本发明涉及阻燃母料技术领域，具体涉及一种有机磷系阻燃母料及其制备方法。
背景技术：
随着科技的进步，生活水平的提高，高分子材料尤其合成高分子：如塑料、橡胶等在人们生活中的地位越来越重要，其应用呈现逐年扩大的趋势。但是大多有机高分子材料具有空气中不同程度的易燃的特性，为了实现其在军用、航天、交通、电力及民用等诸多行业的应用，对其进行阻燃改性成为新的课题。比较理想的对塑料阻燃改性方法往往是通过加入阻燃剂或阻燃母料之类的产品提高塑料的防火性能。
随着社会经济的发展，健康和环保问题日益成为人们关注的热点，绿色发展战略更是成为国家重要的发展战略，有机磷阻燃剂作为现代阻燃剂中的新起之秀，克服了传统卤系阻燃剂分解释放有毒气体的缺点。但是，阻燃剂因存在相容性、分散性等问题，不易均匀添加到材料中。
为此，需要研发出一种能将有机磷系阻燃剂制备成阻燃母料的技术方案，且该阻燃母料能实现易于添加、清洁卫生，而且添加后不易发生分层、花纹、析出等不良现象。
技术实现要素：
针对上述不足，本发明的目的之一在于，提供一种配方合理，能直接与塑料原料或橡胶原料混合注塑成型，可以良好地分散于塑料原料或橡胶原料中，工艺简单，且添加后不易发生分层、花纹、析出等不良现象的有机磷系阻燃母料。
本发明的目的之二在于，提供一种能快速制作出上述有机磷系阻燃母料的制备方法。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：
一种有机磷系阻燃母料，其由如下重量份的各组分组成：有机磷系阻燃剂60-80份、基体树脂10-20份和润滑剂0.5-2份。
一种上述的有机磷系阻燃母料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)预备所述的有机磷系阻燃剂、基体树脂和润滑剂；
(2)将基体树脂、有机磷系阻燃剂和润滑剂相搅拌混合，获得混合物；
(3)将所述混合物加入挤出机中熔融共混，挤出造粒，获得有机磷系阻燃母料。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤(2)优选采用高速搅拌机进行搅拌混合均匀。
作为本发明的一种优选方案，所述高速搅拌机的转速为500-800r/min，混合时间为10-20min。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤(3)中挤出机优选为双螺杆挤出机，易于加料，生产效率高。
作为本发明的一种优选方案，所述基体树脂为聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、热塑性橡胶中的一种或几种。
作为本发明的一种优选方案，所述润滑剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸中的一种或几种。
作为本发明的一种优选方案，所述有机磷系阻燃剂的结构式如下：
其中，-r-为-c17h18o2-、-c8h10o2-、-c15h14o2-。
所述有机磷系阻燃剂的制备方法为：
(1)将1mol2-氨基-4,6-二氯嘧啶、2mol烯丙基胺、4mol三乙胺加入到装有30mol己烷与乙酸乙酯混合物的烧瓶中，室温下搅拌20-24h，反应结束后，加入40mol去离子水到混合物中，分液，取有机相，减压蒸馏，真空干燥，得中间产物i；
(2)将1moli、1-1.2moldopo溶于50mol1,4-二氧六环加入烧瓶中，再加入1-2wt％aibn置于烧瓶中，70-80℃油浴8-12h，反应结束后，减压蒸馏，溶于氯仿中，分别用1m氢氧化钠水溶液、去离子水洗涤3次至中性，分液，取有机相，减压蒸馏，真空干燥，得中间产物ii；所述aibn用量为dopo的质量百分数；
(3)将含有1-1.2mol二官能度环氧化合物溶于50mol丙酮置于烧瓶中、1molii溶解在10moldmf置于恒压滴液漏斗中，匀速低下，1h内滴完后，室温搅拌1-2h，减压脱除溶剂得到中间产物iii；所述二官能度环氧化合物为双酚a二缩水甘油醚、间苯二酚二缩水甘油醚、对苯二酚二缩水甘油醚或双酚f二缩水甘油醚；
(4)将1moliii溶于40mol丙酮置于烧瓶中、1-1.2mol1-氨基己基胍盐酸盐溶解在10moldmf置于恒压滴液漏斗中，匀速低下，1h内滴完后，室温搅拌2-4h，减压蒸馏后，溶于氯仿中，去离子水洗涤3次，分液，取有机相，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，真空干燥，得到目标产物iv，即有机磷系阻燃剂；制备流程如下：
本发明的有益效果为：
(1)本发明的有机磷系阻燃母料可直接与塑料原料或橡胶原料混合注塑成型，可以良好地分散于塑料原料或橡胶原料中，工艺简单，且添加后不易发生分层、花纹、析出等不良现象；
(2)本发明的有机磷系阻燃母料中添加的有机磷系阻燃剂，分子结构中含有双分子反应型阻燃剂dopo、较高的含n量、多羟基结构、可形成稳定碳化层的多环状结构等，为集酸源、碳源、气源三位一体的新型膨胀型氮-磷阻燃剂；
(3)本发明的有机磷系阻燃母料中添加的有机磷系阻燃剂，分子结构中含有双分子反应型阻燃剂dopo，可起到良好的阻燃效果，同时还含有胍基结构，具有广谱抗菌性，可起到较好的抗菌效果。
以下结合实施例对本发明进行详细说明。但应理解，以下实施例仅是对本发明实施方式的举例说明，而非是对本发明的范围限定。
具体实施方式
预备制备有机磷系阻燃剂，其制备方法如下：
(1)将1mol2-氨基-4,6-二氯嘧啶、2mol烯丙基胺、4mol三乙胺加入到装有30mol己烷与乙酸乙酯混合溶剂(体积比1/1)的烧瓶中，室温下搅拌24h，反应结束后，加入40mol去离子水到混合物中，分液，取有机相，减压蒸馏，真空干燥，得中间产物i；
中间产物i红外数据如下：3121cm-1：-nh-存在；3342cm-1：-nh2尖峰存在；1580cm-1、1490cm-1、1440cm-1：嘧啶环存在；1611cm-1：-c＝c-存在；706cm-1：-c-cl消失。
(2)将1moli、1.2moldopo溶于50mol1,4-二氧六环加入烧瓶中，再加入1wt％aibn置于烧瓶中，80℃油浴8h，反应结束后，减压蒸馏，溶于氯仿中，分别用1m氢氧化钠水溶液、去离子水洗涤3次至中性，分液，取有机相，减压蒸馏，真空干燥，得中间产物ii；所述aibn用量为dopo的质量百分数；
中间产物ii红外数据如下：3121cm-1：-nh-存在；3342cm-1：-nh2尖峰存在；1580cm-1、1490cm-1、1440cm-1：嘧啶环存在；3064cm-1：苯环-c-h存在；2920cm-1：p-ch中c-h存在；1593cm-1、1544cm-1：苯环存在；1302cm-1：p＝o存在；1190cm-1：p-o-存在；1611cm-1：-c＝c-消失。
(3)将含有1.1mol双酚a二缩水甘油醚溶于50mol丙酮置于烧瓶中、1molii溶解在10moldmf置于恒压滴液漏斗中，匀速低下，1h内滴完后，室温搅拌2h，减压脱除溶剂得到中间产物iii；
中间产物iii红外数据如下：3121cm-1：-nh-存在；1580cm-1、1490cm-1、1440cm-1：嘧啶环存在；3064cm-1：苯环-c-h存在；2920cm-1：p-ch中c-h存在；1593cm-1、1544cm-1：苯环存在；1302cm-1：p＝o存在；1190cm-1：p-o-存在；910cm-1：环氧基存在；3342cm-1：-nh2尖峰消失。
(4)将1moliii溶于40mol丙酮置于烧瓶中、1.2mol1-氨基己基胍盐酸盐溶解在10moldmf置于恒压滴液漏斗中，匀速低下，1h内滴完后，室温搅拌2h，减压蒸馏后，溶于氯仿中，去离子水洗涤3次，分液，取有机相，无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，真空干燥，得到目标产物iv，即有机磷系阻燃剂。
有机磷系阻燃剂红外数据如下：3150-3449cm-1：-oh、-nh2缔合峰存在；3121cm-1：-nh-存在；1580cm-1、1490cm-1、1440cm-1：嘧啶环存在；3064cm-1：苯环-c-h存在；2920cm-1：p-ch中c-h存在；1593cm-1、1544cm-1：苯环存在；1302cm-1：p＝o存在；1190cm-1：p-o-存在；910cm-1：环氧基消失。
有机磷系阻燃剂核磁氢谱数据如下：1hnmr(400mhz，cdcl3,δppm)：7.0-7.9(24h，苯环)；2.52(4h，-ch2-)；1.25(12h，-ch2-)；3.11(8h，-ch2-)；3.54(3h，-nh-)；6.93(1h，-ch＝c-)；3.22(2h，-ch-)；3.87(4h，-ch2-)；2.25(4h，-ch2-)；1.21(6h，-ch3)；3.58(4h，-nh-)；6.28(4h，-nh2)；4.65(2h，-oh)。
以上述有机磷系阻燃剂制备有机磷系阻燃母料：
实施例1：称取10份聚乙烯、60份有机磷系阻燃剂和0.5份硬脂酸钙，加入高速搅拌机中，500r/min转速下搅拌20min，然后加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出后冷却、干燥、切粒、过筛得到有机磷系阻燃母料。
实施例2：称取20份聚丙烯、80份有机磷系阻燃剂和2份硬脂酸锌，加入高速搅拌机中，600r/min转速下搅拌15min，然后加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出后冷却、干燥、切粒、过筛得到有机磷系阻燃母料。
实施例3：称取17份聚碳酸酯、75份有机磷系阻燃剂和1.5份硬脂酸锌，加入高速搅拌机中，700r/min转速下搅拌12min，然后加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出后冷却、干燥、切粒、过筛得到有机磷系阻燃母料。
实施例4：称取13份聚苯乙烯、65份有机磷系阻燃剂和1份硬脂酸，加入高速搅拌机中，800r/min转速下搅拌10min，然后加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出后冷却、干燥、切粒、过筛得到有机磷系阻燃母料。
实施例5：称取15份聚氨酯、70份有机磷系阻燃剂和1份硬脂酸钙，加入高速搅拌机中，500r/min转速下搅拌15min，然后加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出后冷却、干燥、切粒、过筛得到有机磷系阻燃母料。
实施例6：称取15份热塑性橡胶、72份有机磷系阻燃剂和1.2份硬脂酸，加入高速搅拌机中，500r/min转速下搅拌15min，然后加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出后冷却、干燥、切粒、过筛得到有机磷系阻燃母料。
对比例1：称取15份聚氨酯、70份dopo和1份硬脂酸钙，加入高速搅拌机中，500r/min转速下搅拌15min，然后加入双螺杆挤出机中熔融共混，挤出后冷却、干燥、切粒、过筛得到有机磷系阻燃母料。
应用实施例1：取实施例1制备的有机磷系阻燃母料20份和聚乙烯100份制备聚乙烯塑料。
应用实施例2：取实施例2制备的有机磷系阻燃母料20份和聚丙烯100份制备聚丙烯塑料。
应用实施例3：取实施例3制备的有机磷系阻燃母料20份和聚碳酸酯100份制备聚碳酸酯塑料。
应用实施例4：取实施例4制备的有机磷系阻燃母料20份和聚苯乙烯100份制备聚苯乙烯塑料。
应用实施例5：取实施例5制备的有机磷系阻燃母料20份和聚氨酯100份制备聚氨酯塑料。
应用实施例6：取实施例6制备的有机磷系阻燃母料20份和热塑性橡胶100份制备热塑性橡胶。
应用对比例1：取对比例1制备的有机磷系阻燃母料20份和聚氨酯100份制备聚氨酯塑料。
应用对比例2：取有机磷系阻燃剂20份和聚氨酯100份制备聚氨酯塑料。
将应用实施例1-6和应用对比例1-2获得的材料按照相关标准进行性能测试，测试结果见表1。
表1应用实施例1-6和应用对比例1-2所制备材料的测试结果
从表1可以看出，应用实施例1-6采用根据本发明技术方案制备的有机磷系阻燃母料所制备的材料，极限氧指数在35.6-37.8％，具有良好的阻燃效果，抗菌率达到99.80％以上，抗菌效果好。而应用对比例1所采用的阻燃母料中添加的阻燃剂为dopo，虽然也能够达到30.7％的极限氧指数，但效果比不上本申请的有机磷系阻燃母料，且抗菌效果差。应用对比例2采用有机磷系阻燃剂直接添加到聚氨酯中，分散效果差，导致阻燃效果和抗菌效果都较差。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。如本发明上述实施例所述，采用与其相同或相似方法及组分而得到的其它母料及其制备方法均在本发明保护范围内。