一种用于ABS阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体及其制备方法

本发明属于纳米材料的制备技术领域，具体涉及一种用于abs阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体及其制备方法。

背景技术：

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(英文简称abs)是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料，广泛应用于机械、电气、纺织、汽车和造船等工业。然而，abs高度易燃，燃烧过程中会产生大量黑烟和有毒气体(如hcn、nox、co等)，极易造成人员中毒窒息。目前，卤系化合物和磷氮化合物是abs常用的阻燃剂。添加质量百分比10-30％的阻燃剂能有效抑制abs的燃烧，但对于烟粒和毒性气体的抑制效果十分有限。因此，抑烟剂常和阻燃剂搭配使用来降低abs燃烧过程中产生的烟气。

目前报道的抑烟剂种类繁多，如硼酸锌、羟基锡酸锌、氢氧化镁、二茂铁、滑石粉、二甲基硅酮等。尽管这些抑烟剂能发挥一定的抑烟功能，但它们大部分是微米级无机物，较大的颗粒尺寸会影响abs的力学性能。近年来，二维层状纳米材料受到了国内外学者的广泛关注。由于具有较大的比表面积、优异的尺寸稳定性和特殊的气体阻隔作用，二维层状纳米材料已被用作阻燃抑烟剂应用于abs树脂的改性中。例如中国专利cn200810105083.5报道了一种全氟丁基磺酸根插层水滑石层状材料及其制备方法，该材料能够降低abs的烟密度，但添加量较大。中国专利cn201811458067.4采用层状α-磷酸锆纳米材料(添加量2-4％)和磷酸三聚氰胺配合，可以降低abs的烟密度。中国专利cn201810386028.1报道了一种镧负载有机磷修饰氮掺杂石墨烯及其制备方法，锥形量热仪测试结果表明该功能化石墨烯纳米片(添加量0.1-10％)可以抑制abs燃烧时的烟气释放。尽管这些二维纳米材料能够减少abs燃烧过程中烟粒的产生，但对于hcn、nox、co等毒性气体的抑制作用却鲜有报道。

碳化钛(ti3c2tx)是一种新型二维层状纳米材料，可通过氢氟酸从典型的三元层状碳化物碳铝钛(ti3alc2)中剥离出铝(al)原子层而得到。近年来，二维碳化钛用于聚合物阻燃已有报道，主要基于其片层阻隔作用和催化效应，但对于聚合物燃烧过程中的烟粒和毒性气体的影响尚未有报道。此外，二维碳化钛经化学法合成后，由于纳米粒子表面能较高，热力学上倾向于聚集，在聚合物基体中难以分散。同时，经氢氟酸刻蚀的碳化钛表面含有羟基、氧等官能团，亲水性较强，和疏水性聚合物的相容性较差，从而影响了其性能的充分发挥。因此，制备用于abs阻燃抑烟减毒的高质量二维碳化钛纳米粉体是目前研发的难点。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题为克服现有技术的不足，提供一种用于abs阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种用于abs阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体，是由氟硼荧和二维碳化钛通过界面电荷吸引结合而成的氟硼荧改性碳化钛bodipy-ti3c2tx，其具有片状结构，片层厚度为5-20nm，面向直径为0.5-2μm。

一种制备碳化钛纳米粉体的方法，从碳铝钛中选择性地刻蚀出铝层制备得到碳化钛，以2，4-二甲基吡咯与对硝基苯甲醛为原料，经2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌氧化、三氟化硼乙醚配位，再经还原得到含氨基的氟硼荧，最后碳化钛和氟硼荧通过界面电荷吸引结合制得氟硼荧改性碳化钛bodipy-ti3c2tx。

作为本发明制备方法的优选技术方案，具体步骤如下：

1)利用氟化锂和盐酸的混合溶液刻蚀碳化铝钛中的铝原子层制备得到碳化钛沉淀；

2)将步骤1)中得到的碳化钛沉淀重新分散在水中，超声、离心，除去沉淀物，取上层清液，即得到碳化钛纳米片悬浮液；

3)以2，4-二甲基吡咯与对硝基苯甲醛为原料，经2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌氧化、三氟化硼乙醚配位，再经还原得到含氨基的氟硼荧；

4)将步骤3)中得到的氟硼荧溶解于乙醇中，通过调节ph值至1-3，得到透明溶液；

5)将步骤4)中得到的氟硼荧溶液加入至步骤2)得到的碳化钛纳米片悬浮液中，反应后得到的纳米粉体沉淀物即为氟硼荧改性碳化钛bodipy-ti3c2tx。

作为本发明制备方法的进一步优选技术方案，具体步骤如下：

1)取0.5g碳铝钛和0.5g氟化锂置于塑料烧杯中，加入10-15ml浓度为7-10mol/l的盐酸，于35-50℃下搅拌反应36-60h，搅拌速度为400-600rpm，反应结束后经反复离心、洗涤至ph为7，干燥后得到碳化钛沉淀；

2)取步骤1)中得到的碳化钛沉淀0.2g，分散在50ml去离子水中，在0-5℃下超声30-60min，超声功率为100-300w，然后在4000-5000rpm下离心，除去沉淀物，取上清液，即得到碳化钛纳米片悬浮液；

3)取2.9g2，4-二甲基吡咯和1.8g对硝基苯甲醛溶解于180-200ml四氢呋喃中，通入氮气保护，加入1-3ml三氟乙酸，在25-30℃下反应12-18h，然后加入2.8g2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌，在25-30℃下继续反应4-6h，在0-5℃下分别加入70-80ml三乙胺和75-85ml三氟化硼乙醚，在25-30℃下反应10-12h，利用二氯甲烷和水萃取后，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤除去干燥剂，旋蒸除去有机溶剂，经柱色谱分离，然后再加入90-120ml无水乙醇、1-5ml水合肼和0.1-0.5g钯碳，在90-100℃下反应2-4h，最后经提纯、干燥得到含氨基的氟硼荧。

4)取步骤3)中得到的氟硼荧0.2g，溶解于20-50ml乙醇中，加入盐酸将溶液的ph值调节至1-3，得到透明溶液；

5)取20ml步骤4)中得到的氟硼荧溶液逐滴加入20ml步骤2)中得到的碳化钛纳米片悬浮液，在转速400-600rpm条件下搅拌反应15-30min，反应结束后，经反复离心、洗涤，干燥后得到的产物即为本发明的用于abs阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体。

进一步优选地，制备方法步骤5)中氟硼荧与碳化钛的质量比为1：0.5-1。

本发明提出了一种碳化钛纳米粉体作为abs阻燃抑烟减毒剂中的应用，具体是将氟硼荧改性碳化钛与abs进行液相混合制得复合材料，复合材料中氟硼荧改性碳化钛的添加比例为0.5-2wt％。

作为该应用的优选技术方案，液相混合制得复合材料的步骤为：取0.1-0.4g氟硼荧改性碳化钛纳米粉体和19.6-19.9gabs溶解于200-250mln，n-二甲基甲酰胺中，搅拌并同时超声混合50-60min，将混合均匀的abs和氟硼荧改性碳化钛混合溶液缓慢加入到去离子水中，经去离子水反复洗涤，干燥后即得到abs/氟硼荧改性碳化钛纳米复合材料。

与现有技术相比，本发明的用于abs阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体及其制备方法具有以下优点：

1)、本发明的用于abs阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体，是由氟硼荧和二维碳化钛通过界面电荷吸引结合而成，与共价键结合相比，不会破坏碳化钛的表面结构，能保持碳化钛纳米片的原有形貌和结构。

2)、本发明的用于abs阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体，尺寸均一，比表面积大，片层厚度约为5-20nm，面向直径约为0.5-2μm。

3)、本发明的用于abs阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体，疏水性良好，与abs相容性好，能均匀分散于abs树脂中。

4)、本发明用于abs阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体，能够提高abs的氧指数，降低燃烧过程中的热释放速率、烟产生速率，并抑制hcn、nox、nh3、co等毒性气体的释放。

5)、本发明的用于abs阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体，在低添加量下还能够提高abs的拉伸强度，并维持其断裂伸长率，体现出较好的力学性能。

附图说明

图1为实施例1制备的剥离后的碳化钛纳米片的透射电子显微镜图(tem)。

图2为实施例1制备的氟硼荧的¹hnmr谱图。

图3为碳铝钛(ti3alc2)原料和实施例1制备的剥离后的碳化钛纳米片(ti3c2tx)、氟硼荧改性碳化钛(bodipy-ti3c2tx)的x射线衍射图(xrd)。

图4为实施例1制备的氟硼荧(bodipy)、碳化钛纳米片(ti3c2tx)和氟硼荧改性碳化钛(bodipy-ti3c2tx)的热失重曲线图(tga)。

图5为实施例1制备的氟硼荧改性碳化钛(bodipy-ti3c2tx)的扫描电子显微镜(sem)图片(a)和相应的能谱图(eds)(b)。

图6为实施例1制备的氟硼荧改性碳化钛(bodipy-ti3c2tx)在高放大倍数下的sem图。

图7为实施例1制备的氟硼荧改性碳化钛(bodipy-ti3c2tx)在不同溶剂下超声静置后的数码照片(a、b、c对应的是超声静至1min、6h、24h；a1-a5、b1-b5和c1-c5对应的是不同溶剂：去离子水、四氢呋喃、二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺、二氯甲烷)。

图8为实施例5制备的abs/bodipy-ti3c2tx纳米复合材料的tem图。

图9为实施例5、实施例6制备的两种abs/bodipy-ti3c2tx和对比例1制备的abs/bodipy以及纯abs的热释放速率(hrr)、烟产生速率(spr)和毒性气体浓度曲线。

图10为实施例5、实施例6制备的两种abs/bodipy-ti3c2tx和对比例1制备的abs/bodipy以及纯abs的拉伸性能测试曲线。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明的用于abs阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体及其制备方法做出进一步详细的说明。

实施例1

1)取0.5g碳铝钛和0.5g氟化锂置于塑料烧杯中，加入10ml浓度为10mol/l的盐酸，于40℃下搅拌反应48h，搅拌速度为400rpm，反应结束后经反复离心、洗涤至ph为7，干燥后得到碳化钛沉淀。

2)取步骤1)中得到的碳化钛沉淀0.2g，分散在50ml去离子水中，在0℃下超声30min，超声功率为300w，然后在5000rpm下离心，除去沉淀物，取上清液，即得到碳化钛纳米片悬浮液。

3)取2.9g2，4-二甲基吡咯和1.8g对硝基苯甲醛溶解于200ml四氢呋喃中，通入氮气保护，加入1ml三氟乙酸，在25℃下反应12h，然后加入2.8g2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌，在25℃下继续反应4h，在0℃下分别加入70ml三乙胺和75ml三氟化硼乙醚，在25℃下反应10h，利用二氯甲烷和水萃取后，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤除去干燥剂，旋蒸除去有机溶剂，经柱色谱分离，然后再加入90ml无水乙醇、1ml水合肼和0.1g钯碳，在90℃下反应2h，最后经提纯、干燥得到含氨基的氟硼荧。

4)取步骤3)中得到的氟硼荧0.2g，溶解于50ml乙醇中，加入盐酸将溶液的ph值调节至1，得到透明溶液。

5)取20ml步骤4)中得到的氟硼荧溶液逐滴加入20ml步骤2)中得到的碳化钛纳米片悬浮液，在转速600rpm条件下搅拌反应30min，反应结束后，经反复离心、洗涤，干燥后得到的产物即为本发明的用于abs阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体。

图1为实施例1制备的剥离后的碳化钛纳米片tem图。从图1中可以看出，二维碳化钛片层为半透明状，表明碳化钛被有效地剥离成单层或少层纳米片。

图2为实施例1制备的含氨基氟硼荧的¹hnmr谱图。从图2中可以看出，化学位移在7.02和6.80处的双重峰均为苯环氢，化学位移在5.99处的单重峰为吡咯氢，化学位移在3.86处的单重峰为氨基氢，化学位移在2.56和1.51处的单重峰均为甲基氢。

图3为碳铝钛(ti3alc2)原料和实施例1制备的剥离后的碳化钛纳米片(ti3c2tx)、氟硼荧改性碳化钛(bodipy-ti3c2tx)的xrd图。从图3中可以看出，与ti3alc2原料相比，剥离后的ti3c2tx具有完全不同的结构特征。ti3alc2的(002)衍射峰由9.5°移动到6.3°，对应层间距离由0.92nm增加至1.40nm。此外，ti3alc2在2θ为38.8°处的(104)衍射峰归属于al，而ti3c2tx在2θ为35-40°区间几乎没有衍射峰，说明ti3alc2中的al层被成功刻蚀掉。经bodipy改性后，ti3c2tx的(002)衍射峰由6.3°进一步向低角度移动，达到5.0°，对应层间距离由1.40nm增加至1.77nm，表明bodipy附着在ti3c2tx片层表面，进一步扩大了其层间距离。此外，与ti3c2tx相比，bodipy-ti3c2tx(002)衍射峰的强度显著降低，表明ti3c2tx高度有序的排列被bodipy的引入而打乱，导致结晶度下降。

图4为实施例1制备的氟硼荧(bodipy)、碳化钛纳米片(ti3c2tx)和氟硼荧改性碳化钛(bodipy-ti3c2tx)的tga曲线图。从图4中可以看出，bodipy在260℃时开始分解(失重5％对应的温度)，700℃时的残余量为30.5％，失重69.5％，归因于有机物的受热分解。ti3c2tx在135℃时开始分解，700℃时的残余量为90.6％，失重9.4％，归结于ti3c2tx吸附水的脱除和有机官能团(oh、o、f等)的分解。bodipy-ti3c2tx的热分解温度明显比ti3c2tx高，在260℃时开始分解，700℃时的残余量为62.2％，失重37.8％，归属于bodipy和ti3c2tx表面官能团的分解。实施例1中bodipy和ti3c2tx反应时的质量比为1：1，按照完全反应计算，整体失重应为39.5％，实际失重为37.8％，较为接近，表明bodipy改性ti3c2tx的反应是成功的。

图5为实施例1制备的氟硼荧改性碳化钛(bodipy-ti3c2tx)的扫描电子显微镜(sem)图片(a)和相应的能谱图(eds)(b)。从图5a中可以看出，bodipy-ti3c2tx具有明显的片状的结构，尺寸较为均一，且分散良好，未出现明显团聚。从图5b中可以看出，bodipy-ti3c2tx中的主要元素ti、c、o、n、b、f均被检测到，表明bodipy成功改性至ti3c2tx表面上。

图6为实施例1制备的氟硼荧改性碳化钛(bodipy-ti3c2tx)在高放大倍数下的sem图。从图6中可以看出，bodipy-ti3c2tx的片层厚度约为5-20nm，面向直径约为0.5-2μm。

图7为实施例1制备的氟硼荧改性碳化钛(bodipy-ti3c2tx)在不同溶剂下超声静置后的数码照片(a、b、c对应的是超声静至1min、6h、24h；a1-a5、b1-b5和c1-c5从左至右对应的是不同溶剂：去离子水、四氢呋喃、二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺、二氯甲烷)。从图7中可以看出，bodipy-ti3c2tx在去离子水中超声后静置6h后已出现明显沉淀，24h后完全沉淀，表明bodipy-ti3c2tx具有疏水性。与四氢呋喃和二氯甲烷相比，bodipy-ti3c2tx在二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺中的分散性更好，24h后仍然是均匀分散的，没有出现沉淀，表明bodipy-ti3c2tx是疏水亲油的。

实施例2

1)取0.5g碳铝钛和0.5g氟化锂置于塑料烧杯中，加入12ml浓度为8mol/l的盐酸，于45℃下搅拌反应40h，搅拌速度为450rpm，反应结束后经反复离心、洗涤至ph为7，干燥后得到碳化钛沉淀。

2)取步骤1)中得到的碳化钛沉淀0.2g，分散在50ml去离子水中，在1℃下超声40min，超声功率为250w，然后在4500rpm下离心，除去沉淀物，取上清液，即得到碳化钛纳米片悬浮液。

3)取2.9g2，4-二甲基吡咯和1.8g对硝基苯甲醛溶解于190ml四氢呋喃中，通入氮气保护，加入2ml三氟乙酸，在28℃下反应16h，然后加入2.8g2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌，在28℃下继续反应5h，在1℃下分别加入75ml三乙胺和80ml三氟化硼乙醚，在28℃下反应11h，利用二氯甲烷和水萃取后，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤除去干燥剂，旋蒸除去有机溶剂，经柱色谱分离，然后再加入100ml无水乙醇、2ml水合肼和0.2g钯碳，在95℃下反应3h，最后经提纯、干燥得到含氨基的氟硼荧。

4)取步骤3)中得到的氟硼荧0.2g，溶解于40ml乙醇中，加入盐酸将溶液的ph值调节至2，得到透明溶液。

5)取20ml步骤4)中得到的氟硼荧溶液逐滴加入20ml步骤2)中得到的碳化钛纳米片悬浮液，在转速500rpm条件下搅拌反应20min，反应结束后，经反复离心、洗涤，干燥后得到的产物即为本发明的用于abs阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体。

实施例3

1)取0.5g碳铝钛和0.5g氟化锂置于塑料烧杯中，加入15ml浓度为7mol/l的盐酸，于50℃下搅拌反应60h，搅拌速度为600rpm，反应结束后经反复离心、洗涤至ph为7，干燥后得到碳化钛沉淀。

2)取步骤1)中得到的碳化钛沉淀0.2g，分散在50ml去离子水中，在2℃下超声50min，超声功率为150w，然后在4000rpm下离心，除去沉淀物，取上清液，即得到碳化钛纳米片悬浮液。

3)取2.9g2，4-二甲基吡咯和1.8g对硝基苯甲醛溶解于180ml四氢呋喃中，通入氮气保护，加入3ml三氟乙酸，在30℃下反应18h，然后加入2.8g2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌，在30℃下继续反应6h，在2℃下分别加入80ml三乙胺和85ml三氟化硼乙醚，在30℃下反应12h，利用二氯甲烷和水萃取后，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤除去干燥剂，旋蒸除去有机溶剂，经柱色谱分离，然后再加入110ml无水乙醇、3ml水合肼和0.3g钯碳，在100℃下反应4h，最后经提纯、干燥得到含氨基的氟硼荧。

4)取步骤3)中得到的氟硼荧0.2g，溶解于30ml乙醇中，加入盐酸将溶液的ph值调节至1，得到透明溶液。

5)取20ml步骤4)中得到的氟硼荧溶液逐滴加入20ml步骤2)中得到的碳化钛纳米片悬浮液，在转速400-600rpm条件下搅拌反应25min，反应结束后，经反复离心、洗涤，干燥后得到的产物即为本发明的用于abs阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体。

实施例4

1)取0.5g碳铝钛和0.5g氟化锂置于塑料烧杯中，加入11ml浓度为9mol/l的盐酸，于50℃下搅拌反应36h，搅拌速度为500rpm，反应结束后经反复离心、洗涤至ph为7，干燥后得到碳化钛沉淀。

2)取步骤1)中得到的碳化钛沉淀0.2g，分散在50ml去离子水中，在5℃下超声60min，超声功率为200w，然后在5000rpm下离心，除去沉淀物，取上清液，即得到碳化钛纳米片悬浮液。

3)取2.9g2，4-二甲基吡咯和1.8g对硝基苯甲醛溶解于200ml四氢呋喃中，通入氮气保护，加入2ml三氟乙酸，在25℃下反应12h，然后加入2.8g2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌，在25℃下继续反应4h，在5℃下分别加入70ml三乙胺和75ml三氟化硼乙醚，在25℃下反应10h，利用二氯甲烷和水萃取后，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤除去干燥剂，旋蒸除去有机溶剂，经柱色谱分离，然后再加入120ml无水乙醇、5ml水合肼和0.5g钯碳，在90℃下反应3h，最后经提纯、干燥得到含氨基的氟硼荧。

4)取步骤3)中得到的氟硼荧0.2g，溶解于20ml乙醇中，加入盐酸将溶液的ph调节至1，得到透明溶液。

5)取20ml步骤4)中得到的氟硼荧溶液逐滴加入20ml步骤2)中得到的碳化钛纳米片悬浮液，在转速600rpm条件下搅拌反应15min，反应结束后，经反复离心、洗涤，干燥后得到的产物即为本发明的用于abs阻燃抑烟减毒的碳化钛纳米粉体。

实施例5

取0.1g氟硼荧改性碳化钛纳米粉体(bodipy-ti3c2tx)和19.9gabs溶解于250mln，n-二甲基甲酰胺中，搅拌并同时超声混合60min，将混合均匀的abs和bodipy-ti3c2tx混合溶液缓慢加入到去离子水中，经去离子水反复洗涤，干燥后即得到abs/bodipy-ti3c2tx纳米复合材料，由于bodipy-ti3c2tx在复合材料中的质量百分比为0.5％，因此，该材料标记为abs/bodipy-ti3c2tx0.5。

图8为实施例5制备的abs/bodipy-ti3c2tx纳米复合材料的tem图。从图8中可以看出，bodipy-ti3c2tx以单层或少层状态均匀分布在abs基体中。

实施例6

取0.4g氟硼荧改性碳化钛纳米粉体(bodipy-ti3c2tx)和19.6gabs溶解于200mln，n-二甲基甲酰胺中，搅拌并同时超声混合50min，将混合均匀的abs和bodipy-ti3c2tx混合溶液缓慢加入到去离子水中，经去离子水反复洗涤，干燥后即得到abs/bodipy-ti3c2tx纳米复合材料，由于bodipy-ti3c2tx在复合材料中的质量百分比为2％，因此，该材料标记为abs/bodipy-ti3c2tx2.0。

对比例1

取0.4g氟硼荧(bodipy)和19.6gabs溶解于200mln，n-二甲基甲酰胺中，搅拌并同时超声混合60min，将混合均匀的abs和bodipy混合溶液缓慢加入到去离子水中，经去离子水反复洗涤，干燥后即得到abs/bodipy复合材料，由于bodipy在复合材料中的质量百分比为2％，因此，该材料标记为abs/bodipy2.0。

图9为实施例5、实施例6制备的两种abs/bodipy-ti3c2tx和对比例1制备的abs/bodipy以及纯abs的热释放速率(hrr)、烟产生速率(spr)和毒性气体(hcn、no、n2o、nh3、co、co2、hcho)浓度曲线。

表1为实施例5、实施例6制备的两种abs/bodipy-ti3c2tx和对比例1制备的abs/bodipy以及纯abs的氧指数、热释放速率峰值(phrr)、生烟速率峰值(pspr)以及毒性气体(hcn、no、n2o、nh3、co、co2、hcho)的峰值浓度数据。其中，氧指数是依据astmd2863-77标准进行测试的(zry型，江苏江宁仪器分析公司)。hrr、spr和毒性气体数据是依据iso-56601标准，采用锥形量热仪联合红外光谱仪进行测试的(英国ftt公司)。

从图9和表1中可以看出，abs的氧指数为19.5％，十分易燃。添加2％的bodipy可以将abs的氧指数提高至22.0％，bodipy-ti3c2tx的引入对氧指数的提高更为显著，表明其具有更优异的阻燃性。bodipy对于abs在燃烧过程中的热释放速率峰值(phrr)影响较小，而bodipy-ti3c2tx能较为显著地降低phrr值。例如，添加0.5％的bodipy-ti3c2tx使得abs的phrr从1174kw/m²降低至886kw/m²，降幅达到24.5％。同时，abs/bodipy-ti3c2tx0.5还具有更低的pspr，与纯abs相比，降幅达到18.4％。

从毒性气体数据中可以看出，使用bodipy-ti3c2tx纳米粉体比bodipy能够更加明显的抑制毒性气体的释放。例如，添加0.5％的bodipy-ti3c2tx使得abs燃烧产生的hcn、no、n2o、nh3、co、co2、hcho峰值浓度分别下降33.5％、22.0％、46.6％、76.0％、28.8％、32.4％、32.8％。以上结果表明，低添加量的bodipy-ti3c2tx纳米粉体即可显著提高abs的阻燃性能，并抑制abs的烟粒产生和毒性气体释放，体现出bodipy-ti3c2tx纳米粉体优异的阻燃抑烟减毒作用。

表1

表中：phrr^a：热释放速率峰值；pspr^b：生烟速率峰值；hcn、no、n2o、nh3、co、co2、hcho均为峰值浓度。

图10为实施例5、实施例6制备的两种abs/bodipy-ti3c2tx和对比例1制备的abs/bodipy以及纯abs的拉伸性能测试曲线。从图10中可以看出，bodipy对于abs的拉伸性能影响不大，应力-应变曲线几乎一致。而添加0.5％的bodipy-ti3c2tx使得abs的拉伸强度提高18.8％，断裂伸长率略有降低。尽管添加2.0％的bodipy-ti3c2tx能提高abs的拉伸强度，但断裂伸长率降低十分明显，可能是由于高添加量bodipy-ti3c2tx在abs中出现团聚导致abs分子的连续性受到影响，因而脆性增加。

综合以上燃烧性能测试和拉伸性能测试结果，不难看出，低添加量的bodipy-ti3c2tx纳米粉体至abs树脂中，不仅能够发挥阻燃抑烟减毒作用，还能够改善abs的力学性能。此外，本发明制备的bodipy-ti3c2tx纳米粉体还可以与多种阻燃剂进行复配使用，并应用于聚烯烃、聚氨酯、聚酰胺、环氧树脂等各种热塑性和热固性塑料等高分子材料的阻燃抑烟减毒处理，具有广阔的市场应用前景。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。