[发明专利]一种自组装杂化填料改性聚丙烯阻燃薄膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种自组装杂化填料改性聚丙烯阻燃薄膜的制备方法，具体为：将膨润土粉末和无水乙醇混合研磨，加入APTES，继续研磨处理，之后过滤并将固体干燥，得到改性膨润土；将改性膨润土和无水乙醇混合超声处理，加入正硅酸乙酯，搅拌混合，缓慢滴加氨溶液并缓慢升温搅拌处理，过滤，将固体洗涤至中性，并将固体和可膨胀石墨加入到无水乙醇中进行超声处理，过滤，将固体干燥，制得自组装杂化阻燃填料；将自组装杂化阻燃填料、粘土、聚丙烯树脂混合加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，制得阻燃母粒，将阻燃母粒、聚丙烯树脂、抗氧剂、润滑剂加入到双螺杆挤出机熔融共混挤出、牵引、造粒，注塑成型。本发明制得的薄膜不仅力学性能好，且阻燃性能佳。

技术领域：

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种自组装杂化填料改性聚丙烯阻燃薄膜及其制备方法。

背景技术：

聚丙烯薄膜应用非常广泛，这是因为聚丙烯具有良好的加工性能、优秀的力学性能以及良好的化学稳定性、阻隔性、封口性。但聚丙烯易燃，极限氧指数很低，而且聚丙烯薄膜的厚度很小，更易燃烧，这种致命的缺陷极大地影响了聚丙烯薄膜应用在电子电器包装、层状绝缘、电路板印刷等对阻燃性能有要求的领域。在制备薄膜的聚丙烯材料中加入阻燃剂是解决这个问题的有效途径之一。

传统的阻燃剂是含卤阻燃剂，主要包括脂肪族、脂环族、芳香族及芳香-脂肪族的含溴化合物，常用的有十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、四溴双酚A、六溴东北林业人学硕}学位论文环十二烷、八溴醚等，这中间尤以十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚A、六溴环十二烷使用量较大。卤系阻燃剂虽然具有很好的阻燃效果，但是对环境问题的影响不容忽视。无机阻燃剂具有热稳定性好、不挥发、不产生腐蚀性和有毒气体等特点，且价格便宜，近年来得到了飞速的发展。无机阻燃剂主要为铝、镁、硼、锑和钼等的氢氧化物或氧化物的水合物，但是在对聚合物进行阻燃改性时，无机阻燃剂主要以填料形式使用，添加量较大，从而会影响塑料制品的加工性能和力学性能。膨胀型阻燃剂是一种新型环保阻燃剂，阻燃效果好，低毒，燃烧时不产生浓烟和毒气，而且膨胀阻燃剂添加量较少，对材料的力学性能的影响小于无机填充类阻燃剂。膨胀阻燃剂虽然有很多的优点，但是它的缺点也是显而易见的。首先对比技术已经十分成熟的含卤阻燃剂，它的阻燃效率并不算高。其次膨胀阻燃体系中各组分多为高极性物质，与极性低的高聚物界面相容性较差，影响体系的阻燃和力学性能。因此，在实际应用时常常需要将多种类阻燃剂复配使用或者对单一阻燃剂进行改性。

申请号201310207692.2、申请日为2013.05.29的专利提供了阻燃聚丙烯微孔膜及其制备方法，该微孔膜由阻燃聚丙烯经单螺杆熔融挤出和快速拉伸得到阻燃聚丙烯基膜，然后将基膜进行退火处理，再进行第二次拉伸，最后热定型得到阻燃聚丙烯微孔膜。所述阻燃聚丙烯包括以下组分及重量百分比含量：聚丙烯93-99、次磷酸铝0.5-6、三聚氰胺衍生物0-3。申请号201811433219.5、申请日为2018.11.28的专利提供了一种阻燃抗静电聚丙烯薄膜复合材料及其制备方法，其由聚丙烯60-80份、膨胀型阻燃剂15-25份、金属氧化物3-10份、高效分散剂0.1-0.5份、抗氧剂0.2-0.5份、润滑剂0.1-0.5份，经混合、挤出制备而成。由上述现有技术可知，在聚合物基体中加入阻燃剂可有效改善聚合物的阻燃性能，但是阻燃剂与聚合物基体相容性差，在改善基体阻燃性能的同时会影响聚合物的加工性能和力学性能。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种自组装杂化填料改性聚丙烯阻燃薄膜及其制备方法，本发明采用APTES对膨润土进行表面改性，然后经原位合成法在改性后的膨润土层间加入纳米颗粒，最后与可膨胀石墨插层复合，制得自组装杂化阻燃填料，其不仅可以改善聚丙烯基体的阻燃性能，且在一定程度上改善了聚丙烯薄膜的力学性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种自组装杂化填料改性聚丙烯阻燃薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将膨润土粉末和无水乙醇混合研磨，然后加入APTES，继续研磨处理，之后过滤并将过滤后的固体进行干燥，得到改性膨润土；