[发明专利]一种无卤阻燃的高韧聚乳酸基复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及聚合物共混物材料技术领域，为解决传统聚乳酸材料的韧性和阻燃性能不佳的问题，提供了一种无卤阻燃的高韧聚乳酸基复合材料及其制备方法，所述无卤阻燃的高韧聚乳酸基复合材料包括以下重量份的组分：聚乳酸40～85份，增韧剂5～35份和阻燃剂5～45份。本发明提供了一种无卤阻燃的聚乳酸基复合材料，具有较高的冲击强度、断裂伸长率及阻燃性能；制备方法反应条件温和，对设备无特殊要求，有利于实现大规模产业化生产。

技术领域

本发明涉及聚合物共混物材料技术领域，尤其涉及一种无卤阻燃的高韧聚乳酸基复合材料及其制备方法。

背景技术

近年来，塑料的大量使用导致白色污染等环境问题日益严重。随着人们的焦点转向了更健康的生活，对天然、环保以及绿色产品的需求也在增加，生物降解的材料是未来材料发展的趋势。在众多的生物降解聚合物中，聚乳酸(PLA)具有卓越的生物相容性、高强度以及高模量等优点，已经在食品包装、生物医药、建筑材料、电子电器等领域应用。但是聚乳酸自身脆性大和易燃烧的缺点，严重限制了它的进一步广泛应用。因此如何提高聚乳酸的韧性和阻燃性是目前研究的重点。

添加阻燃剂与聚合物共混是提高聚合物阻燃性能最简单高效的方法。相比较于目前市场上常用的阻燃剂，聚磷酸铵(APP)的阻燃元素含量较高，热稳定性能也较好，具有价格低廉、阻燃效果持久等优点，在对聚合物阻燃时不会放出有毒的烟、气体，符合环保的要求。虽然聚磷酸铵的加入能很好的提高聚乳酸阻燃性能，但是不可避免的会导致力学性能剧烈下降。

将聚乳酸与弹性体材料共混能够很好的提高韧性。中国专利文献上公开了“反应性共混增韧改性聚乳酸基复合材料及其制备方法”，其公告号为CN105199350A，该发明报道了利用原位反应对聚乳酸材料增韧改性，虽然很好的提高了聚乳酸的韧性，但是复合材料的阻燃性能没有得到改善。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术中存在的问题，提供了一种高冲击强度、高断裂伸长率及高氧指数的无卤阻燃的高韧聚乳酸基复合材料。

本发明还提供了一种无卤阻燃的高韧聚乳酸基复合材料的制备方法，该方法反应条件温和，对设备无特殊要求，有利于实现大规模产业化生产。

本发明还提供了一种无卤阻燃的高韧聚乳酸基复合材料在建筑材料、电子电器或汽车工业领域的应用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种无卤阻燃的高韧聚乳酸基复合材料，所述无卤阻燃的高韧聚乳酸基复合材料包括以下重量份的组分：聚乳酸40～85份，增韧剂5～35份和阻燃剂5～45份；聚乳酸、增韧剂与阻燃剂的总重量份为100份。

作为优选，所述无卤阻燃的高韧聚乳酸基复合材料还包括反应性增容剂；所述反应性增容剂占增韧剂总质量的0.1～10.0％。

作为优选，所述反应性增容剂选自二苯基甲烷二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。

作为优选，所述增韧剂为聚己内酯；所述增韧剂的分子量为500～10000g/mol。

本发明优选增韧剂为可降解的聚多元醇聚己内酯，通过在制备过程中原位反应形成聚氨酯增韧聚乳酸能够很好的改善聚乳酸与聚氨酯之间的相容性，提高复合材料韧性。另一方面部分异氰酸酯能够与聚磷酸铵表面的活泼羟基反应，提高与聚乳酸基体的界面结合力，使本发明制备的聚乳酸基复合材料的冲击强度、断裂伸长率及氧指数得到极大的提高。

作为优选，所述阻燃剂为聚磷酸铵或改性聚磷酸铵。

本发明所添加的阻燃剂聚磷酸铵为无卤阻燃剂，燃烧过程中无有害气体产生，不会污染环境，使本发明制备的聚乳酸基复合材料成为一种环境友好型材料，可在建筑材料、电子电器、汽车工业等领域应用。