[发明专利]一种增韧阻燃聚乳酸复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种层状材料修饰MHSH的制备工艺，包括制备纳米SiO₂包覆MHSH，将纳米SiO₂包覆MHSH溶解于去离子水中分散，得到溶液A；将NiCl₂·6H₂O、NH₄Cl、NH₃·H₂O加入至去离子水中分散，得到溶液B；将溶液A、溶液B加入至聚四氟乙烯反应釜中，在温度85‑100℃反应，离心，洗涤，干燥，得到层状材料修饰MHSH；本发明还公开了一种增强阻燃剂的制备工艺；本发明还公开了一种增韧阻燃聚乳酸复合材料的制备方法，本发明一方面利用无机晶须的高强度赋予了复合材料良好的抗拉强度和弹性模量，同时显著提高了其冲击韧性，另一方面无机镁盐晶须与RDP间苯二酚双(二苯基)磷酸酯的有机结合在提高聚乳酸的阻燃特性方面表现出了良好的协效阻燃效果，显著改善了其阻燃性能。

技术领域

本发明涉及聚乳酸复合材料技术领域，尤其涉及一种增韧阻燃聚乳酸复合材料及其制备方法。

背景技术

作为一种以植物原料来源的生物高分子材料，聚乳酸近年来颇受研究者和工业界的关注。与聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等通用高分子材料相比，其具有相对较高的力学性能，但韧性和阻燃性能很差，因而在很大程度上限制了聚乳酸的应用范围。为此，国内外进行了大量的针对性研究，发现以聚磷酸胺(APP)和季戊四醇(PER)为主配方的膨胀型阻燃剂(IFR)对聚乳酸的阻燃性能提升性能非常显著，但缺点是添加量较大(30％及以上)，导致力学性能的大幅下降。Yu T,Jiang N and Li Y.Functionalized multi-walled carbonnanotube for improving the flame retardancy of ramie/poly(lactic acid)composite.Compos.Sci.Technol.,2014,104：26-33.研究表明，通过在IFR中引入纤维状或层状纳米材料，则有可能在一定程度上弥补IFR所造成的性能降低。

碱式硫酸镁晶须(MHSH)是一种呈单晶结构、尺寸细小且具有优异的力学性能的镁盐晶须，易与高分子材料复合而提高其强度和韧性，且不会显著降低复合材料的加工性。碱式硫酸镁晶须还能作为阻燃剂，具有优异的抑烟和放滴落作用。目前作为增强体和阻燃剂已应用于聚丙烯、聚乙烯和ABS等树脂。此外，考虑到碱式硫酸镁晶须可溶解于人体体液，其安全无毒的特性使其在生物高分子材料，如聚乳酸中也颇具应用前景。为了制备具有高强韧且阻燃性能优异的聚乳酸复合材料，本发明提出了一种用层状硅酸镍(Ni-PS)修饰碱式硫酸镁晶须，而后通过负载含磷化合物间苯二酚双(二苯基)磷酸酯(RDP)，来制备新型阻燃型增强剂，并对聚乳酸进行增强增韧改性，显著提高了其阻燃性能。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种层状材料修饰MHSH的制备工艺，本发明还提出了一种增强阻燃剂的制备工艺；本发明还提出了一种增韧阻燃聚乳酸复合材料及其制备方法，本发明一方面利用无机晶须的高强度赋予了复合材料良好的抗拉强度和弹性模量，同时显著提高了其冲击韧性，另一方面无机镁盐晶须与RDP间苯二酚双(二苯基)磷酸酯的有机结合在提高聚乳酸的阻燃特性方面表现出了良好的协效阻燃效果，显著改善了其阻燃性能。

本发明提出的一种层状材料修饰MHSH的制备工艺，包括如下步骤：

S1、将十六烷基三甲基溴化氨加入去离子水中，超声处理，加入碱式硫酸镁晶须，继续超声处理，加入无水乙醇，继续超声处理，加入NH₃·H₂O，搅拌状态下滴加正硅酸四乙酯的乙醇溶液，室温反应，离心，洗涤，干燥，得到纳米SiO₂包覆MHSH；

S2、将溶液A、溶液B加入至聚四氟乙烯反应釜中，在温度85-100℃反应，离心，洗涤，干燥，得到层状材料修饰MHSH；

在溶液A的制备中，将S1制备的纳米SiO₂包覆MHSH溶解于去离子水中分散，得到溶液A；