[发明专利]聚乳酸和聚碳酸酯共聚的无卤阻燃合金材料及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种阻燃材料及其制造方法，尤其是涉及一种聚乳酸和聚碳酸酯共聚的无卤阻燃合金材料及其制造方法。

【背景技术】

科学技术日新月异，电子电器产品的使用量越来越大，报废电子电器产品也越来越多，这些废弃物中的有害物质对环境及人类健康造成很大危害。因此，欧盟制定了WEEE指令、REACH指令和RoHS指令，WEEE指令在2005年8月13日生效，RoHS指令于2006年7月1日生效。

各国环保标准加速出台RoHS指令规定，从2006年7月1日起，投放于欧盟的电子电器设备将不含有铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯(PBB)和多溴二苯醚(PBDE)等6种有害物质。但必要时允许在电子电器产品的特殊物质和组件中含有上述6种有害物质，但不能超过RoHS指令规定的最高含量。

这意味着，有卤阻燃体系在电子电器、通讯产品中用的塑料材料中使用大大受限。

而传统的无卤工程塑料，如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)或ABS与聚碳酸酯(PC)合金都面临因降解带来的白色污染问题；聚乳酸(PLA)虽然降解性能尚可，但其韧性太差、阻燃性不高也限制了其在电子产品外壳上的应用。

【发明内容】

有鉴于此，有必要提供一种高阻燃性、强抗冲击力、易降解的聚乳酸和聚碳酸酯共聚的无卤阻燃合金材料。针对易降解的聚乳酸和聚碳酸酯进行阻燃和抗冲击改性，达到高的阻燃性和抗冲击性能。

此外，还提供一种制造上述材料的方法。

一种聚乳酸和聚碳酸酯共聚的无卤阻燃合金材料，包括聚乳酸、聚碳酸酯、 阻燃剂、抗冲改性剂和结晶促进剂，所述阻燃剂由硅系阻燃剂和水合金属氧化物系阻燃剂复配。

通过加入抗冲改性剂对聚乳酸和聚碳酸酯改性，可使共聚材料具有强抗冲击力；实验表明，使用复配的硅系阻燃剂和水合金属氧化物系阻燃剂可以使合金材料具有高阻燃性；另外由于用于共聚的聚乳酸和聚碳酸酯本身的特性，使得生成的共聚材料具有易降解的特点。

在优选的实施例中，所述的聚乳酸和聚碳酸酯共聚的无卤阻燃合金材料还包括聚碳酸酯-二甲基硅油嵌段共聚物。

在合金材料中加入嵌段共聚物可以改善两相界面的界面性能，从而提高材料的整体性能。

在优选的实施例中，所述硅系阻燃剂为聚硅氧烷，所述水合金属氧化物为氢氧化镁，且各组成成分按重量计配比为：聚乳酸树脂100份、聚碳酸酯20～30份、聚硅氧烷2～4份、氢氧化镁10～30份、聚碳酸酯-二甲基硅油嵌段共聚物0.5～1.0份、抗冲改性剂1～3份、结晶促进剂0.5～1份。

在优选的实施例中，所述聚乳酸树脂的重均分子量为18万至24万。

在优选的实施例中，所述氢氧化镁的粉体细度为5000目。

在优选的实施例中，所述抗冲改性剂为核-壳结构的增韧剂。

一种制造聚乳酸和聚碳酸酯共聚的无卤阻燃合金材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

原材料的预处理，脱去聚乳酸和聚碳酸酯表面的水汽；

将聚乳酸、聚碳酸酯、抗冲改性剂、结晶促进剂及硅系阻燃剂和水合金属氧化物系阻燃剂复配成的阻燃剂按比例计量，并加入搅拌机中混合；

加入双螺杆挤出机进行造粒。

在优选的实施例中，制造聚乳酸和聚碳酸酯共聚的无卤阻燃合金材料的方法，进一步包括制备聚碳酸酯-二甲基硅油嵌段共聚物的步骤：将二甲基硅油单体和聚碳酸酯加入反应釜，按次序加入引发剂、链终止剂，进行嵌段共聚反应 5-7小时，冷却、分离、烘干；并在其后的步骤中，将所制备的聚碳酸酯-二甲基硅油嵌段共聚物加入搅拌机。

在优选的实施例中，双螺杆挤出机的各段温度设定为：加料口120～130℃、加热一区130～140℃、加热二区140～150℃、加热三区150～160℃、加热四区155～165℃、加热五区160～165℃、机头温度170～175℃。

在优选的实施例中，所述双螺杆挤出机长径比为40∶1，挤出温度设为165～195℃，主机频率20Hz，真空度-90KPa。

【具体实施方式】

下面结合具体实施例进行进一步的说明。

本发明涉及一种聚乳酸和聚碳酸酯共聚的无卤阻燃合金材料，利用阻燃剂和抗冲改性剂对聚乳酸和聚碳酸酯进行改性。

为了达到高的阻燃性能，阻燃剂采用硅系阻燃剂和水合金属氧化物系阻燃剂复配制得。优选地，硅系阻燃剂为聚硅氧烷，水合金属氧化物为氢氧化镁。