[发明专利]杂化介孔材料的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明涉及介孔材料技术领域，公开了一种杂化介孔材料的制备方法，包括以下步骤：S1.将硅基介孔材料与盐酸多巴胺混合，使所述盐酸多巴胺发生自聚反应，从而包覆在所述硅基介孔材料上，再经纯化处理，得到中间体；S2.使所述中间体与过渡金属化合物发生络合反应，再经纯化处理，即得；本发明还公开了该制备方法制备得到的杂化介孔材料，以及该杂化介孔材料在阻燃和/或抑烟，尤其是制备用于阻燃和/或抑烟的材料中的应用；本发明的杂化介孔材料在所述硅基介孔材料的基础上，进一步添加了所述盐酸多巴胺和所述过渡金属化合物，达到了阻燃和抑烟性能好，并且绿色、无毒的效果。

技术领域

本发明涉及介孔材料技术领域，具体是一种杂化介孔材料的制备方法及其产品和应用。

背景技术

塑料的种类繁多且用途广泛，其中，环氧树脂是使用数量最多的一类，因具有易加工、绝缘性、易成型和耐腐蚀性等优异性能从而被广泛应用。然而，环氧树脂存在极易燃烧的缺点，这大大增加了火灾隐患。因此，对环氧树脂复合材料的阻燃研究成为科学研究热点之一。

按照添加类型，阻燃剂可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。工业上常用的是添加型阻燃剂，具有使用简单且价格较为低廉的优点，但由于其阻燃效果不显著且添加量大，因此对复合材料的力学性能影响较大。反应型阻燃剂对复合材料的力学性能影响小，对材料的透光性影响也较小，并且阻燃剂和复合材料采用化学方式结合有利于提高阻燃剂和基体的相容性，有利于阻燃性能的发挥，但其往往价格较贵。

卤素系阻燃剂发展较早，已经工业化生产，因具有价格便宜和阻燃性能优异等优点而被应用广泛，但在1980年大量研究指出卤素阻燃剂在阻燃过程中会释放大量致癌物质，是二噁英问题的一大重要来源。磷系阻燃剂同样具有优异的阻燃性能，但部分磷系阻燃剂在燃烧过程中产生的浓烟是大量火灾致死的主要原因，并且容易产生水体的富营养化。因此，为了顺应绿色无毒的发展需求，卤素阻燃剂和磷系阻燃剂被慢慢限制或禁止使用。

目前，环保元素硅慢慢开始被引入阻燃体系。按照结构，硅系阻燃剂可分为无机硅阻燃剂和有机硅阻燃剂。其中，无机硅阻燃剂以价格低廉、绿色环保和易得等优点被广泛应用于工业生产，但其却存在填充量大，阻燃效应低等问题，对聚合物基材料力学性能和热机械性能造成了负面影响。有机硅阻燃剂主要包含了活性硅烷、含硅单体、碳功能硅烷、聚硅氧烷和多面体硅氧烷等化合物，但是单一的有机硅阻燃剂的阻燃效率较低。

综上所述，我们亟需一种能够达到阻燃和抑烟性能好，并且绿色、无毒的效果的阻燃剂。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有技术的不足，提供一种杂化介孔材料的制备方法，以至少达到阻燃和抑烟性能好，并且绿色、无毒的效果。

上述目的是通过以下技术方案来实现的：一种杂化介孔材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.将硅基介孔材料与盐酸多巴胺混合，使所述盐酸多巴胺发生自聚反应，从而包覆在所述硅基介孔材料上，再经纯化处理，得到中间体；

S2.使所述中间体与过渡金属化合物发生络合反应，再经纯化处理，即得。

在一些实施例中，S1中，将所述硅基介孔材料分散在去离子水中，再加入所述盐酸多巴胺和缓冲液，调节pH至8.5，在25～45℃下搅拌8～12h，以使所述盐酸多巴胺包覆在所述硅基介孔材料上，再经纯化处理，得到中间体。

在一些实施例中，S1中，所述缓冲液包括三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris-HCl)。

在一些实施例中，S2中，将所述中间体、过渡金属化合物与去离子水混合，在60～200℃下反应10～24h，再经纯化处理，即得。

在一些实施例中，所述硅基介孔材料包括SBA-15、MCM-41、MCM-48、KIT-6、FSM-16和HMM-1中的至少一种；和/或，所述过渡金属化合物包括硝酸镍、硝酸铜、硝酸铁、硝酸锌和硝酸铝中的至少一种。