CN105504878A - 一种有机改性α-ZrP及其改性方法 - Google Patents

一种有机改性α-ZrP及其改性方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种有机改性α-ZrP及其改性方法，以α-ZrP为基材，利用小分子胺预撑，降低α-ZrP层板间作用力和增大层间距，进而将硅烷偶联剂***层间，最后热处理去除预撑的小分子胺，其中有机改性α-ZrP的起始分解温度为340～400℃，层间距为1.60～1.90nm，硅烷偶联剂的接枝率为6～18％。本发明的有机改性α-ZrP材料具有较高的热稳定性、接枝率和层间距，亲非极性有机物质的能力较强，能够均匀分散在疏水性的有机高分子材料中，可添加在大多数通过熔融加工的高分子材料(PET、PBT、PP等)中制备阻燃功能材料。

Description

一种有机改性α-ZrP及其改性方法
技术领域
本发明属于材料改性技术领域，涉及一种有机改性α-ZrP及其改性方法。
背景技术
α-磷酸锆(α-ZrP)是一种层状磷酸盐，具有显著的特点，如高离子交换性能(7meq/g，MMT为1meq/g)、可控面积比、热和化学稳定性高，与其它层状纳米填充剂相比，更容易在聚合物基体中***层或剥离，它被广泛地应用于催化剂、燃料电池、光化学、环境保护、阻燃剂等领域。α-ZrP作为一种具有纳米级层状结构的新型的无机阻燃剂，引入聚合物体系时，由于无机纳米片层的阻隔作用，可以使分解产生的自由基在无机片层间的“寿命”延长，延缓了聚合物的降解过程，经过充分的自由基重组，获得更多的降解产物，增加成炭量，提高阻燃效果，同时，α-ZrP也是聚合物中的一种优良的抗滴落剂，可以有效地防止其熔融滴落。
然而，同大多数无机纳米粉体一样，α-ZrP由于表面含有大量的羟基基团，亲水性较强，与大多数疏水性热塑性聚合物不相容，很难均匀地分散在聚合物基体中，从而影响α-ZrP对高分子聚合物的阻燃和提高机械性能作用，因此对α-ZrP的有机改性是制备高分子无机复合材料前的关键一步。对此，科学家进行了各种尝试，其中表面改性成为一种关键方法，主要分为有机阳离子插层改性和共价接枝改性，有机阳离子插层改性比较简单有效，主要利用α-ZrP表面具有大量弱酸性基团P-OH的特点，碱性小分子胺类、酮类等很容易***α-ZrP片层内并与其表面P-OH建立离子键，如果想在α-ZrP的层间引入长链分子的胺，需先使用小分子的胺对α-ZrP进行预撑增大其层间距，CN101829544A利用甲胺预撑降低α-ZrP层间作用力，进而将表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵***层间(CTAB)，制备出CTAB插层改性磷酸锆材料。然而这种方法制备的产物结合牢度较低，热稳定性能较差，无法适应疏水性热塑性聚合物较高的加工温度，将其应用于聚合物改性，其在聚合物的纺丝过程分解产生的小分子胺类会影响聚合物的可纺性和力学性能等，使成纤加工困难。
共价接枝改性则要求改性剂具有反应活性官能团如异氰酸酯、酰氯键等，这些基团可以与α-ZrP表面P-OH发生化学反应建立热稳定性较高的共价键，从而可以适用于进一步的加工，其中硅烷偶联剂类结构比较特殊，每个分子上含两种或多种不同的反应性基团，其中一个反应性基团为甲氧基或乙氧基，它可以与无机材料结合，如玻璃、金属、硅砂等；另外一种反应性基团为乙烯基、环氧基、氨基、甲基丙烯酰氧或巯基等，可以与有机材料形成化学键合，硅烷偶联剂类改性剂可以在制备有机无机复合材料中起到很好的桥梁作用，目前，将硅烷偶联剂应用于磷酸锆改性的研究较少，KevinDalPont进行了初步尝试，利用γ-氨丙基三甲氧基硅烷改性α-ZrP，并将其与丁苯橡胶(SBR)复合制备了一种新型的纳米复合材料(PontKD,GerardJ.MicrostructureandPropertiesofStyrene-ButadieneRubberBasedNanocompositesPreparedfromanAminosilaneModifiedSyntheticLamellarNanofiller[J].POLYMERPHYSICS,2013(51):1051-1059.)，然而，同其他共价接枝改性剂一样，硅烷偶联剂由于分子较大，往往难以直接插层进入α-ZrP片层内部，只与片层外表面P-OH反生反应，使得接枝在α-ZrP表面的改性剂数量较小，对其亲水性能改变不大(MosbyBM,AgustínDíaz.SurfaceFunctionalizationofZirconiumPhosphateNanoplateletsfortheDesignofPolymerFillers[J].Appl.Mater.Interfaces,2014(6):585-592.)。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种有机改性α-ZrP及其改性方法。
本发明的有机改性α-ZrP，外观为白色粉末，所述有机改性α-ZrP为层状化合物，层间距为1.60～1.90nm；所述有机改性α-ZrP由α-ZrP和硅烷偶联剂组成，硅烷偶联剂***到α-ZrP层间，硅烷偶联剂在α-ZrP上的接枝率为6～18％；所述有机改性α-ZrP起始分解温度为340～400℃；所述有机改性α-ZrP能够均匀分散在非极性有机溶剂正己烷中。
本发明的另一目的是提供一种有机改性α-ZrP的改性方法，步骤为：
1)将α-ZrP分散于水和乙醇的混合溶液中，α-ZrP表面含有大量羟基基团，亲水性强，能够较好地分散于水溶液中，而采用水和乙醇的混合溶液有利于实现后续加入的硅烷偶联剂最大程度的水解；
2)加入小分子胺反应，小分子胺呈碱性，能够与弱酸性的α-ZrP发生反应建立离子键，同时由于其自身分子链较短，容易***层状α-ZrP内部，增大α-ZrP层间距，有利于下一步反应物的***；
3)再滴加硅烷偶联剂继续反应，硅烷偶联剂中的硅氧基团遇水发生水解，生成反应活性较高的硅醇键Si-OH，Si-OH能够与α-ZrP片层上P-OH发生脱水缩合反应，在α-ZrP片层表面生成热稳定性较高的P-O-Si共价键，同时由于硅烷偶联剂分子中含有疏水性链段，当接枝率达到一定值时，可以将α-ZrP由亲水性材料变为疏水性材料，增大其与疏水性聚合物之间的相容性；
4)固相产物经分离、洗涤和烘干即可得到改性的α-ZrP，该步骤主要目的是去除反应溶剂和未反应的单体等；
5)所述改性的α-ZrP在250～320℃条件下处理，即得到有机改性α-ZrP，热处理的目的是去除改性α-ZrP分子中预插层的热不稳定的小分子胺，提高改性α-ZrP的热稳定性，有利于将其应用于大多数通过熔融加工的高分子材料中。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，步骤1)中，所述水和乙醇的混合溶液，水与乙醇的质量比为1:2～1:8，该比例过大，不利于后续硅烷偶联剂中硅烷基水解生成Si-OH，过小则容易导致硅烷基水解过快，生成的反应活性较强的Si-OH之间相互脱水缩合生成Si-O-Si，与α-ZrP的反应减少；分散后α-ZrP的浓度为0.005～0.02g/ml，α-ZrP浓度适宜，有利于后续小分子胺***层内形成稳定的分散体系，浓度过大容易导致体系形成沉淀。
如上所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，步骤1)中，所述分散是指在室温条件下，超声并机械搅拌；机械搅拌的转速为200～800r/min，时间为20～50min；所述超声是指在室温条件下，超声功率为50～90W，时间为20～50min，该分散条件能够避免α-ZrP间相互团聚，达到最佳分散状态，增大α-ZrP的比表面积，有利于与改性剂接触。
如上所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，小分子胺与α-ZrP的摩尔比为1:2.0～1:4.0，该比例过小，容易导致α-ZrP插层不完全，不利于后续硅烷偶联剂的进入，过大则使得α-ZrP表面疏水性有机物质过多，亲水性下降，使得层间水分子被逐出，层板恢复未插层结构。
如上所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，步骤2)中，加入小分子胺反应的时间为0.6～1.8h，反应时间短，胺类插层不完全，过长造成能源浪费。
如上所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，所述小分子胺为甲胺、乙胺或正丙胺。
如上所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，所述硅烷偶联剂的分子结构通式为YRSiX3，其中R为烷基，所述硅烷偶联剂的基本特征是在同一分子中含有两种不同性质的反应性基团X和Y，其中X为水解性基团，Y为能与聚合物反应的有机官能团；硅烷偶联剂的滴加量与α-ZrP的质量比为0.5:1～2.0:1；滴加速率为0.1～1.5ml/min；所述继续反应的时间为3～8h。
如上所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，所述X为烷氧基；所述Y为氨基、环氧基、双键或异氰酸酯基。
如上所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，步骤4)中，固相产物与溶剂分离采用旋转蒸发仪；所述洗涤是先在浓度为90～98％的丙酮与水的混合溶液浸泡24～36h，后用大量丙酮溶液清洗3～5次直至产物中无残留的反应原料；所述烘干为置于真空烘箱中，60～80℃，真空度0.05～0.1MPa条件下烘干24～36h。
如上所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，步骤5)中，所述处理是指将改性的α-ZrP在250～320℃条件下烘焙3～10min。
如上所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，所述有机改性α-ZrP外观为白色粉末；所述有机改性α-ZrP为层状化合物，层间距为1.60～1.90nm；所述有机改性α-ZrP由α-ZrP和硅烷偶联剂组成，硅烷偶联剂插在α-ZrP层间，硅烷偶联剂在α-ZrP上的接枝率为6～18％；所述有机改性α-ZrP起始分解温度为340～400℃；所述有机改性α-ZrP能够均匀分散在非极性有机溶剂正己烷中
有益效果
本发明与现有技术相比具有下列优点：
1、耐热温度较高，热稳定性能好：以α-ZrP为载体，小分子胺为预撑剂，硅烷偶联剂为改性剂制备的有机改性α-ZrP具有比季铵盐类改性剂制备的改性α-ZrP更高的耐热温度，其起始分解温度为340～400℃，克服了目前季铵盐类改性剂制备的改性α-ZrP耐热温度低于300℃的缺点，有利于将其添加在大多数通过熔融加工的高分子材料中。季铵盐类改性剂与α-ZrP以离子键结合，而硅烷偶联剂能够与α-ZrP以共价键结合，研究发现，共价键的热稳定性普遍高于离子键。
2、接枝率较高：该方法制备的高热稳定性有机改性α-ZrP具有比其他方法制备的高热稳定性有机改性α-ZrP较高的接枝率，其接枝率为6～18％，克服了目前高热稳定性有机改性α-ZrP结合的有机物质较少，与有机物质相容性差的问题，有利于将其均匀分散在大多数疏水性有机高分子材料中。其他制备高热稳定性有机改性α-ZrP方法就是直接利用环氧化合物等含有活性基团的改性剂，不经过小分子胺预插层和热处理步骤，只与α-ZrP外表面的P-OH发生共价反应，不能插层进入层间，因此接枝在其表面的有机物质比较少，本发明中改性剂可以进入层内部，所以相对于其他方法，接枝率大幅提高。
3、层间距较大：该方法制备的高热稳定性有机改性α-ZrP具有比其他方法制备的高热稳定性有机改性α-ZrP更高的层间距，原理同上，其层间距为1.60～1.90nm，克服了目前制备高热稳定性有机改性α-ZrP用改性剂难以插层进入α-ZrP，层间距仍为原来的0.76nm的问题，有利于高分子链段插层进入有机改性α-ZrP层内，实现有机改性α-ZrP在疏水性高分子材料中的均匀分散。
附图说明
图1为实施例1制备有机改性α-ZrP的过程示意图，其中α-ZrP先经正丙胺(n-propylamine)预插层，然后与3-氨基丙基-三乙氧基硅烷(APTES)发生接枝反应，最后经过热处理(heat-treatment)即得有机改性α-ZrP。
图2为制备的有机改性α-ZrP的X射线衍射图(纵坐标为相对强度，横坐标为2θ角)，其中α-ZrP-PA-APTES为丙胺(PA)预撑后与3-氨基丙基-三乙氧基硅烷(APTES)发生接枝反应的α-ZrP，α-ZrP-PA-APTES-HT为经过处理之后的α-ZrP-PA-APTES。
图3为本发明实施例1制备的有机改性α-ZrP的热失重曲线(纵坐标为质量，横坐标为温度)，其中α-ZrP-PA-APTES为丙胺(PA)预撑后与3-氨基丙基-三乙氧基硅烷(APTES)发生接枝反应的α-ZrP，α-ZrP-PA-APTES-HT为经过处理之后的α-ZrP-PA-APTES。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施例中：
层间距的计算公式为：d＝λ/2sinθ；λ为X射线的波长，θ为入射X射线与相应晶面的夹角。
改性所采用的α-ZrP的层间距为0.76nm(2θ＝10.8°)。
接枝率的计算公式如下：
接枝率(％)＝有机组分的质量/未改性α-ZrP的质量。
实施例1
一种有机改性α-ZrP的改性方法，如图1所示，为制备有机改性α-ZrP的过程示意图，其中α-ZrP先经正丙胺(n-propylamine)预插层，然后与3-氨基丙基-三乙氧基硅烷(APTES)发生接枝反应，最后经过热处理(heat-treatment)即得有机改性α-ZrP，步骤为：
1)将α-ZrP在室温条件下，超声并机械搅拌，超声功率为50W，时间为20min；机械搅拌的转速为200r/min，时间为20min分散于水和乙醇的混合溶液中，水与乙醇的质量比为1:2；分散后α-ZrP的浓度为0.005g/ml；
2)加入小分子正丙胺反应，正丙胺与α-ZrP的摩尔比为1:2.0，加入正丙胺反应的时间为0.6h；
3)再滴加硅烷偶联剂3-氨基丙基-三乙氧基硅烷(APTES)继续反应；APTES的滴加量与α-ZrP的质量比为0.5:1；滴加速率为0.1ml/min；继续反应的时间为3h；
4)固相产物经分离、洗涤和烘干即可得到改性的α-ZrP，固相产物与溶剂分离采用旋转蒸发仪；洗涤是先在浓度为90％的丙酮与水的混合溶液浸泡24h，后用大量丙酮溶液清洗3次直至产物中无残留的反应原料；烘干为置于真空烘箱中，60℃，真空度0.05MPa条件下烘干24h；
5)改性的α-ZrP在250℃条件下烘焙3min，即得到有机改性α-ZrP，该有机改性α-ZrP外观为白色粉末，并为层状化合物，如图2所示，该有机改性α-ZrP的层间距为1.74nm(2θ＝5.06°)；该有机改性α-ZrP由α-ZrP和硅烷偶联剂3-氨基丙基-三乙氧基硅烷(APTES)组成，APTES插在α-ZrP层间，如图3所示，APTES在α-ZrP上的接枝率为13.78％，该有机改性α-ZrP的起始分解温度为368℃；有机改性α-ZrP能够均匀分散在非极性有机溶剂正己烷中。
实施例2
一种有机改性α-ZrP的改性方法，步骤为：
1)将α-ZrP在室温条件下，超声并机械搅拌，超声功率为90W，时间为50min；机械搅拌的转速为800r/min，时间为50min分散于水和乙醇的混合溶液中，水与乙醇的质量比为1:8；分散后α-ZrP的浓度为0.02g/ml；
2)加入小分子乙胺反应，乙胺与α-ZrP的摩尔比为1:4.0，加入乙胺反应的时间为1.8h；
3)再滴加硅烷偶联剂3-氨基丙基-三甲氧基硅烷(APTMS)继续反应；APTMS的滴加量与α-ZrP的质量比为2.0:1；滴加速率为1.5ml/min；继续反应的时间为8h；
4)固相产物经分离、洗涤和烘干即可得到改性的α-ZrP，固相产物与溶剂分离采用旋转蒸发仪；洗涤是先在浓度为98％的丙酮与水的混合溶液浸泡36h，后用大量丙酮溶液清洗5次直至产物中无残留的反应原料；烘干为置于真空烘箱中，80℃，真空度0.1MPa条件下烘干36h；
5)改性的α-ZrP在320℃条件下烘焙10min，即得到有机改性α-ZrP，该有机改性α-ZrP外观为白色粉末，并为层状化合物，该有机改性α-ZrP的层间距为1.84nm(2θ＝4.80°)；该有机改性α-ZrP由α-ZrP和硅烷偶联剂3-氨基丙基-三甲氧基硅烷(APTMS)组成，APTMS插在α-ZrP层间，APTMS在α-ZrP上的接枝率为9.62％，有机改性α-ZrP起始分解温度为356℃；有机改性α-ZrP能够均匀分散在非极性有机溶剂正己烷中。
实施例3
一种有机改性α-ZrP的改性方法，步骤为：
1)将α-ZrP在室温条件下，超声并机械搅拌，超声功率为60W，时间为30min；机械搅拌的转速为500r/min，时间为30min分散于水和乙醇的混合溶液中，水与乙醇的质量比为1:5；分散后α-ZrP的浓度为0.008g/ml；
2)加入小分子正丙胺反应，正丙胺与α-ZrP的摩尔比为1:2.2，加入正丙胺反应的时间为0.9h；
3)再滴加硅烷偶联剂γ-甲基-丙烯酰氧基-丙基-三甲氧基硅烷(MPMS)继续反应；MPMS的滴加量与α-ZrP的质量比为1.0:1；滴加速率为1.2ml/min；继续反应的时间为5h；
4)固相产物经分离、洗涤和烘干即可得到改性的α-ZrP，固相产物与溶剂分离采用旋转蒸发仪；洗涤是先在浓度为92％的丙酮与水的混合溶液浸泡28h，后用大量丙酮溶液清洗4次直至产物中无残留的反应原料；烘干为置于真空烘箱中，65℃，真空度0.06MPa条件下烘干28h；
5)改性的α-ZrP在260℃条件下烘焙5min，即得到有机改性α-ZrP，该有机改性α-ZrP外观为白色粉末，并为层状化合物，该有机改性α-ZrP的层间距1.81nm(2θ＝4.86°)；该有机改性α-ZrP由α-ZrP和硅烷偶联剂γ-甲基-丙烯酰氧基-丙基-三甲氧基硅烷(MPMS)组成，MPMS插在α-ZrP层间，MPMS在α-ZrP上的接枝率为10.28％，有机改性α-ZrP起始分解温度为364℃；有机改性α-ZrP能够均匀分散在非极性有机溶剂正己烷中。
实施例4
一种有机改性α-ZrP的改性方法，步骤为：
1)将α-ZrP在室温条件下，超声并机械搅拌，超声功率为60W，时间为25min；机械搅拌的转速为500r/min，时间为30min分散于水和乙醇的混合溶液中，水与乙醇的质量比为1:5；分散后α-ZrP的浓度为0.01g/ml；
2)加入小分子甲胺反应，甲胺与α-ZrP的摩尔比为1:3.0，加入甲胺反应的时间为1.5h；
3)再滴加硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)继续反应；KH-560的滴加量与α-ZrP的质量比为1.5:1；滴加速率为1.1ml/min；继续反应的时间为5h；
4)固相产物经分离、洗涤和烘干即可得到改性的α-ZrP，固相产物与溶剂分离采用旋转蒸发仪；洗涤是先在浓度为92％的丙酮与水的混合溶液浸泡30h，后用大量丙酮溶液清洗4次直至产物中无残留的反应原料；烘干为置于真空烘箱中，66℃，真空度0.08MPa条件下烘干30h；
5)改性的α-ZrP在300℃条件下烘焙6min，即得到有机改性α-ZrP，该有机改性α-ZrP外观为白色粉末，并为层状化合物，层间距为1.76nm(2θ＝5.00°)；该有机改性α-ZrP由α-ZrP和硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)组成，KH-560插在α-ZrP层间，KH-560在α-ZrP上的接枝率为11.26％，有机改性α-ZrP起始分解温度为376℃；有机改性α-ZrP能够均匀分散在非极性有机溶剂正己烷中。
实施例5
一种有机改性α-ZrP的改性方法，步骤为：
1)将α-ZrP在室温条件下，超声并机械搅拌，超声功率为60W，时间为35min；机械搅拌的转速为650r/min，时间为25min分散于水和乙醇的混合溶液中，水与乙醇的质量比为1:6；分散后α-ZrP的浓度为0.009g/ml；
2)加入小分子乙胺反应，乙胺与α-ZrP的摩尔比为1:2.5，加入乙胺反应的时间为0.9h；
3)再滴加硅烷偶联剂异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷(IPTS)继续反应；IPTS的滴加量与α-ZrP的质量比为1.2:1；滴加速率为0.6ml/min；继续反应的时间为7h；
4)固相产物经分离、洗涤和烘干即可得到改性的α-ZrP，固相产物与溶剂分离采用旋转蒸发仪；洗涤是先在浓度为96％的丙酮与水的混合溶液浸泡26h，后用大量丙酮溶液清洗5次直至产物中无残留的反应原料；烘干为置于真空烘箱中，66℃，真空度0.07MPa条件下烘干32h；
5)改性的α-ZrP在280℃条件下烘焙5min，即得到有机改性α-ZrP，该有机改性α-ZrP外观为白色粉末，并为层状化合物，层间距为1.65nm(2θ＝5.34°)；该有机改性α-ZrP由α-ZrP和硅烷偶联剂异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷(IPTS)组成，IPTS插在α-ZrP层间，IPTS在α-ZrP上的接枝率为12.19％，有机改性α-ZrP起始分解温度为374℃；有机改性α-ZrP能够均匀分散在非极性有机溶剂正己烷中。

Claims (10)

1.一种有机改性α-ZrP的改性方法，其特征在于，步骤为：
1)将α-ZrP分散于水和乙醇的混合溶液中；
2)加入小分子胺反应；
3)再滴加硅烷偶联剂继续反应；
4)固相产物经分离、洗涤和烘干即可得到改性的α-ZrP；
5)所述改性的α-ZrP在250～320℃条件下处理，即得到有机改性α-ZrP。
2.根据权利要求1所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，其特征在于，步骤1)中，所述水和乙醇的混合溶液，水与乙醇的质量比为1:2～1:8；分散后α-ZrP的浓度为0.005～0.02g/ml。
3.根据权利要求1所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，其特征在于，步骤1)中，所述分散是指在室温条件下，超声并机械搅拌；机械搅拌的转速为200～800r/min，时间为20～50min；所述超声是指在室温条件下，超声功率为50～90W，时间为20～50min。
4.根据权利要求1所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，其特征在于，小分子胺与α-ZrP的摩尔比为1:2.0～1:4.0，加入小分子胺反应的时间为0.6～1.8h。
5.根据权利要求1所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，其特征在于，所述小分子胺为甲胺、乙胺或正丙胺。
6.根据权利要求1所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂的分子结构通式为YRSiX3，其中R为烷基，所述硅烷偶联剂的基本特征是在同一分子中含有两种不同性质的反应性基团X和Y，其中X为水解性基团，Y为能与聚合物反应的有机官能团；硅烷偶联剂的滴加量与α-ZrP的质量比为0.5:1～2.0:1；滴加速率为0.1～1.5ml/min；所述继续反应的时间为3～8h。
7.根据权利要求6所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，其特征在于，所述X为烷氧基；所述Y为氨基、环氧基、双键或异氰酸酯基。
8.根据权利要求1所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，其特征在于，步骤4)中，固相产物与溶剂分离采用旋转蒸发仪；所述洗涤是先在浓度为90～98％的丙酮与水的混合溶液浸泡24～36h，后用大量丙酮溶液清洗3～5次直至产物中无残留的反应原料；所述烘干为置于真空烘箱中，60～80℃，真空度0.05～0.1MPa条件下烘干24～36h。
9.根据权利要求1所述的一种有机改性α-ZrP的改性方法，其特征在于，步骤5)中，所述处理是指将改性的α-ZrP在250～320℃条件下烘焙3～10min。
10.根据权利要求1～9中任一项所述改性方法所得的一种有机改性α-ZrP，其特征是：所述有机改性α-ZrP外观为白色粉末；所述有机改性α-ZrP为层状化合物，层间距为1.60～1.90nm；所述有机改性α-ZrP由α-ZrP和硅烷偶联剂组成，硅烷偶联剂插在α-ZrP层间，硅烷偶联剂在α-ZrP上的接枝率为6～18％；所述有机改性α-ZrP起始分解温度为340～400℃；所述有机改性α-ZrP能够均匀分散在非极性有机溶剂正己烷中。
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