[發明專利]一種生物基相變儲能型阻燃劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202111273004.3
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN113912641B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 鄧聰;陳艷;陳勝;暴寧鐘
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C07F9/117
• 分類號: C07F9/117;C07C211/07;C07C209/68;C07H19/207;C07H1/00;C07H19/10;C07H19/213;C08L97/02;C08L23/12;C08L23/06;C08K5/521;C08K3/34;C08K7/26;C08K3/0
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 賈曉燕

本發明公開了一種生物基相變儲能型阻燃劑及其制備方法，其結構通式為：R₁?O^?+H₃N?R₂，式中R₁為生物質來源的植酸、磷酸肌酸、核糖核苷酸中的任意一種，R₂為C_10?18直鏈脂肪胺，結構通式為本發明還涉及該生物基相變儲能型阻燃劑的制備方法，以及作為阻燃同時可相變儲能的新型助劑在木塑復合材料中的阻燃和溫度調控應用。本發明制備的生物基相變儲能型阻燃劑無鹵阻燃效率高，低煙低毒，熱穩定性好，相變熱焓值高，節能降耗效果明顯，對被阻燃的復合材料力學性能影響小，合成工藝簡單，可用一步法制備，便于工業化生產。

技術領域

本發明涉及阻燃劑技術領域，具體涉及一種生物基相變儲能型阻燃劑及其制備方法，以及采用生物基相變儲能型阻燃劑制備的熱儲能型阻燃聚烯烴復合材料。

背景技術

木塑復合材料是戰略性新興產業重點發展的新型高附加值材料，尤其適用于村鎮綠色建筑材料。但是，木塑復合材料極易燃燒，一旦發生意外，將造成巨大人員和財產損失。因此，人們將阻燃劑引入到木塑復合材料體系中以提高其阻燃效果，降低潛在危害。然而，木塑復合材料無法自身實現高效能源利用而達到節能降耗的目地。熱儲能技術因其在可再生能源的儲能基礎設施中的關鍵作用而受到廣泛關注，基于相變材料的潛熱熱儲能是一種在小溫度區間實現高儲能密度的有效熱儲能技術，將其與木塑復合材料相結合可實現建筑材料的能源儲存與釋放，實現復合材料的節能降耗。為了實現木塑復合材料的阻燃和節能，通常需要同時加入阻燃劑和相變儲能材料兩種助劑。然而，高分子材料通常與添加的助劑之間極性差異大，因此相容性差，從而容易導致木塑復合材料的力學性能下降；另一方面，常作為相變材料的脂肪族類小分子有機相變材料屬于固-液相變材料，相變作用過程中極易發生泄露，從而導致木塑符合材料的節能循環穩定性差。

針對以上問題(小分子有機相變材料容易泄露，多相相容性差導致高分子復合材料綜合性能差)，如果能將阻燃單元與相變儲能單元通過化學鍵合構建熱儲能和阻燃雙功能一體化助劑，則既能充分發揮阻燃單元和相變儲能單元各自的功能性，還能避免多相復合的界面相容性差帶來力學性能惡化的問題，且小分子有機相變材料容易泄露的缺點也能被克服。因此，可相變儲能型阻燃劑的設計制備具有重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種生物基相變儲能型阻燃劑及其制備方法，該相變儲能型阻燃劑既能賦予聚烯烴木塑復合材料良好的阻燃性，也能通過相變儲能行為賦予他們良好的溫度調節性能。

本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優點。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種生物基相變儲能型阻燃劑，該阻燃劑的結構通式為：

R₁-O^-+H₃N-R₂

其中，R₁為植酸、磷酸肌酸、核糖核苷酸中的任意一種；R₂為C_10-18的直鏈脂肪胺，其結構通式為(n＝9～17)。

優選的是，R₁中的核糖核苷酸為二磷酸腺苷，三磷酸腺苷，三磷酸鳥苷、三磷酸胸苷、三磷酸胞苷、環磷酸腺苷、環磷酸鳥苷中的任意一種。

優選的是，所述植酸、磷酸肌酸和核糖核苷酸均為生物質來源。

本發明還提供一種如上述的生物基相變儲能型阻燃劑的制備方法，包括：