[0010] 为了解决上述的问题,本发明提出了一种高流动性阻燃聚乳酸复合材料,包含如下的组成:
[0011]
[0012] 所述的PLA的重均分子量为100000‑200000g/mol,MFR为5‑20g/10min,测试条件为2.16kg、190℃。
[0013] 所述的流动改性剂为POSS接枝PCL,记为POSS‑PCL,制备方法如下:
[0014] 称取一定量的POSS,与PCL溶于有机溶剂中,POSS与PCL的质量比为1:1‑50,加入催化剂,均匀搅拌,升温至180‑220℃,反应0.5‑2小时,除去溶剂,在真空干燥箱内30‑50℃下干燥10‑30小时,得到POSS接枝的PCL,备用。
[0015] 所述的POSS为八羧基苯基POSS,记为T8COOH。
[0016] 所述的有机溶剂为氯代甲烷,优选二氯甲烷和/或三氯甲烷。
[0017] 所述的催化剂为辛酸亚锡、醋酸锡中的一种或两种。
[0018] 所述POSS‑PCL的数均分子量为4000‑30000g/mol,优选4500‑20000g/mol,更优选5000‑15000g/mol,最优选5500‑10000g/mol。
[0019] POSS‑PCL的数均分子量优选4000以上,如果POSS‑PCL的分子量过低,可能存在容易析出的问题,分子量优选30000以下,如果分子量过高,可能会失去改善材料流动性的效果。
[0020] 所述的POSS与PCL的质量比优选1:3‑30,更优选1:4‑20,最优选1:5‑15。
[0021] 所述的增韧剂为聚(对苯二甲酸丁二醇酯‑co‑己二酸丁二醇酯),简称PBAT。
[0022] 所述的阻燃剂为无机阻燃剂,选自氢氧化铝、氢氧化镁、烷基次磷酸铝、次磷酸铝,优选烷基次磷酸铝、次磷酸铝(AHP)。
[0023] 所述的烷基次磷酸铝选自二乙基次膦酸铝、甲基乙基次磷酸铝。
[0024] 所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或几种。
[0025] 其中,受阻酚抗氧剂优选为2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚(抗氧剂1010)、2,6‑二叔丁基对甲酚(抗氧剂264)、β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯)丙酸十八碳醇酯(抗氧剂1076)、1,3,5‑三(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苄基)异氰尿酸(抗氧剂3114)。
[0026] 亚磷酸酯抗氧剂优选为三(1,4‑二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168),双(2,4‑二叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酯(抗氧剂626)和双(十八烷基)季戊四醇二亚磷酸酯(抗氧剂618)。
[0027] 笼型多面体低聚倍半硅氧烷(简称POSS)因其独特的笼型结构所带来的优良特性,如稳定的热性能、优良的力学性能以及纳米尺寸结构为POSS带来良好的可设计性,POSS也常被加入到PLA中改善材料的阻燃性能。
[0028] 发明人也进行了相关的研究,并对POSS进行了改性,在制备接枝PCL的过程中,某次失误使用了低分子量的PCL,但当时并未发现,经测试发现得到的复合材料流动性得到大幅改善,但力学性能基本保持不变,经后续的继续研发才完成了本发明。
[0029] 本发明还提供了复合材料的制备方法如下:
[0030] (1)PLA在真空干燥箱中于40‑80℃下干燥2‑6小时,备用;
[0031] (2)将干燥好的PLA以及其他组分投入高速共混机中共混5‑10分钟,转速为1000‑2000rpm;
[0032] (3)将共混后的原料加入双螺杆挤出机中熔融挤出,冷却、切粒、干燥,挤出工段温度设置为200‑220℃,其中一区温度为200‑205℃,二区温度为205‑210℃,三区温度为210‑220℃,四区温度为210‑215℃,五区温度为200‑210℃,螺杆转速为300‑500转/分钟,停留时间为1‑3分钟,挤出过程抽真空。
[0033] 有益效果
[0034] (1)POSS接枝PCL不仅可以改善PLA材料的流动性能,同时可以改善材料的阻燃性能,使得材料达到V0阻燃级别。而且PLA和PCL相容性能良好,也不需要另外添加助剂,不会造成力学性能的恶化。
[0035] (2)PCL也是可降解材料,故POSS接枝PCL也不会影响PLA材料的降解性能,可广泛用于生物降解材料领域。
[0036] (3)POSS接枝PCL还可以改善PLA的结晶性能,从而保证了PLA材料整体的力学强度。