[發明專利]一種阻燃耐熱增強聚乳酸組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201410310216.8
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN104086961A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 王新龍;廖逢輝;王通文;周露;楊媛媛;黃穎;居亞慶;史加新
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L83/07;C08L85/02;B29C47/92
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明涉及一種聚乳酸材料，具體涉及一種阻燃耐熱增強聚乳酸組合物及其制備方法。

背景技術

聚乳酸是一種生物可降解材料，具有透明性好，強度高，生物相容性好，生物可吸收等特點，是一種理想的綠色高分子材料。由于諸多的良好特性，聚乳酸在纖維、膜材、片材、汽車和電子電器等方面得到了廣泛的應用。但是聚乳酸屬于易燃材料，其極限氧指數大約在20％左右，且聚乳酸的耐熱性較差。應用于聚乳酸阻燃的阻燃劑可以分為鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑和金屬化合物阻燃劑等。其中由于鹵系阻燃劑在燃燒時會釋放出具有毒性和腐蝕性的氣體，因此已被限制使用，無鹵阻燃劑成了研究人員追求的目標。

無鹵阻燃劑一般包括氮系、磷系、氮-磷系等。含磷阻燃劑是一類用量少、阻燃效果較佳的阻燃劑，周延輝等(周延輝等,芳基磷酸酯對PC/PBT合金阻燃性能和酯交換反應的影響.化工新型材料,2012,40(2):117-120)研究了芳基磷酸酯對PC/PBT合金的阻燃性能的影響，研究表明RDP加入量為10％時，其LOI值可達34％，BDP的添加量為10％時，LOI值也能達到31％。但上述阻燃劑為液體而不易加工，因此，固態的磷酸酯阻燃劑PX-220進入了研究人員的視線。

聚乳酸耐熱性差的缺陷可以通過添加蒙脫土、黏土、納米石墨、多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)等填料來改善，余鳳湄等(余鳳湄等.熔融共混制備聚乳酸/蒙脫土納米復合材料及其性能研究.塑料科技，2010,38(9)：32-35.)通過熔融共混法制備了聚乳酸/蒙脫土納米復合材料，研究表明蒙脫土的加入可以提高復合材料的起始熱分解溫度。

隨著聚乳酸在電子和汽車等行業應用日益廣泛，人們對其安全性的要求越來越高。單一的添加通常不能達到很好的效果，會造成力學性能下降，耐熱受影響等問題，而多種添加劑共同使用可以有效的解決這一問題，因此，多種組分復配體系的開發與使用成為了當下阻燃材料研究的熱點。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種阻燃耐熱增強聚乳酸組合物及其制備方法，通過調整乙烯基硅樹脂和無鹵磷酸酯阻燃劑的比例，使阻燃耐熱增強聚乳酸組合物的阻燃耐熱增強效果達到最佳，而能更好的投入生產應用。

實現本發明目的技術解決方案為：

一種阻燃耐熱增強聚乳酸組合物，所述阻燃耐熱增強聚乳酸組合物按質量百分比由下列組分組成：聚乳酸85％、乙烯基硅樹脂0～12％和無鹵磷酸酯阻燃劑3～15％。

所述阻燃耐熱增強聚乳酸組合物按質量百分比由下列組分組成：聚乳酸粒料85％、乙烯基硅樹脂3～6％和無鹵磷酸酯阻燃劑9～12％。

所述的乙烯基硅樹脂的粒徑為150-200nm左右，制備方法法如下：在PH為11-13的條件下，乳化劑與乙烯基三甲氧基硅烷在50℃下反應2h，反應完畢后，加入1:1醋酸水溶液進行破乳，提純得到產物。也可以使用其它硅樹脂如甲基苯基硅樹脂、甲基硅樹脂和苯基硅樹脂等：

所述的無鹵磷酸酯阻燃劑為低聚芳基磷酸酯PX-220。也可以使用其它高分子磷酸酯如PX-200和RC-200。

本發明所述阻燃耐熱增強聚乳酸組合物的制備方法，具體步驟如下：按上述比例將聚乳酸粒料、乙烯基硅樹脂和無鹵磷酸酯阻燃劑混合，在一區溫度為175℃，二區為176℃，三區為177℃，四區為177℃的條件下，經錐形雙螺桿擠出機擠出得到一種阻燃耐熱增強聚乳酸組合物。

本發明的優點和有益效果在于：

(1)PX-220熔點在100℃左右，在加工溫度下易于與基體混合均勻，與RDP和BDP相比，對基體的熱變形溫度影響不大；

(2)PX-220阻燃效果高，不含鹵素，用量少，生煙量低，腐蝕性氣體及有毒氣體生成量小，對環境和人體損害??；

(3)乙烯基硅樹脂的使用，既提高了材料的初始分解溫度，又能促進成炭；

(4)調整乙烯基硅樹脂和無鹵磷酸酯阻燃劑的比例，使阻燃耐熱聚乳酸組合物的阻燃耐熱綜合效果達到最佳，又能提高拉伸強度；

(5)配方、工藝簡單，阻燃效率高。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1為所制備的乙烯基硅樹脂的SEM圖。

圖2為阻燃耐熱增強聚乳酸組合物的拉伸強度圖。

具體實施方式

本發明的一種阻燃耐熱增強聚乳酸組合物，所述阻燃耐熱增強聚乳酸組合物按質量百分比由下列組分組成：聚乳酸85％、乙烯基硅樹脂0～12％和無鹵磷酸酯阻燃劑3～15％。