[发明专利]一种二维纳米填料协效阻燃剂及其制备方法、应用

说明书

本发明属于聚合物阻燃剂技术领域，具体涉及一种二维纳米填料协效阻燃剂及其制备方法、应用，所述协效阻燃剂的组成是：阻燃剂100质量份，二维纳米填料2～500质量份，植物多酚5～500质量份，多价金属盐1～100质量份。该协效阻燃剂的制备方法是：先利用植物多酚和多价金属离子的多配位络合反应分别对阻燃剂和二维纳米填料进行包覆，然后再利用该络合反应将阻燃剂负载到二维纳米填料表面；其原料配比科学合理，制备工艺简单，操作方便，成本低，制备的协效阻燃剂分散性好，阻燃效率高，将其通过溶液共混、乳液共混或熔融共混的方法添加到聚合物基体中，能够制备出兼具优异阻燃和力学等性能的高性能阻燃聚合物复合材料，应用广泛。

技术领域：

本发明属于聚合物阻燃剂技术领域，具体涉及一种二维纳米填料协效阻燃剂及其制备方法、应用。

背景技术：

聚合物的易燃性给人类的生产生活带来了严重的安全隐患，因此，阻燃聚合物材料的开发具有重要的现实意义和紧迫性。聚合物的阻燃机理包括气相阻燃、凝聚相阻燃和协效阻燃，其中气相阻燃机理主要是通过捕捉燃烧的链支化反应所需的自由基或产生不可燃性气体稀释可燃气体来实现；凝聚相阻燃机理最主要的是成炭阻燃机理，即通过炭层阻隔气相和凝聚相间热量和物质的交换实现的，相比于气相阻燃机理，凝聚相成炭阻燃机理更常见；协效阻燃是指通过不同阻燃机理的多种阻燃剂的合理复配发挥出比单一阻燃剂更高的阻燃效果，因此，协效阻燃是阻燃领域的研究热点【Polymer Degradation andStability,2016,130,194】。

传统的阻燃剂有卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、膨胀型阻燃剂、硅系阻燃剂和无机阻燃剂，但是由于绝大多数阻燃剂都是极性的，导致其与聚合物基体的相容性较差，使用过程中会发生分散不均匀、表面迁移等问题；而且绝大多数阻燃剂要想发挥有效的阻燃效果，填充量往往较大，导致聚合物的力学、老化等性能严重下降。通过阻燃剂的包覆改性提高阻燃剂与基体的相容性是解决上述问题的有效途径【Polymer Degradation and Stability,2015,113,96；Journal of Thermal Analysis and Calorimetry,2014,118,349；Journalof Thermal Analysis and Calorimetry,2016,123,1239】。此外，为了构建协效阻燃体系，炭层补强是一个关键切入点，具有二维片层结构的纳米填料，不仅能够发挥聚合物补强、炭层补强的作用，而且具有优异的阻隔作用，能够进一步提高炭层阻隔作用而提高阻燃效率【Progress in Polymer Science,2017,69,22；Journal of Macromolecular Science,Part B:Physics,2015,54,1282】。近年来引起了科学家们的广泛关注。

综上，阻燃剂的包覆改性和二维纳米填料的炭层补强是构建高效协效阻燃体系的两个关键切入点，通过两者的技术融合有望开发出新型高效的阻燃剂体系，为制备兼具优异阻燃、力学等性能的聚合物复合材料提供一种新思路。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，设计提供一种二维纳米填料协效阻燃剂及其制备方法、应用，先利用植物多酚和多价金属离子的多配位络合反应分别对阻燃剂和二维纳米填料进行包覆，然后再利用该络合反应将阻燃剂负载到二维纳米填料表面，从而制备出兼具优异阻燃、力学等性能的高性能阻燃聚合物复合材料。

为了实现上述目的，本发明所述二维纳米填料协效阻燃剂的组成是：阻燃剂100质量份，二维纳米填料2～500质量份，植物多酚5～500质量份，多价金属盐1～100质量份。