[发明专利]具有自修复性能的阻燃气凝胶及其制备方法

说明书

本发明涉及阻燃材料领域，尤其是具有自修复性能的阻燃气凝胶及其制备方法。所述阻燃气凝胶的各原料的重量份数为：壳聚糖40‑49份，植酸2‑20份，衣康酸40‑49份。本发明通过壳聚糖(chitosan，CS)与衣康酸(itaconic acid，IA)静电相互作用以及CS与PA静电相互作用的基础上,成功制备了自愈合和阻燃壳聚糖气凝胶。植酸(phytic acid，PA)及其盐类能够与带正电荷的分子相互作用，当CS与PA配对时,为良好的磷‑氮冷凝相阻燃反应提供了潜在的协同作用。此外,静电相互作用是可逆的,可为气凝胶提供自愈能力。

技术领域

本发明涉及阻燃材料领域，尤其是具有自修复性能的阻燃气凝胶及其制备方法。

背景技术

为了使泡沫多孔材料符合消防安全标准,通常会在其基体中添加阻燃添加剂。卤化阻燃剂,如溴,传统上被用作添加剂,以延缓和限制火灾的发生。然而,这些类型的分子由于其毒性和在环境和生物中的持久性而被确定为持久性污染物。目前大多数阻燃泡沫或气凝胶通过添加阻燃填料或层层自组装实现阻燃，但不能实现的泡沫或气凝胶破损处的自修复。

发明内容

为了解决背景技术中描述的现有技术的不足，本发明提供了一种具有自修复性能的阻燃气凝胶及其制备方法，通过壳聚糖(chitosan，CS)与衣康酸(itaconic acid，IA)静电相互作用以及CS与PA静电相互作用的基础上,成功制备了自愈合和阻燃壳聚糖气凝胶。植酸(phytic acid，PA)及其盐类能够与带正电荷的分子相互作用，当CS与PA配对时,为良好的磷-氮冷凝相阻燃反应提供了潜在的协同作用。此外,静电相互作用是可逆的,可为气凝胶提供自愈能力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有自修复性能的阻燃气凝胶，所述阻燃气凝胶的各原料的重量份数为：

生物质多糖材料40-49份，植酸2-20份，衣康酸40-49份。

具体地，所述生物质多糖材料为壳聚糖或壳聚糖衍生物或甲壳素或纤维素或海藻酸或海藻酸钠。

具体地，所述多元生物质酸为衣康酸或柠檬酸或葵二酸或月桂酸。

具体地，所述阻燃剂为植酸或硼酸或黏土或聚磷酸铵或次磷酸铝。

一种具有自修复性能的阻燃气凝胶的制备方法，包括以下步骤：

a.将2份生物质多糖材料和2份多元生物质酸放入到100份水中，采用超声溶解形成均匀的壳聚糖溶液；

b.然后在壳聚糖溶液中加入阻燃剂1份，将阻燃剂与壳聚糖产生的絮凝物进行干燥处理，再将干燥后的絮凝物研磨成细粉成为阻燃填料；

c.将0.4-2份阻燃填料加入到壳聚糖溶液中，进行超声搅拌分散，搅拌频率为100Hz，搅拌时间为30分钟,将均匀溶液放入冷冻干燥机内冷冻干燥后形成阻燃气凝胶，冷冻干燥机内的真空压强为8帕，温度为零下50摄氏度。

具体地，步骤b中，所述干燥方式为高温干燥或真空低温干燥或常温常压干燥或超临界干燥。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种具有自修复性能的阻燃气凝胶及其制备方法，通过壳聚糖(chitosan，CS)与衣康酸(itaconic acid，IA)静电相互作用以及CS与PA静电相互作用的基础上,成功制备了自愈合和阻燃壳聚糖气凝胶。植酸(phytic acid，PA)及其盐类能够与带正电荷的分子相互作用，当CS与PA配对时,为良好的磷-氮冷凝相阻燃反应提供了潜在的协同作用。此外,静电相互作用是可逆的,可为气凝胶提供自愈能力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的不同阻燃剂添加量气凝胶的压缩曲线图；