本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種表面改性植物纖維結(jié)合膨脹阻燃體系,從而制備可降解的阻燃型脂肪族聚酯復(fù)合材料的方法。
背景技術(shù):
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,能源危機(jī)日趨緊張,白色污染日益嚴(yán)重,人類對(duì)環(huán)境保護(hù)及可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)逐漸增強(qiáng)。因此,環(huán)境友好型復(fù)合材料也應(yīng)運(yùn)而生,尤其,用天然植物纖維原料與可生物降解樹脂復(fù)合,制備可降解、性能優(yōu)、環(huán)境友好的高分子材料成為重要的工作。然而,目前90%以上的植物纖維復(fù)合材料都具有易燃特性,由植物纖維復(fù)合材料易燃而引發(fā)的嚴(yán)重火災(zāi)占我國(guó)平均每年火災(zāi)總次數(shù)的一半以上,因此制備阻燃型的植物纖維復(fù)合材料成為研究的熱點(diǎn)之一。
脂肪族聚酯(如pla、pbs、pbat等)是已商品化的高分子材料,具有優(yōu)異的生物可降解性能,是一種綠色合成樹脂。植物纖維具有優(yōu)良的強(qiáng)度、韌性、來源廣泛、價(jià)格低廉、對(duì)加工設(shè)備磨損小的優(yōu)點(diǎn),結(jié)合膨脹阻燃體系與脂肪族聚酯材料復(fù)合后得到的復(fù)合材料具有阻燃性和可生物降解性,同時(shí)可大大降低復(fù)合材料的生產(chǎn)成本。
目前,新型、高效、無鹵阻燃劑的應(yīng)用已成為阻燃科學(xué)研究的重要發(fā)展方向,無鹵阻燃劑的研究主要集中在金屬水合物、紅磷和膨脹型阻燃劑(也稱膨脹阻燃體系)三個(gè)方面。膨脹阻燃體系一般是指以磷、氮、碳為主要核心成分的復(fù)合阻燃劑,主要應(yīng)用于塑料行業(yè),其次為合成纖維、橡膠、涂料、紙張和木材等領(lǐng)域。陳曉平等在《中國(guó)塑料》2010年第24卷第10期1-8頁(yè)的論文中,概述了膨脹阻燃體系的發(fā)展,對(duì)目前常用的無鹵阻燃劑做了相應(yīng)的總結(jié),對(duì)用于聚合物中的新型,多功能、無污染的膨脹型阻燃劑的應(yīng)用做了展望。
植物纖維/膨脹阻燃體系/可降解聚合物復(fù)合材料的發(fā)展受到了親水性植物纖維與疏水性塑料基體間相容性的限制。因此,改善復(fù)合材料的兩相界面結(jié)合,提高植物纖維原料在基體中的分散性,是提高復(fù)合材料使用性能的關(guān)鍵問題。如果用未經(jīng)表面處理的植物纖維填充聚合物,聚合物的其他性能(如力學(xué)性能和加工性能等)會(huì)嚴(yán)重惡化。因此,必須對(duì)親水性的植物纖維進(jìn)行表面疏水改性,提高其在基體中的分散性和相容性。
劉迎濤等在《東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》2009年第37卷1期69-71頁(yè)發(fā)表的論文中,采用新型高效阻燃劑研制阻燃刨花板、阻燃膠合板和阻燃中密度纖維板,其阻燃性能都可達(dá)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。但是其力學(xué)性能有所下降。
高黎等在《中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院》2007年發(fā)表的論文中,制備了阻燃型木纖維/聚丙烯(pp)復(fù)合材料,結(jié)果表明,復(fù)合木材阻燃劑sa(磷-氮復(fù)合阻燃劑,主要成分是低聚磷酸銨)和pp阻燃劑,協(xié)同作用阻燃木塑復(fù)合材料,但是pp復(fù)合材料的力學(xué)性能有所下降。
高山俊等在中國(guó)專利申請(qǐng)201510140442.0中公開了一種阻燃聚丁二酸丁二醇酯/淀粉復(fù)合材料及其制備方法,添加了甘油糊化淀粉,得到了具有一定阻燃性能的復(fù)合材料。
上面的增強(qiáng)填料、阻燃改性劑和技術(shù)可顯著提高脂肪族聚酯,尤其是pbs基體的阻燃性能。但在阻燃性能提高的同時(shí),伴隨著力學(xué)性能的顯著下降。并且,無機(jī)填料大量加入使得復(fù)合材料的降解性能顯著下降。如何協(xié)調(diào)阻燃性能、力學(xué)性能和降解性能之間存在的矛盾,使材料阻燃性能提高的同時(shí),降低對(duì)材料力學(xué)性能、降解性能的影響,是復(fù)合材料阻燃領(lǐng)域所面臨的一個(gè)重要問題。但目前相關(guān)報(bào)道較為匱乏。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種表面改性的植物纖維結(jié)合膨脹阻燃體系制備可降解阻燃型復(fù)合材料的方法,通過表面改性劑對(duì)植物纖維進(jìn)行疏水處理,經(jīng)疏水處理的植物纖維在聚合物中的分散程度增大,對(duì)基體樹脂起到增強(qiáng)作用,同時(shí)結(jié)合膨脹阻燃體系的添加,使復(fù)合材料具有良好的阻燃性能、力學(xué)性能,并對(duì)其降解性能影響較小。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種可降解的阻燃型聚酯復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
表面改性劑的疏水改性處理步驟:將植物纖維通過表面改性劑處理后得到疏水型表面改性劑;
膨脹阻燃體系的制備步驟:通過磷酸鹽類作為酸鹽,銨鹽類作為氣源,將酸鹽和氣源分別干燥后得到干燥酸鹽和干燥氣源;按照質(zhì)量比干燥酸鹽:干燥氣源為2:1-10:1的比例混合得到膨脹阻燃體系;
復(fù)合材料的制備:稱取脂肪族聚酯并熔融,然后將熔融后的脂肪族聚酯與上述的疏水型表面改性劑和膨脹阻燃體系熔融共混成型后得到復(fù)合材料。
優(yōu)選地,所述疏水型表面改性劑的質(zhì)量占復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%-40%,所述膨脹阻燃體系的質(zhì)量占復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%-50%。
優(yōu)選地,所述表面改性劑的疏水改性處理步驟具體包括以下步驟:
步驟一,稱取植物纖維進(jìn)行干燥和粉碎處理,得到粉碎后的植物纖維;
步驟二,稱取表面改性劑并用溶劑配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%-20%的改性劑溶液;
步驟三,將步驟二得到的改性劑溶液噴灑于步驟一得到的植物纖維的表面,同時(shí)進(jìn)行攪拌,使得改性劑溶液均勻噴灑于植物纖維的表面并繼續(xù)噴灑改性劑溶液直至改性劑溶液將植物纖維包覆,包覆后繼續(xù)攪拌植物纖維;
步驟四,將步驟三得到的被改性劑溶液包覆的植物纖維干燥處理后即得到疏水型表面改性劑。
優(yōu)選地,所述步驟三中,包覆后繼續(xù)攪拌植物纖維的時(shí)間為0.1h-40h。
優(yōu)選地,所述復(fù)合材料的制備步驟,具體為:
步驟a,稱取脂肪族聚酯進(jìn)行干燥處理;
步驟b,步驟a干燥處理后的脂肪族聚酯在溫度為80-150℃的成型設(shè)備中熔融;
步驟c,將步驟b得到的熔融脂肪族聚酯與上述的疏水型表面改性劑和膨脹阻燃體系熔融共混成型后得到復(fù)合材料。
優(yōu)選地,所述表面改性劑的疏水改性處理步驟中,所述植物纖維為木薯渣、ctmt針葉木纖維中的一種。
優(yōu)選地,所述表面改性劑的疏水改性處理步驟中,所述表面改性劑為氫氧化鈉、硅烷偶聯(lián)劑kh550或硅烷偶聯(lián)劑kh560中的一種。
優(yōu)選地,所述復(fù)合材料的制備步驟中,所述脂肪族聚酯為聚乳酸、聚丁二酸丁二醇脂中的一種。
本發(fā)明的有益效果如下:
通過改性劑對(duì)植物纖維進(jìn)行表面疏水處理,經(jīng)疏水處理的植物纖維在聚合物中的分散性提高,界面結(jié)合力提升,同時(shí)結(jié)合膨脹阻燃體系,從而使得復(fù)合材料具有優(yōu)異的阻燃性能、力學(xué)性能,且對(duì)復(fù)合材料的降解性能影響較小,成本低廉,有利于批量、連續(xù)、規(guī)?;墓I(yè)生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解,下面進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
一種可降解的阻燃型聚酯復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
表面改性劑的疏水改性處理步驟:將植物纖維通過表面改性劑處理后得到疏水型表面改性劑;
具體地,表面改性劑的疏水改性處理步驟為:
步驟一,稱取一定量的植物纖維在80℃-140℃的鼓風(fēng)干燥箱中干燥12-24h后,用粉碎機(jī)粉碎,得到粉碎后的植物纖維;
本實(shí)施例中,干燥溫度過低,則需要消耗較長(zhǎng)的烘干時(shí)間,如果溫度過高,則容易損壞纖維結(jié)構(gòu),影響效果。
其中,上述植物纖維為木薯渣、ctmt針葉木纖維中的一種。
步驟二,稱取一定量的表面改性劑并用溶劑配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%-20%的改性劑溶液,有益于步驟三對(duì)纖維表面的噴灑效果。
其中,所述表面改性劑為氫氧化鈉、硅烷偶聯(lián)劑kh550或硅烷偶聯(lián)劑kh560中的一種。
具體地,選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%-20%的改性劑溶液,對(duì)于后期纖維表面的噴灑有益處,溶液過稀易造成溶液全為溶劑,過濃會(huì)造成改性劑的溶解效果不佳,噴灑不均勻。
步驟三,室溫下,取一定量步驟一得到的植物纖維并將其置于燒杯或其它容器中;然后將步驟二得到的改性劑溶液噴灑于植物纖維的表面,同時(shí)進(jìn)行攪拌,使得改性劑溶液均勻噴灑于植物纖維的表面,避免部分漏掉;此時(shí),并繼續(xù)噴灑改性劑溶液直至改性劑溶液將植物纖維包覆,包覆后繼續(xù)攪拌植物纖維0.1-40h;
通過將改性劑容易噴灑于植物纖維的表面,使得步驟二中所配置的溶液對(duì)纖維的包裹更加均勻,有益于纖維的疏水改性,有益于纖維與基體的結(jié)合。
步驟四,將步驟三得到的被改性劑溶液包覆的植物纖維于80-120℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥12-24h后即得到疏水型表面改性劑。
膨脹阻燃體系的制備步驟:通過磷酸鹽類作為酸鹽,銨鹽類作為氣源,將酸鹽和氣源分別干燥后得到干燥酸鹽和干燥氣源;按照質(zhì)量比干燥酸鹽:干燥氣源為2:1-10:1的比例混合得到膨脹阻燃體系;
具體地,酸鹽和氣源的干燥環(huán)境為60-100℃,干燥設(shè)備可以選用鼓風(fēng)干燥箱,干燥時(shí)間一般為3-8h。
復(fù)合材料的制備:稱取脂肪族聚酯并熔融,然后將熔融后的脂肪族聚酯與上述的疏水型表面改性劑和膨脹阻燃體系熔融共混成型后得到復(fù)合材料。
其中,所述脂肪族聚酯為聚乳酸,聚丁二酸丁二醇脂中的一種。
作為酸源的磷酸鹽為聚磷酸銨、磷酸銨鎂或磷酸酯中的一種;作為氣源的銨鹽為三聚氰胺、雙氰胺或尿素中一種。
具體地,所述復(fù)合材料的制備步驟為:
步驟a,稱取脂肪族聚酯并將其置于60-100℃鼓風(fēng)干燥箱干燥6-12h;
步驟b,步驟a干燥處理后的脂肪族聚酯在溫度為80-150℃的成型設(shè)備中熔融;
步驟c,將步驟b得到的熔融脂肪族聚酯與上述的疏水型表面改性劑和膨脹阻燃體系熔融共混成型后得到復(fù)合材料。
上述步驟中,復(fù)合材料的制備步驟中的熔融加工方式選用密煉/開煉并熱壓成型或擠出成型中的一種。
上述復(fù)合材料中,所述疏水型表面改性劑的質(zhì)量占復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%-40%,所述膨脹阻燃體系的質(zhì)量占復(fù)合材料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%-50%。
實(shí)施例1
本實(shí)施例中,一種可降解的阻燃型聚酯復(fù)合材料的制備方法,具體包括以下步驟:
(1)氫氧化鈉對(duì)木薯渣纖維的表面改性處理:
步驟一,稱取木薯渣纖維,在104℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h后,并用粉碎機(jī)粉碎;
步驟二,用去離子水將上述的氫氧化鈉配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的氫氧化鈉溶液,并攪拌均勻;
步驟三,室溫下,在500rpm的攪拌速度下將配置好的上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的氫氧化鈉溶液均勻的噴灑到上述木薯渣纖維表面,直到木薯渣纖維全部被質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的氫氧化鈉溶液包裹后,再攪拌5h;
步驟四,將改性后的木薯渣纖維置于104℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h備用;
(2)膨脹阻燃體系的制備:
將聚磷酸銨和三聚氰胺分別在80℃的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥4h后,將干燥后的聚磷酸銨與三聚氰胺在室溫下均勻混合配置從質(zhì)量比為5:1備用;
(3)復(fù)合材料的制備:
步驟a,稱取聚丁二酸丁二醇脂(pbs)并將其置于60℃鼓風(fēng)干燥箱干燥6h;
步驟b,步驟a干燥處理后的聚丁二酸丁二醇脂在溫度為80℃的成型設(shè)備中熔融;
步驟c,將步驟b得到的熔融聚丁二酸丁二醇脂與上述的疏水型表面改性劑和膨脹阻燃體系熔融共混成型后得到復(fù)合材料,具體熔融體系是在110℃條件下開煉機(jī)混煉15mins,熱壓成型,制備得到pbs/膨脹阻燃體系/木薯渣復(fù)合材料。
本實(shí)施例中,復(fù)合材料各組分的質(zhì)量百分比:步驟一中經(jīng)表面改性的木薯渣纖維13%,步驟二中的制備好的膨脹阻燃體系7%,聚丁二酸丁二醇脂(pbs)80%。
經(jīng)測(cè)試所得實(shí)施例1中的一種可降解的阻燃型聚酯復(fù)合材料的制備方法得到的復(fù)合材料的性能見表1。
實(shí)施例2
本實(shí)施例中,一種可降解的阻燃型聚酯復(fù)合材料的制備方法,具體包括以下步驟:
(1)氫氧化鈉對(duì)木薯渣纖維的表面改性處理:
步驟一,稱取木薯渣纖維,在104℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h后,并用粉碎機(jī)粉碎;
步驟二,用去離子水將上述的氫氧化鈉配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化鈉溶液,并攪拌均勻;
步驟三,室溫下,在500rpm的攪拌速度下將配置好的上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化鈉溶液均勻的噴灑到上述木薯渣纖維表面,直到木薯渣纖維全部被質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化鈉溶液包裹后,再攪拌5h;
步驟四,將改性后的木薯渣纖維置于104℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h備用;
(2)膨脹阻燃體系的制備:
將聚磷酸銨和三聚氰胺分別在80℃的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥4h后,將干燥后的聚磷酸銨與三聚氰胺在室溫下均勻混合配置從質(zhì)量比為5:1備用;
(3)復(fù)合材料的制備:
步驟a,稱取聚乳酸(pla)并將其置于68℃鼓風(fēng)干燥箱干燥6-12h;
步驟b,步驟a干燥處理后的聚乳酸(pla)在溫度為95℃的成型設(shè)備中熔融;
步驟c,將步驟b得到的熔融聚乳酸(pla)與上述的疏水型表面改性劑和膨脹阻燃體系熔融共混成型后得到復(fù)合材料。
具體地,熔融條件為180℃條件下開煉機(jī)混煉15mins,熱壓成型,制備得到pla/膨脹阻燃體系/木薯渣復(fù)合材料。
本實(shí)施例得到的復(fù)合材料各組分的質(zhì)量百分比:步驟一中經(jīng)表面改性的木薯渣纖維13%,步驟二中的制備好的膨脹阻燃體系7%,聚乳酸(pla)80%。
經(jīng)測(cè)試所得實(shí)施例2中的一種可降解的阻燃型聚酯復(fù)合材料的制備方法得到的復(fù)合材料的性能見表1。
實(shí)施例3
本實(shí)施例中,一種可降解的阻燃型聚酯復(fù)合材料的制備方法,具體包括以下步驟:
(1)氫氧化鈉對(duì)ctmt針葉木纖維的表面改性處理:
步驟一,稱取ctmt針葉木纖維,在104℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h后,并用粉碎機(jī)粉碎;
步驟二,用去離子水將上述的氫氧化鈉配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的氫氧化鈉溶液,并攪拌均勻;
步驟三,室溫下,在1000rpm的攪拌速度下將配置好的上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的氫氧化鈉溶液均勻的噴灑到上述ctmt針葉木纖維表面,直到ctmt針葉木纖維全部被質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的氫氧化鈉溶液包裹后,再攪拌5h;
步驟四,將改性后的ctmt針葉木纖維置于104℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h備用;
(2)膨脹阻燃體系的制備:
將聚磷酸銨和三聚氰胺分別在80℃的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥4h后,將干燥后的聚磷酸銨與三聚氰胺在室溫下均勻混合配置從質(zhì)量比為6:1備用;
(3)復(fù)合材料的制備:
步驟a,稱取聚丁二酸丁二醇脂(pbs)并將其置于90℃鼓風(fēng)干燥箱干燥6-12h;
步驟b,步驟a干燥處理后的聚丁二酸丁二醇脂(pbs)在溫度為100℃的成型設(shè)備中熔融;
步驟c,將步驟b得到的熔融聚丁二酸丁二醇脂與上述的疏水型表面改性劑和膨脹阻燃體系熔融共混成型后得到復(fù)合材料。
其中,步驟c中的熔融具體為:110℃條件下開煉機(jī)混煉15mins,熱壓成型,制備得到pbs/膨脹阻燃體系/ctmt針葉木纖維復(fù)合材料。
本實(shí)施例得到的復(fù)合材料的質(zhì)量百分比:步驟一中經(jīng)表面改性的ctmt針葉木纖維15%,步驟二中的制備好的膨脹阻燃體系10%,聚丁二酸丁二醇脂(pbs)75%。
經(jīng)測(cè)試所得實(shí)施例3中的一種可降解的阻燃型聚酯復(fù)合材料的制備方法得到的復(fù)合材料的性能見表1。
實(shí)施例4
本實(shí)施例中,一種可降解的阻燃型聚酯復(fù)合材料的制備方法,具體包括以下步驟:
(1)氫氧化鈉對(duì)木薯渣纖維的表面改性處理:
步驟一,稱取木薯渣纖維,在104℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h后,并用粉碎機(jī)粉碎;
步驟二,用去離子水將上述的氫氧化鈉配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11%的氫氧化鈉溶液,并攪拌均勻;
步驟三,室溫下,在1000rpm的攪拌速度下將配置好的上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11%的氫氧化鈉溶液均勻的噴灑到上述木薯渣纖維維表面,直到木薯渣纖維全部被質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的氫氧化鈉溶液包裹后,再攪拌10h;
步驟四,將改性后的木薯渣纖維置于104℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h備用;
(2)膨脹阻燃體系的制備:
將聚磷酸銨和三聚氰胺分別在80℃的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥4h后,將干燥后的聚磷酸銨與三聚氰胺在室溫下均勻混合配置從質(zhì)量比為4:1備用;
(3)復(fù)合材料的制備:
步驟a,稱取聚丁二酸丁二醇脂(pbs)并將其置于80℃鼓風(fēng)干燥箱干燥6-12h;
步驟b,步驟a干燥處理后的聚丁二酸丁二醇脂在溫度為110℃的成型設(shè)備中熔融;
步驟c,將步驟b得到的熔融脂聚丁二酸丁二醇脂與上述的疏水型表面改性劑和膨脹阻燃體系熔融共混成型后得到復(fù)合材料。
步驟c中的熔融具體為:110℃條件下開煉機(jī)混煉15mins,熱壓成型,制備得到pbs/膨脹阻燃體系/木薯渣復(fù)合材料。
本實(shí)施例得到的復(fù)合材料,各組分質(zhì)量百分比:步驟一中經(jīng)表面改性的木薯渣纖維25%,步驟二中的制備好的膨脹阻燃體系5%,聚丁二酸丁二醇脂(pbs)70%。
經(jīng)測(cè)試所得實(shí)施例4中的一種可降解的阻燃型聚酯復(fù)合材料的制備方法得到的復(fù)合材料的性能見表1。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供的一種可降解的阻燃型聚酯復(fù)合材料的制備方法,具體包括以下步驟:
(1)kh-550對(duì)木薯渣纖維的表面改性處理:
步驟一,稱取木薯渣纖維,在104℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h后,并用粉碎機(jī)粉碎;
步驟二,用去乙醇溶液將上述的kh-550配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的kh-550溶液,并攪拌均勻;
步驟三,室溫下,在500rpm的攪拌速度下將配置好的上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的kh-550溶液均勻的噴灑到上述木薯渣纖維表面,直到木薯渣纖維全部被質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的kh-550溶液包裹后,再攪拌5h;
步驟四,將改性后的木薯渣纖維置于104℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h備用;
(2)膨脹阻燃體系的制備:
將聚磷酸銨和三聚氰胺分別在80℃的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥4h后,將干燥后的聚磷酸銨與三聚氰胺在室溫下均勻混合配置從質(zhì)量比為6:1備用;
(3)復(fù)合材料的制備:
步驟a,稱取聚乳酸(pla)并將其置于60-100℃鼓風(fēng)干燥箱干燥6-12h;
步驟b,步驟a干燥處理后的聚乳酸(pla)在溫度為80-150℃的成型設(shè)備中熔融;
步驟c,將步驟b得到的聚乳酸(pla)與上述的疏水型表面改性劑和膨脹阻燃體系熔融共混成型后得到復(fù)合材料。
步驟c中的熔融條件具體為:180℃條件下開煉機(jī)混煉15mins,熱壓成型,制備得到pla/膨脹阻燃體系/木薯渣復(fù)合材料。
本實(shí)施例得到的復(fù)合材料中,各組分的質(zhì)量百分比:步驟一中經(jīng)表面改性的木薯渣纖維17%,步驟二中的制備好的膨脹阻燃體系8%,聚乳酸(pla)75%。
經(jīng)測(cè)試所得實(shí)施例5中的一種可降解的阻燃型聚酯復(fù)合材料的制備方法得到的復(fù)合材料的性能見表1。
實(shí)施例6
本實(shí)施例提供的一種可降解的阻燃型聚酯復(fù)合材料的制備方法,具體為:
(1)kh-560對(duì)木薯渣纖維的表面改性處理:
步驟一,稱取木薯渣纖維,在104℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h后,并用粉碎機(jī)粉碎;
步驟二,用甲醇將上述的kh-560配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的kh-560溶液,并攪拌均勻;
步驟三,室溫下,在1000rpm的攪拌速度下將配置好的上述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的kh-560溶液均勻的噴灑到上述木薯渣纖維表面,直到木薯渣纖維全部被質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的kh-560溶液包裹后,再攪拌5h;
步驟四,將改性后的木薯渣纖維置于104℃鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h備用;
(2)膨脹阻燃體系的制備:
將聚磷酸銨和三聚氰胺分別在80℃的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥4h后,將干燥后的聚磷酸銨與三聚氰胺在室溫下均勻混合配置從質(zhì)量比為4:1備用;
(3)復(fù)合材料的制備:
步驟a,稱取聚丁二酸丁二醇脂(pbs)并將其置于100℃鼓風(fēng)干燥箱干燥6-12h;
步驟b,步驟a干燥處理后的聚丁二酸丁二醇脂(pbs)在溫度為150℃的成型設(shè)備中熔融;
步驟c,將步驟b得到的熔融聚丁二酸丁二醇脂(pbs)與上述的疏水型表面改性劑和膨脹阻燃體系熔融共混成型后得到復(fù)合材料。
步驟c中的熔融步驟,具體為:110℃條件下開煉機(jī)混煉15mins,熱壓成型,制備得到pbs/膨脹阻燃體系/木薯渣復(fù)合材料。
本實(shí)施例中得到的復(fù)合材料的質(zhì)量百分比:步驟一中經(jīng)表面改性的木薯渣纖維10%,步驟二中的制備好的膨脹阻燃體系15%,聚丁二酸丁二醇脂(pbs)75%。
經(jīng)測(cè)試所得實(shí)施例6中的一種可降解的阻燃型聚酯復(fù)合材料的制備方法得到的復(fù)合材料的性能見表1。
通過觀察表1可知,本申請(qǐng)制備的復(fù)合材料具有拉伸強(qiáng)度好、彎曲模量強(qiáng)、氧指數(shù)高、ul-94佳的效果。
通過觀察表2可知,通過實(shí)施例中方法加工而成的復(fù)合材料在不影響力學(xué)性能的前提下,還可以對(duì)力學(xué)性能有一定的增強(qiáng)作用,并且提高了材料的的極限氧指數(shù),同時(shí)具有了一定的阻燃等級(jí),使材料的使用更加安全。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制,上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下,本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。