本发明涉及阻燃剂领域，具体涉及一种含双羟基磷氮协效反应型阻燃剂及其制备方法。
背景技术：
高分子材料具有质轻，易加工，机械性能好，耐腐蚀等优点，广泛用于人类生活各个领域，给人带来诸多便利。但是，由于高分子材料易燃，将会给人类生命和财产安全造成威胁。因此，提高高分子材料的阻燃性对于保护人的生命和财产安全具有重要的意义。
传统的阻燃方式主要为在材料中加入阻燃剂，其中，含卤素阻燃剂由于其价格便宜、高效而被广泛应用于高分子材料的阻燃改性。但由于其在燃烧过程中会有有毒气体和腐蚀性烟雾的排放而逐渐被限制应用。因此，无卤阻燃剂的研究已经成为当今阻燃领域的主流方向，如磷系阻燃剂和氮系阻燃剂。其中，磷系阻燃剂易挥发，易水解，热稳定性差，需要大量的氢氧元素才能形成碳层；氮系阻燃剂低烟，无毒，高效，氮化合物可以促进磷化合物的氧化，所以将两者结合在一起得到的磷氮协效阻燃剂具有高效，环保等优点。但是，目前磷氮协效阻燃剂主要是以添加型为主，其与基体材料的相容性差。反应型阻燃剂通过参与反应，以化学键的形式连接到聚合物结构中，能够有效解决阻燃剂与基体相容性较差的问题。此外，磷氮协效阻燃剂还存在合成步骤繁琐，提高阻燃性能的同时降低材料的耐热性能等缺点。cn108285523a公开了一种多羟基苯环磷氮型阻燃剂及其制法和在阻燃聚氨醋硬泡材料中的运用，cn108841064a公开了一种磷氮体系阻燃剂及制备方法，cn105968410a公开了一种含多羟基、磷系三嗪环膨胀型阻燃剂及制备方法，上述专利申请都存在合成步骤繁琐，耗时长等问题。
技术实现要素：
为了解决上述背景中提出的问题，本发明提供一种含双羟基磷氮协效反应型阻燃剂，其结构含有磷、氮、羟基和胺基，磷、氮具有协效阻燃的作用，磷化合物可以促进成碳，氮化合物可以加强磷的氧化。羟基和胺基可以和基体材料中的官能团发生反应，增强与材料的相容性，提高材料的性能。因此，这种阻燃剂具有高效阻燃的效果。
本发明的目的之一是提供一种含双羟基磷氮协效反应型阻燃剂，所述阻燃剂结构如下：
其中，r1为苯、苯氧基或甲氧基。
本发明的目的之二是提供所述含有双羟基磷氮协效反应型阻燃剂的制备方法，所述制备路线如下：
具体过程包括：
在氮气保护下，将三乙胺(tea)、n-(2-羟乙基)乙二胺、二氯乙烷加入三口烧瓶中，再在一定温度下通过恒压滴液漏斗缓慢滴入二氯乙烷和二氯磷酸，滴加完毕后升温反应一段时间。反应结束后，将得到的溶液抽滤，旋转蒸发除去溶剂，真空干燥即可得到含双羟基磷氮协效反应型阻燃剂。
所述二氯磷酸与n-(2-羟乙基)乙二胺的摩尔比为1:2～2.2；二氯磷酸与二氯乙烷总用量的体积比为1:12～15；二氯磷酸与三乙胺的摩尔比为1:2～2.2。
所述二氯磷酸的滴加温度控制在-10～0℃。
所述的升温反应，其温度为0～10℃，反应时间为2～7小时。
特别地，通过上述方法所制得的阻燃剂具有优异的阻燃性能，可广泛用于高分子材料的阻燃改性。该阻燃剂含有羟基可以和基体中的基团发生化学反应，磷、氮具有协效阻燃作用，含磷化合物可以促进碳层形成，氮化合物可以促进磷化合物的氧化。
本发明的有益效果如下：
1、本发明的制备方法为一步反应，具有合成工艺简单，反应条件温和，成本低的优点。
2、本发明提供的阻燃剂为无卤反应型阻燃剂，其结构含有磷、氮、羟基和胺基，磷、氮具有协效阻燃的作用，羟基和胺基可以和基体材料中的官能团发生反应形成交联网络，增强与基体材料的相容性，提高材料的性能。
3、本发明所制得的阻燃剂能够广泛应用于环氧树脂，不饱和树脂，聚氨酯等的阻燃改性，具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
在氮气保护下，向装有温度计，回流冷凝管和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入100ml二氯乙烷，n-(2-羟乙基)乙二胺(0.2mol,20.22ml)和三乙胺(0.2mol,27.80ml)，在0℃下搅拌至均匀。再在0℃下通过恒压滴液漏斗缓慢滴入100ml二氯乙烷和二氯磷酸苯酯(0.1mol,14.94ml)，滴加完毕后，升温至10℃反应7小时。反应结束后，将得到的溶液抽滤，旋转蒸发除去溶剂，真空干燥得含双羟基磷氮协效反应型阻燃剂，其结构式为：
红外光谱：-oh(3408cm-1),-nh(3232cm-1),ph(3069,1594cm-1),-ch(2961cm-1),p-o-c(1219cm-1),p-n-c(1335,1022cm-1)。
实施例2：
在氮气保护下，向装有温度计，回流冷凝管和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入110ml二氯乙烷，n-(2-羟乙基)乙二胺(0.21mol,21.23ml)和三乙胺(0.21mol,29.12ml)，在0℃下搅拌至均匀。再在0℃下通过恒压滴液漏斗缓慢滴入110ml二氯乙烷和的苯基二氯化磷(0.1mol,16.29ml)，滴加完毕后，升温至5℃反应5小时。反应结束后，将得到的溶液抽滤，旋转蒸发除去溶剂，真空干燥得含双羟基磷氮协效反应型阻燃剂，其结构式为：
红外光谱：-oh(3403cm-1),-nh(3230cm-1),ph(3060cm-1),-ch(2936cm-1),p＝o(1228cm-1),p-n-c(1339,1028cm-1)。
实施例3：
在氮气保护下，向装有温度计，回流冷凝管和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入70ml二氯乙烷，n-(2-羟乙基)乙二胺(0.22mol,22.25ml)和三乙胺(0.2mol,27.80ml)，在0℃下搅拌至均匀。再在0℃下通过恒压滴液漏斗缓慢滴入70ml二氯乙烷和二氯磷酸甲酯(0.1mol,10.00ml)。滴加完毕后，升温至0℃反应2小时。反应结束后，将得到的溶液抽滤，旋转蒸发除去溶剂，真空干燥得含双羟基磷氮协效反应型阻燃剂，其结构式为：
红外光谱：-oh(3408cm-1),-nh(3232cm-1),-ch(2961cm-1),p-o-c(1219cm-1),p-n-c(1022cm-1)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。