[發(fā)明專(zhuān)利]一種聚乳酸阻燃材料組合物和聚乳酸阻燃材料及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810216920.1
• 申請(qǐng)日: 2008-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101724236A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 祝學(xué)遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08L67/04
• 分類(lèi)號(hào): C08L67/04;C08K3/40
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種阻燃材料組合物和阻燃材料及其制備方法，尤其是一種聚乳酸阻燃材料組合物和聚乳酸阻燃材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】

聚乳酸(PLA)是以乳酸為原料，經(jīng)聚合得到的新型聚酯材料，聚乳酸在使用后能被自然界中的微生物完全降解生成二氧化碳和水，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，具有良好的可生物降解性能，因此在許多領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是，在某些特殊領(lǐng)域，如高溫或易燃領(lǐng)域，常規(guī)的聚乳酸仍不能滿(mǎn)足使用需要。

隨著人們安全意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)的日益增強(qiáng)，具有良好生物相容性的材料備受關(guān)注。但具有阻燃性能的聚乳酸材料尚未出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中聚乳酸材料易燃的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種聚乳酸阻燃材料組合物和由該組合物制成的聚乳酸阻燃材料，該聚乳酸阻燃材料的阻燃性能優(yōu)異。

本發(fā)明公開(kāi)的聚乳酸阻燃材料組合物包括聚乳酸和無(wú)機(jī)阻燃劑，所述無(wú)機(jī)阻燃劑的熔點(diǎn)為400-600℃。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種聚乳酸阻燃材料，其中包含熔點(diǎn)為400-600℃的無(wú)機(jī)阻燃劑。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種聚乳酸阻燃材料的制備方法，將聚乳酸阻燃材料組合物混合、擠出，得到擠出產(chǎn)物，再將所述擠出產(chǎn)物進(jìn)行拉條、切粒、注塑，得到聚乳酸阻燃材料，其中，所述聚乳酸阻燃材料組合物為上述公開(kāi)的組合物。

通常，在塑料領(lǐng)域，為提高材料的阻燃性能，常規(guī)的方法就是添加阻燃劑。現(xiàn)有技術(shù)中的阻燃劑包括溴系、氯系及磷系、氫氧化鋁、氫氧化鎂阻燃劑等。目前在塑料中使用最廣泛的阻燃劑中含有鹵素及磷系化合物等成份。含鹵阻燃劑毒性較大，在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生濃煙及有毒、有強(qiáng)烈腐蝕性氣體；而以有機(jī)磷化合物為代表的磷系阻燃劑根據(jù)種類(lèi)的不同可能會(huì)導(dǎo)致土壤的污染等，存在慢毒性問(wèn)題；氫氧化鋁、氫氧化鎂阻燃劑雖然有優(yōu)良的阻燃和抑煙性能，但因添加量大而存在使塑料成型加工性和物理力學(xué)性能下降等問(wèn)題。以上各種阻燃劑的使用都存在一些問(wèn)題。

本發(fā)明中，通過(guò)向聚乳酸中添加熔點(diǎn)為400-600℃的無(wú)機(jī)阻燃劑，制得聚乳酸阻燃材料。當(dāng)該聚乳酸阻燃材料受到熱沖擊時(shí)，分散于材料內(nèi)部的無(wú)機(jī)阻燃劑熔化，將材料分成多個(gè)微區(qū)，并進(jìn)行表面覆蓋，起到分割作用，阻止熱量在材料內(nèi)部的快速傳播和加劇，并且阻燃劑本身不會(huì)燃燒，能有效的將材料受到的熱應(yīng)力進(jìn)行分散；同時(shí)融化后的無(wú)機(jī)阻燃劑能隔絕氧氣，阻止燃燒的發(fā)生和進(jìn)行。相比于通過(guò)受熱分解產(chǎn)生水等吸熱方式起到阻燃作用的阻燃劑，如氫氧化鋁等，本發(fā)明公開(kāi)的聚乳酸阻燃材料中的無(wú)機(jī)阻燃劑起到的阻燃效果更好。

本發(fā)明公開(kāi)的聚乳酸阻燃材料的阻燃性能優(yōu)異。不會(huì)產(chǎn)生濃煙及有毒、有強(qiáng)烈腐蝕性氣體，無(wú)毒無(wú)污染。

【具體實(shí)施方式】

本發(fā)明公開(kāi)了一種聚乳酸阻燃材料組合物，包括聚乳酸和無(wú)機(jī)阻燃劑，所述無(wú)機(jī)阻燃劑的熔點(diǎn)為400-600℃。

優(yōu)選情況下，所述無(wú)機(jī)阻燃劑的熔點(diǎn)為400-500℃。

聚乳酸是以乳酸為原料生產(chǎn)的聚酯材料，具有良好的生物可降解性能、較好的機(jī)械性能及物理性能，而且可以與其它材料相容。聚乳酸的結(jié)構(gòu)式如式(1)所示：

所述聚乳酸的粘均分子量為10萬(wàn)-25萬(wàn)，熔點(diǎn)為150-175℃。優(yōu)選為粘均分子量為15萬(wàn)-23萬(wàn)，熔點(diǎn)為160-170℃。所述聚乳酸可通過(guò)商購(gòu)得到，例如美國(guó)natureworks公司生產(chǎn)的聚乳酸，牌號(hào)為3051D，注塑級(jí)別，粘均分子量為18萬(wàn)，熔點(diǎn)為165℃。

由于聚乳酸原料中的水分會(huì)對(duì)最后得到的材料的外觀及力學(xué)性能產(chǎn)生影響，故本發(fā)明公開(kāi)的聚乳酸阻燃材料組合物中，聚乳酸的含水量不高于0.025wt％，優(yōu)選情況下不高于0.015wt％。通常，各廠家提供的聚乳酸原料中的含水量已給出，優(yōu)選情況下，對(duì)聚乳酸原料進(jìn)行前處理，前處理的方法可以為：在0.04-0.08MPa，90-95℃下干燥4-8h即可。

對(duì)聚乳酸進(jìn)行前處理后，聚乳酸中的含水量可通過(guò)卡氏水分測(cè)定儀(梅特勒-托利多中國(guó)生產(chǎn)的卡氏水分測(cè)定儀，型號(hào)MKC-520+ADP-511S)按照ASTM?D6869-03用卡爾·費(fèi)休庫(kù)倫法和容量法測(cè)定。

所述聚乳酸阻燃材料組合物中，無(wú)機(jī)阻燃劑的含量可在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，優(yōu)選情況下，以所述聚乳酸重量為基準(zhǔn)，所述無(wú)機(jī)阻燃劑含量為3-10wt％，進(jìn)一步優(yōu)選為3-8wt％。

所述無(wú)機(jī)阻燃劑可以為各種熔點(diǎn)在400-600℃的無(wú)機(jī)物。在本發(fā)明中，所采用的無(wú)機(jī)阻燃劑包括玻璃粉。由于玻璃為非晶體，無(wú)固定熔點(diǎn)，故本發(fā)明中，所述的玻璃粉的熔點(diǎn)為玻璃粉的熔融溫度。