[发明专利]一种没食子酸基膨胀型阻燃剂的配方和应用

说明书

本发明涉及一种没食子酸基膨胀型阻燃剂的复配配方，是首次将没食子酸运用到膨胀型阻燃剂的制备当中，复配氨基树脂包裹的磷酸盐、改性层状无机物、金属氧化物，通过优化原料配比，获得一种新型膨胀型阻燃剂。将本发明所述的阻燃剂应用到聚乳酸中时，因为采用生物基材料没食子酸为炭源和气源，有利于提高阻燃剂与聚乳酸的相容性，可以有效降低阻燃剂的加入对聚乳酸力学性能的恶化效应，制备综合性能优异的聚乳酸阻燃复合材料。本发明中所涉及的阻燃剂绿色环保、阻燃效果良好、性能稳定、适用范围广；本发明所述的阻燃剂配方所涉及的原料来源广泛、价格低廉、基本无毒，工艺要求简单，适合大规模生产，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于膨胀型阻燃剂复配研发技术领域，具体涉及一种没食子酸基膨胀型阻燃剂的配方，以及该膨胀型阻燃剂在聚乳酸(PLA)材料中的应用。

背景技术

随着人们环保意识的增强，生物可降解高分子材料的研究越来越受到人们的关注，可降解高分子材料制品开始出现在我们的日常生活当中。但是，可降解高分子材料在给人们带来便利的同时，却存在着巨大的隐患，那就是可降解高分子材料易燃，随之而来的火灾也越来越多，给人们的生命和财产带来巨大的威胁，可降解高分子材料的阻燃也越来越受到人们的重视和关注。最早应用于可降解材料阻燃的是传统型的卤系阻燃剂，但是因为其产生高腐蚀性和高毒性的二噁英类气体被淘汰，后来出现的磷系和氮系阻燃剂，因为阻燃效率低下无法推广应用。

在众多的阻燃体系中，膨胀型阻燃体系(IFR)由于在燃烧过程中发烟量少、低毒、隔热、隔氧等优点而引起人们的关注。IFR是一种以氮、磷为主要组分的复合阻燃剂，它不含卤素因而无需氧化锑作为协效剂，该类阻燃剂在受热时发泡膨胀，故称为膨胀型阻燃剂。20世纪90年代后，膨胀型阻燃剂的研究逐渐开始活跃，它被公认为是实现阻燃剂无卤化的有效途径之一。此外，在膨胀型阻燃剂的使用过程中，为了进一步提高膨胀型阻燃剂的阻燃效率，通常会添加少量阻燃协效剂。最新报道，人们开始研究将天然产物应用到膨胀型阻燃体系中制备高效环保的阻燃剂，这也成为当今非常有意义的研究热点。天然产物没食子酸具有多羟基和羧基，可以作为炭源和气源应用到膨胀型阻燃剂，制备更加绿色环保的膨胀型阻燃剂。

PLA具有良好的力学性能、加工性能及生物相容性，是替代大宗通用塑料，如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等传统材料的理想环保材料。但是，PLA具有易燃、易滴落的问题，这严重影响了PLA在更多高新领域的应用，因此，开发一种同样绿色环保阻燃剂阻燃PLA是非常有现实意义的。

发明内容

本发明旨在提供一种没食子酸基膨胀型阻燃剂的配方。

本发明的另一目的是提供上述没食子酸基膨胀型阻燃剂在生物聚酯PLA中的应用，获得阻燃PLA复合材料。

为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是：

一种没食子酸基膨胀型阻燃剂的配方，包括如下步骤：是将没食子酸与氨基树脂包裹的磷酸盐混合，在使用前先后在基体中添加改性层状无机物和金属氧化物，从而得到没食子酸基膨胀型阻燃剂。

作为优选方案，所述氨基树脂包裹的磷酸盐为三聚氰胺甲醛树脂包裹的聚磷酸铵；所述改性层状无机物为有机改性蒙脱土；所述金属氧化物为氧化锌。

一种没食子酸基膨胀型阻燃剂的制备，包括如下步骤：

a)采用天然产物没食子酸复配氨基树脂包裹的磷酸盐，配比混合均匀得到初始阻燃剂；

b)在使用步骤a)得到的初始阻燃剂之前，要在基体中添加改性层状无机物和金属衍生物。

作为一种实施方案，步骤a)的操作包括如下步骤：

a1)没食子酸130℃真空干燥5h，氨基树脂包裹的磷酸盐80℃干燥5h；

a2)没食子酸与氨基树脂包裹的磷酸盐配比为1∶3，混合均匀。