[發明專利]一種高強高韌阻燃型聚乳酸復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202111296994.2
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN114045016B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 謝鴻雁;馮佳冰;徐之光
• 申請（專利權）人: 嘉興學院
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08L87/00;C08G63/08;C08G63/91;C08G79/04
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 胡志萍;莫夢婷

本發明公開了一種高強高韌阻燃型聚乳酸復合材料，其特征在于，按質量份數計，包括有以下組分：聚乳酸40～99份，多嵌段共聚物1～60份；所述的多嵌段共聚物至少包含一個聚乳酸鏈段和一個聚磷酸酯鏈段，所述聚磷酸酯鏈段的含量為1～75wt％；所述多嵌段共聚物的重均分子量≥1萬。本發明還公開了一種上述高強高韌阻燃型聚乳酸復合材料的制備方法。與現有技術相比，本發明的高強高韌阻燃型聚乳酸復合材料制備簡單、綜合力學性能較普通聚乳酸材料有較大提升，且具有阻燃特性。

技術領域

本發明高分子復合材料技術領域，具體指一種高強高韌阻燃型聚乳酸復合材料及其制備方法。

背景技術

聚乳酸是一種100％來自可再生原料，生物可降解且生物相容性好的熱塑性塑料，其加工性能優良，具有廣闊的工業化前景，是近些年來開發研究最活躍、發展最快的聚烯烴樹脂替代品。隨著PLA應用范圍的進一步拓展，對其性能也有了更高的要求。聚乳酸材料本身具有較高的抗張強度和拉伸模量，但是由于聚乳酸分子鏈纏結密度低且特征比高，其沖擊強度極低且延展性極小。此外，近年來聚乳酸在電器、辦公室自動化設備的殼體等領域得到了越來越多的應用，防火性能顯得更加重要。因此，制備高抗張強度、高延展性、高沖擊強度、阻燃型聚乳酸材料具有重要的意義。

近來，無鹵型阻燃劑的研究越來越受到重視。有機磷化合物是一種重要的無鹵型阻燃劑。比如，磷酸酯齊聚物已經被應用于多種樹脂材料的阻燃。此外，磷酸酯齊聚物是一種柔性聚合物，將其作為添加劑與其他高分子樹脂材料共混的方法可有效改善脆性樹脂材料的延展性和沖擊強度。但是此類磷酸酯齊聚物穩定性相對較差，且與聚乳酸樹脂基體的相容性較差，易析出。如何改善聚磷酸酯與聚乳酸基體的相容性缺陷是拓展其應用價值的重要工作。

專利申請號為CN201610870221.3(公布號為CN106433055A)的發明專利《一種具有良好阻燃性的高強度生物質板材的制備方法》公開了一種阻燃性聚乳酸樹脂組合物，其在SnCl₂的催化下，通過擴鏈劑二氯膦酸乙酯與聚乳酸的端羥基在熔融共混狀態下的原位反應，將磷元素引入聚乳酸聚合物鏈中實現阻燃性能。

但上述方案在熔融共混過程中進行原位反應，將磷元素引入聚乳酸聚合物鏈中實現阻燃性能，操作復雜，成本較高，每次制備復合材料都需要反復進行共聚反應，同時還存在一些問題：(1)二氯膦酸乙酯與羥基的反應會釋放有毒的氯化氫，對環境有害，且嚴重危害操作人員的健康；(2)錫為具有較高毒性的重金屬元素，殘留的錫元素會嚴重損害使用者的健康；(3)通過該方法制備的聚乳酸板材，拉伸強度只有約40MPa，大大低于純聚乳酸材料。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種制備簡單、綜合力學性能較普通聚乳酸材料有較大提升，且具有阻燃特性的高強高韌阻燃型聚乳酸復合材料。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種上述高強高韌阻燃型聚乳酸復合材料的制備方法，該制備方法操作簡單。

本發明解決第一個技術問題所采用的技術方案為：一種高強高韌阻燃型聚乳酸復合材料，其特征在于，按質量份數計，包括有以下組分：

聚乳酸????????????????????40～99份，

多嵌段共聚物??????????????1～60份；

所述的多嵌段共聚物至少包含一個聚乳酸鏈段和一個聚磷酸酯鏈段，結構式如下：

其中，R1基團為氫、C1～C20的烷基、C1～C20的芳基、C1～C20的烷氧基或C1～C20的芳氧基；

R2基團為C1-C20的烷基、C1-C20的芳基、C1-C20的烷氧基、C1-C20的烯基或C1-C20的炔基；

n、x、y均為正整數；

所述聚磷酸酯鏈段的含量為1～75wt％；