[发明专利]一种生物基阻燃PBS塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物基PBS阻燃塑料，它以纯生物基阻燃剂和聚丁二酸丁二醇酯为原料，依次进行混料和挤出成型而成，所述纯生物基阻燃剂利用腺嘌呤核苷三磷酸与植酸在搅拌条件下反应生成。将本发明所述纯生物基阻燃剂应用于制备PBS塑料制品，可在热解或燃烧时有效捕捉燃烧反应所需的自由基，从而使燃烧反应受到抑制，并有效兼顾PBS塑料的综合使用性能；所有原材料均对环境无污染，可进一步拓宽其应用领域；且涉及的制备方法简单、原料来源广，适合推广应用。

技术领域

本发明属于阻燃塑料技术领域，具体涉及一种纯生物基阻燃PBS塑料及其制备方法。

背景技术

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是具有良好可生物降解性能的聚合物，与聚乳酸、聚羟基烷酸酯、聚己内酯等可生物降解塑料相比，PBS价格相对较低，力学性能优异，耐热性能好，热变形温度接近100℃，是国内外在生物降解塑料研发方面的重点。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)可以用做垃圾袋、包装袋、化妆品瓶、各种塑料卡片、婴儿尿布、农用材料及药物缓释载体基质等。但是，PBS的易燃性对它在许多重要领域的应用和发展都具有很大的局限性。

此外，随着人类文明的进步以及生活水平的提高，对环境问题提出了更高的要求。目前，大部分阻燃塑料的环境问题亟待解决，或同时存在阻燃性能较低、制备方法较为困难等问题。如：专利CN110408162A将含溴阻燃剂和含磷阻燃剂协同使用，虽然具有较好的阻燃性能，但含溴阻燃剂在阻燃过程中易产生有毒物质，增加火灾救援难度，降低人员生存率；专利CN106987081A中所制备的复合塑料虽然不含卤素，但其极限氧指数较低，且操作繁琐；专利CN109054294A和专利CN109135095A中，使用了包括润滑剂、阻燃协效剂、固化剂在内的多种添加剂，且大部分添加剂无法回收利用，容易造成生态问题，且制备工艺较为复杂，制备条件较为严苛，不易推广。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种纯生物基PBS阻燃塑料，利用腺嘌呤核苷三磷酸和植酸反应所得产物对聚丁二酸丁二醇酯进行复合改性，可有效提高聚丁二酸丁二醇酯的阻燃性能和耐寒性能，且涉及的制备方法简单、原料来源广，具有纯生物基组成特性，可为高阻燃环保型PBS塑料的制备提供一条全新思路。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种纯生物基PBS阻燃塑料，它以纯生物基P-N阻燃剂和聚丁二酸丁二醇酯为原料，通过双螺杆挤出而成，所述纯生物基P-N阻燃剂以腺嘌呤核苷三磷酸和植酸为主要原料进行反应得到。

上述方案中，所述纯生物基P-N阻燃剂的制备方法包括如下步骤：将腺嘌呤核苷三磷酸和植酸溶于水中，在保护气氛下进行搅拌反应，烘干后即得所述纯生物基P-N阻燃剂。

上述方案中，所述腺嘌呤核苷三磷酸与植酸的摩尔比为(1～6.5):1。

上述方案中，所述搅拌反应温度为室温条件，时间为10～60min；搅拌速率为100～400rpm。

上述方案中，所述烘干温度为40～80℃。

上述一种纯生物基PBS阻燃塑料的制备方法，具体包括如下步骤：将纯生物基阻燃剂和PBS按比例进行混合，然后至于双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的作用下进行混料、挤出、造粒得所述PBS阻燃塑料。

上述方案中，所述纯生物基阻燃剂与PBS的质量比为(1～50):(50～99)。

优选的，所述纯生物基阻燃剂和PBS的质量比为(5～7):(93～95)；针对单位用量的PBS，在低阻燃剂掺量的条件下即可实现优异的阻燃性能并可兼顾良好的力学性能，同时对环境保护起到积极作用。

优选的，所述纯生物基阻燃剂和PBS的质量比为(12～16):(84～88)；在保证PBS基材料力学性能的基础上，能够显著提升所得PBS制品的阻燃性能(极限氧指数可达32％左右)；可为高性能PBS阻燃环保材料的制备及其性能的进一步优化提供一定研究基础。