一种海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料和制备方法技术

本发明专利技术涉及聚乳酸阻燃技术领域，且公开了一种海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料，端羧基聚乳酸和鸟苷酸发生酰胺化反应，将鸟苷酸接枝到聚乳酸基体上，聚乳酸上的磷酸羟基和环氧改性海泡石发生环氧开环反应，有效避免了纳米海泡石的团聚，能够均匀分散在聚乳酸基体中，形成力学网络，提高基体的力学性能，海泡石能够提高聚乳酸基体在燃烧过程中炭层的形成和成炭量，鸟苷酸中的氮杂环在基体燃烧过程中会产生大量的不可燃的氮气等惰性气体，磷元素在高温条件下生成磷酸、亚磷酸等酸性物质，促进致密炭层的形成，促进产物降解碳化成泡沫层，得到的聚乳酸材料具有优良的阻燃性能。得到的聚乳酸材料具有优良的阻燃性能。得到的聚乳酸材料具有优良的阻燃性能。

【技术实现步骤摘要】
一种海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料和制备方法


[0001]本专利技术涉及聚乳酸阻燃
，具体为一种海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料和制备方法。

技术介绍

[0002]能源和问题和环境问题成为当今世界两大热门话题，聚乳酸是一种环境友好型的聚合物，来源于可再生的植物资源，在自然条件下能够降解成无污染的二氧化碳和水，具有来源广泛、价格低廉的特点，同时机械性能优异、易加工，是一种具有广泛应用前景的高分子材料，但聚乳酸具有高分子材料易燃的通性，在燃烧过程中伴随着熔滴现象，严重限制了聚乳酸材料在电子产品、航空等领域的应用和发展，提高聚乳酸材料的阻燃性能具有重要的研究价值和实际意义。
[0003]含卤阻燃剂具有优良的阻燃性能，但在燃烧的过程中会产生大量有毒的气体，严重违背了绿色环保的理念，磷系阻燃剂、氮系阻燃剂等具有阻燃效果优良且绿色环保的特点，是现在应用范围广泛的有机阻燃剂，而无机阻燃剂如氢氧化镁、氢氧化铝、海泡石等具有阻燃效果持久，具有很好的阻燃性能，中国专利CN101260227A公开了一种无卤阻燃聚乳酸的制备方法，通过将聚乳酸、阻燃剂、阻燃助剂等按比例混合，得到具有优良阻燃效果的阻燃聚乳酸材料，通过共混的方法，阻燃剂不能均匀的分散在聚乳酸基体中，容易发生团聚，严重影响基体的阻燃性能和阻燃的持久性，通过接枝的方法，将阻燃剂接枝到聚乳酸基体上，得到的阻燃剂具有优良且持久的阻燃能力。
[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料和制备方法，增强了聚乳酸材料阻燃性能。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料，所述海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料和制备方法如下：
[0008](1)向双螺杆挤出机中加入海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸和0.5％
‑
1.5％的抗氧剂1010，在170
‑
190℃熔融共混，挤出，在模具上热压，热压成型后，冷却，得到海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料。
[0009]优选的，所述热压的压力为8
‑
12MPa，热压的温度为185
‑
200℃，热压的时间为20
‑
30min。
[0010]优选的，所述海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸的制备方法如下：
[0011](1)向反应器中依次加入乙醇、二氯甲烷混合溶剂、端羧基聚乳酸、鸟苷酸、二环己基碳二亚胺(DCC)和N
‑
羟基
‑
苯并三氮唑(HOBt)，搅拌混合，在55
‑
80℃发生酰胺化反应，酰胺化反应的时间为4
‑
8h，反应结束后，过滤分离，使用乙醇洗涤，干燥，得到鸟苷酸接枝聚乳酸；
[0012](2)向反应器中依次加入质量份数为3500
‑
6000份的乙醇溶剂、100份的纳米海泡
石和140
‑
300份的γ
‑
(2,3
‑
环氧丙烷)丙基三甲氧基硅烷，在45
‑
70℃反应3
‑
8h，反应结束后，得到环氧改性海泡石；
[0013](3)向反应器中依次加入有机溶剂、鸟苷酸接枝聚乳酸和环氧改性海泡石，加热搅拌，发生环氧开环反应，反应结束后，旋蒸，干燥，得到海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸。
[0014]优选的，所述步骤(1)中乙醇的质量份数为1200
‑
3000份、二氯甲烷为600
‑
1500份、端羧基聚乳酸为100份、鸟苷酸为45
‑
95份、二环己基碳二亚胺25
‑
55份，N
‑
羟基
‑
苯并三氮唑为2
‑
5份。
[0015]优选的，所述步骤(3)中有机试剂为丙酮、二氯甲烷或二甲基亚砜中的任意一种。
[0016]优选的，所述步骤(3)中有机试剂的质量份数为800
‑
1500份、鸟苷酸接枝聚乳酸为100份，环氧改性海泡石为1
‑
6份。
[0017]优选的，所述步骤(3)中环氧开环反应的温度为45
‑
60℃，环氧开环反应的时间为5
‑
10h。
[0018]优选的，所述海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料应用于聚乳酸阻燃

[0019](三)有益的技术效果
[0020]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益技术效果：
[0021]该一种海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料，在乙醇溶剂中，端羧基聚乳酸端位上的羧基基团和鸟苷酸上的氨基在脱水剂二环己基碳二亚胺和催化剂N
‑
羟基
‑
苯并三氮唑的作用下，发生酰胺化反应，将鸟苷酸接枝到聚乳酸基体上，在聚乳酸表面引入鸟苷酸，聚乳酸上的磷酸羟基和环氧改性海泡石上的环氧发生环氧开环反应，将海泡石接枝到聚乳酸表面，有效避免了纳米海泡石的团聚，能够均匀分散在聚乳酸基体中，形成力学网络，提高基体的力学性能。
[0022]该一种海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料，海泡石具有一定的催化性能，能够有效的提高聚乳酸基体在燃烧过程中炭层的形成和成炭量，提高基体的阻燃性能，鸟苷酸中含有的氮杂环和磷元素均具有优良的阻燃性能，具有高富氧化，可燃性低，在聚乳酸表面形成保护膜，阻碍氧气和热量的传递，氮杂环在基体燃烧过程中会产生大量的不可燃的氮气等惰性气体，磷元素在高温条件下生成磷酸、亚磷酸等酸性物质，能够促进致密炭层的形成，促进产物降解碳化成泡沫层，提高聚乳酸基体的阻燃性能，得到的聚乳酸材料具有优良的阻燃性能。
附图说明
[0023]图1是鸟苷酸接枝聚乳酸的合成示意图。
[0024]图2是海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸的合成示意图。
具体实施方式
[0025]为实现上述目的，本专利技术提供如下具体实施方式和实施例：一种海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料的制备方法如下：
[0026](1)向反应器中依次加入质量份数为1200
‑
3000份的乙醇、600
‑
1500份的二氯甲烷混合溶剂、100份的端羧基聚乳酸、45
‑
95份的鸟苷酸、25
‑
55份的二环己基碳二亚胺和2
‑
5份
的N
‑
羟基
‑
苯并三氮唑，搅拌混合，在55
‑
80℃发生酰胺化反应，酰胺化反应的时间为4
‑
8h，反应结束后，过滤分离，使用乙醇洗涤，干燥，得到鸟苷酸接枝聚乳酸；
[0027](2)向反应器中依次加入质量份数为3500
‑
6000份的乙醇溶剂、100份的纳米海泡石和140
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法如下：(1)向双螺杆挤出机中加入海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸和0.5％
‑
1.5％的抗氧剂1010，在170
‑
190℃熔融共混，挤出，在模具上热压，热压成型后，冷却，得到海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料。2.根据权利要求1所述的一种海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料的制备方法，其特征在于：所述热压的压力为8
‑
12MPa，热压的温度为185
‑
200℃，热压的时间为20
‑
30min。3.根据权利要求1所述的一种海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸材料的制备方法，其特征在于：所述海泡石复合氮磷阻燃剂改性聚乳酸的制备方法如下：(1)向反应器中依次加入乙醇、二氯甲烷混合溶剂、端羧基聚乳酸、鸟苷酸、二环己基碳二亚胺(DCC)和N
‑
羟基
‑
苯并三氮唑(HOBt)，搅拌混合，在55
‑
80℃发生酰胺化反应，酰胺化反应的时间为4
‑
8h，得到鸟苷酸接枝聚乳酸；(2)向反应器中依次加入质量份数为3500
‑
6000份的乙醇溶剂、100份的纳米海泡石(SEP)和140
‑
300份的γ
‑
(2,3
‑
环氧丙烷)丙基三甲氧基硅烷，在45
‑
70℃反应3
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘孟何，
申请(专利权)人：刘孟何，
类型：发明
国别省市：