CN104151689A - 一种含有干酪素的无卤环保阻燃聚合物制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含有干酪素的无卤环保阻燃聚合物制备方法，包括干酪素和聚合物按2-20∶98-80重量比混合，使干酪素均匀分散于聚合物基体中，然后成型得到阻燃聚合物复合材料制品；所述干酪素是一种由天然的蛋白质大分子；所述的聚合物是通用塑料、工程塑料、橡胶中的一种或一种以上。形成具优良阻燃性能的聚合物复合材料；克服现有卤素阻燃剂污染大的缺点，而且干酪素是从牛奶中提纯制得，工艺简单，价格低廉，环保无毒。

Description

一种含有干酪素的无卤环保阻燃聚合物制备方法
技术领域
本发明涉及聚合物复合材料技术领域，具体是指干酪素用于制备一种无卤环保阻燃聚合物复合材料的方法。
背景技术
添加型阻燃剂是通过机械混合方法加入到聚合物中，使聚合物具有阻燃性能，目前添加型阻燃剂主要有有机阻燃剂和无机阻燃剂，非卤阻燃剂和卤系阻燃剂(有机氯化物和有机溴化物)。有机是以溴系、磷氮系为主的一些阻燃剂，无机主要是硅系、三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁，等阻燃体系。其中卤系阻燃剂对环境危害大，而无机填料又存在着添加量过大影响聚合物力学性能的情况，所以目前研究热点多集中在无卤环保的磷系和氮系阻燃剂。
研究者一直在致力于开发无卤环保高效的阻燃剂，近年来，生物大分子物质成为热门的选择，干酪素、乳清蛋白、疏水蛋白、脱氧核糖核酸和核糖核酸等含磷含氮的物质已经开始被人们关注。这类大分子物质取自天然生物材料，如动物乳汁、组织等，无毒无害，随着近年来科技的发展，工艺水平逐步提高，大大的降低了各种蛋白、脱氧核糖核酸和核糖核酸的提取成本，为大规模应用提供了可能。
发明内容
本发明主要解决了传统卤系阻燃剂毒性大，危害环境的问题，提供了一种干酪素用于制备环保无卤阻燃聚合物的方法，形成具有良好阻燃性能的聚合物复合材料；且干酪素制备工艺简单，价格低廉，环保无毒。
本发明的干酪素用于制备聚合物复合材料的方法包括：干酪素和聚合物按2-20：98-80重量比混合，使干酪素均匀分散于聚合物基体中，然后成型得到聚合物复合材料制品。
所述干酪素是一种从牛奶中提取的天然产物，结构式为NH2RCOOH，无臭、无味的白色至黄色粉末，相对密度1.25-1.31。几乎不溶于水、醇及醚。溶于稀碱液、碱性碳酸盐溶液和浓酸，在弱酸中会沉淀。有吸湿性，干燥时稳定，潮湿时迅速变硬。干酪素中含有大量的磷酸基团，有利于聚合物脱水炭化，形成炭层。
所述的聚合物是通用塑料、工程塑料、橡胶中的一种或一种以上。
所述的通用塑料包括低密度聚乙烯(LDPE)、聚4-甲基-1-戊烯(P4MP)、聚偏氯乙烯树脂(PVDC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-苯乙烯二元共聚物(AS)、丙烯晴-氯化聚乙烯-苯乙烯三元共聚物(ACS)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、氨基树脂、酚醛树脂、聚氨酯(PU)、环氧树脂、不饱和聚酯等通用塑料中的一种或者多种混合物。
所述的工程塑料包括聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚苯酯、聚砜(PSF)、聚醚酮(PEK)、等塑料中的一种或者多种混合物。
所述的橡胶包括天然橡胶(NR)和合成橡胶，其中合成橡胶又包括如丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、乙丙橡胶(EPM和EPDM)、顺丁橡胶(BR)、丁基橡胶(IIR)等通用合成橡胶、丁腈橡胶(NBR)、氟橡胶(FPM)、硅橡胶(SiR)等特种合成橡胶中的一种或者多种混合物。
干酪素和聚合物混合及成型可以采用现有的常用混合设备和成型设备。例如利用双螺杆挤出机可以对热塑性塑料和添加剂进行均匀混合，挤出混合物经过切粒机造粒，之后可用压片机或注塑机使复合材料成型；研磨机和搅拌机可以均匀混合热固性塑料和添加剂等；双辊比较适合对橡胶类聚合物进行混合加工。
本发明与现有方法相比，主要有以下三个优点：
1、本发明采用的干酪素源自动物乳汁，是一种含氮的蛋白，制备工艺简单，成本低廉，无毒环保。
2、本发明制备的聚合物复合材料可应用与制造各种通用塑料、工程塑料和橡胶。
3、本发明制备的复合材料的热稳定性和阻燃性能得到了显著提高。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
(1)将干酪素置于60℃的烘箱充分干燥8小时。
(2)称取5g干酪素，95g乙烯-醋酸乙烯共聚物，用双辊进行混合加工。
(3)将步骤(2)中得到的混合物经过压片机压片成型，得到阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物/干酪素复合材料制品。
实施例2
(1)将干酪素置于60℃的烘箱充分干燥8小时。
(2)称取20g干酪素，80g乙烯-醋酸乙烯共聚物，用双辊进行混合加工。
(3)将步骤(2)中得到的混合物经过压片机压片成型，得到阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物/干酪素复合材料制品。
实施例3
(1)将干酪素置于90℃的烘箱充分干燥12小时。
(2)称取2g干酪素微粉，98g聚乳酸，均匀混合后用双螺杆挤出机进行熔融共混。
(3)将步骤(2)中得到的混合物经过注塑机加工，注塑成型得到阻燃聚乳酸/干酪素复合材料制品。
实施例4
(1)将干酪素置于90℃的烘箱充分干燥12小时。
(2)称取5g干酪素微粉，95g聚乳酸，均匀混合后用双螺杆挤出机进行熔融共混。
(3)将步骤(2)中得到的混合物经过注塑机加工，注塑成型得到阻燃聚乳酸/干酪素复合材料制品。
实施例5
(1)将干酪素置于90℃的烘箱充分干燥12小时。
(2)称取10g干酪素微粉，90g聚乳酸，均匀混合后用双螺杆挤出机进行熔融共混。
(3)将步骤(2)中得到的混合物经过注塑机加工，注塑成型得到阻燃聚乳酸/干酪素复合材料制品。
表1.各实施例阻燃测试结果

Claims (6)

1.一种含有干酪素的无卤环保阻燃聚合物制备方法，包括干酪素和聚合物按2-20：98-80重量比混合，使干酪素均匀分散于聚合物基体中，然后成型得到阻燃聚合物复合材料制品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述干酪素是一种含氮的蛋白质大分子，从动物乳汁中提取，天然环保，无毒无害；所述的聚合物是通用塑料、工程塑料、橡胶中的一种或一种以上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的通用塑料包括低密度聚乙烯(LDPE)、聚4-甲基-1-戊烯(P4MP)、聚偏氯乙烯树脂(PVDC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-苯乙烯二元共聚物(AS)、丙烯晴-氯化聚乙烯-苯乙烯三元共聚物(ACS)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、氨基树脂、酚醛树脂、聚氨酯(PU)、环氧树脂、不饱和聚酯等通用塑料中的一种或者多种混合物。
4.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于所述的工程塑料包括聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚苯酯、聚砜(PSF)、聚醚酮(PEK)、等塑料中的一种或者多种混合物。
5.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于所述的橡胶包括天然橡胶(NR)和合成橡胶，其中合成橡胶又包括如丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、乙丙橡胶(EPM和EPDM)、顺丁橡胶(BR)、丁基橡胶(IIR)等通用合成橡胶、丁腈橡胶(NBR)、氟橡胶(FPM)、硅橡胶(SiR)等特种合成橡胶中的一种或者多种混合物。
6.根据权利要求1-4中所述的方法，其特征在于要将干酪素进行充分烘干，烘箱温度为60-90℃，烘干时间为8-12h。
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