(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210654351.9 (22)申请日 2022.06.10 (71)申请人 青岛大学 地址 266071 山东省青岛市 市南区宁 夏路 308号 (72)发明人 周林林　赵斌　 (74)专利代理 机构 青岛高晓专利事务所(普通 合伙) 37104 专利代理师 付丽丽 (51)Int.Cl. C01G 53/00(2006.01) C08L 83/07(2006.01) C08L 83/04(2006.01) C08K 3/22(2006.01) C08J 9/12(2006.01) (54)发明名称 一种特种阴离子插层改性的镍钛双金属氢 氧化物及其制备方法和应用 (57)摘要 本发明公开了一种特种阴离子插层改性的 镍钛双金属氢氧化物([Ni1‑xTix(OH)2]2x+ (An‑)2x/n·mH2O])及其制备方法与应用， 属于新 型特种纳米复合金属氢氧化物制备及应用领域。 本发明采用一步共沉淀法， 以六水合硝酸镍、 硫 酸钛为原料， 以典型特种阴离子对应的盐或酸为 阴离子来源， 去离子水为溶剂， 氢氧化钠为沉淀 剂， 经配制溶液、 滴定共沉淀、 抽滤、 洗涤、 干燥步 骤制备得到一系列特种阴离子插层改性的镍钛 双金属氢氧化物。 将其作为阻燃组份添加到有机 硅弹性体泡沫材料中， 有效提升了有机硅弹性体 泡沫材料的阻燃性能及抑烟性能。 权利要求书1页 说明书6页 附图3页 CN 115043439 A 2022.09.13 CN 115043439 A 1.一种特种阴离子插层改性的镍钛双金属氢氧化物， 其特征在于， 其中， 所述特种阴离 子在硫酸根(SO42‑)、 钨酸根(WO42‑)、 硅钨酸根(SiW12O404‑)、 磷钨酸根( PW12O403‑)、 硼酸根 (BO33‑)、 海藻酸根(Alg‑)、 磷酸二氢根(H2PO4‑)、 三聚磷酸根(P3O105‑)、 六偏磷酸根(SHMP)中 的一种。 2.权利要求1所述的一种特种阴离子插层改性的镍钛双金属氢氧化物的制备方法， 其 特征在于， 包 含以下步骤： (1)分别配制定量的六水合硝酸镍与硫酸钛混合盐溶液和特种阴离子对应的盐或酸溶 液待用； (2)在室温搅拌下， 向容器中同步滴加六水合硝酸镍与硫酸钛混合盐溶液和特种阴 离子对应的盐或酸溶液， 通过氢氧化钠溶液调节并实时监测整个体系的pH值， 待体系pH稳 定后于一定温度下继续搅拌或超声反应； (3)室温静置陈化后过滤洗涤至中性， 纯化干燥后 获得特种阴离 子插层改性的镍钛双金属氢 氧化物。 3.根据权利要求2所述的一种特种阴离子插层改性的镍钛双金属氢氧化物的制备方 法， 其特征在于， 步骤(1)中， 将六水合硝酸镍与硫酸钛混合盐溶液中c(Ni2+):c(Ti4+)控制 在2:1‑6:1， 其中c(Ni2+)代表混合盐溶液中硝酸镍的物质的量浓度， c(Ti4+)代表混合盐溶 液中硫酸 钛的物质的量浓度。 4.根据权利要求2所述的一种特种阴离子插层改性的镍钛双金属氢氧化物的制备方 法， 其特征在于： 步骤(1)中， 将反应体系中c(An‑):c(Ti4+)控制在0.2:1 ‑3:1， 其中c(An‑)代 表反应溶 液中特种阴离 子的物质的量浓度。 5.根据权利要求2所述的一种新型特种纳米复合金属氢氧化物的制备方法其特征在 于： 步骤(2)中， 通过氢氧化钠溶液调节并实时监测整个体系的pH值范围控制在pH＝4.5 ‑ 10.0。 6.根据权利要求2所述的一种新型特种纳米复合金属氢氧化物的制备方法其特征在 于： 步骤(2)中， 超声功率 为100W‑300W， 超声时间为6 ‑8小时， 超声温度为20 ‑80℃。 7.权利要求1所述的特种阴离 子插层改性的镍钛双金属氢 氧化物作为阻燃剂的应用。 8.一种权利要求1所述的特种阴离子插层改性的镍钛双金属氢氧化物作为阻燃剂应用 于有机硅弹性体泡沫材料， 其特征在于， 阴离子插层改性的镍钛双金属氢氧化物添加 量为 0.5％～2.0％， 有机 硅弹性体泡沫材 料可通过垂直燃烧FV ‑1或FV‑0等级。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115043439 A 2一种特种阴离 子插层改性的镍钛双金属氢氧化物及其制备方 法和应用 技术领域： [0001]本发明属于新型特种纳米复合金属氢氧化物制备及应用技术领域， 具体涉及 一种 特种阴离 子插层改性的镍钛双金属氢 氧化物及其制备 方法和在阻燃领域中的应用。 背景技术： [0002]有机硅弹性体泡沫是一种有机 ‑无机杂化的高性能材料， 结合了有机硅材料以及 泡沫材料的优异 性能， 主要应用于化学化工、 航空航 天和电子产品行业等领域。 但是由于其 侧链具有较多的甲基以及泡沫材料特有的泡孔结构， 有机硅泡沫材料本质易燃， 且伴 随毒 性烟气释放， 对其进行阻燃和抑烟改性至关重要。 目前主要是通过添加阻燃填料对其进行 阻燃改性。 然而现有的阻燃剂大多存在着阻燃效率低、 毒性较大、 难降解等问题， 因此无卤、 高效、 低烟、 低毒的阻燃剂成为 新一代阻燃剂的发展趋势。 [0003]层状双金属氢氧化物(LDH)是一种典型的二维层状结构， 其层板由带正电荷的金 属离子和氢氧化物构成， 层间为带负电的阴离子和水分子。 根据现有报道， LDH可作为阻燃 协效剂在环氧树脂、 聚氨酯泡沫等聚合物材料起到阻燃增效和抑烟的作用， 目前在有机硅 泡沫材料中的应用并不多见。 同时， 现有报道以Mg、 Al、 Zn为层板金属， 以硝酸根、 碳酸根为 插层阴离子的LDH用于阻燃材料改性较为多见。 一些基于高效催化作用及热性能的特种金 属离子及特种功能性阴离子插层的LDH尚待开发。 因此， 可通过调控LDH的金属种类和层间 阴离子进行结构设计， 提升阻燃协效作用， 以满足有机 硅弹性体泡沫的阻燃需求。 发明内容： [0004]本发明旨在提供一种特种阴离子插层改性的镍钛双金属氢氧化物及其制备方法 与阻燃应用， 以LDH结构的优势为切入点， 有效组装NiTi ‑LDH， 发挥 Ni、 Ti以及特种阴离子的 协同作用， 同时提高有机 硅弹性体泡沫阻燃效率和抑烟性能。 [0005]为了实现上述目的， 本发明涉及的特种阴离子插层改性的镍钛双金属氢氧化物， 其化学简式为[Ni1‑xTix(OH)2]2x+(An‑)2x/n·mH2O]， 其中0.2≤x≤0.33， 所述特种阴离子An‑为 硫酸根(SO42‑)、 钨酸根(WO42‑)、 硅钨酸根(SiW12O404‑)、 磷钨酸根(PW12O403‑)、 硼酸根(BO33‑)、 海藻酸根(Alg‑)、 磷酸二氢根(H2PO4‑)、 三聚磷酸 根(P3O105‑)、 六偏磷酸 根(SHMP)中的一种。 [0006]所述特种阴离 子插层改性的镍钛双金属氢 氧化物的制备 方法为： [0007](1)分别配制定量的六水合硝酸镍与 硫酸钛混合盐溶液和特种阴离子对应的盐或 酸溶液待用； (2)在室温搅拌下， 向容器中同步滴加六水合硝酸镍与硫酸钛混合盐溶液和特 种阴离子对应的盐或酸溶液， 通过氢氧化钠溶液调节并实时监测整个体系的pH值， 待体系 pH稳定后于一定温度下继续搅拌或超声反应， 当特种阴离子为硫酸根时， 硫酸根对应的盐 优选为硫酸钛； (3)室温静置陈化后过滤洗涤至中性， 纯化干燥后获得特种阴离子插层改性 的镍钛双金属氢 氧化物。 [0008]上述制备方法步骤(1)中， 硝酸镍与硫酸钛混合盐溶液中c(Ni2+):c(Ti4+)控制在说　明　书 1/6 页 3 CN 115043439 A 3