[发明专利]一种抗熔滴阻燃聚乳酸纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗熔滴阻燃聚乳酸纤维及其制备方法，其中抗熔滴阻燃聚乳酸纤维具有芯层、中间层、壳层三层结构，以聚乳酸、抗熔滴剂、界面相容剂为芯层，以聚乳酸、抗熔滴剂、界面相容剂、阻燃剂作为中间层，以聚乳酸、阻燃剂作为壳层。本发明抗熔滴阻燃聚乳酸纤维采用同轴熔融纺丝制成，呈现芯‑壳结构，能够进一步的改善阻燃剂在基体中相容性，使得纤维达到更好的阻燃性能；而且在纤维中引入了有效地抗熔滴剂，与PLA共混后可以提高熔体强度，从而提高抗熔滴性能，使聚乳酸纤维能够在防火服、家庭装饰、汽车内饰等领域得到更广泛的应用。

技术领域

本发明属于高分子材料阻燃技术领域，具体涉及一种抗熔滴阻燃聚乳酸纤维及其制备方法。

背景技术

聚乳酸(PLA)是当今市场上最具代表性的生物可降解和生物基聚合物之一，可作为石油基聚合物的代替被应用在各大领域。其中PLA被应用在纺织行业中，可以通过熔融纺丝、溶液纺丝或静电纺丝生产成具有不同纤维性能的纤维结构，从而得到织物。但PLA本身制得的纤维极易燃烧，且燃烧时有严重的熔滴现象。因此，有必要对其进行进一步阻燃改性。

为了解决上述存在的问题，如CN113151922A公开了一种通过共混熔融纺丝的方法，向聚乳酸中加入改性纳米金属与改性的纤维素得到一种阻燃聚乳酸纤维弹性面料；再如CN112813528A公开了将胶原蛋白、活性肽、壳聚糖等混合作为改性剂，随后加入到聚乳酸中制备阻燃聚乳酸弹性纤维。其中改性剂可以显著增加聚乳酸与阻燃剂等相容性，从而提高阻燃、力学性能；又如Aurélie Cayla等人在(PLAwith Intumescent System ContainingLignin and Ammonium Polyphosphate for Flame Retardant Textile)(Polymers 2016(8))这篇文章中提到往聚乳酸中加入木质素、聚磷酸铵(膨胀阻燃剂)并进行熔融纺丝，研究其对于聚乳酸的阻燃性、可纺性。上述文章、专利对聚乳酸的阻燃性能均有一定的增加效果，但上述方法制得的聚乳酸纤维相容性较差，或没有达到很好的阻燃效果；而且在之前的阻燃聚乳酸纤维的制备技术中没有或很少做到了抗熔滴的特性。

发明内容

基于此，本发明提供了一种抗熔滴阻燃聚乳酸纤维及其制备方法，具有抗熔滴特性的同时具有很好的阻燃性能。本发明克服了现有技术的不足，赋予纤维优异的阻燃性能，并且克服了PLA易熔滴的特性。

本发明抗熔滴阻燃聚乳酸纤维，具有芯层、中间层、壳层三层结构；三层结构中的物质组成呈现梯度分布。以聚乳酸、抗熔滴剂、界面相容剂为芯层，以聚乳酸、抗熔滴剂、界面相容剂、阻燃剂作为中间层，以聚乳酸、阻燃剂作为壳层。

本发明抗熔滴阻燃聚乳酸纤维，其各层原料按质量份数构成如下：

芯层：聚乳酸1-60份，抗熔滴剂40-80份，界面相容剂1-10份；

中间层：聚乳酸1-30份，抗熔滴剂40-80份，界面相容剂1-10份，阻燃剂5-20份；

壳层：聚乳酸70-95份，阻燃剂5-30份。

进一步地，芯层、中间层与壳层的质量比为1:1:1～1:3:5。

所述聚乳酸为普通市售聚乳酸。

所述抗熔滴剂为聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚三氟氯乙烯或由上述抗熔滴剂组成的复配抗熔滴剂，复配比例为1:1:1。

所述界面相容剂为聚乳酸接枝聚四氟乙烯(PLA-g-PTFE)，为市购获得。

所述阻燃剂为9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)，或为通过苯乙酮桥连的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DiDOPO)，或为聚乳酸接枝9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(PLA-g-DOPO，接枝率15％)，或由上述阻燃剂组成的复配阻燃剂。