[发明专利]负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂，其特征在于，由氨基修饰寡层黑磷纳米片悬浊液与多酚类化合物混合后在避光、常温下搅拌反应12～24h，通过离心分离，干燥所得；所述的氨基修饰寡层黑磷纳米片悬浊液是将黑磷晶块、水溶性含氮化合物和球磨珠在保护气体的氛围中球磨，冷却至室温，过筛除去球磨珠；洗涤与离心分离，干燥后超声分散于去离子水中所得。

2.根据权利要求1所述的负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂，其特征在于，所述的球磨是在常温下以300～500r/min的转速进行球磨，每转30min停顿15min，时间总共为24～48h；所述的保护气体为氦气、氩气或氮气。

3.根据权利要求2所述的负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂，其特征在于，所述的球磨是将黑磷晶块、水溶性含氮化合物和球磨珠在保护气体氛围的手套箱中封装于球磨罐中后再进行。

4.根据权利要求1所述的负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂，其特征在于，所述的水溶性含氮化合物为尿素、氯化铵或双氰胺；所述的多酚类化合物为茶多酚、单宁酸或原花青素；所述多酚类化合物的用量为氨基修饰寡层黑磷纳米片质量的5～10倍。

5.根据权利要求1所述的负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂，其特征在于，所述的黑磷晶块与水溶性含氮化合物的质量比控制在1:5～1:10；所述球磨珠的质量为黑磷晶块的50～100倍，球磨珠是直径为1～10mm的不锈钢珠。

6.根据权利要求1所述的负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂，其特征在于，所述的干燥所得的干燥是于40～75℃下真空干燥6～8h；所述的干燥后超声分散于去离子水中的干燥是于30～70℃下真空干燥12～24h；

所述的超声分散于去离子水中为：将氨基修饰寡层黑磷纳米片置于质量为其200～500倍的去离子水中，在冰浴中以250～500W功率、超声分散10～30min。

7.根据权利要求1所述的负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂，其特征在于，所述的避光的条件是：采用黑布或者锡箔纸包裹住混合了氨基修饰寡层黑磷纳米片悬浊液与多酚类化合物的容器；

所述的常温下搅拌反应的搅拌转速为150～250r/min；

所述的洗涤与离心分离是过筛除去球磨珠后用去离子水洗涤产物，离心分离，倒去水溶液，再用去离子水洗涤一次，离心分离；离心分离的转速都为3500～10000r/min，时间为5～20min；

所述的通过离心分离的条件为：离心转速为5000～12000r/min，离心时间为10～30min。

8.权利要求1-7任一项所述的负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂的制备方法，其特征在于由如下步骤组成：

1)将黑磷晶块、水溶性含氮化合物和球磨珠在保护气体氛围中球磨，冷却至室温，过筛除去球磨珠；洗涤与离心分离，干燥后超声分散于去离子水中，得氨基修饰寡层黑磷纳米片悬浊液；

2)取步骤1)得到的氨基修饰寡层黑磷纳米片悬浊液与多酚类化合物混合，在避光、常温下搅拌反应12～24h；搅拌完毕后进行离心分离，将所得沉淀物干燥，得到的灰黑色粉末为负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂。

9.权利要求1～7任一项所述的负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂在制备阻燃环氧树脂的应用，其特征在于：将分别在溶剂中分散的负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂和双酚A型环氧树脂预聚物混合后超声分散，100～120℃下搅拌1～2h，在60～80℃下加入4,4'-二氨基二苯基甲烷，搅拌5～15min后倒入模具中，在60～80℃下抽真空1～2h后放入烘箱中加热固化，冷却到室温，得到阻燃环氧树脂。

10.根据权利要求9所述的负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂在制备阻燃环氧树脂的应用，所述的固化条件为：依次在100±5℃下加热1.0～2.0h，120±5℃下加热1.0～2.0h，150±10℃下加热1.0～2.0h，180±5℃下加热1.0～2.0h；所述的分别在溶剂中分散是分别在丙酮中超声分散；其中负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂是在其质量247～304倍的丙酮中超声分散；双酚A型环氧树脂预聚物是在其质量1～2倍的丙酮中超声分散；所述的超声分散条件为：在300～500W功率下、冰浴中超声分散10～30min；

所述负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂的用量为负载多酚类化合物寡层黑磷纳米片阻燃剂、双酚A型环氧树脂预聚物和4,4'-二氨基二苯基甲烷三组分总质量的0.3％～0.5％；控制4,4'-二氨基二苯基甲烷活泼氢当量为双酚A型环氧树脂预聚物环氧基当量的0.9～1.0倍。