一种阻燃聚乳酸发泡塑料及其制备方法技术

本发明专利技术属于塑料领域，公开了一种阻燃聚乳酸发泡塑料及其制备方法，制成该阻燃聚乳酸发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚乳酸90‑120份、玻璃纤维布10‑20份、丙三醇三甘油酸酯1‑2份、桑皮纤维6‑10份、芳纶浆粕8‑12份、季戊四醇4‑6份、聚磷酸铵20‑25份、三聚氰胺4‑6份、碳酸钙2‑4份、偶氮二甲酰胺1‑3份、三乙醇胺1‑2份、聚醚改性硅油1‑2份、凹凸棒土6‑10份、硅藻土4‑8份、木质素磺酸钠0.4‑0.6份、马来酸酐1‑2份、纯丙乳液15‑25份、壳聚糖6‑10份。本发明专利技术产品气泡均匀，密度低，质量轻，具有良好的阻燃性能、吸音性能和力学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于塑料领域，涉及一种阻燃聚乳酸发泡塑料，本专利技术还涉及该阻燃聚乳酸发泡塑料的制备方法。
技术介绍
聚乳酸(PLA)是一种新型的生物降解材料，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成。淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸。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，这对保护环境非常有利，是公认的环境友好材料。由于聚乳酸是一种集生物降解性、生物相容性和生物可吸收性于一体的绿色热塑性聚酯，具有较好的力学强度、弹性模量和热成型性，降解产物能渗入人体代谢，被广泛应用于医疗、药学、农业、服装业等领域，被认为是迄今为止最有市场潜力的可生物降解聚合物，但是聚乳酸材料易燃烧，且燃烧时熔滴现象严重，限制了其在航空、电子产品、汽车内饰件、家具等领域的应用。普通常用的阻燃添加剂方法就是添加有含卤素的卤化物和三氧化二锑，这些阻燃剂的缺点是燃烧时发烟量大，产生有毒有害、有强烈腐蚀性的卤化物，并造成环境污染。为了达到低烟的目的，大家都致力于低烟低卤阻燃材料的开发。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述提到的现有技术中的不足，提供一种阻燃聚乳酸发泡塑料及其制备方法，该阻燃聚乳酸发泡塑料气泡均匀，密度低，质量轻，具有良好的阻燃性能、吸音性能和力学性能。为达上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种阻燃聚乳酸发泡塑料，制成该阻燃聚乳酸发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚乳酸90-120份、玻璃纤维布10-20份、丙三醇三甘油酸酯1-2份、桑皮纤维6-10份、芳纶浆粕8-12份、季戊四醇4-6份、聚磷酸铵20-25份、三聚氰胺4-6份、碳酸钙2-4份、偶氮二甲酰胺1-3份、三乙醇胺1-2份、聚醚改性硅油1-2份、凹凸棒土6-10份、硅藻土4-8份、木质素磺酸钠0.4-0.6份、马来酸酐1-2份、纯丙乳液15-25份、壳聚糖6-10份。进一步的，制成该阻燃聚乳酸发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚乳酸90份、玻璃纤维布10份、丙三醇三甘油酸酯1份、桑皮纤维6份、芳纶浆粕8份、季戊四醇4份、聚磷酸铵20份、三聚氰胺4份、碳酸钙2份、偶氮二甲酰胺1份、三乙醇胺1份、聚醚改性硅油1份、凹凸棒土6份、硅藻土4份、木质素磺酸钠0.4份、马来酸酐1份、纯丙乳液15份、壳聚糖6份。进一步的，制成该阻燃聚乳酸发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚乳酸120份、玻璃纤维布20份、丙三醇三甘油酸酯2份、桑皮纤维10份、芳纶浆粕12份、季戊四醇6份、聚磷酸铵25份、三聚氰胺6份、碳酸钙4份、偶氮二甲酰胺3份、三乙醇胺2份、聚醚改性硅油2份、凹凸棒土10份、硅藻土8份、木质素磺酸钠0.6份、马来酸酐2份、纯丙乳液25份、壳聚糖10份。进一步的，制成该阻燃聚乳酸发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚乳酸105份、玻璃纤维布15份、丙三醇三甘油酸酯1.5份、桑皮纤维8份、芳纶浆粕10份、季戊四醇5份、聚磷酸铵22份、三聚氰胺5份、碳酸钙3份、偶氮二甲酰胺2份、三乙醇胺1.5份、聚醚改性硅油1.5份、凹凸棒土8份、硅藻土6份、木质素磺酸钠0.5份、马来酸酐1.5份、纯丙乳液20份、壳聚糖8份。本专利技术的另一目的是提供一种阻燃聚乳酸发泡塑料的制备方法，包括以下步骤：(1)称取玻璃纤维布耳料，清洗至无泥浆、污物等，干燥至无水分，然后将干燥后的玻璃纤维布耳料送入切段机进行切段，切成长度为4-5cm的小段料；(2)按配比称取步骤(1)所得的玻璃纤维布小段料，送入微波干燥机进行微波干燥，然后将微波干燥后的玻璃纤维布小段料送入纳米研磨机，进行研磨，得玻璃纤维粉末；(3)将桑皮纤维、凹凸棒土、硅藻土混合粉碎至80目后，总重量记为1份，用用4份质量分数为10-20％的氢氧化钠水溶液超声搅拌浸泡2h，洗涤至中性，微波干燥后进行超微粉碎至超微粉，备用；(4)将步骤(3)制得的超微粉中加入木质素磺酸钠和适量蒸馏水，超声搅拌30min后，加入壳聚糖继续搅拌30min，干燥，备用；(5)将步骤(4)干燥后的混合物料与芳纶浆粕、马来酸酐、纯丙乳液加入高速混合机中，在150-180℃下以600-800r/min的速度搅拌30min，备用；(6)将聚乳酸、丙三醇三甘油酸酯、季戊四醇、聚醚改性硅油与步骤(2)制得的玻璃纤维粉末初混后，送入高速混合机中，加入聚磷酸铵、三聚氰胺、碳酸钙、偶氮二甲酰胺、三乙醇胺、步骤(5)制得的混合物料，在130-140℃下密闭高速搅拌20min，得到混炼料；(7)将步骤(6)制得的混炼料装入模具，再送入平板硫化机进行交联发泡，发泡完成后即得所述的阻燃聚乳酸发泡塑料。进一步的，步骤(2)中微波干燥温度为150-200℃，微波干燥时间为1-3min。进一步的，步骤(3)中氢氧化钠水溶液的质量分数为15％。进一步的，步骤(6)中高速搅拌速度为1000-1400r/min。进一步的，步骤(6)中高速搅拌速度为1200r/min。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术阻燃聚乳酸发泡塑料气泡均匀，密度低、质量轻，以聚乳酸为本体，选用玻璃纤维、桑皮纤维、芳纶浆粕来增强聚乳酸可降解塑料，通过控制各成分的比例，使其性能协同互补，提高了聚乳酸塑料的柔韧性、弹性、耐腐蚀性、耐热性等性能，显著提高了聚乳酸的强度，改变了单纯的聚乳酸质脆、易变性的缺点，使制得的聚乳酸材料具有优异的耐热性和成型加工性能。(2)本专利技术采用聚醚改性硅油与碳酸钙、偶氮二甲酰胺配合作用用于发泡，有助于气泡的形成，在发泡过程中可以控制泡沫的大小和均匀性，使泡沫泡孔不易崩塌，同时三乙醇胺还能平衡发泡的速度，使产品泡孔大小均匀。(3)本专利技术选取废弃的玻璃纤维布下脚料为原料，变废为宝，既降低了原料成本，循环经济，又进一步提高了聚乳酸的韧性、耐热性、耐腐蚀性等，大大提高了聚乳酸的性能，制备方法中，将玻璃纤维小段料现进行微波干燥处理后，再进行纳米研磨，微波干燥处理后，使得小段料变脆，再纳米研磨时，就会减少研磨时间而达到所需要的粒度，节省生产时间。(4)本专利技术通过调整配方和改进工艺，将凹凸棒土、硅藻土、桑皮纤维改性并超微粉碎后，用壳聚糖修饰，然后与芳纶浆粕、马来酸酐、纯丙乳液混合，引入到聚乳酸发泡塑料中，既可以改善它们在聚乳酸及其他原料中的分散效果，相互之间相容性和结合性好，又可以显著提高聚乳酸的吸音效果和强度，很好的解决了吸音材料强度和吸音性能不能兼得的问题，使制得的聚乳酸既具有良好的吸音性能，又有良好的强度。(5)本专利技术选用的阻燃剂为无卤阻燃剂，使用和燃烧过程中安全无毒，配方中桑皮纤维、芳纶浆粕分散到聚乳酸中在起到了提高聚乳酸塑料力学性能的基础上，又与季戊四醇共同作为膨胀性阻燃剂的成炭剂，当聚乳酸塑料在受热温度达到150℃左右时，聚磷酸铵产生能酯化多元醇和脱水的酸，酸与成炭剂进行酯化反应，三聚氰胺催化酯化反应加速进行，反应过程中产生的不燃性气体使以处于熔融状态的聚乳酸机体膨胀发泡，形成多孔泡沫碳层，防止聚乳酸塑料熔滴现象的发生，亦不会产生火焰和可燃性气体，使用安全，同时配方中还添加了凹凸棒土、硅藻土等阻燃材料，使聚乳酸的阻燃性能更优异。(6)本专利技术制备的阻燃聚乳酸发泡塑料气泡均匀，密度低、质量轻，是一种具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃聚乳酸发泡塑料，其特征在于，制成该阻燃聚乳酸发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚乳酸90‑120份、玻璃纤维布10‑20份、丙三醇三甘油酸酯1‑2份、桑皮纤维6‑10份、芳纶浆粕8‑12份、季戊四醇4‑6份、聚磷酸铵20‑25份、三聚氰胺4‑6份、碳酸钙2‑4份、偶氮二甲酰胺1‑3份、三乙醇胺1‑2份、聚醚改性硅油1‑2份、凹凸棒土6‑10份、硅藻土4‑8份、木质素磺酸钠0.4‑0.6份、马来酸酐1‑2份、纯丙乳液15‑25份、壳聚糖6‑10份。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃聚乳酸发泡塑料，其特征在于，制成该阻燃聚乳酸发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚乳酸90-120份、玻璃纤维布10-20份、丙三醇三甘油酸酯1-2份、桑皮纤维6-10份、芳纶浆粕8-12份、季戊四醇4-6份、聚磷酸铵20-25份、三聚氰胺4-6份、碳酸钙2-4份、偶氮二甲酰胺1-3份、三乙醇胺1-2份、聚醚改性硅油1-2份、凹凸棒土6-10份、硅藻土4-8份、木质素磺酸钠0.4-0.6份、马来酸酐1-2份、纯丙乳液15-25份、壳聚糖6-10份。2.如权利要求1所述的一种阻燃聚乳酸发泡塑料，其特征在于，制成该阻燃聚乳酸发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚乳酸90份、玻璃纤维布10份、丙三醇三甘油酸酯1份、桑皮纤维6份、芳纶浆粕8份、季戊四醇4份、聚磷酸铵20份、三聚氰胺4份、碳酸钙2份、偶氮二甲酰胺1份、三乙醇胺1份、聚醚改性硅油1份、凹凸棒土6份、硅藻土4份、木质素磺酸钠0.4份、马来酸酐1份、纯丙乳液15份、壳聚糖6份。3.如权利要求1所述的一种阻燃聚乳酸发泡塑料，其特征在于，制成该阻燃聚乳酸发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚乳酸120份、玻璃纤维布20份、丙三醇三甘油酸酯2份、桑皮纤维10份、芳纶浆粕12份、季戊四醇6份、聚磷酸铵25份、三聚氰胺6份、碳酸钙4份、偶氮二甲酰胺3份、三乙醇胺2份、聚醚改性硅油2份、凹凸棒土10份、硅藻土8份、木质素磺酸钠0.6份、马来酸酐2份、纯丙乳液25份、壳聚糖10份。4.如权利要求1所述的一种阻燃聚乳酸发泡塑料，其特征在于，制成该阻燃聚乳酸发泡塑料的原料包括以下重量份数的各成分：聚乳酸105份、玻璃纤维布15份、丙三醇三甘油酸酯1.5份、桑皮纤维8份、芳纶浆粕10份、季戊四醇5份、聚磷酸铵22份、三聚氰胺5份、碳酸钙3份、偶氮二甲酰胺2份、三乙醇胺1.5份、聚醚改性硅油1.5份、凹凸棒土8份、硅藻土6份、木质素磺酸钠0.5份、马来酸酐1.5份、纯丙乳液20份、壳聚糖8份。5.权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁国防，黄清华，刘甜甜，张淑芬，苏楠，
申请(专利权)人：青岛海之源智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37