CN115466432A - 一种高分子材料用阻燃剂及其制备工艺 - Google Patents

一种高分子材料用阻燃剂及其制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN115466432A
CN115466432A CN202211110360.8A CN202211110360A CN115466432A CN 115466432 A CN115466432 A CN 115466432A CN 202211110360 A CN202211110360 A CN 202211110360A CN 115466432 A CN115466432 A CN 115466432A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
flame retardant
deionized water
stirring
polymer material
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.)
Pending
Application number
CN202211110360.8A
Other languages
English (en)
Inventor
陆建
施伟
严军
管敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komet New Materials Co ltd
Original Assignee
Komet New Materials Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komet New Materials Co ltd filed Critical Komet New Materials Co ltd
Priority to CN202211110360.8A priority Critical patent/CN115466432A/zh
Publication of CN115466432A publication Critical patent/CN115466432A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-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
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32—Phosphorus-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
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52—Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/529—Esters containing heterocyclic rings not representing cyclic esters of phosphoric or phosphorous acids
    • 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
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/5399—Phosphorus bound to nitrogen
    • 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
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • 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
    • 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
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C08K2003/3045—Sulfates
    • 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
    • C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
    • C08K2003/321—Phosphates
    • C08K2003/322—Ammonium phosphate
    • C08K2003/323—Ammonium polyphosphate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06—Properties of polyethylene
    • C08L2207/062—HDPE

Abstract

本发明公开了一种高分子材料用阻燃剂及其制备工艺。使用聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐、六苯氧基环三磷腈作为阻燃剂主剂，复配接枝ZIF‑8的氧化石墨烯，其中氧化石墨烯上还负载了改性铜，改善了高分子材料的抑烟性能以及阻燃性。为了改善接枝ZIF‑8的氧化石墨烯在高分子材料中的相容性，本发明在制备过程中还加入了木质素磺酸钠。由此制备得到的高分子材料用阻燃剂具有良好的阻燃性并且不会对高分子材料的力学性能造成不良影响。

Description

一种高分子材料用阻燃剂及其制备工艺
技术领域
本发明涉及阻燃剂技术领域，具体为一种高分子材料用阻燃剂及其制备工艺。
背景技术
阻燃剂作为一种能够提高物质阻燃性以及抑烟性的化学助剂，主要运用于高分子材料、纸张、纤维等物质中，使用越来越广泛。阻燃剂包括磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、膨胀系阻燃剂，可以与其他物质进行复配，提高阻燃剂的使用性能。其中，磷系阻燃剂不易产生毒气，虽然磷系阻燃剂的阻燃效率不如含卤素的阻燃剂高，但是对环境更友好，为了提升磷系阻燃剂的阻燃效率，可以将其与其他物质复合，提高其阻燃性以及抑烟性。但是，单纯磷系阻燃剂的添加会影响高分子材料的力学性能。
为了提高阻燃剂的阻燃效率同时不影响高分子材料的力学性能，本发明提供了一种高分子材料用阻燃剂及其制备工艺以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高分子材料用阻燃剂及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种高分子材料用阻燃剂的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：取2-甲基咪唑、甲醇溶液，搅拌均匀，得到2-甲基咪唑溶液；取六水合硝酸锌、甲醇溶液，搅拌均匀，得到六水合硝酸锌溶液；将负载铜的氧化石墨烯加入至六水合硝酸锌溶液中，超声分散4-6h，加入2-甲基咪唑溶液，超声分散10-12h，用去离子水洗涤，加入去离子水，超声分散，加入木质素磺酸钠水溶液，搅拌60-90min，在60-70℃下干燥，得到接枝ZIF-8的氧化石墨烯；
步骤二：取接枝ZIF-8的氧化石墨烯，含磷阻燃剂、去离子水，在40-50℃下搅拌2-4h，过滤，洗涤，干燥，得到一种高分子材料用阻燃剂。
较为优化地，步骤二中，接枝ZIF-8的氧化石墨烯和含磷阻燃剂的质量比为(0.1-0.3)：1。
较为优化地，所述含磷阻燃剂为聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐、六苯氧基环三磷腈中的任意一种或多种。
较为优化地，步骤一中，木质素磺酸钠水溶液的制备方法为：取木质素磺酸钠、去离子水，搅拌均匀，得到木质素磺酸钠水溶液，木质素磺酸钠水溶液的浓度为4-6g/L。
较为优化地，步骤一中，负载铜的氧化石墨烯的制备方法为：取海藻酸钠、蒸馏水，在45-55℃下搅拌1.5-2.5h，得到海藻酸钠溶液；取石墨烯、乙二胺四乙酸二钠、氢氧化钠、去离子水，超声分散，得到石墨烯分散液，加入海藻酸钠溶液，继续搅拌30-40min，得到混合溶液；取改性铜、去离子水，搅拌均匀，加入混合溶液，搅拌1.5-2.5h，洗涤，干燥，得到负载铜的氧化石墨烯。
较为优化地，所述改性铜的制备方法为：取硫酸铜、去离子水，搅拌均匀，加入富马酸-钠，继续搅拌1-2h，洗涤，在27-32℃下干燥2-4h，得到改性铜。
较为优化地，所述硫酸铜、富马酸-钠、去离子水的质量比为(1.1-1.4)：1：(40-45)。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
(1)本发明对铜进行改性，将其与富马酸结合，改性铜在早期燃烧较低温度下，会受热发生脱水炭化，促进炭层的形成，延迟热量传递，起到阻燃的效果，同时具有良好的抑烟性能，赋予高分子材料阻燃性的同时，提升其抑烟性。
(2)本发明使用海藻酸钠对改性铜进行螯合，将改性铜负载在氧化石墨烯上，石墨烯的添加改善了高分子材料的力学性能，解决了由于阻燃剂的添加影响到了高分子材料力学性能的问题。同时石墨烯的添加可以进一步促进炭层的形成，降低热源对未燃烧基体的进一步热传播，增强阻燃性能。
(3)本发明将ZIF-8接枝在负载铜的氧化石墨烯上，ZIF-8含有过渡金属Zn2+和氮，对含磷阻燃剂聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐、六苯氧基环三磷腈可以起到协同阻燃效果，可以增强阻燃性能。控制接枝ZIF-8的氧化石墨烯和含磷阻燃剂的质量比为(0.1-0.3)：1，此时的协同作用效果最佳。
同时，加入木质素磺酸钠，木质素磺酸钠是一种聚阴离子表面活性剂，可以改善接枝ZIF-8的氧化石墨烯的亲水性，提升其在高分子材料中的相容性，从而提升高分子材料的力学性能以及阻燃性。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
步骤一：改性铜的制备：
取8g硫酸铜、300mL去离子水，搅拌均匀，加入7g富马酸-钠，继续搅拌1.5h，洗涤，在29℃下干燥3h，得到改性铜。
所述硫酸铜、富马酸-钠、去离子水的质量比为1.14：1：42.8。
硫酸铜购自罗恩试剂；
富马酸-钠购自罗恩试剂。
步骤二：负载铜的氧化石墨烯的制备：
取1g海藻酸钠、40mL蒸馏水，在50℃下搅拌2h，得到海藻酸钠溶液；取0.1g石墨烯、0.4g乙二胺四乙酸二钠、2mL氢氧化钠、50mL去离子水，超声分散，得到石墨烯分散液，加入海藻酸钠溶液，继续搅拌35min，得到混合溶液；取8g改性铜、150mL去离子水，搅拌均匀，加入混合溶液，搅拌2h，洗涤，干燥，得到负载铜的氧化石墨烯。
步骤三：接枝ZIF-8的氧化石墨烯的制备：
取3.3g2-甲基咪唑、60mL甲醇溶液，搅拌均匀，得到2-甲基咪唑溶液；取3g六水合硝酸锌、60mL甲醇溶液，搅拌均匀，得到六水合硝酸锌溶液；将负载铜的氧化石墨烯加入至六水合硝酸锌溶液中，超声分散5h，加入2-甲基咪唑溶液，超声分散11h，用去离子水洗涤，加入100mL去离子水，超声分散，加入50mL浓度为5g/L的木质素磺酸钠水溶液，搅拌80min，在65℃下干燥，得到接枝ZIF-8的氧化石墨烯。
2-甲基咪唑购自武汉荣灿生物科技有限公司；
六水合硝酸锌购自天津市富宇精细化工有限公司；
木质素磺酸钠购自湖北永阔科技有限公司。
步骤四：阻燃剂的制备：取1g接枝ZIF-8的氧化石墨烯，5g聚磷酸铵、300mL去离子水，在45℃下搅拌3h，过滤，洗涤，干燥，得到一种高分子材料用阻燃剂。
控制接枝ZIF-8的氧化石墨烯和聚磷酸铵的质量比为0.2：1。
高分子材料的制备：取80wt％高密度聚乙烯、8wt％高分子材料用阻燃剂、10wt％滑石粉、0.8wt％抗氧剂1076、0.4wt％马来酸酐、0.8wt％硬脂酸镁，混合均匀，造粒，模压，制得高分子材料。
实施例2
步骤一：改性铜的制备：
取7.7g硫酸铜、280mL去离子水，搅拌均匀，加入7g富马酸-钠，继续搅拌1h，洗涤，在27℃下干燥2h，得到改性铜。
所述硫酸铜、富马酸-钠、去离子水的质量比为1.1：1：40。
硫酸铜购自罗恩试剂；
富马酸-钠购自罗恩试剂。
步骤二：负载铜的氧化石墨烯的制备：
取1g海藻酸钠、40mL蒸馏水，在45℃下搅拌1.5h，得到海藻酸钠溶液；取0.1g石墨烯、0.4g乙二胺四乙酸二钠、2mL氢氧化钠、50mL去离子水，超声分散，得到石墨烯分散液，加入海藻酸钠溶液，继续搅拌30min，得到混合溶液；取8g改性铜、150mL去离子水，搅拌均匀，加入混合溶液，搅拌1.5h，洗涤，干燥，得到负载铜的氧化石墨烯。
步骤三：接枝ZIF-8的氧化石墨烯的制备：
取3.3g2-甲基咪唑、60mL甲醇溶液，搅拌均匀，得到2-甲基咪唑溶液；取3g六水合硝酸锌、60mL甲醇溶液，搅拌均匀，得到六水合硝酸锌溶液；将负载铜的氧化石墨烯加入至六水合硝酸锌溶液中，超声分散4h，加入2-甲基咪唑溶液，超声分散10h，用去离子水洗涤，加入100mL去离子水，超声分散，加入50mL浓度为4g/L的木质素磺酸钠水溶液，搅拌60min，在60℃下干燥，得到接枝ZIF-8的氧化石墨烯。
2-甲基咪唑购自武汉荣灿生物科技有限公司；
六水合硝酸锌购自天津市富宇精细化工有限公司；
木质素磺酸钠购自湖北永阔科技有限公司。
步骤四：阻燃剂的制备：取0.5g接枝ZIF-8的氧化石墨烯，5g三聚氰胺磷酸盐、200mL去离子水，在40℃下搅拌2h，过滤，洗涤，干燥，得到一种高分子材料用阻燃剂。
控制接枝ZIF-8的氧化石墨烯和三聚氰胺磷酸盐的质量比为0.1：1。
高分子材料的制备：取80wt％高密度聚乙烯、8wt％高分子材料用阻燃剂、10wt％滑石粉、0.8wt％抗氧剂1076、0.4wt％马来酸酐、0.8wt％硬脂酸镁，混合均匀，造粒，模压，制得高分子材料。
实施例3
步骤一：改性铜的制备：
取9.8g硫酸铜、315mL去离子水，搅拌均匀，加入7g富马酸-钠，继续搅拌2h，洗涤，在32℃下干燥4h，得到改性铜。
所述硫酸铜、富马酸-钠、去离子水的质量比为1.4：1：45。
硫酸铜购自罗恩试剂；
富马酸-钠购自罗恩试剂。
步骤二：负载铜的氧化石墨烯的制备：
取1g海藻酸钠、40mL蒸馏水，在55℃下搅拌2.5h，得到海藻酸钠溶液；取0.1g石墨烯、0.4g乙二胺四乙酸二钠、2mL氢氧化钠、50mL去离子水，超声分散，得到石墨烯分散液，加入海藻酸钠溶液，继续搅拌40min，得到混合溶液；取8g改性铜、150mL去离子水，搅拌均匀，加入混合溶液，搅拌2.5h，洗涤，干燥，得到负载铜的氧化石墨烯。
步骤三：接枝ZIF-8的氧化石墨烯的制备：
取3.3g2-甲基咪唑、60mL甲醇溶液，搅拌均匀，得到2-甲基咪唑溶液；取3g六水合硝酸锌、60mL甲醇溶液，搅拌均匀，得到六水合硝酸锌溶液；将负载铜的氧化石墨烯加入至六水合硝酸锌溶液中，超声分散6h，加入2-甲基咪唑溶液，超声分散12h，用去离子水洗涤，加入100mL去离子水，超声分散，加入50mL浓度为6g/L的木质素磺酸钠水溶液，搅拌90min，在70℃下干燥，得到接枝ZIF-8的氧化石墨烯。
2-甲基咪唑购自武汉荣灿生物科技有限公司；
六水合硝酸锌购自天津市富宇精细化工有限公司；
木质素磺酸钠购自湖北永阔科技有限公司。
步骤四：阻燃剂的制备：取1.5g接枝ZIF-8的氧化石墨烯，5g六苯氧基环三磷腈、200mL去离子水，在50℃下搅拌4h，过滤，洗涤，干燥，得到一种高分子材料用阻燃剂。
控制接枝ZIF-8的氧化石墨烯和六苯氧基环三磷腈的质量比为0.3：1。
高分子材料的制备：取80wt％高密度聚乙烯、8wt％高分子材料用阻燃剂、10wt％滑石粉、0.8wt％抗氧剂1076、0.4wt％马来酸酐、0.8wt％硬脂酸镁，混合均匀，造粒，模压，制得高分子材料。
实施例4：不添加氧化石墨烯，其余与实施例1相同。
步骤一：改性铜的制备：
取8g硫酸铜、300mL去离子水，搅拌均匀，加入7g富马酸-钠，继续搅拌1.5h，洗涤，在29℃下干燥3h，得到改性铜。
所述硫酸铜、富马酸-钠、去离子水的质量比为1.14：1：42.8。
硫酸铜购自罗恩试剂；
富马酸-钠购自罗恩试剂。
步骤二：ZIF-8-改性铜复合物的制备：
取3.3g2-甲基咪唑、60mL甲醇溶液，搅拌均匀，得到2-甲基咪唑溶液；取3g六水合硝酸锌、60mL甲醇溶液，搅拌均匀，得到六水合硝酸锌溶液；将改性铜加入至六水合硝酸锌溶液中，超声分散5h，加入2-甲基咪唑溶液，超声分散11h，用去离子水洗涤，加入100mL去离子水，超声分散，加入50mL浓度为5g/L的木质素磺酸钠水溶液，搅拌80min，在65℃下干燥，得到ZIF-8-改性铜复合物。
2-甲基咪唑购自武汉荣灿生物科技有限公司；
六水合硝酸锌购自天津市富宇精细化工有限公司；
木质素磺酸钠购自湖北永阔科技有限公司。
步骤四：阻燃剂的制备：取1gZIF-8-改性铜复合物，5g聚磷酸铵、300mL去离子水，在45℃下搅拌3h，过滤，洗涤，干燥，得到一种高分子材料用阻燃剂。
控制ZIF-8-改性铜复合物和聚磷酸铵的质量比为0.2：1。
高分子材料的制备：取80wt％高密度聚乙烯、8wt％高分子材料用阻燃剂、10wt％滑石粉、0.8wt％抗氧剂1076、0.4wt％马来酸酐、0.8wt％硬脂酸镁，混合均匀，造粒，模压，制得高分子材料。
实施例5：不添加ZIF-8，其余与实施例1相同。
步骤一：改性铜的制备：
取8g硫酸铜、300mL去离子水，搅拌均匀，加入7g富马酸-钠，继续搅拌1.5h，洗涤，在29℃下干燥3h，得到改性铜。
所述硫酸铜、富马酸-钠、去离子水的质量比为1.14：1：42.8。
硫酸铜购自罗恩试剂；
富马酸-钠购自罗恩试剂。
步骤二：负载铜的氧化石墨烯的制备：
取1g海藻酸钠、40mL蒸馏水，在50℃下搅拌2h，得到海藻酸钠溶液；取0.1g石墨烯、0.4g乙二胺四乙酸二钠、2mL氢氧化钠、50mL去离子水，超声分散，得到石墨烯分散液，加入海藻酸钠溶液，继续搅拌35min，得到混合溶液；取8g改性铜、150mL去离子水，搅拌均匀，加入混合溶液，搅拌2h，洗涤，干燥，得到负载铜的氧化石墨烯。
步骤三：阻燃剂的制备：取1g负载铜的氧化石墨烯，5g聚磷酸铵、300mL去离子水，在45℃下搅拌3h，过滤，洗涤，干燥，得到一种高分子材料用阻燃剂。
控制负载铜的氧化石墨烯和聚磷酸铵的质量比为0.2：1。
高分子材料的制备：取80wt％高密度聚乙烯、8wt％高分子材料用阻燃剂、10wt％滑石粉、0.8wt％抗氧剂1076、0.4wt％马来酸酐、0.8wt％硬脂酸镁，混合均匀，造粒，模压，制得高分子材料。
实施例6：不添加木质素磺酸钠水溶液，其余与实施例1相同。
步骤一：改性铜的制备：
取8g硫酸铜、300mL去离子水，搅拌均匀，加入7g富马酸-钠，继续搅拌1.5h，洗涤，在29℃下干燥3h，得到改性铜。
所述硫酸铜、富马酸-钠、去离子水的质量比为1.14：1：42.8。
硫酸铜购自罗恩试剂；
富马酸-钠购自罗恩试剂。
步骤二：负载铜的氧化石墨烯的制备：
取1g海藻酸钠、40mL蒸馏水，在50℃下搅拌2h，得到海藻酸钠溶液；取0.1g石墨烯、0.4g乙二胺四乙酸二钠、2mL氢氧化钠、50mL去离子水，超声分散，得到石墨烯分散液，加入海藻酸钠溶液，继续搅拌35min，得到混合溶液；取8g改性铜、150mL去离子水，搅拌均匀，加入混合溶液，搅拌2h，洗涤，干燥，得到负载铜的氧化石墨烯。
步骤三：接枝ZIF-8的氧化石墨烯的制备：
取3.3g2-甲基咪唑、60mL甲醇溶液，搅拌均匀，得到2-甲基咪唑溶液；取3g六水合硝酸锌、60mL甲醇溶液，搅拌均匀，得到六水合硝酸锌溶液；将负载铜的氧化石墨烯加入至六水合硝酸锌溶液中，超声分散5h，加入2-甲基咪唑溶液，超声分散11h，用去离子水洗涤，在65℃下干燥，得到接枝ZIF-8的氧化石墨烯。
2-甲基咪唑购自武汉荣灿生物科技有限公司；
六水合硝酸锌购自天津市富宇精细化工有限公司；
步骤四：阻燃剂的制备：取1g接枝ZIF-8的氧化石墨烯，5g聚磷酸铵、300mL去离子水，在45℃下搅拌3h，过滤，洗涤，干燥，得到一种高分子材料用阻燃剂。
控制接枝ZIF-8的氧化石墨烯和聚磷酸铵的质量比为0.2：1。
高分子材料的制备：取80wt％高密度聚乙烯、8wt％高分子材料用阻燃剂、10wt％滑石粉、0.8wt％抗氧剂1076、0.4wt％马来酸酐、0.8wt％硬脂酸镁，混合均匀，造粒，模压，制得高分子材料。
实施例7：控制接枝ZIF-8的氧化石墨烯和聚磷酸铵的质量比为0.03：1，其余与实施例1相同。
步骤一：改性铜的制备：
取8g硫酸铜、300mL去离子水，搅拌均匀，加入7g富马酸-钠，继续搅拌1.5h，洗涤，在29℃下干燥3h，得到改性铜。
所述硫酸铜、富马酸-钠、去离子水的质量比为1.14：1：42.8。
硫酸铜购自罗恩试剂；
富马酸-钠购自罗恩试剂。
步骤二：负载铜的氧化石墨烯的制备：
取1g海藻酸钠、40mL蒸馏水，在50℃下搅拌2h，得到海藻酸钠溶液；取0.1g石墨烯、0.4g乙二胺四乙酸二钠、2mL氢氧化钠、50mL去离子水，超声分散，得到石墨烯分散液，加入海藻酸钠溶液，继续搅拌35min，得到混合溶液；取8g改性铜、150mL去离子水，搅拌均匀，加入混合溶液，搅拌2h，洗涤，干燥，得到负载铜的氧化石墨烯。
步骤三：接枝ZIF-8的氧化石墨烯的制备：
取3.3g2-甲基咪唑、60mL甲醇溶液，搅拌均匀，得到2-甲基咪唑溶液；取3g六水合硝酸锌、60mL甲醇溶液，搅拌均匀，得到六水合硝酸锌溶液；将负载铜的氧化石墨烯加入至六水合硝酸锌溶液中，超声分散5h，加入2-甲基咪唑溶液，超声分散11h，用去离子水洗涤，加入100mL去离子水，超声分散，加入50mL浓度为5g/L的木质素磺酸钠水溶液，搅拌80min，在65℃下干燥，得到接枝ZIF-8的氧化石墨烯。
2-甲基咪唑购自武汉荣灿生物科技有限公司；
六水合硝酸锌购自天津市富宇精细化工有限公司；
木质素磺酸钠购自湖北永阔科技有限公司。
步骤四：阻燃剂的制备：取0.15g接枝ZIF-8的氧化石墨烯，5g聚磷酸铵、300mL去离子水，在45℃下搅拌3h，过滤，洗涤，干燥，得到一种高分子材料用阻燃剂。
控制接枝ZIF-8的氧化石墨烯和聚磷酸铵的质量比为0.03：1。
高分子材料的制备：取80wt％高密度聚乙烯、8wt％高分子材料用阻燃剂、10wt％滑石粉、0.8wt％抗氧剂1076、0.4wt％马来酸酐、0.8wt％硬脂酸镁，混合均匀，造粒，模压，制得高分子材料。
实验
取实施例1至实施例7制备得到的高分子材料进行性能测试，使用氧指数仪测试高分子材料的阻燃性能。按照QB/T2490-2000测试高分子材料的力学性能，得到的数据如下表所示：
极限氧指数/％ 拉伸强度/Mpa 断裂伸长率/％
实施例1 35.7 25.4 324.6
实施例2 33.2 24.1 319.8
实施例3 34.6 24.9 322.3
实施例4 29.7 18.6 237.4
实施例5 30.3 19.7 259.9
实施例6 32.9 21.8 293.5
实施例7 31.8 20.1 282.3
结论：由表上数据可知，实施例4不添加改性氧化石墨烯，高分子材料的力学性能下降，对阻燃性能也有所影响。实施例5不添加ZIF-8，不添加木质素磺酸钠水溶液，实施例6不添加木质素磺酸钠水溶液，制备得到的阻燃剂在高分子材料中的相容性稍差，影响了高分子材料的性能。实施例7控制接枝ZIF-8的氧化石墨烯和聚磷酸铵的质量比为0.03：1，阻燃性下降，对力学性能的影响较大。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高分子材料用阻燃剂的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：取2-甲基咪唑、甲醇溶液，搅拌均匀，得到2-甲基咪唑溶液；取六水合硝酸锌、甲醇溶液，搅拌均匀，得到六水合硝酸锌溶液；将负载铜的氧化石墨烯加入至六水合硝酸锌溶液中，超声分散4-6h，加入2-甲基咪唑溶液，超声分散10-12h，用去离子水洗涤，加入去离子水，超声分散，加入木质素磺酸钠水溶液，搅拌60-90min，在60-70℃下干燥，得到接枝ZIF-8的氧化石墨烯；
步骤二：取接枝ZIF-8的氧化石墨烯，含磷阻燃剂、去离子水，在40-50℃下搅拌2-4h，过滤，洗涤，干燥，得到一种高分子材料用阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的一种高分子材料用阻燃剂的制备工艺，其特征在于：步骤二中，接枝ZIF-8的氧化石墨烯和含磷阻燃剂的质量比为(0.1-0.3)：1。
3.根据权利要求2所述的一种高分子材料用阻燃剂的制备工艺，其特征在于：所述含磷阻燃剂为聚磷酸铵、三聚氰胺磷酸盐、六苯氧基环三磷腈中的任意一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种高分子材料用阻燃剂的制备工艺，其特征在于：步骤一中，木质素磺酸钠水溶液的制备方法为：取木质素磺酸钠、去离子水，搅拌均匀，得到木质素磺酸钠水溶液，木质素磺酸钠水溶液的浓度为4-6g/L。
5.根据权利要求1所述的一种高分子材料用阻燃剂的制备工艺，其特征在于：步骤一中，负载铜的氧化石墨烯的制备方法为：取海藻酸钠、蒸馏水，在45-55℃下搅拌1.5-2.5h，得到海藻酸钠溶液；取石墨烯、乙二胺四乙酸二钠、氢氧化钠、去离子水，超声分散，得到石墨烯分散液，加入海藻酸钠溶液，继续搅拌30-40min，得到混合溶液；取改性铜、去离子水，搅拌均匀，加入混合溶液，搅拌1.5-2.5h，洗涤，干燥，得到负载铜的氧化石墨烯。
6.根据权利要求5所述的一种高分子材料用阻燃剂的制备工艺，其特征在于：所述改性铜的制备方法为：取硫酸铜、去离子水，搅拌均匀，加入富马酸-钠，继续搅拌1-2h，洗涤，在27-32℃下干燥2-4h，得到改性铜。
7.根据权利要求6所述的一种高分子材料用阻燃剂的制备工艺，其特征在于：所述硫酸铜、富马酸-钠、去离子水的质量比为(1.1-1.4)：1：(40-45)。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种高分子材料用阻燃剂的制备工艺制备得到的一种高分子材料用阻燃剂。
CN202211110360.8A 2022-09-13 2022-09-13 一种高分子材料用阻燃剂及其制备工艺 Pending CN115466432A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211110360.8A CN115466432A (zh) 2022-09-13 2022-09-13 一种高分子材料用阻燃剂及其制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211110360.8A CN115466432A (zh) 2022-09-13 2022-09-13 一种高分子材料用阻燃剂及其制备工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115466432A true CN115466432A (zh) 2022-12-13

Family

ID=84332939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211110360.8A Pending CN115466432A (zh) 2022-09-13 2022-09-13 一种高分子材料用阻燃剂及其制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115466432A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104310388A (zh) * 2014-10-15 2015-01-28 宁波墨西科技有限公司 石墨烯复合粉体材料及其制备方法
CN105772741A (zh) * 2016-04-26 2016-07-20 中国科学院深圳先进技术研究院 石墨烯包覆铜纳米线的三维结构气凝胶及其制备方法和应用
CN106117649A (zh) * 2016-08-22 2016-11-16 广东纳路纳米科技有限公司 一种改性纳米复合橡胶材料及其制备
CN109161052A (zh) * 2018-07-29 2019-01-08 南京理工大学 三元杂化阻燃剂、阻燃聚乳酸材料及其制备方法
CN111234258A (zh) * 2020-03-23 2020-06-05 陕西科技大学 高阻燃型dopo功能化氧化石墨烯/zif-8复合材料及制备方法
CN113999534A (zh) * 2021-11-22 2022-02-01 哈尔滨理工大学 一种石墨烯抗紫外光阻燃协效剂及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104310388A (zh) * 2014-10-15 2015-01-28 宁波墨西科技有限公司 石墨烯复合粉体材料及其制备方法
CN105772741A (zh) * 2016-04-26 2016-07-20 中国科学院深圳先进技术研究院 石墨烯包覆铜纳米线的三维结构气凝胶及其制备方法和应用
CN106117649A (zh) * 2016-08-22 2016-11-16 广东纳路纳米科技有限公司 一种改性纳米复合橡胶材料及其制备
CN109161052A (zh) * 2018-07-29 2019-01-08 南京理工大学 三元杂化阻燃剂、阻燃聚乳酸材料及其制备方法
CN111234258A (zh) * 2020-03-23 2020-06-05 陕西科技大学 高阻燃型dopo功能化氧化石墨烯/zif-8复合材料及制备方法
CN113999534A (zh) * 2021-11-22 2022-02-01 哈尔滨理工大学 一种石墨烯抗紫外光阻燃协效剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张新原: "铜螯合物协同膨胀阻燃TPU火灾安全设计与机理研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *
王华伟: "钴基金属有机骨架材料对热塑性聚氨酯阻燃体系性能的影响及机理研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112011093B (zh) 一种改性聚磷酸铵复合膨胀阻燃剂及其制备方法和应用
CN104017466A (zh) 一种用于铝板的耐高温防腐涂料
CN111116987B (zh) 一种细粒度次磷酸铝复合阻燃剂合成的方法
CN113817287A (zh) 一种生物基纳米协同阻燃剂及其制备方法和应用
CN111875648B (zh) 一种生物基大分子阻燃剂及其制备方法和应用
CN114539623B (zh) 一种壳聚糖基阻燃剂在聚氨酯中的应用
CN100545210C (zh) 一种无卤阻燃耐热abs/pa合金的制备方法
CN111500161B (zh) 一种水性膨胀型低烟防火涂层材料
CN113929992B (zh) 一种无卤阻燃cr泡棉及其制备方法
CN114214750B (zh) 一种阻燃聚丙烯腈复合纤维及其制备方法和应用
CN115466432A (zh) 一种高分子材料用阻燃剂及其制备工艺
CN111607219B (zh) 一种低烟热塑性聚氨酯弹性体复合材料及其制备方法
CN112210629B (zh) 生物基环糊精包合二茂铁改性类水滑石/花椒籽油环保型阻燃皮革加脂剂及制备方法
CN102504486B (zh) 一种无卤阻燃环氧树脂及其制备方法
CN115558164B (zh) 一种具有核-壳结构的纳米阻燃剂及制备方法
CN111234463B (zh) 一种生物基阻燃ep复合材料
CN110005464A (zh) 一种基于稀土类水滑石的煤自燃阻化剂及其制备方法
CN114891272B (zh) 一种三聚氰胺甲醛树脂微囊化阻燃剂及其制备方法
CN112679740A (zh) 一种新型哌嗪焦磷酸盐阻燃剂及其制备方法
CN113185873B (zh) 一种生物基阻燃及抗光老化pva复合材料的制备方法
CN113174111B (zh) 一种耐热性和阻燃性良好的改性abs树脂及制备方法
CN114163959A (zh) 一种环氧树脂改性粘合剂及其制备方法
CN113045889A (zh) 一种无卤阻燃尼龙
CN114685937A (zh) 阻燃环氧树脂复合材料及其制备方法
CN113801429A (zh) 一种抗冲耐热阻燃abs树脂及其制备方法

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