酸乙酯；
[0037]二、将反应物从反应釜中取出，经去离子水洗涤、抽滤后置于烘箱中，在100°C烘干 7小时，然后将烘干后的反应物置于马弗炉中，以:TC/min的升温速率升温至550°C，保温6小 时，此时除去了模板剂十六烷基三甲基溴化铵，即制得镍改性MCM-41分子筛；
[0038]利用镍改性MCM-41分子筛改性IFR膨胀阻燃剂，具体方法按以下步骤进行：
[0039]按质量比为6:1称取IFR膨胀阻燃剂和镍改性MCM-41分子筛作为原料，然后将称取 的原料置于高速粉碎机内混合lmin，将混合后的原料置于星式球磨机中在450r/min的转速 下研磨30min，得到改性后的IFR膨胀阻燃剂。
[0040]为了验证本实施例，按质量比7:13称取改性后的IFR膨胀阻燃剂和聚乙烯，然后后 置于转矩流变仪中混合，所述在转矩流变仪中混合的温度140°C，转速80r/min，混合时间为 lOmin;，得到复合聚乙烯材料PE/IFR/Ni-MCM-41;
[00411本实施例制备的复合聚乙烯材料PE/1 FR/Ni -MCM-41的主要材料组成和阻燃性能 如表1所示，对比例为采用未改性的IFR阻燃剂制备的聚乙烯材料，主要材料组成如表1所 示，其它步骤与参数与实施例1相同；图1为以实施例1方法制备的复合聚乙烯材料PE/IFR/ Ni-MCM-41的扫描电镜图，由图1可知镍改性MCM-41分子筛在复合聚乙烯材料中均匀分散； 图2为实施例1负载镍粒子的镍改性分子筛Ni-MCM-41的扫描电镜图；可以看出MCM-41分子 筛上均匀负载的镍金属粒子;将对比例材料与实施例1进行热重分析，结果是实施例1材料 热释放峰延后，残炭量增加较对比例材料增加5%~6% ;由表1可知实施例1材料热释放总 量降低35.87MJ/m2，质量损失率降低至84.04%。
[0042] 表 1
[0043]
[0044] 实施例2
[0045] 一、取十六烷基三甲基溴化铵0.73g溶于18mL去离子水中，依次加入5mL氨水、0.6g 酒石酸和〇. 8g金属改性剂，搅拌0.5h后，加入3. lmL正娃酸乙酯，调节pH值至9;继续搅拌6h， 然后调节反应釜温度至l〇〇°C反应24小时;所述氨水质量浓度为20%;所述调节pH值采用的 试剂为氢氧化钠;所述金属改性剂为硝酸铁;所述硅源物质为正硅酸乙酯；
[0046] 二、将反应物从反应釜中取出，经去离子水洗涤、抽滤后置于烘箱中，在100°C烘干 7小时，然后将烘干后的反应物置于马弗炉中，以:TC/min的升温速率升温至550°C，保温6小 时，此时除去了模板剂十六烷基三甲基溴化铵，即制得铁改性MCM-41分子筛；
[0047] 利用铁改性MCM-41分子筛改性IFR膨胀阻燃剂，具体方法按以下步骤进行：
[0048] 按质量比为6:1称取IFR膨胀阻燃剂和铁改性MCM-41分子筛作为原料，然后将称取 的原料置于高速粉碎机内混合lmin，将混合后的原料置于星式球磨机中在450r/min的转速 下研磨30min，得到改性后的IFR膨胀阻燃剂。
[0049] 为了验证本实施例，按质量比7:13称取改性后的IFR膨胀阻燃剂和聚乙烯，然后后 置于转矩流变仪中混合，得到复合聚乙烯材料PE/ IFR/Fe-MCM-41;所述在转矩流变仪中混 合的温度140 °C，转速80r/min，混合时间为1 Omin;
[0050] 本实施例制备的复合聚乙烯材料PE/IFR/Fe-MCM-41主要材料组成和阻燃性能如 表2所示，对比例为聚乙烯材料，主要材料组成如表2所示，其它步骤与参数与实施例2相同； 图3为实施例2方法制备的复合聚乙烯材料PE/IFR/Fe-MCM-41的扫描电镜图片图，由图3可 知，铁改性MCM-41分子筛在复合聚乙烯材料PE/IFR/Fe-MCM-41中均匀分散；由表2可知热释 放总量比纯聚乙烯材料降低39.68MJ/m 2，质量损失由96.50 %降低至77.3 %。
[0051] 表 2
[0052]
[0053]
[0054] 实施例3
[0055] -、取十六烷基三甲基溴化铵0.56g溶于40mL去离子水中，依次加入5mL氨水、0.6g 酒石酸和0.4g金属改性剂，搅拌0.5h后，加入3.4mL正硅酸乙酯，调节pH值至9;继续搅拌 1 lh，然后调节反应釜温度至100°C反应24小时;所述氨水质量浓度为20% ;所述调节pH值采 用的试剂为氢氧化钠;所述金属改性剂为硝酸镍;所述硅源物质为正硅酸乙酯；
[0056] 二、将反应物从反应釜中取出，经去离子水洗涤、抽滤后置于烘箱中，在100°C烘干 7小时，然后将烘干后的反应物置于马弗炉中，以:TC/min的升温速率升温至550°C，保温6小 时，此时除去了模板剂十六烷基三甲基溴化铵，即制得镍改性MCM-41分子筛；
[0057]利用镍改性MCM-41分子筛改性IFR膨胀阻燃剂，具体方法按以下步骤进行：
[0058]按质量比为6:1称取IFR膨胀阻燃剂和镍改性MCM-41分子筛作为原料，然后将称取 的原料置于高速粉碎机内混合lmin，将混合后的原料置于星式球磨机中在450r/min的转速 下研磨30min，得到改性后的IFR膨胀阻燃剂。
[0059] 为了验证本实施例，按质量比7:13称取改性后的IFR膨胀阻燃剂和聚乙烯，然后后 置于转矩流变仪中混合，得到复合聚乙烯材料PE/ IFR/Ni -MCM-41;所述在转矩流变仪中混 合的温度140 °C，转速80r/min，混合时间为1 Omin;
[0060] 本实施例制备的复合聚乙烯材料PE/1 FR/Ni -MCM-41的主要材料组成和阻燃性能 如表3所示，对比例为聚乙烯材料，主要材料组成如表3所示，由表3可知实施例3制备的复合 聚乙烯材料PE/IFR/Ni-MCM-41热释放总量比纯聚乙烯降低63.54MJ/m 2,质量损失由 96.50% 降低至65.92%。
[0061] 表 3
[0062]
【主权项】
1. 一种金属改性MCM-41分子筛的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤实现： 一、 取十六烷基三甲基溴化铵〇.56g~1. lg溶于18mL~40mL去离子水中，依次加入5mL 氨水、0.4g~0.7g酒石酸和0.4g~0.9g金属改性剂，搅拌0.5h~1.5h后，加入3mL~5mL娃源 物质，调节pH值至8~12;继续搅拌6h~8h，然后调节反应釜温度至90°C~120°C反应24小 时； 二、 将反应物从反应釜中取出，经去离子水洗涤、抽滤后置于烘箱中，在80°C烘干5~8 小时，然后将烘干后的反应物置于马弗炉中，以3°C/min的升温速率升温至500°C~600°C， 保温3~8小时，此时除去了模板剂十六烷基三甲基溴化铵，即制得金属改性MCM-41分子筛。2. 根据权利要求1所述的一种金属改性MCM-41分子筛的制备方法，其特征在于步骤一 所述的氨水质量浓度为20%。3. 根据权利要求1所述的一种金属改性MCM-41分子筛的制备方法，其特征在于步骤一 所述的调节pH值采用的试剂为氢氧化钠。4. 根据权利要求1所述的一种金属改性MCM-41分子筛的制备方法，其特征在于步骤一 所述的所述金属改性剂为硝酸铁或硝酸镍。5. 根据权利要求1所述的一种金属改性MCM-41分子筛的制备方法，其特征在于步骤一 所述的所述硅源物质为正硅酸乙酯或硅酸钠。6. 如权利要求1所述的金属改性MCM-41分子筛的应用，其特征在于利用金属改性MCM-41 分子筛改性 IFR 膨胀阻燃剂，具体方法按以下步骤进行 ： 按质量比为(6~3): 1称取IFR膨胀阻燃剂和金属改性MCM-41分子筛作为原料，然后将 称取的原料置于高速粉碎机内混合lmin，将混合后的原料置于星式球磨机中在450r/min的 转速下研磨30min，得到改性后的IFR膨胀阻燃剂。
【专利摘要】一种金属改性MCM-41分子筛的制备方法及其应用，涉及一种MCM-41分子筛的制备方法及其应用。本发明要解决现有IFR膨胀阻燃剂及聚乙烯材料热失重高，热释放高，热降解成碳低的问题。制备方法：一、取十六烷基三甲基溴化铵、去离子水中，氨水、酒石酸和金属改性剂置于反应釜内反应；二、将反应物从取出，洗涤、抽滤后烘干，去了模板剂；应用：一、取IFR和金属改性MCM-41分子筛为原料，混合研磨。优点：金属改性MCM-41分子筛与FIR协同阻燃作用突出，易大量生产，无毒。本发明用于聚乙烯材料中的阻燃应用。
【IPC分类】C08K7/26, C08K9/02, C08L23/06, C01B39/06
【公开号】CN105621440
【申请号】CN201610133433
【发明人】韩志东, 姜丽, 徐峰, 王永亮
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月9日