Page 39 - 《精细化工》2022年第1期
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第 1 期 鲍 艳，等: 水滑石的制备及其阻燃性能研究进展 ·29·
4.3 表面改性调节 LDHs 的表面性质 用硅烷偶联剂对 LDHs 进行改性，可有效提升 LDHs
对 LDHs 进行表面改性，一方面可以提升 LDHs 与聚合物基体的相容性，同时可提升复合材料的阻
与聚合物基体的相容性，提升 LDHs 在聚合物基体 燃性能。
中的分散性，充分发挥 LDHs 的阻燃性能；另一方 4.3.2 含磷化合物改性
面还可以通过表面改性引入其他阻燃材料，发挥 含磷化合物属于磷系阻燃剂，将其与 LDHs 相
LDHs 与其他阻燃材料的协同阻燃作用。目前，通过 结合也是提高 LDHs 阻燃性能的一种理想改性方法。
表面改性调节 LDHs 表面性质的方法主要有：硅烷 HUANG 等 [64] 采用磷酰聚乙烯亚胺（PPEIA）改性
偶联剂改性、含磷化合物改性、金属有机框架材料 LDH，将其用于制备阻燃型聚氨酯（TPU）。结果表
（MOFs）改性、还原氧化石墨烯（RGO）改性等。 明，当复合材料中 PPEIA-LDH 质量分数为 6.0%时，
4.3.1 硅烷偶联剂改性 复合材料的 LOI 值达到 29.0%，阻燃性能达到 UL94
硅烷偶联剂作为一类优异的无机材料改性剂， V-0 等级，TSR 和 THR 分别降低了 31.6%和 49.9%。
不仅可以改善 LDHs 的相容性，其在 LDHs 表面发生 HUANG 等 [65] 利用静电作用将 CoAl-LDH 组装在聚磷
的水解缩合反应还可以形成 Si—O—Si 键，SiO 2 具 酸铵微球（II-APP）表面制备了 APP@CoAl-LDH（见
有优异的耐热性能和阻燃能力，因此采用硅烷偶联 图 3），并将其应用于 TPU 的阻燃。结果表明，当
剂改性 LDHs 是比较常见的一种方法。黄昱臻等 [62] APP@CoAl-LDH 质量分数为 7.0%时，复合材料的
采用 γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷（KH570） LOI 值达到 29.2%，阻燃性能达到 UL94 V-0 等级。
对 LDHs 进行改性，将其用于制备阻燃型聚氯乙烯 基于硅烷偶联剂和含磷化合物的优势，也有研究者
复合材料。结果表明，加入改性 LDHs 后复合材料 尝试将两者相结合用于 LDHs 改性。如 MENG 等 [66]
的拉伸强度提高了 30%，LOI 值提高了 4.5%。LI 将 DOPO 接枝到 γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷
等 [63] 以 γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）对 SDS 插 （KH560）改性后的 MgAl-LDH 上，合成了一种无
层的 MgAlFe-LDH（LDH-SDS）进行表面改性制备 机/有机复合阻燃剂 DOPO-MgAl-LDH，并将其引入
了 LDH-SDS-KH，将其与 EVA 混合制备了复合材 到聚甲基丙烯酸甲酯中制备复合材料。结果表明，
料。结果表明，与 LDH-SDS 相比，LDH-SDS-KH 由于 DOPO 的自由基催化成炭与 LDHs 的物理屏蔽
与 EVA 的相容性显著提升，且含有 LDH-SDS-KH 协同作用，当 DOPO-MgAl-LDH 质量分数为 20%时，
的复合材料的 PHRR 和 THR 相较含有 LDH-SDS 的 复合材料燃烧后的残炭量提高了 39.8%，且 LOI 值
复合材料分别降低了 11.5%和 6.3%。由上可知，采 明显提高，熔滴现象得到明显改善。
图 3 APP@CoAl-LDH 的制备过程示意图 [65]
Fig. 3 Schematic representation for the preparation of APP@CoAl-LDH [65]
4.3.3 MOFs 改性 面生长金属有机框架材料（ZIF）合成了 ZIF@
MOFs 是通过金属离子和有机配体自组装而成 MgAl-LDH 杂化物（如图 4 所示），并研究了其对 EP
的有序晶体框架物，具有丰富的金属种类、阻燃元 热性能和阻燃性能的影响。结果表明，由于 ZIF@
素和潜在的碳源，且结构和性能易于调节，在阻燃 MgAl-LDH 的催化成炭作用和 ZIF@MgAl-LDH 分
领域具有广阔的应用前景。将 MOFs 和 LDHs 相结 解后产生的金属氧化物覆盖在基体表面，促进了致
合也是实现 LDHs 表面改性，提升其阻燃性能的有 密炭层的形成，抑制了可燃性气体的扩散，阻隔了
效途径。 LI 等 [67] 通过静电相互作用在 MgAl-LDH 表 O 2 和热量的输送，延缓了内部聚合物的进一步燃烧，
