本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種納米膨潤土復(fù)合阻燃聚乳酸生物塑料及其制備方法，以重量百分比計(jì)，該生物塑料由50～85％的聚乳酸，5～30％的納米膨潤土復(fù)配阻燃劑，0.1～5％的加工助劑，5～25％的可降解增韌樹脂，0.1～5％的偶聯(lián)劑，0.1～5％的接枝劑制成。制備步驟為先將聚乳酸、可降解增韌樹脂、納米膨潤土復(fù)配阻燃劑干燥，然后加入偶聯(lián)劑活化，再與加工助劑、接枝劑混合均勻，最后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出后冷卻風(fēng)干切粒。本發(fā)明專利技術(shù)所制備的阻燃聚乳酸復(fù)合材料不但能達(dá)到UL94V-0級阻燃標(biāo)準(zhǔn)，還能夠保持其力學(xué)、加工性能。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于高分子材料
，具體涉及一種。
技術(shù)介紹
在石油資源日益缺乏，環(huán)境保護(hù)壓力日益增大的當(dāng)今形式下，以石油為原料的各種樹脂產(chǎn)品大有被以淀粉等天然生物質(zhì)為基材的生物塑料所取代的趨勢。目前各國研發(fā)的生物塑料主要集中于這幾個(gè)品種聚乳酸(PLA)、聚羥基脂肪酸酯(PHA)、聚羥基丁酸(PHB)、聚乙醇酸(PGA)。原料生物質(zhì)主要來源于玉米、土豆、甘蔗、谷物、木材、油等。其中聚乳酸(PLA)是一種可再生并完全降解為水和二氧化碳的生物樹脂，由于其具有良好 的加工性能和機(jī)械強(qiáng)度，受到了最為廣泛的研究和工業(yè)化應(yīng)用。然而出于產(chǎn)品安全等方面考慮，卻來越多的國家制定法規(guī)要求塑料制品具有阻燃性，尤其是環(huán)保型阻燃功能。聚乳酸本身的阻燃性能只有UL94HB級，極限氧指數(shù)為21%，這一缺點(diǎn)限制了其在各領(lǐng)域的應(yīng)用。目前石化類樹脂的阻燃劑主要有鹵系(含氯、含溴等)、磷系(磷化物、磷酸酯等)、氮系(雙氰胺、胍鹽等)、硅系(硅樹脂、硅橡膠等)、無機(jī)鹽阻燃劑(氫氧化鎂、氫氧化鋁等)以及復(fù)合型阻燃劑等，但是阻燃劑加入聚乳酸中往往會嚴(yán)重影響聚乳酸本體材料物理力學(xué)性能，使其明顯降低。因此，從燃燒環(huán)保性及各種阻燃劑對塑料材料物理力學(xué)性能的影響等角度綜合考慮，口前尚沒有一種對聚乳酸阻燃效率高、力學(xué)性能影響小的環(huán)保阻燃方法及相關(guān)制品。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種納米膨潤上復(fù)合阻燃聚乳酸生物塑料，該生物塑料具有阻燃級別高、綠色環(huán)保、能保持聚乳酸本體材料物理力學(xué)性能的特點(diǎn)。本專利技術(shù)的另一目的是提供該納米膨潤土復(fù)合阻燃聚乳酸生物塑料的制備方法。本專利技術(shù)的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的—種納米膨潤土復(fù)合阻燃聚乳酸生物塑料，該聚乳酸生物塑料由以下重量百分含量的組分制成(總重量滿足100% ):聚乳酸50 85%納米膨潤土復(fù)配阻燃劑5 30%加T.助劑0.1 5%可降解增韌樹脂5 25%偶聯(lián)劑0.1 5%接枝劑0.1~5%。優(yōu)選該聚乳酸生物塑料由以下重量百分含量的組分制成(總重量滿足100% ) 聚乳酸50 70% 納米膨潤土復(fù)配阻燃劑15 25%加工助劑O. I 2.1% 可降解增韌樹脂丨O 25% 偶聯(lián)劑0.5 2% 接枝劑0.5 2%。最優(yōu)選該聚乳酸生物塑料由以下重量百分含量的組分制成(總重量滿足100% )聚乳酸55 65% 納米膨潤土復(fù)配阻燃劑18 25%加工助劑0.5 2.1%可降解增韌樹脂12 25% 偶聯(lián)劑I 2%接枝劑0.5 1.5%。所述的納米膨潤土復(fù)配阻燃劑為重量百分比為50 80%的納米級膨潤土和20 50%的無機(jī)阻燃劑混合制成(以納米膨潤士復(fù)配阻燃劑的重量為100%計(jì))，優(yōu)選納米膨潤土復(fù)配阻燃劑為重量百分比為50 60%的納米級膨潤土和40 50%的無機(jī)阻燃劑混合制成，最優(yōu)選納米膨潤土復(fù)配阻燃劑為重量百分比為50%的納米級膨潤土和50%的無機(jī)阻燃劑混合制成，納米級膨潤土的粒徑優(yōu)選為I lOOnm。所述的聚乳酸分子量優(yōu)選為1X105 3X105。無機(jī)阻燃劑可為氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼化物、鈣化物中的至少一種，其中，硼化物優(yōu)選硼酸鈉、鈣化物優(yōu)選氫氧化鈣。所述的可降解增韌樹脂為聚碳酸亞丙酯(PPC)、聚乙內(nèi)酯(PCL)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)中的至少一種。所述的加工助劑為抗氧劑、潤滑劑、紫外線吸收劑、白油、甲基硅油中的至少一種，其中抗氧劑可為巴斯夫B225，紫外線吸收劑可為巴斯夫UV-326，潤滑劑可為聚乙烯蠟。所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯、鋁酸酯和硅烷偶聯(lián)劑中的至少一種。所述的接枝劑為馬來酸酐接枝相容劑和甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。上述納米膨潤土復(fù)合阻燃聚乳酸生物塑料的制備方法包括如下步驟先將聚乳酸、可降解增韌樹脂、納米膨潤土復(fù)配阻燃劑干燥，然后加入偶聯(lián)劑攪拌活化，再與加工助齊U、接枝劑混合均勻，最后經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出后冷卻風(fēng)干切粒。上述納米膨潤土復(fù)合阻燃聚乳酸生物塑料的制備方法中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度優(yōu)選設(shè)置如下喂料段160 170°C，壓縮段160 170°C，計(jì)量段170 180°C，模頭段180 190°C;主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為160 230rpm，輸送螺桿轉(zhuǎn)速為20 50rpm，料桶喂料速度為10 20rpmo上述制備方法中，具體可先將聚乳酸、可降解增韌樹脂、納米膨潤土復(fù)配阻燃劑在80 90°C干燥2 3小時(shí)，以除去物料從空氣中吸收的水分，防止其對產(chǎn)品性能產(chǎn)生影響。所述的攪拌活化為在高速攪拌機(jī)內(nèi)，在90°C、1400rpm條件下攪拌10分鐘。與現(xiàn)有技術(shù)比較本專利技術(shù)的有益效果在于1、膨潤土是一種富含鎂鋁的硅酸鹽礦物，化學(xué)通式為Nax(H2O)4KAl2. xMgx) [Si4O10] (OH)2}，其晶體結(jié)構(gòu)為極薄的片狀，表面的負(fù)電荷能吸引各種陽離子，并可被其它陽離子交換，本專利技術(shù)配制的納米膨潤土復(fù)配阻燃劑不含鹵素，綠色環(huán)保，且成本較低，制備工藝簡單。2、采用可降解增韌樹脂與納米膨潤上復(fù)配阻燃劑并用減少或消除了無機(jī)阻燃劑對聚乳酸樹脂物理機(jī)械性能的不利影響。3、采用偶聯(lián)劑及接枝劑增加了納米膨潤土復(fù)配阻燃劑及可降解增韌樹脂與聚乳酸本體材料的相容性及結(jié)合度，進(jìn)一步避免阻燃劑對聚乳酸樹脂物理機(jī)械性能的影響。具體實(shí)施例方式以下具體實(shí)施例對本專利技術(shù)做進(jìn)一步說明，但本專利技術(shù)不限于以下實(shí)施例。實(shí)施例I 配方5000g分子量為I. OX IO5的聚乳酸、IOOOg聚乙內(nèi)酯、800g納米級膨潤土(粒徑I lOOnm)、800g氫氧化鎂,50g鈦酸酯和50g招酸酯,50g甲基娃油、50g馬來酸酐接枝相容劑。制備方法步驟一將5000g分子量為I. OXlO5的聚乳酸、IOOOg聚乙內(nèi)酯、800g納米級膨潤土、800g氫氧化鎂在85°C干燥2小時(shí)；步驟二 將干燥好的物料與50g鈦酸酯和50g鋁酸酯于高速攪拌機(jī)內(nèi)以90°C、1400rpm攪拌活化10分鐘；步驟三將步驟一和二中得到的混合料與50g甲基硅油、50g馬來酸酐接枝相容劑于低速攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻；步驟四將步驟三中得到的所有組分經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出后冷卻風(fēng)干切粒。雙螺桿擠出機(jī)的溫度設(shè)置如下喂料段160 170°C，壓縮段160 170°C，計(jì)量段170 180°C，適配器170 180°C，模頭段180 190°C ;主機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速為200rpm，輸送螺桿轉(zhuǎn)速為30rpm，料桶喂料速度為15rpm。產(chǎn)品陽燃性經(jīng)UL-94V實(shí)驗(yàn)，阻燃性能及機(jī)械性能結(jié)果見表I。實(shí)施例2配力5000g分子量為3. OXlO5的聚乳酸、IOOOg聚碳酸亞丙酯、IOOOg聚乙內(nèi)酯，800g納米級膨潤土(粒徑I lOOnm)、800g氫氧化招、IOOg招酸酯、50g聚乙烯臘、IOOg甲基丙烯酸甲酯。制備方法步驟一將5000g分子量為3. OXlO5的聚乳酸、IOOOg聚碳酸亞丙酯、IOOOg聚乙內(nèi)酯，800g納米級膨潤土、800g氫氧化鋁在85°C干燥2小時(shí)；步驟二 將干燥好的物料與IOOg鋁酸酯于高速攪拌機(jī)內(nèi)以90°C、1400rpm攪拌活化10分鐘；步驟三將步驟一和二中得到的混合料與50g聚乙烯蠟、IOOg甲基丙烯酸甲酯于低速攪拌機(jī)內(nèi)混合均勻；步驟四將步驟三中得到的所有組分經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出后冷卻風(fēng)干切粒。雙螺桿擠出機(jī)的溫度設(shè)置如下喂料段160 170°C，壓縮段160 170°C，計(jì)量段170 180°C，適本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種納米膨潤土復(fù)合阻燃聚乳酸生物塑料，其特征在于該聚乳酸生物塑料由以下重量百分含量的組分制成：FSA00000783874100011.tif
【技術(shù)特征摘要】
1.一種納米膨潤土復(fù)合阻燃聚乳酸生物塑料，其特征在于該聚乳酸生物塑料由以下重量百分含量的組分制成聚乳酸50 85%納米膨潤土復(fù)配阻燃劑5 30%加工助劑0.1 5%可降解增靭樹脂5 25%偶聯(lián)劑O. I 5%接枝劑0.1 5%。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的納米級膨潤土復(fù)合阻燃聚乳酸生物塑料，其特征在于所述的納米膨潤土復(fù)配阻燃劑為重量百分比為50 80%的納米級膨潤土和20 50%的尤機(jī)阻燃劑。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的納米級膨潤土復(fù)合阻燃聚乳酸生物塑料，其特征在于所述的聚乳酸分子量為1X105 3X105。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的納米級膨潤土復(fù)合阻燃聚乳酸生物塑料，其特征在于所述的無機(jī)阻燃劑為氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼化物、鈣化物中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的納米級膨潤土復(fù)合阻燃聚乳酸生物塑料，其特征在于所述的可降解增韌樹脂為聚碳酸亞丙酯、聚乙內(nèi)酯、聚丁二酸丁二醇酯中的至少一種。6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的納米級膨潤土復(fù)合阻燃聚乳酸生物塑料，其特征在于所述的加工助劑為抗氧劑、潤滑...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周子凱，劉揚(yáng)生，鄒玥，
申請(專利權(quán))人：江蘇嘉鉑新材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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