一种可降解阻燃塑料薄膜及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种可降解阻燃塑料薄膜，包括如下重量份的原料：聚氨酯树脂30‑40份、聚乳酸30‑40份、聚丁二酸丁二醇酯12‑18份、阻燃剂2‑3份、改性埃洛石纳米管4‑6份、抗氧剂0.8‑1份、润滑剂1‑2份；本发明专利技术还公开了该塑料薄膜的生产工艺。本发明专利技术的塑料薄膜采用聚氨酯树脂、聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯作为成膜基体，使塑料薄膜具备生物可降解特性；通过在薄膜原料中加入自制的阻燃剂，自制的阻燃剂不仅能够均匀分布于高聚物基体中，还能与聚氨酯分子链产生化学键合作用，有效避免阻燃剂的迁出和迁移现象；采用改性埃洛石对阻燃剂能够起到协同效果，进一步提高薄膜的阻燃性能；使塑料薄膜在具备生物可降解特性的基础上，具备优良的阻燃性能。

【技术实现步骤摘要】
一种可降解阻燃塑料薄膜及其生产工艺
本专利技术属于塑料薄膜加工领域，具体地，涉及一种可降解阻燃塑料薄膜及其生产工艺。
技术介绍
塑料薄膜具有轻质、薄、不透水、强度较大、成本低，是一种很好的包装和农用覆盖材料，塑料薄膜的使用给人们的生活带来了极大的方便，使塑料薄膜的用量越来越大，但是用过后的废弃塑料薄膜不易回收、不易降解，大量的废弃塑料袋已成为当前污染环境的一个严重的问题。为了减轻塑料薄膜对环境的污染，人们研发出了一些环保型绿色可降解塑料薄膜，这类可降解塑料薄膜，其组成成分有薄膜级塑料和可以引发塑料产生降解的组分，但是现有的可降解的塑料薄膜加工的工艺性能不好，降解时间长。专利号为CN201410777429.1的中国专利技术专利公开了一种可降解阻燃的塑料薄膜及其制备方法，其原料组分及重量份数分别为：聚乙烯85份、聚乳酸20-30份、PBM降解材料65-80份、填充料10-15份、普鲁兰多糖5-10份、抗氧剂2-4份、紫外线吸收剂1-1.5份、纳米阻燃复合物25-30份。该申请通过在薄膜原料中掺入无机矿物料，使塑料薄膜具备一定的阻燃性能。但是无机矿物填料为纳米级的无机颗粒，存在易于团聚以及与高分子基体相容性差的缺陷，难以在塑料薄膜中分散均匀，使得塑料薄膜的阻燃性能仍然达不到使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可降解阻燃塑料薄膜及其生产工艺，塑料薄膜采用聚氨酯树脂、聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯作为成膜基体，使塑料薄膜具备生物可降解特性，符合环保要求；通过在薄膜原料中加入自制的阻燃剂，自制的阻燃剂与高聚物基体具有良好的相容性，能够均匀分布于高聚物基体中，此外，阻燃剂还能与聚氨酯分子链产生化学键合作用，提高阻燃剂与聚合物基体的结合力，有效避免阻燃剂的迁出和迁移现象；采用改性埃洛石对阻燃剂能够起到协同效果，进一步提高薄膜的阻燃性能；使得到的塑料薄膜在具备生物可降解特性的基础上，具备优良的阻燃性能，扩大塑料薄膜的应用范围。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种可降解阻燃塑料薄膜，包括如下重量份的原料：聚氨酯树脂30-40份、聚乳酸30-40份、聚丁二酸丁二醇酯12-18份、阻燃剂2-3份、改性埃洛石纳米管4-6份、抗氧剂0.8-1份、润滑剂1-2份。进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂300、抗氧剂1010或抗氧剂1076。进一步地，所述润滑剂为聚乙烯蜡或硅油。进一步地，所述阻燃剂由如下方法制备：S1、将端羧基聚丁二烯和甲苯一同加入带有搅拌装置的三口烧瓶中，升温至90℃恒温搅拌15-20min，冷却，待温度降至38-40℃时，加入甲酸水溶液，待温度降至室温后，再加入过氧化氢水溶液，在室温下以150r/min匀速搅拌反应10-12h；S2、将反应液倒入分液漏斗中，多次加入蒸馏水进行分液，除去未反应的甲酸和双氧水，直至反应液的pH值为6.8-7.0，再用无水乙醇对反应液进行分液，分离产物和甲苯溶剂，使产物析出，充分干燥后得到中间体；S3、将中间体加入90-95℃的二甲苯中，搅拌使其溶解，再加入2-羧乙基苯基次膦酸粉末，边搅拌边升温至115-120℃，于115-120℃恒温条件下持续搅拌反应10-12h，反应结束后，旋转蒸发除去二甲苯，产物置于60℃真空干燥箱中干燥5-6h，得到阻燃剂。进一步地，步骤S1中甲酸水溶液的质量分数为6％，过氧化氢水溶液的质量分数为30％；端羧基聚丁二烯、甲苯、甲酸水溶液和过氧化氢水溶液的用量之比为1g:8-10mL:10-15mL:6-8mL。进一步地，步骤S3中中间体、二甲苯、2-羧乙基苯基次膦酸的用量之比为1g:40-50mL:0.6-0.9g。进一步地，所述改性埃洛石纳米管由如下方法制备：按照固液比1g:50mL将埃洛石纳米管分散在NaOH水溶液中，室温下以200r/min匀速搅拌22-24h，将得到的浆料进行离心分离，产物用蒸馏水水洗多次至洗液的pH值为7.0，最后将产物置于80℃烘箱中干燥20-24h，得到改性埃洛石纳米管。一种可降解阻燃塑料薄膜的生产工艺，包括如下步骤：第一步、将聚氨酯、聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯放入40-45℃的真空干燥箱内干燥15-18h；第二步、将干燥后的聚氨酯、聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯、阻燃剂、改性埃洛石纳米管和润滑剂投入到高速混合机中，8000r/min下搅拌混合25-30min，再加入抗氧剂，继续搅拌7-10min，制得共混料；第三步、将共混料加入双螺杆挤出机料筒中，之后经过熔融挤出、水冷、切粒、干燥得到共混颗粒，其中，挤出温度为160-175℃；第四步、将共混颗粒用装配有吹膜机头的滑膛式单螺杆挤出机经挤出吹膜，得到塑料薄膜；其中，吹膜温度为155-170℃，螺杆转速为38-40r/min，牵引速度7.0m/min，卷绕速度为7.0m/min。本专利技术的有益效果：本专利技术在薄膜原料中加入了自制的阻燃剂，阻燃剂在制备过程中，端羧基聚丁二烯分子链上的碳碳双键C＝C在甲酸和双氧水的氧化作用下，生成环氧基，环氧基与2-羧乙基苯基次膦酸分子上的-COOH发生开环反应，使2-羧乙基苯基次膦酸分子接枝于端羧基聚丁二烯分子的侧链上，形成高分子阻燃剂；高分子阻燃剂与高聚物基体(聚氨酯、聚乳酸等)具有良好的相容性，能够均匀分布于高聚物基体中，更好的发挥阻燃效果，并且端羧基聚丁二烯分子链上还含有-COOH，羧基能够与聚氨酯分子上的-NH-基团发生反应，提高阻燃剂与聚合物基体的结合力，可以有效避免阻燃剂的迁出和迁移现象，使阻燃剂持续、稳定发挥阻燃作用，提高阻燃效果的持久性；进一步提高阻燃剂与聚合物基体的结合力，提高阻燃剂的耐迁移性；本专利技术在薄膜原料中加入了改性埃洛石纳米管，采用改性埃洛石纳米管对阻燃剂进行复配使用，埃洛石纳米管经过碱处理改性后，表面形成更多的-OH，表面的-OH不仅能够与阻燃剂分子上的-COOH作用，还能与聚氨酯分子链上的-NH-作用，促进埃洛石纳米管的均匀分散，提高埃洛石纳米管与阻燃剂的相互作用以及埃洛石纳米管与聚合物基体的相互作用；埃洛石纳米管含有Si-O键与Al-O键，高温条件下能够形成阻隔结构，因此可在凝聚相发挥阻燃作用；当改性埃洛石纳米管与阻燃剂复配使用时，硅-磷协同作用能够进一步促进聚合物基体成碳，由于在燃烧过程中改性埃洛石纳米管与阻燃剂反应生成硅铝磷酸盐，而硅铝磷酸盐作为一种酸性催化剂，可以促进磷酸的形成并增强氧化脱水交联碳化的过程，从而会使残碳表面更致密，高温下形成致密的碳层有利于隔氧隔热，同时减少可燃性气体的生成量，起到凝聚相阻燃的作用；改性埃洛石对阻燃剂能够起到协同效果，进一步提高薄膜的阻燃性能；本专利技术的塑料薄膜采用聚氨酯树脂、聚乳酸和聚丁二酸丁二醇酯作为成膜基体，使塑料薄膜具备生物可降解特性，符合环保要求；通过在薄膜原料中加入自制的阻燃剂，自制的阻燃剂与高聚物基体具有良好的相容性，能够均匀分布于高聚物基体中，此外，阻燃剂还能与聚氨酯分子链产生化学键合作用，提高阻燃剂与聚合物基体的结合力，有效避免阻燃剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降解阻燃塑料薄膜，其特征在于，包括如下重量份的原料：聚氨酯树脂30-40份、聚乳酸30-40份、聚丁二酸丁二醇酯12-18份、阻燃剂2-3份、改性埃洛石纳米管4-6份、抗氧剂0.8-1份、润滑剂1-2份。/n

【技术特征摘要】
1.一种可降解阻燃塑料薄膜，其特征在于，包括如下重量份的原料：聚氨酯树脂30-40份、聚乳酸30-40份、聚丁二酸丁二醇酯12-18份、阻燃剂2-3份、改性埃洛石纳米管4-6份、抗氧剂0.8-1份、润滑剂1-2份。


2.根据权利要求1所述的一种可降解阻燃塑料薄膜，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂300、抗氧剂1010或抗氧剂1076。


3.根据权利要求1所述的一种可降解阻燃塑料薄膜，其特征在于，所述润滑剂为聚乙烯蜡或硅油。


4.根据权利要求1所述的一种可降解阻燃塑料薄膜，其特征在于，所述阻燃剂由如下方法制备：
S1、将端羧基聚丁二烯和甲苯一同加入带有搅拌装置的三口烧瓶中，升温至90℃恒温搅拌15-20min，冷却，待温度降至38-40℃时，加入甲酸水溶液，待温度降至室温后，再加入过氧化氢水溶液，在室温下以150r/min匀速搅拌反应10-12h；
S2、将反应液倒入分液漏斗中，多次加入蒸馏水进行分液，除去未反应的甲酸和双氧水，直至反应液的pH值为6.8-7.0，再用无水乙醇对反应液进行分液，分离产物和甲苯溶剂，使产物析出，充分干燥后得到中间体；
S3、将中间体加入90-95℃的二甲苯中，搅拌使其溶解，再加入2-羧乙基苯基次膦酸粉末，边搅拌边升温至115-120℃，于115-120℃恒温条件下持续搅拌反应10-12h，反应结束后，旋转蒸发除去二甲苯，产物置于60℃真空干燥箱中干燥5-6h，得到阻燃剂。


5.根据权利要求4所述的一种可降解阻燃塑料薄膜，其特征在于，步骤S1中甲酸水溶液的质量分数为6％，过氧化氢水溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯莉，
申请(专利权)人：晋江祥谦鞋材有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35