[发明专利]一种木质素基聚氨酯薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种木质素基聚氨酯薄膜及其制备方法，首先将木质素溶解于碱溶液中，加入三聚氰胺和甲醛反应一段时间，然后调节pH至1‑3，析出沉淀，过滤分离，洗涤、干燥，得到三聚氰胺改性的木质素；再将三聚氰胺改性的木质素、异氰酸酯、淀粉酯衍生物、聚酯多元醇和催化剂按比例混合，进行熔融共混、挤出，热压成膜。本发明所制备薄膜具有力学性能好、阻燃性好、稳定性高、降解性能好等特点。

技术领域

本发明属于聚氨酯薄膜领域，具体涉及一种木质素基聚氨酯薄膜及其制备方法。

背景技术

目前塑料制品产业的高速发展，我国已成为世界上十大塑料制品生产和消费国之一，在塑料带来便利的同时，塑料也给世界生态环境以及人民的生活环境带来了极大的污染。随着石油资源的日益枯竭和环境污染问题的日趋严重，充分利用天然可再生资源，减少废弃物的排放，生产环境友好的绿色产品已成为当前社会经济发展的重点。

聚氨酯是由二元或多元有机异氰酸酯与聚醚多元醇或聚酯多元醇反应制备得到主链中含有氨基甲酸酯特征单元的高分子化合物，根据结构和性质的不同，可以制成塑料泡沫、橡胶、塑料薄膜以及特殊涂料等。但是，聚氨酯薄膜本身弹性模量较差，压力下易于变形，刚度较小，限制了其应用。

专利CN105585722A公开了一种高强度聚氨酯薄膜，包括：位于最上层的聚氨酯涂层、位于中间的粘合剂以及位于最下层的无机纤维层，所述聚氨酯涂层由二异氰酸酯和二羟基丙酮加聚而成，按照质量百分比计算，所述二异氰酸酯占66-72%，所述二羟基丙酮占28-34%，所述无机纤维层由玻璃纤维和陶瓷纤维混合制成，按照质量百分比计算，所述玻璃纤维占55-65%，所述陶瓷纤维占 35-45%，通过上述方式，制备的聚氨酯薄膜具备有高强度、高延展性、耐磨的优点。但由于有机材料与无机材料本身性质的差异，简单的物理粘结不能实现两者完美的结合，容易出现脱皮、裂缝情况，影响使用性能。

生物质在实际应用中具有安全、环保优势，较好的生物相容性和降解性能，其中木质素是自然界中数量上仅次于纤维素的第二大天然高分子材料，具有高分子量，是苯丙烷结构的多聚酚类物质，含有较多的羟基（包括酚羟基和醇羟基），并含有大量的苯环骨架，其来源丰富，价格低廉，加工成本较低。

CN108440731A公开了一种木质素基膨胀型阻燃剂的制备方法。将碱性木质素置于足量水中，升温加入三聚氰胺，搅拌升温，滴加甲醛溶液反应，再将植酸溶液按照比例滴加加入，将产物放入离心机进行离心操作，将白色沉淀去除，然后将剩余液体在真空干燥箱中干燥，直到产物质量不再变化为止。该方法所制备的阻燃剂只能通过物理方式添加到聚氨酯材料中，会导致聚氨酯薄膜力学性能的下降。

CN104371116A公开了一种木质素基膨胀型阻燃剂的制备方法，是通过优化反应温度、反应时间、反应物的配比以及溶剂的选择配比等工艺条件，将磷酸酐与木质素进行酯化反应后，再与三聚氰胺反应，获得集酸源、炭源、气源于一体的成炭量高、阻燃性好的木质素基膨胀型阻燃剂。将该发明木质素基膨胀型阻燃剂单独或与其他阻燃剂复配应用于P(3,4)HB生物聚酯材料中时，与基体的相容性好，能显著提高材料的阻燃性能，同时还能改善材料的力学性能，制备出综合性能优异的P(3,4)HB阻燃复合材料。但该方法制备的阻燃剂需要或与其他阻燃剂复配用于制备聚氨酯，单独使用综合性能有待改善。

CN103865250A公开了一种防火的聚氨酯薄膜及其制备方法。该聚氨酯薄膜，包含水性聚氨酯树脂，以水性聚氨酯树脂的质量计，10～30%的氢氧化物阻燃剂、2～5%的磷酸酯阻燃剂，及以氢氧化物阻燃剂的质量计，15～25%的硅烷偶联剂、6～10%的硬脂酸润滑剂、2～4%的油酸润滑剂。该发明通过在水性聚氨酯树脂中添加氢氧化物阻燃剂和磷酸酯阻燃剂，使得薄膜具有较好的防水性；通过添加硅烷偶联剂、硬脂酸润滑剂和油酸润滑剂对氢氧化物阻燃剂的表面进行改性，使得薄膜具有较好的抗拉伸性能。该方法需要加入多种物质以提升材料综合性能，而且阻燃剂以物理方式加入，分散性和相容性较差，会影响聚氨酯的力学性能，并且会降低原有聚氨酯材料的降解性能。

发明内容