[发明专利]一种阻燃聚丁二酸丁二醇酯/淀粉复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于阻燃材料技术领域，具体涉及一种阻燃聚丁二酸丁二醇酯/淀粉复合材料及其制备方法。

背景技术

由于传统塑料的不可降解性，其制品给人们生活、工业生产带来了便利的同时也带来了越来越严重的环境污染问题，可降解塑料是解决这一问题的重要途径。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种具有完全生物降解性能的半晶质热塑性树脂，也是目前发展较快的完全降解塑料之一，熔点114℃，根据分子量的高低和分子量分布的不同，结晶度在25～45％之间。聚丁二酸丁二醇酯的加工性能良好，可以在普通加工成型设备上进行成型加工，加工温度范围130～180℃。可以用注塑、吹塑、吹膜、吸塑、层压、发泡、纺丝等成型方法进行加工，可制备一次性购物袋、生物医用高分子材料、包装瓶等。聚丁二酸丁二醇酯制品废弃物在泥土或者水中能够很快地降解，其降解产物无毒，原料丁二酸可由农作物生物发酵获得，是一种生态可循环的高分子合成材料。

然而相比通用塑料，聚丁二酸丁二醇酯价格较贵，一般价格为6万/吨。而且PBS热稳定性差，易燃，且在燃烧过程中容易产生熔融滴落现象，可能会引燃他物从而造成火灾。因此，PBS在某些场合，尤其是用于电子电器、交通工具等工业领域或者作为(泡沫)包装材料使用时，具有很大的火灾危险性。目前有关PBS阻燃的技术鲜见相关专利和文献的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种成本较低、具有阻燃性能的聚丁二酸丁二醇酯/淀粉复合材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种阻燃聚丁二酸丁二醇酯/淀粉复合材料，制备该复合材料的原材料各组分及其质量配比为：

甘油糊化淀粉       12.1-19.3％

聚丁二酸丁二醇酯   64.4-72.8％

膨胀阻燃剂         15.0-17.7％。

按上述方案，所述甘油糊化淀粉制备方法如下：将淀粉、甘油按质量体积比1g：2～5mL混合均匀，于80～120℃反应0.5～2h，得到甘油糊化淀粉。

按上述方案，所述淀粉为可溶性淀粉。

按上述方案，所述聚丁二酸丁二醇酯为丁二酸与1,4-丁二醇直接缩聚制得，其分子量为5～8W。

按上述方案，所述膨胀阻燃剂由酸气源与补加气源按质量比3～5：1组成，其中酸气源为聚磷酸铵，补加气源为三聚氰胺，所述聚丁二酸丁二醇酯和甘油糊化淀粉为炭源。

本发明还提供上述阻燃聚丁二酸丁二醇酯/淀粉复合材料的制备方法，其步骤如下：将干燥处理后的聚丁二酸丁二醇酯放入密炼机中，密炼机温度设为125～145℃，转速设为25～40r/min，密炼时间为2～4min，然后加入甘油糊化淀粉，密炼时间为2～5min，再加入膨胀阻燃剂，密炼时间为3～5min，然后在密炼机中进行剪切熔融共混、下料，即得到阻燃聚丁二酸丁二醇酯/淀粉复合材料，制备复合材料的原材料各组分的质量配比为：甘油糊化淀粉 12.1-19.3％，聚丁二酸丁二醇酯 64.4-72.8％，膨胀阻燃剂15.0-17.7％。

按上述方案，所述甘油糊化淀粉制备方法如下：将淀粉、甘油按质量体积比1g：2～5mL混合均匀，于80～120℃反应0.5～2h，得到甘油糊化淀粉。

按上述方案，所述淀粉为可溶性淀粉。

按上述方案，所述聚丁二酸丁二醇酯为丁二酸与1,4-丁二醇直接缩聚制得，其分子量为5～8W。

按上述方案，所述膨胀阻燃剂由酸气源与补加气源按质量比3～5：1组成，其中酸气源为聚磷酸铵，补加气源为三聚氰胺，所述聚丁二酸丁二醇酯和甘油糊化淀粉为炭源。

本发明的有益效果在于：1、本发明由于选用低成本的甘油糊化淀粉，优选其与聚丁二酸丁二醇酯的混合比例，并选用密炼机共混的方法制备复合材料，极大地降低了完全降解塑料PBS的成本，并且制备方法工艺简单，无污染；2、采用本发明方法制备的阻燃聚丁二酸丁二醇酯/淀粉复合材料由于酸气源、炭源和气源的合理选择及优化的添加比例，提高了聚丁二酸丁二醇酯的阻燃性，另外，由于以聚酯和淀粉作为炭源，降低了材料制备的成本，提高了材料的耐水性，解决了一般炭源与聚酯相容性不好的问题，并且在燃烧过程中具有抗滴落性，提高了材料的火灾安全性；3、采用本发明方法制备的阻燃聚丁二酸丁二醇酯/淀粉复合材料具有优良的阻燃性能和热稳定性，可用于发泡材料或家电、药品、食品的包装材料。

附图说明