本发明涉及阻燃剂制备技术领域，尤其涉及一种无卤无磷环保阻燃剂及其制备方法。
背景技术：
氧化石墨烯是一种具有大比表面积、含很多含氧基团的二维材料，分散性好，吸附能力强，通过改性，使得羧基增加，体系中的羟基，醚键减少，既保证了水溶性，又使得大共轭环尽量少被破坏，使局部具有良好的电子传输能力。正是由于羧基化氧化石墨独特的物理化学性质，在许多方面得到应用。且由于对环保的需要，含磷含卤的阻燃剂有可能产生含磷或卤的有毒气体物质，因此，结合羧基化氧化石墨性质可以制备新型纳米级无卤无磷环保阻燃剂。
技术实现要素：
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种无卤无磷环保阻燃剂及其制备方法。本发明所提供的无卤无磷环保阻燃剂与聚酯的相融性较好。该材料在燃烧过程中生成了结构连续致密而且稳定的炭层，有效的缓解了高聚物的分解，且其燃烧过程磷卤的含量较低。
本发明所提供的技术方案如下：
一种无卤无磷环保阻燃剂的制备方法，包括以下制备步骤：
1)在氧化石墨烯水溶液中将氧化石墨烯的醚基羟基化，回流，得到羟基化氧化石墨烯；
2)将羟基化氧化石墨烯的羟基羧基化，得到羧基化氧化石墨烯；
3)在通氮气保护的多口瓶中加入羧基化氧化石墨烯和乙醇，搅拌加热至105～115℃，反应16～20h，冷却至常温，备用；
4)将对苯二甲酸、丙醇、纳米三氧化二锑、基化氧化石墨烯和乙醇的混合溶液加入到氮气保护的反应釜内，加热至220～240℃，控制釜内压力为0.7～0.85mpa，反应结束；在温度为230℃～240℃，压力为0.01～0.5pa，反应0.5～1h，然后升温至265℃～275℃，压力为45～50pa，反应3～4h，至产物粘度达到0.8～1.0且为定值后，冷却，出料，即得结晶的阻燃剂。
具体的，步骤3)中，羧基化氧化石墨烯和乙醇的重量比为1：4～5。
具体的，步骤4)中，对苯二甲酸与羧基化氧化石墨烯的重量比为3～4：1。
具体的，步骤4)中，纳米三氧化二锑与羧基化氧化石墨烯的重量比为2～3：1。
具体的，丙醇与羧基化氧化石墨烯的重量比为1～2：1。
本发明还提供了根据上述无卤无磷环保阻燃剂的制备方法制备得到的无卤无磷环保阻燃剂。
本发明所提供的阻燃剂与聚酯的相融性较好。材料在燃烧过程中生成了结构连续致密而且稳定的炭层，有效的缓解了高聚物的分解，且其燃烧过程磷卤的含量较低。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
1)在氧化石墨烯水溶液中将氧化石墨烯的醚基羟基化，回流，得到羟基化氧化石墨烯；
2)将羟基化氧化石墨烯的羟基羧基化，得到羧基化氧化石墨烯；
3)在通氮气保护的多口瓶中加入羧基化氧化石墨烯和乙醇，搅拌加热至115℃，反应16h，冷却至常温，备用；
4)将对苯二甲酸、丙醇、纳米三氧化二锑、基化氧化石墨烯和乙醇的混合溶液加入到氮气保护的反应釜内，加热至240℃，控制釜内压力为0.75mpa，反应结束；在温度为240℃，压力为0.01pa，反应1h，然后升温至265℃，压力为50pa，反应3h，至产物粘度达到1.0且为定值后，冷却，出料，即得结晶的阻燃剂。
其中：羧基化氧化石墨烯和乙醇的重量比为1：4；对苯二甲酸与羧基化氧化石墨烯的重量比为4：1；步骤4)中，纳米三氧化二锑与羧基化氧化石墨烯的重量比为2：1；丙醇与羧基化氧化石墨烯的重量比为2：1。
实施例2
1)在氧化石墨烯水溶液中将氧化石墨烯的醚基羟基化，回流，得到羟基化氧化石墨烯；
2)将羟基化氧化石墨烯的羟基羧基化，得到羧基化氧化石墨烯；
3)在通氮气保护的多口瓶中加入羧基化氧化石墨烯和乙醇，搅拌加热至105℃，反应20h，冷却至常温，备用；
4)将对苯二甲酸、丙醇、纳米三氧化二锑、基化氧化石墨烯和乙醇的混合溶液加入到氮气保护的反应釜内，加热至220℃，控制釜内压力为0.85mpa，反应结束；在温度为230℃，压力为0.5pa，反应0.5h，然后升温至275℃，压力为45pa，反应4h，至产物粘度达到0.8且为定值后，冷却，出料，即得结晶的阻燃剂。
其中：羧基化氧化石墨烯和乙醇的重量比为1：5；对苯二甲酸与羧基化氧化石墨烯的重量比为3：1；步骤4)中，纳米三氧化二锑与羧基化氧化石墨烯的重量比为3：1；丙醇与羧基化氧化石墨烯的重量比为1：1。
实施例3
1)在氧化石墨烯水溶液中将氧化石墨烯的醚基羟基化，回流，得到羟基化氧化石墨烯；
2)将羟基化氧化石墨烯的羟基羧基化，得到羧基化氧化石墨烯；
3)在通氮气保护的多口瓶中加入羧基化氧化石墨烯和乙醇，搅拌加热至110℃，反应18h，冷却至常温，备用；
4)将对苯二甲酸、丙醇、纳米三氧化二锑、基化氧化石墨烯和乙醇的混合溶液加入到氮气保护的反应釜内，加热至230℃，控制釜内压力为0.8mpa，反应结束；在温度为235℃，压力为0.03pa，反应0.5h，然后升温至270℃，压力为48pa，反应3.5h，至产物粘度达到0.9且为定值后，冷却，出料，即得结晶的阻燃剂。
其中：羧基化氧化石墨烯和乙醇的重量比为1：4；对苯二甲酸与羧基化氧化石墨烯的重量比为3：1；步骤4)中，纳米三氧化二锑与羧基化氧化石墨烯的重量比为3：1；丙醇与羧基化氧化石墨烯的重量比为2：1。
对比例1
1)在通氮气保护的多口瓶中加入单壁碳纳米管和乙醇，搅拌加热至115℃，反应16h，冷却至常温，备用；
2)将对苯二甲酸、丙醇、纳米三氧化二锑、单壁碳纳米管和乙醇的混合溶液加入到氮气保护的反应釜内，加热至240℃，控制釜内压力为0.75mpa，反应结束；在温度为240℃，压力为0.01pa，反应1h，然后升温至265℃，压力为50pa，反应3h，至产物粘度达到1.0且为定值后，冷却，出料，即得结晶的阻燃剂。
其中：单壁碳纳米管和乙醇的重量比为1：4；对苯二甲酸与单壁碳纳米管的重量比为4：1；步骤4)中，纳米三氧化二锑与单壁碳纳米管的重量比为2：1；丙醇与单壁碳纳米管的重量比为2：1。
效果例
本发明提供的无卤无磷环保阻燃剂添加到pc/abs合金中应用如下：
阻燃测试使用垂直燃烧仪和极限氧指数仪，按照各自标准进行测试。
阻燃性能测试数据下表1所示：
从上表我们可以看出，使用本发明所提供的无卤无磷环保阻燃剂，合金阻燃性能更好，并且，实施例1、2、3的无卤无磷环保阻燃剂效果均好于对比例的阻燃效果：阻燃pc/abs合金loi值能增加到28％以上，ul-94达到v0级，满足pc/abs应用需要。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。