二乙基次磷酸铝纳米纤维及其制备方法和用途、阻燃环氧树脂材料

技术领域

本申请涉及阻燃剂技术领域，具体涉及一种二乙基次磷酸铝纳米纤维及其制备方法和用途，还涉及一种阻燃环氧树脂材料。

背景技术

随着高分子材料在建筑、汽车工业、电子电器等行业的广泛应用，其易燃性这一显著的缺点也为该行业带来了许多安全隐患，因此开发阻燃剂以对高分子材料进行阻燃改性显得尤为重要。传统的卤系阻燃剂因其具有较高的阻燃效率、价廉等优点成为用量最大的阻燃剂之一。然而，卤系阻燃剂在燃烧过程中会释放二噁英等致癌物质，不符合目前的环保要求，使得传统的卤系阻燃剂受到了极大程度的限制，开发环保无卤的阻燃剂成为现阶段的迫切需求。

二乙基次磷酸铝(ADP)是新一代绿色环保无卤阻燃剂。由于其阻燃效率高、用量小、色泽佳、相对电痕指数(CTI，Comparative Tracking Index)高等优点，满足电子电器、汽车等工业对塑料零部件轻量化、小型化和生产高效化的发展要求，应用前景广泛。研究表明，二乙基次磷酸铝在尼龙材料中都具有良好的分散相容性，并且适用于各种热塑性、热固性材料，在环氧树脂、尼龙、聚酯、热塑性弹性体中都有较好的阻燃效果，并且对材料的力学性能影响较小。如德国Clariant公司开发的以二乙基次磷酸铝为主要成分的ExolitOP1311和Exolit OP 1312，前者主要用于阻燃GRPA6，后者用于阻燃GRPA66。这类阻燃产品密度较低，阻燃剂用量较少，机械性能较好，色泽较佳，烟密度较低，CTI值较高，在电子电气工业中具有广阔的应用前景。但是，其产品的粒径较大，约为42μm左右，会影响其与高分子材料的相容性。而Exolit OP935系列产品，虽然粒径较小，在3～4μm，但是其由大颗粒粉碎而来，生产能耗巨大，环境污染严重。

为此，本领域需要开发一种合成纳米级二乙基次磷酸铝的新方法。

发明内容

本申请的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种二乙基次磷酸铝的制备方法，其制备的二乙基次磷酸铝为纳米级纤维状形貌，且形貌规整，将该二乙基次磷酸铝纳米纤维应用于环氧树脂材料中，能够有效增强所述环氧树脂材料的阻燃性能和机械强度。

为实现上述目的，本申请采取的技术方案为：一种二乙基次磷酸铝纳米纤维的制备方法，包括：提供具有预设温度的二乙基次磷酸钠的水溶液，并使所述二乙基次磷酸钠的水溶液呈酸性；在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中加入模板剂，得到反应液；在所述反应液中滴加铝盐的水溶液，经反应后得到所述二乙基次磷酸铝纳米纤维。

在本申请的一些实施例中，所述在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中加入模板剂包括：在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中分别加入具有配位作用的第一模板剂和具有亲水亲油性的第二模板剂并进行搅拌。

在本申请的一些实施例中，所述第一模板剂和所述二乙基次磷酸钠的摩尔比为1:(500～1000)；所述第二模板剂和所述二乙基次磷酸钠的摩尔比为1:(100～300)。

在本申请的一些实施例中，所述第一模板剂包括四氢吡咯、乙二胺、尿素以及正丁胺中的至少一种；所述第二模板剂包括聚乙二醇-6000、α-烯基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵以及十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。

在本申请的一些实施例中，所述二乙基次磷酸钠的二乙基次磷酸根和所述铝盐中的铝离子的摩尔比为(2.5～3.5):1。

在本申请的一些实施例中，在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中，所述二乙基次磷酸钠的质量分数为20％～40％；在所述铝盐的水溶液中，所述铝盐的质量分数为20％～40％；所述铝盐为氯化铝、硫酸铝及硝酸铝中的至少一种。

在本申请的一些实施例中，使所述二乙基次磷酸钠的水溶液呈酸性的方法包括：向所述二乙基次磷酸钠的水溶液中加入硫酸水溶液，以调节所述二乙基次磷酸钠的水溶液的pH值至2～4。

在本申请的一些实施例中，所述预设温度为80℃～90℃；在2小时内逐渐滴加完所述铝盐的水溶液，且反应时间为0.5小时～2小时。

在本申请的一些实施例中，所述制备方法还包括：对反应后的体系进行过滤，得到沉淀物；在70℃～90℃的去离子水中洗涤所述沉淀物；将洗涤后的所述沉淀物在真空度为0.07MPa～0.09MPa，温度为110℃～130℃的条件下干燥1小时～3小时，获得粉末状的所述二乙基次磷酸铝纳米纤维。

另外，本申请还提供一种二乙基次磷酸铝纳米纤维，通过上述的二乙基次磷酸铝纳米纤维的制备方法制备获得。

本申请还提供所述二乙基次磷酸铝纳米纤维作为阻燃剂的用途。

本申请还提供一种阻燃环氧树脂材料，以总质量为100％计，包括：70％～99.9％的环氧树脂基体、0.05％～10％的间苯二胺以及0.05％～30％的上述的二乙基次磷酸铝纳米纤维。

与现有技术相比，本申请技术方案的二乙基次磷酸铝纳米纤维及其制备方法具有如下有益效果：

本申请技术方案的制备方法以二乙基次磷酸钠和水溶性铝盐为原料，以模板剂作为形貌控制剂，可以直接制备出纳米级纤维状形貌的二乙基次磷酸铝产品，反应条件温和，无需进行二次粉碎，因此降低了能耗和环境污染，设备投入低且生产效率高。进一步地，通过具有配位作用的第一模板剂和具有亲水亲油性的第二模板剂间的相互配合，能够有效控制晶核的形成及粒子的生长方向和生长过程，使得二乙基次磷酸铝晶体沿着一个方向生长，最终形成较为规整的纳米纤维状形貌。进一步地，通过控制第一模板剂和第二模板剂的添加量，可以使二乙基次磷酸铝呈现较好的纳米纤维状形貌。

本申请技术方案的制备方法获得的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品，粒径在纳米级范围内，因此在环氧树脂中具有极好的分散性，同时规整的纤维状形貌能够有效提高环氧树脂的阻燃性能和机械强度。

附图说明

以下附图详细描述了本申请中披露的示例性实施例。其中相同的附图标记在附图的若干视图中表示类似的结构。本领域的一般技术人员将理解这些实施例是非限制性的、示例性的实施例，附图仅用于说明和描述的目的，并不旨在限制本申请的范围，其他方式的实施例也可能同样的完成本申请中的发明意图。应当理解，附图未按比例绘制。其中：

图1为本申请实施例1制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品的扫描电镜图；

图2为本申请实施例2制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品的扫描电镜图；

图3为本申请实施例3制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品的扫描电镜图；

图4为本申请实施例4制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品的扫描电镜图；

图5为本申请实施例5制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品的扫描电镜图；

图6为本申请实施例6制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品的扫描电镜图；

图7为本申请实施例7制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品的扫描电镜图；

图8为本申请对比例1制备的二乙基次磷酸铝产品的扫描电镜图；

图9为本申请对比例2制备的二乙基次磷酸铝产品的扫描电镜图；

图10为本申请对比例3制备的二乙基次磷酸铝产品的扫描电镜图；

图11为本申请实施例2制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品的热失重图；

图12为本申请对比例1制备的二乙基次磷酸铝产品的热失重图；

图13为本申请实施例2制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品的X-射线衍射图；

图14为本申请对比例1制备的二乙基次磷酸铝产品的X-射线衍射图；

图15为本申请实施例2制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品的红外光谱图；

图16为本申请对比例1制备的二乙基次磷酸铝产品的红外光谱图。

具体实施方式

以下描述提供了本申请的特定应用场景和要求，目的是使本领域技术人员能够制造和使用本申请中的内容。对于本领域技术人员来说，对所公开的实施例的各种局部修改是显而易见的，并且在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是与权利要求一致的最宽范围。

基于目前制备二乙基次磷酸铝的方法存在的诸多缺陷，例如制备的产品粒径大，影响其与高分子材料的相容性，若通过粉碎方式减小粒径，又会导致生产能耗巨大，且存在环境污染严重的问题，本申请提供一种二乙基次磷酸铝纳米纤维的制备方法，以二乙基次磷酸钠和水溶性铝盐为原料，以模板剂作为形貌控制剂，通过复分解反应能够制备出具有纳米级纤维状形貌的二乙基次磷酸铝产品，该二乙基次磷酸铝产品具有较大长径比且形貌规整，应用于环氧树脂材料中能够有效增强其阻燃性能和机械强度。

在本申请的一些实施例中，所述二乙基次磷酸铝纳米纤维的制备方法包括以下步骤：

S1：提供具有预设温度的二乙基次磷酸钠的水溶液，并使所述二乙基次磷酸钠的水溶液呈酸性；

S2：在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中加入模板剂，得到反应液；

S3：在所述反应液中滴加铝盐的水溶液，经反应后得到所述二乙基次磷酸铝纳米纤维。

在本申请的一些实施例中，在步骤S1中，在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中，所述二乙基次磷酸钠的质量分数为20％～40％，例如为20％，25％，30％，35％，40％，或者上述节点间所有的子范围或所有的单个数值。

在步骤S1中，将所述二乙基次磷酸钠的水溶液调节至酸性，可以起到调节后续反应生成的二乙基次磷酸铝在反应体系中的过饱和度，进而控制二乙基次磷酸铝结晶形貌的作用。在本申请的一些实施例中，使所述二乙基次磷酸钠的水溶液呈酸性的方法包括：向所述二乙基次磷酸钠的水溶液中缓慢加入硫酸水溶液，以调节所述二乙基次磷酸钠的水溶液的pH值至2～4。其中所述硫酸水溶液的质量分数可以根据实际情况确定，例如为50％。

在本申请的一些实施例中，在步骤S1中，所述预设温度为80℃～90℃。在步骤S1中就需要对二乙基次磷酸钠的水溶液进行升温，是因为反应生成的二乙基次磷酸铝在水溶液中的溶解度非常小，如果在加入铝盐的水溶液后再升温，则会导致未加热至所述预设温度，便会发生复分解反应，并生成二乙基次磷酸铝沉淀，而二乙基次磷酸铝在水溶液中的过饱和度在较低温度和所述预设温度下是不一样的，进而会对二乙基次磷酸铝的形貌造成不利影响。

发明人在研究过程中发现，在制备二乙基次磷酸铝纳米材料时，通常分为两个阶段：第一阶段是二乙基次磷酸铝晶核的形成，第二阶段是二乙基次磷酸铝晶核的生长。二乙基次磷酸铝纳米材料的形貌、尺寸及其分布由反应体系的本质及反应的动力学过程所决定，此外二乙基次磷酸铝纳米粒子之间的团聚问题不可忽视，这使得制备尺寸均一、结构相同的二乙基次磷酸铝纳米材料较为困难。因此，为了在溶液中获得尺寸可控、无团聚的二乙基次磷酸铝纳米粒子，必须对化学反应过程进行有效干预。本申请实施例在步骤S2中，在反应体系中加入了模板剂，该模板剂能够有效对二乙基次磷酸钠和铝盐的复分解反应过程进行干预，进而实现纳米级纤维状二乙基次磷酸铝的制备。

在本申请实施例中，所述模板剂的选择对于二乙基次磷酸铝形貌的影响较大。在本申请的一些实施例中，所述模板剂包括第一模板剂和第二模板剂，所述第一模板剂选自具有配位作用的化合物，所述第二模板剂选自具有亲水亲油性的化合物，其中具有配位作用的化合物和铝离子的配位能有效改变水溶液中二乙基次磷酸铝的过饱和度，并影响二乙基次磷酸铝晶核的形成过程，而具有双亲作用(也即亲水亲油性)的化合物在水溶液中能够吸附在二乙基次磷酸铝晶核上，改变二乙基次磷酸铝晶体的生长方向，因此所述第一模板剂和所述第二模板剂相互配合，能有效的控制二乙基次磷酸铝晶核的形成及粒子的生长方向和生长过程，使得二乙基次磷酸铝晶体沿着一个方向生长，最终形成较为规整的纳米纤维状形貌。

在本申请的一些实施例中，在步骤S2中，所述在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中加入模板剂包括：在所述二乙基次磷酸钠的水溶液中分别加入具有配位作用的第一模板剂和具有亲水亲油性的第二模板剂并进行搅拌。所述第一模板剂和所述第二模板剂的添加顺序不作要求，加入每种模板剂后对形成的体系进行搅拌使添加的模板剂充分溶解。搅拌时间例如在0.5小时～1小时。

在本申请的一些实施例中，所述第一模板剂包括四氢吡咯、乙二胺、尿素以及正丁胺中的至少一种，所述第二模板剂包括聚乙二醇-6000、α-烯基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵以及十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。

在本申请的一些实施例中，改变所述第一模板剂的用量对所述二乙基次磷酸铝的形貌影响较小，而改变所述第二模板剂的用量，对所述二乙基次磷酸铝的形貌影响较大，也即所述第一模板剂为助模板剂，所述第二模板剂为主模板剂。在本申请的一些实施例中，所述第一模板剂的添加量少于所述第二模板剂的添加量。

在本申请的一些实施例中，所述第一模板剂和所述二乙基次磷酸钠的摩尔比为1:(500～1000)，例如为1:500，1:600，1:700，1:800，1:900，1:1000，或者上述比例间所有的子比例范围或所有的单个比例，所述第二模板剂和所述二乙基次磷酸钠的摩尔比为1:(100～300)，例如为1:100，1:150，1:200，1:250，1:300，或者上述比例间所有的子比例范围或所有的单个比例，以使二乙基次磷酸铝呈现更为优异的纳米级纤维状形貌。

在本申请的一些实施例中，在步骤S3中，所述二乙基次磷酸钠的二乙基次磷酸根和所述铝盐中的铝离子的摩尔比为(2.5～3.5):1。

在本申请的一些实施例中，在步骤S3中，所述铝盐为氯化铝、硫酸铝及硝酸铝中的至少一种。作为示例，所述铝盐为硫酸铝。在本申请的一些实施例中，在所述铝盐的水溶液中，所述铝盐的质量分数为20％～40％，例如为20％，25％，30％，35％，40％，或者上述节点间所有的子范围或所有的单个数值。

在本申请的一些实施例中，在步骤S3中，在2小时内逐渐滴加完所述铝盐的水溶液，且反应时间为0.5小时～2小时。

在本申请的一些实施例中，所述制备方法还包括以下步骤：

S4：对反应后的体系进行过滤，得到沉淀物；

S5：在70℃～90℃的去离子水中洗涤所述沉淀物；

S6：将洗涤后的所述沉淀物在真空度为0.07MPa～0.09MPa，温度为110℃～130℃的条件下干燥1小时～3小时，获得粉末状的所述二乙基次磷酸铝纳米纤维。

本申请实施例还提供由上述制备方法制备获得的二乙基次磷酸铝纳米纤维，且所述二乙基次磷酸铝纳米纤维能够用作阻燃剂，例如可以应用于环氧树脂材料的阻燃，以制备阻燃环氧树脂材料。

本申请实施例还提供所述阻燃环氧树脂材料，以总质量为100％计，包括：70％～99.9％的环氧树脂基体、0.05％～10％的间苯二胺以及0.05％～30％的由上述制备方法制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维。

下面将结合本申请的具体实施例，对本申请的技术方案进行清楚和完整的描述。如无特别说明，所用的试剂和原材料都可通过商业途径购买。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

二乙基次磷酸铝纳米纤维的制备

实施例1

在50L反应釜中加入20Kg质量分数为20％的二乙基次磷酸钠溶液，搅拌并升温至90℃，缓慢加入质量分数为50％的硫酸水溶液，调节溶液pH值到2.0，加入3.5g的四氢吡咯，搅拌1小时后加入24.4g的α-烯基磺酸钠，继续搅拌0.5小时后，向反应液中缓慢滴加7Kg质量分数为20％的硫酸铝水溶液，控制在2小时内加完，滴加完毕后继续保温反应1小时，过滤获得的白色沉淀在80℃的去离子水中洗涤3次，然后在真空度为0.09MPa，温度为120℃的真空干燥箱中干燥2小时，获得白色粉末状的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品，该产品的扫描电镜图见附图1，相关参数如表1所示。

实施例2

在50L反应釜中加入20Kg质量分数为20％的二乙基次磷酸钠溶液，搅拌并升温至90℃，缓慢加入质量分数为50％的硫酸溶液，调节溶液pH值到3.0，加入2.4g的乙二胺，搅拌1小时后加入59.3g的十六烷基三甲基溴化铵，继续搅拌0.5小时后，向反应液中缓慢滴加7Kg质量分数为20％的硫酸铝水溶液，控制在2小时内加完，滴加完毕后继续保温反应1小时，过滤获得的白色沉淀在80℃的去离子水中洗涤3次，然后在真空度为0.09MPa，温度为120℃的真空干燥箱中干燥2小时，获得白色粉末状的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品。该产品的扫描电镜图见附图2，相关参数如表1所示，热失重图见附图11，X射线衍射图见附图13，红外光谱图见附图15。

实施例3

在50L反应釜中加入20Kg质量分数为20％的二乙基次磷酸钠溶液，搅拌并升温至80℃，缓慢加入质量分数为50％的硫酸溶液，调节溶液pH值到3.0，加入2.5g的正丁胺，搅拌1小时后加入42.5g的十二烷基苯磺酸钠，继续搅拌0.5小时后，向反应液中缓慢滴加7Kg质量分数为20％的硫酸铝水溶液，控制在2小时内加完，滴加完毕后继续保温反应1小时，过滤获得的白色沉淀在80℃的去离子水中洗涤3次，然后在真空度为0.09MPa，温度为120℃的真空干燥箱中干燥2小时，获得白色粉末状的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品。该产品的扫描电镜图见附图3，相关参数如表1所示。

实施例4

在50L反应釜中加入20Kg质量分数为20％的二乙基次磷酸钠溶液，搅拌并升温至80℃，缓慢加入质量分数为50％的硫酸溶液，调节溶液pH值到3.0，加入1.8g的尿素，搅拌1小时后加入11.9g的聚乙二醇-6000，继续搅拌0.5小时后，向反应液中缓慢滴加7Kg质量分数为20％的硫酸铝水溶液，控制在2小时内加完，滴加完毕后继续保温反应1小时，过滤获得的白色沉淀在80℃的去离子水中洗涤3次，然后在真空度为0.09MPa，温度为120℃的真空干燥箱中干燥2小时，获得白色粉末状的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品。该产品的扫描电镜图见附图4，相关参数如表1所示。

实施例5

在50L反应釜中加入20Kg质量分数为25％的二乙基次磷酸钠溶液，搅拌并升温至90℃，缓慢加入质量分数为50％的硫酸溶液，调节溶液pH值到2.0，加入2.8g的正丁胺，搅拌1小时后加入20.4g的α-烯基磺酸钠，继续搅拌0.5小时后，向反应液中缓慢滴加7Kg质量分数为25％的硫酸铝水溶液，控制在2小时内加完，滴加完毕后继续保温反应1小时，过滤获得的白色沉淀在80℃的去离子水中洗涤3次，然后在真空度为0.09MPa，温度为120℃的真空干燥箱中干燥2小时，获得白色粉末状的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品。该产品的扫描电镜图见附图5，相关参数如表1所示。

实施例6

在50L反应釜中加入20Kg质量分数为30％的二乙基次磷酸钠溶液，搅拌并升温至90℃，缓慢加入质量分数为50％的硫酸溶液，调节溶液pH值到4.0，加入2.7g的乙二胺，搅拌1小时后加入127.5g的十二烷基苯磺酸钠，继续搅拌0.5小时后，向反应液中缓慢滴加7Kg质量分数为30％的硫酸铝水溶液，控制在2小时内加完，滴加完毕后继续保温反应1小时，过滤获得的白色沉淀在80℃的去离子水中洗涤3次，然后在真空度为0.09MPa，温度为120℃的真空干燥箱中干燥2小时，获得白色粉末状的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品。该产品的扫描电镜图见附图6，相关参数如表1所示。

实施例7

在50L反应釜中加入20Kg质量分数为40％的二乙基次磷酸钠溶液，搅拌并升温至90℃，缓慢加入质量分数为50％的硫酸溶液，调节溶液pH值到3.0，加入4.3g的四氢吡咯，搅拌1小时后加入88.9g的十六烷基三甲基溴化铵，继续搅拌0.5小时后，向反应液中缓慢滴加7Kg质量分数为40％的硫酸铝水溶液，控制在2小时内加完，滴加完毕后继续保温反应1小时，过滤获得的白色沉淀在80℃的去离子水中洗涤3次，然后在真空度为0.09MPa，温度为120℃的真空干燥箱中干燥2小时，获得白色粉末状的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品。该产品的扫描电镜图见附图7，相关参数如表1所示。

对比例1

在50L反应釜中加入20Kg质量分数为20％的二乙基次磷酸钠溶液，搅拌并升温至90℃，缓慢加入质量分数为50％的硫酸溶液，调节溶液pH值到3.0，向反应液中缓慢滴加7Kg质量分数为20％的硫酸铝水溶液，控制在2小时内加完，滴加完毕后继续保温反应1小时，过滤获得的白色沉淀在80℃的去离子水中洗涤3次，然后在真空度为0.09MPa，温度为120℃的真空干燥箱中干燥2小时，获得白色粉末状二乙基次磷酸铝产品。该产品的扫描电镜图见附图8，相关参数如表1所示，热失重图见附图12，X射线衍射图见附图14，红外光谱图见附图16。

对比例2

在50L反应釜中加入20Kg质量分数为30％的二乙基次磷酸钠溶液，搅拌并升温至90℃，缓慢加入质量分数为50％的硫酸溶液，调节溶液pH值到3.0，向反应液中缓慢滴加7Kg质量分数为30％的硫酸铝水溶液，控制在2小时内加完，滴加完毕后继续保温反应1小时，过滤获得的白色沉淀在80℃的去离子水中洗涤3次，然后在真空度为0.09MPa，温度为120℃的真空干燥箱中干燥2小时，获得白色粉末产品。该产品的扫描电镜图见附图9，相关参数如表1所示。

对比例3

在50L反应釜中加入20Kg质量分数为40％的二乙基次磷酸钠溶液，搅拌并升温至90℃，缓慢加入质量分数为50％的硫酸溶液，调节溶液pH值到3.0，向反应液中缓慢滴加7Kg质量分数为40％的硫酸铝水溶液，控制在2小时内加完，滴加完毕后继续保温反应1小时，过滤获得的白色沉淀在80℃的去离子水中洗涤3次，然后在真空度为0.09MPa，温度为120℃的真空干燥箱中干燥2小时，获得白色粉末状二乙基次磷酸铝产品。该产品的扫描电镜图见附图10，相关参数如表1所示。

表1本申请实施例1～7和对比例1～3所制备产品的相关参数

结合实施例1～7、对比例1～3的扫描电镜图和表1可知，本申请实施例1～7制备的二乙基次磷酸铝产品的确为纳米纤维状形貌，且形貌较为规整，并且具有较大的长径比。而对比例1～3制备的二乙基次磷酸铝没有形成纳米纤维状形貌。这是由于本申请实施例1～7均添加了模板剂，该模板剂能够有效对二乙基次磷酸钠和铝盐的复分解反应过程进行干预，使得二乙基次磷酸铝呈现纳米纤维状形貌。进一步地，实施例1～7添加的模板剂同时包括具有配位作用的化合物和具有双亲作用的化合物，其中具有配位作用的化合物和铝离子的配位能有效改变水溶液中二乙基次磷酸铝的过饱和度，并影响二乙基次磷酸铝晶核的形成过程，而具有双亲作用的化合物在水溶液中能够吸附在二乙基次磷酸铝晶核上，改变二乙基次磷酸铝晶体的生长方向，使得二乙基次磷酸铝的生长沿着一个方向进行，最终使得二乙基次磷酸铝具有较好的纳米纤维状形貌。

比较实施例2和对比例1的热失重图可知，实施例2制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品的热稳定性要高于对比例1制备的二乙基次磷酸铝产品的热稳定性，因此本申请实施例2在制备过程中加入模板剂能够提高二乙基次磷酸铝产品的热稳定性。这是因为，纳米材料的热稳定性，主要受其结晶性、颗粒尺寸，以及粒子二次团聚的影响，纳米材料的结晶性越好、颗粒尺寸越小、二次团聚越弱，其热稳定性越好，而本申请实施例2中模板剂的加入，使得二乙基次磷酸铝的结晶性较好，纤维直径较小，并且有效的改善了粒子的二次团聚(比较附图2和附图8)，因此其热稳定性较好。

比较实施例2和对比例1的X-射线衍射图和红外光谱图可知，本申请实施例的制备方法仅仅改变了二乙基次磷酸铝产品的形貌，使其能够呈现规整的纳米纤维状，而并不会破坏其原有的分子组成和晶体结构。

二乙基次磷酸铝纳米纤维产品在阻燃环氧树脂材料中的应用

实施例8

称取15.0g实施例2制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品，并将其超声分散在200mL丙酮中，加入76g的双酚A型环氧树脂，混合搅拌1小时后在60℃下旋蒸除去溶剂丙酮；随后加入9g的间苯二胺作为固化剂，搅拌20分钟后倒入预热的模具中，在80℃干燥箱中固化4小时，冷却脱模，得到阻燃环氧树脂材料。

对比例4

称取15.0g对比例1制备的二乙基次磷酸铝产品，并将其超声分散在200mL丙酮中，加入76g的双酚A型环氧树脂，混合搅拌1小时后在60℃下旋蒸除去溶剂丙酮；随后加入9g的间苯二胺作为固化剂，搅拌20分钟后倒入预热的模具中，在80℃干燥箱中固化4小时，冷却脱模，得到阻燃环氧树脂材料。

对比例5

采用纯环氧树脂材料。

对实施例8、对比例4及对比例5得到的产品进行制样，并进行如下阻燃性能和机械性能测试：

阻燃性能测试：通过UL94垂直燃烧测试，依据ANSI/UL-94-2010标准在南京江宁分析仪器有限公司CZF-5型水平垂直燃烧测定仪上进行测试，样条尺寸为130×13×3mm。

机械性能测试：分别通过冲击试验和拉伸试验进行测试，冲击试验依据GB/T1043.1-2008标准在中国MTS公司ZBC-1400A型摆锤冲击试验机上进行，无缺口样条，冲击能量为4J，样条尺寸为100×10×4mm；拉伸试验依据ASTM D3039-08标准在YF-900电脑拉力试验机上进行，样品尺寸100×10×4mm，试验速度为2.0mm/min；冲击试验和拉伸试验每个样品均测试5个平行样，并取平均值。机械性能测试结果见表2。

阻燃性能测试结果显示，实施例8得到的阻燃环氧树脂材料的阻燃性能达到UL94V0，对比例4得到的阻燃环氧树脂材料的阻燃性能达到UL94 V1，而对比例5的纯环氧树脂材料不具备阻燃性能。因此，采用本申请实施例制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品制备阻燃环氧树脂材料时，能够有效提高环氧树脂材料的阻燃性能

表2实施例8和对比例4～5所制备产品的机械性能结果

由表2的结果可知，对比例5的纯环氧树脂材料具有较大的拉伸强度，但其断裂伸长率较小，冲击强度较低，是一种脆性材料。对比例4在环氧树脂材料中添加了对比例1制备的二乙基次磷酸铝产品，其制备的阻燃环氧树脂材料的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率均有所下降。而本申请实施例8通过在环氧树脂材料中添加本申请实施例2制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维产品，由此制备的阻燃环氧树脂材料在冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率方面均有较大提升。

综上所述，本申请实施例制备的二乙基次磷酸铝纳米纤维能够有效增强环氧树脂材料的阻燃性能和机械强度。

上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。