[发明专利]一种纳米阻燃抑烟剂的制备及阻燃抑烟聚乳酸纤维材料

说明书

本发明公开了一种纳米阻燃抑烟剂的制备及阻燃抑烟聚乳酸纤维材料，涉及聚乳酸功能改性技术领域，本发明制备了一种乳酸铈基三聚氰胺植酸纳米阻燃抑烟剂，结合三聚氰胺和植酸在阻燃方面的优势；并利用铈所具备的可捕捉聚合物燃烧过程中产生的自由基、抑烟作用及催化成炭作用，与三聚氰胺植酸纳米阻燃剂结合，制备铈基三聚氰胺植酸纳米阻燃抑烟剂；且为改善阻燃抑烟剂与聚乳酸基体的相容性，本发明在阻燃抑烟体系中引入乳酸基团，赋予阻燃抑烟剂与聚乳酸基体优异的相容性。

技术领域：

本发明涉及聚乳酸功能改性技术领域，具体涉及一种纳米阻燃抑烟剂的制备及阻燃抑烟聚乳酸纤维材料。

背景技术：

聚乳酸(PLA)是一种环保型高分子材料，具有良好的生物相容性和可降解性，被认为是具有广阔发展前景的绿色生物基材料。但是PLA的元素组成(碳、氢、氧)与分子链结构(酯键高温下易被破坏，生成挥发性可燃物)决定了其与通用高分子材料一样存在着易燃烧的缺陷。同时，聚乳酸在燃烧时会产生含有有毒、腐蚀性化学物质的烟气，而吸入烟气导致昏迷窒息也是火灾中人员伤亡的重要原因。现有技术中，针对聚乳酸阻燃常用的阻燃添加剂，如卤素、磷系、磷-氮系以及膨胀阻燃剂等对抑制聚乳酸燃烧时的烟气少有帮助，且通常会给聚乳酸的物理机械性能带来负面影响。

三聚氰胺是一种富氮、热稳定好的有机产品，能够在其吸热升华过程中吸收大量热量。植酸含磷量高，是一种有效的绿色环保型生物基磷系阻燃剂。将植酸和三聚氰胺两者的阻燃优势相结合，制备三聚氰胺植酸，在阻燃领域已有较广泛应用。但三聚氰胺植酸应用于聚乳酸材料时对抑制燃烧时的烟气无效果，与聚乳酸基体相容性差，影响其阻燃效果的发挥，同时影响聚乳酸材料的物理机械性能。

发明内容：

针对聚乳酸易燃，燃烧时产生的烟气量大，而阻燃效果好的磷-氮系阻燃剂对抑制聚乳酸燃烧时的烟气少有帮助，且通常存在与聚乳酸基体相容性差的问题，提供一种环境友好且与聚乳酸相容性极好的阻燃抑烟剂的制备方法及由其制备得到的阻燃抑烟聚乳酸纤维材料。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

本发明的目的之一是提供一种三聚氰胺植酸的制备方法，包括如下步骤：

(1)将三聚氰胺分散于水中，得到三聚氰胺分散液；

(2)将植酸溶解于水中，得到植酸溶液；

(3)将植酸溶液滴加到三聚氰胺分散液中，搅拌，得到浆料；

(4)将浆料转移到水热反应釜中，老化，静置，抽滤，烘干，得到三聚氰胺植酸。

本发明的目的之二是提供一种铈基三聚氰胺植酸的制备方法，包括如下步骤：

(1)将前述制备的三聚氰胺植酸分散到水中，得到三聚氰胺植酸分散液；

(2)将硝酸铈溶解于水中，得到硝酸铈溶液；

(3)将硝酸铈溶液滴加到三聚氰胺植酸钠分散液中，搅拌，静置，抽滤，烘干，得到铈基三聚氰胺植酸。

本发明的目的之三是提供一种乳酸铈基三聚氰胺植酸的制备方法，包括如下步骤：

(1)将前述制备的铈基三聚氰胺植酸分散到水中，得到铈基三聚氰胺植酸分散液；

(2)将乳酸钠溶解于水中，得到乳酸钠溶液；

(3)将乳酸钠溶液滴加到铈基三聚氰胺植酸分散液中，调节反应体系pH值，搅拌反应，静置，抽滤，烘干，得到乳酸铈基三聚氰胺植酸。

本发明的目的之四是提供一种纳米阻燃抑烟剂，所述纳米阻燃抑烟剂为前述制备的三聚氰胺植酸、铈基三聚氰胺植酸、乳酸铈基三聚氰胺植酸中的至少一种。

本发明的目的之五是提供一种阻燃抑烟聚乳酸复合材料，包括聚乳酸和前述的纳米阻燃抑烟剂。