[发明专利]一种高效无卤阻燃PLA复合材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种高效无卤阻燃PLA复合材料，其原料按重量份数计算，包括PLA 50～80份、阻燃剂2～5份、纤维10～30份、协效剂0.5～2份、抗氧剂0.5份、扩链剂0.5～1份以及成炭剂0.5～1份为制备原料。本发明还提出一种高效无卤阻燃PLA复合材料的制备方法，将PLA、阻燃剂、纤维进行在80℃下进行干燥，将干燥后的上述物料和扩链剂混合均匀后，经过双螺杆挤出机进行共混挤出。本发明材料来源广泛，易于获取，使用效果好。

技术领域

本发明涉及材料科学技术领域，尤其涉及一种高效无卤阻燃PLA复合材料及制备方法。

背景技术

聚乳酸( PLA )来源丰富，价格低廉，而且聚乳酸具有优异的力学性能。但是聚乳酸易燃烧，热稳定性差，燃烧时熔滴现象严重，使聚乳酸在产品对阻燃性能要求的领域受到限制，因此，对聚乳酸进行阻燃改性是非常有必要的；但是，目前，聚乳酸阻燃复合材料的阻燃剂添加量大，而且聚乳酸阻燃复合材料的机械力学性能急剧降低，导致聚乳酸材料的应用范围受到极大影响。目前，要使聚乳酸阻燃复合材料具有优异的阻燃性能，同时拥有优异的机械力学性能，主要采用添加相容剂改善复合材料的界面，但是采用该方法制备的聚乳酸阻燃复合材料的阻燃性能和机械力学性能均不理想。

发明内容

本发明的目的是：提供一种高效无卤阻燃PLA复合材料及制备方法，它具有优异界面相容性，优异机械力学性能，制备方法工艺简单，阻燃剂分散均匀，而且环保性好，以克服现有技术的不足。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高效无卤阻燃PLA复合材料，其原料按重量份数计算，包括PLA 50～80份、阻燃剂2～5份、纤维10～30份、协效剂0.5～2份、抗氧剂0.5份、扩链剂0.5～1份以及成炭剂0.5～1份为制备原料。

优选的，所述阻燃剂为带有反应基团的磷系阻燃剂，其具有如下结构式之一：

优选的，所述纤维为玻璃纤维、亚麻、苎麻、黄麻、竹纤维、剑麻、蕉麻、芳纶纤维、玄武岩纤维或碳纤维。

优选的，所述扩链剂的结构为：

优选的，所述协效剂为季磷盐插层改性蒙脱土。

优选的，所述成炭剂为季戊四醇。

本发明还提出一种高效无卤阻燃PLA复合材料的制备方法，按重量份数计算取各组分，将PLA、阻燃剂、纤维、协效剂、抗氧剂以及成炭剂进行在80℃下进行干燥，将干燥后的上述物料和扩链剂混合均匀后，经过双螺杆挤出机进行共混挤出，加工温度为175～200℃，经过冷却、牵引、切粒后，获得高效无卤阻燃PLA复合材料粒料，将高效无卤阻燃PLA复合材料粒料干燥后，注塑成标准样条进行测试。

本发明提出的一种高效无卤阻燃PLA复合材料，有益效果是所有的阻燃剂均带有反应基团，带有反应基团的阻燃剂能够与PLA基体发生反应，提高阻燃剂与PLA基体的界面相容性，也能够与纤维表面的羟基官能团发生反应，增强阻燃剂与纤维之间的相容性，因此，带有反应基团的阻燃剂能够有效改善PLA基体与纤维之间的界面性能，增强PLA基体与纤维之间的界面粘结力，提高PLA基体与纤维之间的界面强度，从而获得高强度的PLA阻燃复合材料；另外，加入的扩链剂不但能够改善PLA基体的加工性能，而且扩链剂带有的环氧官能团还能与基体树脂以及纤维表面的羟基发生反应，进一步改善PLA基体与纤维之间的界面性能，进一步改善PLA复合材料的性能；同时，加入的季磷盐插层改性蒙脱土协效剂不但对PLA阻燃复合材料产生阻燃协效，而且对PLA阻燃复合材料的机械力学性能产生正协效，又进一步改善了PLA复合材料的机械力学性能。本发明材料来源广泛，易于获取，使用效果好。