一种M[APP@T]复合材料以及制备方法和应用

本发明属于材料加工的，尤其涉及一种m[app@t]复合材料以及制备方法和应用。

背景技术：

1、聚磷酸铵(app，ammonium polyphosphate)是一种磷、氮复合型环保阻燃剂，被广泛应用于塑料、橡胶和纤维材料中，以提高其阻燃性能。然而，app也存在一些不足之处。首先，它具有一定的吸湿性，容易在潮湿环境中吸收水分。其次，由于app分子链的极性较强，与非极性聚合物的相容性较差，这可能导致阻燃效果下降。特别是长时间放置在潮湿环境中时，app会从聚合物体系中迁移并析出，导致出现“返霜”现象，从而降低阻燃性能。此外，为了达到较好的阻燃效果，通常需要添加较高的添加量，一般超过25wt％，这会对聚合物的力学性能产生不利影响。

技术实现思路

1、针对app阻燃效果差的技术问题，本发明提出一种m[app@t]复合材料以及制备方法和应用，所述m[app@t]复合材料在聚合物中显示出良好的阻燃性能。

2、为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、制备方法分两步，①按质量比(0.1～0.5)：1将一种或多种金属盐和聚磷酸铵分散于溶剂ⅰ中，在室温下搅拌12～48小时后，洗涤、干燥，获得app@t复合材料；②按质量比(0.1～1)：1将β环糊精和①所得的app@t分散于溶剂ⅱ中，加热至70～80℃后，加入一定量的异氰酸酯，反应6～12小时后，过滤、洗涤、干燥即可得m[app@t]复合材料。

4、所述溶剂ⅱ为吡啶或乙腈，异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯或1,3-苯二异氰酸酯。

5、所述的m[app@t]复合材料中金属离子为铁、钴、镍、铜、锌、锡的一种或多种。

6、所述的m[app@t]复合材料作为阻燃剂应用在聚合物中。

7、所述的m[app@t]复合材料作为阻燃剂应用在聚合物中。

8、所述溶剂ⅰ为水和醇的混合溶液，水在混合溶液中的质量比例为0～100％，醇为甲醇或乙醇。

9、较好地：制备方法步骤②异氰酸酯的用量为β环糊精的0.4～0.8倍(质量比)。

10、较好地：所述聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、尼龙、丙烯酸树脂、环氧树脂或不饱和树脂。

11、本发明的有益效果：本发明首先采用离子交换技术，用金属离子替换app中部分nh4+，利用金属离子作为阻燃协效剂提升app的阻燃性能，降低其添加量。然后，采用交联β环糊精包裹部分金属离子交换后的app，利用交联β环糊精提高其耐水性能，并提升其在聚合物中的相容性能。通过上述技术，构筑含酸源、气源、碳源、协效剂--四源一体的新型高效阻燃剂。

技术特征：

1.种m[app@t]复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的m[app@t]复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属盐中的金属离子为铁、钴、镍、铜、锌、锡的一种或两种以上。

3.根据权利要求1所述的m[app@t]复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属盐与聚磷酸铵的质量比为(0.1～0.5)：1。

4.根据权利要求1所述的m[app@t]复合材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂ⅰ为水和醇的混合溶液，水在混合溶液中的质量比例为0～100％，醇为甲醇或乙醇。

5.根据权利要求1所述的m[app@t]复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的反应为在室温下搅拌12～48h。

6.根据权利要求1所述的m[app@t]复合材料的制备方法，其特征在于，β环糊精和app@t的质量比为(0.1～1)：1。

7.根据权利要求1所述的m[app@t]复合材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂ⅱ为吡啶或乙腈，异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、间苯二甲基二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯或1,3-苯二异氰酸酯。

8.根据权利要求1所述的m[app@t]复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中将β环糊精和app@t先分散在溶剂ⅱ中，加热至70～80℃后，加入异氰酸酯，并保温反应6～12h；异氰酸酯的添加量为β环糊精质量的0.4～0.8倍。

9.根据权利要求1-8任意一项所述方法制备的m[app@t]复合材料，其特征在于，所述m[app@t]复合材料为核壳结构，内核为含一种或多种金属离子的聚磷酸铵，外壳为交联β环糊精。

10.权利要求9所述m[app@t]复合材料为阻燃剂的应用，其特征在于，将m[app@t]复合材料加入到聚合物中；所述聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、尼龙、丙烯酸树脂、环氧树脂或不饱和树脂。

技术总结
本发明提出了一种M[APP@T]复合材料以及制备方法和应用，属于材料加工领域，用以解决APP阻燃效果差的技术问题。所述复合材料是由内核为含一种或多种金属离子的聚磷酸铵，外壳为交联β环糊精构成的复合材料，形成了集酸源、气源、碳源、协效剂‑‑四源一体的新型阻燃剂。制备分两步，(1)将金属盐和聚磷酸铵混合分散在溶剂Ⅰ中，反应制得APP@T复合材料；(2)将β环糊精和APP@T混合分散在溶剂Ⅱ中，加热并加入异氰酸酯进行反应，制得M[APP@T]复合材料，T为金属离子。所述M[APP@T]复合材料在聚合物中显示出良好的阻燃性能。

技术研发人员：李志伟,张玉,李小红,张治军
受保护的技术使用者：河南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15