一種環(huán)保阻燃增強(qiáng)pla生物降解工程塑料及其制備方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及高分子材料，特別是涉及環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程 塑料及其制備方法。
【背景技術(shù)】 [0002] 現(xiàn)世界塑料廢棄物每年總量高達(dá)7500萬噸，其中美國和西歐各2250萬 噸，日本750萬噸，中國約500萬噸。其廢棄物在城市固體垃圾（MSW)中的含量也猛增，它 從1960年的1%，1970年的2%，1988年猛增到8%，到2000年更增至10%。如按體積算，它在 MSW中的比例，1988年就高達(dá)20%，到2000年則達(dá)30%。我國塑料發(fā)展與環(huán)境問題和西方國 家狀況相似，但另有特點(diǎn)，即我國大城市尚缺少現(xiàn)代化垃圾填埋場或焚燒設(shè)施，嚴(yán)重污染環(huán) 境。
[0003] 聚乳酸（PLA)是近年發(fā)展出來的綜合物性最好的生物可降解塑料，對(duì)環(huán)境完全沒 有污染，其具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最終生成二氧 化碳和水，不污染環(huán)境，符合當(dāng)今世界對(duì)環(huán)保的要求。但是，聚乳酸的缺陷，如熱變形溫度 低、沖擊強(qiáng)度低、韌性不好等問題，達(dá)不到工程塑料的物性要求，目前僅部分替代通用塑料， 因而，必須通過改性來改善聚乳酸的性能缺陷，從而大大提高聚乳酸在工程塑料中的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出 一種機(jī)械性能高、韌性好、阻燃效率高的環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料及其制備方 法。
[0005] 本發(fā)明解決所述技術(shù)問題可以通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)： 制作、使用一種環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料，包括組份及各自所占的質(zhì)量 百分比如下：高剛性PLA 40%-52%，玻璃纖維25%-35%，環(huán)保阻燃劑10%-16%，協(xié)效阻燃劑 3%-5%，成核劑 0. 6%-0. 8%，潤滑劑 0. 6%-0. 8%，抗氧劑 0. 4%-0. 6%，相容劑 5%-6%。
[0006] 所述玻璃纖維為玻璃長纖、硼纖維和碳纖維中的任意一種或任意幾種混合物。
[0007] 所述環(huán)保阻燃劑為溴化環(huán)氧樹脂。
[0008] 所述協(xié)效阻燃劑為三氧化二銻。
[0009] 所述潤滑劑為EBS (乙撐雙硬脂酰胺）。
[0010] 所述相容劑為乙烯-甲基丙烯酸酯-縮水甘油酯。
[0011] 所述成核劑為酰肼類化合物的白色粉末。
[0012] 所述抗氧劑為多元受阻酚類和亞磷酸酯類復(fù)配。
[0013] 本發(fā)明解決所述技術(shù)問題還通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)： 提出一種環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料的制備方法，包括如下步驟:A、將高剛 性PLA在70-90°C下干燥4-5小時(shí)；B、按質(zhì)量百分比稱取，高剛性PLA 40%-52%，玻璃纖維 25%-35%，環(huán)保阻燃劑10%-16%，協(xié)效阻燃劑3%-5%，成核劑(λ 6%-0· 8%，潤滑劑(λ 6%-0· 8%， 抗氧劑〇. 4%-0. 6%，相容劑5%-6% ;C、將高剛性PLA、相容劑，潤滑劑，成核劑和抗氧劑置于高 速混合機(jī)中混合3分鐘，將玻璃纖維從加纖口加入；D、將混合好的料加入雙螺桿擠出機(jī)的 料斗中，混煉、擠出、造粒。
[0014] 同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料及其制備方法的 技術(shù)效果在于：1.通過采用玻璃纖維進(jìn)行增強(qiáng)耐熱改性，并加入環(huán)保阻燃劑、相容劑、成核 劑等成份以提高PLA (聚乳酸）的結(jié)晶性能、力學(xué)及熱學(xué)性能，能制備出高剛性高阻燃可降 解工程塑料，大大提高聚乳酸在工程塑料中的應(yīng)用；2.成本低，尤其適用于空調(diào)、風(fēng)扇等內(nèi) 置件，滿足空調(diào)內(nèi)置件、風(fēng)扇內(nèi)置件等電器內(nèi)置件中對(duì)力學(xué)強(qiáng)度及阻燃要求。
[0015]
【具體實(shí)施方式】 本發(fā)明環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料，包括組份及各自所占的質(zhì)量百分比如 下：高剛性PLA 40%-52%，玻璃纖維25%-35%，環(huán)保阻燃劑10%-16%，協(xié)效阻燃劑3%-5%，成 核劑0. 6%-0. 8%，潤滑劑0. 6%-0. 8%，抗氧劑0. 4%-0. 6%，相容劑5%-6%。所述玻璃纖維為玻 璃長纖、硼纖維和碳纖維中的任意一種或任意幾種混合物；所述環(huán)保阻燃劑為溴化環(huán)氧樹 脂；所述協(xié)效阻燃劑為三氧化二銻；所述潤滑劑為EBS (乙撐雙硬脂酰胺）；所述相容劑為 乙烯-甲基丙烯酸酯-縮水甘油酯；所述成核劑為酰肼類化合物的白色粉末；所述抗氧劑 為多元受阻酚類和亞磷酸酯類復(fù)配。
[0016] 本發(fā)明還公開一種環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料的制備方法，包括如 下步驟:A、將高剛性PLA在70-90°C下干燥4-5小時(shí)；B、按質(zhì)量百分比稱取，高剛性PLA 40%-52%，玻璃纖維25%-35%，環(huán)保阻燃劑10%-16%，協(xié)效阻燃劑3%-5%，成核劑0· 6%-0· 8%， 潤滑劑〇. 6%-0. 8%，抗氧劑0. 4%-0. 6%，相容劑5%-6% ;C、將高剛性PLA、增韌劑、相容劑，潤 滑劑，成核劑和抗氧劑置于高速混合機(jī)中混合3分鐘，將玻璃纖維從加纖口加入；D、將混合 好的料加入雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，混煉、擠出、造粒。本發(fā)明制備方法中，雙螺桿擠出機(jī) 選用35型雙螺桿擠出機(jī)，工藝參數(shù)為：一區(qū)溫度170-175°C，二區(qū)溫度175-180°C，三區(qū)溫 度175-180°C，四區(qū)溫度180-185°C，五區(qū)溫度185-190°C，六區(qū)溫度190-195°C，七區(qū)溫度 185-190°C，八區(qū)溫度 185-190°C，模頭溫度 190-195°C。主機(jī)：300r/min，喂料：40r/min。
[0017] 下面以下述原料為例：高剛性PLA樹脂選用美國nature works的3052D ;環(huán)保阻 燃劑為溴化環(huán)氧樹脂，選用韓國宇進(jìn)的CXB-2000H;協(xié)效阻燃劑為三氧化二銻；玻璃纖維是 玻璃長纖，選用巨石集團(tuán)的無堿增強(qiáng)988A ;PLA專用成核劑為白色粉末，酰肼類化合物；抗 氧劑為多元受阻酚類和亞磷酸酯類復(fù)配，選用汽巴公司的抗氧劑1010和168 ;所述潤滑劑 為EBS(乙撐雙硬脂酰胺）；相容劑為乙烯-甲基丙烯酸酯-縮水甘油酯，選用法國阿克瑪 公司的AX8900 實(shí)施例1 PLA 3052樹脂44%;相容劑AX8900 5%;玻璃長纖31%;溴化環(huán)氧樹脂14%;三氧化二銻 4% ;EBS 0· 8% ;抗氧劑 1010 0· 4%，PLA 成核劑 0· 8%。
[0018] 制備方法：按配方稱取上述原料，將PLA樹脂放在鼓風(fēng)干燥機(jī)中于70°C -80°c的 溫度下干燥3-5小吋，然后與相容劑、阻燃劑、潤滑剤、抗氧劑等一起放入高混機(jī)中混合3分 鐘，混合均勻。同時(shí)將玻璃長纖從大氣口加入。
[0019] 將混好的原料置于擠出機(jī)的下料斗中，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，工藝參數(shù)為：一 區(qū)溫度170-175°c，二區(qū)溫度175-180°c，三區(qū)溫度175-180°c，四區(qū)溫度180-185°c，五區(qū)溫 度185-190°C，六區(qū)溫度190-195°C，七區(qū)溫度185-190°C，八區(qū)溫度185-190°C，模頭溫度 190-195°C。主機(jī)：300r/min，喂料：40r/min。
[0020] 實(shí)施例2 PLA 3052樹脂43%;相容劑AX8900 6%;玻璃長纖30%;溴化環(huán)氧樹脂 15% ;三氧化二 銻 4% ;EBS 0. 8% ;抗氧劑 168 0. 4 % ;PLA 成核劑 0. 8%。
[0021] 物料處理方法及制備方法同實(shí)施例1。
[0022] 實(shí)施例3 PLA 3052樹脂41%;相容劑AX8900 6%;玻璃長纖30%;溴化環(huán)氧樹脂 16% ;三氧化二 銻 5% ;EBS 0. 8% ;抗氧劑 168 0. 4 % ;PLA 成核劑 0. 8%。
[0023] 物料處理方法及制備方法同實(shí)施例1。
[0024] 實(shí)施例4 PLA 3052樹脂52%;相容劑AX8900 6%;玻璃長纖25%;溴化環(huán)氧樹脂 12% ;三氧化二 銻 3% ;EBS 0. 8% ;抗氧劑 1010 0. 5%，PLA 成核劑 0. 7%。
[0025] 物料處理方法及制備方法同實(shí)施例1。
[0026] 實(shí)施例5 PLA 3052樹脂47%;相容劑AX8900 5%;玻璃長纖29%;溴化環(huán)氧樹脂 12% ;三氧化二 銻 5% ;EBS 0· 8% ;抗氧劑 1010 0· 4%，PLA 成核劑 0· 8%。
[0027] 物料處理方法及制備方法同實(shí)施例1。
[0028] 實(shí)施例6 PLA 3052樹脂40%;相容劑AX8900 6%;玻璃長纖35%;溴化環(huán)氧樹脂 14% ;三氧化二 銻 3% ;EBS 0· 8% ;抗氧劑 1010 0· 4%，抗氧劑 168 0· 2% ;PLA 成核劑 0· 6%。
[0029] 物料處理方法及制備方法同實(shí)施例1。
[0030] 將造粒好的樹脂置于溫度為70-80°C的鼓風(fēng)干燥箱中干燥2-3小時(shí)，在80T注塑 機(jī)上制樣。冷卻放置24小時(shí)后測試。測試標(biāo)準(zhǔn)為美國標(biāo)準(zhǔn)，測試溫度為室溫。拉伸強(qiáng)度標(biāo) 準(zhǔn)ASTM D638,樣條尺寸為57mm*127mm*3. 2mm(有效尺寸)，拉伸速度為5mm/min;彎曲強(qiáng)度 標(biāo)準(zhǔn):ASTM D790,樣條尺寸為127mm*13mm*3. 2mm，彎曲速度為2mm/min ;懸臂梁沖擊標(biāo)準(zhǔn)： ASTMD256,樣條尺寸為64mm*12. 7mm*3. 2mm，缺口剩余寬度為10.12_1;熔融指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)： ASTMD1238,測試條件為190° C /2. 16kg ;阻燃性能測試標(biāo)準(zhǔn)UL-94 1. 6mm。
[0031] 實(shí)施例1-6的綜合物性
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā) 明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫 離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù) 范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料，其特征在于，包括組份及各自所占的質(zhì) 量百分比如下：高剛性PLA 40%-52%，玻璃纖維25%-35%，環(huán)保阻燃劑10%-16%，協(xié)效阻燃劑 3%-5%，成核劑 0. 6%-0. 8%，潤滑劑 0. 6%-0. 8%，抗氧劑 0. 4%-0. 6%，相容劑 5%-6%。2. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料，其特征在于：所述玻璃 纖維為玻璃長纖、硼纖維和碳纖維中的任意一種或任意幾種混合物。3. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料，其特征在于：所述環(huán)保 阻燃劑為溴化環(huán)氧樹脂。4. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料，其特征在于：所述協(xié)效 阻燃劑為三氧化二銻。5. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料，其特征在于：所述潤滑 劑為EBS (乙撐雙硬脂酰胺）。6. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料，其特征在于：所述相容 劑為乙烯-甲基丙烯酸酯-縮水甘油酯。7. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料，其特征在于：所述成核 劑為酰肼類化合物的白色粉末。8. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料，其特征在于：所述抗氧 劑為多元受阻酚類和亞磷酸酯類復(fù)配。9. 一種權(quán)利要求1至8之任一項(xiàng)所述的環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料的制備 方法，其特征在于，包括如下步驟:A、將高剛性PLA在70-90°C下干燥4-5小時(shí)；B、按質(zhì)量 百分比稱取，高剛性PLA 40%-52%，玻璃纖維25%-35%，環(huán)保阻燃劑10%-16%，協(xié)效阻燃劑 3%-5%，成核劑0. 6%-0. 8%，潤滑劑0. 6%-0. 8%，抗氧劑0. 4%-0. 6%，相容劑5%-6% ;C、將高剛性 PLA、相容劑，潤滑劑，成核劑和抗氧劑置于高速混合機(jī)中混合3分鐘，將玻璃纖維從加纖口 加入；D、將混合好的料加入雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，混煉、擠出、造粒。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料及其制備方法，工程塑料包括組份及各自所占的質(zhì)量百分比如下：高剛性PLA40%-52%，玻璃纖維25%-35%，環(huán)保阻燃劑10%-16%，協(xié)效阻燃劑3%-5%，成核劑0.6%-0.8%，潤滑劑0.6%-0.8%，抗氧劑0.4%-0.5%，相容劑5%-6%。同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明環(huán)保阻燃增強(qiáng)PLA生物降解工程塑料具有機(jī)械性能高、韌性好和阻燃效率高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C08K7/14, C08K5/25, C08L67/04, C08K5/20, C08K3/22, C08L63/00, C08K13/04, C08K7/06
【公開號(hào)】CN105566870
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410614864
【發(fā)明人】賴伴來
【申請(qǐng)人】深圳市聯(lián)創(chuàng)科技集團(tuán)有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2014年11月5日