CN112175229A - 一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到阻燃高分子材料领域，公开一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶及其制备方法。本发明主要由聚乙烯醇、聚磷酸铵和二维纳米材料物理共混而制成。本发明通过制备并添加二维层状纳米材料增强聚乙烯醇复合气凝胶的阻燃性能，并利用二维纳米材料的桥键作用促进气凝胶三维孔状网络结构的形成，从而增强了气凝胶的孔隙率和力学性能，制得的聚乙烯醇复合气凝胶拥有较高的力学强度和优异的阻燃性能，并具有无毒、无卤，制备工艺简单等优点，符合当前多功能高分子材料绿色环保的发展要求与趋势。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃高分子材料领域，具体涉及一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶及其制备方法。
背景技术
聚乙烯醇(PVA)是一种分子结构规整、分子链柔顺、有着半结晶结构的水溶性高分子化合物。其多羟基强氢键的特点使其具有生物降解性、生物相容性、阻隔性、耐溶剂性、力学性能及强力粘结性等优点，被广泛应用于建筑、航空航天、高分子化工、医药、食品、农业等领域。
聚乙烯醇气凝胶是一种高性能多孔材料，其具有低密度、低导热率、高孔隙率和特殊的声学特性。然而，和其它高分子材料一样，聚乙烯醇气凝胶是由C、H、O元素所组成，阻燃性能差，易熔滴，其极限氧指数(LOI)仅为19.5％，高度易燃而限制了其应用范围。
近年来，随着市场对于聚乙烯醇气凝胶的广泛需求，科研人员针对聚乙烯醇气凝胶的力学性能和阻燃性能的问题，主要是通过共聚阻燃聚乙烯醇和共混阻燃聚乙烯醇。其中，共混阻燃聚乙烯醇具有工艺简单，阻燃持久性好等优点。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视作为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是针对以上所述现有技术存在的不足，提供一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶，克服了现有技术中聚乙烯醇气凝易燃、易熔滴的缺陷。
本发明的第二目的是为克服上述聚乙烯醇气凝胶的缺点，提出利用二维纳米材料协同聚磷酸铵协效阻燃的二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶及其制备方法，所得到的聚乙烯醇气凝胶具有阻燃性能好、轻质、力学强度高等优点。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶，由聚乙烯醇、聚磷酸铵和二维纳米材料物理共混而制成。
优选的一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶，由包括以下质量百分数的组分制成：
聚乙烯醇 65-98.95
聚磷酸铵 1-25
二维纳米材料 0.05-10。
所述聚乙烯醇为聚乙烯醇1788、聚乙烯醇1797、聚乙烯醇1799、聚乙烯醇2099、聚乙烯醇2488和/或聚乙烯醇2499。
所述聚磷酸铵的粒径为0.1-50μm，聚合度大于1500，水溶解度低于2g·L-1的Ⅱ型聚磷酸铵。
优选的，所述聚磷酸铵的粒径为0.5-10μm。
所述二维纳米材料为纳米磷酸锆、纳米迈克烯、纳米黑磷和/或纳米二硫化钼。
所述纳米磷酸锆、纳米迈克烯、纳米黑磷和/或纳米二硫化钼为单层或少层片状结构，厚度为5-50nm，横向尺寸为5-1000nm。
优选的，所述纳米磷酸锆、纳米迈克烯、纳米黑磷和/或纳米二硫化钼为单层或少层片状结构，厚度为10-30nm，横向尺寸为10-500nm，这样具有更优的效果。
一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将65-98.95质量份的聚乙烯醇在80-90℃条件下溶解于500-1000份水中，得到聚乙烯醇水溶液；
(2)将1-25质量份的聚磷酸铵分散于20-100质量份水中，在超声振动频率为50-100kHz，功率为120-1000W，温度为10-25℃条件下超声波处理0.5-12h，得到聚磷酸铵水分散液；或将1-25质量份的聚磷酸铵分散于20-100质量份水中，在1-200MPa压力下均质循环处理5-100次，得到聚磷酸铵水分散液；
(3)在氮气氛围下，将步骤(2)溶液加入步骤(1)溶液中；
(4)将0.05-10质量份的二维纳米材料分散于10-100质量份水中，在超声振动频率为50-100kHz，功率为120-1000W，温度为10-25℃条件下超声波处理0.5-12h，得到二维纳米材料水分散液；
(5)在氮气氛围下，在步骤(3)溶液中加入步骤(4)溶液；然后在80-90℃条件下以100-400rpm进行机械搅拌混合，反应时间为2-5h，反应完成后得到聚乙烯醇、聚磷酸铵和二维纳米材料的复合水凝胶；
(6)将复合水凝胶在-25-40℃条件下冷冻干燥处理24-48h，然后在40-100℃条件下真空干燥处理12-36h，得到阻燃型聚乙烯醇气凝胶。
优选的，所述二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶的制备方法，其包括以下步骤：
(1)将65-98.95质量份的聚乙烯醇在80-90℃条件下溶解于600-900份水中，得到聚乙烯醇水溶液；
(2)将1-25质量份的聚磷酸铵分散于40-70质量份水中，在超声振动频率为60-85kHz，功率为220-800W，温度为15-20℃条件下超声波处理1-10h，得到聚磷酸铵水分散液；或将1-25质量份的聚磷酸铵分散于40-70质量份水中，在5-150MPa压力下均质循环处理10-50次，得到聚磷酸铵水分散液；
(3)在氮气氛围下，将步骤(2)溶液加入步骤(1)溶液中；
(4)将0.05-10质量份的二维纳米材料分散于20-80质量份水中，在超声振动频率为60-80kHz，功率为220-800W，温度为15-20℃条件下超声波处理1-10h，得到二维纳米材料水分散液；
(5)在氮气氛围下，在步骤(3)溶液中加入步骤(4)溶液；然后在80-90℃条件下以100-400rpm进行机械搅拌混合，反应时间为2-5h，反应完成后得到聚乙烯醇、聚磷酸铵和二维纳米材料的复合水凝胶；
(6)将复合水凝胶在-20-20℃条件下冷冻干燥处理30-40h，然后在50-80℃条件下真空干燥处理18-30h，得到阻燃型聚乙烯醇气凝胶。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(2)本发明采用了二维纳米材料，能够使得其均匀分散于水溶液，通过二维纳米材料与聚乙烯醇产生的桥键作用，在其通过溶液混合和冷冻干燥后形成具有三维孔状网络结构的气凝胶，从而增强了聚乙烯醇的孔隙率及力学性能。由于二维纳米材料不仅具有物理屏障作用，还具有催化成炭作用，其协同聚磷酸铵能够显著增强聚乙烯醇气凝胶的阻燃性能；此外，聚乙烯醇是多羟基化合物，能够作为炭源，而聚磷酸铵能够作为酸源和气源，从而形成了膨胀型阻燃体系，进一步促进了体系的阻燃性能；(2)不仅具有优异的阻燃性能，还具有良好的热稳定性、力学性能，且极其轻质化；(3)在材料制备过程中以水为溶剂，无需有机试剂，无三废排放，符合当前绿色环保、可持续发展战略。此外，该制备工艺具有制备工艺简单、易于产业化等优点，有利于广泛地应用于生产生活之中。
附图说明
图1是本发明实例1得到的二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶的实物图；
图2是本发明实例1得到的二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶的微观形貌扫描电镜图；
图3是本发明实例2得到的二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶与对比例1所述纯聚乙烯醇气凝胶的阻燃性能测试图；
图4是本发明实例3得到的二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶与对比例1所述纯聚乙烯醇气凝胶的热重分析图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例进一步阐述本发明，但实施例不构成对本发明权利要求保护范围的限定，基于实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都属于本发明的保护范围。
机理说明：
二维纳米材料的存在使其与聚乙烯醇/聚磷酸铵体系进行相互作用而形成桥键作用，因此提升了复合气凝胶的力学强度；
聚磷酸铵能够作为酸源和气源，聚乙烯醇可以作为炭源，从而形成膨胀型阻燃体系增强体系的阻燃性能；二维纳米材料具有催化成炭作用，从而增强体系的成炭性能；此外，二维纳米材料也可以起到物理屏障作用，二者可以共同阻止可燃性气体、热量的扩散使复合气凝胶具有优异的阻燃性能；
本发明通过在二维纳米片与聚乙烯醇和聚磷酸铵之间通过桥键作用促进气凝胶三维孔状网络结构的形成，从而使该聚乙烯醇气凝胶具有较高的力学强度和孔隙率，并且该气凝胶中的二维纳米材料具有物理阻隔和催化成炭的作用，与聚磷酸铵协效阻燃聚乙烯醇气凝胶，从而进一步增强了聚乙烯醇气凝胶的阻燃性。此外，该阻燃型聚乙烯醇气凝胶还具有制备方法简单、制备工艺绿色环保等优点，以此确保聚乙烯醇气凝胶在生产生活中使用的安全性，从而扩大其应用范围。
本发明实例使用扫描电镜(SU80000)观察气凝胶的微观结构。
本发明实例使用极限氧指数测定仪(COI)测试纯聚乙烯醇气凝胶和阻燃型聚乙烯醇复合气凝胶的极限氧指数。根据GB/T 2406.2-2009测试标准对试样进行测试，样品尺寸是100mm×10mm×3mm。
本发明实例使用垂直燃烧仪(CZF-6)测试纯聚乙烯醇气凝胶和阻燃型聚乙烯醇复合气凝胶的垂直燃烧级别。根据GB/T 2408-2008测试标准对试样进行测试，样品尺寸是130mm×13mm×3.2mm。
本发明实例使用热重分析仪(STA-449)测试纯聚乙烯醇气凝胶和阻燃型聚乙烯醇复合气凝胶的热稳定性。试样在气流为80ml/min的氮气氛围下以10℃/min的速度进行测试，测试温度范围是40-800℃。
本发明实例使用万能拉力机测试仪(ETM104B)测试纯聚乙烯醇气凝胶和阻燃型聚乙烯醇复合气凝胶的机械性能。每个试样测试5次。
实施例1
一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶的制备方法，其包括的步骤如下：
(1)将87质量份的聚乙烯醇1799在85℃条件下溶解于850质量份水中，机械搅拌混合0.5h，得到聚乙烯醇水溶液。
(2)将10质量份的聚磷酸铵分散于50质量份水中，在超声振动频率为70kHz，功率为760W，温度为20℃条件下超声波处理1h，得到聚磷酸铵水分散液；
(3)在氮气氛围下，将聚磷酸铵水分散液加入聚乙烯醇水溶液；
(4)将3质量份的纳米磷酸锆分散于100质量份水中，在超声振动频率为70kHz，功率为760W，温度为20℃条件下超声波处理5h，得到磷酸锆水分散液；
(5)在氮气氛围下，将磷酸锆水分散液加入到步骤(4)得到的聚乙烯醇/聚磷酸铵溶液中，其中聚乙烯醇、聚磷酸铵、磷酸锆的质量比为87:10:3，然后在90℃条件下以250rpm机械搅拌3h，得到聚乙烯醇/聚磷酸铵/磷酸锆复合水凝胶。
(6)将复合水凝胶冰冻12h，然后在-5℃条件下冷冻干燥处理48h，最后在80℃条件下真空干燥处理12h，得到阻燃型聚乙烯醇气凝胶。
实施例2
一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶的制备方法，其包括的步骤如下：
(1)将90质量份的聚乙烯醇1795在85℃条件下溶解于850质量份水中，机械搅拌混合1h，得到聚乙烯醇水溶液。
(2)将5质量份的聚磷酸铵分散于50质量份水中，在高压均质机压力为150MPa条件下均质循环20次，得到聚磷酸铵水分散液；
(3)在氮气氛围下，将聚磷酸铵水分散液加入聚乙烯醇水溶液；
(4)将5质量份的迈克烯分散于100质量份水中，在超声振动频率为80kHz，功率为600W，温度为20℃条件下超声3h，得到迈克烯水分散液；
(5)在氮气氛围下，将迈克烯水分散液加入到聚乙烯醇/聚磷酸铵溶液中，然后在90℃条件下以300rpm机械搅拌2.5，得到聚乙烯醇/聚磷酸铵/迈克烯复合水凝胶。
(6)将复合水凝胶冰冻6h，然后在-20℃条件下冷冻干燥处理48h，最后在60℃条件下真空干燥处理12h，得到阻燃型聚乙烯醇气凝胶。
实施例3
一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶的制备方法，其包括的步骤如下：
(1)将92.95质量份的聚乙烯醇1788在90℃条件下溶解于830质量份水中，机械搅拌混合0.5h，得到聚乙烯醇水溶液。
(2)将7质量份的聚磷酸铵分散于70质量份水中，在超声振动频率为70kHz，功率为760W，温度为20℃条件下超声波处理1h，得到聚磷酸铵水分散液；
(3)在氮气氛围下，将聚磷酸铵水分散液加入聚乙烯醇水溶液；
(4)将0.05质量份的黑磷分散于100质量份水中，在超声振动频率为80kHz，功率为600W，温度为20℃条件下超声波处理3h，得到黑磷水分散液；
(5)在氮气氛围下，将黑磷水分散液加入到聚乙烯醇/聚磷酸铵溶液中，其中聚乙烯醇、聚磷酸铵、黑磷的质量比为92.95:7:0.05，然后在90℃条件下以300rpm机械搅拌2.5h，得到聚乙烯醇/聚磷酸铵/黑磷复合水凝胶。
(6)将复合水凝胶冰冻6h，然后在-20℃条件下冷冻干燥处理48h，最后在60℃条件下真空干燥处理12h，得到阻燃型聚乙烯醇气凝胶。
实施例4
一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶的制备方法，其包括的步骤如下：
(1)将95.5质量份的聚乙烯醇1788在90℃条件下溶解于900质量份水中，机械搅拌混合1h，得到聚乙烯醇水溶液。
(2)、将4质量份的聚磷酸铵分散于40质量份水中，高压均质压力为200MPa条件下均质循环15次，得到聚磷酸铵水分散液；
(3)在氮气氛围下，将聚磷酸铵水分散液加入聚乙烯醇水溶液；
(4)将0.5质量份的二硫化钼分散于60质量份水中，在超声振动频率为80kHz，功率为600W，温度为20℃条件下超声波处理3h，得到二硫化钼水分散液；
(5)在氮气氛围下，将二硫化钼水分散液加入到聚乙烯醇/聚磷酸铵溶液中，其中聚乙烯醇、聚磷酸铵、二硫化钼的质量比为95.5:4:0.5，然后在90℃条件下以300rpm机械搅拌3h，得到聚乙烯醇/聚磷酸铵/二硫化钼复合水凝胶。
(6)将聚乙烯醇/聚磷酸铵/二硫化钼复合水凝胶冰冻6h，然后在-20℃条件下冷冻干燥处理48h，最后在60℃条件下真空干燥处理12h，得到阻燃型聚乙烯醇气凝胶。
实施例5
一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶的制备方法，其包括的步骤如下：
(1)将95质量份的聚乙烯醇2499在90℃条件下溶解于860质量份水中，机械搅拌混合0.5h，得到聚乙烯醇水溶液。
(2)将4质量份的聚磷酸铵分散于40质量份水中，在超声振动频率为70kHz，功率为760W，温度为20℃条件下超声1h，得到聚磷酸铵水分散液；
(3)在氮气氛围下，将聚磷酸铵水分散液加入聚乙烯醇水溶液，其中聚乙烯醇水溶液和聚磷酸铵的用量质量比为95:4；
(4)将0.5质量份的黑磷和0.5质量份的磷酸锆分散于100质量份水中，在超声振动频率为80kHz，功率为600W，温度为20℃条件下超声3h，得到黑磷@磷酸锆水分散液；
(5)在氮气氛围下，将黑磷@磷酸锆水分散液加入到聚乙烯醇/聚磷酸铵溶液中，其中聚乙烯醇、聚磷酸铵、黑磷@磷酸锆的质量比为95:4:1，然后在90℃条件下以350rpm机械搅拌2.5h，得到聚乙烯醇/聚磷酸铵/黑磷@磷酸锆复合水凝胶。
(6)将复合水凝胶冰冻6h，然后在-20℃条件下冷冻干燥处理48h，最后在60℃条件下真空干燥处理1h，得到阻燃型聚乙烯醇气凝胶。
实施例6
一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶的制备方法，其包括的步骤如下：
(1)将95.5质量份的聚乙烯醇2099在90℃条件下溶解于860质量份水中，机械搅拌混合0.5h，得到聚乙烯醇水溶液。
(2)将4质量份的聚磷酸铵分散于40质量份水中，在超声振动频率为70kHz，功率为760W，温度为20℃条件下超声1h，得到聚磷酸铵水分散液；
(3)在氮气氛围下，将聚磷酸铵水分散液加入聚乙烯醇水溶液，其中聚乙烯醇水溶液和聚磷酸铵的用量质量比为95.5:4；
(4)将0.2质量份的黑磷和0.3质量份的迈克烯分散于100质量份水中，在超声振动频率为80kHz，功率为760W，温度为10℃条件下超声3h，得到黑磷@迈克烯水分散液；
(5)在氮气氛围下，将黑磷@迈克烯水分散液加入到聚乙烯醇/聚磷酸铵溶液中，其中聚乙烯醇、聚磷酸铵、黑磷@迈克烯的质量比为95.5:4:0.5，然后在90℃条件下以350rpm机械搅拌2.5h，得到聚乙烯醇/聚磷酸铵/黑磷@迈克烯复合水凝胶。
(6)将复合水凝胶冰冻6h，然后在-20℃条件下冷冻干燥处理48h，最后在60℃条件下真空干燥处理12h，得到阻燃型聚乙烯醇气凝胶。
对比例1
一种不含聚磷酸铵和二维材料的聚乙烯醇气凝胶：将10质量份的聚乙烯醇1799(上海阿拉丁生化科技股份有限公司生产)在90℃条件下溶解于1000质量份水中，机械搅拌混合2.5h，得到以300rpm机械搅拌2.5h，得到聚乙烯醇复合水凝胶。然后将聚乙烯醇水凝胶冰冻6h，然后在-20℃条件下冷冻干燥处理48h，最后在60℃条件下真空干燥处理12h，得到纯聚乙烯醇气凝胶。
验证实验分析
本发明所述的二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶极其轻质化，如图1所示，为实施例1得到二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶的实物图，从图中可以看出，二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶能够置于花蕊之上，证明二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶的轻质。本发明其他实施例得到的二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶与本实施例1的实务基本一致，具有基本相同的轻质效果。
本发明实施例2得到的二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶通过扫描电镜得到微观形貌图如图2所示，从图中可以看出，二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶被许多的空隙相隔，形成三维网络结构，证明聚磷酸铵和迈克烯与聚乙烯醇基质具有良好的相容性，同时赋予了阻燃型聚乙烯醇气凝胶优异的孔隙率。本发明其他实施例得到的二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶具有与实施例2基本一致的微观形貌。
本发明实施例2得到的二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶与对比例1所述纯气凝胶的阻燃性能测试对比如图3所示。从图中可以看出，二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶的热释放速率峰值远低于纯聚乙烯醇气凝胶，从纯聚乙烯醇气凝胶热释放速率峰值的365.8Kw/m2降至47.5Kw/m2，通过聚磷酸铵和黑磷阻燃剂的添加使得其峰值降低了87％，证明聚磷酸铵和二维纳米材料的添加通过两者的协效作用有效抑制了热的释放，从而有效提高了二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶的阻燃性能。本发明其他实施例得到的二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶具有上述一致的阻燃性能。
本发明实施例3阻燃型聚乙烯醇气凝胶与对比例1所述纯气凝胶的阻燃性能测试如图4所示，从图中可以看出，纯聚乙烯醇气凝胶在800℃的残碳量为6％，而阻燃型聚乙烯醇气凝胶在800℃的残碳量达到35.4％，残碳量提高了4.9倍，证明大量残碳的生成有利于抑制体系中热和氧的传输，从而阻碍了聚乙烯醇的分解，从而提高了阻燃型气凝胶的热稳定性。本发明其他实施例得到的阻燃型聚乙烯醇气凝胶具有上述一致的阻燃型气凝胶的热稳定性。
本发明实施例1-6的二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶与对比例1的纯聚乙烯醇气凝胶的极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)和力学性能对比测试如下表所示：
| 样品 | LOI值/％ | UL-94等级 | 拉伸强度(Mpa) |
| 对比例1 | 19.5 | NR | 5 |
| 实施例1 | 41 | V-0 | 5.2 |
| 实施例2 | 38 | V-0 | 6.1 |
| 实施例3 | 39 | V-0 | 6.3 |
| 实施例4 | 43 | V-0 | 5.6 |
| 实施例5 | 45 | V-0 | 6.5 |
| 实施例6 | 47 | V-0 | 6.3 |
从上表中可以看出，纯聚乙烯醇气凝胶的LOI值为19.5，而阻燃型聚乙烯醇气凝胶显著提升了其LOI值，最高可增强至47，证明聚磷酸铵和二维材料的结合能够显著增强聚乙烯醇的阻燃性能。此外，纯聚乙烯醇气凝胶的拉伸强度为5MPa，而二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶最高可提高至6.5，提高了30％，证明聚磷酸铵和二维材料的结合还能够有效促进聚乙烯醇气凝胶的力学性能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶，其特征在于，由包括聚乙烯醇、聚磷酸铵和二维纳米材料物理共混而制成。
2.如权利书要求1所述的一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶，其特征在于，由包括以下质量百分数的组分制成：
聚乙烯醇65-98.95
聚磷酸铵1-25
二维纳米材料0.05-10。
3.如权利书要求2所述的一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶，其特征在于，所述聚乙烯醇为聚乙烯醇1788、聚乙烯醇1797、聚乙烯醇1799、聚乙烯醇2099、聚乙烯醇2488和/或聚乙烯醇2499。
4.如权利书要求2所述的一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶，其特征在于，所述聚磷酸铵的粒径为0.1-50μm，聚合度大于1500，水溶解度低于2g·L-1的Ⅱ型聚磷酸铵。
5.如权利书要求2所述的一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶，其特征在于，所述二维纳米材料为纳米磷酸锆、纳米迈克烯、纳米黑磷和/或纳米二硫化钼。
6.如权利书要求4所述的一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶，其特征在于，所述纳米磷酸锆、纳米迈克烯、纳米黑磷和/或纳米二硫化钼为单层或少层片状结构，厚度为5-50nm，横向尺寸为5-1000nm。
7.一种二维材料复合型阻燃聚乙烯醇气凝胶的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)将65-98.95质量份的聚乙烯醇在80-90℃条件下溶解于500-1000份水中，得到聚乙烯醇水溶液；
(2)将1-25质量份的聚磷酸铵分散于20-100质量份水中，在超声振动频率为50-100kHz，功率为120-1000W，温度为10-25℃条件下超声波处理0.5-12h，得到聚磷酸铵水分散液；或将1-25质量份的聚磷酸铵分散于20-100质量份水中，在1-200MPa压力下均质循环处理5-100次，得到聚磷酸铵水分散液；
(3)在氮气氛围下，将步骤(2)溶液加入步骤(1)溶液中；
(4)将0.05-10质量份的二维纳米材料分散于10-100质量份水中，在超声振动频率为50-100kHz，功率为120-1000W，温度为10-25℃条件下超声波处理0.5-12h，得到二维纳米材料水分散液；
(5)在氮气氛围下，在步骤(3)溶液中加入步骤(4)溶液；然后在80-90℃条件下以100-400rpm进行机械搅拌混合，反应时间为2-5h，反应完成后得到聚乙烯醇、聚磷酸铵和二维纳米材料的复合水凝胶；
(6)将复合水凝胶在-25-40℃条件下冷冻干燥处理24-48h，然后在40-100℃条件下真空干燥处理12-36h。
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