[发明专利]一种含氮硼锌钴的阻燃剂、阻燃材料和制备方法

权利要求书

1.一种含氮硼锌钴的阻燃剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)将1,3,5-三(4-氨基苯基)苯和4-甲酰苯硼酸反应制得含希夫碱的TAB单体；将1,3,5-三(4-氨基苯基)苯和3,4-二羟基苯甲醛反应制得含希夫碱的TAA单体；

所述TAB单体的结构式为：

所述TAA单体的结构式为：

2)合成ZIF-8，然后添加TAA单体充分反应，再加入TAB单体，制备得到BP@ZIF-8；

3)利用柯肯达尔效应，在BP@ZIF-8中加入六水合硝酸钴，得到含氮硼锌钴的阻燃剂Co-BP@ZIF-8。

2.根据权利要求1所述的一种含氮硼锌钴的阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中，BP@ZIF-8的制备包括如下步骤：

依次往反应容器中加入ZIF-8的甲醇溶液、含TAA单体的甲醇溶液，在常温搅拌下反应22～24h；再添加含TAB单体的甲醇溶液，在常温搅拌下反应22～24h，得到BP@ZIF-8；其中，所述ZIF-8、TAA单体和TAB单体的质量比为2:1:1～1:3:3。

3.根据权利要求1所述的一种含氮硼锌钴的阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3)包括如下步骤：

在步骤2)制备的BP@ZIF-8中加入六水合硝酸钴，在常温搅拌下反应22～24h，得到含氮硼锌钴的由钴离子刻蚀硼酸酯后得到的阻燃剂Co-BP@ZIF-8；其中，BP@ZIF-8和六水合硝酸钴的质量比为33:1。

4.根据权利要求1所述的一种含氮硼锌钴的阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1)包括如下步骤：

①TAB单体的制备：

往反应容器中加入1,3,5-三(4-氨基苯基)苯、4-甲酰苯硼酸和甲醇，在50～60℃的油浴加热中回流搅拌下反应22～24h；用低温冷冻的二氯甲烷洗涤得到的产物，即得TAB单体；

②TAA单体的制备：

往反应容器中加入1,3,5-三(4-氨基苯基)苯、3,4-二羟基苯甲醛和甲醇，在50～60℃的油浴加热中回流搅拌下反应22～24h；用低温冷冻的二氯甲烷洗涤得到的产物，即得TAA单体。

5.根据权利要求1所述的一种含氮硼锌钴的阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述ZIF-8的制备方法包括如下步骤：

将Zn(NO₃)₂.6H₂O用甲醇搅拌溶解，再将2-甲基咪唑用甲醇搅拌溶解后加入Zn(NO₃)₂.6H₂O的甲醇溶液中，持续搅拌12～14h，离心回收得到产物，随后依次用甲醇、乙醇洗涤，最后45～50℃下烘干得到ZIF-8；其中，Zn(NO₃)₂.6H₂O和2-甲基咪唑的质量比为4.00～4.05:4.47～4.50。

6.如权利要求1～5任一项所述方法制备的一种含氮硼锌钴的阻燃剂。

7.一种含氮硼锌钴的阻燃材料，其特征在于：包括如权利要求6所述的一种含氮硼锌钴的阻燃剂、环氧树脂和固化剂；所述阻燃剂占阻燃材料总质量的1～20wt％，所述环氧树脂和固化剂的质量比为4:1。

8.一种含氮硼锌钴的阻燃材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

一)按质量份称取50～99份的环氧树脂预聚体、1～50份的如权利要求6所述的一种含氮硼锌钴的阻燃剂和1～20份的固化剂；

二)在环氧树脂预聚体加入如权利要求6所述含氮硼钴锌的阻燃剂的甲醇溶液，在60℃下抽真空并且搅拌至均一透明；

三)当除去甲醇溶剂后，再向环氧树脂中加入固化剂搅拌至完全溶解，所述固化剂包括4,4’-二氨基二苯甲烷；

四)倒入模具中，程序升温进行固化，即得含氮硼锌钴的阻燃材料；

其中，所述程序升温具体为：

①100～120℃固化2-4h；

②140～150℃固化1-3h；

③160～180℃固化1-3h。