[发明专利]一种生物基不饱和聚酯树脂阻燃复合材料的制备方法

说明书

本发明提供生物基不饱和聚酯树脂阻燃复合材料是由以下质量份数的各组分组成：不饱和聚酯树脂50~100份、阻燃剂10~30份、增强剂5~15份、稀释剂30~50份、填料10~30份、引发剂0.5~2份；其制备方法包括以下步骤：（1）不饱和聚酯树脂的制备：以等摩尔量的异山梨醇、二元羧酸为原料，制得不饱和聚酯树脂；（2）复合材料的制备：将不饱和聚酯树脂50~100份、阻燃剂10~30份、增强剂5~15份、稀释剂30~50份、填料10~30份、引发剂0.5~2份在温度为10~50℃下搅拌1~5h后进行真空脱泡处理，得到生物基不饱和聚酯树脂阻燃复合材料，该方法制得的生物基不饱和聚酯树脂阻燃复合材料解决现有不饱和聚酯树脂环保技术领域存在的问题，且材料力学性能优异，阻燃效果好，不含有卤素，燃烧不会生成有毒气体。

技术领域

本发明涉及不饱和聚酯树脂加工制备技术领域，尤其涉及一种生物基不饱和聚酯树脂阻燃复合材料的制备方法。

背景技术

由于环保压力，基于可再生能源的高分子材料越来越受到重视，特别是生物基的环保材料。目前异山梨醇作为生物基单体在聚酯材料、增塑剂等方面被大量研究，被广泛认为聚酯合成原料醇类的潜在替代品。

异山梨醇作为山梨醇的脱水产物，可容易地由可再生资源如由D-葡萄糖通过加氢然后酸催化脱水制备，具有原料来源丰富、可降解及热稳定性好等优点，并具有手性特征。含有异山梨醇的聚酯具有较高的粘度和玻璃化转变温度，有更好的加工成型性、可纺性和染色性，抗冲击性和机械强度也进一步增强。因此，该聚酯可广泛用于如瓶子、充热容器、薄膜、厚板材、纤维、线材和光学制品等产品中。

不饱和聚酯树脂，由二元醇与不饱和二元酸酐或者不饱和二元羧酸，饱和二元酸酐或饱和二元羧酸熔融缩聚而成的线型预聚物，在加热、光照、辐射以及引发剂作用下与乙烯基单体共聚，交联固化为网络结构的热固性树脂。不饱和聚酯树脂由于优异的成型性和良好的综合使用性能长期受到人们的关注，广泛用于建筑、船舶、汽车、电子电器等领域，是复合材料领域用量最大的一类树脂。但目前不饱和聚酯树脂的制备原料多为马来酸酐与乙二醇、丙二醇等二元醇，限制了其在环保要求高的场合的应用。

氢氧化铝是一种重要的无机阻燃剂，具有阻燃、消烟和填充等多 重功能，可以与多种物质产生协同阻燃效应，并且在燃烧过程中不产 生二次污染，已广泛应用于电子、建筑、交通运输以及塑胶等行业。 随着全球对安全和环保要求的提高，氢氧化铝使用量和应用范围越 来越大，同时对其质量和使用性能也提出了更为严格的要求。

纳米氢氧化铝具有比表面积大，阻燃效率比较高等优点，但是作 为阻燃填充剂，其表面含有大量强极性羟基基团，在低极性高分子材 料中分散性差，非常容易团聚；同时由于阻燃效率不高，填充量大， 材料的力学性能和加工流动性均受到严重影响。因此，需要对纳米氢 氧化铝进行表面改性，来提高纳米氢氧化铝与高分子材料的相容性和 加工性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种生物基不饱和聚酯树脂阻燃复合材料的制备方法，解决现有不饱和聚酯树脂环保技术领域存在的问题，且材料力学性能优异，阻燃效果好，不含有卤素，燃烧不会生成有毒气体。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：一种生物基不饱和聚酯树脂阻燃复合材料的制备方法，该生物基不饱和聚酯树脂阻燃复合材料是由以下质量份数的各组分组成：不饱和聚酯树脂50~100份、阻燃剂10~30份、增强剂5~15份、稀释剂30~50份、填料10~30份、引发剂0.5~2份；

该生物基不饱和聚酯树脂阻燃复合材料的制备方法包括以下步骤：

（1）不饱和聚酯树脂的制备：以等摩尔量的异山梨醇、二元羧酸为原料，先在常压、反应温度为120~180℃，反应时间1~4h的条件下进行脱水反应，然后在压力为1000~2000Pa，反应温度为180~200℃，反应时间为1~4h的条件下进行真空缩聚反应，降低温度至25~100℃并脱除反应体系中的水分，制得不饱和聚酯树脂；