[发明专利]一种环保阻燃型三元复合材料POSS/GO/ZIF-8及其制备方法

说明书

本发明涉及一种环保阻燃型三元复合材料POSS/GO/ZIF‑8及其制备方法。随着国家的飞速发展，环保、安全、健康意识的日益增强，现有阻燃材料的阻燃性能及环保性能已不能满足人们的需求。本发明将氧化石墨烯(GO)、多面低聚倍半硅氧烷(POSS)、沸石咪唑骨架材料(ZIF‑8)复合，制备出一种三元复合材料。相比单组分阻燃剂及二元复合阻燃剂，该三元复合材料阻燃性能得到提升，同时满足环保要求；制备过程中使用超声波进行分散，保证分散液稳定、均一且无团聚现象，工艺简单，可行性高。

技术领域

本发明涉及一种阻燃剂的设计及制备技术领域，具体涉及一种环保阻燃型三元复合材料POSS/GO/ZIF-8及其制备方法。

背景技术

随着国家的飞速发展，环保、安全、健康意识的日益增强，防火理念的灌输，人们对阻燃材料的阻燃性能及环保性能的要求越来越高。

金属有机框架材料是一种新型的有机-无机杂化材料，其可作为一种环保阻燃剂应用于环氧树脂、聚碳酸酯、聚氨酯等阻燃领域[Xu W,Wang G,Xu J,et al.Modificationof diatomite with melamine coated zeolitic imidazolate framework-8as aneffective flame retardant to enhance flame retardancy and smoke suppressionof rigid polyurethane foam[J].Journal of hazardous materials,2019,379:120819.]。但单一的金属有机框架材料作为阻燃剂并不能满足人们的需求，因此，制备一种高阻燃型复合材料势在必行。目前，研究者通过将金属有机框架材料与氧化石墨烯、水滑石、SiO2等结合制备得到复合阻燃剂，以提高聚合物基体的阻燃性能，以上复合材料均隶属于二元复合材料。有研究表明，三元复合材料相比二元复合材料，其阻燃性能有一定提升。

相较于常规金属有机框架材料，沸石咪唑骨架材料具有良好的耐热稳定性和化学稳定性，其在阻燃领域具有良好的应用前景。氧化石墨烯(GO)具有大比表面积、丰富的含氧官能团，良好的反应活性，易与其他物质结合，从而得到具有优异性能的复合材料。多面低聚倍半硅氧烷(POSS)是一种有机-无机杂化材料，已经在阻燃领域显示出良好的阻燃性能。因此，将氧化石墨烯(GO)、多面低聚倍半硅氧烷(POSS)、沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)复合制备出一种三元复合材料，可有效提升聚合物基体的阻燃性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保阻燃型三元复合材料POSS/GO/ZIF-8及其制备方法。相比单组分阻燃剂及二元复合阻燃剂，其阻燃性能更加优异。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种环保阻燃型三元复合材料POSS/GO/ZIF-8，包括以下原料制成：八氨丙基倍半硅氧烷POSS 38质量份，氧化石墨烯GO 60质量份，POSS/GO 0.3-0.6质量份，硝酸锌1.5-3.0质量份，2-甲基咪唑28.7-57.4质量份。

一种环保阻燃型三元复合材料POSS/GO/ZIF-8的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：取38质量份八氨丙基倍半硅氧烷POSS超声分散于60mL四氢呋喃，取60质量份氧化石墨烯GO超声分散于60mL四氢呋喃；将两种溶液混合均匀，在氮气气氛中65℃水浴15h，四氢呋喃用旋转蒸发仪蒸出，产物用无水乙醇超声分散清洗，干燥得POSS/GO二元复合材料。