CN112143188A - 一种无卤阻燃可降解复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种无卤阻燃可降解复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，按重量份计，其原料包括可降解材料40‑65份、阻燃剂20‑40份、增强纤维1‑5份、增容剂5‑10份、增塑剂1‑5份和抗氧剂1‑3份，所述阻燃剂为无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合物。本技术方案中，通过生物基生物降解材料和石化基生物降解材料相混合，使整体材料具有较好的生物可降解性和较好的力学性能，而且本技术方案中使用无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合，不仅绿色环保，在燃烧时不会产生有毒物质，而且还具有较好的阻燃效果和抑烟效果。发明人意外的发现通过加入马来酸酐接枝类增容剂，不仅能够提高阻燃剂和增强纤维在整体材料中的相容性，而且还能够提高整体材料的力学强度。

Description

一种无卤阻燃可降解复合材料及其制备方法
技术领域
本申请属于可降解复合材料技术领域，具体涉及一种无卤阻燃可降解复合材料及其制备方法。
背景技术
可降解塑料又称生物分解塑料，指在自然界如堆肥化条件下、厌氧消化条件下或水性培养液中，由自然界存在的微生物如细菌、霉菌、真菌和藻类的作用引起降解，并最终完全降解变成二氧化碳、甲烷、水及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质的塑料.
随着世界各地对塑料污染的严格管控，中国政府加速管理塑料污染法令的颁布，可降解塑料迎来前所未有的机遇和挑战，可降解塑料由于具有良好的降解性，主要用作食物包装材料，这也是现阶段其最大的应用领域。可降解塑料主要的目标产品是塑料包装薄膜、农用薄膜、一次性塑料袋和一次性塑料餐具。相比传统包装塑料包装材料，可降解塑料成本稍高。但是随着环保意识的增强，人们愿意为保护环境而使用价格稍高的可降解塑料，环保意识的增强给可降解塑料行业带来了巨大的发展机遇。但是可降解塑料的阻燃性能较差，在应用时受到了比较大的限制。现有的做法是在可降解塑料中添加卤素类阻燃剂，虽然卤素类阻燃剂具有较好的阻燃效果，但是卤素阻燃剂在燃烧时会产生有毒和致癌的物质，会严重影响人体健康状况。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种无卤阻燃可降解复合材料，按重量份计，其原料包括可降解材料40-65份、阻燃剂20-40份、增强纤维1-5份、增容剂5-10份、增塑剂1-5份和抗氧剂1-3份，所述阻燃剂为无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合物。
优选的，所述可降解材料为生物基生物降解材料和石化基生物降解材料的混合物。
优选的，所述生物基生物降解材料为聚乳酸，所述聚乳酸的熔融指数为30-35g/10min。
优选的，所述石化基生物降解材料的分子链中至少包含酯基。
优选的，所述无机非卤阻燃剂的分子量在50-300。
优选的，所述无机非卤阻燃剂选自三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化钼中的至少一种。
优选的，所述有机非卤阻燃剂选自磷酸三丁酯、三聚氰胺、均三嗪、碳酰胺、有机次膦酸金属盐、双氰胺和季戊四醇磷酸酯中的至少一种。
优选的，所述增强纤维选芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维、剑麻纤维、玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、晶须、石棉纤维和金属纤维中的至少一种。
优选的，所述增容剂选自马来酸酐接枝类、乙酸酐和丁二酸酐中的至少一种。
优选的，所述增塑剂选自柠檬酸酯类、脂肪族羧酸、脂肪族酰胺和脂肪族金属盐的至少一种。
本发明的第二个方面提供了一种无卤阻燃可降解复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)将可降解材料、阻燃剂、增强纤维、增容剂、增塑剂和抗氧剂进行混合，得到混合物A；
(2)将混合物A经螺杆挤出机熔融挤出，经冷却、切粒，即得到无卤阻燃可降解复合材料。
有益效果：本技术方案中通过生物基生物降解材料和石化基生物降解材料相混合，使整体材料具有较好的生物可降解性和较好的力学性能，而且本技术方案中的阻燃剂为无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合物，不仅绿色环保，在燃烧时不会产生有毒物质，而且还具有较好的阻燃效果和抑烟效果。发明人意外的发现通过加入马来酸酐接枝类增容剂，不仅能够提高阻燃剂和增强纤维在整体材料中的相容性，而且还能够提高整体材料的力学强度。
具体实施方式
为了下面的详细描述的目的，应当理解，本发明可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。此外，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。
尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。
当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种无卤阻燃可降解复合材料，按重量份计，其原料包括可降解材料40-65份、阻燃剂20-40份、增强纤维1-5份、增容剂5-10份、增塑剂1-5份和抗氧剂1-3份，所述阻燃剂为无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合物。
作为一种优选的技术方案，所述无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的质量比为1：1。
作为一种优选的技术方案，所述可降解材料为生物基生物降解材料和石化基生物降解材料的混合物。
作为一种优选的技术方案，所述生物基生物降解材料为聚乳酸，所述聚乳酸的熔融指数为30-35g/10min，在210℃，2.16kg，参照ASTM D1238测试得到。
生物基生物降解材料为天然材料直接加工得到的、微生物发酵和化学合成共同参与得到的或由微生物直接合成得到的可降解材料。
作为一种优选的技术方案，所述石化基生物降解材料的分子链中至少包含酯基。
石化基生物降解材料是指以化学合成的方法将石化产品单体聚合而得的可降解材料。
作为一种优选的技术方案，所述石化基生物降解材料选自聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚碳酸亚丙酯、聚乙醇酸和聚羟基丁酸酯中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述石化基生物降解材料为聚丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯的混合物。
作为一种更优选的技术方案，所述聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯的质量比为：(5-6)：(2-3)：1。
聚乳酸是一种生物降解材料，是使用淀粉原料经由糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖以及一定的菌种发酵制成的高浓度乳酸，然后再经过化学合成的方法合成具有一定分子量的聚乳酸。聚乳酸具有较好的生物可降解性，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。并且聚乳酸具有较好的热稳定性、生物相容性和较好的延展性，但是发明人发现聚乳酸的脆性较大。聚丁二酸丁二醇酯易被自然界中的微生物或动植物体内的酶分解、代谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料。具有良好的生物相容性和生物可吸收性，聚丁二酸丁二醇酯具有较好的韧性和加工性能。聚碳酸亚丙酯具有较好的生物可降解性和生物相容性。发明人意外的发现通过控制聚乳酸的熔融指数和添加一定量的聚丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯可以得到可完全降解、耐候性较好、生物相容性较好、脆性较小的产品。发明人认为可能的原因是聚丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯的加入使较短的聚乳酸分子链之间的无规程度提高，所得到的复合材料具有较好的生物相容性、耐候性和较小的脆性，但是发明人发现制备的复合材料的阻燃性能较差。
作为一种优选的技术方案，所述无机非卤阻燃剂的分子量在50-300。
作为一种优选的技术方案，所述无机非卤阻燃剂选自三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化钼中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述有机非卤阻燃剂选自磷酸三丁酯、三聚氰胺、均三嗪、碳酰胺、有机次膦酸金属盐、双氰胺和季戊四醇磷酸酯中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述有机非卤阻燃剂为有机次膦酸金属盐，所述有机次膦酸金属盐的制备原料，包括三羟乙基异氰尿酸酯、二乙基磷乙酸和异丙醇铝，所述三羟乙基异氰尿酸酯、二乙基磷乙酸和异丙醇铝之间的重量比为2：1：1。
作为一种优选的技术方案，所述有机次膦酸金属盐的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)在甲苯中加入三羟乙基异氰尿酸酯和二乙基磷乙酸进行反应8h，得到混合物A；
(2)对混合物A中的粘稠状反应物进行洗涤，得到反应物B；
(3)将步骤(2)中的反应物B加入到异丙醇中，并进行搅拌，然后加入异丙醇铝，反应完成后，进行抽滤和干燥，即得。
发明人发现有机次膦酸金属盐与无机非卤阻燃剂相结合具有较好的阻燃和抑烟的效果，并且燃烧时不会产生有毒物质，符合绿色环保的理念。发明人认为可能的原因是有机次膦酸金属盐在受热时能够形成膨胀多孔的炭层，同时有机次膦酸金属盐中的金属离子和无机非卤阻燃剂中的金属离子能够使炭层更加的坚固，这种坚固的炭层能够阻止材料之间的热量传递，并且能够减少材料与氧气之间的接触，从而起到较好的阻燃效果和抑烟效果。但是发明人发现有机次膦酸金属盐与无机非卤阻燃剂在整体材料中的相容性较差，并且降低了整体材料的力学性能。
作为一种优选的技术方案，所述增强纤维选芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维、剑麻纤维、玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、晶须、石棉纤维和金属纤维中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述增强纤维为剑麻纤维。
发明人意外的发现通过添加一定含量的剑麻纤维不仅能够提高整体材料的韧性，而且还能够提高整体材料的抗菌效果，并且剑麻纤维是纯植物纤维具有安全的可降解性，能够较好的应用在食品包装领域。但是发明人发现剑麻在整体材料中的相容性较差。
作为一种优选的技术方案，所述增容剂选自马来酸酐接枝类、乙酸酐和丁二酸酐中的至少一种。
作为一种更优选的技术方案，所述马来酸酐接枝类为三元乙丙橡胶接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)。
发明人意外的发现通过添加一定含量的三元乙丙橡胶接枝马来酸酐不仅能够提高整体材料的相容性能还能提高整体材料的力学性能。发明人认为可能的原因是三元乙丙橡胶接枝马来酸酐中的马来酸酐基团具有较高的极性，与其余分子之间能够形成较强的分子间力，从而提高各物质之间的相容性和整体材料的力学性能，同时三元乙丙橡胶致密的网络交联使得整体材料具有较好的韧性。但是发明人发现三元乙丙橡胶接枝马来酸酐的粘度较大，使得整体材料的流动性变差，使整体材料的加工性能和塑性变差。
作为一种优选的技术方案，所述增塑剂选自脂肪族羧酸、脂肪族酰胺和脂肪族金属盐的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述肪族金属盐为硬脂酸盐，所述硬脂酸盐选自硬脂酸钙、硬脂酸镁和硬脂酸锌中的至少一种。
发明人发现通过加入一定量的硬脂酸盐能够提高整体材料的加工性能和塑性，发明人认为可能的原因是硬脂酸盐具有较长的脂肪链，能够穿插在材料的内部使各分子链之间相对容易的滑动和迁徙，起到润滑整体材料内部的作用，提高整体材料的流动性，同时较长的脂肪链能够分布在整体材料的表面，在整体材料的表面形成润滑膜，从而进一步提高整体材料的润滑程度、加工性能和可塑性。
作本发明的第二个方面提供了一种无卤阻燃可降解复合材料的制备方法，至少包括以下步骤：
(1)将可降解材料、阻燃剂、增强纤维、增容剂、增塑剂和抗氧剂进行混合，得到混合物A；
(2)将混合物A经螺杆挤出机熔融挤出，经冷却、切粒，即得到无卤阻燃可降解复合材料。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例
实施例1
本实施例的第一个方面提供了一种无卤阻燃可降解复合材料，按重量份计，其原料包括可降解材料40份、阻燃剂20份、增强纤维1份、增容剂5份、增塑剂1份和抗氧剂1份，所述阻燃剂为无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合物。
所述无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的质量比为1：1。
所述可降解材料为生物基生物降解材料和石化基生物降解材料的混合物。
所述生物基生物降解材料为聚乳酸，所述聚乳酸的熔融指数为30g/10min，在210℃，2.16kg，参照ASTM D1238测试得到，购自苏州绿博降解材料有限公司，货号：20191021Z001。所述石化基生物降解材料为聚丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯的混合物。
所述聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯的质量比为：5：2：1。
所述聚丁二酸丁二醇酯购自济南鑫伟达化工有限公司，CAS号为：25777-14-4。
所述聚碳酸亚丙酯的牌号为：美国陶氏1010。
所述无机非卤阻燃剂为氢氧化镁，所述氢氧化镁的CAS号为：1309-42-8。
所述有机非卤阻燃剂为有机次膦酸金属盐，所述有机次膦酸金属盐的制备原料，包括三羟乙基异氰尿酸酯、二乙基磷乙酸和异丙醇铝，所述三羟乙基异氰尿酸酯、二乙基磷乙酸和异丙醇铝之间的重量比为2：1：1。所述三羟乙基异氰尿酸酯购自山东穗泰生物科技有限公司，CAS号：839-90-7。所述二乙基磷乙酸购自武汉拉那白医药化工有限公司，CAS号：3095-95-2。所述异丙醇铝购自昆山晟安生物科技有限公司，货号：9957。
所述有机次膦酸金属盐的制备方法，包括以下步骤：
(1)在135℃的条件下，在甲苯中加入三羟乙基异氰尿酸酯和二乙基磷乙酸进行反应8h，得到混合物A；
(2)对混合物A中的粘稠状反应物进行洗涤，洗涤剂选用丙酮，洗涤完成后除去丙酮，得到反应物B；
(3)将步骤(2)中的反应物B加入到异丙醇中，并进行搅拌，然后加入异丙醇铝，反应5h之后进行抽滤和干燥，即得。
所述增强纤维为剑麻纤维，所述剑麻纤维购自义乌市场杨进工艺品加工厂，货号：A1。
所述增容剂为三元乙丙橡胶接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)，购自金运来塑胶原料经营部，货号：DM-7。
所述增塑剂为脂肪族金属盐，所述肪族金属盐为硬脂酸盐，所述硬脂酸盐为硬脂酸钙，所述硬脂酸钙牌号：JIN KANG DH101。所述抗氧剂为抗氧剂1010。
本实施例的第二个方面提供了一种无卤阻燃可降解复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚碳酸亚丙酯、氢氧化镁、有机次膦酸金属盐、剑麻纤维、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、硬脂酸钙和抗氧剂进行混合，得到混合物A；
(2)将混合物A经螺杆挤出机熔融挤出，经冷却、切粒，即得到无卤阻燃可降解复合材料。
实施例2
本实施例的第一个方面提供了一种无卤阻燃可降解复合材料，按重量份计，其原料包括可降解材料55份、阻燃剂30份、增强纤维2份、增容剂7份、增塑剂3份和抗氧剂2份，所述阻燃剂为为无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合物。所述无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的质量比为1：1。
所述可降解材料为生物基生物降解材料和石化基生物降解材料的混合物。
所述生物基生物降解材料为聚乳酸，所述聚乳酸的熔融指数为30g/10min，在210℃，2.16kg，参照ASTM D1238测试得到，购自苏州绿博降解材料有限公司，货号：20191021Z001。所述石化基生物降解材料为聚丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯的混合物。
所述聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯的质量比为：5：2：1。
所述聚丁二酸丁二醇酯购自济南鑫伟达化工有限公司，CAS号为：25777-14-4。
所述聚碳酸亚丙酯的牌号为：美国陶氏1010。
所述无机非卤阻燃剂为氢氧化镁，所述氢氧化镁的CAS号为：1309-42-8。
所述有机非卤阻燃剂为有机次膦酸金属盐，所述有机次膦酸金属盐的制备原料，包括三羟乙基异氰尿酸酯、二乙基磷乙酸和异丙醇铝，所述三羟乙基异氰尿酸酯、二乙基磷乙酸和异丙醇铝之间的重量比为2：1：1。所述三羟乙基异氰尿酸酯购自山东穗泰生物科技有限公司，CAS号：839-90-7。所述二乙基磷乙酸购自武汉拉那白医药化工有限公司，CAS号：3095-95-2。所述异丙醇铝购自昆山晟安生物科技有限公司，货号：9957。
所述有机次膦酸金属盐的制备方法，包括以下步骤：
(1)在135℃的条件下，在甲苯中加入三羟乙基异氰尿酸酯和二乙基磷乙酸进行反应8h，得到混合物A；
(2)对混合物A中的粘稠状反应物进行洗涤，洗涤剂选用丙酮，洗涤完成后除去丙酮，得到反应物B；
(3)将步骤(2)中的反应物B加入到异丙醇中，并进行搅拌，然后加入异丙醇铝，反应5h之后进行抽滤和干燥，即得。
所述增强纤维为剑麻纤维，所述剑麻纤维购自义乌市场杨进工艺品加工厂，货号：A1。
所述增容剂为三元乙丙橡胶接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)，购自金运来塑胶原料经营部，货号：DM-7。
所述增塑剂为脂肪族金属盐，所述肪族金属盐为硬脂酸盐，所述硬脂酸盐为硬脂酸钙，所述硬脂酸钙牌号：JIN KANG DH101。所述抗氧剂为抗氧剂1010。
本实施例的第二个方面提供了一种无卤阻燃可降解复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚碳酸亚丙酯、氢氧化镁、有机次膦酸金属盐、剑麻纤维、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、硬脂酸钙和抗氧剂进行混合，得到混合物A；
(2)将混合物A经螺杆挤出机熔融挤出，经冷却、切粒，即得到无卤阻燃可降解复合材料。
实施例3
本实施例的第一个方面提供了一种无卤阻燃可降解复合材料，按重量份计，其原料包括可降解材料65份、阻燃剂40份、增强纤维5份、增容剂10份、增塑剂5份和抗氧剂3份，所述阻燃剂为为无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合物。所述无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的质量比为1：1。
所述可降解材料为生物基生物降解材料和石化基生物降解材料的混合物。
所述生物基生物降解材料为聚乳酸，所述聚乳酸的熔融指数为30g/10min，在210℃，2.16kg，参照ASTM D1238测试得到，购自苏州绿博降解材料有限公司，货号：20191021Z001。所述石化基生物降解材料为聚丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯的混合物。
所述聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯和聚碳酸亚丙酯的质量比为：5：2：1。
所述聚丁二酸丁二醇酯购自济南鑫伟达化工有限公司，CAS号为：25777-14-4。
所述聚碳酸亚丙酯的牌号为：美国陶氏1010。
所述无机非卤阻燃剂为氢氧化镁，所述氢氧化镁的CAS号为：1309-42-8。
所述有机非卤阻燃剂为有机次膦酸金属盐，所述有机次膦酸金属盐的制备原料，包括三羟乙基异氰尿酸酯、二乙基磷乙酸和异丙醇铝，所述三羟乙基异氰尿酸酯、二乙基磷乙酸和异丙醇铝之间的重量比为2：1：1。所述三羟乙基异氰尿酸酯购自山东穗泰生物科技有限公司，CAS号：839-90-7。所述二乙基磷乙酸购自武汉拉那白医药化工有限公司，CAS号：3095-95-2。所述异丙醇铝购自昆山晟安生物科技有限公司，货号：9957。
所述有机次膦酸金属盐的制备方法，包括以下步骤：
(1)在135℃的条件下，在甲苯中加入三羟乙基异氰尿酸酯和二乙基磷乙酸进行反应8h，得到混合物A；
(2)对混合物A中的粘稠状反应物进行洗涤，洗涤剂选用丙酮，洗涤完成后除去丙酮，得到反应物B；
(3)将步骤(2)中的反应物B加入到异丙醇中，并进行搅拌，然后加入异丙醇铝，反应5h之后进行抽滤和干燥，即得。
所述增强纤维为剑麻纤维，所述剑麻纤维购自义乌市场杨进工艺品加工厂，货号：A1。
所述增容剂为三元乙丙橡胶接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)，购自金运来塑胶原料经营部，货号：DM-7。
所述增塑剂为脂肪族金属盐，所述肪族金属盐为硬脂酸盐，所述硬脂酸盐为硬脂酸钙，所述硬脂酸钙牌号：JIN KANG DH101。所述抗氧剂为抗氧剂1010。
本实施例的第二个方面提供了一种无卤阻燃可降解复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚碳酸亚丙酯、氢氧化镁、有机次膦酸金属盐、剑麻纤维、三元乙丙橡胶接枝马来酸酐、硬脂酸钙和抗氧剂进行混合，得到混合物A；
(2)将混合物A经螺杆挤出机熔融挤出，经冷却、切粒，即得到无卤阻燃可降解复合材料。
实施例4
该实施例与实施例1不同的点在于，所述无机非卤阻燃剂为三氧化二锑，所述三氧化二锑的CAS号为：1309-64-4。
实施例5
该实施例与实施例1不同的点在于，所述无机非卤阻燃剂为氢氧化铝，所述氢氧化铝的CAS号为：21645-51-2。
实施例6
该实施例与实施例1不同的点在于，所述无机非卤阻燃剂为三氧化钼，所述三氧化钼的CAS号为：1313-27-5。
对比例1
该对比例中与实施例1不同的点在于，该实施例中的聚乳酸的熔融指数为6g/10min，在210℃，2.16kg，参照ASTM D1238测试得到，牌号：美国NatureWorks2003D。
对比例2
该对比例中与实施例1不同的点在于，该实施例中的阻燃剂为无机非卤阻燃剂，所述无机非卤阻燃剂为氢氧化镁，所述氢氧化镁的CAS号为：1309-42-8。
对比例3
该对比例中与实施例1不同的点在于，该实施例中的阻燃剂为有机非卤阻燃剂，所述有机非卤阻燃剂为有机次膦酸金属盐，所述有机次膦酸金属盐的制备原料，包括三羟乙基异氰尿酸酯、二乙基磷乙酸和异丙醇铝，所述三羟乙基异氰尿酸酯、二乙基磷乙酸和异丙醇铝之间的重量比为2：1：1。所述三羟乙基异氰尿酸酯购自山东穗泰生物科技有限公司，CAS号：839-90-7。所述二乙基磷乙酸购自武汉拉那白医药化工有限公司，CAS号：3095-95-2。所述异丙醇铝购自昆山晟安生物科技有限公司，货号：9957。
所述有机次膦酸金属盐的制备方法，包括以下步骤：
(1)在135℃的条件下，在甲苯中加入三羟乙基异氰尿酸酯和二乙基磷乙酸进行反应8h，得到混合物A；
(2)对混合物A中的粘稠状反应物进行洗涤，洗涤剂选用丙酮，洗涤完成后除去丙酮，得到反应物B；
(3)将步骤(2)中的反应物B加入到异丙醇中，并进行搅拌，然后加入异丙醇铝，反应5h之后进行抽滤和干燥，即得。
对比例4
该对比例中与实施例1不同的点在于，该实施例中不含增容剂。
对比例5
该对比例中与实施例1不同的点在于，该实施例中不含增强纤维。
性能测试
1.降解率测试
根据GB/T 19277.1-2011《受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定释放的二氧化碳的方法》标准测定实施例与对比例中制得到的无卤阻燃可降解复合材料堆肥6个月的降解率。
2.冲击强度测试
根据GB/T1843-2008《塑料悬臂梁冲击强度的测定》标准测定实施例与对比例中制得到的无卤阻燃可降解复合材料的冲击强度。
3.延伸率和拉伸强度测试
根据GB/T1040-1992《塑料薄膜拉伸性能试验方法》标准测定实施例与对比例中制得到的无卤阻燃可降解复合材料的延伸率和拉伸强度。
4.比重测试
根据GB1033-1986《塑料密度和相对密度试验方法》标准测定实施例与对比例中制得到的无卤阻燃可降解复合材料的比重。
5.弯曲强度测试
根据GB T9341-2008《塑料-弯曲性能的测定》标准测定实施例与对比例中制得到的无卤阻燃可降解复合材料的弯曲强度。
6.阻燃测试
将实施例与对比例中所得材料制成厚度为3.2mm的样条，根据UL-94标准测定实施例与对比例中制得到的无卤阻燃可降解复合材料的垂直燃烧性能，
Figure BDA0002712014560000121
Figure BDA0002712014560000131
本技术方案中，通过生物基生物降解材料和石化基生物降解材料相混合，使整体材料具有较好的生物可降解性和较好的力学性能，发明人意外的发现通过加入马来酸酐接枝类增容剂，不仅能够提高阻燃剂和增强纤维在整体材料中的相容性，而且还能够提高整体材料的力学强度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，按重量份计，其原料包括可降解材料40-65份、阻燃剂20-40份、增强纤维1-5份、增容剂5-10份、增塑剂1-5份和抗氧剂1-3份，所述阻燃剂为无机非卤阻燃剂和有机非卤阻燃剂的混合物。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，所述可降解材料为生物基生物降解材料和石化基生物降解材料的混合物。
3.根据权利要求2所述的无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，所述生物基生物降解材料为聚乳酸，所述聚乳酸的熔融指数为30-35g/10min。
4.根据权利要求3所述的无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，所述石化基生物降解材料的分子链中至少包含酯基。
5.根据权利要求1-4任一项所述的无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，所述无机非卤阻燃剂的分子量在50-300。
6.根据权利要求5所述的无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，所述无机非卤阻燃剂选自三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝和三氧化钼中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，所述有机非卤阻燃剂选自磷酸三丁酯、三聚氰胺、均三嗪、碳酰胺、有机次膦酸金属盐、双氰胺和季戊四醇磷酸酯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，所述增容剂选自马来酸酐接枝类、乙酸酐和丁二酸酐中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的无卤阻燃可降解复合材料，其特征在于，所述增塑剂选自脂肪族羧酸、脂肪族酰胺和脂肪族金属盐的至少一种。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的无卤阻燃可降解复合材料的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
(1)将可降解材料、阻燃剂、增强纤维、增容剂、增塑剂和抗氧剂进行混合，得到混合物A；
(2)将混合物A经螺杆挤出机熔融挤出，经冷却、切粒，即得到无卤阻燃可降解复合材料。
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