[发明专利]一种生物基环保型纳米阻燃复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种生物基环保型纳米阻燃复合材料及其制备方法和应用，所述阻燃材料采用了壳‑核结构，内核为三磷腈接枝碳纳米管，壳体包括两层，内层壳体为壳聚糖层、外层壳体为植酸层。该阻燃材料制备方法简单、环境友好、阻燃性能好，可用于织物阻燃。

技术领域

本发明涉及阻燃材料技术领域，具体涉及一种生物基环保型纳米阻燃复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前织物常用的布料采用了纯棉或涤纶或聚酯纤维等等。其本身不具有阻燃性能，在遇到明火时容易发生燃烧现象。由于其易燃特性，因此大量堆放布料的区域发生火灾的概率也较大。为此，织物阻燃剂也是本行业中常用到的一种助剂，通过使用阻燃剂对布料进行表面处理，使其具有一定的阻燃性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种生物基环保型纳米阻燃复合材料。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种生物基环保型纳米阻燃复合材料，所述阻燃材料采用了壳-核结构，内核为三磷腈接枝碳纳米管，壳体包括两层，内层壳体为壳聚糖层、外层壳体为植酸层。

本发明的另一个目的是提供上述生物基环保型纳米阻燃复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)将三磷腈接枝碳纳米管粉末分散在去离子水中，边搅拌边加入壳聚糖溶液，恒温搅拌20-30min，洗涤、过滤，这里，所述的壳聚糖溶液的配置过程为：在室温下将分子量10-30万的壳聚糖溶解于质量浓度为1-4％的冰乙酸溶液中，配置成质量百分比浓度为2-6％的壳聚糖溶液；

步骤2)将步骤1)过滤得到的粉末产物分散在去离子水中，边搅拌边加入质量百分比浓度为2-5％的植酸水溶液，而后继续恒温搅拌15-20min，再洗涤、过滤，而后经干燥、研磨过筛后得到所述的阻燃材料。

作为一种具体的实施方式，所述三磷腈接枝碳纳米管由以下方法制备得到：

步骤A：将多壁碳纳米管置于混酸溶液中，所述混酸由浓硝酸和浓硫酸按照体积比1:2混合而成，在70-90℃温度下超声浴反应3-5h，用去离子水清洗至中性，用直径为0.2μm的微孔滤膜抽滤，而后经真空干燥得到酸化碳纳米管；

步骤B：将步骤A处理得到的酸化碳纳米管以及六氯环三磷腈、氢氧化钠按照质量比2:0.8-1:0.4-0.5的比例混合，而后将混合物加入到四氢呋喃中，超声2-2.5h，送入反应釜，通氮气，在65-70℃的温度条件下保温反应30-40h，出料，将产物抽滤，用丙酮洗涤3-4次，置于烘箱中干燥至恒重，得到三磷腈接枝碳纳米管。

作为一种具体的实施方式，所述三磷腈接枝碳纳米管粉末与壳聚糖的质量比为3-10:1；所述三磷腈接枝碳纳米管粉末与植酸的质量比为2-5:1。

本发明的第三个目的是提供上述生物基环保型纳米阻燃复合材料在织物上的应用。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的。

1)本申请的生物基环保型纳米阻燃复合材料，内核采用了三磷腈接枝碳纳米管，其通过六氯环三磷腈对碳纳米管进行改性处理，使改性后的多壁碳纳米管具有三维网状结构，而壳聚糖和植酸通过相反电荷静电絮凝作用吸附在三磷腈接枝碳纳米颗粒表面，降低了多壁碳纳米管的亲水性。

2)该制备方法简单，原料来源丰富，绿色环保。

附图说明

图1为采用阻燃复合材料喷涂在纯棉布上,进行性能检测的示意图；

图2为采用阻燃复合材料喷涂在毛化纤混合布上,进行性能检测的示意图；

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。