一种环保阻燃增强pla生物降解工程塑料及其制备方法
【专利说明】
[0001]
技术领域本发明涉及高分子材料，特别是涉及环保阻燃增强PLA生物降解工程 塑料及其制备方法。
【背景技术】 [0002] 现世界塑料废弃物每年总量高达7500万吨，其中美国和西欧各2250万 吨，日本750万吨，中国约500万吨。其废弃物在城市固体垃圾（MSW)中的含量也猛增，它 从1960年的1%，1970年的2%，1988年猛增到8%，到2000年更增至10%。如按体积算，它在 MSW中的比例，1988年就高达20%，到2000年则达30%。我国塑料发展与环境问题和西方国 家状况相似，但另有特点，即我国大城市尚缺少现代化垃圾填埋场或焚烧设施，严重污染环 境。
[0003] 聚乳酸（PLA)是近年发展出来的综合物性最好的生物可降解塑料，对环境完全没 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，最终生成二氧 化碳和水，不污染环境，符合当今世界对环保的要求。但是，聚乳酸的缺陷，如热变形温度 低、冲击强度低、韧性不好等问题，达不到工程塑料的物性要求，目前仅部分替代通用塑料， 因而，必须通过改性来改善聚乳酸的性能缺陷，从而大大提高聚乳酸在工程塑料中的应用。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出 一种机械性能高、韧性好、阻燃效率高的环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料及其制备方 法。
[0005] 本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现： 制作、使用一种环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料，包括组份及各自所占的质量 百分比如下：高刚性PLA 40%-52%，玻璃纤维25%-35%，环保阻燃剂10%-16%，协效阻燃剂 3%-5%，成核剂 0. 6%-0. 8%，润滑剂 0. 6%-0. 8%，抗氧剂 0. 4%-0. 6%，相容剂 5%-6%。
[0006] 所述玻璃纤维为玻璃长纤、硼纤维和碳纤维中的任意一种或任意几种混合物。
[0007] 所述环保阻燃剂为溴化环氧树脂。
[0008] 所述协效阻燃剂为三氧化二锑。
[0009] 所述润滑剂为EBS (乙撑双硬脂酰胺）。
[0010] 所述相容剂为乙烯-甲基丙烯酸酯-缩水甘油酯。
[0011] 所述成核剂为酰肼类化合物的白色粉末。
[0012] 所述抗氧剂为多元受阻酚类和亚磷酸酯类复配。
[0013] 本发明解决所述技术问题还通过采用以下技术方案来实现： 提出一种环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料的制备方法，包括如下步骤:A、将高刚 性PLA在70-90°C下干燥4-5小时；B、按质量百分比称取，高刚性PLA 40%-52%，玻璃纤维 25%-35%，环保阻燃剂10%-16%，协效阻燃剂3%-5%，成核剂(λ 6%-0· 8%，润滑剂(λ 6%-0· 8%， 抗氧剂〇. 4%-0. 6%，相容剂5%-6% ;C、将高刚性PLA、相容剂，润滑剂，成核剂和抗氧剂置于高 速混合机中混合3分钟，将玻璃纤维从加纤口加入；D、将混合好的料加入双螺杆挤出机的 料斗中，混炼、挤出、造粒。
[0014] 同现有技术相比较，本发明环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料及其制备方法的 技术效果在于：1.通过采用玻璃纤维进行增强耐热改性，并加入环保阻燃剂、相容剂、成核 剂等成份以提高PLA (聚乳酸）的结晶性能、力学及热学性能，能制备出高刚性高阻燃可降 解工程塑料，大大提高聚乳酸在工程塑料中的应用；2.成本低，尤其适用于空调、风扇等内 置件，满足空调内置件、风扇内置件等电器内置件中对力学强度及阻燃要求。
[0015]
【具体实施方式】 本发明环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料，包括组份及各自所占的质量百分比如 下：高刚性PLA 40%-52%，玻璃纤维25%-35%，环保阻燃剂10%-16%，协效阻燃剂3%-5%，成 核剂0. 6%-0. 8%，润滑剂0. 6%-0. 8%，抗氧剂0. 4%-0. 6%，相容剂5%-6%。所述玻璃纤维为玻 璃长纤、硼纤维和碳纤维中的任意一种或任意几种混合物；所述环保阻燃剂为溴化环氧树 脂；所述协效阻燃剂为三氧化二锑；所述润滑剂为EBS (乙撑双硬脂酰胺）；所述相容剂为 乙烯-甲基丙烯酸酯-缩水甘油酯；所述成核剂为酰肼类化合物的白色粉末；所述抗氧剂 为多元受阻酚类和亚磷酸酯类复配。
[0016] 本发明还公开一种环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料的制备方法，包括如 下步骤:A、将高刚性PLA在70-90°C下干燥4-5小时；B、按质量百分比称取，高刚性PLA 40%-52%，玻璃纤维25%-35%，环保阻燃剂10%-16%，协效阻燃剂3%-5%，成核剂0· 6%-0· 8%， 润滑剂〇. 6%-0. 8%，抗氧剂0. 4%-0. 6%，相容剂5%-6% ;C、将高刚性PLA、增韧剂、相容剂，润 滑剂，成核剂和抗氧剂置于高速混合机中混合3分钟，将玻璃纤维从加纤口加入；D、将混合 好的料加入双螺杆挤出机的料斗中，混炼、挤出、造粒。本发明制备方法中，双螺杆挤出机 选用35型双螺杆挤出机，工艺参数为：一区温度170-175°C，二区温度175-180°C，三区温 度175-180°C，四区温度180-185°C，五区温度185-190°C，六区温度190-195°C，七区温度 185-190°C，八区温度 185-190°C，模头温度 190-195°C。主机：300r/min，喂料：40r/min。
[0017] 下面以下述原料为例：高刚性PLA树脂选用美国nature works的3052D ;环保阻 燃剂为溴化环氧树脂，选用韩国宇进的CXB-2000H;协效阻燃剂为三氧化二锑；玻璃纤维是 玻璃长纤，选用巨石集团的无碱增强988A ;PLA专用成核剂为白色粉末，酰肼类化合物；抗 氧剂为多元受阻酚类和亚磷酸酯类复配，选用汽巴公司的抗氧剂1010和168 ;所述润滑剂 为EBS(乙撑双硬脂酰胺）；相容剂为乙烯-甲基丙烯酸酯-缩水甘油酯，选用法国阿克玛 公司的AX8900 实施例1 PLA 3052树脂44%;相容剂AX8900 5%;玻璃长纤31%;溴化环氧树脂14%;三氧化二锑 4% ;EBS 0· 8% ;抗氧剂 1010 0· 4%，PLA 成核剂 0· 8%。
[0018] 制备方法：按配方称取上述原料，将PLA树脂放在鼓风干燥机中于70°C -80°c的 温度下干燥3-5小吋，然后与相容剂、阻燃剂、润滑剤、抗氧剂等一起放入高混机中混合3分 钟，混合均匀。同时将玻璃长纤从大气口加入。
[0019] 将混好的原料置于挤出机的下料斗中，经双螺杆挤出机熔融挤出，工艺参数为：一 区温度170-175°c，二区温度175-180°c，三区温度175-180°c，四区温度180-185°c，五区温 度185-190°C，六区温度190-195°C，七区温度185-190°C，八区温度185-190°C，模头温度 190-195°C。主机：300r/min，喂料：40r/min。
[0020] 实施例2 PLA 3052树脂43%;相容剂AX8900 6%;玻璃长纤30%;溴化环氧树脂 15% ;三氧化二 锑 4% ;EBS 0. 8% ;抗氧剂 168 0. 4 % ;PLA 成核剂 0. 8%。
[0021] 物料处理方法及制备方法同实施例1。
[0022] 实施例3 PLA 3052树脂41%;相容剂AX8900 6%;玻璃长纤30%;溴化环氧树脂 16% ;三氧化二 锑 5% ;EBS 0. 8% ;抗氧剂 168 0. 4 % ;PLA 成核剂 0. 8%。
[0023] 物料处理方法及制备方法同实施例1。
[0024] 实施例4 PLA 3052树脂52%;相容剂AX8900 6%;玻璃长纤25%;溴化环氧树脂 12% ;三氧化二 锑 3% ;EBS 0. 8% ;抗氧剂 1010 0. 5%，PLA 成核剂 0. 7%。
[0025] 物料处理方法及制备方法同实施例1。
[0026] 实施例5 PLA 3052树脂47%;相容剂AX8900 5%;玻璃长纤29%;溴化环氧树脂 12% ;三氧化二 锑 5% ;EBS 0· 8% ;抗氧剂 1010 0· 4%，PLA 成核剂 0· 8%。
[0027] 物料处理方法及制备方法同实施例1。
[0028] 实施例6 PLA 3052树脂40%;相容剂AX8900 6%;玻璃长纤35%;溴化环氧树脂 14% ;三氧化二 锑 3% ;EBS 0· 8% ;抗氧剂 1010 0· 4%，抗氧剂 168 0· 2% ;PLA 成核剂 0· 6%。
[0029] 物料处理方法及制备方法同实施例1。
[0030] 将造粒好的树脂置于温度为70-80°C的鼓风干燥箱中干燥2-3小时，在80T注塑 机上制样。冷却放置24小时后测试。测试标准为美国标准，测试温度为室温。拉伸强度标 准ASTM D638,样条尺寸为57mm*127mm*3. 2mm(有效尺寸)，拉伸速度为5mm/min;弯曲强度 标准:ASTM D790,样条尺寸为127mm*13mm*3. 2mm，弯曲速度为2mm/min ;悬臂梁冲击标准： ASTMD256,样条尺寸为64mm*12. 7mm*3. 2mm，缺口剩余宽度为10.12_1;熔融指数标准： ASTMD1238,测试条件为190° C /2. 16kg ;阻燃性能测试标准UL-94 1. 6mm。
[0031] 实施例1-6的综合物性
以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发 明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护 范围。
【主权项】
1. 一种环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料，其特征在于，包括组份及各自所占的质 量百分比如下：高刚性PLA 40%-52%，玻璃纤维25%-35%，环保阻燃剂10%-16%，协效阻燃剂 3%-5%，成核剂 0. 6%-0. 8%，润滑剂 0. 6%-0. 8%，抗氧剂 0. 4%-0. 6%，相容剂 5%-6%。2. 如权利要求1所述的环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料，其特征在于：所述玻璃 纤维为玻璃长纤、硼纤维和碳纤维中的任意一种或任意几种混合物。3. 如权利要求1所述的环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料，其特征在于：所述环保 阻燃剂为溴化环氧树脂。4. 如权利要求1所述的环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料，其特征在于：所述协效 阻燃剂为三氧化二锑。5. 如权利要求1所述的环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料，其特征在于：所述润滑 剂为EBS (乙撑双硬脂酰胺）。6. 如权利要求1所述的环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料，其特征在于：所述相容 剂为乙烯-甲基丙烯酸酯-缩水甘油酯。7. 如权利要求1所述的环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料，其特征在于：所述成核 剂为酰肼类化合物的白色粉末。8. 如权利要求1所述的环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料，其特征在于：所述抗氧 剂为多元受阻酚类和亚磷酸酯类复配。9. 一种权利要求1至8之任一项所述的环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料的制备 方法，其特征在于，包括如下步骤:A、将高刚性PLA在70-90°C下干燥4-5小时；B、按质量 百分比称取，高刚性PLA 40%-52%，玻璃纤维25%-35%，环保阻燃剂10%-16%，协效阻燃剂 3%-5%，成核剂0. 6%-0. 8%，润滑剂0. 6%-0. 8%，抗氧剂0. 4%-0. 6%，相容剂5%-6% ;C、将高刚性 PLA、相容剂，润滑剂，成核剂和抗氧剂置于高速混合机中混合3分钟，将玻璃纤维从加纤口 加入；D、将混合好的料加入双螺杆挤出机的料斗中，混炼、挤出、造粒。
【专利摘要】本发明公开了一种环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料及其制备方法，工程塑料包括组份及各自所占的质量百分比如下：高刚性PLA40%-52%，玻璃纤维25%-35%，环保阻燃剂10%-16%，协效阻燃剂3%-5%，成核剂0.6%-0.8%，润滑剂0.6%-0.8%，抗氧剂0.4%-0.5%，相容剂5%-6%。同现有技术相比较，本发明环保阻燃增强PLA生物降解工程塑料具有机械性能高、韧性好和阻燃效率高等优点。
【IPC分类】C08K7/14, C08K5/25, C08L67/04, C08K5/20, C08K3/22, C08L63/00, C08K13/04, C08K7/06
【公开号】CN105566870
【申请号】CN201410614864
【发明人】赖伴来
【申请人】深圳市联创科技集团有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年11月5日