[发明专利]一种RDP包覆纳米凹凸棒土制备阻燃聚乳酸复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及聚乳酸材料的阻燃技术领域，具体涉及一种RDP包覆纳米凹凸棒土制备阻燃聚乳酸复合材料。

背景技术

聚乳酸(PLA)是一种以玉米、小麦、植物秸秆等天然可再生资源为原料，可完全降解的、对环境友好的脂肪族聚酯类高分子材料，能够满足可持续发展的要求。然而聚乳酸气体阻隔性差，易燃烧，并伴有熔滴现象，严重限制了其在电子电器和汽车等多个领域的应用，这促使人们对聚乳酸进行阻燃改性研究。

在实际阻燃改性中，聚乳酸常用的阻燃剂有膨胀型阻燃剂、纳米阻燃剂、反应型阻燃剂等，并且为了进一步提高阻燃剂效率，人们将有机、无机阻燃剂进行复合使用，利用其协同效果，达到阻燃效率高且添加量低的效果。同济大学的任杰等(LiSM,Yu an H,Yu T,YuanWZ,RenJ.PolymAdvTechol,2009,20:1114)用磷系阻燃剂和有机改性蒙脱土(O-MMT)复配加入到聚乳酸中，复合材料的LOI值达到28.7，无熔滴现象。

与蒙脱土结构类似，纳米凹凸棒土是一种具有独特层链状结构的含水富镁铝硅酸盐矿物，来源广泛，在我国储量丰富且价格低廉。近年来，许多研究将其用作无机填充型增强剂添加到某些聚合物中以制备复合材料，并逐渐取得了一些进展。但是，其在阻燃高分子材料方面的研究较少，现有的文献报道中主要是把阻燃剂和凹凸棒土复配使用，将两者简单混合后与聚合物基体共混，虽能解决传统阻燃剂添加量增大而导致力学性能和加工性能大幅度下降的缺陷，但是在共混过程中会出现阻燃剂和凹凸棒土相互作用不完全等问题。而且，纳米凹凸棒土因其纳米结构，在聚合物中的分散情况较差，当添加量较大时易形成团聚体，不利于体系性能的提高，所以通常还要在添加前对凹凸棒土进行表面处理，现有的报道中常用的表面处理方法有硅烷偶联剂的改性及酸处理等。凹凸棒土传统的表面处理方法虽能在一定程度上提高聚合物材料的力学性能但是效果不明显，且材料其他性能特别是阻燃性能并未得到显著的提高。

因此在凹凸棒土添加到聚乳酸前，寻找一种既可起到阻燃剂作用又起到表面改性剂作用的化合物对其进行表面改性成了提高聚乳酸材料综合性能的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种RDP包覆纳米凹凸棒土制备阻燃聚乳酸复合材料。旨在克服现有技术的不足，制备得到的阻燃聚乳酸复合材料不仅能够同时满足材料所需的阻燃性能和力学性能，而且热稳定性好，燃烧时可生成稳定致密碳层，无熔滴，且生烟量低。

实现本发明目的技术解决方案为：

一种阻燃聚乳酸复合材料，所述的阻燃聚乳酸复合材料由聚乳酸和RDP包覆的纳米凹凸棒土混合而成，并通过挤出机挤出、冷却、造粒而制得；所述聚乳酸和RDP包覆的纳米凹凸棒土的质量百分比为(60～95)：(40～5)；所述RDP包覆的纳米凹凸棒土是指将RDP与纳米凹凸棒土在溶剂中超声分散制备而得。

所述的RDP包覆的纳米凹凸棒土中RDP的含量为25wt％。

所述的RDP包覆的纳米凹凸棒土通过如下方法制备：将RDP溶于氯仿中，向其中加入凹凸棒土，超声分散的条件下反应不小于1.5h，反应结束后除去多余的RDP和溶剂氯仿，即得到RDP包覆的纳米凹凸棒土。

一种RDP包覆纳米凹凸棒土制备阻燃聚乳酸复合材料的方法，包括以下步骤：

第一步，将RDP与纳米凹凸棒土在溶剂中超声分散制备而得到RDP包覆的纳米凹凸棒土；

第二步，按比例将聚乳酸和RDP包覆的纳米凹凸棒土混合，并通过挤出机挤出、冷却、造粒而制得。

第一步中，RDP包覆的纳米凹凸棒土中RDP的含量为25wt％。

第二步中，聚乳酸和RDP包覆的纳米凹凸棒土的质量百分比为(60～95)：(40～5)。

第二步中，溶剂为氯仿，超声分散的条件下反应不小于1.5h。