[发明专利]一种阻燃型增塑剂及阻燃聚合物基复合材料

说明书

本发明公开了一种阻燃型增塑剂及阻燃聚合物基复合材料，属于材料学领域。本发明通过将苯基膦酰二氯与反应型增塑剂反应，苯基膦酰二氯的Cl基团与反应型增塑剂的部分羟基基团反应，可以去除有毒害的卤素，使得到的阻燃增塑剂对聚酯具有高效的阻燃作用，制得阻燃型增塑剂。利用该阻燃型增塑剂与聚酯复合得到阻燃聚酯复合材料，可显著改善阻燃性能和力学性能。

技术领域

本发明涉及一种阻燃型增塑剂及阻燃聚合物基复合材料，属于材料学领域。

背景技术

可降解聚酯，如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等。由于具有可生物降解、无毒无污染、力学强度高等优点，在生物医药、包装、汽车、电子、农业等领域都有广泛的应用。但是，与大多数高分子材料一样，聚酯存在易燃的缺点，在燃烧时产生大量黑烟、有毒有害气体，对环境和人体健康造成了严重的危害。因此，提高聚乳酸的阻燃性能已越来越引起人们的重视。

添加阻燃剂是提高聚酯阻燃性能的一种常用方法，人们在通过添加阻燃剂提高聚酯做了较多工作。但是，目前使用的大多数阻燃剂为卤系阻燃剂，其会对环境造成严重的危害，应用受到较多的限制。近年来，磷氮类无卤阻燃剂由于具有环保、高效等优点，越来越受到人们的关注。

专利CN106147159A公开了一种低添加型无卤阻燃聚乳酸复合材料及其制备方法，阻燃剂为合成磷酸酯、磷酰胺、磷酰酯或磷酰胺酯类化合物，添加含量为0.01-8.0份，所制备复合材料的极限氧指数为22-42，通过垂直燃烧测试V-0级，拉伸强度为60-70MPa，但阻复合材料脆性大。专利CN109851639A发明了一种烷基桥链DOPO衍射物的制备方法，能够在聚酯中均匀分散，改善其阻燃性，但存在添加量较高的缺点，同时在一定程度上降低了聚酯的力学性能。因此，研究开发用于聚酯的高效阻燃剂，能够在较低的添加量下显著提高其阻燃性，同时提高聚酯的力学性能，将具有重要的理论和应用意义。

发明内容

本发明的目的在于针对目前阻燃可降解聚酯存在的阻燃和力学性能缺陷，制备一种具有良好阻燃性能和力学性能的可降解聚酯。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供了一种阻燃型增塑剂，通过将苯基磷酰二氯与反应型增塑剂进行反应，键合后除去-Cl制得；所述反应型增塑剂为分子链末端带羟基的聚合物。

在一种实施方式中，反应型增塑剂为聚乙二醇(PEG)、聚己内酯(PCL)、聚甘油醚(PG)或聚四氢呋喃(PTHF)，其分子量为200-5000g/mol。

在一种实施方式中，按重量份配比为，苯基磷酰二氯1-5份，反应型增塑剂1-5份。

在一种实施方式中，所述反应还包括加入缚酸剂2-10份。

在一种实施方式中，所述缚酸剂包括三乙胺、三丙胺或三丁胺。

在一种实施方式中，所述反应是在有机溶剂环境下进行的，溶剂可选石油醚、乙醚。

在一种实施方式中，所述苯基磷酰二氯相对有机溶剂的浓度为0.1-0.5mol/L

在一种实施方式中，所述反应是在0-5℃下反应0.1-3h，然后在在室温下反应0.5-5h。

在一种实施方式中，所述阻燃型增塑剂的制备方法包括如下步骤：将反应型增塑剂溶于有机溶剂，加入缚酸剂，然后加入苯基膦酰二氯，混匀反应，反应结束后得到阻燃型增塑剂。

本发明还提供了一种阻燃聚酯复合材料，所述复合材料包括如下原料，按重量份配比组成：聚酯80-100份，上述的阻燃型增塑剂1-10份，抗氧剂0.1-0.4份。