[发明专利]一种高热稳定性葫芦脲-次磷酸铝包合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种高热稳定性葫芦脲‑次磷酸铝包合物及其制备方法与应用。本发明以葫芦脲(CB[n])为主体，次磷酸铝(AHP)为客体，利用主客体之间偶极‑偶极作用力，通过一步反应得到高热稳定性葫芦脲‑次磷酸铝包合物。该包合物的制备方法，包括以下步骤：(1)将活化处理后的CB[n]分散于含有溶剂A的反应容器中；(2)通过控制CB[n]和AHP的质量比，向上述溶液中加入AHP，进行搅拌反应，抽滤干燥，得到高热稳定性葫芦脲‑次磷酸铝包合物。本发明通过改变CB[n]的组分和各组分比例，成功制备出系列葫芦脲‑次磷酸铝包合物，实现了对AHP的分解温度的精确调控，显著提高了AHP的热稳定性，同时具有优异的成炭性和阻燃性，本发明在高分子阻燃领域有极大的发展潜力。

技术领域

本发明涉及阻燃材料技术领域，具体涉及一种高热稳定性葫芦脲-次磷酸铝包合物及其制备方法与应用。

背景技术

次磷酸铝(AHP)作为一种新型无卤高效阻燃材料，由于其成本低廉、环境友好、含磷量高(约42％)，同时具有阻燃效率高、不易挥发等优点，已成为国内外研究开发的热点之一。AHP作为高效无卤阻燃剂广泛应用于各种高分子材料，如聚酰胺系列(PA6，PA66)、聚酯系列(PBT，PET)，其阻燃效果优异，同时具有良好的协同阻燃效应。但AHP也存在很多缺陷，例如热稳定性差、对加工设备有腐蚀性，这极大地限制了AHP在高分子阻燃领域的广泛应用。其中热稳定性差将导致AHP在加工过程中产生有毒易燃的PH₃，进一步可造成聚合物降解和燃烧，这对于作为高效阻燃材料是致命的缺陷。因此制备高热稳定性AHP阻燃材料具有极大的实际应用价值和意义。

葫芦脲(CB[n])是继冠醚、杯芳烃、及环糊精之后发展起来的一类具有疏水性空腔和亲水性羰基端口的含氮环状化合物，可通过疏水作用、氢键、π-π堆积、离子-偶极和偶极-偶极作用于有机小分子、生物大分子、离子型化合物等形成超分子自组装包合物。目前，大多数研究是通过微胶囊技术提高AHP材料的热稳定性。但此方法不仅成本高、污染大，且胶囊外层不稳定易分解产生有毒气体，不能有效提高AHP的热稳定性，导致其应用局限性大。目前为止，还未见通过系统研究改变CB[n]的组分和各组分比例，实现对AHP分解温度的精确调控，制备高热稳定性葫芦脲-次磷酸铝包合物的报道。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种高热稳定性葫芦脲-次磷酸铝包合物及其制备方法与应用，该制备方法通过主体CB[n](葫芦脲)与客体AHP(次磷酸铝)之间偶极-偶极作用力，将CB[n]均匀包覆于AHP表面，得到一种高热稳定性包合物，应用于聚酰胺系列、聚酯系列的阻燃。

本发明所采取的的技术方案是：一种高热稳定性葫芦脲-次磷酸铝包合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将活化处理后的CB[n]分散于含有溶剂A的反应容器中；

(2)通过控制CB[n]和AHP的质量比，向上述溶液中加入AHP，进行搅拌反应，抽滤干燥，得到高热稳定性葫芦脲-次磷酸铝包合物。

本发明提出的葫芦脲-次磷酸铝包合物是以CB[n]为主体，AHP为客体，利用主客体之间偶极-偶极作用力，通过一步反应得到一种高热稳定性新型阻燃剂。

优选地，步骤(1)中所述的活化处理的活化温度为90℃～160℃，活化时间为4～8h。步骤(1)中所述的溶剂A选自蒸馏水、四氢呋喃、乙醇和甲醇中的一种以上。

优选地，步骤(1)中所述的活化处理后的CB[n]与溶剂A的质量比为1:40～90。

优选地，步骤(2)中所述的CB[n]和AHP的质量比为0.02～0.7:1。

优选地，步骤(2)中所述的CB[n]选自CB[5]、CB[6]、CB[7]、CB[8]、CB[9]、CB[10]和CB[11]中的两种以上。