[发明专利]一种阻燃剂、阻燃环氧树脂及二者的制备方法

说明书

本发明涉及一种球磨石墨纳米片负载UiO‑66‑NH₂接枝HCCP阻燃剂、阻燃环氧树脂及二者的制备方法。球磨石墨纳米片负载UiO‑66‑NH₂接枝HCCP阻燃剂是通过下述方法制得：先将膨胀石墨材料球磨制成膨胀石墨纳米片，再通过微波水热法在膨胀石墨纳米片的表面负载UiO‑66‑NH₂，最后将制得物与六氯环三磷腈分散在四氢呋喃中进行反应接枝，反应生成物固液分离后即得球磨石墨纳米片负载UiO‑66‑NH₂接枝HCCP阻燃剂。本发明所制备得到的球磨石墨纳米片负载UiO‑66‑NH₂接枝HCCP阻燃剂具有较高阻燃性能，在阻燃方面有较好的应用前景，为MOFs材料提供了一种可行的阻燃应用方法。

技术领域

本发明涉及一种阻燃剂，具体地说是一种阻燃剂、阻燃环氧树脂及二者的制备方法。

背景技术

金属-有机框架（MOFs）材料是一种有机-无机杂化材料，近十几年来被报道出的种类迅速增加。MOFs被认为是具有多种应用前景的纳米多孔材料，例如: 电极材料，药物缓释，催化等领域。目前，MOFs因其有序的多孔结构和活性金属中心等特点，在阻燃领域引起广泛关注，其中含有的金属位点和MOFs降解产生的金属衍生物展现出优异的催化氧化和催化成碳性能。MOFs材料大致可以分类为：等规金属有机骨框架、沸石咪唑酸酯框架、多孔配位网状等系列。同时，为了解决MOFs材料的批量快速生产，以满足其工业化的要求，针对不同使用场景的MOFs材料各种合成方法也应运而生，例如：室温合成法，水热法，离子液体法，微波辅助水热法等。

环氧树脂（EP）是一种重要的热固性聚合物，具有优异的耐化学性、低收缩性以及强粘附性，广泛应用于复合材料基体、表面涂层、粘合剂等领域。然而，EP的高易燃性极大地限制了它们的应用。其中以含卤素的阻燃剂效果最佳，但由于其在燃烧过程中会释放出大量的有毒气体，如HBr、HCl、二苯并对二噁英和二苯并呋喃而被禁止使用。无机填料如氢氧化铝和氢氧化镁可以提高EP的防火性能，但必须要有高添加量才能达到阻燃效果，而高添加量则会影响其力学性能。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种球磨石墨纳米片负载UiO-66-NH₂接枝HCCP阻燃剂及其制备方法，以为金属-有机框架材料在阻燃领域的应用提供一种可行的处理方法。

本发明的目的之二就是提供一种阻燃环氧树脂及其制备方法，以提高环氧树脂的阻燃性能。

本发明的目的之一是这样实现的：

一、一种球磨石墨纳米片负载UiO-66-NH₂接枝HCCP阻燃剂，通过下述方法制得：先将1份膨胀石墨材料（重量份，下同）与10份去离子水添加到球磨机的反应釜中，以2500rpm的转速球磨48h，然后收集产物并置于烘箱中，在60℃下干燥24h，制成膨胀石墨纳米片；再将ZrCl₄溶于二甲基甲酰胺中，得到浓度为0.0066~0.0132 mol/L的ZrCl₄溶液，将对氨基苯甲酸溶于上述ZrCl₄溶液中，得到浓度为0.0059~0.0118 mol/L的对氨基苯甲酸溶液，将占对氨基苯甲酸溶液体积5.55%~11.11%的冰醋酸和占ZrCl₄质量2.81%~5.62%的膨胀石墨纳米片混入对氨基苯甲酸溶液中，混合均匀后，利用微波合成仪，在加热功率70W、120~140℃温度下进行微波合成反应20~40min，收集微波合成出的反应所得物进行固液分离，将分离后的固态物先用甲醇离心洗涤三次，再用二甲基甲酰胺离心洗涤三次，然后放入烘箱中在80℃下真空干燥12h，通过上述的微波水热法在膨胀石墨纳米片的表面负载UiO-66-NH₂；最后将制得物与六氯环三磷腈（HCCP）分散在四氢呋喃（THF）中进行反应接枝，反应生成物固液分离后即得球磨石墨纳米片负载UiO-66-NH₂接枝HCCP阻燃剂。