[发明专利]一种多金属氧簇-有机杂化阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多金属氧簇‑有机杂化阻燃剂及其制备方法，其由亚胺类化合物和单官能度POMs以1∶2‑3的摩尔比回流反应制成。本发明以一种醛基封端的醛胺类聚合物、具有Anderson结构的多金属氧酸盐为起始原料，采用多金属氧酸盐有机改性的方法，将无卤阻燃元素磷、氮通过共价连接的方式引入到多金属氧酸盐中，得到一种新型的有机‑无机杂化阻燃剂，其阻燃性能优异、与基体相容性好，能够改善多金属氧酸盐与基体相容性不好、单独使用时阻燃效率低下以及有机修饰手段单一、困难的缺陷。

技术领域

本发明涉及有机-无机杂化阻燃剂领域，具体涉及一种多金属氧簇-有机杂化阻燃剂及 其制备方法。

背景技术

近年来各类电子、电器、线路等引发的火灾越来越突出。“阻燃”已成为现代高分子材 料尤其是电子电器领域高分子材料所必须具备的重要特性，作为电子元器件的粘接料、封 装料和印制线路板的基体材料，环氧树脂(EP)塑封料占据了电子封装材料90％以上的市场，是最重要的电子材料之一。电子元件高度集成化和微型化伴随而来的高热量聚集对EP基材料火灾安全性提出了更高的要求。常规的阻燃改性技术虽然提高了环氧树脂的耐燃性，但并没有降低燃烧时释放的烟气量及烟气毒性，在这些有毒烟气成分中，抑制CO 释放通常被认为是减少火灾死亡关键因素。

EP无卤阻燃体系主要可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂，以磷系为代表有机阻燃剂既 可在凝聚相通过形成多聚磷酸来促进基材成炭，也可在气相通过磷氧自由基捕捉燃烧产生 的氢和羟基自由基而终止燃烧链式反应，表现出较好的阻燃效果；含氮元素的有机阻燃剂 既能够在凝聚相中也能够在气相中起到阻燃的作用。当同时使用两种或者两种以上的阻燃 元素，是协同提高阻燃效率、减少阻燃剂添加量的有效手段。但是，完全的有机阻燃剂会 带来很多不完全燃烧过程，对抑制材料燃烧时释放的烟气量及烟气毒性并没有明显效果， 反而可能增加有毒气体(如CO)的产量。

研究发现，通过添加热稳定性良好、具有特殊阻隔、催化作用的无机型阻燃剂可以有 效解决上述问题。多金属氧酸盐(Polyoxometalates，POMs)作为一种由前过渡金属(如钒、钼、钨等元素)在其最高价氧化态与氧原子通过氧配位桥连而成的一类具有确定结构、分子尺寸在纳米尺度的阴离子型金属-氧簇合物，通过元素种类与原子数量、平衡阳离子与中心杂原子、价态与骨架结构等方面调变可制备多种结构类型的POMs。但由于POMs 单独使用时亲水性强、具有大体积效应且POMs复配阻燃体系协同增效不足的局限性。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种多金属氧簇-有机杂化阻燃剂，其阻燃 性能优异、与基体相容性好，能够改善多金属氧酸盐与基体相容性不好、单独使用时阻燃 效率低下以及有机修饰手段单一、困难的缺陷。

本发明的另一目的在于提供上述多金属氧簇-有机杂化阻燃剂的制备方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种多金属氧簇-有机杂化阻燃剂，其由亚胺类化合物和单官能度POMs以1:2-3的摩 尔比回流反应制成，其结构式为

亚胺类化合物的结构式为其中，n为2-100 的整数，

R₁为

R₂为

单官能度POMs的结构式为[(N(C₄H₉)₄]₃[AlMo₆O₁₈(OH)₃{(OCH₂)₃CNH₂}]。