[发明专利]一种无卤阻燃聚乳酸共聚物及其制备方法

说明书

本发明提供一种无卤阻燃聚乳酸共聚物及其制备方法，以三氯氧磷、三甲基硅醇、水、乳酸、二甲基硅烷二醇为基本原料，首先将三甲基硅醇与三氯氧磷反应，再加水反应制备得到三甲基硅磷酸，然后将其与乳酸、二甲基硅烷二醇发生缩聚反应，制备得到无卤阻燃聚乳酸共聚物。本发明所述的无卤阻燃聚乳酸共聚物的制备方法，得到的聚乳酸共聚物具有良好的物理化学性能、热稳定性与阻燃性能。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃聚乳酸共聚物及其制备方法。

背景技术

聚乳酸（简称PLA）是一种广受欢迎的可生物降解的脂肪族聚酯，由生物质原料经微生物发酵生产的小分子乳酸聚合而成，其具有可生物降解、可再生、生物相容性好、高机械强度、高熔融温度和易加工等特点。PLA在自然界中最终的分解产物为二氧化碳和水，对生态环境没有污染，属于一种绿色环保的聚合物。

基于以上固有优势，PLA已经被广泛应用于工业、医药、建筑、交通、农业、电子电气、汽车和环保材料等领域，同时，作为石油基聚合物的一种有前途的替代物，PLA已经受到了越来越多的关注。

在一些需要聚乳酸材料具有阻燃性能的情况下，最有效的方法是通过添加含卤素（氯、溴等）化合物。然而，含卤化合物在燃烧时释放的大量烟雾和有毒的腐蚀性气体（如卤化氢），造成生命财产的严重损失。目前所用的无卤阻燃剂主要有金属氢氧化物、红磷（微胶囊化产品或母粒）、聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺（MA）、三聚氰胺盐（如三聚氰酸盐MC，聚磷酸盐MPP）、硼类阻燃剂，反应型磷系阻燃剂及磷-氮系膨胀型阻燃剂（IFR）等。

但是，上述采用无卤阻燃剂的方式存在以下缺陷：由于阻燃剂是添加型，将阻燃剂加入聚合物基体中，易出现添加剂分散不均匀的现象，导致得到的聚乳酸材料的物理化学性能不佳，热稳定性和阻燃性能也不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无卤阻燃聚乳酸共聚物，解决现有技术中聚乳酸共聚物的物理化学性能、热稳定性、阻燃性能不佳的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种无卤阻燃聚乳酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：

（1）取三甲基硅醇与三氯氧磷，进行如下的合成反应：

（Ⅰ）

得到如式（Ⅰ）所示的化合物；

（2）向步骤（1）中的式（Ⅰ）所示的化合物中加水，进行如下的反应：

得到三甲基硅磷酸；

（3）取步骤（2）中得到的所述三甲基硅磷酸，与乳酸、二甲基硅烷二醇发生如下缩聚反应：

（Ⅱ）

得到如式（Ⅱ）所示的无卤阻燃聚乳酸共聚物。

优选地，在步骤（3）所述的缩聚反应中，n与m的比值关系为（5~10）:1，n为50~100。

优选地，在步骤（3）所述的缩聚反应中，反应温度为50℃~150℃，反应时间为3h~48h。

优选地，在步骤（3）所述的缩聚反应中，真空度为0.085MPa~0.095MPa。

优选地，步骤（3）所述的缩聚反应在催化剂的催化下进行，所述催化剂为辛酸亚锡。

优选地，步骤（3）中，所述乳酸为L-乳酸。

优选地，步骤（1）中所述合成反应的反应温度为0℃~120℃，反应时间为3h~48h。