【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物基阻燃材料，具体涉及到一种性能优异的全生物基阻燃材料及其制备方法，属于阻燃材料。
技术介绍
1、环氧树脂是一种附着性能好、耐化学腐蚀、稳定性高、绝缘性能优良的材料，广泛应用于涂料、黏结剂和各种树脂材料。水性环氧乳液需要具有优异的稳定性及满足使用要求的机械性能、固化速度、防腐蚀性能等。水溶性的环保型水性环氧树脂解决了传统方法制备得到的环氧树脂多溶于有机溶剂，释放可挥发性有机物(vocs)，环境不友好且有对人体有极大的危害的问题。而环氧树脂本身的易燃问题仍未得到解决，水性环氧树脂应用于阻燃材料的研究日益引起学者们的关注。
2、水性环氧乳液阻燃研究国内外已有相关报道，但研究集中于乳液中添加可溶性阻燃剂，如添加阻燃微胶囊、三聚氰胺、聚磷酸铵等。目前添加剂的种类以化学合成类为主，添加后容易引起水性环氧乳液聚集团聚、水解等系列问题，同时添加剂存在依赖化工原料，不环保等问题。
技术实现思路
1、本专利技术从全生物基材料出发，利用生物基植酸与甘油的一个羟基进行磷酸酯化反应，得到植酸甘油酯。植酸甘油酯中甘油的残余端位羟基作为反应基团进一步的与植物油进行环氧化后的生物基环氧化合物反应，得到大分子化合物植酸甘油酯植物油环氧化合物，进一步将体系中的残余的磷酸基团与尿素进行成盐反应，增加水溶性及阻燃剂的水溶液稳定性，得到高稳定性生物基水性阻燃环氧树脂。
2、本专利技术体系绿色环保可再生，从全生物基材料出发，利用的植酸、甘油、植物油、尿素均为生物基原材料，经过酯化、环
3、本专利技术采用的技术方案具体如下：
4、一种生物基水性阻燃环氧树脂的制备方法，所述生物基水性阻燃环氧树脂由植酸、甘油、环氧植物油制备得到；其包括如下步骤：
5、步骤一：将植酸、甘油溶解在芳烃溶剂中，利用植酸与甘油的一个羟基进行磷酸酯化反应，制得中间体1植酸甘油酯；
6、步骤二：在中间体1植酸甘油酯中加入环氧植物油，植酸甘油酯中甘油的残余端位羟基作为反应基团进一步的与植物油进行环氧化后的生物基环氧化合物反应，制得中间体2植酸-甘油-环氧植物油酯；
7、步骤三：在中间体2植酸-甘油-环氧植物油酯中加入尿素和去离子水，进一步将植酸-甘油-环氧植物油酯中残余的磷酸基团与尿素进行成盐反应，制得到生物基水性阻燃环氧树脂。
8、进一步的，生物基水性阻燃环氧树脂中生物基原材料的各物质的量比为：植酸：甘油：环氧植物油：尿素：去离子水为1:1～6:1～12:3～9:6～18。
9、进一步的，生物基水性阻燃环氧树脂中生物基原材料的环氧植物油是由大豆油、菜籽油、棉籽油、花生油、葵花籽油、亚麻油经环氧化制得的。
10、进一步的，生物基水性阻燃环氧树脂中所用溶剂为芳烃溶剂，如甲苯、二甲苯、氯苯，主要起到脱水酯化作用，优选甲苯。其中，植酸在溶剂中的浓度为1～2mol/l。
11、进一步的，步骤一和步骤二中，利用植酸的酸性进行无催化剂反应，也可加入催化剂，催化剂为硫酸、三氟乙酸、对甲苯磺酸常规脱水剂，加入的量为植酸摩尔质量的10％～600％。
12、进一步的，生物基水性阻燃环氧树脂中反应温度为室温-180℃，优选溶剂分水回流温度。
13、进一步的，步骤三中，将植酸-甘油-环氧植物油酯中残余的磷酸基团与尿素进行成盐反应的反应温度为120～140℃，至ph为4.0～7.0停止反应。
14、进一步的，步骤三还包括分离步骤：
15、在成盐反应结束后的体系中加入去离子水搅拌至水性阻燃环氧树脂全部溶解于水相，去除有机相，水相即为目标生物基水性阻燃环氧树脂。
16、本专利技术还提供了上述制备方法制备获得的生物基水性阻燃环氧树脂，通过磷氮系阻燃协效作用产生阻燃效果。
17、更近一步的，本专利技术还提供了上述生物基水性阻燃环氧树脂在作为阻燃剂中的应用，所述生物基水性阻燃环氧树脂作为阻燃剂与水性环氧乳液复配使用，添加量为1wt％～30wt％。优选5wt％添加使用。
18、更近一步的，生物基水性阻燃环氧树脂中所述阻燃剂同时可应用于聚酯、聚氨酯、聚乳酸、纤维素的阻燃剂使用，推荐使用量10wt％。
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1.一种生物基水性阻燃环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述生物基水性阻燃环氧树脂由植酸、甘油、环氧植物油制备得到；其包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：植酸、甘油、环氧植物油、尿素和去离子水的摩尔比为1:1～6:1～12:3～9:6～18。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：环氧植物油是由大豆油、菜籽油、棉籽油、花生油、葵花籽油、亚麻油经环氧化制得的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一中，芳烃溶剂为甲苯、二甲苯、氯苯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一和步骤二中，还包括加入催化剂，催化剂为硫酸、三氟乙酸、对甲苯磺酸中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一和步骤二中，反应温度为室温-180℃，优选分溶剂水回流温度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤三中，将植酸-甘油-环氧植物油酯中残余的磷酸基团与尿素进行成盐反应的反应温度为120～140℃，至pH为4.0～7.0停止反应。
8.根据权
9.一种权利要求1-8任一项所述生物基水性阻燃环氧树脂的制备方法制备获得的生物基水性阻燃环氧树脂。
10.一种权利要求9所述的生物基水性阻燃环氧树脂在作为阻燃剂中的应用，其特征在于：所述生物基水性阻燃环氧树脂作为阻燃剂与水性环氧乳液复配使用。
...【技术特征摘要】
1.一种生物基水性阻燃环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述生物基水性阻燃环氧树脂由植酸、甘油、环氧植物油制备得到；其包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：植酸、甘油、环氧植物油、尿素和去离子水的摩尔比为1:1～6:1～12:3～9:6～18。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：环氧植物油是由大豆油、菜籽油、棉籽油、花生油、葵花籽油、亚麻油经环氧化制得的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一中，芳烃溶剂为甲苯、二甲苯、氯苯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤一和步骤二中，还包括加入催化剂，催化剂为硫酸、三氟乙酸、对甲苯磺酸中的一种或多种...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑文涛，郑成利，过国芹，郑海珍，韦海，过国良，
申请(专利权)人：浙江弘利新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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