[發(fā)明專利]一種高韌阻燃PLA復合材料及其制備方法

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• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112080113A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 方金丹
• 申請（專利權(quán)）人: 方金丹
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L27/18;C08L75/04;C08L67/02;C08K13/02;C08K5/053;C08K5/3492
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本發(fā)明涉及高分子材料領域，具體涉及一種高韌阻燃PLA復合材料及其制備方法。其原料及重量分數(shù)包括：PLA 34.4～89.3％，阻燃劑5.0～20.0％，成炭劑1.0～15.0％，增韌劑5.0～20.0％，抗滴落劑1.0～5.0％，抗氧劑0.2～1.0％，加工助劑0.5～1.5％。主要步驟包括，將所述高韌阻燃PLA復合材料的各組分經(jīng)過轉(zhuǎn)矩流變儀混合后，再經(jīng)雙螺桿擠出造粒或全自動壓片機模壓成型得到。本發(fā)明中所采用的阻燃劑無鹵。低毒，符合綠色環(huán)保的發(fā)展理念，本發(fā)明中同時加入阻燃劑、成炭劑和抗滴落劑，能有效抑制PLA燃燒過程中的滴落現(xiàn)象，并且加入與PLA具有良好相容性的增韌劑，避免了相容劑的引入，節(jié)約了資源，降低了成本。增韌劑的引入，在提高PLA復合材料韌性的同時，又因其良好的生物相容性，在PLA基體中分散良好，不影響PLA的機械性能。

技術領域

本發(fā)明涉及高分子材料領域，具體涉及一種高韌阻燃PLA復合材料及其制備方法。

背景技術

聚乳酸(PLA)是由天然可再生原料通過微生物發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸，進一步聚合而得到的產(chǎn)物。其具有良好的生物可降解性能，能被自然界中的微生物完全分解形成二氧化碳和水，其使用后不會造成“白色污染”，是公認的環(huán)境友好型材料，符合綠色、環(huán)保、可再生的發(fā)展理念。但是PLA易燃燒，其極限氧指數(shù)(LOI) 低至20.4％，在空氣中屬于極易燃燒的材料，并且其燃燒過程往往伴隨著嚴重的融滴現(xiàn)象，一旦燃燒將會對人類的生命健康以及財產(chǎn)安全造成極大的威脅。此外， PLA屬于硬而脆的塑料，其抗沖擊性能很差，這極大地限制了其在日常生活中的廣泛應用。因此，對PLA進行阻燃改性具有重要的意義。

中國發(fā)明專利(公開號：CN 102234412 B)公開了一種高性能阻燃PLA及其制備方法，其成分包括以下幾部分：PLA 20-60％、PC 30-70％、阻燃劑 7-25％、成核促進劑1-8％、增韌劑1-6％、擴鏈劑0.01-2％、加工助劑0.1-2％，將以上成分通過熔融共混的方法，制備得到阻燃的PLA/PC合金。當PC引入量為61.5％時，PLA/PC合金的UL-94垂直燃燒(1.6mm)可達V-0等級，并且其無缺口沖擊強度可提升至99kJ/m²，具有優(yōu)異的阻燃增韌效果。但是PC和PLA 本身的相容性差，當PC的引入量在30-70％時，其在PLA基體中的分散性能受限，這會給制品的機械性能造成一定的影響，限制其應用范圍。

中國發(fā)明專利(公開號：CN 109776865 A)公開了一種增韌阻燃聚乳酸復合材料及其制備方法。通過納米SiO₂包覆MHSH溶解于去離子水中分散，得到溶液A；將NiCl₂·6H₂O、NH₄Cl、NH₃·H2O加入至去離子水中分散，得到溶液 B；將溶液A、溶液B加入至聚四氟乙烯反應釜中，在溫度85-100℃反應，離心，洗滌，干燥，得到層狀材料修飾MHSH，將MHSH與間苯二酚雙(二苯基)磷酸酯(RDP)混合得到阻燃增強劑，用于阻燃PLA。該方法制得的阻燃PLA復合材料可達到較好的阻燃增韌效果。但是此方法操作繁瑣，制備流程復雜，不利于大規(guī)模的推廣應用。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供一種制備過程簡便，且同時具有阻燃和增韌效果的高韌阻燃PLA復合材料及其制備方法，改善了PLA材料的脆性和易燃的特性，使PLA能夠應用于對材料的力學性能及阻燃性能要求較高的電子電器等產(chǎn)品中。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供的一種高韌阻燃PLA復合材料其成分按重量分數(shù)表示包括：

本發(fā)明提供的一種高韌阻燃PLA復合材料是采用雙螺桿熔融共混擠出的方法來制備的，該方法的具體工藝步驟和條件如下：

(1)將上述PLA粒料、以及各類助劑放入真空烘箱中干燥后取出備用。

(2)將PLA以及阻燃劑、成炭劑、增韌劑、抗滴落劑、放入轉(zhuǎn)矩流變儀中進行共混，使其混合均勻。