【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阻燃塑料制品，尤其涉及一种硼-磷-氮基协同阻燃剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、传统的阻燃剂，如卤系阻燃剂，由于其发烟量大、毒性大、热稳定性差，在使用方面受到一定的限制，因此，发展新的高效环保有机阻燃剂成为了阻燃剂的研究热点。
2、含硼阻燃剂由于其高效、无毒、低烟、热稳定性好、无滴落等优点而逐渐被关注。其中，无机硼系阻燃剂研究较早，有的已经工业化，常见的有五硼酸铵、偏硼酸钠、氟硼酸铵、偏硼酸钡和硼酸锌等。有机硼系阻燃剂研究相对较晚，目前国内外的研究也较少，但是其良好的阻燃效果，对制品的机械性能影响较少，易于加工成型，而成为一个重要的研究方向，然而价格高，水解的不稳定性又限制了其发展。我国硼资源丰富，且相对于有机磷系阻燃剂，有机硼系阻燃剂的毒性低很多。所以合成有机硼系阻燃剂有着重要的研究意义。
3、c.martín等合成了一种新型有机硼系阻燃剂，阻燃效果好；vishad sukul等合成了一种含硼阻燃剂共缩聚物pbspin-b-ps，可用于多种树脂的阻燃，并拥有良好的阻燃效果。但是上述报道的含硼化合物，都存在水解不稳定性，进而对阻燃效率影响较大，其次与聚合物的相容性差，对材料的力学性能影响也较大。
技术实现思路
1、基于
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出了一种硼-磷-氮基协同阻燃剂及其制备方法和应用，通过硼系与氮-磷系协同并用阻燃，实现了阻燃剂的低烟，低毒，高效阻燃性和水解稳定性。
2、本专利技术提出的一种硼-磷-氮基协同阻
3、s1、将氨基苯硼酸与醛类化合物、磷杂菲dopo进行加成反应后，再与氨基多元醇进行酯化反应，得到氨基化硼-磷-氮化合物；
4、s2、将石墨进行氧化反应后，再与二异氰酸酯进行缩合反应，得到异氰酸酯化氧化石墨烯；
5、s3、将上述氨基化硼-磷-氮化合物与上述异氰酸酯化氧化石墨烯进行缩脲反应，即得到所述硼-磷-氮基阻燃剂。
6、本专利技术中，利用氨基苯硼酸与醛类化合物进行醛胺缩合形成席夫碱后再与磷杂菲dopo加成，由此得到氨基化硼-磷-氮化合物，之后其与异氰酸酯化氧化石墨烯进行缩脲反应，如此得到硼-磷-氮基协同阻燃剂，实现了在石墨烯片层表面包覆硼-磷-氮化合物的目的；一方面，该阻燃剂从分子层面结合了磷系阻燃剂、氮系阻燃剂以及硼系阻燃剂的优势，不仅毒性低，高效，抑烟，稳定性好，不易潮解，而且大大提高了阻燃剂的阻燃效率；另一方面，该阻燃剂因氧化石墨烯的引入，使的阻燃剂在高分子材料基体中分散性更好，因此不仅与树脂的相容性好，而且在较少的添加量下即可达到对塑料制品高效阻燃和抑烟的协同效果，并且由于氧化石墨烯具有比表面积大等特点，其所具有的体积效应和表面效应也可进一步提高复合材料的力学性能和阻燃性能。
7、优选地，步骤s1中，所述氨基苯硼酸为2-氨基苯硼酸、3-氨基苯硼酸或4-氨基苯硼酸中的至少一种，所述醛类化合物为甲醛、乙醛或丙醛中的至少一种；
8、优选地，所述氨基苯硼酸与醛类化合物、磷杂菲dopo的质量比为1:0.2-0.5:1.4-1.7。
9、优选地，步骤s1中，所述加成反应温度为60-100℃，时间为12-24h。
10、优选地，步骤s1中，所述氨基多元醇为氨基二元醇，优选为3-氨基-1，2-丙二醇；
11、优选地，所述氨基苯硼酸与氨基多元醇的质量比为1:1-1.2；
12、优选地，所述酯化反应温度为20-40℃，时间为12-24h。
13、优选地，步骤s2中，所述二异氰酸酯为对苯二异氰酸酯ppdi、甲苯二异氰酸酯tdi、二苯基甲烷二异氰酸酯mdi或间苯二甲基二异氰酸酯xdi中的至少一种；
14、优选地，所述石墨与二异氰酸酯的质量比为1:3-6。
15、优选地，步骤s2中，所述缩合反应的温度为20-40℃，时间为12-24h。
16、优选地，步骤s3中，所述氨基化硼-磷-氮化合物与异氰酸酯化氧化石墨烯的质量比为1:0.5-0.8；
17、优选地，所述缩脲反应温度为60-100℃，时间为2-6h。
18、本专利技术还提出一种硼-磷-氮基协同阻燃剂，其是上述制备方法制备得到。
19、本专利技术同时提出一种上述硼-磷-氮基协同阻燃剂在阻燃塑料制品中的应用，包括：将所述阻燃剂加入高分子材料基体中混匀，即得到所述阻燃塑料制品。
20、优选地，所述高分子材料基体为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、不饱和聚酯、聚酰胺、环氧树脂或聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种。
21、与现有技术相比，本专利技术所述阻燃剂，以具有层状结构的氧化石墨烯和硼-磷-氮基化合物复合形成阻燃剂，不仅具有传统磷-氮系阻燃剂的优点以外，还由于在磷-氮系阻燃剂中引入了有机硼，因此能够引发硼-磷-氮协效阻燃效应，不仅达到毒性低，高效，抑烟，不易潮解的效果，而且具有合成方法简单、热稳定性高的优点。
22、本专利技术所述阻燃剂，阻燃剂粒径小，添加到聚合物基体中分散性好，因此对阻燃复合材料的机械性能影响小，不仅可以用于聚烯烃的无卤阻燃体系，也可以适合于聚酰胺、聚酯等工程塑料体系；当单独应用于塑料制品中具有高阻燃、热稳定、耐迁移性，可达到ul94v0的阻燃标准，高温不变色。
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1.一种硼-磷-氮基协同阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述硼-磷-氮基协同阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述氨基苯硼酸为2-氨基苯硼酸、3-氨基苯硼酸或4-氨基苯硼酸中的至少一种，所述醛类化合物为甲醛、乙醛或丙醛中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述硼-磷-氮基协同阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述加成反应温度为60-100℃，时间为12-24h。
4.根据权利要求1-3任一项所述硼-磷-氮基协同阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述氨基多元醇为氨基二元醇，优选为3-氨基-1，2-丙二醇；
5.根据权利要求1-4任一项所述硼-磷-氮基协同阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述二异氰酸酯为对苯二异氰酸酯PPDI、甲苯二异氰酸酯TDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI或间苯二甲基二异氰酸酯XDI中的至少一种；
6.根据权利要求1-5任一项所述硼-磷-氮基协同阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述缩合反应的温度为20-40℃，时间为12-24h。<...
【技术特征摘要】
1.一种硼-磷-氮基协同阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述硼-磷-氮基协同阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述氨基苯硼酸为2-氨基苯硼酸、3-氨基苯硼酸或4-氨基苯硼酸中的至少一种，所述醛类化合物为甲醛、乙醛或丙醛中的至少一种；
3.根据权利要求1或2所述硼-磷-氮基协同阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述加成反应温度为60-100℃，时间为12-24h。
4.根据权利要求1-3任一项所述硼-磷-氮基协同阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述氨基多元醇为氨基二元醇，优选为3-氨基-1，2-丙二醇；
5.根据权利要求1-4任一项所述硼-磷-氮基协同阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述二异氰酸酯为对苯二异氰酸酯ppdi、甲苯二异氰酸酯tdi、二苯基甲烷二异氰酸酯mdi或间苯二甲基二异氰酸酯xdi中的至少一种；
6.根据权利要求1-5任一项所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张旭文，张华婷，
申请(专利权)人：佛山市极研新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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