CN112341670A - 一种环保型表面阻燃剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型表面阻燃剂及其制备方法，阻燃剂包括如下重量份原料：碳纳米管30‑50份、添加剂5‑8份、氢氧化铝1‑3份、氢氧化镁1‑3份、硅石1‑3份；在燃烧时阻燃剂中磷的含氧酸在催化含羟基化合物脱水成碳，进而在聚合物的表面产生焦炭层，焦炭层能够隔氧、隔热进而使得火焰熄灭，且自身分子量大不易由聚合物中析出，氢氧化铝、氢氧化镁、硅石在受热会释放出结晶水，进而时候热量，抑制燃烧，同时催化聚合物的热氧交联反应，在聚合物表面形成一层碳化膜，阻止传热和传质效应，进而达到阻燃作用，且能够吸收烟尘颗粒，降低烟雾的产生。

Description

一种环保型表面阻燃剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及阻燃剂制备技术领域，具体涉及一种环保型表面阻燃剂及其制备方法。
背景技术
目前，高分子材料在人们的生活中使用越来越广泛，随着高分子材料工业的不断发展，高分子材料广泛用于家具、建筑装饰、交通工具装饰等工业和民用领域。但由于高分子材料的易燃性，世界上约32％以上的火灾事故都是由高分子材料的燃烧而引起或扩大的，如何降低高分子材料的燃烧性能已成为人们日益关注的技术和社会问题，这为阻燃剂的研究和发展提供了广阔的市场。
现有的阻燃剂在添加入聚合物中，经过产品的长时间使用，内部阻燃成分大量析出，使得产品阻燃效果降低，且燃烧时产生大量的烟气，对环境造成很大污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型表面阻燃剂及其制备方法。
本发明要解决的技术问题：
现有的阻燃剂在添加入聚合物中，经过产品的长时间使用，内部阻燃成分大量析出，使得产品阻燃效果降低，且燃烧时产生大量的烟气，对环境造成很大污染。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种环保型表面阻燃剂，包括如下重量份原料：碳纳米管30-50份、添加剂5-8份、氢氧化铝1-3份、氢氧化镁1-3份、硅石1-3份；
由如下步骤制成：
步骤S1：将碳纳米管浸泡在混酸中，在频率为3-5MHz的条件下，进行超声处理20-30min后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得酸化碳纳米管；
步骤S2：将步骤S1制得的酸化碳纳米管分散在去离子水中，加入添加剂、氢氧化铝、氢氧化镁、硅石，在频率为5-8MHz的条件下，进行超声处理1-1.5h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干制得阻燃剂。
进一步，步骤S1所述的混酸为质量分数为75％的浓硫酸和质量分数为68％的浓硝酸以体积比3:1混合。
进一步，所述的添加剂由如下步骤制成：
步骤A1：将苯基磷酰二氯和氯仿加入反应釜中，在转速为150-200r/min的条件下，进行搅拌至苯基磷酰二氯完全溶解后，升温至温度为50-55℃，滴加混酸，滴加时间1-1.5h，滴加完毕后进行反应20-30min，制得中间体1，将对羟基苯甲醛、二氯乙烷、三乙胺加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为120-130r/min，温度为3-5℃的条件下，加入中间体1，进行反应3-5h后，进行水洗至反应液pH值为7，蒸馏去除溶剂，制得中间体2；
反应过程如下：
Figure BDA0002760553350000021
Figure BDA0002760553350000031
步骤A2：将DOPO和乙醇加入反应中，在转速为200-300r/min的条件下，进行搅拌至DOPO完全溶解后，升温至温度为90-100℃，进行回流，加入步骤A1制得的中间体2，进行反应5-8h后，冷却至室温后，过滤去除滤液，将滤饼用乙醇进行洗涤并烘干制得中间体3，将新戊二醇溶于去离子水中，在温度为70-80℃的条件下，加入三氯氧磷，进行反应1-1.5h后，升温至温度为110-120℃至反应液回流，加入中间体3，进行反应5-8h后，蒸馏去除去离子水，制得中间体4；
反应过程如下：
Figure BDA0002760553350000032
Figure BDA0002760553350000041
步骤A3：将3,5-二硝基甲苯和苯加入反应釜中，在转速为200-300r/min的条件下，进行搅拌至3,5-二硝基甲苯完全溶解后，通入氯气，在光照条件下，进行反应2-3h制得中间体5，将中间体5、铁粉、乙醇加入反应釜中，在温度为80-85℃的条件下，进行回流反应3-5h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应5-8h后，调节反应液pH值为7-8，制得中间体6；
反应过程如下：
Figure BDA0002760553350000042
Figure BDA0002760553350000051
步骤A4：将氯磷酸二苯酯溶于氯仿中，在温度为3-5℃的条件下，加入三乙胺和步骤A3制得的中间体6，进行反应8-10h，制得中间体7，将中间体7、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中，在转速为150-200r/min，温度为110-120℃的条件下，进行回流反应，制得中间体8，将中间体8、硝基丙二酸二甲酯、正庚烷加入反应釜中，通入氮气进行保护，在温度为75-80℃的条件下，加入钛酸四丁酯，进行回流反应20-25h后，加入铁粉和乙醇，继续反应3-5h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应5-8h后，调节反应液pH值为7-8，制得中间体9；
反应过程如下：
Figure BDA0002760553350000052
Figure BDA0002760553350000061
步骤A5：将步骤A2制得的中间体4、铁粉、乙醇加入反应釜中，在温度为80-85℃的条件下，进行回流反应3-5h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应5-8h后，调节反应液pH值为7-8，制得中间体10，将三聚氯氰溶于丙酮中，在温度为40-50℃的条件下，加入中间体10，进行反应5-8h后，加入中间体9，在温度为80-90℃的条件下，继续反应3-5h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干制得添加剂。
反应过程如下：
Figure BDA0002760553350000071
Figure BDA0002760553350000081
进一步，步骤A1所述的苯基磷酰二氯和混酸的用量比为1g:3mL，混酸为质量分数为68％的浓硝酸和质量分数为70％的浓硫酸以体积比1:1.1混合，中间体1和对羟基苯甲醛的用量质量比为1:0.8，三乙胺的用量为中间体1质量的30-40％。
进一步，步骤A2所述的DOPO和中间体2的用量摩尔比为2:1，新戊二醇、三氯氧磷、中间体3的用量摩尔比为2:2:1。
进一步，步骤A3所述的3,5-二硝基甲苯和氯气的用量摩尔比为2:1，中间体5、铁粉、乙醇、盐酸溶液的用量比为3g:4.5g:60mL:10mL，乙醇的体积分数为90％，盐酸溶液为质量分数为36％的浓盐酸和体积分数95％的乙醇以体积比1:9混合。
进一步，步骤A4所述的氯磷酸二苯酯和中间体6的用量摩尔比为2:1，三乙胺的用量为中间体6质量的30-35％，中间体7、碳酸钾、溴化四乙基铵的用量比为5g:9g:2mL，中间体8和硝基丙二酸二甲酯的用量摩尔比为2:1，钛酸四丁酯的用量为中间体8质量的15-20％，中间体8、铁粉、乙醇、盐酸溶液的用量比为5g:4g:50mL:10mL，盐酸溶液与步骤A3所述的盐酸溶液相同。
进一步，步骤A5所述的中间体4、铁粉、乙醇、盐酸溶液的用量比为3g:5g:50mL:10mL，盐酸溶液与步骤A3所述的盐酸溶液相同，三聚氯氰、中间体9、中间体10的用量摩尔比为1:1:2。
一种环保型表面阻燃剂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤S1：将碳纳米管浸泡在混酸中，在频率为3-5MHz的条件下，进行超声处理20-30min后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得酸化碳纳米管；
步骤S2：将步骤S1制得的酸化碳纳米管分散在去离子水中，加入添加剂、氢氧化铝、氢氧化镁、硅石，在频率为5-8MHz的条件下，进行超声处理1-1.5h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干制得阻燃剂。
本发明的有益效果：本发明在制备一种环保型表面阻燃剂的过程中，制备了一种添加剂，该添加剂以苯基磷酰二氯为原料在混酸作用下，在苯环对位上接枝硝基，制得中间体1，进而与对羟基苯甲醛进行反应，制得中间体2，将DOPO和中间体2进行反应制得中间体3，进而将新戊二醇和三氯氧磷进行反应后与中间体3反应，制得中间体4，再以3,5-二硝基甲苯为原料与氯气发生取代反应，制得中间体5，中间体5进行还原使得硝基转变为氨基，制得中间体6，将中间体6和氯磷酸二苯酯进行反应，制得中间体7，中间体7进一步反应，制得中间体8，中间体8与硝基丙二酸二甲酯进行酯交换反应，进行还原使得硝基转变为氨基，制得中间体9，进将中间体4进行还原硝基转变为氨基，制得中间体10，将中间体10和三聚氯氰进行反应通过控制温度，使得三聚氯氰上的两个氯发生反应，进一步加入中间体9，升温使得剩余的一个氯原子发生反应，制得添加剂，在燃烧时阻燃剂中磷的含氧酸，磷的含氧酸在催化含羟基化合物脱水成碳，进而在聚合物的表面产生焦炭层，焦炭层能够隔氧、隔热进而使得火焰熄灭，且自身分子量大不易由聚合物中析出，氢氧化铝、氢氧化镁、硅石在受热会释放出结晶水，进而时候热量，抑制燃烧，同时催化聚合物的热氧交联反应，在聚合物表面形成一层碳化膜，阻止传热和传质效应，进而达到阻燃作用，且能够吸收烟尘颗粒，降低烟雾的产生。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种环保型表面阻燃剂，包括如下重量份原料：碳纳米管30份、添加剂5份、氢氧化铝1份、氢氧化镁1份、硅石1份；
由如下步骤制成：
步骤S1：将碳纳米管浸泡在混酸中，在频率为3MHz的条件下，进行超声处理20min后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得酸化碳纳米管；
步骤S2：将步骤S1制得的酸化碳纳米管分散在去离子水中，加入添加剂、氢氧化铝、氢氧化镁、硅石，在频率为5MHz的条件下，进行超声处理1h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干制得阻燃剂。
所述的添加剂由如下步骤制成：
步骤A1：将苯基磷酰二氯和氯仿加入反应釜中，在转速为150r/min的条件下，进行搅拌至苯基磷酰二氯完全溶解后，升温至温度为50℃，滴加混酸，滴加时间1h，滴加完毕后进行反应20min，制得中间体1，将对羟基苯甲醛、二氯乙烷、三乙胺加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为120r/min，温度为3℃的条件下，加入中间体1，进行反应3h后，进行水洗至反应液pH值为7，蒸馏去除溶剂，制得中间体2；
步骤A2：将DOPO和乙醇加入反应中，在转速为200r/min的条件下，进行搅拌至DOPO完全溶解后，升温至温度为90℃，进行回流，加入步骤A1制得的中间体2，进行反应5h后，冷却至室温后，过滤去除滤液，将滤饼用乙醇进行洗涤并烘干制得中间体3，将新戊二醇溶于去离子水中，在温度为70℃的条件下，加入三氯氧磷，进行反应1h后，升温至温度为110℃至反应液回流，加入中间体3，进行反应5h后，蒸馏去除去离子水，制得中间体4；
步骤A3：将3,5-二硝基甲苯和苯加入反应釜中，在转速为200r/min的条件下，进行搅拌至3,5-二硝基甲苯完全溶解后，通入氯气，在光照条件下，进行反应2h制得中间体5，将中间体5、铁粉、乙醇加入反应釜中，在温度为80℃的条件下，进行回流反应3h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应5h后，调节反应液pH值为7，制得中间体6；
步骤A4：将氯磷酸二苯酯溶于氯仿中，在温度为3℃的条件下，加入三乙胺和步骤A3制得的中间体6，进行反应8h，制得中间体7，将中间体7、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为110℃的条件下，进行回流反应，制得中间体8，将中间体8、硝基丙二酸二甲酯、正庚烷加入反应釜中，通入氮气进行保护，在温度为75℃的条件下，加入钛酸四丁酯，进行回流反应20h后，加入铁粉和乙醇，继续反应3h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应5h后，调节反应液pH值为7，制得中间体9；
步骤A5：将步骤A2制得的中间体4、铁粉、乙醇加入反应釜中，在温度为80℃的条件下，进行回流反应3h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应5h后，调节反应液pH值为7，制得中间体10，将三聚氯氰溶于丙酮中，在温度为40℃的条件下，加入中间体10，进行反应5h后，加入中间体9，在温度为80℃的条件下，继续反应3h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干制得添加剂。
实施例2
一种环保型表面阻燃剂，包括如下重量份原料：碳纳米管35份、添加剂6份、氢氧化铝1.5份、氢氧化镁1.5份、硅石1.5份；
由如下步骤制成：
步骤S1：将碳纳米管浸泡在混酸中，在频率为3MHz的条件下，进行超声处理30min后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得酸化碳纳米管；
步骤S2：将步骤S1制得的酸化碳纳米管分散在去离子水中，加入添加剂、氢氧化铝、氢氧化镁、硅石，在频率为5MHz的条件下，进行超声处理1.5h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干制得阻燃剂。
所述的添加剂由如下步骤制成：
步骤A1：将苯基磷酰二氯和氯仿加入反应釜中，在转速为150r/min的条件下，进行搅拌至苯基磷酰二氯完全溶解后，升温至温度为55℃，滴加混酸，滴加时间1h，滴加完毕后进行反应30min，制得中间体1，将对羟基苯甲醛、二氯乙烷、三乙胺加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为120r/min，温度为5℃的条件下，加入中间体1，进行反应3h后，进行水洗至反应液pH值为7，蒸馏去除溶剂，制得中间体2；
步骤A2：将DOPO和乙醇加入反应中，在转速为300r/min的条件下，进行搅拌至DOPO完全溶解后，升温至温度为90℃，进行回流，加入步骤A1制得的中间体2，进行反应8h后，冷却至室温后，过滤去除滤液，将滤饼用乙醇进行洗涤并烘干制得中间体3，将新戊二醇溶于去离子水中，在温度为70℃的条件下，加入三氯氧磷，进行反应1.5h后，升温至温度为110℃至反应液回流，加入中间体3，进行反应8h后，蒸馏去除去离子水，制得中间体4；
步骤A3：将3,5-二硝基甲苯和苯加入反应釜中，在转速为200r/min的条件下，进行搅拌至3,5-二硝基甲苯完全溶解后，通入氯气，在光照条件下，进行反应3h制得中间体5，将中间体5、铁粉、乙醇加入反应釜中，在温度为80℃的条件下，进行回流反应5h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应5h后，调节反应液pH值为8，制得中间体6；
步骤A4：将氯磷酸二苯酯溶于氯仿中，在温度为3℃的条件下，加入三乙胺和步骤A3制得的中间体6，进行反应10h，制得中间体7，将中间体7、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为120℃的条件下，进行回流反应，制得中间体8，将中间体8、硝基丙二酸二甲酯、正庚烷加入反应釜中，通入氮气进行保护，在温度为75℃的条件下，加入钛酸四丁酯，进行回流反应25h后，加入铁粉和乙醇，继续反应3h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应8h后，调节反应液pH值为7，制得中间体9；
步骤A5：将步骤A2制得的中间体4、铁粉、乙醇加入反应釜中，在温度为85℃的条件下，进行回流反应3h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应8h后，调节反应液pH值为7，制得中间体10，将三聚氯氰溶于丙酮中，在温度为50℃的条件下，加入中间体10，进行反应5h后，加入中间体9，在温度为80℃的条件下，继续反应5h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干制得添加剂。
实施例3
一种环保型表面阻燃剂，包括如下重量份原料：碳纳米管40份、添加剂7份、氢氧化铝1.5份、氢氧化镁1.5份、硅石1.5份；
由如下步骤制成：
步骤S1：将碳纳米管浸泡在混酸中，在频率为5MHz的条件下，进行超声处理20min后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得酸化碳纳米管；
步骤S2：将步骤S1制得的酸化碳纳米管分散在去离子水中，加入添加剂、氢氧化铝、氢氧化镁、硅石，在频率为8MHz的条件下，进行超声处理1h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干制得阻燃剂。
所述的添加剂由如下步骤制成：
步骤A1：将苯基磷酰二氯和氯仿加入反应釜中，在转速为200r/min的条件下，进行搅拌至苯基磷酰二氯完全溶解后，升温至温度为50℃，滴加混酸，滴加时间1.5h，滴加完毕后进行反应20min，制得中间体1，将对羟基苯甲醛、二氯乙烷、三乙胺加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为130r/min，温度为3℃的条件下，加入中间体1，进行反应5h后，进行水洗至反应液pH值为7，蒸馏去除溶剂，制得中间体2；
步骤A2：将DOPO和乙醇加入反应中，在转速为200r/min的条件下，进行搅拌至DOPO完全溶解后，升温至温度为100℃，进行回流，加入步骤A1制得的中间体2，进行反应5h后，冷却至室温后，过滤去除滤液，将滤饼用乙醇进行洗涤并烘干制得中间体3，将新戊二醇溶于去离子水中，在温度为80℃的条件下，加入三氯氧磷，进行反应1h后，升温至温度为120℃至反应液回流，加入中间体3，进行反应5h后，蒸馏去除去离子水，制得中间体4；
步骤A3：将3,5-二硝基甲苯和苯加入反应釜中，在转速为300r/min的条件下，进行搅拌至3,5-二硝基甲苯完全溶解后，通入氯气，在光照条件下，进行反应2h制得中间体5，将中间体5、铁粉、乙醇加入反应釜中，在温度为85℃的条件下，进行回流反应3h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应8h后，调节反应液pH值为7，制得中间体6；
步骤A4：将氯磷酸二苯酯溶于氯仿中，在温度为5℃的条件下，加入三乙胺和步骤A3制得的中间体6，进行反应8h，制得中间体7，将中间体7、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为110℃的条件下，进行回流反应，制得中间体8，将中间体8、硝基丙二酸二甲酯、正庚烷加入反应釜中，通入氮气进行保护，在温度为80℃的条件下，加入钛酸四丁酯，进行回流反应20h后，加入铁粉和乙醇，继续反应5h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应5h后，调节反应液pH值为8，制得中间体9；
步骤A5：将步骤A2制得的中间体4、铁粉、乙醇加入反应釜中，在温度为80℃的条件下，进行回流反应5h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应5h后，调节反应液pH值为8，制得中间体10，将三聚氯氰溶于丙酮中，在温度为40℃的条件下，加入中间体10，进行反应8h后，加入中间体9，在温度为90℃的条件下，继续反应3h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干制得添加剂。
实施例4
一种环保型表面阻燃剂，包括如下重量份原料：碳纳米管50份、添加剂8份、氢氧化铝3份、氢氧化镁3份、硅石3份；
由如下步骤制成：
步骤S1：将碳纳米管浸泡在混酸中，在频率为5MHz的条件下，进行超声处理30min后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得酸化碳纳米管；
步骤S2：将步骤S1制得的酸化碳纳米管分散在去离子水中，加入添加剂、氢氧化铝、氢氧化镁、硅石，在频率为8MHz的条件下，进行超声处理1.5h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干制得阻燃剂。
所述的添加剂由如下步骤制成：
步骤A1：将苯基磷酰二氯和氯仿加入反应釜中，在转速为200r/min的条件下，进行搅拌至苯基磷酰二氯完全溶解后，升温至温度为55℃，滴加混酸，滴加时间1.5h，滴加完毕后进行反应30min，制得中间体1，将对羟基苯甲醛、二氯乙烷、三乙胺加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为130r/min，温度为5℃的条件下，加入中间体1，进行反应5h后，进行水洗至反应液pH值为7，蒸馏去除溶剂，制得中间体2；
步骤A2：将DOPO和乙醇加入反应中，在转速为300r/min的条件下，进行搅拌至DOPO完全溶解后，升温至温度为100℃，进行回流，加入步骤A1制得的中间体2，进行反应8h后，冷却至室温后，过滤去除滤液，将滤饼用乙醇进行洗涤并烘干制得中间体3，将新戊二醇溶于去离子水中，在温度为80℃的条件下，加入三氯氧磷，进行反应1.5h后，升温至温度为120℃至反应液回流，加入中间体3，进行反应8h后，蒸馏去除去离子水，制得中间体4；
步骤A3：将3,5-二硝基甲苯和苯加入反应釜中，在转速为300r/min的条件下，进行搅拌至3,5-二硝基甲苯完全溶解后，通入氯气，在光照条件下，进行反应3h制得中间体5，将中间体5、铁粉、乙醇加入反应釜中，在温度为85℃的条件下，进行回流反应5h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应8h后，调节反应液pH值为8，制得中间体6；
步骤A4：将氯磷酸二苯酯溶于氯仿中，在温度为5℃的条件下，加入三乙胺和步骤A3制得的中间体6，进行反应10h，制得中间体7，将中间体7、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为120℃的条件下，进行回流反应，制得中间体8，将中间体8、硝基丙二酸二甲酯、正庚烷加入反应釜中，通入氮气进行保护，在温度为80℃的条件下，加入钛酸四丁酯，进行回流反应25h后，加入铁粉和乙醇，继续反应5h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应8h后，调节反应液pH值为8，制得中间体9；
步骤A5：将步骤A2制得的中间体4、铁粉、乙醇加入反应釜中，在温度为85℃的条件下，进行回流反应5h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应8h后，调节反应液pH值为8，制得中间体10，将三聚氯氰溶于丙酮中，在温度为50℃的条件下，加入中间体10，进行反应8h后，加入中间体9，在温度为90℃的条件下，继续反应5h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干制得添加剂。
对比例
本对比例为市场上一种常见的阻燃剂。
对实施例1-4和对比例制得的阻燃剂进行性能测试，测试结果如下表1所示；
将实施例1-4和对比例制得的阻燃剂加入PVC塑料的制备工艺中，对制备好的PVC塑料进行阻燃性测试；
表1
Figure BDA0002760553350000171
由上表1可知实施例1-4制得的阻燃剂的阻燃效果能够达到V0，且在水中浸泡30天后阻燃效果未下降，烟气生成率为0.08-0.11m2/s2，对比例制得的阻燃剂的阻燃效果能够达到V1，在水中浸泡30天后阻燃效果下降至V2，烟气生成率为0.37m2/s2，表明本发明具有很好的阻燃性且不易与聚合物分离，烟气生成速率低。
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。

Claims (9)

1.一种环保型表面阻燃剂，其特征在于：包括如下重量份原料：碳纳米管30-50份、添加剂5-8份、氢氧化铝1-3份、氢氧化镁1-3份、硅石1-3份；
由如下步骤制成：
步骤S1：将碳纳米管浸泡在混酸中，在频率为3-5MHz的条件下，进行超声处理20-30min后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得酸化碳纳米管；
步骤S2：将步骤S1制得的酸化碳纳米管分散在去离子水中，加入添加剂、氢氧化铝、氢氧化镁、硅石，在频率为5-8MHz的条件下，进行超声处理1-1.5h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干制得阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的一种环保型表面阻燃剂，其特征在于：步骤S1所述的混酸为质量分数为75％的浓硫酸和质量分数为68％的浓硝酸以体积比3:1混合。
3.根据权利要求1所述的一种环保型表面阻燃剂，其特征在于：所述的添加剂由如下步骤制成：
步骤A1：将苯基磷酰二氯和氯仿加入反应釜中，在转速为150-200r/min的条件下，进行搅拌至苯基磷酰二氯完全溶解后，升温至温度为50-55℃，滴加混酸，滴加时间1-1.5h，滴加完毕后进行反应20-30min，制得中间体1，将对羟基苯甲醛、二氯乙烷、三乙胺加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为120-130r/min，温度为3-5℃的条件下，加入中间体1，进行反应3-5h后，进行水洗至反应液pH值为7，蒸馏去除溶剂，制得中间体2；
步骤A2：将DOPO和乙醇加入反应中，在转速为200-300r/min的条件下，进行搅拌至DOPO完全溶解后，升温至温度为90-100℃，进行回流，加入步骤A1制得的中间体2，进行反应5-8h后，冷却至室温后，过滤去除滤液，将滤饼用乙醇进行洗涤并烘干制得中间体3，将新戊二醇溶于去离子水中，在温度为70-80℃的条件下，加入三氯氧磷，进行反应1-1.5h后，升温至温度为110-120℃至反应液回流，加入中间体3，进行反应5-8h后，蒸馏去除去离子水，制得中间体4；
步骤A3：将3,5-二硝基甲苯和苯加入反应釜中，在转速为200-300r/min的条件下，进行搅拌至3,5-二硝基甲苯完全溶解后，通入氯气，在光照条件下，进行反应2-3h制得中间体5，将中间体5、铁粉、乙醇加入反应釜中，在温度为80-85℃的条件下，进行回流反应3-5h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应5-8h后，调节反应液pH值为7-8，制得中间体6；
步骤A4：将氯磷酸二苯酯溶于氯仿中，在温度为3-5℃的条件下，加入三乙胺和步骤A3制得的中间体6，进行反应8-10h，制得中间体7，将中间体7、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中，在转速为150-200r/min，温度为110-120℃的条件下，进行回流反应，制得中间体8，将中间体8、硝基丙二酸二甲酯、正庚烷加入反应釜中，通入氮气进行保护，在温度为75-80℃的条件下，加入钛酸四丁酯，进行回流反应20-25h后，加入铁粉和乙醇，继续反应3-5h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应5-8h后，调节反应液pH值为7-8，制得中间体9；
步骤A5：将步骤A2制得的中间体4、铁粉、乙醇加入反应釜中，在温度为80-85℃的条件下，进行回流反应3-5h后，加入盐酸溶液，加入时间20min，继续反应5-8h后，调节反应液pH值为7-8，制得中间体10，将三聚氯氰溶于丙酮中，在温度为40-50℃的条件下，加入中间体10，进行反应5-8h后，加入中间体9，在温度为80-90℃的条件下，继续反应3-5h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干制得添加剂。
4.根据权利要求3所述的一种环保型表面阻燃剂，其特征在于：步骤A1所述的苯基磷酰二氯和混酸的用量比为1g:3mL，混酸为质量分数为68％的浓硝酸和质量分数为70％的浓硫酸以体积比1:1.1混合，中间体1和对羟基苯甲醛的用量质量比为1:0.8，三乙胺的用量为中间体1质量的30-40％。
5.根据权利要求3所述的一种环保型表面阻燃剂，其特征在于：步骤A2所述的DOPO和中间体2的用量摩尔比为2:1，新戊二醇、三氯氧磷、中间体3的用量摩尔比为2:2:1。
6.根据权利要求3所述的一种环保型表面阻燃剂，其特征在于：步骤A3所述的3,5-二硝基甲苯和氯气的用量摩尔比为2:1，中间体5、铁粉、乙醇、盐酸溶液的用量比为3g:4.5g:60mL:10mL，乙醇的体积分数为90％，盐酸溶液为质量分数为36％的浓盐酸和体积分数95％的乙醇以体积比1:9混合。
7.根据权利要求3所述的一种环保型表面阻燃剂，其特征在于：步骤A4所述的氯磷酸二苯酯和中间体6的用量摩尔比为2:1，三乙胺的用量为中间体6质量的30-35％，中间体7、碳酸钾、溴化四乙基铵的用量比为5g:9g:2mL，中间体8和硝基丙二酸二甲酯的用量摩尔比为2:1，钛酸四丁酯的用量为中间体8质量的15-20％，中间体8、铁粉、乙醇、盐酸溶液的用量比为5g:4g:50mL:10mL，盐酸溶液与步骤A3所述的盐酸溶液相同。
8.根据权利要求3所述的一种环保型表面阻燃剂，其特征在于：步骤A5所述的中间体4、铁粉、乙醇、盐酸溶液的用量比为3g:5g:50mL:10mL，盐酸溶液与步骤A3所述的盐酸溶液相同，三聚氯氰、中间体9、中间体10的用量摩尔比为1:1:2。
9.根据权利要求1所述的一种环保型表面阻燃剂的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤S1：将碳纳米管浸泡在混酸中，在频率为3-5MHz的条件下，进行超声处理20-30min后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得酸化碳纳米管；
步骤S2：将步骤S1制得的酸化碳纳米管分散在去离子水中，加入添加剂、氢氧化铝、氢氧化镁、硅石，在频率为5-8MHz的条件下，进行超声处理1-1.5h后，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干制得阻燃剂。
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