[发明专利]一种反应型氮磷协效生物质基阻燃剂接枝聚乳酸及其制法

说明书

本发明涉及聚乳酸材料技术领域，且公开了一种反应型氮磷协效生物质基阻燃剂接枝聚乳酸，包括以下配方原料及组分：氮磷协效改性壳聚糖、D,L丙交酯、辛酸亚锡。该一种反应型氮磷协效生物质基阻燃剂接枝聚乳酸，以戊二醛作为交联剂，将三聚氰胺和壳聚糖的氨基进行缩合交联反应，以吡啶作为缚酸剂，使六氯环三磷腈的氯原子与壳聚糖的部分羟基进行取代反应，得到氮磷协效改性壳聚糖，氮磷协效改性壳聚糖中的羟基作为活性位点，与D,L丙交酯与进行聚合反应，使氮磷协效改性壳聚糖作为支链单体，化学共价接枝加入聚乳酸的分子链，作为氮磷协效的生物质基膨胀阻燃剂，赋予了壳聚糖优异的阻燃性能。

技术领域

本发明涉及聚乳酸材料技术领域，具体为一种反应型氮磷协效生物质基阻燃剂接枝聚乳酸及其制法。

背景技术

阻燃剂是赋予高分子聚合物难燃性的功能型助剂，如溴系阻燃剂、氮磷阻燃剂、六氯环三磷腈、膨胀阻燃剂等，阻燃剂可以分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂，添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入到聚合物中，使聚合物具有阻燃性的，反应型阻燃剂是作为一种单体参加聚合反应，因此使聚合物本身含有阻燃成分，优点是对聚合物材料使用性能影响较小，阻燃性持久。

聚乳酸是一种新型的生物降解材料，机械性能及物理性能良好、生物相容性优异、聚乳酸适用于热塑、吹塑等各种加工方法，加工方便，应用广泛，可以制成塑料制品、包装食品、、农用织物、卫生用品等材料，但是聚乳酸的燃点较低，阻燃性能较差，限制了聚乳酸的应用领域，目前通常加入添加型阻燃剂来增强聚乳酸的阻燃性能，但是添加型阻燃剂往往会影响聚乳酸材料的机械性能和使用性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种反应型氮磷协效生物质基阻燃剂接枝聚乳酸及其制法，解决了聚乳酸阻燃性能较差的问题，同时避免了添加型阻燃剂会影响聚乳酸材料的机械性能的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种反应型氮磷协效生物质基阻燃剂接枝聚乳酸，包括以下原料及组分：氮磷协效改性壳聚糖、D,L丙交酯、辛酸亚锡，质量比为5-20:100:0.05-0.1。

优选的，所述反应型氮磷协效生物质基阻燃剂接枝聚乳酸制备方法包括以下步骤：

(1)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂和壳聚糖，缓慢滴加盐酸溶液直至壳聚糖溶解，再加入三聚氰胺和交联剂戊二醛，在50-70℃匀速搅拌反应2-5h，使用蒸馏水离心分离和洗涤，直至上层液体澄清并呈中性，制备得到三聚氰胺交联壳聚糖。

(2)向反应瓶中加入乙醚溶剂和三聚氰胺交联壳聚糖，置于超声分散仪中，超声处理2-4h，超声频率为25-40KHz，再加入六氯环三磷腈和缚酸剂吡啶，在0-5℃下匀速搅拌反应10-20h，将溶液使用乙醚和乙醇溶剂离心分离洗涤，并干燥，制备得到氮磷协效改性壳聚糖。

(3)向反应瓶中加入二甲亚砜溶剂和氮磷协效改性壳聚糖，超声分散均匀后置于油浴锅中，加热至100-120℃，加入D,L丙交酯和辛酸亚锡，匀速搅拌反应24-48h，将溶液置于冰水浴中冷却，加入蒸馏水直至大量沉淀析出，使用蒸馏水和乙醇离心分离洗涤，并干燥，固体产物置于在三氯甲烷溶剂中，超声分散均匀后将溶液倒入成膜模具中了自然流延、干燥并压制成膜，制备得到反应型氮磷协效生物质基阻燃剂接枝聚乳酸。

优选的，所述超声分散仪包括超声器、超声器下方固定连接有超声探头、超声分散仪内部下方固定连接有底座、底座上方设置有调节阀、调节阀固定连接有调节杆、调节杆活动连接有调节转球、调节转球活动连接有移动杆、移动杆活动连接有载物台，载物台上方设置有反应瓶。

优选的，所述壳聚糖、三聚氰胺和交联剂戊二醛的质量比为10:6-10:15-20。

优选的，所述三聚氰胺交联壳聚糖、六氯环三磷腈和缚酸剂吡啶的质量比为10:2-5:0.5-1。

(三)有益的技术效果