[發明專利]一種木質素基聚氨酯薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201911033003.4
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN112724430B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 白毓黎;張通;白富棟;彭紹忠
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08G18/64;C08G18/54;C08G18/42;C08L75/06;C08K3/34
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本發明涉及一種木質素基聚氨酯薄膜及其制備方法，首先將木質素溶解于堿溶液中，加入三聚氰胺和甲醛反應一段時間，然后調節pH至1?3，析出沉淀，過濾分離，洗滌、干燥，得到三聚氰胺改性的木質素；再將三聚氰胺改性的木質素、異氰酸酯、淀粉酯衍生物、聚酯多元醇和催化劑按比例混合，進行熔融共混、擠出，熱壓成膜。本發明所制備薄膜具有力學性能好、阻燃性好、穩定性高、降解性能好等特點。

技術領域

本發明屬于聚氨酯薄膜領域，具體涉及一種木質素基聚氨酯薄膜及其制備方法。

背景技術

目前塑料制品產業的高速發展，我國已成為世界上十大塑料制品生產和消費國之一，在塑料帶來便利的同時，塑料也給世界生態環境以及人民的生活環境帶來了極大的污染。隨著石油資源的日益枯竭和環境污染問題的日趨嚴重，充分利用天然可再生資源，減少廢棄物的排放，生產環境友好的綠色產品已成為當前社會經濟發展的重點。

聚氨酯是由二元或多元有機異氰酸酯與聚醚多元醇或聚酯多元醇反應制備得到主鏈中含有氨基甲酸酯特征單元的高分子化合物，根據結構和性質的不同，可以制成塑料泡沫、橡膠、塑料薄膜以及特殊涂料等。但是，聚氨酯薄膜本身彈性模量較差，壓力下易于變形，剛度較小，限制了其應用。

專利CN105585722A公開了一種高強度聚氨酯薄膜，包括：位于最上層的聚氨酯涂層、位于中間的粘合劑以及位于最下層的無機纖維層，所述聚氨酯涂層由二異氰酸酯和二羥基丙酮加聚而成，按照質量百分比計算，所述二異氰酸酯占66-72%，所述二羥基丙酮占28-34%，所述無機纖維層由玻璃纖維和陶瓷纖維混合制成，按照質量百分比計算，所述玻璃纖維占55-65%，所述陶瓷纖維占 35-45%，通過上述方式，制備的聚氨酯薄膜具備有高強度、高延展性、耐磨的優點。但由于有機材料與無機材料本身性質的差異，簡單的物理粘結不能實現兩者完美的結合，容易出現脫皮、裂縫情況，影響使用性能。

生物質在實際應用中具有安全、環保優勢，較好的生物相容性和降解性能，其中木質素是自然界中數量上僅次于纖維素的第二大天然高分子材料，具有高分子量，是苯丙烷結構的多聚酚類物質，含有較多的羥基（包括酚羥基和醇羥基），并含有大量的苯環骨架，其來源豐富，價格低廉，加工成本較低。

CN108440731A公開了一種木質素基膨脹型阻燃劑的制備方法。將堿性木質素置于足量水中，升溫加入三聚氰胺，攪拌升溫，滴加甲醛溶液反應，再將植酸溶液按照比例滴加加入，將產物放入離心機進行離心操作，將白色沉淀去除，然后將剩余液體在真空干燥箱中干燥，直到產物質量不再變化為止。該方法所制備的阻燃劑只能通過物理方式添加到聚氨酯材料中，會導致聚氨酯薄膜力學性能的下降。

CN104371116A公開了一種木質素基膨脹型阻燃劑的制備方法，是通過優化反應溫度、反應時間、反應物的配比以及溶劑的選擇配比等工藝條件，將磷酸酐與木質素進行酯化反應后，再與三聚氰胺反應，獲得集酸源、炭源、氣源于一體的成炭量高、阻燃性好的木質素基膨脹型阻燃劑。將該發明木質素基膨脹型阻燃劑單獨或與其他阻燃劑復配應用于P(3,4)HB生物聚酯材料中時，與基體的相容性好，能顯著提高材料的阻燃性能，同時還能改善材料的力學性能，制備出綜合性能優異的P(3,4)HB阻燃復合材料。但該方法制備的阻燃劑需要或與其他阻燃劑復配用于制備聚氨酯，單獨使用綜合性能有待改善。

CN103865250A公開了一種防火的聚氨酯薄膜及其制備方法。該聚氨酯薄膜，包含水性聚氨酯樹脂，以水性聚氨酯樹脂的質量計，10～30%的氫氧化物阻燃劑、2～5%的磷酸酯阻燃劑，及以氫氧化物阻燃劑的質量計，15～25%的硅烷偶聯劑、6～10%的硬脂酸潤滑劑、2～4%的油酸潤滑劑。該發明通過在水性聚氨酯樹脂中添加氫氧化物阻燃劑和磷酸酯阻燃劑，使得薄膜具有較好的防水性；通過添加硅烷偶聯劑、硬脂酸潤滑劑和油酸潤滑劑對氫氧化物阻燃劑的表面進行改性，使得薄膜具有較好的抗拉伸性能。該方法需要加入多種物質以提升材料綜合性能，而且阻燃劑以物理方式加入，分散性和相容性較差，會影響聚氨酯的力學性能，并且會降低原有聚氨酯材料的降解性能。

發明內容