一种应用于聚乳酸薄膜的生物基阻燃剂、制造方法及应用技术

本发明专利技术提供一种应用于聚乳酸薄膜的生物基阻燃剂，包括以下重量份数的原料：植酸50～70份；羟乙基六氢三嗪60～70份；炭源20～40份；协效剂2～5份；催化剂10～15份；氯化镁5～10份；水100～400份；所述碳源为氧化石墨烯和/或氧化石墨。本发明专利技术以氧化石墨烯和氧化石墨作为炭源，其在升温过程中发生脱水、热分解及炭化残炭率较高，协效剂的添加更是可以有效的增加炭层的厚度以及耐热性能，进一步提升整个体系的阻燃性能。植酸能够使本发明专利技术的阻燃剂更加有利于的使用在可降解塑料中。且本发明专利技术中的生物基阻燃剂不含有三聚氰胺，更有利于用于食品领域。本发明专利技术还提供了一种应用于聚乳酸薄膜的生物基阻燃剂的制备方法和应用。物基阻燃剂的制备方法和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于聚乳酸薄膜的生物基阻燃剂、制造方法及应用


[0001]本专利技术属于高分子材料
，尤其涉及一种应用于聚乳酸薄膜的生物基阻燃剂、制造方法及应用。

技术介绍

[0002]聚乳酸薄膜是一种可完全生物降解的热塑性脂肪族聚酯薄膜，具有无毒、无刺激、良好的生物相容性和吸收性，具有力学强度高的特点。聚乳酸的原料来自可再生的植物资源，经生物发酵获得的乳酸，再经化学合成获得。因此，聚乳酸薄膜拥有环境与资源双重优势，具有功能和结构材料两方面特点。自上世纪末，将聚乳酸薄膜作为生物降解高分子材料用于一次性消费制品发展十分迅速，但是在性价比上和通用塑料相比尚缺乏竞争力。从长期使用的角度考虑，人们试图将聚乳酸薄膜的应用向更加广泛的领域拓展，如电子电器产品和汽车领域等。但是，聚乳酸薄膜阻燃性能差，极限氧指数(LOI)在20左右，燃烧后很快液化，滴下并燃烧。因此，聚乳酸薄膜要实现在电子电器和汽车等领域得到应用，必须提高其阻燃性，使其LOI>28，燃烧级别达到UL94 VTM
‑
0级。
[0003]中国专利技术CN 111393814 A提供了一种以植酸修饰的石墨烯、三聚氰胺和壳聚糖为阻燃剂，与丙交酯聚合为聚乳酸薄膜材料。其所把所有的原料都通过聚合反应接枝在聚乳酸的分子链上，其修饰用的大分子链无论是共聚在聚乳酸分子主链上还是支链上，对聚乳酸链的柔顺性能差，薄膜硬度大，薄膜的断裂性能差，且制备过程中其聚合反应过多，造成生产过程冗长。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种应用于聚乳酸薄膜的生物基阻燃剂、制造方法及应用，本专利技术中的生物基阻燃剂阻燃性能优异、可降解且满足食品安全要求。
[0005]本专利技术提供一种应用于聚乳酸薄膜的生物基阻燃剂，包括以下重量份数的原料：
[0006]植酸50～70份；羟乙基六氢三嗪60～70份；炭源20～40份；协效剂2～5份；催化剂10～15份；氯化镁5～10份；水100～400份；
[0007]所述碳源为氧化石墨烯和/或氧化石墨。
[0008]优选的，所述协效剂为二氧化硅、氧化锌和碳酸钙中的一种或几种。
[0009]优选的，所述催化剂为浓硫酸或浓硝酸。
[0010]本专利技术提供如上文所述的应用于聚乳酸薄膜的生物基阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：
[0011]A)将羟乙基六氢三嗪与植酸的水溶液混合，得到混合溶液；
[0012]B)将所述混合溶液升温至80～90℃，在搅拌条件下加入催化剂，进行反应，得到反应溶液；
[0013]C)将所述反应溶液与炭源的分散液混合，在60～70℃下进行反应，得到阻燃剂原液；
[0014]D)在所述阻燃剂原液中加入协效剂和氯化镁，过滤后进行干燥，得到生物基阻燃剂。
[0015]优选的，所述步骤A)的混合过程保持温度40～60℃。
[0016]优选的，所述步骤B)中滴加催化剂，滴加的时间为1～3小时。
[0017]优选的，所述步骤B)中搅拌的速度为40～60rpm。
[0018]优选的，将碳源加入水中，10000～20000rpm的高速搅拌分散均匀，得到炭源的分散液。
[0019]优选的，所述步骤C)中反应的时间为1～3小时。
[0020]本专利技术提供如上文所述的应用于聚乳酸薄膜的生物基阻燃剂在制备聚乳酸薄膜中的应用。
[0021]本专利技术提供了一种应用于聚乳酸薄膜的生物基阻燃剂，包括以下重量份数的原料：植酸50～70份；羟乙基六氢三嗪60～70份；炭源20～40份；协效剂2～5份；催化剂10～15份；氯化镁5～10份；水100～400份；所述碳源为氧化石墨烯和/或氧化石墨。本专利技术以氧化石墨烯和氧化石墨作为炭源，其在升温过程中发生脱水、热分解及炭化残炭率较高，协效剂的添加更是可以有效的增加炭层的厚度以及耐热性能，进一步提升整个体系的阻燃性能。相比石化基的阻燃剂，植酸作为一种天然植物酸，其有着可降解及可再生的优势，能够使本专利技术的阻燃剂更加有利于的使用在可降解塑料中。且本专利技术中的生物基阻燃剂不含有三聚氰胺，更有利于添加本专利技术的聚乳酸薄膜用于食品领域。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供一种应用于聚乳酸薄膜的生物基阻燃剂，包括以下重量份数的原料：
[0023]植酸50～70份；羟乙基六氢三嗪60～70份；炭源20～40份；协效剂2～5份；催化剂10～15份；氯化镁5～10份；水100～400份；
[0024]所述碳源为氧化石墨烯和/或氧化石墨。
[0025]植酸(PA)，又名肌醇六磷酸、环己六醇六磷酸，是从植物种籽中提取的一种有机磷类化合物。植酸(盐)广泛存在于农作物及农副产品中，很多谷物、油料作物中的植酸含量高达1％
‑
3％，其中钙、镁、钾、锌等元素以植酸盐的形式存在。此外，植酸具有无毒、可再生和可降解等优点。在本专利技术中，所述植酸作为酸源，为阻燃剂中的脱水剂，其重量份数优选为50～70份，更优选为55～65份，如50份、55份、60份、65份、70份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
[0026]所述羟乙基六氢三嗪作为气源，在阻燃剂中为发泡剂，其重量份数优选为60～70份，如60份、61份、62份、63份、64份、65份、66份、67份、68份、69份、70份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
[0027]所述炭源优选为氧化石墨烯和/或氧化石墨，为阻燃剂中的成炭剂，所述炭源的重量份数优选为20～40份，更优选为25～35份，如20份、25份、30份、35份、40份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
[0028]在本专利技术中，所述协效剂优选为二氧化硅、氧化锌和碳酸钙中的一种或几种，所述协效剂的重量份数优选为2～5份，更优选为3～4份。
[0029]所述催化剂优选为浓硫酸或浓硝酸，所述催化剂的重量份数优选为10～15份，如
10份、11份、12份、13份、14份、15份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
[0030]所述氧化镁的重量份数优选为5～10份，如5份、6份、7份、8份、9份、10份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
[0031]所述水优选为去离子水，所述水的重量份数优选为100～400份，更优选为150～350份，如100份、150份、200份、250份、300份、350份、400份，优选为以上述任意数值为上限或下限的范围值。
[0032]本专利技术还提供了一种如上文所述的应用于聚乳酸薄膜的生物基阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：
[0033]A)将羟乙基六氢三嗪与植酸的水溶液混合，得到混合溶液；
[0034]B)将所述混合溶液升温至80～90℃，在搅拌条件下加入催化剂，进行反应，得到反应溶液；
[0035]C)将所述反应溶液与炭源的分散液混合，在60～70℃下进行反应，得到阻燃剂原液；
[0036]D)在所述阻燃剂原液中加入协效剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于聚乳酸薄膜的生物基阻燃剂，包括以下重量份数的原料：植酸50～70份；羟乙基六氢三嗪60～70份；炭源20～40份；协效剂2～5份；催化剂10～15份；氯化镁5～10份；水100～400份；所述碳源为氧化石墨烯和/或氧化石墨。2.根据权利要求1所述的生物基阻燃剂，其特征在于，所述协效剂为二氧化硅、氧化锌和碳酸钙中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的生物基阻燃剂，其特征在于，所述催化剂为浓硫酸或浓硝酸。4.如权利要求1所述的生物基阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：A)将羟乙基六氢三嗪与植酸的水溶液混合，得到混合溶液；B)将所述混合溶液升温至80～90℃，在搅拌条件下加入催化剂，进行反应，得到反应溶液；C)将所述反应溶液与炭源的分散液混合，在60～70℃下进行反...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯亮，王恩飞，
申请(专利权)人：海南赛诺实业有限公司，
类型：发明
国别省市：