[发明专利]一种核壳结构的硼酸酯聚合物@氧化亚铜阻燃纳米粒子的制备方法

说明书

本发明公开了一种核壳结构的硼酸酯聚合物@氧化亚铜阻燃纳米粒子的制备方法，首先将含有磷、氮等阻燃元素的一种或两种多胺分别与4‑甲酰基苯硼酸、DOPO和3，4‑二羟基苯甲醛、DOPO反应制备得多臂苯硼酸和邻苯二酚单体，接着将氧化亚铜分散于甲醇中，形成均一稳定的分散液，随后加入多臂邻苯二酚单体，并搅拌均匀，然后缓慢滴加多臂苯硼酸溶液，多臂苯硼酸和邻苯二酚单体在氧化亚铜表面形成一层硼酸酯聚合物层，即得核壳结构的硼酸酯聚合物@氧化亚铜阻燃纳米粒子。

技术领域

本发明属于有机无机杂化纳米材料技术领域，具体涉及一种核壳结构的硼酸酯聚合物@氧化亚铜阻燃纳米粒子的制备方法。

背景技术

聚合物材料应用广泛于当今社会生活中，是一种不可或缺的材料。然而这些材料却具有一个致命的缺点，易燃性，这也大大增加了火灾的安全隐患，因此发展具有防火阻燃功能的聚合物材料变得十分重要。有研究表明，添加无机纳米粒子，是一种提高聚合物阻燃性的方法。金属氧化物，尤其是氧化亚铜是一种常见且廉价的阻燃添加助剂，通过在凝聚相催化成碳的方法发挥其阻燃作用。然而，其阻燃效果一般都表现于大添加量下，这样的添加量会在一定程度上损害聚合物材料的一些性能，尤其是力学性能。磷、氮、硅、硼都是常见且高效的阻燃元素，含磷化合物能在气相阻燃，含氮基团能在高温下释放出不可燃气体来稀释氧气，并吸收或带走热量来达到阻燃的效果，硼化合物能在高温下分解为三氧化二硼，在聚合物表面形成保护层，抑制燃烧。传统的方法都是在将阻燃剂与氧化亚铜进行复配，这在一定程度上削弱了整个体系的阻燃效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种核壳结构的硼酸酯聚合物@氧化亚铜阻燃纳米粒子的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种核壳结构的硼酸酯聚合物@氧化亚铜阻燃纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：

(1)将4-甲酰基苯硼酸、DOPO和含磷氮碳的多胺溶于适量甲醇中，避光充分搅拌，获得多臂苯硼酸溶液；

(2)将3，4-二羟基苯甲醛、DOPO和含磷氮碳的多胺溶于适量甲醇中，避光充分搅拌，获得多臂邻苯二酚溶液；

(3)将氧化亚铜充分分散于甲醇中，获得氧化亚铜分散液；

(4)将上述多臂邻苯二酚溶液逐滴滴入上述氧化亚铜分散液中，然后超声分散；

(5)将上述多臂苯硼酸溶液缓慢滴入步骤(4)所得的物料中，滴完后室温反应12-48h；

(6)将步骤(5)所得的物料经离心，获得沉淀，将沉淀干燥后，即得所述核壳结构的硼酸酯聚合物@氧化亚铜阻燃纳米粒子；

上述含磷氮碳的多胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、二正丁胺、1，6己二胺、对苯二胺、4，4’-二氨基二苯甲烷、六(4-氨基苯氧基)环三磷腈或2，4，6-三(N，4’-氨基苯基)-1，3，5-三嗪。

在本发明的一个优选实施方案中，所述含磷氮碳的多胺为乙二胺、二正丁胺、1，6己二胺、对苯二胺或4，4’-二氨基二苯甲烷；所述步骤(1)中，4-甲酰基苯硼酸、DOPO和含磷氮碳的多胺的摩尔比为2∶2∶1；所述步骤(2)中，3，4-二羟基苯甲醛、DOPO和含磷氮碳的多胺的摩尔比为2∶2∶1。

在本发明的一个优选实施方案中，所述含磷氮碳的多胺为二乙烯三胺或2，4，6-三(N，4’-氨基苯基)-1，3，5-三嗪；所述步骤(1)中，4-甲酰基苯硼酸、DOPO和含磷氮碳的多胺的摩尔比为3∶3∶1；所述步骤(2)中，3，4-二羟基苯甲醛、DOPO和含磷氮碳的多胺的摩尔比为3∶3∶1。

在本发明的一个优选实施方案中，所述含磷氮碳的多胺为三乙烯四胺；所述步骤(1)中，4-甲酰基苯硼酸、DOPO和含磷氮碳的多胺的摩尔比为4∶4∶1；所述步骤(2)中，3，4-二羟基苯甲醛、DOPO和含磷氮碳的多胺的摩尔比为4∶4∶1。