本發(fā)明涉及一種阻燃改性聚丙烯的制備方法，屬于塑料加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚丙烯（pp），與聚乙烯（pe）、聚氯乙烯（pvc）、聚苯乙烯（ps）通稱為四大通用塑料。隨著合成與改性技術(shù)的發(fā)展，pp顯示出更為優(yōu)異的性能，如力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性、電性能等，應(yīng)用也越來(lái)越廣。pp在電子電器件、汽車配件、塑料管材、薄膜、纖維無(wú)紡布等領(lǐng)域都有著極其廣泛的應(yīng)用。
但是，pp作為聚烯烴的一種，在未經(jīng)改性的情況下也存在著易燃的缺點(diǎn)。由于目前pp在交通工具、家具建材等方面使用廣泛，因此對(duì)pp進(jìn)行阻燃改性十分必要，其中最主要的方法就是添加阻燃劑。
阻燃劑是能使聚合物不容易著火和著火后使其燃燒變慢的一種工業(yè)助劑。在眾多的阻燃劑品種中，鹵素阻燃劑以其阻燃效果好、不影響材料物化性能而得到廣泛的應(yīng)用。但是，加入鹵素阻燃劑的聚合物在燃燒時(shí)發(fā)煙量大、易放出腐蝕性氣體（如hcl、hbr等）和有害性氣體，容易造成二次危害。因此，當(dāng)今世界的阻燃劑研究朝著無(wú)鹵化的方向發(fā)展，含鹵素的阻燃劑正在被逐步淘汰。
而有機(jī)磷類阻燃劑受熱時(shí)能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更趨穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層。碳化層的形成一方面能阻止聚合物進(jìn)一步熱解，另一方面能阻止其內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參與燃燒過(guò)程。
氫氧化鋁、氫氧化鎂阻燃劑在應(yīng)用時(shí)是依靠化學(xué)分解吸熱以及釋放出水而起到阻燃作用的，具有無(wú)毒性、不腐蝕加工機(jī)械、分解后生成的氧化鋁、氧化鎂化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因此不產(chǎn)生二次危害。
但是，有機(jī)磷等的無(wú)鹵阻燃劑以及氫氧化鋁、氫氧化鎂等無(wú)機(jī)阻燃劑仍然有如下的缺陷。首先，添加量較高，如有機(jī)磷類的阻燃劑在pp中添加量需要5-10%，如此大量的小分子加入可能會(huì)降低pp的強(qiáng)度。而諸如氫氧化鋁、氫氧化鎂等阻燃劑由于在pp中難以呈分子或者納米級(jí)別的分散，這將導(dǎo)致材料的韌性，如斷裂伸長(zhǎng)率數(shù)值的大幅下降。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)上述缺陷，目的在于提供一種新型阻燃改性的聚丙烯制備方法，使得到的聚丙烯具備良好的阻燃性能，同時(shí)具備良好的力學(xué)性能。
為此本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明采用未改性的蒙脫土作為聚丙烯制備過(guò)程中的改性劑。
所述未改性的蒙脫土為未改性的鈉基蒙脫土（na+-mmt）或者鈣基蒙脫土（ca2+-mmt）。
還包括有加工助劑，所述加工助劑包括有聚丙烯蠟、熱穩(wěn)定劑和抗氧化劑。
所述加工助劑還包括有多巴胺。
各物料的比例為：蒙脫土含量為總重量的1%-10%，加工助劑含量為總重量的0.2%-5%，其余為蒙脫土。
按照以下步驟進(jìn)行：將pp、蒙脫土、加工助劑在高速攪拌機(jī)中混合，然后將混合物加入擠出機(jī)熔融共混，螺桿轉(zhuǎn)速100-800rpm，溫度190-240℃，螺桿長(zhǎng)徑比32-60。
攪拌轉(zhuǎn)速200-2000rpm，混合時(shí)間1-20min。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明以蒙脫土為主要的阻燃改性劑，配合其他助劑，以熔融共混的方式制備阻燃改性pp；蒙脫土在pp燃燒過(guò)程中能夠隔絕外界氧氣，同時(shí)促進(jìn)表層的pp形成致密的碳結(jié)構(gòu)，從而起到阻燃的作用；以本發(fā)明提供的方法制備的改性pp，不僅具有極佳的阻燃性，同時(shí)能夠?qū)p有一定的增強(qiáng)作用，且改性pp的斷裂伸長(zhǎng)率僅有輕微降低。
本發(fā)明中所使用的蒙脫土為未加改性的鈉基蒙脫土（na+-mmt）或者鈣基蒙脫土（ca2+-mmt）。雖然經(jīng)過(guò)有機(jī)化改性的蒙脫土能夠更加均勻的分散在pp中，但蒙脫土有機(jī)改性劑在pp燃燒過(guò)程中卻能夠催化聚合物分解，同時(shí)還會(huì)降低pp的光穩(wěn)定性；本發(fā)明使用未改性的蒙脫土作為改性劑，避免了上述問(wèn)題，通過(guò)其他加工助劑的加入改善蒙脫土分散性，提高產(chǎn)物性能。
具體實(shí)施方式
首先，pp、蒙脫土、加工助劑以一定的比例在高速攪拌機(jī)中混合（蒙脫土含量1%-10%，助劑含量0.2%-5%，以上皆為重量比）。加工助劑要求能夠使蒙脫土片層更易產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)而分離，并且能夠在蒙脫土與pp之間建立較強(qiáng)的相互作用。攪拌轉(zhuǎn)速200-2000rpm，混合時(shí)間1-20min。將混合物加入擠出機(jī)熔融共混，螺桿轉(zhuǎn)速100-800rpm，溫度190-240℃，螺桿長(zhǎng)徑比32-60。熔融擠出之后產(chǎn)物造粒、烘干，并進(jìn)行性能測(cè)試。
實(shí)施例：
1、9.7kgpp，0.2kg蒙脫土，0.05kg聚丙烯蠟，0.05kg熱穩(wěn)定劑與抗氧化劑，在高速攪拌機(jī)中以500rpm的速度混合10分鐘。將混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中（l/d=40），在200℃、500rpm的條件下得到產(chǎn)物a。
2、8.9kgpp，0.8kg蒙脫土，0.1kg聚丙烯蠟，0.1kg多巴胺，0.1kg熱穩(wěn)定劑與抗氧化劑，在高速攪拌機(jī)中以1000rpm的速度混合6分鐘。將混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中（l/d=40），在200℃、700rpm的條件下得到產(chǎn)物b。
3、9.2kgpp，0.5kg蒙脫土，0.2kg聚丙烯蠟，0.1kg熱穩(wěn)定劑與抗氧化劑，在高速攪拌機(jī)中以800rpm的速度混合10分鐘。將混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中（l/d=40），在200℃、400rpm的條件下得到產(chǎn)物c。
對(duì)比實(shí)施例：
4、9.1kgpp，0.8kg氫氧化鋁，0.1kg熱穩(wěn)定劑與抗氧化劑，在高速攪拌機(jī)中以1000rpm的速度混合6分鐘。將混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中（l/d=40），在200℃、700rpm的條件下得到產(chǎn)物d。
5、9.2kgpp，0.5kg季銨鹽改性蒙脫土（cloisite15a，southernclay），0.2kg聚丙烯蠟，0.1kg熱穩(wěn)定劑與抗氧化劑，在高速攪拌機(jī)中以800rpm的速度混合10分鐘。將混合物加入雙螺桿擠出機(jī)中（l/d=40），在200℃、400rpm的條件下得到產(chǎn)物e。
從上表數(shù)據(jù)可以看出，使用本發(fā)明方法制備的阻燃改性pp（a-c），阻燃性能達(dá)到甚至超過(guò)了使用氫氧化鋁阻燃劑的pp產(chǎn)品。而產(chǎn)物a-c的機(jī)械性能則全面優(yōu)于使用氫氧化鋁的產(chǎn)品。對(duì)比產(chǎn)物d，產(chǎn)物b的拉伸模量提高了近50%，斷裂伸長(zhǎng)率是產(chǎn)物d的2.5倍，而阻燃性能則提高了一個(gè)等級(jí)。使用季銨鹽改性的蒙脫土，雖然力學(xué)性能尚可，但由于pp加工溫度較高，超過(guò)200℃，導(dǎo)致季銨鹽在高溫與氧氣的作用下分解，從而使材料的阻燃等級(jí)大幅降低，且顏色變深，外觀較差。