[發明專利]一種阻燃抑煙聚乳酸復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710469031.5
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107216625A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 顧建芳
• 申請（專利權）人: 蘇州奧宇包裝科技有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L97/02;C08L1/28;C08K13/04;C08K7/24;C08K3/22;C08K3/36;C08K3/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明屬于包裝材料領域，涉及一種聚乳酸包裝材料，具體為一種阻燃抑煙聚乳酸復合材料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著環境污染的日益嚴重和森林資源的日益枯竭，植物纖維/聚乳酸復合材料中的原材料的可再生、可降解、無污染等特性逐漸受到人們的關注和認可。但該類材料中基體材料聚乳酸與增強材料植物纖維均極具易燃性，這使得該類綠色環保復合材料在應用過程中存在極大的安全隱患，嚴重威脅著人們的生命和財產安全。因此，對植物纖維/聚乳酸復合材料阻燃抑煙性能的研究逐漸成為國內外學者研究的熱點。

但是目前未見有關利用竹材加工剩余物制備的竹纖維增強聚乳酸制備復合材料及其阻燃抑煙性能的研究和阻燃抑煙機理的揭示，同時也沒有阻燃處理對復合材料的力學性能的研究更未見報道。

發明內容

本發明的目的是：為了克服現有技術的缺陷，獲得一種具有阻燃抑煙性能，且能夠保持良好力學性能的聚乳酸復合材料，本發明公開了一種阻燃抑煙聚乳酸復合材料及其制備方法。

技術方案：一種阻燃抑煙聚乳酸復合材料，按重量份計，所述復合材料包含以下組分：竹纖維11～23份、椰殼纖維1～8份、羥甲基纖維素2～11份、納米氧化鎂1～5份、硫酸鈉1～7份、碳納米管3～12份、二氧化硅2～11份、氧化石墨烯2～8份、聚乳酸22～45份。

優選的，按重量份計，所述復合材料包含以下組分：竹纖維18份、椰殼纖維6份、羥甲基纖維素8份、納米氧化鎂3份、硫酸鈉5份、碳納米管8份、二氧化硅8份、氧化石墨烯6份、聚乳酸40份。

所述的一種阻燃抑煙聚乳酸復合材料的制備方法，包含以下步驟：

(1)采用質量分數為15％～30％的碳酸鈉水溶液處理竹纖維和椰殼纖維，反應2～4.5小時；

(2)將步驟(1)處理后的纖維置于烘箱中烘干，并將纖維粉碎，然后置于真空干燥箱內干燥1～3小時，得纖維粉末，其中真空度為-0.3Pa～-0.1Pa，溫度為72～88℃；

(3)采用質量分數為25％～42％的氫氧化鈉溶液處理纖維粉末，反應溫度為35～55℃，時間為1.5～4小時，反應結束后用去離子水漂洗至中性，風干、備用；

(4)在無水、真空狀態下，將纖維粉末與L-丙交酯單體按質量比7～11:4～7混合，溶劑為甲苯，在45～55℃條件下反應1～3小時；然后充入氮氣，升溫至130℃后，滴入催化劑辛酸亞錫，磁力攪拌，反應20～50分鐘后室溫下冷卻；

(5)將步驟(4)處理后的纖維粉末與羥甲基纖維素、納米氧化鎂、硫酸鈉、碳納米管、二氧化硅、氧化石墨烯和聚乳酸混合，真空干燥后置于開煉機中，開煉機雙輥內溫度為180℃～190℃，至完全熔融后，轉移至平板硫化機上熱壓成型。

優選的，步驟(1)中采用質量分數為26％的碳酸鈉水溶液處理竹纖維和椰殼纖維，反應3.5小時。

優選的，步驟(2)中將步驟(1)處理后的纖維置于烘箱中烘干，并將纖維粉碎，然后置于真空干燥箱內干燥2小時，得纖維粉末，其中真空度為-0.2Pa，溫度為83℃。

優選的，步驟(3)中采用質量分數為36％的氫氧化鈉溶液處理纖維粉末，反應溫度為50℃，時間為3小時，反應結束后用去離子水漂洗至中性，風干、備用。

優選的，步驟(4)中在無水、真空狀態下，將纖維粉末與L-丙交酯單體按質量比9:5混合，溶劑為甲苯，在52℃條件下反應2小時；然后充入氮氣，升溫至130℃后，滴入催化劑辛酸亞錫，磁力攪拌，反應40分鐘后室溫下冷卻。

優選的，步驟(5)中將步驟(4)處理后的纖維粉末與羥甲基纖維素、納米氧化鎂、硫酸鈉、碳納米管、二氧化硅、氧化石墨烯和聚乳酸混合，真空干燥后置于開煉機中，開煉機雙輥內溫度為186℃，至完全熔融后，轉移至平板硫化機上熱壓成型。

有益效果：(1)本發明所述阻燃抑煙聚乳酸復合材料具有良好的阻燃抑煙性能；(2)本發明所述阻燃抑煙聚乳酸復合材料保持了較好的力學性能。

具體實施方式

實施例1

一種阻燃抑煙聚乳酸復合材料，按重量份計，所述復合材料包含以下組分：竹纖維11份、椰殼纖維1份、羥甲基纖維素2份、納米氧化鎂1份、硫酸鈉1份、碳納米管3份、二氧化硅2份、氧化石墨烯2份、聚乳酸22份。

所述的一種阻燃抑煙聚乳酸復合材料的制備方法，包含以下步驟：

(1)采用質量分數為15％的碳酸鈉水溶液處理竹纖維和椰殼纖維，反應2小時；