一种阻燃高分子添加剂和聚乳酸复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃高分子添加剂，其制备方法包括以下步骤：在反应容器中将单体A、单体B混合，加入催化剂，并用溶剂充分溶解，形成聚合溶液，在0～50℃条件下聚合1～24h，加入体积浓度为10％的盐酸乙醇溶液终止聚合反应，将反应溶液倒入乙醇中沉降，再将产物置于真空干燥箱中室温干燥，最终得到所需的阻燃高分子添加剂。本发明专利技术还公开了一种应用有该阻燃高分子添加剂的聚乳酸复合材料及其制备方法。与现有技术相比，本发明专利技术的阻燃高分子添加剂阻燃性能稳定长效、与基体相容性好。与基体相容性好。与基体相容性好。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃高分子添加剂和聚乳酸复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及阻燃高分子
，具体指一种阻燃高分子添加剂和聚乳酸复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]火灾安全在现代生活中越来越重要。目前，大量可燃、易燃的聚合物材料扔被广泛应用于现代生活中，成为引发火灾(特别是城市建筑火灾)的主要着火材料，其火灾危险性越来越被人们所关心和重视。根据相关部门的统计数据显示，我国平均每年的大小火灾都会给社会造成5亿元以上的经济损失。因此，阻燃添加剂材料的研究已成为一项重要并迫在眉睫的研究课题。
[0003]目前被应用最多的阻燃剂包括金属氧化物阻燃剂、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂和氮系阻燃剂等。但是在实际应用过程中，金属氧化物与绝大部分高分子材料的极性差异巨大，难以在高分子材料内部充分分散，造成阻燃效果不好的缺点；添加了卤系阻燃剂的材料在燃烧过程中会释放卤化氢，虽然卤化氢具有消除燃烧反应产生活性自由基的作用，从而减缓或终止燃烧的链式反应，达到阻燃的目的，但卤化氢具有很强的毒性和腐蚀性，会对人体造成伤害；阻燃效果好，安全无毒，应用范围广的磷系阻燃剂和氮系阻燃剂在近些年得到了越来越多的关注。同时，研究表明磷和氮具有协同阻燃的作用，开发磷氮协同的阻燃剂具有重要的意义。如专利申请号为CN200910214090.3(公布号为CN101735601A)的专利技术专利《一种耐热阻燃尼龙组合物》通过在尼龙树脂中添加系阻燃剂、氮系阻燃剂和无机协效剂，充分利用了磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和无机协效剂的协同阻燃作用，大大提升了尼龙的阻燃性能。
[0004]但是上述阻燃剂与高分子基体材料的相容性较差，容易析出，阻燃性能不够稳定，还会影响复合材料的综合性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种阻燃性能稳定长效、与基体相容性好的阻燃高分子添加剂。
[0006]本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供一种上述阻燃高分子添加剂的制备方法。
[0007]本专利技术所要解决的第三个技术问题是提供一种应用有上述阻燃高分子添加剂的聚乳酸复合材料。
[0008]本专利技术所要解决的第四个技术问题是提供一种上述聚乳酸复合材料的制备方法。
[0009]本专利技术解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种阻燃高分子添加剂，其特征在于结构式如下：
[0010][0011]其中，R1基团为氢、C1
‑
C20烷基或C4
‑
C20芳基；
[0012]R2基团为氢、C1
‑
C20烷基或C4
‑
C20芳基；
[0013]R3基团为氢、C1
‑
C20烷基或C4
‑
C20芳基；
[0014]R4基团为氢、C1
‑
C20烷基或C4
‑
C20芳基；
[0015]R5基团为氢、C1
‑
C20烷基或C4
‑
C20芳基；
[0016]R6基团为氢、C1
‑
C20烷基或C4
‑
C20芳基；
[0017]R7基团为C1
‑
C20亚烷基、C4
‑
C20亚芳基或C1
‑
C20亚甲硅烷基；
[0018]R8基团为C1
‑
C20亚烷基、C4
‑
C20亚芳基或C1
‑
C20亚甲硅烷基；
[0019]R9基团与R
10
基团至少有一个为氰基、硝基或亚硝基(也就是说，在R9基团与R
10
基团中，其中一个基团为氰基、硝基或亚硝基的情况下，另一个可以是任一基团)；
[0020]R
11
为C1
‑
C20烷基、C1
‑
C20烷氧基、C4
‑
C20芳基或C4
‑
C20芳氧基；
[0021]X为氧、硫、硒；
[0022]n为正整数。
[0023]本专利技术解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种上述阻燃高分子添加剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：按摩尔份数，在反应容器中将40～50份单体A、40～50份单体B混合，加入0.1～5份催化剂，并用溶剂充分溶解，形成聚合溶液，在0～50℃条件下聚合1～24h，加入体积浓度为10％的盐酸乙醇溶液终止聚合反应，将反应溶液倒入乙醇中沉降，再将产物置于真空干燥箱中室温干燥，最终得到所需的阻燃高分子添加剂；
[0024]所述单体A的结构式如下：
[0025][0026]所述单体B的结构式如下：
[0027][0028]优选地，所述的催化剂为有机碱或无机碱中的至少一种。
[0029]进一步，所述的催化剂为三乙胺、吡啶、4
‑
二甲氨基吡啶、1,1,3,3
‑
四甲基胍、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铷、碳酸铯中的至少一种。
[0030]优选地，所述的溶剂为非质子有机溶剂。
[0031]进一步，所述的溶剂为四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、1,2
‑
二氯乙烷、N,N
‑
二甲基甲酰胺、二甲亚砜中的至少一种。
[0032]优选地，所述单体A和单体B的摩尔比为1:1。
[0033]优选地，所述聚合反应的反应温度为25℃，反应时间为20h。
[0034]本专利技术解决第三个技术问题所采用的技术方案为：一种应用有上述阻燃高分子添
加剂的聚乳酸复合材料，其特征在于，按质量份数计，包括有以下组分：
[0035]聚乳酸树脂粒料
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
85～99.9份；
[0036]阻燃高分子添加剂
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0.1～15份。
[0037]本专利技术解决第四个技术问题所采用的技术方案为：一种上述聚乳酸复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将所述聚乳酸树脂粒料和阻燃高分子添加剂在160～200℃的条件下熔融共混制得所述的聚乳酸复合材料。
[0038]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0039](1)本专利技术的阻燃高分子添加剂是基于磷氮协同机理实现阻燃性能的，无卤素的参与，具有安全、环境友好的优势；该高分子添加剂的分子量较高，可以直接作为添加剂，通过简单的共混就可以制备复合材料，且相对传统的小分子化合物添加剂，具有阻燃性能稳定长效，与基体相容性好，不易析出等优点；
[0040](2)本专利技术的阻燃高分子添加剂合成方法操作简单、条件温和、原料简单的特点，适合大规模生产；
[0041](3)本专利技术的阻燃高分子添加剂具有出色的阻燃性能，只需至多添加1％即可使聚乳酸复合材料的达到UL(Underwriters Laboratories)
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃高分子添加剂，其特征在于结构式如下：其中，R1基团为氢、C1
‑
C20烷基或C4
‑
C20芳基；R2基团为氢、C1
‑
C20烷基或C4
‑
C20芳基；R3基团为氢、C1
‑
C20烷基或C4
‑
C20芳基；R4基团为氢、C1
‑
C20烷基或C4
‑
C20芳基；R5基团为氢、C1
‑
C20烷基或C4
‑
C20芳基；R6基团为氢、C1
‑
C20烷基或C4
‑
C20芳基；R7基团为C1
‑
C20亚烷基、C4
‑
C20亚芳基或C1
‑
C20亚甲硅烷基；R8基团为C1
‑
C20亚烷基、C4
‑
C20亚芳基或C1
‑
C20亚甲硅烷基；R9基团与R
10
基团至少有一个为氰基、硝基或亚硝基；R
11
为C1
‑
C20烷基、C1
‑
C20烷氧基、C4
‑
C20芳基或C4
‑
C20芳氧基；X为氧、硫、硒；n为正整数。2.一种权利要求1所述的阻燃高分子添加剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：按摩尔份数，在反应容器中将40～50份单体A、40～50份单体B混合，加入0.1～5份催化剂，并用溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢鸿雁，冯佳冰，徐之光，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：