[发明专利]一种插层改性高岭土协效阻燃聚丁二酸丁二醇酯复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性高岭土阻燃聚丁二酸丁二醇酯的制备方法

技术背景

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种完全可生物降解的脂肪族聚酯，由于优异的综合性能而受到广泛关注，成为可广泛推广应用的通用型生物降解塑料研究热点材料之一，其合成原料来源既可以是石油资源，也可以通过生物资源发酵得到。聚丁二酸丁二醇酯具有良好的加工性能，可以通过注塑、吹塑、吸塑、层压、发泡、纺丝等工艺做成各种制品。聚丁二酸丁二醇酯具有良好的生物可降解性，其可以广泛应用于可以用于餐饮用具、日用杂品、医用高分子材料等方面，也可以作为玩具、家电、日化、食品、药品的包装材料。

但是纯PBS成本较高，而且具有易燃性，其LOI仅仅达到21.9％，并且在燃烧过程中易产生熔融滴落现象，极易引起火灾，使得PBS产业化及其应用领域受到限制。

Weizhao Hu等[Journal of Thermal Analysis and Calorimetry,2014,117(1):27-38.]通过将乙基纤维素包覆后的聚磷酸铵(MAPP)与PBS复配共混，得到阻燃PBS树脂，对其阻燃性能进行了研究。结果发现添加微胶囊APP的PBS树脂比添加未改性APP的PBS树脂阻燃性能有明显提高，添加15％MAPP的PBS树脂的LOI值达到35.5％，并且达到没有熔滴的V-0等级，添加15％未改性APP的PBS树脂仅达到V-1等级，并且燃烧过程中产生熔滴。但是阻燃剂的加入会明显降低树脂的力学性能，拉伸强度从27.56±0.53MPa下降到20.79± 0.31MPa。无机粘土分散在PBS中，可以提高材料的热稳定性以及力学性能。由于高岭土表面与PBS基体的极性不同，高岭土在PBS中的分散成为需要解决的主要问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种新型阻燃聚丁二酸丁二醇酯复合材料及其制备方法，以期有效提高聚丁二酸丁二醇酯的阻燃性能，拓展其应用范围，同时上述阻燃聚丁二酸丁二醇酯复合材料具备良好的物理性能。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

提供一种插层改性高岭土协效阻燃聚丁二酸丁二醇酯，其含有以下重量百分比含量的组分：

PBS树脂75％

膨胀型阻燃剂 18～25％

改性高岭土协效阻燃剂 0～7％

作为优选，该阻燃材料包括如下质量分数的物质：

PBS树脂75％

膨胀型阻燃剂 20％

改性高岭土协效阻燃剂 5％

上述一种插层改性高岭土协效阻燃聚丁二酸丁二醇酯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

①将所需原料在60℃的烘箱中干燥12h。

②按照比例称取聚丁二酸丁二醇酯、膨胀阻燃剂、改性高岭土协效剂，在高速混合机中混合10～20分钟。

③将②所得的混合物于双螺杆挤出机中熔融共混、挤出，造粒、干燥、压片，即得到插层改性高岭土协效阻燃聚丁二酸丁二醇酯复合材料。挤出机工作参数为：温度170～180℃，转速为44rpm。

本发明制备的插层改性高岭土协效阻燃聚丁二酸丁二醇酯复合材料具有以下特点：插层改性高岭土协效阻燃剂的加入，即提高了阻燃体系的阻燃效率，又降低了膨胀阻燃剂的添加量，并且减缓了体系力学性能的下降，因此，该阻燃聚聚丁二酸丁二醇酯复合材料不但具有优异的阻燃性能，而且力学性能良好、成本低廉，且材料在受热或燃烧过程中不会释放任何有害物质，符合国家阻燃塑料标准。

附图说明

图1为实施例5所制备的插层改性高岭土协效阻燃聚丁二酸丁二醇酯复合材料的在700℃马弗炉中燃烧处理10min后得到的碳层SEM照片。

图2为本发明实施例1，实施例2，实施例3，实施例4，实施例5和实施例6所制备的插层改性高岭土协效阻燃聚丁二酸丁二醇酯复合材料的热重分析图；

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明做进一步说明。

实施例1：

称取PBS树脂75g，聚磷酸铵20.8g，三聚氰胺4.2g，置于60℃烘箱中干燥12h。然后在高速混合机中混合10～20分钟，将所得的混合物于双螺杆挤出机中熔融共混、挤出，控制温度180℃，转速44rpm，即得到改性高岭土协效阻燃聚丁二酸丁二醇酯复合材料。

对其标准样条进行极限氧指数测试、UL-94垂直燃烧测试以及力学性能测试。

实施例2：