CN114539592A

CN114539592A - 一种高阻燃轻量化生物基树脂复合材料及其制备方法

Info

Publication number: CN114539592A
Application number: CN202210212384.8A
Authority: CN
Inventors: 柳顺龙; 赵彤; 柳毅; 李�昊; 周恒�; 刘翔
Original assignee: Jiangsu Meilong Aviation Components Co ltd
Current assignee: Jiangsu Meilong Aviation Components Co ltd
Priority date: 2022-03-06
Filing date: 2022-03-06
Publication date: 2022-05-27

Abstract

本发明公开一种高阻燃轻量化生物基树脂复合材料及其制备方法，将植物纤维织物与生物基阻燃树脂、发泡剂、和稀释剂组成的树脂组合物进行初步发泡固化后，经由牵引预烘，得到半成品；再将上述得到的半成品进行固化后，得到成品。与现有技术相比，本发明的复合材料密度低质量轻，其氧指数可满足欧洲铁道行业标准EN45545标准的最高等级HL3级，具有高阻燃性和轻量化，适用于高铁、船舶、汽车、航空航天等领域，具有良好的工业生产价值及经济价值。

Description

一种高阻燃轻量化生物基树脂复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体为一种高阻燃轻量化生物基树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

酚醛树脂，俗称电木，一般是由苯酚等一系列酚类化合物和甲醛等醛类化合物为原料制备的树脂，其具有耐热、阻燃、低烟、低毒、高温强度保留率高等诸多优点。由酚醛树脂制备的复合材料，同样具备相应的优异性能，并且这类复合材料机械性能优异、成型性良好，同时价格低廉，因此在诸多领域得到应用，如飞机场、火车站、学校、医院等公共设施，以及飞机、轨道交通、汽车等内饰材料。

近年来，将酚醛树脂加工为复合材料的技术得到了迅猛的发展，但其主要是从增加韧性，提高机械强度和降低酸度等方面进行研究。制备境友好的树脂复合材料，逐渐成为业内关注的焦点。

生物质材料资源化利用，是指以除粮食以外的秸秆等木质纤维素类农林废弃物为原料生产环境友好的化工产品或绿色能源。以生物质材料为原料制备的环境友好的树脂材料也被称为生物基树脂。例如，中国专利文献（CN111533843A）公布一种高性能生物基树脂及其制备方法和应用，采用反应性溶剂甲基丙烯酸异山梨醇与棕榈油脂肪酸丙烯酰胺乙酯共聚制备环境友好生物基树脂，所得树脂用于与红麻纤维、竹纤维、玻璃纤维或碳纤维等增强体通过热压成型技术制备高性能纤维增强生物基树脂复合材料。中国专利文献（CN113897026A）公布的一种生物基树脂基体材料、碳纤维生物基树脂复合材料及其制备方法，通过将生物基树脂为主体材料，料制备碳纤维复合材料，以生物基树脂代替石油基树脂，减少对环境造成污染和对健康的潜在危害，减少碳排放等。

然而，目前这些生物基树脂材料制备方法复杂且大多密度较大质量较重，限制其应用领域，特别是限制了在经量化发展的航空航天领域的应用。另外，由于生物基树脂融入了大量的纤维素类生物质材料，具有易燃或阻燃性能差的缺陷，进一步制约了其在高铁、船舶、汽车、航空航天等领域的应用。因此，如何制备高阻燃兼具境友好的轻量化生物基树脂复合材料成为亟待解决的问题。

发明内容

针对上述存在的问题及为了达到上述的目的，本发明提供一种高阻燃轻量化生物基树脂复合材料及其制备方法，将植物纤维织物与树脂组合物进行初步发泡固化后，经由牵引预烘，得到半成品；再将上述步骤得到的半成品进行固化后，得到复合材料板材，具有较高的阻燃性能同时兼具环境友好、密度低的优点，适用于高铁、船舶、汽车、航空航天等领域。具体技术方案如下：

首先，本发明提供一种高阻燃轻量化生物基树脂复合材料，包括植物纤维织物和发泡固化在所述植物纤维织物上的树脂组合物；所述植物纤维织物为麻纤维、竹纤维、纤维素纤维其中的一种或几种，经针刺、胶粘、编织中的一种或几种成型形式制作而成；所述树脂组合物包括生物基阻燃树脂、发泡剂和稀释剂；所述植物纤维织物与树脂组合物的质量比为1∶0.5～4.5；所述生物基阻燃树脂、发泡剂和稀释剂质量比为100∶0.5～15∶10～100。

其次，本发明还提供一种前述的高阻燃轻量化生物基树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

a）将植物纤维织物与树脂组合物进行牵引预烘，并进行初步发泡固化，得到半成品；

b）将步骤a）中得到的半成品进行二次发泡固化，得到复合材料成品；

其中，

所述树脂组合物包括生物基阻燃树脂、发泡剂和稀释剂，其质量比为100∶0.5～15∶10～100；且所述生物基阻燃树脂25℃粘度＜10000cp，优选为500～2000cp，进一步优选为1000～1500cp，并且其于150℃下凝胶时间为100～400秒。

所述植物纤维织物为麻纤维、竹纤维、纤维素纤维其中的一种或几种，经针刺、胶粘、编织中的一种或几种成型形式制作而成。

所述植物纤维织物与树脂组合物的质量比为1∶0.5～4.5，优选为1∶1.5～3。

所述树脂组合物中生物基阻燃树脂、发泡剂、与稀释剂的质量比为100∶0.5～15∶10～100，优选为100∶1.5～3∶30～70。

前述的高阻燃轻量化生物基树脂复合材料的制备方法，步骤a）中，所述牵引预烘为采用卧式浸胶烘干线烘干，牵引速率为0.5～8m/min，优选为1～3.5m/min；预烘温度为90～140℃，优选为110～130℃；步骤b）中，所述二次发泡固化的温度为90～150℃，优选为125～140℃；所述二次发泡固化的时间为0.5～5小时，优选为1～2小时。

前述的高阻燃轻量化生物基树脂复合材料制备方法，所述生物基阻燃树脂由以下方法制得：

a1）在碱性催化剂的作用，将生物基酚类化合物和生物基醛类化合物进行反应，得到反应混合物；

a2）向上述混合物中加入含杂原子组分，杂化反应后，蒸馏得到生物基阻燃树脂；

步骤a1）中，所述生物基酚类化合物为木质素、丁香酚、白藜芦醇、麝香草酚、邻苯二酚；所述生物基醛类化合物为香草醛、水杨醛、糠醛；所述碱性催化剂为氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水、三乙胺、乙二胺或烷基胺。所述生物基酚类化合物、生物基醛类化合物、碱性催化剂反应混合的摩尔比为1∶0.5～2.0∶0.005～0.2，优选为1∶0.8～1.2∶0.01～0.18；所述反应的时间优选为3～7小时，优选为4～6小时；反应温度为60～100℃，优选为70～90℃。

步骤a2）中，所述含杂原子组分为聚磷酸铵、磷胺、磷酸三甲苯酯、尿素、三聚氰胺、硅粉、硅烷、正硅酸乙酯、苯硼酸、硼酸、硼酸锌中的一种或几种；优选为多聚磷酸铵、硼酸、硅烷中的一种或几种；所述杂化反应，生物基酚类化合物、生物基醛类化合物、碱性催化剂和含杂原子组分反应的摩尔比为1∶0.5～2.0∶0.005～0.2∶0.01～0.5，优选为1∶0.8～1.2∶0.01～0.18∶0.1～0.2；所述杂化反应的时间为2～8小时，优选为3～6小时；反应温度为60～110℃，优选为75～90℃。

前述的高阻燃轻量化生物基树脂复合材料制备方法，步骤a2）中，所述蒸馏为减压蒸馏，蒸馏温度为40～60℃，优选为445～55℃，蒸馏的真空压力为0.02～0.07Mpa，优选为0.04～0.06Mpa，以树脂在25℃的粘度达到500～2000cp，优选1000～1500cp范围后，停止蒸馏。

本发明的有益效果：

1）本发明采用生物基原材料制备酚醛树脂后进行杂化改性得到生物基阻燃树脂，再与发泡剂、稀释剂混合应用，并且在制备复合材料过程中采用预烘处理发泡预成型后，再进行二次发泡固化的工艺方法，从而得到具有高阻燃轻量化的复合材料。

2）本发明生物基阻燃树脂通过在树脂反应阶段向酚醛树脂体系中引入杂原子组分，使树脂体系中存在有机、无机多种组分。杂化改性组分优选含有磷、氮、硼、硅等元素，可明显提高树脂阻燃效果，在火焰燃烧过程中可生成一层层抑制燃烧的薄膜或碳层，从而提高阻燃性能；且上述组分共同加入时会使树脂中磷、氮、硼、硅等元素种类增多，可协同提高阻效果。

3）本发明在考虑杂化改性的过程中，因为主树脂体系为酚醛树脂、在考虑杂化改性的过程中不应破环原树脂体系，因此杂化改性的条件设定为：生物基酚类化合物、生物基醛类化合物、碱性催化剂和含杂原子组分反应的摩尔比为1∶0.5～2.0∶0.005～0.2∶0.01～0.5，优选为1∶0.8～1.2∶0.01～0.18∶0.1～0.2；所述杂化反应的时间为2～8小时，优选为3～6小时；反应温度为60～110℃，优选为75～90℃，满足酚醛树脂合成条件又可使含杂原子组分接入酚醛树脂结构中。

4）本发明制备方法采用预烘处理发泡预成型后，再进行二次发泡固化的工艺。预烘可使树脂组合物和纤维浸渍混合后，将组分中的稀释剂组分排除。另外，由于酚醛树脂的固化过程是使其转变为网状稳定结构的过程，表现为凝胶化和固化的两个阶段，该过程为不可逆过程；而在预烘过程中会有一部分发泡剂进行发泡，且发泡剂发泡效果会随着温度提高而呈正弦变化，若发泡过程不加外力影响随着发泡过程完成会出现不同程度的塌陷。因此，本发明预烘处理再进行二次发泡固化，可使发泡剂发泡完成的同时使酚醛树脂凝胶固化，使固化后的酚醛树脂保持发泡剂的泡孔大小及结构，且二次发泡固化过程匹配度越高会使固化后的复合材料密度更稳定、性能更优异，同时该过程也会使树脂纤维浸渍后组合物更易储存运输。

5）本发制备的复合材料，经实验，其密度范围为180～780kg/m³，其氧指数为38～45，具有轻量化和高阻燃的特点，适用于航空航天、高铁、船舶、汽车等领域，具有良好的工业价值及经济价值。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。其中，实施例1是一种生物基高阻燃轻量化复合材料制备方法，实施例2～4是根据实施例所述的制备方法制备具体的生物基高阻燃轻量化复合材料。

实施例1

本实施例是一种生物基高阻燃轻量化复合材料制备方法，本实施例的所有原料，对其来源没有特别限制，在市场购买的即可。本实施例的制备方法具体包括以下步骤：

a）将植物纤维织物与树脂组合物进行牵引预烘，初步发泡固化后，得到半成品；

b）将上述步骤a）得到的半成品进行固化后，得到复合材料板材。

所述树脂组合物包括生物基阻燃树脂、发泡剂、和稀释剂。所述树脂组合物中的生物基阻燃树脂的来源没有特别限制，但优选按照以下方法进行制备：首先，在碱性催化剂的作用，将生物基酚类化合物和生物基醛类化合物进行反应，得到反应混合物；然后，向上述混合物中加入含杂原子组分，杂化反应后，蒸馏得到生物基阻燃树脂。

所述生物基酚类化合物为木质素、丁香酚、白藜芦醇、麝香草酚、邻苯二酚；所述醛类化合物为香草醛、水杨醛、糠醛；所述碱性催化剂为氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水、三乙胺、乙二胺或烷基胺；所述生物基酚类化合物、生物基醛类化合物、碱性催化剂的摩尔比为1∶（0.5～2.0）∶（0.005～0.2），优选为1∶（0.8～1.2）∶（0.01～0.18）。本实施例对于上述反应的条件没有特别限制，参考熟知的酚醛反应条件即可，但优选为反应的时间为3～7小时，更优选为4～6小时；反应温度为60～100℃，更优选为70～90℃。

本实施例所述加入含杂原子组分，杂化反应，所述杂原子组分为聚磷酸铵、磷胺、磷酸三甲苯酯、尿素、三聚氰胺、硅粉、硅烷、正硅酸乙酯、苯硼酸、硼酸、硼酸锌中的一种或几种，优选为多聚磷酸铵、硼酸、硅烷中的一种或几种。这几种元素对于树脂阻燃有明显的提高效果，在火焰燃烧过程中均可生成一层一层抑制燃烧的薄膜或碳层，从而提高阻燃性能，且这几种组分共同加入时会使树脂中磷、氮、硼、硅等元素种类增多，可协同提高阻效果，提升产品的氧指数。例如，在其他条件全部相同的情况下，未经杂化的酚醛树脂固化物氧指数测试为27；而经过杂化的酚醛树脂固化物氧指数测试为42，阻燃性能大大提升。

对于反应的各物质摩尔比例，本实施例限定为：生物基酚类化合物∶生物基醛类化合物∶碱性催化剂∶无机元素=1∶（0.5～2.0）∶（0.005～0.2）：（0.01～0.5），优选为1∶（0.8～1.2）∶（0.01～0.18）∶（0.1～0.2）。所述杂化反应的时间优选为2～8小时，更优选为3～6小时；所述反应温度优选为60～110℃，更优选为75～90℃。为保证反应更加平稳，本实施例优选在反应过程中进行搅拌，且对搅拌的条件没有特别限制，以常见熟知的搅拌方式即可。

本实施例对蒸馏的方式也没有特别限制，以常见熟知的蒸馏方式即可。但由于本实施例的主体系为酚醛树脂，该树脂在温度过高或压力过大条件下随着溶剂的减小会使树脂自身发生反应预聚，该过程会严重影响树脂最终粘度，因此蒸馏方式优选采用减压蒸馏，并限定减压蒸馏的温度为40～60℃，优选为45℃～55℃；减压蒸馏的真空压力为0.02～0.07Mpa，优选为0.04～0.06Mpa，该工艺条件下，更易满足对生产设备的要求，同时在该条件下更易得到蒸馏除溶剂的效果。

本实施例中对减压蒸馏的时间没有特别限制，以所得生物基阻燃树脂在25℃先的粘度＜10000cp，且于150℃下凝胶时间为100～400秒即可停止减压蒸馏。所述的生物基阻燃树脂在25℃下的粘度值优选为500～2000cp，更优选为1000～1500cp。

本实施例中，将上述制备的生物基阻燃树脂、发泡剂、稀释剂按照质量比为100∶（0.5～15）∶（10～100），优选为100∶（1.5～3）∶（30～70）的比例混匀形成树脂组合物；然后将将植物纤维织物浸入，所述植物纤维织物为麻纤维、竹纤维、纤维素纤维其中的一种或几种，经针刺、胶粘、编织中的一种或几种成型形式制作而成，优选为麻纤维针刺织物，所述植物纤维织物与树脂组合物的质量比为1∶（0.5～4.5），更优选为1∶（1.5～3）；然后进行牵引预烘，初步发泡固化后，得到半成品，所述牵引预烘为采用卧式浸胶烘干线烘干，牵引的速率为0.5～8m/min，优选为1～3.5m/min；预烘温度为90～140℃，优选为110～130℃；然后将得到的半成品进行加热发泡固化，加热的温度为90～150℃，优选为125～140℃；所述发泡固化的时间为0.5～5小时，优选为1～2小时。本实施例中，所述发泡剂为橡胶发泡剂、玻璃发泡剂、塑料发泡剂、聚氨酯发泡剂其中的一种或几种，更优选为玻璃发泡剂和聚氨酯发泡剂，最优选为5#发泡剂；所述稀释剂为甲醇、乙醇、水、丙酮、丁酮中的一种或几种，最优选为水和乙醇混合液。

实施例2

首先将100kg木质素、60kg质量浓度为100%的水杨醛、0.32kg氢氧化钾加入到反应釜中，升温至75℃进行反应，反应6小时后，再向得到反应混合物中加入10kg多聚磷酸铵，反应3小时。在温度为45℃，真空压力为0.04Mpa的条件下进行减压蒸馏，减压至上述反应体系在25℃下的粘度值为1000cp时，停止减压蒸馏得到生物基阻燃树脂。

将上述方法制备的生物基阻燃树脂、5#发泡剂和乙醇按质量比100：2：50的比例进行混合并搅拌均为得到树脂组合物，再将由原纱编织的植物纤维织物浸入上述树脂组合物中，通过卧式浸胶烘干线，线速2m/min、温度115℃下进行牵引预烘得到半成品。

最后将上述半成品放入140℃模压机，固化2小时，得到生物基高阻燃轻量化复合材料。

对得到的生物基高阻燃轻量化复合材料进行性能检测，结果表明，本实施例制备的生物基高阻燃轻量化复合材料板材为280kg/m³，弯曲强度为13Mpa，冲击强度18KJ/m²，压缩强度29N/mm²。

对得到的生物基高阻燃轻量化复合材料进行阻燃性能测试，实验结果表明，本实施例制备的生物基高阻燃轻量化复合材料，其氧指数为39满足欧洲铁道行业标准EN45545标准的最高等级HL3级。

实施例3

首先将100kg木质素、60kg质量浓度为100%的水杨醛、0.44kg氢氧化钾加入到反应釜中，升温至75℃进行反应，反应7小时后，再向得到反应混合物中加入15kg多聚磷酸铵，反应3.5小时。在温度为45℃，真空压力为0.06Mpa的条件下进行减压蒸馏，减压至上述反应体系在25℃下的粘度值为1500cp时，停止减压蒸馏得到生物基阻燃树脂。

将上述方法制备的生物基阻燃树脂、5#发泡剂和乙醇按质量比100：3：60的比例进行混合并搅拌均为得到树脂组合物，再将由原纱编织的植物纤维织物浸入上述树脂组合物中，通过卧式浸胶烘干线，线速3m/min、温度120℃下进行牵引预烘得到半成品。最后将上述半成品放入135℃模压机，固化2小时，得到生物基高阻燃轻量化复合材料。

对得到的生物基高阻燃轻量化复合材料进行性能检测，结果表明，本实施例制备的生物基高阻燃轻量化复合材料板材密度为250kg/m³，弯曲强度为12Mpa，冲击强度16KJ/m²，压缩强度25N/mm²。

对得到的生物基高阻燃轻量化复合材料进行阻燃性能测试，实验结果表明，本实施例制备的生物基高阻燃轻量化复合材料，其氧指数为42满足欧洲铁道行业标准EN45545标准的最高等级HL3级。

实施例4

首先将100kg木质素、80kg质量浓度为100%的水杨醛、0.42kg氢氧化钾加入到反应釜中，升温至70℃进行反应，反应8小时后，再向得到反应混合物中加入20kg多聚磷酸铵，反应3小时。在温度为45℃，真空压力为0.05Mpa的条件下进行减压蒸馏，减压至上述反应体系在25℃下的粘度值为2000cp时，停止减压蒸馏得到生物基阻燃树脂。

将上述方法制备的生物基阻燃树脂、5#发泡剂和乙醇按质量比100：1.5：50的比例进行混合并搅拌均为得到树脂组合物，再将由原纱编织的植物纤维织物浸入上述树脂组合物中，通过卧式浸胶烘干线，线速3m/min、温度118℃下进行牵引预烘得到半成品。最后将上述半成品放入135℃模压机，固化2小时，得到生物基高阻燃轻量化复合材料板材。

对得到的生物基高阻燃轻量化复合材料进行性能检测，结果表明，本实施例制备的生物基高阻燃轻量化复合材料板材密度为350kg/m³，弯曲强度为19Mpa，冲击强度21KJ/m²，压缩强度31N/mm²。

对得到的生物基高阻燃轻量化复合材料进行阻燃性能测试，实验结果表明，本实施例制备的生物基高阻燃轻量化复合材料，其氧指数为41满足欧洲铁道行业标准EN45545标准的最高等级HL3级。

综上而言，本发明采用生物基原材料制备酚醛后协同杂化改性得到生物基阻燃树脂，再与发泡剂、稀释剂混合应用，并且在制备复合材料过程中采用预烘处理发泡预成型后，再进行二次发泡固化的工艺方法，从而得到具有高阻燃轻量化的复合材料。实验结果表明，本发明得到的复合材料密度范围为180～780kg/m³，其氧指数为38～45，具有高阻燃和轻量化，适用于高铁、船舶、汽车、航空航天等领域，具有良好的工业生产价值及经济价值。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非只包含一个的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种高阻燃轻量化生物基树脂复合材料，其特征在于：包括植物纤维织物和发泡固化在所述植物纤维织物上的树脂组合物；

所述植物纤维织物为麻纤维、竹纤维、纤维素纤维其中的一种或几种，经针刺、胶粘、编织中的一种或几种成型形式制作而成；

所述树脂组合物包括生物基阻燃树脂、发泡剂和稀释剂；

所述植物纤维织物与树脂组合物的质量比为1∶0.5～4.5；

所述生物基阻燃树脂、发泡剂和稀释剂质量比为100∶0.5～15∶10～100。

2.一种高阻燃轻量化生物基树脂复合材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

所述树脂组合物包括生物基阻燃树脂、发泡剂和稀释剂，其质量比为100∶0.5～15∶10～100；其中，所述生物基阻燃树脂25℃粘度＜10000cp，且于150℃下凝胶时间为100～400秒；

所述植物纤维织物与树脂组合物的质量比为1∶0.5～4.5。

3.根据权利要求2所述的高阻燃轻量化生物基树脂复合材料制备方法，其特征在于：步骤a）中，所述牵引预烘为采用卧式浸胶烘干线烘干，牵引速率为0.5～8m/min；预烘温度为90～140℃。

4.根据权利要求2所述的高阻燃轻量化生物基树脂复合材料制备方法，其特征在于：步骤b）中，所述二次发泡固化的温度为90～150℃；所述二次发泡固化的时间为0.5～5小时。

5.根据权利要求2所述的高阻燃轻量化生物基树脂复合材料制备方法，其特征在于：

所述生物基阻燃树脂25℃粘度为500～2000cp；

所述植物纤维织物与树脂组合物的质量比为1∶1.5～3；

所述树脂组合物中生物基阻燃树脂、发泡剂、与稀释剂的质量比为100∶1.5～3∶30～70。

6.根据权利要求3所述的高阻燃轻量化生物基树脂复合材料制备方法，其特征在于：步骤a）中，所述牵引预烘的牵引速率为1～3.5m/min；预烘温度为110～130℃。

7.根据权利要求2所述的高阻燃轻量化生物基树脂复合材料制备方法，其特征在于：步骤b）中，所述二次发泡固化的温度为125～140℃，时间为1～2小时。

8.根据权利要求2所述的高阻燃轻量化生物基树脂复合材料制备方法，其特征在于：所述生物基阻燃树脂由以下方法制得：

步骤a1）中，

所述生物基酚类化合物为木质素、丁香酚、白藜芦醇、麝香草酚、邻苯二酚；

所述生物基醛类化合物为香草醛、水杨醛、糠醛；

所述碱性催化剂为氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水、三乙胺、乙二胺或烷基胺；

所述生物基酚类化合物、生物基醛类化合物、碱性催化剂反应混合的摩尔比为1∶0.5～2.0∶0.005～0.2；

所述反应的时间优选为3～7小时反应温度为60～100℃；

步骤a2）中，

所述含杂原子组分为聚磷酸铵、磷胺、磷酸三甲苯酯、尿素、三聚氰胺、硅粉、硅烷、正硅酸乙酯、苯硼酸、硼酸、硼酸锌中的一种或几种；

所述杂化反应，生物基酚类化合物、生物基醛类化合物、碱性催化剂和含杂原子组分反应的摩尔比为1∶0.5～2.0∶0.005～0.2∶0.01～0.5；

所述杂化反应的时间为2～8小时，反应温度为60～110℃。

9.根据权利要求8所述的高阻燃轻量化生物基树脂复合材料制备方法，其特征在于：步骤a1）中，所述生物基酚类化合物、生物基醛类化合物、碱性催化剂反应混合的摩尔比为1∶0.8～1.2∶0.01～0.18；反应的时间为4～6小时，反应温度为70～90℃；

步骤a2）中，所述杂化反应，含杂原子组分为多聚磷酸铵、硼酸、硅烷中的一种或几种；所述生物基酚类化合物、生物基醛类化合物、碱性催化剂和无机元素反应的摩尔比为1∶0.8～1.2∶0.01～0.18∶0.1～0.2；协同杂化反应的时间为3～6小时，反应温度为75～90℃。

10.根据权利要求8所述的高阻燃轻量化生物基树脂复合材料制备方法，其特征在于：步骤a2）中，所述蒸馏为减压蒸馏，蒸馏温度优选为40～60℃，蒸馏的真空压力为0.02～0.07Mpa，以树脂在25℃的粘度达到500～2000cp范围后，停止蒸馏。