[发明专利]一种硅铝酸盐纳米管、阻燃性复合材料及其制备方法

说明书

本发明提出了一种硅铝酸盐纳米管、阻燃性复合材料及其制备方法，硅铝酸盐纳米管采用Al(NO₃)_3·9H₂O和正硅酸四乙酯制备，阻燃性复合材料，由以下重量份的原料组成：PVC树脂100份、邻苯二甲酸二辛酯35‑45份、稳定剂3‑6份、润滑剂0.4‑0.6份和阻燃剂5份，阻燃剂包括0.1‑0.4份所述的硅铝酸盐纳米管和4.6‑4.9份的Sb₂O₃。本发明简化硅铝酸盐纳米管的制备工艺，缩短生产周期，优化制备工艺，阻燃性复合材料具有良好的阻燃抑烟效果以及力学性能。

技术领域

本发明涉及阻燃性材料的技术领域，特别是指一种硅铝酸盐纳米管、阻燃性复合材料及其制备方法。

背景技术

硅铝酸盐纳米管主要包括埃洛石纳米管(HNTs)和伊毛缟石纳米管(INTs)，是一类重要的氧化物纳米材料，现有的制备方法有水热合成法、插层法等，目前国内外对HNTs的合成技术还不够成熟，处于不断探索的初级阶段，工业化生产道路的实现还需较长时间。现如今，插层法是制备HNTs的主要方法，过程中主要存在的问题有：制备HNTs的过程较为繁杂，太过冗长；插层周期太长，需要反复进行7-10天左右；合成的HNTs产率低。

PVC是一类应用广泛的热塑性塑料，其用量仅次于氯乙烯，是五大通用树脂之一，但是PVC的脆性大、不易加工等缺点，在其加工过程中，需要添加大量的易燃增塑剂及其它有害助剂，大幅度降低了其阻燃性能，甚至成为易燃材料。此外，PVC的热稳定差，在燃烧时极易产生大量CO、CO2有害气体以及HCl、芳香族挥发物等有毒烟雾，这在一定程度上限制了PVC的应用领域。近些年来，PVC阻燃抑烟研究已经成为研究热点，目前主要通过直接添加无机、有机以及复合型三大类阻燃抑烟剂对PVC树脂进行改性。

三氧化二锑(Sb₂O₃)能够有效提高PVC氧指数，具有较好的阻燃性能，是PVC用的比较多的一种传统无机阻燃剂，但Sb₂O₃的加入会增大生烟量，需要添加其他助剂对其进行抑烟改性如八钼酸铵、氧化锌、锡酸锌等助剂，而且Sb₂O₃因市场需求增加，价格不断上涨，而且Sb₂O₃的添加会在一定程度上降低PVC的力学性能。

发明内容

本发明提出一种硅铝酸盐纳米管、阻燃性复合材料及其制备方法，简化硅铝酸盐纳米管的制备工艺，缩短生产周期，阻燃性复合材料具有良好的阻燃抑烟效果以及力学性能。

本发明的技术方案是这样实现的：一种硅铝酸盐纳米管的制备方法，包括以下步骤：

1)将900-2000ml的Al(NO₃)_3·9H₂O的水溶液添加到200-350ul的正硅酸四乙酯溶液中，搅拌40-80min，得到溶液A；

2)向溶液A中缓慢加入氢氧化钠溶液调节pH至为4-6之间，然后搅拌20-40min，然后80-100℃油浴条件下加热5-7天，冷却至室温，得到溶液B；

3)调节溶液B的pH值为7.5-8.5，离心，真空干燥得到硅铝酸盐纳米管。

进一步地，步骤1)中，Al(NO₃)_3·9H₂O的水溶液的浓度为0.004-0.006mol/L。

一种所述的硅铝酸盐纳米管在制备阻燃性复合材料中的应用。

一种阻燃性复合材料，由以下重量份的原料组成：PVC树脂100份、DOP 35-45份、稳定剂3-6份、润滑剂0.4-0.6份和阻燃剂5份，阻燃剂包括0.1-0.4份所述的硅铝酸盐纳米管和4.6-4.9份的Sb₂O₃。