[發明專利]用于聚丁二酸丁二醇酯的阻燃劑、阻燃聚丁二酸丁二醇酯材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811518128.1
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109627452B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 舒友;胡揚劍;陳迪釗;歐陽躍軍;張再興;羅瓊林;史歐陽
• 申請（專利權）人: 懷化學院
• 主分類號: C08H7/00
• 分類號: C08H7/00;C08L67/02;C08L97/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黃曉慶

本發明涉及一種用于聚丁二酸丁二醇酯的阻燃劑、阻燃聚丁二酸丁二醇酯材料及其制備方法，主要包括以下步驟：提供改性木質素，改性木質素的制備方法包括以下步驟：將木質素、1,4?丁二酸和生物質炭磺酸混合并擠出成型，得到改性木質素；將第一反應物與磷酸和改性木質素混合，升溫至90～110℃反應至產生氣泡，再于220～240℃反應1～3小時，得到用于聚丁二酸丁二醇酯的阻燃劑。由于該阻燃劑中含有與聚丁二酸丁二醇酯分子相似的結構分子相似的結構，因此與聚丁二酸丁二醇酯之間的相容性非常好，同時含有大量苯環結構和成炭性、結晶成核性非常好的木質素結構，使其在賦予聚丁二酸丁二醇酯阻燃性能的同時，也能提高機械強度和耐熱性。

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，特別是涉及一種用于聚丁二酸丁二醇酯的阻燃劑、阻燃聚丁二酸丁二醇酯材料及其制備方法。

背景技術

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)由丁二酸和丁二醇經縮合聚合合成而得，樹脂呈乳白色，無嗅無味，易被自然界的多種微生物或動植物體內的酶分解、代謝，最終分解為二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料。聚丁二酸丁二醇酯具有良好的生物相容性和生物可吸收性，尤其是具有很好的延展性和柔韌性，在薄膜領域有非常好的應用價值。隨著人民生活質量的提高，對其功能方面的要求也越來越多，阻燃性要求就是其中之一。目前聚丁二酸丁二醇酯的阻燃性主要是通過添加綠色環保的膨脹型阻燃劑來實現，但是傳統膨脹阻燃劑與聚丁二酸丁二醇酯相容性差，會對聚丁二酸丁二醇酯材料的物理機械性能產生消極影響。

發明內容

基于此，有必要提供一種與聚丁二酸丁二醇酯相容性較好的用于聚丁二酸丁二醇酯的阻燃劑。

一種用于聚丁二酸丁二醇酯的阻燃劑的制備方法，包括以下步驟：

提供改性木質素，所述改性木質素的制備方法包括以下步驟：將木質素、1,4-丁二酸和生物質炭磺酸混合并擠出成型，得到所述改性木質素；

將第一反應物與磷酸和所述改性木質素混合，升溫至90～110℃反應至產生氣泡，再于220～240℃反應1～3小時，得到所述用于聚丁二酸丁二醇酯的阻燃劑，所述第一反應物為尿素和/或三聚氰胺。

本發明通過1,4丁二酸分子中的羧基與木質素分子中的羥基在生物質炭磺酸的催化作用下生成酯，得到改性木質素，然后使改性木質素與磷酸及尿素或三聚氰胺反應，生成用于聚丁二酸丁二醇酯的阻燃劑，其具體反應原理如圖1～2所示。由于該用于聚丁二酸丁二醇酯的阻燃劑中含有與聚丁二酸丁二醇酯分子相似的結構(1,4丁二酸酯鏈段)，因此與聚丁二酸丁二醇酯之間的相容性非常好，同時含有大量苯環結構和成炭性、結晶成核性非常好的木質素結構，使其在賦予聚丁二酸丁二醇酯阻燃性能的同時，也能保證聚丁二酸丁二醇酯的機械強度和耐熱性。且該用于聚丁二酸丁二醇酯的阻燃劑的主要原料木質素，屬于造紙工業廢棄物，將其回收用于制備用于聚丁二酸丁二醇酯的阻燃劑，大幅降低了阻燃劑的成本。

在其中一個實施例中，所述1,4-丁二酸的質量為所述木質素的質量的15％～35％，所述生物質炭磺酸的質量為所述木質素的質量的0.2％～0.8％。

在其中一個實施例中，所述第一反應物與所述磷酸和所述改性木質素的質量比為1:(0.8～1.2):(0.2～1)。

在其中一個實施例中，所述第一反應物與所述磷酸和所述改性木質素的質量比為1:(0.9～1.1):(0.5～0.8)。

在其中一個實施例中，擠出溫度從加料段至機頭依次為90～100℃、100～110℃、110～120℃、120～130℃、120～130℃、120～130℃和115～125℃，螺桿轉速為5rpm～25rpm。

在其中一個實施例中，所述木質素為酸木質素。

本發明還提供了一種用于聚丁二酸丁二醇酯的阻燃劑，根據上述制備方法制備得到。