[发明专利]一种生物基相变储能型阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物基相变储能型阻燃剂及其制备方法，其结构通式为：R₁‑O^‑+H₃N‑R₂，式中R₁为生物质来源的植酸、磷酸肌酸、核糖核苷酸中的任意一种，R₂为C_10‑18直链脂肪胺，结构通式为本发明还涉及该生物基相变储能型阻燃剂的制备方法，以及作为阻燃同时可相变储能的新型助剂在木塑复合材料中的阻燃和温度调控应用。本发明制备的生物基相变储能型阻燃剂无卤阻燃效率高，低烟低毒，热稳定性好，相变热焓值高，节能降耗效果明显，对被阻燃的复合材料力学性能影响小，合成工艺简单，可用一步法制备，便于工业化生产。

技术领域

本发明涉及阻燃剂技术领域，具体涉及一种生物基相变储能型阻燃剂及其制备方法，以及采用生物基相变储能型阻燃剂制备的热储能型阻燃聚烯烃复合材料。

背景技术

木塑复合材料是战略性新兴产业重点发展的新型高附加值材料，尤其适用于村镇绿色建筑材料。但是，木塑复合材料极易燃烧，一旦发生意外，将造成巨大人员和财产损失。因此，人们将阻燃剂引入到木塑复合材料体系中以提高其阻燃效果，降低潜在危害。然而，木塑复合材料无法自身实现高效能源利用而达到节能降耗的目地。热储能技术因其在可再生能源的储能基础设施中的关键作用而受到广泛关注，基于相变材料的潜热热储能是一种在小温度区间实现高储能密度的有效热储能技术，将其与木塑复合材料相结合可实现建筑材料的能源储存与释放，实现复合材料的节能降耗。为了实现木塑复合材料的阻燃和节能，通常需要同时加入阻燃剂和相变储能材料两种助剂。然而，高分子材料通常与添加的助剂之间极性差异大，因此相容性差，从而容易导致木塑复合材料的力学性能下降；另一方面，常作为相变材料的脂肪族类小分子有机相变材料属于固-液相变材料，相变作用过程中极易发生泄露，从而导致木塑符合材料的节能循环稳定性差。

针对以上问题(小分子有机相变材料容易泄露，多相相容性差导致高分子复合材料综合性能差)，如果能将阻燃单元与相变储能单元通过化学键合构建热储能和阻燃双功能一体化助剂，则既能充分发挥阻燃单元和相变储能单元各自的功能性，还能避免多相复合的界面相容性差带来力学性能恶化的问题，且小分子有机相变材料容易泄露的缺点也能被克服。因此，可相变储能型阻燃剂的设计制备具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种生物基相变储能型阻燃剂及其制备方法，该相变储能型阻燃剂既能赋予聚烯烃木塑复合材料良好的阻燃性，也能通过相变储能行为赋予他们良好的温度调节性能。

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种生物基相变储能型阻燃剂，该阻燃剂的结构通式为：

R₁-O^-+H₃N-R₂

其中，R₁为植酸、磷酸肌酸、核糖核苷酸中的任意一种；R₂为C_10-18的直链脂肪胺，其结构通式为(n＝9～17)。

优选的是，R₁中的核糖核苷酸为二磷酸腺苷，三磷酸腺苷，三磷酸鸟苷、三磷酸胸苷、三磷酸胞苷、环磷酸腺苷、环磷酸鸟苷中的任意一种。

优选的是，所述植酸、磷酸肌酸和核糖核苷酸均为生物质来源。

本发明还提供一种如上述的生物基相变储能型阻燃剂的制备方法，包括：