[發(fā)明專利]一種含磷共聚阻燃聚乳酸纖維的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710532652.3
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN109206600A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜影;齊可非;趙麗娜;唐偉剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08G63/692
• 分類號: C08G63/692;C08G63/08;C08G63/90;D01F6/84
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;方莉

本發(fā)明涉及一種含磷共聚阻燃聚乳酸纖維的制備方法，其包括如下步驟：在催化劑的作用下，將丙交酯經(jīng)熔融聚合制得反應(yīng)產(chǎn)物，其中，丙交酯的轉(zhuǎn)化率為10％?45％；將反應(yīng)產(chǎn)物與含磷阻燃單體經(jīng)開環(huán)聚合制得含磷共聚阻燃聚乳酸樹脂，其中，丙交酯的轉(zhuǎn)化率≥92％；將含磷共聚阻燃聚乳酸樹脂經(jīng)脫除丙交酯處理以及脫揮處理后，經(jīng)熔紡成型制得含磷共聚阻燃聚乳酸纖維，其中，經(jīng)脫除丙交酯處理后的含磷共聚阻燃聚乳酸樹脂中丙交酯的含量≤0.5wt％。本發(fā)明采用共聚方法制備阻燃PLA，有效避免了阻燃劑與基體相容性差、阻燃劑遷移和析出、多次熔融加工熱穩(wěn)性差等問題，所得阻燃PLA兼具良好的可紡性、阻燃性能和力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于阻燃聚乳酸及其纖維技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含磷共聚阻燃聚乳酸纖維的制備方法。

背景技術(shù)

聚乳酸(PLA)是一種來源于可再生資源并且可以完全降解為二氧化碳和水的“綠色高分子”材料。由于其無毒，無刺激性，具有優(yōu)良的生物相容性、生物吸收性、完全的生物可降解性，同時還具有優(yōu)良的物理、機械性能，因而受到廣泛的關(guān)注。聚乳酸本身的阻燃性能只有UL94HB級，極限氧指數(shù)(LOI)為21％，燃燒時只形成一層剛剛可見的碳化層，然后很快液化、滴下并燃燒，這大大限制了其在航空、電子電器、汽車等領(lǐng)域中的應(yīng)用。因此，有必要對聚乳酸進(jìn)行改性進(jìn)而提高其阻燃性。

因此，目前存在的問題是急需研究開發(fā)一種含磷共聚阻燃聚乳酸纖維的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含磷共聚阻燃聚乳酸纖維的制備方法。本發(fā)明提供的制備方法簡單，一方面解決了現(xiàn)有阻燃劑與聚乳酸相容性差導(dǎo)致難以成纖且所得纖維力學(xué)性能差的問題，另一方面緩解了聚乳酸易燃燒且熔滴現(xiàn)象嚴(yán)重的問題。

為此，本發(fā)明第一方面提供了一種含磷共聚阻燃聚乳酸纖維的制備方法，其包括如下步驟：

S1，在催化劑的作用下，將丙交酯經(jīng)熔融聚合制得反應(yīng)產(chǎn)物，其中，丙交酯的轉(zhuǎn)化率為10％-45％，所述反應(yīng)產(chǎn)物包含未反應(yīng)的丙交酯以及聚乳酸預(yù)聚物；

S2，將反應(yīng)產(chǎn)物與含磷阻燃單體經(jīng)開環(huán)聚合制得含磷共聚阻燃聚乳酸樹脂，其中，丙交酯的轉(zhuǎn)化率≥92％；

S3，將含磷共聚阻燃聚乳酸樹脂經(jīng)脫除丙交酯處理以及脫揮處理后，經(jīng)熔紡成型制得含磷共聚阻燃聚乳酸纖維，其中，經(jīng)脫除丙交酯處理后的含磷共聚阻燃聚乳酸樹脂中丙交酯的含量≤0.5wt％。

根據(jù)本發(fā)明方法，在步驟S1中，基于丙交酯的重量計，所述催化劑的用量為0.01wt％-0.1wt％。

在本發(fā)明的一些實施方式中，在步驟S1中，所述熔融聚合采用微波輻射聚合；優(yōu)選所述熔融聚合的反應(yīng)溫度為130-160℃，所述熔融聚合的反應(yīng)時間為2-15min；優(yōu)選所述聚乳酸預(yù)聚物的重均分子量為100-40000，更優(yōu)選為500-20000。

根據(jù)本發(fā)明方法，所述催化劑選自錫粉、氯化亞錫、辛酸亞錫、苯甲酸亞錫、三氧化二銻、有機酸稀土化合物和鐵化合物中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明方法，在步驟S2中，基于反應(yīng)產(chǎn)物與含磷阻燃單體的總重量計，所述含磷阻燃單體的用量為1wt％-5wt％，優(yōu)選為1wt％-3wt％。

根據(jù)本發(fā)明方法，所述含磷阻燃單體為主鏈包含羥基和/或胺基的反應(yīng)性官能團(tuán)的化合物；優(yōu)選所述含磷阻燃單體選自有機磷酸酯、含磷雜菲結(jié)構(gòu)的膦酸酯和氧化膦中的一種或多種；更優(yōu)選所述含磷阻燃單體選自下式(I)-(X)所示的化合物中一種或多種；

在本發(fā)明的一些實施方式中，在步驟S2中，所述開環(huán)聚合采用微波輻射聚合；優(yōu)選所述開環(huán)聚合的反應(yīng)溫度為140-200℃，所述開環(huán)聚合的反應(yīng)時間為5-30min。