一种阻燃环保发泡塑料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发泡材料技术领域，尤其涉及一种阻燃环保发泡塑料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]发泡塑料，由塑料发泡成型而得。发泡成型是使塑料产生微孔结构的过程。几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料，常用的树脂有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等。目前，发泡塑料已经因其良好的性能，大量使用于汽车、家电船舶、空调和机械产品中。
[0003]虽然发泡塑料品种繁多，用途广泛。但是传统的发泡材料，例如聚氨酯(PU)、可发聚苯乙烯(EPS)等。其中发泡材料在发泡后存在对人体有害的异氰酸酯残留物，其使用后无法回收利用。EPS需要使用低沸点的有机溶剂作为发泡剂，其中某些卤代烃释放到大气中，可破坏臭氧层。另外，其最大的共同弱点是，这些发泡塑料在使用后，在自然界中无法自行光降解、热降解或为微生物所分解；且发泡塑料制品用后即其，数量多，体积大，不便回收，导致其废弃物在自然环境中长期存在，成为严重的白色污染。
[0004]此外通过在发泡材料中加入阻燃剂来提高其阻燃性能是一种有效的方法，但是市场上的阻燃材料一般是含氯、溴的有卤阻燃弹性体，这种有卤阻燃弹性体在燃烧时会产生大量有毒气体，在使用过程中，有较大隐患，而欧盟R0SH指令更是将有卤明确排除在外；高填充弹性体由于其大量的无机填充，往往不能很好的与材料本身完全相容，使得材料力学性能很差，析出问题严重。
[0005]因此，开发一种无卤环保阻燃、且可完全降解的环保发泡塑料是现代发泡塑料发展的大势所趋。
【发明内容】
[0006]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种阻燃环保发泡塑料及其制备方法，所制备得到的发泡塑料不仅在光/微生物的作用下，可完全降解成二氧化和水，避免污染环境，而且阻燃性能优秀、拉伸强度高，耐压缩性能强。
[0007]本发明提出的一种阻燃环保发泡塑料，其原料按重量份包括:PAA共聚物65-75份，聚己内酯PCL 30-40份，塑化淀粉10-20份，无齒阻燃剂4_8份，植物粉2_4份，蓝藻纤维5-9份，山梨醇9-12份，发泡剂ADC 5-9份，乳酸钠1_4份，柠檬酸钠3_6份，碳酸氢铵5-10份，氧化锌8-12份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP 1-3份，环氧硬脂酸辛酯2-4份，钛酸酯偶联剂NDZ-TTS 1.5-2.5份，纳米蒙脱土 15-18份，重晶石粉13-18份，z?母粉5_9份，抗氧剂BHT 1.3-1.6份；其中所述PAA共聚物是通过将6-氨基己酸和γ-氨基丁酸按摩尔比5-10:0.5-4反应得到。
[0008]优选地，制备所述无卤阻燃剂包括:将三聚氰胺聚磷酸钠加入无水乙醇中，超声分散，得到悬浊液；将硅烷偶联剂加入无水乙醇中稀释均匀后，加酸调节pH为3-5，得到稀释液；将所述稀释液加入所述悬浊液中搅拌均匀，送入球磨机中进行球磨改性，得到改性溶液，将所述改性溶液烘干，过筛，得到所述无卤阻燃剂；优选地，所述硅烷偶联剂为KH-550或 KH-560。
[0009]优选地，制备所述无卤阻燃剂包括:按重量份将100份三聚氰胺聚磷酸钠加入无水乙醇中，超声分散0.2-0.5h，得到悬浊液；将1-3份硅烷偶联剂加入无水乙醇中稀释均匀后，加入冰醋酸调节pH为3-5，得到稀释液；将所述稀释液加入所述悬浊液中搅拌均匀，送入球磨机中进行球磨改性3-5h，得到改性溶液，将所述改性溶液烘干，过筛，得到所述无卤阻燃剂。
[0010]优选地，所述的塑化淀粉为甘薯淀粉通过乙二醇增塑改性得到。
[0011]优选地，所述植物粉为花生壳或大豆壳粉碎后通过2-3%的盐酸溶液浸泡l_2h后，干燥，粉碎制得。
[0012]优选地，所述的阻燃环保发泡塑料，其原料按重量份包括:PAA共聚物68-72份，聚己内酯PCL 32-36份，塑化淀粉12-18份，无卤阻燃剂5_7份，植物粉2_3份，蓝藻纤维6_8份，山梨醇10-11份，发泡剂ADC 6-8份，乳酸钠2-3份，柠檬酸钠4_5份，碳酸氢铵6_8份，氧化锌10-11份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP1-2份，环氧硬脂酸辛酯3-4份，钛酸酯偶联剂NDZ-TTS 1.6-2.2份，纳米蒙脱土 16-17份，重晶石粉15-17份，云母粉6_8份，抗氧剂BHT1.4-1.5 份。
[0013]优选地，发泡剂ADC、乳酸钠、柠檬酸和碳酸氢铵的重量比为7:2:5:7。
[0014]—种阻燃环保发泡塑料的制备方法，包括:将钛酸酯偶联剂NDZ-TTS加入纳米蒙脱土、重晶石粉、云母粉中搅拌得到改性填充剂，向所述改性填充剂中加入植物粉，蓝藻纤维搅拌均匀，接着加入PAA共聚物、聚己内酯PCL和塑化淀粉搅拌均匀，再加入无卤阻燃剂、山梨醇、氧化锌、邻苯二甲酸二异壬酯DINP、环氧硬脂酸辛酯和抗氧剂BHT搅拌均匀，最后加入发泡剂ADC、乳酸钠、柠檬酸和碳酸氢铵搅拌均匀，得到混合物料；将所述混合物料加入模具中后，将模具和模具中的混合物料置于平板硫化机上热压后，取出冷却至室温，得到所述阻燃环保发泡塑料。
[0015]优选地，所述阻燃环保发泡塑料的制备方法，包括:将钛酸酯偶联剂NDZ-TTS加入纳米蒙脱土、重晶石粉、云母粉中以60-65rpm的搅拌速度搅拌12_15min得到改性填充剂；将改性填充剂和植物粉、蓝藻纤维以65-70rpm的搅拌速度搅拌9_12min，接着加入PAA共聚物、聚己内酯PCL和塑化淀粉以70-75rpm的搅拌速度搅拌8_12min，再加入无卤阻燃剂、山梨醇、氧化锌、邻苯二甲酸二异壬酯DINP、环氧硬脂酸辛酯和抗氧剂BHT以75-80rpm的搅拌速度搅拌15-18min后，接着加入发泡剂ADC、乳酸钠、朽1檬酸和碳酸氢钱以63-66rpm的搅拌速度搅拌9-13min得到混合物料；将所述混合物料加入模具中后，将模具和模具中的混合物料置于平板硫化机上热压12-16min后，取出冷却至室温，得到阻燃环保发泡塑料，其中平板成型压力为0.6-0.8kPa，成型温度为160-170°C。
[0016]本发明以PAA共聚物作为主料，通过6-氨基己酸和γ -氨基丁酸反应得到的ΡΑΑ共聚物，其具有良好的降解性和环境相容性，其中6-氨基己酸作为ΡΑ6的单体，具有很好的刚性，可赋予ΡΑΑ共聚物良好的力学性能，而γ -氨基丁酸则可以调节共聚物的降解性能，由此所得到的ΡΑΑ共聚物与聚己内酯PCL以及塑化淀粉复配作为主料，使得本发明具有优异的抗疲劳性能和优秀的耐热、耐候和防腐等性能，而且主料均为可降解塑料，在土壤和水环境中，可完全分解成0)2和Η20，不会对环境造成污染；加入的无卤阻燃剂，则是利用硅烷偶联剂对无卤、低毒的三聚氰胺聚磷酸钠进行改性，在三聚氰胺聚磷酸钠的表面出现了属于硅烷偶联剂的有机元素和基团，从而起到了连接有机相和无机相的桥梁作用，大大增加了三聚氰胺聚磷酸钠的分散性能，并且这种优异的分散性能，使得三聚氰胺聚磷酸钠，能够有效地阻止发泡材料燃烧、防止融滴滴落和抑制烟的释放；加入的邻苯二甲酸二异壬酯DINP、环氧硬脂酸辛酯与主料混合，在提高体系流动性的同时，使得物料更好的分散，实现了耐热效果和力学性能的综合提高，而且环氧硬脂酸辛酯还作为稳定剂，与抗氧剂BHT联合作用，大幅提高本发明所述材料的耐氧化能力，长期使用过程中不变硬、不断裂、无收缩翘起现象、不影响粘性，延长了本发明的使用寿命；此外植物粉和蓝藻纤维配合使用，大幅提高了本发明所述塑料的耐拉伸性能，并与纳米碳酸钙、方解石粉、硬质陶土和石棉粉联合作用，在钛酸酯偶联剂NDZ-TTS的表面改性剂的作用下，使无机原料与主料形成一个整体，大大提高了发泡塑料的耐磨性能；发泡剂ADC和碳酸氢铵作为发泡剂，加热分解成氮气而致孔，发气量大，但分解温度高，分解时会产生异味，通过以乳酸钠和柠檬酸钠作为助发泡剂，不仅可以降低发泡剂ADC的分解温度，还能消除分解时所产生的异味，由此形成的发泡体系与主料混合均匀并配合作用，使得本发明中的气泡均匀，同时降低了导热系数，提高了隔热性能。
【具体实施方式】
[0017]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0018]实施例1
[0019]—种阻燃环保发泡塑料，其原料按重量份包括:PAA共聚物65份，聚己内酯PCL 40份，塑化淀粉10份、无齒阻燃剂8份，植物粉2份，蓝藻纤维9份，山梨醇9份，发泡剂ADC9份、乳酸钠1份，柠檬酸钠6份，碳酸氢铵5份，氧化锌12份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP 1份，环氧硬脂酸辛酯4份，钛酸酯偶联剂NDZ-TTS 1.5份，纳米蒙脱土 18份，重晶石粉13份，云母粉9份，抗氧剂BHT 1.3份；其中所述ΡΑΑ共聚物是通过将6-氨基己酸和γ -氨基丁酸按摩尔比10:0.5反应得到；
[0020]制备所述无卤阻燃剂包括:按重量份将100份三聚氰胺聚磷酸钠加入无水乙醇中，超声分散0.2h,得到悬浊液；将3份硅烷偶联剂KH-550加入无水乙醇中稀释均匀后，加入冰醋酸调节pH为3-5，得到稀释液；将所述稀释液加入所述悬浊液中搅拌均匀，送入球磨机中进行球磨改性3h，得到改性溶液，将所述改性溶液烘干，过筛，得到所述无卤阻燃剂；
[0021]所述的塑化淀粉为甘薯淀粉通过乙二醇增塑改性得到；所述植物粉为花生壳或大豆壳粉碎后通过2%的盐酸溶液浸2h后，干燥，粉碎制得。
[0022]实施例2
[0023]—种阻燃环保发泡塑料，其原料按重量份包括:PAA共聚物75份，聚己内酯PCL 30份，塑化淀粉20份、无齒阻燃剂4份，植物粉4份，蓝藻纤维5份，山梨醇12份，发泡剂ADC5份、乳酸钠4份，柠檬酸钠3份，碳酸氢铵10份，氧化锌8份，邻苯二甲酸二异壬酯DINP 3份，环氧硬脂酸辛酯2份，钛酸酯偶联剂NDZ-TTS 2.5份，纳米蒙脱土 15份，重晶石粉18份，云母粉5份，抗氧剂BHT 1.6份；其中所述ΡΑΑ共聚物是通过将6-氨基己酸和γ -氨基丁酸按摩尔比5:4反应得到；
[0024]制备