[发明专利]CaxAy-PO4-1,6-己二胺阻燃剂及其复合阻燃材料和制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种Ca_xA_y-PO₄-1,6-己二胺阻燃剂及其使用该阻燃剂的复合阻燃材料和制备方法。

背景技术

高分子化合物也叫高分子聚合物，它与低分子化合物相比较，分子量非常高。由于这一突出特点，使之显示出了特有的性能：高分子量、高弹性、高黏度、结晶度低、无气态。这些特点也赋予了高分子材料(如复合阻燃材料、橡胶等)具有高强度、高韧性、高弹性等优异的特点。使之被广泛应用于电气电子、结构建筑、建筑技术、车辆制造等领域。虽然它们具有良好的机械性能、可加工性和化学稳定性；但它们属于有机高分子材料，具有易燃性且燃烧速度快而难以扑灭的弊端。由此带来的火灾隐患已成为普遍关注的社会问题，如何改变高分子聚合物的易燃性已经成为科学研究的重点。

目前降低聚合物易燃性所采取的方法主要是在聚合物中添加阻燃剂。当前广泛使用的阻燃剂按其组成可分为含卤和无卤阻燃体系，其中含卤阻燃剂由于燃烧时释放大量的烟尘和有毒、有腐蚀性气体，造成大气污染、妨碍救生和逃生；而无卤阻燃剂中金属氢氧化物添加量大，又会影响材料的其他性能；另外阻燃齐聚物，阻燃效果好而且低烟低毒，但是合成工艺复杂，成本高。近年来由于环保意识的提高和可持续发展理念的推广，高效、低毒、低烟、机械和力学性能良好、具有火灾安全性、综合性能优化的新型阻燃材料成为阻燃领域发展的趋势。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种与聚合物的之间具有较好相容性的Ca_xA_y-PO₄-1,6-己二胺阻燃剂；相容性好，能很好起到阻燃效果的同时，对所得阻燃聚合物的物化性能进行综合调整优化。

本发明的目的之二是提供了所述Ca_xA_y-PO₄-1,6-己二胺阻燃剂的制备方法，该方法简单易行。

本发明的目的之三是提供了所述含有Ca_xA_y-PO₄-1,6-己二胺阻燃剂的复合阻燃材料，该复合阻燃材料不仅高效、低毒、低烟，而且机械和力学性能良好。

本发明的目的之四是提供了所述复合阻燃材料的制备方法，该方法简单易行。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

Ca_xA_y-PO₄-1,6-己二胺阻燃剂，其结构为层状或介孔状，由碳酸钙、硝酸盐、1,6-己二胺和磷酸氢二铵制得，其中，按照摩尔比计算，所述1,6-己二胺︰A₂O_y为0.5～1︰1；碳酸钙、硝酸盐和磷酸氢二铵按照Ca_xA_y-PO₄化学计量关系进行配比；所述1≤x≤3，1≤y≤3。层状或介孔状，能很好的提高Ca_xA_y-PO₄-1,6-己二胺阻燃剂与聚合物之间的相容性。层状的无机盐经过插层处理，层间距增大，甚至呈一定程度的剥离状态，这有助于无机骨架酸性位与高分子基体充分作用，通过催化脱水，交联成炭，使膨胀碳层形成稳定的硅酸盐-炭阻隔层，从而阻隔燃烧过程中质和热的扩散，因而改善体系的耐热氧化能力。介孔材料发展至今，大多集中在空旷骨架材料的经典(吸附、催化等)和非经典(药物控释、响应聚合物等功能组装体)性能的研究，骨架中稳定性较差的介观相(这类结构在膜板剂(完全)脱出后骨架塌陷，以无机骨架和有机膜板剂复合形式共存，且介观有序)的应用研究有待进一步的开展，而且这类材料层状无机骨架和有机膜板剂插层共存，无需进一步的插层改性，简化工艺流程。

较佳地，所述A为Fe、Zn、Ti、Mn、Mo、Cu、Ni、Zr、Y、Ce或La，通过金属离子的掺杂来调节磷酸盐的表面酸性，使得Ca_xA_y-PO₄-1,6-己二胺阻燃剂与聚合物有较好的相容性和形成表面有合适酸性中心的有机-无机磷酸盐介观自组装体系。