[发明专利]一种环交联聚磷腈表面改性镍钴双氢氧化物阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环交联聚磷腈表面改性镍钴基双金属氢氧化物阻燃剂，包括以下原料：镍钴双氢氧化物、4,4’‑二氨基二苯醚、三乙胺和六氯环三磷腈；制备方法：(1)称取各原料；(2)将镍钴双氢氧化物超声分散于无水乙醇中，备用；(3)先将4,4’‑二氨基二苯醚和三乙胺超声分散于有机溶剂中，然后加入镍钴双氢氧化物悬浮液中；(4)先将六氯环三磷腈超声分散于有机溶剂中，然后逐滴加入镍钴双氢氧化物混合液中，升温反应，过滤，真空干燥，研磨，即得。本发明实现了有机氮磷系化合物与无机金属氢氧化物复合阻燃剂的制备，操作简单、易行，阻燃剂具有优异的阻燃的性能、抑烟效果显著，符合现今人们要求阻燃剂无卤的趋势。

技术领域

本发明涉及阻燃剂技术领域，更具体的说是涉及一种环交联聚磷腈表面改性镍钴双氢氧化物阻燃剂及其制备方法。

背景技术

阻燃剂，是指赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，主要是针对高分子材料的阻燃设计的，按使用方法分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。其中，添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入到聚合物中使其具有阻燃性的，适用范围较广，目前，添加型阻燃剂主要包括有机阻燃剂和无机阻燃剂，卤系阻燃剂(有机氯化物和有机溴化物)和非卤阻燃剂。

金属氢氧化物是一种新型多效塑料添加剂，作为阻燃剂具有阻燃、消烟、填充等多种功能，是一种高效、无卤、低烟、无毒的无机阻燃剂新品种。对于不易炭化的聚丙烯，在燃烧过程中聚合物表面形成碳质保护层对阻燃性能的提高起着至关重要的作用，同时，过渡金属化合物如镍、钴、铜等，可以有效催化聚烯烃降解产物的碳化，减少可燃热解气体的演化，提高阻燃性。所以，选择镍钴双金属氢氧化物作为阻燃剂不光具有阻燃、消烟的优点，还会起到催化作用，进而减少有毒气体的释放，降低火灾危险。

但是，单纯的添加镍钴双氢氧化物会因为分散性差而容易发生团聚现象，且添加量通常需要很大才能满足人们的阻燃性需求。

因此，如何对镍钴双氢氧化物进行改性是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种环交联聚磷腈表面改性镍钴双氢氧化物阻燃剂及其制备方法，以解决现有技术中的不足。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种环交联聚磷腈表面改性镍钴双氢氧化物阻燃剂(PZN@NiCo-BH)，包括以下原料：镍钴双氢氧化物(NiCo-BH)、4,4’-二氨基二苯醚(ODA)、三乙胺(TEA)和六氯环三磷腈(HCCP)；其中，镍钴双氢氧化物与六氯环三磷腈的质量比为(10-20)：1，4,4’-二氨基二苯醚、三乙胺和六氯环三磷腈的摩尔比为(1.5-6):(0.25-1):1。

本发明的有益效果在于：磷腈类衍生物(通过六氯环三磷腈单体合成的新物质)作为新型无卤阻燃剂，具有环境友好、与聚合物相容性高、阻燃性能优异等特性，本发明以六氯环三磷腈作为形成聚磷腈的单体，以镍钴双氢氧化物作为聚磷腈表面改性的模板，以4,4’-二氨基二苯醚作为聚磷腈的固化剂，以三乙胺作为pH缓冲剂，创造性地将六氯环三磷腈引入镍钴双氢氧化物表面，结合两者的优点得到一种核壳结构的环交联聚磷腈表面改性镍钴双氢氧化物阻燃剂，并将其应用于阻燃复合材料，具有重要的工业价值。

进一步，上述镍钴双氢氧化物包括以下原料：钴盐、镍盐和尿素；其中，钴盐中Co³⁺与镍盐中Ni²⁺的摩尔比为1:(0.5-3)，钴盐和镍盐中阴离子摩尔数之和与尿素的摩尔数之比为1：(2.5-4.5)。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，使用尿素作为沉淀剂得到的镍钴双金属氢氧化物结晶度更高、形貌更均一，同时作为过渡金属的钴镍元素具有较好的抑烟性。

一种环交联聚磷腈表面改性镍钴双氢氧化物阻燃剂的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)按上述环交联聚磷腈表面改性镍钴双氢氧化物阻燃剂的摩尔比称取各原料；