一种阻燃型聚乳酸复合材料制造技术

本发明专利技术属于阻燃材料技术领域，具体涉及一种阻燃型聚乳酸复合材料，该复合材料按重量份数计，每100重量份的阻燃型聚乳酸材料中含有聚乳酸82～93份、阻燃剂3～8份、抗氧剂0.05～0.5份、成炭剂2～10份、协同剂0.6～1份；其中，所述的聚乳酸由如下步骤制得：1）提取原料，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸和碳酸钙进行发酵，获得发酵液；2）向发酵液中加入硫酸，充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩，并再次过滤，获得乳酸；3）乳酸经过精制、脱水低聚、高温裂解，生成环状二聚体丙交酯，再开环缩聚合成聚乳酸。本发明专利技术提出一种阻燃型聚乳酸复合材料，具有较高的阻燃效率，阻燃剂用量少，复合材料的力学性能佳。

A Flame Retardant Polylactic Acid Composite

The invention belongs to the technical field of flame retardant materials, and specifically relates to a flame retardant polylactic acid composite material, which contains 82-93 parts of polylactic acid, 3-8 parts of flame retardant, 0.05-0.5 parts of antioxidant, 2-10 parts of charring agent and 0.6-1 part of synergist per 100 parts of flame retardant polylactic acid material by weight. The polylactic acid is extracted by the following steps:1) Raw materials were fermented by adding pure lactic acid and calcium carbonate under the action of biocatalyst to obtain fermentation broth; 2) adding sulphuric acid into fermentation broth, fully stirring and filtering, evaporating and concentrating the filtrate, and filtering again to obtain lactic acid; 3) lactic acid was refined, dehydrated, oligomerized and pyrolyzed to form cyclic dimer lactide, and then ring-opening polycondensation to polylactic acid. The invention provides a flame retardant polylactic acid composite material, which has high flame retardant efficiency, less amount of flame retardant and good mechanical properties of the composite material.

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃型聚乳酸复合材料
本专利技术属于阻燃材料
，具体涉及一种阻燃型聚乳酸复合材料。
技术介绍
聚乳酸（PLA）是脂肪族聚酯，以乳酸（2-羟基丙酸）为基本结构单元。PLA可通过发酵玉米等天然原料制得，也可采用乳酸缩聚制得。聚乳酸作为一种非石油基可生物降解高分子材料，一直是材料科学领域中研究的重大主题。聚乳酸合成及改性工艺的不断发展，使得聚乳酸在多个领域内替代传统塑料逐渐成为可能。而聚乳酸产业化的逐渐成熟，也使得越来越多的聚乳酸产品将会出现，像聚乳酸塑料袋、餐具、高尔夫球钉等产品已经在市面上流通了。但是聚乳酸材料易燃烧，且燃烧时熔滴现象严重，限制了其在电子产品、汽车内饰件、家具、办公自动化设备的壳体等有阻燃要求领域的应用，因此需要对其进行阻燃改性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中聚乳酸材料阻燃性不足的问题而提供一种高效阻燃聚乳酸材料。实现本专利技术目的而采用的技术方案为：一种阻燃型聚乳酸复合材料，按重量份数计，每100重量份的阻燃型聚乳酸材料中含有聚乳酸82～93份、阻燃剂3～8份、抗氧剂0.05～0.5份、成炭剂2～10份、协同剂0.6～1份；其中，所述的聚乳酸由如下步骤制得：（1）提取原料，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸和碳酸钙进行发酵，获得发酵液；（2）向发酵液中加入硫酸，充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩，并再次过滤，获得乳酸；（3）乳酸经过精制、脱水低聚、高温裂解，生成环状二聚体丙交酯，再开环缩聚合成聚乳酸。优选地，步骤（1）中所述的提取原料，该原料选自玉米、小麦、木薯中的一种，所述生物催化剂选自麦芽酶、糖化酶中的一种。优选地，步骤（2）中所述硫酸的体积百分数为20-30%。优选地，所述的阻燃剂为多聚磷酸胺、密胺聚磷酸盐、季戊四醇二磷酸酯中的一种或多种。优选地，所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1222、抗氧剂168中的一种或多种。优选地，所述的成炭剂为季戊四醇、山梨醇、淀粉、木质素、聚碳酸酯、尼龙、酚醛树脂、环氧树脂中的一种或多种。优选地，所述的粘土为钠基蒙脱土、烷基铵盐插层蒙脱土、季鏻盐插层蒙脱土中的至少一种。优选地，所述的固体超酸为金属氧化物负载硫酸根的固体超强酸、蒙脱土超强酸、沸石超强酸中的至少一种。本专利技术所产生的技术效果：本专利技术提出一种阻燃型聚乳酸复合材料，具有较高的阻燃效率，阻燃剂用量少，复合材料的力学性能佳。本专利技术所制备的聚乳酸的原材料容易获得，生产成本低，纺丝速度快，且质量稳定，对环境污染小，适合大规模连续生产。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的描述。实施例11）聚乳酸的制备提取玉米原料，在生物催化剂麦芽酶的作用下，加入纯乳酸和碳酸钙进行发酵，获得发酵液；向发酵液中加入硫酸，硫酸的体积百分数为50%，充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩，并再次过滤，获得乳酸；乳酸经过精制、脱水低聚、高温裂解，生成环状二聚体丙交酯，将乳酸以特殊的浓缩制程，转变成丙交酯，即中间型产物减水乳酸，再开环缩聚合成聚乳酸。2）阻燃型聚乳酸复合材料的制备将步骤1）制得的聚乳酸86份、多聚磷酸胺5份、抗氧剂10100.3份、季戊四醇8份、烷基铵盐插层蒙脱土0.7份，熔融共混得到100份的阻燃型聚乳酸材料。该阻燃聚乳酸材料的阻燃性能为：LOI为36.5%，通过UL94V-0级别测试。实施例22）聚乳酸的制备提取木薯原料，在生物催化剂糖化酶的作用下，加入纯乳酸和碳酸钙进行发酵，获得发酵液；向发酵液中加入硫酸，硫酸的体积百分数为50%，充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩，并再次过滤，获得乳酸；乳酸经过精制、脱水低聚、高温裂解，生成环状二聚体丙交酯，将乳酸以特殊的浓缩制程，转变成丙交酯，即中间型产物减水乳酸，再开环缩聚合成聚乳酸。2）阻燃型聚乳酸复合材料的制备将步骤1）制得的聚乳酸82份、多聚磷酸胺8份、抗氧剂1680.5份、木质素8.5份、烷基铵盐插层蒙脱土1份，熔融共混得到100份的阻燃型聚乳酸材料。该阻燃聚乳酸材料的阻燃性能为：LOI为36.8%，通过UL94V-0级别测试。聚乳酸熔点35-40度，聚乳酸降解会随着加工温度的上升而加剧，聚合物的熔体黏度下降，影响纺丝正常进行。提高纺丝速度，缩短熔体与空气的接触时间，从而有效减少聚乳酸热降解。所制备的聚乳酸纤维，相对分子质量温度，大于5000。以上实施方式仅用于说明本专利技术，而并非对本专利技术的限制，有关
的普通技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本专利技术的范畴，本专利技术的专利保护范围应由权利要求限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃型聚乳酸复合材料，其特征在于：按重量份数计，每100重量份的阻燃型聚乳酸材料中含有聚乳酸82～93份、阻燃剂3～8份、抗氧剂0.05～0.5份、成炭剂2～10份、协同剂0.6～1份；其中，所述的聚乳酸由如下步骤制得：（1）提取原料，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸和碳酸钙进行发酵，获得发酵液；（2）向发酵液中加入硫酸，充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩，并再次过滤，获得乳酸；（3）乳酸经过精制、脱水低聚、高温裂解，生成环状二聚体丙交酯，再开环缩聚合成聚乳酸。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃型聚乳酸复合材料，其特征在于：按重量份数计，每100重量份的阻燃型聚乳酸材料中含有聚乳酸82～93份、阻燃剂3～8份、抗氧剂0.05～0.5份、成炭剂2～10份、协同剂0.6～1份；其中，所述的聚乳酸由如下步骤制得：（1）提取原料，在生物催化剂的作用下，加入纯乳酸和碳酸钙进行发酵，获得发酵液；（2）向发酵液中加入硫酸，充分搅拌后过滤，对滤液进行蒸发浓缩，并再次过滤，获得乳酸；（3）乳酸经过精制、脱水低聚、高温裂解，生成环状二聚体丙交酯，再开环缩聚合成聚乳酸。2.根据权利要求1所述的阻燃型聚乳酸复合材料，其特征在于：步骤（1）中所述的提取原料，该原料选自玉米、小麦、木薯中的一种，所述生物催化剂选自麦芽酶、糖化酶中的一种。3.根据权利要求1所述的阻燃型聚乳酸复合材料，其特征在于：步骤（2）中所述硫酸的体积百分...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘传礼，
申请(专利权)人：淮安市冰青建设工程管理有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32