一种生物基增韧阻燃PLA/ABS复合材料及其制备方法与流程

本发明属于pla复合材料制备，具体地，涉及一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、pla树脂指的是聚乳酸树脂，又称聚丙交酯，是以乳酸为主要原料聚合得到的聚酯类聚合物，具有良好的生物降解性、力学性能、透明的外观性，但是pla也存在一些缺点，如柔韧性不足、冲击强度较低、热变形温度低、以及耐热性差。这些缺点限制了pla的应用领域。abs树脂指的是丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物，其中abs是acrylonitrile butadienestyrene的首字母缩写，其具有良好的冲击强度、尺寸稳定性、染色性、机械强度、刚度和耐腐蚀性，以及低吸水性，还具有非常好的透明度和打磨抛光效果，是代替pc板材的首选材料。因而，将abs引入pla树脂中，制成合金树脂，可有效改进pla树脂柔韧性不足、冲击强度较低、热变形温度低、以及耐热性差的缺点。但是，pla和abs的相容性差，且仅仅依靠abs的填充，无法完全获得阻燃性的pla复合材料。

2、基于此，本发明提供了一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料及其制备方法。

技术实现思路

1、针对技术背景中提供的问题，本发明提供了一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料及其制备方法。

2、本发明的一个目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料，包括以下重量份原料：pla树脂75-90份、abs树脂10-25份、助剂10-20份、成核剂0.5-1.5份；

4、所述助剂由改性聚二甲基硅氧烷与己内酯在开环催化剂的作用下经过开环聚合反应制成；

5、所述改性聚二甲基硅氧烷为双氨基丙基聚二甲基硅氧烷和反应型耐候化合物反应制成。

6、进一步地，所述开环聚合反应的反应条件为：氮气氛围下90-130℃的反应温度反应12-48h。

7、进一步地，所述改性聚二甲基硅氧烷、己内酯的质量比为15-25:5-8。

8、进一步地，所述开环催化剂为异辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三氟甲磺酸、氢氟酸中的一种。

9、优选地，所述助剂的获得反应包括如下步骤：

10、将改性聚二甲基硅氧烷和己内酯混合后，然后氮气氛围、90-130℃、搅拌下，加入开环催化剂，继续保温搅拌反应12-48h，停止反应，用二氯甲烷和异丙醇体系反复处理(分散、沉淀、洗涤、离心)所得产物，最后干燥，得助剂。

11、进一步地，所述改性聚二甲基硅氧烷的获得反应条件为：反应温度为0-20℃，反应时间为3-8h。

12、进一步地，所述双氨基丙基聚二甲基硅氧烷和反应型耐候化合物的质量比为15-25:3。

13、进一步地，所述双氨基丙基聚二甲基硅氧烷的数均分子质量为1000-2000；

14、优选地，所述双氨基丙基聚二甲基硅氧烷的数均分子质量为1000-1500或1500-2000。

15、优选地，所述改性聚二甲基硅氧烷的获得反应包括如下步骤：

16、将双氨基丙基聚二甲基硅氧烷、反应型耐候化合物、三乙胺和二氯甲烷在0-5℃下混合均匀，缓慢加热升温至室温(20±5℃)，搅拌反应3-8h，停止反应，旋蒸，水洗、离心，干燥，得改性聚二甲基硅氧烷。

17、进一步地，所述反应型耐候化合物为氯乙酰氯和2,4-二羟基二苯甲酮在有机溶剂和缚酸剂的存在、0-25℃下反应制成。

18、进一步地，所述氯乙酰氯和2,4-二羟基二苯甲酮的摩尔比为1.1-1.3:1。

19、进一步地，所述有机溶剂为二氯甲烷、聚四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、二甲苯中的一种。

20、优选地，敷酸剂为三乙胺。

21、进一步地，所述成核剂为有机成核剂和无机成核剂按照质量比2-3:1混合组成。

22、进一步地，所述有机成核剂为tmc-328、tmc-300中的一种或两种任意比的混合物；

23、优选地，所述有机成核剂为tmc-300。

24、进一步地，所述无机成核剂为碳纳米管、氧化锌晶须、碳酸钙晶须中的一种；

25、优选地，所述无机成核剂为碳纳米管。

26、本发明的另一个目的可以通过以下技术方案实现：

27、一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料的制备方法，包括：

28、将pla树脂、abs树脂、助剂和成核剂混合后，经熔融共混挤出，造粒，得复合材料。

29、进一步地，所述熔融共混挤出时的温度为200-240℃，转速为200-400r/min。

30、本发明的有益效果：

31、本发明的一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料及其制备方法，通过助剂的引入，利用了助剂分子结构中的硅氧烷柔性链端以及聚己内酯链端，发挥助剂为相容剂和耐热阻燃作用，其中，聚己内酯链端与pla树脂链段同为聚酯型链段，与pla树脂链段相容性好，硅氧烷柔性链可与abs树脂分子链段，使得助剂充当相容剂作用，使得pla树脂与abs树脂混合加工性良好；其中，硅氧烷柔性链在燃烧时发挥硅系阻燃剂作用，提高复合材料的阻燃性能；再次，助剂分子链中还含有二苯甲酮吸光结构，解决了因abs树脂引入导致复合材料耐候性能低的问题，提高所得复合材料的耐候性能；最后，成核剂促进pla树脂的结晶性能，与助剂、abs树脂协同解决pla树脂柔韧性不足的问题。

技术特征：

1.一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料，其特征在于，包括以下重量份原料：pla树脂75-90份、abs树脂10-25份、助剂10-20份、成核剂0.5-1.5份；

2.根据权利要求1所述的一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料，其特征在于，所述开环聚合反应的反应条件为：氮气氛围下90-130℃的反应温度反应12-48h。

3.根据权利要求1所述的一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料，其特征在于，所述改性聚二甲基硅氧烷、己内酯的质量比为15-25:5-8。

4.根据权利要求1所述的一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料，其特征在于，所述开环催化剂为异辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、三氟甲磺酸、氢氟酸中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料，其特征在于，所述改性聚二甲基硅氧烷的获得反应条件为：反应温度为0-20℃，反应时间为3-8h。

6.根据权利要求1所述的一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料，其特征在于，所述双氨基丙基聚二甲基硅氧烷和反应型耐候化合物的质量比为15-25:3。

7.根据权利要求1所述的一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料，其特征在于，所述双氨基丙基聚二甲基硅氧烷的数均分子质量为1000-2000。

8.根据权利要求1所述的一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料，其特征在于，所述反应型耐候化合物为氯乙酰氯和2,4-二羟基二苯甲酮在有机溶剂和缚酸剂的存在下反应制成。

9.根据权利要求1所述的一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料，其特征在于，所述成核剂为有机成核剂和无机成核剂按照质量比2-3:1混合组成。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种生物基增韧阻燃pla/abs复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

技术总结本发明涉及一种生物基增韧阻燃PLA/ABS复合材料及其制备方法，属于PLA复合材料制备技术领域。所述材料包括包括以下重量份原料：PLA树脂75‑90份、ABS树脂10‑25份、助剂10‑20份、成核剂0.5‑1.5份；所述助剂由改性聚二甲基硅氧烷与己内酯在开环催化剂的作用下经过开环聚合反应制成；所述改性聚二甲基硅氧烷为双氨基丙基聚二甲基硅氧烷和反应型耐候化合物反应制成。本发明通过助剂的引入，利用了助剂分子结构中的硅氧烷柔性链端以及聚己内酯链端，发挥助剂为相容剂和耐热阻燃作用，与ABS树脂、成核剂协同提高所得复合材料的韧性。技术研发人员：郑家豪,刘明,张俊,黄春浪受保护的技术使用者：深圳市富恒新材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14