[发明专利]磷硼杂链预聚物嵌段聚氨酯阻燃再生木塑合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及磷硼杂链预聚物嵌段聚氨酯阻燃再生木塑合材料及其制备方法与应用，按质量百分数计，所述再生木塑复合材料包括：再生木母料50.0～55.0％、再生塑料30.0～35.0％、填料5.0～10.0％、增塑剂5.0～10.0％，所述再生木母料包括：再生木粉45.0～52.0％、偶联剂3.0～5.0％、45.0～50.0％磷硼杂链预聚物嵌段聚氨酯水性聚合物阻燃剂。本发明得到的木塑复合材料具有低毒环保、低烟无卤、长效阻燃和防水防火的协效功能，测试结果显示：该木塑复合材料的平均续燃时间≤1s，平均灼燃时间≤25s，平均炭化长度≤20mm、THR≤38MJ/m²、LOI≥30％。

技术领域

本发明涉及再生木复合材料制备技术领域，具体涉及一种磷硼杂链预聚物嵌段聚氨酯阻燃再生木塑合材料及其制备方法与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

农作物秸秆等草本植物和树木修剪弃枝等木本天然植物的回收利用，农用地膜和塑料制品等废旧制品的回收利用，既可以保护环境也可以避免资源浪费，既是实行乡村振兴和净化城镇生存空间的重要举措，也是实现资源可持续循环利用型社会发展的必由之路。

将农作物秸秆等草本植物和树木修剪弃枝等木本天然植物与再生塑料结合制备成木塑复合材料，可广泛用于木工装饰、家具制造和箱体包装等所需板材的制作。然而，天然植物和大多数合成高分子塑料属于易燃物，遇明火容易燃烧，在使用过程中存在火灾隐患。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种磷硼杂链预聚物嵌段聚氨酯阻燃再生木塑合材料及其制备方法与应用，本发明以制得的磷硼杂链嵌段聚氨酯水性共聚物阻燃剂剂与农业废弃植物再生木粉、废塑料复合制备木塑复合材料，该复合材料具有低毒环保、低烟无卤、长效阻燃和防水防火的协效功能。为实现上述目的，本发明的技术方案如下所示：

在本发明的第一方面，公开一种磷硼杂链预聚物嵌段聚氨酯水性聚合物阻燃剂，其结构式如式(1)所示：

所述式(1)中，R包括-HCH₂CH₂OH、-(CH₂CH₂OH)₂、-HCH₂CH₃、-(CH₂CH₃)₂等中的任意一种。

在本发明的第二方面，公开所述磷硼杂链预聚物嵌段聚氨酯水性聚合物阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将有机溶剂、磷硼杂链预聚物、二月桂酸二丁基锡混合后在保护气氛与加热条件下保温，待体系温度均匀后加入甲苯二异氰酸酯和二羟甲基丙酸，并将体系升温后保温，分离溶剂。

(2)将分离去除了溶剂后的反应体系降温后加入中和剂和水，搅拌后调整体系pH值，即得。

进一步地，步骤(1)中，所述有机溶剂包括二甲苯、甲苯、环己酮等中的任意一种，其添加量能够充分溶解各原料即可，本发明不做具体限定。

进一步地，步骤(1)中，所述磷硼杂链预聚物的数均分子量为1000～2000、分布指数为1.1～1.2。

进一步地，所述共聚物的制备方法中，按质量百分数计，磷硼杂链预聚物(PDCP-DGB)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)的添加比例依次序为：76.0～80.0％、15.0～17.0％、5.0～7.0％。

进一步地，步骤(1)中，所述二月桂酸二丁基锡与甲苯二异氰酸酯物质的量比为1.0:0.01～0.03。在本发明中，利用二月桂酸二丁基锡的催化作用，通过逐步加聚合成磷硼杂链预聚物聚氨酯嵌段共聚物。