【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物基材料，涉及一种全生物基阻燃材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、以天然产物及其衍生物等可再生资源为基础合成高性能和功能性材料具有节约能源和环境保护等多重功效，且小分子天然产物价格低廉，结构简单，是大规模合成和制备生物基高分子材料的理想替代资源。但目前的生物基材料大部分存在力学性能有限，功能单一等缺陷。
2、磷腈是一类具有稳定的磷氮骨架结构的化合物，这一类磷氮交替排列的杂化结构，让其具有良好的热稳定性和阻燃性能，目前已应用于制备阻燃材料。如中国专利申请cn114957918a公开了一种阻燃型固化促进剂六[(4-(醛肟基)2-甲氧基)苯氧]环三磷腈，其以六氯环三磷腈、香草醛和盐酸羟胺为原料，通过利用香草醛取代六氯环三磷腈上的六个氯原子、盐酸羟胺将香草醛的醛基还原胺化为肟制得；该阻燃型固化促进剂可以与环氧树脂、固化剂一起制备环氧树脂阻燃材料，改善环氧树脂的点燃时间、总放热量、热释放速率。中国专利cn110563765b公开了一种席夫碱磷腈双基结构阻燃剂，其主要通过将六氯环三磷腈与含羟基和活性羰基的化合物、强碱弱酸盐、溶剂反应制得含磷腈中间体，然后将含磷腈中间体与醇胺类化合物、溶剂反应制得；该席夫碱磷腈双基结构阻燃剂能够有效的提高基材的阻燃性和抗熔滴性，可以用于水性聚氨酯，制备出含有端羟基含席夫碱磷腈双基结构的水性聚氨酯阻燃剂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种全生物基阻燃材料，其主要由六醛生物基磷腈单体和生物基胺(蓖麻油多元胺和/或呋喃基二
2、根据本专利技术的一个方面，提供了一种全生物基阻燃材料，其组成包括六醛生物基磷腈单体、蓖麻油多元胺和/或呋喃基二胺；其中，蓖麻油多元胺及呋喃基二胺中的总的胺基和六醛生物基磷腈单体中的醛基的摩尔比为1:(0.8～1.2)。
3、在一些实施方式中，六醛生物基磷腈单体中的醛基、蓖麻油多元胺中的胺基、呋喃基二胺中的胺基的摩尔比可以为10:(0～10):(0～10)。可以通过控制蓖麻油多元胺和呋喃基二胺的用量比例来调控阻燃材料的力学性能和阻燃性能。
4、本专利技术中，六醛生物基磷腈单体主要通过将香草醛、六氯环三磷腈和缚酸剂溶解于有机溶剂中进行芳香族亲核取代反应制得，其结构式如下式i所示；蓖麻油多元胺主要通过将蓖麻油、半胱胺盐酸盐和自由基光引发剂溶解于有机溶剂中，在紫外光作用下发生巯基烯加成反应制得；其结构式如下式ii所示；呋喃基二胺主要通过将呋喃甲胺、生物基丙酮和浓盐酸混合进行缩合反应制得，其结构式如下式iii所示：
5、
6、在一些实施方式中，六醛生物基磷腈单体的制备方法可以包括如下步骤：
7、将香草醛、六氯环三磷腈和缚酸剂溶解于有机溶剂中进行芳香族亲核取代反应，对反应产物进行纯化，即得。
8、在一些实施方式中，缚酸剂可以选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、三乙胺、n,n-二异丙基乙胺中的任意一种；有机溶剂可以选自四氢呋喃、乙腈、二氧六环、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺中的至少一种。
9、在一些实施方式中，香草醛与六氯环三磷腈的摩尔比可以为(6～10):1；缚酸剂与香草醛的摩尔比可以为(1～2):1。
10、在一些实施方式中，芳香族亲核取代反应的反应温度为70～100℃，反应时间为36～60h。
11、在一些实施方式中，蓖麻油多元胺的制备方法可以包括如下步骤：
12、将蓖麻油、半胱胺盐酸盐和自由基光引发剂溶解于有机溶剂中，在紫外光作用下反应12～24h，对反应产物进行纯化，即得。
13、在一些实施方式中，自由基光引发剂可以选自光引发剂dmpa、光引发剂tpo、光引发剂1173中的至少一种；有机溶剂可以为乙醇。
14、在一些实施方式中，蓖麻油中的双键、半胱胺盐酸盐和光引发剂的摩尔比可以为1：(2.5～4)：(0.05～0.2)。
15、在一些实施方式中，呋喃基二胺的制备方法可以包括如下步骤：
16、将呋喃甲胺、丙酮和浓盐酸混合进行缩合反应，对反应产物进行纯化，即得。
17、在一些实施方式中，呋喃甲胺与丙酮的摩尔比为(2～4):1；呋喃甲胺与盐酸的摩尔比为1：(2～4)。
18、在一些实施方式中，缩合反应的反应温度可以为35～45℃，反应时间可以为3～6h。
19、根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种上述全生物基阻燃材料的制备方法，包括如下步骤：
20、将六醛生物基磷腈单体、蓖麻油多元胺、呋喃基二胺和有机溶剂混合，得到透明的混合液，然后将混合液加入模具中，除去有机溶剂，即得。
21、在一些实施方式中，有机溶剂可以选自二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺中的至少一种。
22、在一些实施方式中，以六醛生物基磷腈单体、蓖麻油多元胺和呋喃基二胺的总质量计，有机溶剂的用量为3～10ml/g。
23、在一些实施方式中，反应温度为室温～100℃，反应时间为12～24h。
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1.全生物基阻燃材料，其特征在于，其组成包括六醛生物基磷腈单体、蓖麻油多元胺和/或呋喃基二胺；其中，
2.根据权利要求1所述的全生物基阻燃材料，其特征在于，所述六醛生物基磷腈单体中的醛基、蓖麻油多元胺中的胺基、呋喃基二胺中的胺基的摩尔比为10:(0～10):(0～10)。
3.根据权利要求1所述的全生物基阻燃材料，其特征在于，所述六醛生物基磷腈单体的制备方法包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的全生物基阻燃材料，其特征在于，所述芳香族亲核取代反应的反应温度为70～100℃，反应时间为36～60h。
5.根据权利要求1所述的全生物基阻燃材料，其特征在于，所述蓖麻油多元胺的制备方法包括如下步骤：
6.根据权利要求1所述的全生物基阻燃材料，其特征在于，所述呋喃基二胺的制备方法包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的全生物基阻燃材料，其特征在于，所述缩合反应的反应温度为35～45℃，反应时间为3～6h。
8.根据权利要求1～7任一项所述的全生物基阻燃材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
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