三元復(fù)合阻燃體系阻燃聚乳酸材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三元復(fù)合阻燃體系阻燃聚乳酸材料及制備方法，該三元復(fù)合體系包括紅麻、納米氧化鋅和高分子型含磷阻燃劑。該阻燃聚乳酸材料制備方法為：（1）將紅麻進(jìn)行堿處理后，再將納米氧化鋅組裝、負(fù)載在處理過的紅麻表面；（2）將高分子型含磷阻燃劑溶于氯仿，再將負(fù)載納米氧化鋅的紅麻加入高分子型含磷阻燃劑氯仿溶液攪拌一段時(shí)間，然后加入聚乳酸粒子，待聚乳酸完全溶解且無氣泡后，在玻璃板上成膜，室溫?fù)]發(fā)，干燥；（3）將干燥后的薄膜加入到雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)擠出、冷卻、造粒制得三元復(fù)合阻燃體系阻燃聚乳酸材料。本阻燃聚乳酸材料配方簡單，無鹵環(huán)保，阻燃效率高，可以使熔滴現(xiàn)象減弱，有效減少火焰的進(jìn)一步傳播。
【專利說明】三元復(fù)合阻燃體系阻燃聚乳酸材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于聚乳酸材料的阻燃【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及是一種三元復(fù)合阻燃體系阻燃聚乳酸材料及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乳酸(PLA)作為一種生物可降解材料，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、透明度好、相容性佳，可被制成纖維、薄膜、片材等。近年來，聚乳酸的應(yīng)用范圍由包裝和紡織方面拓展到了交通、電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，而在這些領(lǐng)域中，市場要求材料能具備一定的阻燃性能來確保制品安全使用，因此賦予聚乳酸材料阻燃性能是十分重要的。
[0003]采用多種不同類型的阻燃劑復(fù)配使用，不僅能減少阻燃劑的添加量，提高材料的阻燃性能，還可以改善共混材料的力學(xué)性能和耐熱性能等。Seongchan Pack等(SeongchanPack, Ezra Bobo, Neil Muir, et al.Polymer, 2012, 53: 4787-4799)研究了 RDP 包覆淀粉改性聚乳酸材料，結(jié)果表明，RDP包覆的淀粉有效改善了聚乳酸與填料的相容性，一定程度上改善了聚乳酸材料的沖擊強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，但是阻燃聚乳酸材料的UL 94達(dá)到VO級(jí)時(shí)，改性劑的添加量達(dá)到了 20%，添加量大，成本提高。Shinji Ochi (Shinji Ochi,Mechanics of Materials, 2008, 40, 446-452)研究了紅麻/聚乳酸材料的機(jī)械性能,結(jié)果表明，紅麻的添加有效改善了聚乳酸材料的拉伸，彎曲性能，當(dāng)紅麻的添加量為70%時(shí)，聚乳酸材料的拉伸、彎曲強(qiáng)度分別為223MPa、254MPa。原生態(tài)紅麻的添加，對于聚乳酸的阻燃性能并沒有貢獻(xiàn)，為了在提高聚乳酸材料的力學(xué)性能的同時(shí)，改善其阻燃性能，就需要對紅麻進(jìn)行阻燃處理，或者 直接添加少量高效阻燃劑。
隨著聚乳酸的應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和各項(xiàng)法規(guī)，特別是阻燃法規(guī)的越來越嚴(yán)格，進(jìn)行阻燃聚乳酸材料開發(fā)十分必要，其發(fā)展方向是高效復(fù)合阻燃體系的研究與應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種三元復(fù)合阻燃體系阻燃聚乳酸材料及其制備方法，所述的三元復(fù)合阻燃體系的組成為紅麻、納米氧化鋅、高分子型含磷阻燃劑。旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，不僅能夠滿足材料所需的阻燃性能，而且燃燒產(chǎn)生的熔滴減少，促進(jìn)成炭量的增加，阻止火焰的進(jìn)一步傳播，體系無鹵，無毒性，對人體和環(huán)境的危害及污染程度低。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:
一種三元復(fù)合阻燃體系阻燃聚乳酸材料，所述的阻燃聚乳酸材料由聚乳酸、負(fù)載納米氧化鋅紅麻、高分子型含磷阻燃劑混合而成，聚乳酸、負(fù)載納米氧化鋅紅麻和高分子型含磷阻燃劑的質(zhì)量比為(70~95):(1~8):(4~22)。
[0006]所述負(fù)載納米氧化鋅紅麻中氧化鋅為納米級(jí)，尺寸為5(Tl00nm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.49%ο
[0007]所述高分子型含磷阻燃劑為間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)(RDP)結(jié)構(gòu)如下:
【權(quán)利要求】
1.一種三元復(fù)合阻燃體系阻燃聚乳酸材料，其特征在于所述的阻燃聚乳酸材料由聚乳酸、負(fù)載納米氧化鋅紅麻、高分子型含磷阻燃劑混合而成，聚乳酸、負(fù)載納米氧化鋅紅麻和高分子型含磷阻燃劑的質(zhì)量比為(70-95):(廣8):(4~22)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元復(fù)合阻燃體系阻燃聚乳酸材料，其特征在于，所述負(fù)載納米氧化鋅紅麻中氧化鋅為納米級(jí)，尺寸為5(Tl00nm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.49%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元復(fù)合阻燃體系阻燃聚乳酸材料，其特征在于，所述高分子型含磷阻燃劑為間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)結(jié)構(gòu)如下:.
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三元復(fù)合阻燃體系阻燃聚乳酸材料的制備方法，其特征在于，通過以下步驟制備: (O負(fù)載納米氧化鋅紅麻的制備:將紅麻進(jìn)行堿處理，水洗至中性，烘干備用；將處理后的紅麻與二水合乙酸鋅混合，在無水乙醇溶劑中攪拌加熱至沸騰，再加入氫氧化鈉水溶液反應(yīng)，得到負(fù)載納米氧化鋅紅麻；(2)三元復(fù)合阻燃體系的制備:將高分子型含磷阻燃劑溶于氯仿制成溶液，再將步驟(I)制備的負(fù)載納米氧化鋅紅麻加入該`溶液，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)； (3)在三元復(fù)合阻燃體系中加入聚乳酸，待聚乳酸完全溶解且無氣泡后，涂覆在玻璃板上成膜，室溫?fù)]發(fā)，干燥； (4)將干燥后的薄膜在雙螺桿擠出機(jī)中擠出、冷卻、造粒制得三元復(fù)合阻燃體系阻燃聚乳酸材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三元復(fù)合阻燃體系阻燃聚乳酸材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中得到的負(fù)載納米氧化鋅紅麻中氧化鋅為納米級(jí)，尺寸為5(Tl00nm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 18.49%ο
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三元復(fù)合阻燃體系阻燃聚乳酸材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中室溫?cái)嚢璺磻?yīng)時(shí)間為0.5h。
【文檔編號(hào)】C08L67/04GK103694657SQ201310720808
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】王新龍, 周露 申請人:南京理工大學(xué)