[发明专利]核-壳型脲醛改性木质素膨胀阻燃成炭剂及其制备方法

权利要求书

1.一种核-壳型脲醛改性木质素膨胀阻燃成炭剂，其特征在于：所述核-壳型脲醛改性木质素膨胀阻燃成炭剂是以木质素为核、以尿素和甲醛聚合得到的脲醛树脂为壳层包覆在木质素表面形成的粉末状固体。

2.根据权利要求1所述的核-壳型脲醛改性木质素膨胀阻燃成炭剂，其特征在于：所述核-壳型脲醛改性木质素膨胀阻燃成炭剂中木质素与脲醛树脂的重量比为1.5~9:1。

3.一种核-壳型脲醛改性木质素膨胀阻燃成炭剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）、将尿素和甲醛按摩尔比1:1溶于重量为尿素和甲醛两者总重4~20倍的水中，调节溶液pH值至8~12之间，搅拌条件下升温至65℃-85℃，继续反应15~45分钟，得到透明的脲醛预聚体水溶液；

（2）、往步骤（1）所得的脲醛预聚体水溶液中加入重量为尿素和甲醛两者总重2~9倍的木质素和重量为木质素重量0.5%~10%的表面活性剂，并调节体系pH值至1~5，搅拌条件下升温至65℃-85℃，继续反应2~5小时，然后降温、抽滤，抽滤所得固体产物再经洗涤、干燥，即得所述核-壳型脲醛改性木质素膨胀阻燃成炭剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：水与木质素的重量比为4~5:1。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，搅拌升温前调节尿素和甲醛水溶液的pH值至9~11之间；步骤（2）中，加入木质素和表面活性剂后调节体系pH值至2~4之间。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中木质素的加入量是尿素和甲醛两者总重的3~8倍。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂的加入量为木质素重量的1%~5%。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为脂肪族聚氧乙烯类化合物或4-20个碳原子的脂肪族离子化合物。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述脂肪族聚氧乙烯类化合物包括烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、羧酸聚氧乙烯酯或聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物；所述脂肪族离子化合物包括十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、三辛基三甲基氯化铵、三壬基甲基氯化铵、双十烷基二甲基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、双十四烷基二甲基氯化铵、双十六烷基二甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵或十六烷基硫酸钠。

10.将权利要求3~9中任一项制备方法所制得的核-壳型脲醛改性木质素膨胀阻燃成炭剂与酸源按质量比1:1~5构成膨胀型阻燃剂应用于聚乳酸基体中，其中酸源为磷酸盐、磷酸酯或9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物及其衍生物中的任一种。