一种无卤阻燃可降解复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，按重量份计，其原料包括可降解材料40‑65份、阻燃剂20‑40份、增强纤维1‑5份、增容剂5‑10份、增塑剂1‑5份和抗氧剂1‑3份，所述阻燃剂为无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合物。本技术方案中，通过生物基生物降解材料和石化基生物降解材料相混合，使整体材料具有较好的生物可降解性和较好的力学性能，而且本技术方案中使用无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合，不仅绿色环保，在燃烧时不会产生有毒物质，而且还具有较好的阻燃效果和抑烟效果。发明专利技术人意外的发现通过加入马来酸酐接枝类增容剂，不仅能够提高阻燃剂和增强纤维在整体材料中的相容性，而且还能够提高整体材料的力学强度。

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃可降解复合材料及其制备方法
本申请属于可降解复合材料
，具体涉及一种无卤阻燃可降解复合材料及其制备方法。
技术介绍
可降解塑料又称生物分解塑料，指在自然界如堆肥化条件下、厌氧消化条件下或水性培养液中，由自然界存在的微生物如细菌、霉菌、真菌和藻类的作用引起降解，并最终完全降解变成二氧化碳、甲烷、水及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料.随着世界各地对塑料污染的严格管控，中国政府加速管理塑料污染法令的颁布，可降解塑料迎来前所未有的机遇和挑战，可降解塑料由于具有良好的降解性，主要用作食物包装材料，这也是现阶段其最大的应用领域。可降解塑料主要的目标产品是塑料包装薄膜、农用薄膜、一次性塑料袋和一次性塑料餐具。相比传统包装塑料包装材料，可降解塑料成本稍高。但是随着环保意识的增强，人们愿意为保护环境而使用价格稍高的可降解塑料，环保意识的增强给可降解塑料行业带来了巨大的发展机遇。但是可降解塑料的阻燃性能较差，在应用时受到了比较大的限制。现有的做法是在可降解塑料中添加卤素类阻燃剂，虽然卤素类阻燃剂具有较好的阻燃效果，但是卤素阻燃剂在燃烧时会产生有毒和致癌的物质，会严重影响人体健康状况。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的第一个方面提供了一种无卤阻燃可降解复合材料，按重量份计，其原料包括可降解材料40-65份、阻燃剂20-40份、增强纤维1-5份、增容剂5-10份、增塑剂1-5份和抗氧剂1-3份，所述阻燃剂为无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合物。优选的，所述可降解材料为生物基生物降解材料和石化基生物降解材料的混合物。优选的，所述生物基生物降解材料为聚乳酸，所述聚乳酸的熔融指数为30-35g/10min。优选的，所述石化基生物降解材料的分子链中至少包含酯基。优选的，所述无机非卤阻燃剂的分子量在50-300。优选的，所述无机非卤阻燃剂选自三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化钼中的至少一种。优选的，所述有机非卤阻燃剂选自磷酸三丁酯、三聚氰胺、均三嗪、碳酰胺、有机次膦酸金属盐、双氰胺和季戊四醇磷酸酯中的至少一种。优选的，所述增强纤维选芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维、剑麻纤维、玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、晶须、石棉纤维和金属纤维中的至少一种。优选的，所述增容剂选自马来酸酐接枝类、乙酸酐和丁二酸酐中的至少一种。优选的，所述增塑剂选自柠檬酸酯类、脂肪族羧酸、脂肪族酰胺和脂肪族金属盐的至少一种。本专利技术的第二个方面提供了一种无卤阻燃可降解复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：(1)将可降解材料、阻燃剂、增强纤维、增容剂、增塑剂和抗氧剂进行混合，得到混合物A；(2)将混合物A经螺杆挤出机熔融挤出，经冷却、切粒，即得到无卤阻燃可降解复合材料。有益效果：本技术方案中通过生物基生物降解材料和石化基生物降解材料相混合，使整体材料具有较好的生物可降解性和较好的力学性能，而且本技术方案中的阻燃剂为无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合物，不仅绿色环保，在燃烧时不会产生有毒物质，而且还具有较好的阻燃效果和抑烟效果。专利技术人意外的发现通过加入马来酸酐接枝类增容剂，不仅能够提高阻燃剂和增强纤维在整体材料中的相容性，而且还能够提高整体材料的力学强度。具体实施方式为了下面的详细描述的目的，应当理解，本专利技术可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。此外，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本专利技术所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。尽管阐述本专利技术的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。为了解决上述技术问题，本专利技术的第一个方面提供了一种无卤阻燃可降解复合材料，按重量份计，其原料包括可降解材料40-65份、阻燃剂20-40份、增强纤维1-5份、增容剂5-10份、增塑剂1-5份和抗氧剂1-3份，所述阻燃剂为无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合物。作为一种优选的技术方案，所述无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的质量比为1：1。作为一种优选的技术方案，所述可降解材料为生物基生物降解材料和石化基生物降解材料的混合物。作为一种优选的技术方案，所述生物基生物降解材料为聚乳酸，所述聚乳酸的熔融指数为30-35g/10min，在210℃，2.16kg，参照ASTMD1238测试得到。生物基生物降解材料为天然材料直接加工得到的、微生物发酵和化学合成共同参与得到的或由微生物直接合成得到的可降解材料。作为一种优选的技术方案，所述石化基生物降解材料的分子链中至少包含酯基。石化基生物降解材料是指以化学合成的方法将石化产品单体聚合而得的可降解材料。作为一种优选的技术方案，所述石化基生物降解材料选自聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚碳酸亚丙酯、聚乙醇酸和聚羟基丁酸酯中的至少一种。作为一种优选的技术方案，所述石化基生物降解材料为聚丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯的混合物。作为一种更优选的技术方案，所述聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯的质量比为：(5-6)：(2-3)：1。聚乳酸是一种生物降解材料，是使用淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖以及一定的菌种发酵制成的高浓度乳酸，然后再经过化学合成的方法合成具有一定分子量的聚乳酸。聚乳酸具有较好的生物可降解性，能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。并且聚乳酸具有较好的热稳定性、生物相容性和较好的延展性，但是专利技术人发现聚乳酸的脆性较大。聚丁二酸丁二醇酯易被自然界中的微生物或动植物体内的酶分解、代谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料。具有良好的生物相容性和生物可吸收性，聚丁二酸丁二醇酯具有较好的韧性和加工性能。聚碳酸亚丙酯具有较好的生物可降解性和生物相容性。专利技术人意外的发现通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，按重量份计，其原料包括可降解材料40-65份、阻燃剂20-40份、增强纤维1-5份、增容剂5-10份、增塑剂1-5份和抗氧剂1-3份，所述阻燃剂为无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，按重量份计，其原料包括可降解材料40-65份、阻燃剂20-40份、增强纤维1-5份、增容剂5-10份、增塑剂1-5份和抗氧剂1-3份，所述阻燃剂为无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合物。


2.根据权利要求1所述的无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，所述可降解材料为生物基生物降解材料和石化基生物降解材料的混合物。


3.根据权利要求2所述的无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，所述生物基生物降解材料为聚乳酸，所述聚乳酸的熔融指数为30-35g/10min。


4.根据权利要求3所述的无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，所述石化基生物降解材料的分子链中至少包含酯基。


5.根据权利要求1-4任一项所述的无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，所述无机非卤阻燃剂的分子量在50-300。


6.根据权利要求5所述的无卤阻燃可降解复合材料，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔志龙，甘舸，文胜，
申请(专利权)人：广东国立科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44