得到白色沉淀，100℃烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅MCM-41；往反应容器中加入7.2g硅酸四乙酯、3g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、87.5mL 2M盐酸和22.5g水，在40℃下搅拌20h，接着在四氟乙烯反应釜中100℃下反应48h，过滤得到白色沉淀，100烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅SBA-15。
(2)往反应容器中加入1g介孔二氧化硅、1g氨丙基三乙氧基硅烷、100g水和50g乙醇，在75℃下搅拌24h，接着加入0.55g氧化石墨烯室温下搅拌4h，用乙醇离心洗涤，60℃真空干燥后600℃氮气气氛下热还原4h得到介孔二氧化硅(MCM-41或SBA-15)接枝的还原氧化石墨烯。
(3)往反应容器中加入1g介孔二氧化硅接枝的还原氧化石墨烯、1.2g硫酸锌、1.2g锡酸钠和100g水，在60℃下搅拌4h，用乙醇离心洗涤，60℃真空干燥后得到所述介孔硅阻燃剂。
2.制备阻燃ABS复合材料：
称取28g的ABS和1.58g(5wt％)介孔硅阻燃剂，在80℃真空烘箱中干燥后置于双螺杆挤出机中熔融共混。挤出机3段温度分别设为210、215、220℃。共混物冷却后切粒，将其置干燥箱中60℃烘干，用注塑机注塑成标准试样，得到所述阻燃尼龙树脂。
根据GB/T 2406-2009测得阻燃ABS复合材料的氧指数为27.9％。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (10)
1.一种介孔硅树脂阻燃剂，其特征在于，结构式如下：
其中，ZHS为羟基锡酸锌，MCM-41和SBA-15为介孔二氧化硅。
2.一种介孔硅树脂阻燃剂的制备方法，其特征在于：利用硅酸四乙酯、模板剂、催化剂、水和乙醇制备氨基改性的介孔二氧化硅，所述介孔二氧化硅为MCM-41或SBA-15；然后与带有环氧基团的氧化石墨烯反应得到介孔二氧化硅接枝的还原氧化石墨烯，再负载羟基锡酸锌，制备得到介孔硅阻燃剂；其中，所述模板剂为十六烷基三甲基溴化铵、聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物中的一种，所述催化剂为氨水和盐酸中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种介孔硅树脂阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将硅酸四乙酯、模板剂、催化剂、水和乙醇混合，在室温下搅拌1～12h，然后100～120℃下反应18～48h，过滤得到白色沉淀，50～100℃烘干后550℃下煅烧6h得到介孔二氧化硅；
(2)将步骤(1)制备的介孔二氧化硅与氨丙基三乙氧基硅烷、水和乙醇混合，在70～100℃下搅拌18～36h，接着加入氧化石墨烯室温下搅拌4～10h，用乙醇离心洗涤，50-100℃真空干燥后600℃氮气气氛下热还原3～8h得到介孔二氧化硅接枝的还原氧化石墨烯；
(3)将步骤(2)制备的介孔二氧化硅接枝的还原氧化石墨烯、硫酸锌、锡酸钠和水混合，在50～100℃下搅拌3～6h，用乙醇离心洗涤，50～100℃真空干燥后得到所述介孔硅阻燃剂。
4.根据权利要求3所述的一种介孔硅树脂阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中硅酸四乙酯、模板剂、催化剂、水和乙醇的摩尔比为1：0.1～0.5：5～15：130～150：0～60。
5.根据权利要求3所述的一种介孔硅树脂阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中介孔二氧化硅、氨丙基三乙氧基硅烷、水、乙醇和氧化石墨烯的质量比为1：0.5～1.5：0.05～0.1：100～200：0.1～1。
6.根据权利要求3所述的一种介孔硅树脂阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中介孔二氧化硅接枝的还原氧化石墨烯、硫酸锌、锡酸钠和水的质量比为1：0.5～1.5：0.5～1.5：80～120。
7.一种阻燃复合材料，其特征在于：包括如权利要求1所述的一种介孔硅树脂阻燃剂，还包括高分子材料和固化剂，所述介孔硅阻燃剂为高分子材料的0.1～20wt％。
8.根据权利要求7所述的一种阻燃复合材料，其特征在于：所述高分子材料为E51双酚A型环氧树脂、尼龙树脂或ABS中的一种；所述固化剂为4,4-二氨基二苯甲烷；所述高分子材料与固化剂的质量比为3～5：1。
9.根据权利要求7所述的一种阻燃复合材料，其特征在于：取环氧树脂预聚体，60～140℃下加入所述介孔硅阻燃剂和溶剂，搅拌至透明，抽气直至无气泡产生，接着加入所述固化剂，完全溶解后，依次在110～130℃固化3～5h、130～150℃固化1～3h、170～190℃固化1～3h，得到环氧树脂阻燃复合材料。
10.根据权利要求7所述的一种阻燃复合材料，其特征在于：取尼龙树脂或ABS，和介孔硅阻燃剂在60～120℃真空烘箱中干燥，并置于双螺杆挤出机中熔融共混，挤出机三段温度分别设为210～230℃、220～230℃、220～230℃；共混物冷却后切粒、烘干、注塑，得到所述热塑性阻燃复合材料。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910822893.0A CN110628085B (zh) | 2019-09-02 | 2019-09-02 | 一种介孔硅树脂阻燃剂、制备方法及其阻燃复合材料 |
| PCT/CN2020/112885 WO2021043142A1 (zh) | 2019-09-02 | 2020-09-01 | 一种介孔硅树脂阻燃剂、制备方法及其阻燃复合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910822893.0A CN110628085B (zh) | 2019-09-02 | 2019-09-02 | 一种介孔硅树脂阻燃剂、制备方法及其阻燃复合材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110628085A CN110628085A (zh) | 2019-12-31 |
| CN110628085B true CN110628085B (zh) | 2020-10-09 |
Family
ID=68969891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910822893.0A Active CN110628085B (zh) | 2019-09-02 | 2019-09-02 | 一种介孔硅树脂阻燃剂、制备方法及其阻燃复合材料 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110628085B (zh) |
| WO (1) | WO2021043142A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113265186B (zh) * | 2021-05-26 | 2022-06-24 | 深圳市锦旺兴绝缘材料有限公司 | 一种阻燃分子链接枝介孔二氧化硅改性环氧树脂涂料及其制备方法 |
| CN113354873A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-09-07 | 桂林理工大学 | 杂化介孔材料的制备方法及其产品和应用 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8852333B2 (en) * | 2012-02-06 | 2014-10-07 | Nano And Advanced Materials Institute Limited | Multi-functional environmental coating composition with mesoporous silica nanomaterials |
| CN103253679A (zh) * | 2012-02-16 | 2013-08-21 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种合成sba-15介孔分子筛的方法 |
| CN102909005B (zh) * | 2012-10-24 | 2014-02-05 | 中国科学院理化技术研究所 | 表面包覆介孔二氧化硅的负载有贵金属纳米颗粒的石墨烯基复合材料及其制备方法和应用 |
| CN106009036A (zh) * | 2016-07-04 | 2016-10-12 | 沈阳化工大学 | 一种纳米复合阻燃剂制备方法 |
| CN106832411B (zh) * | 2017-03-10 | 2019-01-29 | 福建科华中盈新材料有限公司 | 一种介孔阻燃接枝石墨烯材料及其制备方法 |
| CN108384403B (zh) * | 2018-02-12 | 2019-12-31 | 莆田学院 | 一种核壳结构纳米二氧化硅/锡酸锌阻燃环氧丙烯酸酯涂层的制备方法 |
| CN108862245B (zh) * | 2018-04-27 | 2022-06-14 | 辽宁大学 | 一种大孔径泡沫硅-还原氧化石墨烯基电化学修饰材料及其制备方法和应用 |
| CN109260969A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-01-25 | 江苏大学 | 一种氧化石墨烯/介孔二氧化硅复合超滤膜的制备方法及其应用 |
-
2019
- 2019-09-02 CN CN201910822893.0A patent/CN110628085B/zh active Active
-
2020
- 2020-09-01 WO PCT/CN2020/112885 patent/WO2021043142A1/zh active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110628085A (zh) | 2019-12-31 |
| WO2021043142A1 (zh) | 2021-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103073725B (zh) | 一种膨胀阻燃剂及其制备方法 | |
| CN111100303B (zh) | 一种有机膦接枝中空金属有机框架材料的制备方法及其应用 | |
| CN110628085B (zh) | 一种介孔硅树脂阻燃剂、制备方法及其阻燃复合材料 | |
| CN105085910B (zh) | 本质阻燃生物基苯并噁嗪树脂及其制备方法 | |
| CN103073889B (zh) | 一种阻燃热固性树脂及其制备方法 | |
| CN111171446A (zh) | 一种复合高氧指数阻燃聚丙烯母料及其制备方法 | |
| CN108641190A (zh) | 一种新型阻燃材料的制备方法 | |
| CN101429438A (zh) | 一种磷-氮膨胀型阻燃剂及其制备方法 | |
| CN111690171A (zh) | 阻燃剂及阻燃pc塑料 | |
| CN106280282B (zh) | 一种含磷-氮阻燃剂的模塑型环氧底填料及其制备方法与应用 | |
| CN113248789B (zh) | 含无机有机杂化磷氮阻燃剂及其制备方法和改性环氧树脂 | |
| CN113845725A (zh) | 一种具有良好耐水性的阻燃聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN113308024A (zh) | 一种次磷酸铝-聚磷腈核壳型阻燃剂及其制备方法 | |
| CN113461734A (zh) | 一种新型含希夫碱dopo磷氮阻燃剂及其合成方法和应用 | |
| CN113956294B (zh) | 聚甲醛专用阻燃剂及其制备方法 | |
| CN109517279B (zh) | 无卤磷系协同阻燃剂与阻燃高分子复合材料及其制备方法 | |
| CN111410729A (zh) | 一种高耐热阻燃型磷氮协效反应型聚氨酯材料及其制法 | |
| CN106349178A (zh) | 一种大分子型三源一体式低烟无卤膨胀阻燃剂的制备方法 | |
| CN115895272A (zh) | 一种无卤阻燃硅胶密封材料及其制备方法 | |
| CN110526943A (zh) | 一种高磷含量耐水解阻燃剂及其制备方法 | |
| CN114409827B (zh) | 基于壳聚糖衍生物的具有高的阻燃性能的透明环氧树脂材料的合成及性能 | |
| CN115340574A (zh) | 一种反应型阻燃剂、阻燃环氧树脂及其制备方法和应用 | |
| CN113292823B (zh) | 一种对苯二腈衍生物阻燃环氧树脂复合材料的制备方法 | |
| CN112608485B (zh) | 一种有机-无机杂化高效协同阻燃成炭剂及其制备方法 | |
| CN114685937A (zh) | 阻燃环氧树脂复合材料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |