CN105086398A - 一种高韧性阻燃pla/pc合金 - Google Patents
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Abstract
一种高韧性阻燃PLA/PC合金，本发明涉及热塑性高分子材料改性技术领域，其成分按重量分数表示包括：PLA15-65％、PC25-75％、阻燃剂6-20％、成核促进剂1-9％、增韧剂1-8％、扩链剂0.02-2％、酯交换促进剂0.4-1%、加工助剂0.2-2％。本发明的高韧性阻燃PLA/PC合金通过将PLA与PC共混并改性，改善了PLA材料的脆性、阻燃性及耐热韧性，使PLA能应用于力学韧性及阻燃性要求较高的一些特殊产品中。
Description
技术领域
本发明涉及热塑性高分子材料改性技术领域，、一种高韧性阻燃PLA/PC合金。
背景技术
聚乳酸PLA，又称聚丙交酯，是一种透明无色的热塑性塑料，同时也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，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，同时具有良好的生物相容性、高强度、高模量、收缩率小、透明性好等优点，但存在着韧性差、热变形温度低等缺点，限制了其在工程塑料领域的使用。
聚碳酸酯PC，是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，是一种无定形的透明工程塑料，具有高强度和模量、高韧性、低收缩等优点，阻燃B级、尺寸稳定；但其熔体黏度大、流动性差、加工成型困难及耐溶剂性差等缺点，因而其应用范围受到限制，有鉴于此，有必要提供一种高韧性阻燃PLA/PC合金，该高韧性阻燃PLA/PC合金通过将PLA与PC共混并改性，改善了 PLA材料的脆性、阻燃性及耐热韧性，使PLA能够应用于对力学韧性及阻燃韧性要求较高的产品中。
发明内容
因此，本发明的目的提供一种高韧性阻燃PLA/PC合金，该高韧性阻燃PLA/PC合金改善了 PLA材料的脆性、阻燃性及耐热韧性，使PLA能够应用于对力学韧性及阻燃性要求较高的产品中。为了达到上述目的，本发明的高韧性阻燃PLA/PC合金，其成分按重量分数表示包括:
PLA 15-65% ；
PC 25-75% ；
阻燃剂 6-20% ；
成核促进剂 1-9% ；
增韧剂 1-8% ；
扩链剂 0.02-2% ；
酯交换促进剂0.4-1%
加工助剂 0.2-2% ；
上述 聚乳酸（PLA)为L型或D型聚乳酸；PC为双酚A型聚碳酸酯，且其分子量为4-11万，对脂肪烃等稳定，具有良好的热、电和机械等综合韧性，特别是耐冲击、韧性好、蠕变小，制品尺寸稳定。上述阻燃剂为磷系阻燃剂、硅系阻燃剂、水合金属氧化物阻燃剂及其复配阻燃体系。上述成核促进剂为云母、硫酸钡、滑石粉、高岭土、蒙脱土或者碳酸钙。上述成核促进剂的粒径小于20 μ m。酯交换促进剂为钛酸四丁酯；上述增韧剂为 SEBS、ACR、ABS、MBS、EPDM。上述扩链剂为二环氧化物、二异氰酸酯、二酸酐、双乙烯酮缩醛。加工助剂为润滑剂乙撑双脂肪酸酰胺（TAF)、季戊四醇硬脂酸酯（PETS)中的一种或两种。 相较于现有技术，本发明提供的高韧性阻燃PLA/PC合金改善了 PLA材料的脆性、阻燃性及耐热韧性，使PLA能够应用于对力学韧性及阻燃韧性要求较高的产品中。
【具体实施方式】 下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例 1 将PLA、PC原料在70_80°C的温度下除湿干燥3_4小时，然后按下述配方组成称取PLA、PC、阻燃剂、成核促进剂、增韧剂、扩链剂、酯交换促进剂，加工助剂:
PLA 18.5%
PC 63.1%
RDP 12.3%
滑石粉 2.5%
MBS 2.5%
扩链剂 0.3%
酯交换促进剂0.4%
加工助剂 0.4%
再将称好的物料放到高速混合机中混合均匀，将混合均匀后的物料加入到双螺杆挤出机料筒中造粒，双螺杆挤出机的转速为150-300转/分钟，各区温度控制在195°C -240°C。造粒后的产品在除湿干燥机中于60-80°C的温度下干燥2-4小时。对干燥后的产品进行性能测试，样条为注塑成型样条，参考国家标准GB/T3682-2000、GB/T1040-2006、GB/T9341-2008、GB/T1843 -2008、GB/T1634-2004测试所得成品的流动性、力学韧性及耐热韧性，参考美国电工协会UL94标准测试其阻燃韧性，测试结果如表I所述:表1:实施例1高韧性阻燃PLA/PC合金的韧性
表一
| 测试项目 | 测试方法 | 测试参数 | 测试结果 |
| 熔融指数 (g/10min) | GB/T3682-2000 | 230°C，5Kg | 24 |
| 拉伸强度（MPa） | GB/T1040-2006 | 10mm/min | 61 |
| 弯曲强度（MPa） | GB/T9341-2008 | 5mm/min | 99 |
| 弯曲模量（MPa） | GB/T9341-2008 | 5mm/min | 2998 |
| 缺口冲击强度（KJ/M2） | GB/T1843-2008 | A型缺口 | 8 |
| 无缺口冲击强度（KJ/M2） | GB/T1843-2008 | 无缺口 | 99 |
| 热变形温度（°C） | GB/T1630-2008 | 0.45MPa | 97 |
| 阻燃性 | GB/TUL94 | 1.66mm | V-0 |
实施例 2将PLA、PC原料在70_80°C的温度下除湿干燥3_4小时，然后按下述配方组成称取PLA、PC、阻燃剂、成核促进剂、增韧剂、扩链剂、加工助剂:
PLA 25.2 %
PC 54.6%
RDP 12.9%
滑石粉 3.2%
MBS 2.4%
扩链剂 0.4%
酯交换促进剂0.7%
加工助剂 0.4%
再将称好的物料放到高速混合机中混合均匀，将混合均匀后的物料加入到双螺杆挤出机料筒中造粒，双螺杆挤出机的转速为150-300转/分钟，各段温度控制在195°C -240°C。造粒后的产品在除湿干燥机中于80°C的温度下干燥2-4小时。对干燥后的产品进行韧性测试，样条为注塑成型样条，参考国家标准GB/T3682-2000、GB/T1040-2006、GB/T9341-2008、GB/T1843-2008、GB/T1634-2004测试所得成品的流动性、力学韧性及耐热韧性，参考美国电工协会UL94标准测试其阻燃韧性，测试结果如表2所述:[0043] 表2:实施例2高韧性阻燃PLA/PC合金的韧性
表二
| 测试项目 | 测试方法 | 测试参数 | 测试结果 |
| 熔融指数 (g/10min) | GB/T3682-2000 | 230°C，5Kg | 26 |
| 拉伸强度（MPa） | GB/T1040-2006 | 10mm/min | 64 |
| 弯曲强度（MPa） | GB/T9341-2008 | 5mm/min | 98 |
| 弯曲模量（MPa） | GB/T9341-2008 | 5mm/min | 2996 |
| 缺口冲击强度（KJ/M2） | GB/T1843-2008 | A型缺口 | 7 |
| 无缺口冲击强度（KJ/M2） | GB/T1843-2008 | 无缺口 | 96 |
| 热变形温度（°C） | GB/T1630-2008 | 0.45MPa | 93 |
| 阻燃性 | GB/TUL94 | 1.66mm | V-0 |
实施例 3将PLA、PC原料在70_80°C的温度下除湿干燥3_4小时，然后按下述配方组成称取PLA、PC、阻燃剂、成核促进剂、增韧剂、扩链剂、加工助剂:
PLA 34.8%
PC 36.0%
RDP 18.0%
滑石粉 5.7%
MBS 3.6%
扩链剂 0.7%
酯交换促进剂0.9%
加工助剂 0.4%
再将称好的物料放到高速混合机中混合均匀，将混合均匀后的物料加入到双螺杆挤出机料筒中造粒，双螺杆挤出机的转速为150-300转/分钟，各段温度控制在195°C -240°C。造粒后的产品在除湿干燥机中于80°C的温度下干燥2-4小时。对干燥后的产品进行韧性测试，样条为注塑成型样条，参考国家标准GB/T3682-2000、GB/T1040-2006、GB/T9341-2008、GB/T1843-2008、GB/T1634-2004测试所得成品的流动性、力学韧性及耐热韧性，参考美国电工协会UL94标准测试其阻燃韧性，测试结果如表3所述: 表3:实施例3高韧性阻燃PLA/PC合金的韧性
表三
| 测试项目 | 测试方法 | 测试参数 | 测试结果 |
| 熔融指数 (g/10min) | GB/T3682-2000 | 230°C，5Kg | 31 |
| 拉伸强度（MPa） | GB/T1040-2006 | 10mm/min | 60 |
| 弯曲强度（MPa） | GB/T9341-2008 | 5mm/min | 87 |
| 弯曲模量（MPa） | GB/T9341-2008 | 5mm/min | 3089 |
| 缺口冲击强度（KJ/M2） | GB/T1843-2008 | A型缺口 | 6 |
| 无缺口冲击强度（KJ/M2） | GB/T1843-2008 | 无缺口 | 75 |
| 热变形温度（°C） | GB/T1630-2008 | 0.45MPa | 73 |
| 阻燃性 | GB/TUL94 | 1.66mm | V-0 |
Claims (8)
1.一种高韧性阻燃PLA/PC合金，其特征在于，其成分按重量分数表示包括:
PLA 15-65% ；
PC 25-75% ；
阻燃剂 6-20% ；
成核促进剂 1-9% ；
增韧剂 1-8% ；
扩链剂 0.02-2% ；
酯交换促进剂0.4-1%
加工助剂 0.2-2% ；
所述的阻燃剂为RDP，所述的增韧剂为SEBS、ACR、ABS、MBS、EPDM，所述的扩链剂为二环氧化物、二异氰酸酯、二酸酐。
2.根据权利要求1所述的高韧性阻燃PLA/PC合金，其特征在于，上述PC为双酚A型聚碳酸酯，且其分子量为4-11万。
3.根据权利要求1所述的高韧性阻燃PLA/PC合金，其特征在于，上述成核促进剂为云母、硫酸钡、滑石粉、高岭土、蒙脱土或者碳酸钙。
4.根据权利要求3所述的高韧性阻燃PLA/PC合金，其特征在于，上述成核促进剂的粒径小于20 μ m。
5.根据权利要求1所述的高韧性阻燃PLA/PC合金，其特征是：所述酯交换促进剂为钛酸四丁酷 。
6.根据权利要求1所述的高韧性阻燃PLA/PC合金，其特征是：所述加工助剂为润滑剂こ撑双脂肪酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯中的ー种或两种。
7.根据权利要求1所述的ー种高韧性阻燃PLA/PC合金的制备，其特征是，所述步骤具体是：干燥处理聚碳酸酯、聚乳酸、相容剂、增韧剂、成核剂、酷交換促进剂、以及加工助剂，其中，
干燥聚碳酸酯； 干燥聚乳酸的温度为60-80°C，干燥时间为3-4小时； 干燥相容剂、抗氧剂、成核剂、酷交換促进剂、以及加工助剂的温度为60-80°C，干燥时间为4-6小时。
8.根据权利要求所述的高韧性阻燃PLA/PC合金的制备方法， 在双螺杆挤出机控温段中，各区温度为195-240°C螺杆转速为150〜300r/min。
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| CN201410206092.9A CN105086398A (zh) | 2014-05-16 | 2014-05-16 | 一种高韧性阻燃pla/pc合金 |
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106893288A (zh) * | 2015-12-18 | 2017-06-27 | 四川鑫达企业集团有限公司 | 一种高强度可降解聚乳酸复合材料的制备方法 |
| CN109206874A (zh) * | 2017-07-04 | 2019-01-15 | 四川鑫达企业集团有限公司 | 一种高韧性阻燃pla/pc合金材料的制备方法 |
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2014
- 2014-05-16 CN CN201410206092.9A patent/CN105086398A/zh active Pending
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| CN109206874A (zh) * | 2017-07-04 | 2019-01-15 | 四川鑫达企业集团有限公司 | 一种高韧性阻燃pla/pc合金材料的制备方法 |
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Application publication date: 20151125 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |