[发明专利]一种可生物降解阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可生物降解阻燃聚丙烯复合材料，其由80‑85份聚丙烯树脂、15‑20份次磷酸酯淀粉、0.3‑0.5份抗氧剂和0.3‑0.5份润滑剂按照重量份制备而成。本发明中添加的次磷酸酯淀粉能够大大提高酯化后的淀粉的亲油性，从而提高其与聚合物材料的相容性，在聚丙烯分散性好，可以提高材料的强度。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体是一种可生物降解阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)由于具有稳定性好、机械性能优良、价格便宜等优点，已在各行各业中广泛使用，但该材料在自然环境中降解非常缓慢，因此，废弃的制品所带来的“白色污染”对环境产生了不小的危害，这阻碍了PP的进一步发展。目前，处理PP废品时主要采用焚烧和填埋两种方法，这两种处理方法虽然在一定程度上减轻了“白色污染”，但随之又带来空气污染、土壤污染和水污染等问题，依然无法根除PP废弃物污染环境的症结。

生物降解塑料是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌(真菌)和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种使用性能优良，废弃后可被环境中的微生物完全分解，最终被降解为二氧化碳和水的高分子材料。大部分纯聚合物不易被微生物分解，虽有研究PP材料可在环境中进行生物降解，但降解时间特别长，采用添加淀粉的方式可提高PP的生物降解性能。

现有技术中单独使用淀粉，存在材料不阻燃、与基材相容性差的缺点，对聚丙烯复合材料的力学性能影响较大，使得聚丙烯复合材料强度低、热稳定性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可生物降解阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题，既能保证材料可生物降解，又能增加其阻燃性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明第一个方面提供了一种可生物降解阻燃聚丙烯复合材料，其由80-85份聚丙烯树脂、15-20份次磷酸酯淀粉、0.3-0.5份抗氧剂和0.3-0.5份润滑剂按照重量份制备而成。

作为本发明进一步的方案：所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种。

作为本发明进一步的方案：所述抗氧剂为烷基单酚抗氧剂、氮杂环多酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代双酚抗氧剂中的至少一种。

作为本发明进一步的方案：所述润滑剂选自金属皂润滑剂、有机硅润滑剂中的至少一种。

作为本发明进一步的方案：所述次磷酸酯淀粉的制备方法包括以下步骤：

混料：将次磷酸盐和尿素充分溶解在蒸馏水中，调节PH值为5-6，调节温度为20-25℃，再加入淀粉充分搅拌30min，得到混合物料；

预干：将所述混合物料过滤，在40-50℃温度下预干燥至含水率不低于5％，得到预干物料；

酯化：将所述预干物料在155-165℃温度下反应2-2.5h，得到次磷酸酯淀粉；

其中，所述次磷酸盐、尿素、蒸馏水和淀粉的质量比为(5-8)：(9-10)：100:100。

作为本发明进一步的方案：所述次磷酸盐为次磷酸钠、次磷酸镁中的至少一种。

作为本发明进一步的方案：所述淀粉为玉米淀粉、红薯淀粉、绿豆淀粉中的至少一种。

本发明第二个方面公开了如第一个方面所述的一种可生物降解阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：按配比称取聚丙烯树脂、抗氧剂和润滑剂加入到高速搅拌机中混合3-5min，得到混合物料；

S2：将步骤S1中制得的混合物料经过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，将次磷酸酯淀粉经过侧喂料斗加入，经熔融、挤出、干燥制得可生物降解阻燃聚丙烯复合材料。