[發明專利]一種生物基復合阻燃劑及其應用

在審

• 申請號: 201811209677.0
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109517188A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 劉鵬杰;孫一峰;汪昭瑋;岳小鵬
• 申請（專利權）人: 廣東省測試分析研究所（中國廣州分析測試中心）
• 主分類號: C08H7/00
• 分類號: C08H7/00;C08K9/12;C08K7/08;C08L97/00;C08L63/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 方燕;莫瑤江

本發明公開了一種生物基復合阻燃劑及其應用。一種生物基復合阻燃劑，由如下步驟制備得到：(1)木質素純化處理：將木質素純化處理得到提純木質素；(2)對提純木質素磷酸化改性處理；(3)生物基復合阻燃劑：將干燥后的無機晶須加入步驟(2)制備的磷酸化木質素溶液中，得到生物基復合阻燃劑。本發明提出的生物基復合阻燃劑，經表面改性后的木質素具有兩親性，并且改性后的木質素表面帶負電，其在干燥狀態下分散性提高，改善了木質素與無機晶須及基體之間的界面強度，從而使生物基復合阻燃劑具有更加優異的綜合性能。

技術領域

本發明涉及阻燃劑領域，特別涉及一種生物基復合阻燃劑及其應用。

背景技術

隨著社會經濟的發展，各類民用、裝飾用復合材料的應用領域快速擴大。其中，90％以上的復合材料都具有易燃特性，根據2017年數據顯示，全國共接報火災21.9萬起，死亡1065人，重傷679人，造成直接財產損失26.2億元。其中由復合材料易燃而引發的嚴重火災占我國平均每年火災總次數的一半以上。因此，阻燃劑及阻燃型復合材料的需求量在可預見的未來將是市場材料需求類不可或缺的重要一部分。

目前阻燃劑分為反應型阻燃劑與添加型阻燃劑。然而市場上常用并成熟的產品主要是通過混煉添加型阻燃劑來實現產品的阻燃目的。添加型阻燃劑又分為有機阻燃劑和無機阻燃劑，鹵系阻燃劑(有機氯化物和有機溴化物)和非鹵。有機是以溴系、磷氮系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑，無機主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁，硅系等阻燃體系。

除此之外，隨著人類對能源的需求量的增加，能源危機日趨緊張，白色污染日益嚴重，人類對環境保護及可持續發展的意識也逐漸增強。因此，環境友好型聚合物復合材料也應運而生。然而，目前90％以上的聚合物都具有易燃特性，因此制備阻燃型的植物纖維復合材料成為研究的熱點之一。脂肪族聚酯(如PLA、PBS、PBAT等)是已商品化的高分子材料，具有優異的生物可降解性能，是一種綠色合成樹脂。無機纖維具有優良的強度、韌性、來源廣泛、價格低廉、對加工設備磨損小的優點，結合阻燃劑與脂肪族聚酯材料復合后得到的復合材料具有阻燃性和可生物降解性，同時可大大降低復合材料的生產成本。

目前，新型、高效、無鹵阻燃劑的應用已成為阻燃科學研究的重要發展方向，無鹵阻燃劑的研究主要集中在金屬水合物、紅磷和膨脹型阻燃劑(也稱膨脹阻燃體系)三個方面。膨脹阻燃體系一般是指以磷、氮、碳為主要核心成分的復合阻燃劑，主要應用于塑料行業，其次為合成纖維、橡膠、涂料、紙張和木材等領域。

現有的阻燃劑和阻燃改性劑可顯著提高阻燃性能，但在阻燃性能提高的同時，也伴隨著力學性能的下降。并且，阻燃劑大量加入使得復合材料的降解性能顯著下降，此外，阻燃劑多數不具有可降解性能，添加到脂肪族聚酯中會破壞復合材料的可降解性能。如何使阻燃劑具有優異的阻燃性同時其又可生物降解，此外，還可以協調阻燃性能、力學性能和降解性能之間存在的矛盾，使材料阻燃性能提高的同時，降低阻燃劑對材料力學性能、降解性能的影響，是阻燃劑領域所面臨的一個重要問題。但目前相關報道較為匱乏。

發明內容

本發明提供了一種生物基復合阻燃劑及其應用，通過改性劑對木質素表面改性處理并吸附無機晶須，經改性的木質素具有了阻燃性能，并且其疏水性增加，其在聚合物中的分散程度增大，對基體樹脂起到增強作用，同時，使復合材料具有良好的阻燃性能、力學性能，并對其降解性能影響較小。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種生物基復合阻燃劑，由如下步驟制備得到：

(1)木質素純化處理：將木質素純化處理得到提純木質素；

(2)對提純木質素磷酸化改性處理：