[发明专利]DOPO功能化二硫化钼阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种DOPO功能化二硫化钼阻燃剂及其制备方法，属于环保型含磷阻燃剂技术领域。本发明以MoS₂为原料，在H₂O₂和NMP混合溶剂中，采用超声波辅助液相剥离法制备MoS₂纳米片；然后，烯丙基硫醇对MoS₂纳米片进行接枝反应，获得烯丙基硫醇接枝MoS₂纳米片；最后，通过乙醇溶剂热法将烯丙基硫醇的‑C=C基团与DOPO中活泼的P‑H基团发生加成反应，制备出DOPO功能化MoS₂纳米片。本发明制得的阻燃剂可以发挥MoS₂纳米片和DOPO的协同阻燃和抑烟作用。

技术领域

本发明属于环保型含磷阻燃剂技术领域，具体涉及一种DOPO功能化二硫化钼阻燃剂及其制备方法。

背景技术

高分子材料是一种以高分子化合物为基体，再配以其他添加剂所组成的材料，包括塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂料和高分子树脂基复合材料。由于高分子材料具有质轻、力学性能优良、耐腐蚀、易成型加工等优点得到了广泛的应用。然而，大多数高分子材料属于可燃或易燃材料，在燃烧过程中会释放大量的热量和有毒烟气，会对人民生命和财产安全构成极大的威胁，因高分子材料而引发的火灾中大部分伤亡是由于吸入有毒烟气造成的。所以，开发低烟低毒型阻燃高分子材料已经成为重要研究课题。

在高分子材料中加入卤系阻燃剂可提高其阻燃性能，但卤系阻燃剂会释放出大量的腐蚀性和有毒的挥发性气体，对人体健康和生态环境造成很大的危害。因此，许多研究人员致力于开发环境友好的无卤阻燃剂，特别是磷系和金属氢氧化物阻燃剂。研究表明，氢氧化铝、氢氧化镁等金属氢氧化物在热稳定性、无毒性和抑烟性方面具有明显的优势，但是需要高添加量才能达到令人满意的阻燃效果，这通常会破坏高分子材料的力学性能[Dasari,A.；Yu,Z.Z.；Cai,G.P.；Mai,Y.W.Recent developments in the fire retardancy ofpolymeric materials.Prog.Polym.Sci.,2013,38,1357–1387.]。

MoS₂是一种由三个原子(S-Mo-S)组成的层状结构纳米材料，层与层之间靠弱的范德华力相互作用结合，通过破坏弱的范德华相互作用力，可以剥离为多层、双层或单层的MoS₂纳米片。MoS₂纳米片具有优异的物理阻隔性能、较低的热导率和抑烟性能，有望成为改善高分子材料阻燃性能的阻燃剂。[Wang,X.；Xing,W.；Feng,X.；Song,L.；Hu,Y.MoS₂/polymer nanocomposites:preparation,properties,and applications.Polym.Rev.,2017,57,440–466.]然而，由于高的比表面积和层与层之间的弱范德华力相互作用，MoS₂纳米片不能很好地分散在高分子材料基体中，这将严重影响其阻燃效率的发挥。同时，9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)是一种新型的阻燃剂，它主要是通过促进凝聚相成炭和气相捕获活性自由基发挥阻燃作用。