CN112592578B - 一种阻燃塑料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻燃塑料，由以下原料组成：聚酰胺、聚苯乙烯、苯甲酸苯酯、三聚氰胺甲醛树脂、二正辛基‑双(巯乙酸2‑乙基己酯)锡、乙烯基三甲氧基硅烷、环氧硬脂酸辛酯、双酚A型环氧树脂、N,N’‑乙撑双硬脂酰胺、阻燃剂、轻质碳酸钙。本发明的阻燃塑料具有良好的阻燃性能与力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及塑料技术领域，具体涉及一种阻燃塑料及其制备方法。
背景技术
聚酰胺分子中含有强极性的酰胺基，对气体的阻隔性能比较好，还具有耐磨、高韧性与良好的耐老化性。聚苯乙烯无色透明，具有优异的电性能、光稳定性与抗放射线能力，易成型加工，成型品尺寸稳定性好。以聚酰胺与聚苯乙烯为原料生产的塑料结合了两者的优良特性，可以应用于多个领域。但是，塑料材料往往易燃烧，在使用中存在安全隐患。因此，如何在保证塑料本身优异性能的同时，提高塑料的阻燃性能非常重要。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种阻燃塑料。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种阻燃塑料，由以下原料组成：聚酰胺、聚苯乙烯、苯甲酸甲酯、三聚氰胺甲醛树脂、二正辛基-双(巯乙酸2-乙基己酯)锡、乙烯基三甲氧基硅烷、环氧硬脂酸辛酯、双酚A型环氧树脂、N,N’-乙撑双硬脂酰胺、阻燃剂、轻质碳酸钙。
本发明中以聚酰胺、聚苯乙烯作为主要原料，可以有效提升基体材料的力学性能、耐磨性能、抗腐蚀性能以及绝热性能；苯甲酸甲酯可以提高PA材料的防老化性能，三聚氰胺甲醛树脂作为可作为填充剂或交联剂，以减少乙烯基三甲氧基硅烷的使用，二正辛基-双(巯乙酸2-乙基己酯)锡提高材料的光稳定性，N,N’-乙撑双硬脂酰胺用于提高各物质之间的分散性能，乙烯基三甲氧基硅烷用于提高各物质之间的粘结度，从而提高加工性能；环氧硬脂酸辛酯由于提高材料的可塑性，双酚A型环氧树脂提高材料固化性能，阻燃剂用于提高材料的阻燃性，轻质碳酸钙用于增强材料的力学性能，同时降低材料的吸水性能。
优选的，一种阻燃塑料，由以下重量份原料组成：聚酰胺40-50份、聚苯乙烯20-30份、苯甲酸甲酯14-30份、三聚氰胺甲醛树脂6-10份、二正辛基-双(巯乙酸2-乙基己酯)锡1.5-3.5份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5-1.5份、环氧硬脂酸辛酯2-3份、双酚A型环氧树脂3-5份、N,N’-乙撑双硬脂酰胺1-3份、阻燃剂2-8份、轻质碳酸钙2-8份。
优选的，所述阻燃剂为改性氢氧化铝。
采用本发明特定方法制备的改性氢氧化铝作为阻燃剂，能够有效提高塑料的阻燃性能。原因是玉米淀粉的疏水基团在淀粉链螺旋结构的内部形成螺旋疏水腔，具有疏水基团的脂肪酸中烃基依靠疏水作用进入淀粉螺旋疏水腔内发生络合反应，使得螺旋疏水腔张开；另外，氢氧化铝在加热的情况下形成胶体具有吸附性，通过吸附作用进入到张开的螺旋疏水腔内，最终实现稳定的淀粉-硬脂酸包覆氢氧化铝复合物。由于淀粉是高分子化合物，碳链比较长，脂肪酸的亲水性降低，其疏水作用增强，结构也越紧密，且热稳定性越好，形成的复合物越稳定，同时淀粉-硬脂酸包覆氢氧化铝复合物裂解时是吸热反应，解裂解温度升高，因此阻燃性得到提升。
优选的，所述改性氢氧化铝由以下方法制备而成：0.1-2重量份甘油、8-36重量份去离子水混合，形成混合液，加入0.5-2重量份玉米淀粉，在70-100℃的水浴锅中以转速300-600rpm搅拌0.5-2h，得到糊化玉米淀粉，用浓度为0.05-0.2mol/L的KOH溶液将糊化玉米淀粉溶液pH值调节为9-11，加入0.05-0.2重量份硬脂酸溶液或木蜡酸溶液，在40-80℃下加热30-60min，得到淀粉-硬脂酸溶液或淀粉-木蜡酸溶液；2-6重量份氢氧化铝和8-14重量份去离子水混合，在温度为70-100℃下，以转速700-1000rpm下搅拌3-10min得到悬浮液，将得到的悬浮液加入上述淀粉-硬脂酸溶液或淀粉-木蜡酸溶液中，在600-1000rpm继续搅拌25-40min，加入pH＝2-5的HCl溶液，60-95℃下继续反应25-40min，冷却至室温，以转速为2000-4000rpm离心10-30min，得固体产物，用去离子水洗涤固体产物直到中性为止，在50-80℃下烘0.5-2h，既得改性氢氧化铝；所述硬脂酸溶液或木蜡酸溶液是将0.05-0.2重量份硬脂酸或木蜡酸、0.005-0.02重量份KOH加入到15-40重量份的水中，在40-70℃下搅拌20-50min混合得到；所述悬浮液和所述HCl溶液的浴比为1:(1-3)。
进一步优选的，所述改性氢氧化铝由以下方法制备而成：0.1-2重量份甘油、8-36重量份去离子水混合，形成混合液，加入0.5-2重量份玉米淀粉，在70-100℃的水浴锅中以转速300-600rpm搅拌0.5-2h，得到糊化玉米淀粉，用浓度为0.05-0.2mol/L的KOH溶液将糊化玉米淀粉溶液pH值调节为9-11，加入0.01-0.1重量份硬脂酸溶液、0.01-0.1重量份木蜡酸溶液，在40-80℃下加热30-60min，得到淀粉-硬脂酸/木蜡酸溶液；2-6重量份氢氧化铝和8-14重量份去离子水混合，在温度为70-100℃下，以转速700-1000rpm下搅拌3-10min得到悬浮液，将得到的悬浮液加入上述淀粉-硬脂酸/木蜡酸溶液中，在600-1000rpm继续搅拌25-40min，加入pH＝2-5的HCl溶液，60-95℃下继续反应25-40min，冷却至室温，以转速为2000-4000rpm离心10-30min，得固体产物，用去离子水洗涤固体产物直到中性为止，在50-80℃下烘0.5-2h，既得改性氢氧化铝；所述硬脂酸溶液或木蜡酸溶液是将0.05-0.2重量份硬脂酸或木蜡酸、0.005-0.02重量份KOH加入到15-40重量份的水中，在40-70℃下搅拌20-50min混合得到；所述悬浮液和所述HCl溶液的浴比为1:(1-3)。
所述阻燃塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)常温下，将步骤(1)中的各原料组分加入转子搅拌机中搅拌，搅拌速度为450-550转/分钟，搅拌时间12-20分钟；
(3)将转子搅拌机的温度调至150-200℃，搅拌速度为150-175转/分钟，持续搅拌20-25分钟，得到材料原浆；
(4)将步骤(3)中的材料原浆放入双螺杆挤出机中，挤出温度180-240℃，挤出机的螺杆转速为240-400转/分钟，熔体加工扭矩30-70N·m；
(5)将步骤(4)中经挤压得到的材料室温冷却、60-90℃干燥1-2h，得到塑料母粒；
(6)将塑料母粒放入注塑机中，注塑温度为150-200℃，磨具温度45-65℃，注塑压力为40-60MPa，室温冷却，即为阻燃塑料。
本发明的有益效果：本发明制备的阻燃塑料具有良好的阻燃性能。采用本发明特定方法制备的改性氢氧化铝作为阻燃剂，能够有效提高塑料的阻燃性能。原因是玉米淀粉的疏水基团在淀粉链螺旋结构的内部形成螺旋疏水腔，具有疏水基团的脂肪酸中烃基依靠疏水作用进入淀粉螺旋疏水腔内发生络合反应，使得螺旋疏水腔张开；另外，氢氧化铝在加热的情况下形成胶体具有吸附性，通过吸附作用进入到张开的螺旋疏水腔内，最终实现稳定的淀粉-硬脂酸包覆氢氧化铝复合物。由于淀粉是高分子化合物，碳链比较长，脂肪酸的亲水性降低，其疏水作用增强，结构也越紧密，且热稳定性越好，形成的复合物越稳定，同时淀粉-硬脂酸包覆氢氧化铝复合物裂解时是吸热反应，解裂解温度升高，因此阻燃性得到提升。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
本申请中部分原料的介绍：
实施例中聚酰胺，CAS：5892-11-5，购于佛山市南海区兴诚盛塑胶经营部，货号：1013G10。
实施例中聚苯乙烯，CAS：9003-53-6，购于苏州市文阁塑化有限公司，牌号：158k。
实施例中苯甲酸甲酯CAS：93-58-3。
实施例中三聚氰胺甲醛树脂购于上海凯茵化工有限公司，型号：NPEL-128E，含量：99％，货号：0299。
实施例中二正辛基-双(巯乙酸2-乙基己酯)锡，CAS：15571-58-1。
实施例中环氧硬脂酸辛酯，CAS：141-38-8。
实施例中双酚A型环氧树脂购于青岛百辰新材料科技有限公司，含量：99％，货号：506636。
实施例中N,N’-乙撑双硬脂酰胺，CAS：110-30-5。
实施例玉米淀粉购于济南氿盛化工有限公司，有效物质含量：99％，货号：dv84661。
实施例中硬脂酸，CAS：57-11-4，纯度98％，购于上海吉至生化科技有限公司。
实施例中木蜡酸，CAS：557-59-5，纯度98％，购于北京酷尔化学科技有限公司。
实施例中轻质碳酸钙，CAS：471-34-1，广东拾传拾美新材料有限公司，型号：CAH-6200，CaCO3含量≥98％，平均粒径：3μm。
实施例中甘油，CAS：56-81-5。
实施例1
一种阻燃塑料，由以下重量份原料组成：聚酰胺45份、聚苯乙烯25份、苯甲酸甲酯28份、三聚氰胺甲醛树脂8份、二正辛基-双(巯乙酸2-乙基己酯)锡2份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、环氧硬脂酸辛酯2.5份、双酚A型环氧树脂4份、N,N’-乙撑双硬脂酰胺2份、阻燃剂4份、轻质碳酸钙4份。
所述阻燃剂为改性氢氧化铝；
所述改性氢氧化铝由以下方法制备而成：1重量份甘油、18重量份去离子水混合，形成混合液，加入1重量份玉米淀粉，在70℃的水浴锅中以转速400rpm搅拌1h，得到糊化玉米淀粉，用浓度为0.1mol/L的KOH溶液将糊化玉米淀粉溶液pH值调节为10，加入0.1重量份硬脂酸溶液，在60℃下加热50min，得到淀粉-硬脂酸溶液；4重量份氢氧化铝和10重量份去离子水混合，在温度为80℃条件下，以转速800rpm下搅拌5min得到悬浮液，将得到的悬浮液加入上述淀粉-硬脂酸溶液中，在800rpm继续搅拌30min，加入pH＝4的HCl溶液，80℃下继续反应40min，冷却至室温，以转速为3000rpm离心15min，得固体产物，用去离子水洗涤固体产物直到中性为止，在60℃下真空干燥1h，即得改性氢氧化铝；
所述硬脂酸溶液是将0.1重量份硬脂酸、0.01重量份KOH加入到20重量份的去离子水中，在60℃下搅拌30min混合得到；
所述悬浮液和所述HCl溶液的浴比为1:2。
所述阻燃塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)常温下，将步骤(1)中的各原料组分加入转子搅拌机中搅拌，搅拌速度为500转/分钟，搅拌时间15分钟；
(3)将转子搅拌机的温度调至180℃，搅拌速度为170转/分钟，持续搅拌20分钟，得到材料原浆；
(4)将步骤(3)中的材料原浆放入双螺杆挤出机中，挤出温度200℃，挤出机的螺杆转速为300转/分钟，熔体加工扭矩40N·m；
(5)将步骤(4)中经挤压得到的材料室温冷却，80℃干燥1.5h，得到塑料母粒；
(6)将塑料母粒放入注塑机中，注塑温度为160℃，磨具温度50℃，注塑压力为50MPa，室温冷却，即为阻燃塑料。
对比例1
一种阻燃塑料，由以下重量份原料组成：聚酰胺45份、聚苯乙烯25份、苯甲酸甲酯28份、三聚氰胺甲醛树脂8份、二正辛基-双(巯乙酸2-乙基己酯)锡2份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、环氧硬脂酸辛酯2.5份、双酚A型环氧树脂4份、N,N’-乙撑双硬脂酰胺2份、阻燃剂4份、轻质碳酸钙4份。
所述阻燃剂为氢氧化铝；
所述阻燃塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)常温下，将步骤(1)中的各原料组分加入转子搅拌机中搅拌，搅拌速度为500转/分钟，搅拌时间15分钟；
(3)将转子搅拌机的温度调至180℃，搅拌速度为170转/分钟，持续搅拌20分钟，得到材料原浆；
(4)将步骤(3)中的材料原浆放入双螺杆挤出机中，挤出温度200℃，挤出机的螺杆转速为300转/分钟，熔体加工扭矩40N·m；
(5)将步骤(4)中经挤压得到的材料室温冷却，80℃干燥1.5h，得到塑料母粒；
(6)将塑料母粒放入注塑机中，注塑温度为160℃，磨具温度50℃，注塑压力为50MPa，室温冷却，即为阻燃塑料。
对比例2
与实施例1相同，区别仅在于改性氢氧化铝制备方法中没有加入硬脂酸溶液。
一种阻燃塑料，由以下重量份原料组成：聚酰胺45份、聚苯乙烯25份、苯甲酸甲酯28份、三聚氰胺甲醛树脂8份、二正辛基-双(巯乙酸2-乙基己酯)锡2份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、环氧硬脂酸辛酯2.5份、双酚A型环氧树脂4份、N,N’-乙撑双硬脂酰胺2份、阻燃剂4份、轻质碳酸钙4份。
所述阻燃剂为改性氢氧化铝；
所述改性氢氧化铝由以下方法制备而成：1重量份甘油、18重量份去离子水混合，形成混合液，加入1重量份玉米淀粉，在70℃的水浴锅中以转速400rpm搅拌1h，得到糊化玉米淀粉，用浓度为0.1mol/L的KOH溶液将糊化玉米淀粉溶液pH值调节为10，在60℃下加热50min，得到处理后淀粉溶液；4重量份氢氧化铝和10重量份去离子水混合，在温度为80℃条件下，以转速800rpm下搅拌5min得到悬浮液，将得到的悬浮液加入上述处理后淀粉溶液中，在800rpm继续搅拌30min，加入pH＝4的HCl溶液，80℃下继续反应40min，冷却至室温，以转速为3000rpm离心15min，得固体产物，用去离子水洗涤固体产物直到中性为止，在60℃下真空干燥1h，即得改性氢氧化铝；
所述悬浮液和所述HCl溶液的浴比为1:2。
所述阻燃塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)常温下，将步骤(1)中的各原料组分加入转子搅拌机中搅拌，搅拌速度为500转/分钟，搅拌时间15分钟；
(3)将转子搅拌机的温度调至180℃，搅拌速度为170转/分钟，持续搅拌20分钟，得到材料原浆；
(4)将步骤(3)中的材料原浆放入双螺杆挤出机中，挤出温度200℃，挤出机的螺杆转速为300转/分钟，熔体加工扭矩40N·m；
(5)将步骤(4)中经挤压得到的材料室温冷却，80℃干燥1.5h，得到塑料母粒；
(6)将塑料母粒放入注塑机中，注塑温度为160℃，磨具温度50℃，注塑压力为50MPa，室温冷却，即为阻燃塑料。
对比例3
与实施例1相同，区别仅在于改性氢氧化铝制备方法中没有加入玉米淀粉溶液。
一种阻燃塑料，由以下重量份原料组成：聚酰胺45份、聚苯乙烯25份、苯甲酸甲酯28份、三聚氰胺甲醛树脂8份、二正辛基-双(巯乙酸2-乙基己酯)锡2份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、环氧硬脂酸辛酯2.5份、双酚A型环氧树脂4份、N,N’-乙撑双硬脂酰胺2份、阻燃剂4份、轻质碳酸钙4份。
所述阻燃剂为改性氢氧化铝；
所述改性氢氧化铝由以下方法制备而成：1重量份甘油、18重量份去离子水混合，形成混合液，在70℃的水浴锅中以转速400rpm搅拌1h，用浓度为0.1mol/L的KOH溶液将pH值调节为10，加入0.1重量份硬脂酸溶液，在60℃下加热50min，得到处理后硬脂酸溶液；4重量份氢氧化铝和10重量份去离子水混合，在温度为80℃条件下，以转速800rpm下搅拌5min得到悬浮液，将得到的悬浮液加入上述处理后硬脂酸溶液中，在800rpm继续搅拌30min，加入pH＝4的HCl溶液，80℃下继续反应40min，冷却至室温，以转速为3000rpm离心15min，得固体产物，用去离子水洗涤固体产物直到中性为止，在60℃下真空干燥1h，即得改性氢氧化铝；
所述硬脂酸溶液是将0.1重量份硬脂酸、0.01重量份KOH加入到20重量份的去离子水中，在60℃下搅拌30min混合得到；
所述悬浮液和所述HCl溶液的浴比为1:2。
所述阻燃塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)常温下，将步骤(1)中的各原料组分加入转子搅拌机中搅拌，搅拌速度为500转/分钟，搅拌时间15分钟；
(3)将转子搅拌机的温度调至180℃，搅拌速度为170转/分钟，持续搅拌20分钟，得到材料原浆；
(4)将步骤(3)中的材料原浆放入双螺杆挤出机中，挤出温度200℃，挤出机的螺杆转速为300转/分钟，熔体加工扭矩40N·m；
(5)将步骤(4)中经挤压得到的材料室温冷却，80℃干燥1.5h，得到塑料母粒；
(6)将塑料母粒放入注塑机中，注塑温度为160℃，磨具温度50℃，注塑压力为50MPa，室温冷却，即为阻燃塑料。
对比例4
与实施例1相同，区别仅在于改性氢氧化铝制备方法中没有加入甘油。
一种阻燃塑料，由以下重量份原料组成：聚酰胺45份、聚苯乙烯25份、苯甲酸甲酯28份、三聚氰胺甲醛树脂8份、二正辛基-双(巯乙酸2-乙基己酯)锡2份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、环氧硬脂酸辛酯2.5份、双酚A型环氧树脂4份、N,N’-乙撑双硬脂酰胺2份、阻燃剂4份、轻质碳酸钙4份。
所述阻燃剂为改性氢氧化铝；
所述改性氢氧化铝由以下方法制备而成：取18重量份去离子水，加入1重量份玉米淀粉，在70℃的水浴锅中以转速400rpm搅拌1h，得到糊化玉米淀粉，用浓度为0.1mol/L的KOH溶液将糊化玉米淀粉溶液pH值调节为10，加入0.1重量份硬脂酸溶液，在60℃下加热50min，得到淀粉-硬脂酸溶液；4重量份氢氧化铝和10重量份去离子水混合，在温度为80℃条件下，以转速800rpm下搅拌5min得到悬浮液，将得到的悬浮液加入上述淀粉-硬脂酸溶液中，在800rpm继续搅拌30min，加入pH＝4的HCl溶液，80℃下继续反应40min，冷却至室温，以转速为3000rpm离心15min，得固体产物，用去离子水洗涤固体产物直到中性为止，在60℃下真空干燥1h，即得改性氢氧化铝；
所述硬脂酸溶液是将0.1重量份硬脂酸、0.01重量份KOH加入到20重量份的去离子水中，在60℃下搅拌30min混合得到；
所述悬浮液和所述HCl溶液的浴比为1:2。
所述阻燃塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)常温下，将步骤(1)中的各原料组分加入转子搅拌机中搅拌，搅拌速度为500转/分钟，搅拌时间15分钟；
(3)将转子搅拌机的温度调至180℃，搅拌速度为170转/分钟，持续搅拌20分钟，得到材料原浆；
(4)将步骤(3)中的材料原浆放入双螺杆挤出机中，挤出温度200℃，挤出机的螺杆转速为300转/分钟，熔体加工扭矩40N·m；
(5)将步骤(4)中经挤压得到的材料室温冷却，80℃干燥1.5h，得到塑料母粒；
(6)将塑料母粒放入注塑机中，注塑温度为160℃，磨具温度50℃，注塑压力为50MPa，室温冷却，即为阻燃塑料。
实施例2
一种阻燃塑料，由以下重量份原料组成：聚酰胺45份、聚苯乙烯25份、苯甲酸甲酯28份、三聚氰胺甲醛树脂8份、二正辛基-双(巯乙酸2-乙基己酯)锡2份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、环氧硬脂酸辛酯2.5份、双酚A型环氧树脂4份、N,N’-乙撑双硬脂酰胺2份、阻燃剂4份、轻质碳酸钙4份。
所述阻燃剂为改性氢氧化铝；
所述改性氢氧化铝由以下方法制备而成：1重量份甘油、18重量份去离子水混合，形成混合液，加入1重量份玉米淀粉，在70℃的水浴锅中以转速400rpm搅拌1h，得到糊化玉米淀粉，用浓度为0.1mol/L的KOH溶液将糊化玉米淀粉溶液pH值调节为10，加入0.1重量份木蜡酸溶液，在60℃下加热50min，得到淀粉-木蜡酸溶液；4重量份氢氧化铝和10重量份去离子水混合，在温度为80℃条件下，以转速800rpm下搅拌5min得到悬浮液，将得到的悬浮液加入上述淀粉-木蜡酸溶液中，在800rpm继续搅拌30min，加入pH＝4的HCl溶液，80℃下继续反应40min，冷却至室温，以转速为3000rpm离心15min，得固体产物，用去离子水洗涤固体产物直到中性为止，在60℃下真空干燥1h，即得改性氢氧化铝；
所述木蜡酸溶液是将0.1重量份木蜡酸、0.01重量份KOH加入到20重量份的去离子水中，在60℃下搅拌30min混合得到；
所述悬浮液和所述HCl溶液的浴比为1:2。
所述阻燃塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)常温下，将步骤(1)中的各原料组分加入转子搅拌机中搅拌，搅拌速度为500转/分钟，搅拌时间15分钟；
(3)将转子搅拌机的温度调至180℃，搅拌速度为170转/分钟，持续搅拌20分钟，得到材料原浆；
(4)将步骤(3)中的材料原浆放入双螺杆挤出机中，挤出温度200℃，挤出机的螺杆转速为300转/分钟，熔体加工扭矩40N·m；
(5)将步骤(4)中经挤压得到的材料室温冷却，80℃干燥1.5h，得到塑料母粒；
(6)将塑料母粒放入注塑机中，注塑温度为160℃，磨具温度50℃，注塑压力为50MPa，室温冷却，即为阻燃塑料。
实施例3
一种阻燃塑料，由以下重量份原料组成：聚酰胺45份、聚苯乙烯25份、苯甲酸甲酯28份、三聚氰胺甲醛树脂8份、二正辛基-双(巯乙酸2-乙基己酯)锡2份、乙烯基三甲氧基硅烷1份、环氧硬脂酸辛酯2.5份、双酚A型环氧树脂4份、N,N’-乙撑双硬脂酰胺2份、阻燃剂4份、轻质碳酸钙4份。
所述阻燃剂为改性氢氧化铝；
所述改性氢氧化铝由以下方法制备而成：1重量份甘油、18重量份去离子水混合，形成混合液，加入1重量份玉米淀粉，在70℃的水浴锅中以转速400rpm搅拌1h，得到糊化玉米淀粉，用浓度为0.1mol/L的KOH溶液将糊化玉米淀粉溶液pH值调节为10，加入0.05重量份硬脂酸溶液、0.05重量份木蜡酸溶液，在60℃下加热50min，得到淀粉-硬脂酸/木蜡酸溶液；4重量份氢氧化铝和10重量份去离子水混合，在温度为80℃条件下，以转速800rpm下搅拌5min得到悬浮液，将得到的悬浮液加入上述淀粉-硬脂酸/木蜡酸溶液中，在800rpm继续搅拌30min，加入pH＝4的HCl溶液，80℃下继续反应40min，冷却至室温，以转速为3000rpm离心15min，得固体产物，用去离子水洗涤固体产物直到中性为止，在60℃下真空干燥1h，即得改性氢氧化铝；
所述硬脂酸溶液是将0.1重量份硬脂酸、0.01重量份KOH加入到20重量份的去离子水中，在60℃下搅拌30min混合得到；所述木蜡酸溶液是将0.1重量份木蜡酸、0.01重量份KOH加入到20重量份的去离子水中，在60℃下搅拌30min混合得到；
所述悬浮液和所述HCl溶液的浴比为1:2。
所述阻燃塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)常温下，将步骤(1)中的各原料组分加入转子搅拌机中搅拌，搅拌速度为500转/分钟，搅拌时间15分钟；
(3)将转子搅拌机的温度调至180℃，搅拌速度为170转/分钟，持续搅拌20分钟，得到材料原浆；
(4)将步骤(3)中的材料原浆放入双螺杆挤出机中，挤出温度200℃，挤出机的螺杆转速为300转/分钟，熔体加工扭矩40N·m；
(5)将步骤(4)中经挤压得到的材料室温冷却，80℃干燥1.5h，得到塑料母粒；
(6)将塑料母粒放入注塑机中，注塑温度为160℃，磨具温度50℃，注塑压力为50MPa，室温冷却，即为阻燃塑料。
测试例1
阻燃性能测试：采用国家标准GB/T2406.2-2009《塑料用氧指数法测定燃烧行为第2部分：室温试验》方法进行测试；测试前将PA材料在温度23℃和湿度50％条件下调节90h，测试试样的长度100mm，宽度10mm，厚度4mm，平行4组，取平均值。
表1阻燃塑料的阻燃性能测试结果
| 氧指数(％) | |
| 实施例1 | 28.1 |
| 对比例1 | 24.6 |
| 对比例2 | 26.2 |
| 对比例3 | 26.4 |
| 对比例4 | 27.0 |
| 实施例2 | 28.6 |
| 实施例3 | 29.7 |
比较实施例1和对比例1-4可知，实施例1采用本发明特定方法制备的改性氢氧化铝作为阻燃剂，能够有效提高塑料的阻燃性能。原因是玉米淀粉的疏水基团在淀粉链螺旋结构的内部形成螺旋疏水腔，具有疏水基团的脂肪酸中烃基依靠疏水作用进入淀粉螺旋疏水腔内发生络合反应，使得螺旋疏水腔张开；另外，氢氧化铝在加热的情况下形成胶体具有吸附性，通过吸附作用进入到张开的螺旋疏水腔内，最终实现稳定的淀粉-硬脂酸包覆氢氧化铝复合物。由于淀粉是高分子化合物，碳链比较长，脂肪酸的亲水性降低，其疏水作用增强，结构也越紧密，且热稳定性越好，形成的复合物越稳定，同时淀粉-硬脂酸包覆氢氧化铝复合物裂解时是吸热反应，解裂解温度升高，因此阻燃性得到提升。
然而对比例2-3单独采用硬脂酸或淀粉与氢氧化铝只是形成简单的复合物，氢氧化铝通过吸附作用吸附在硬脂酸或淀粉的表面；而要实现氢氧化铝的包覆是通过玉米淀粉的疏水基团在淀粉链螺旋结构的内部形成螺旋疏水腔，使得具有疏水基团的脂肪酸中烃基依靠疏水作用进入淀粉螺旋疏水腔内发生络合反应，使得螺旋疏水腔张开。
此外，实施例1与对比例4相比，在制备改性氢氧化铝的过程中加入了甘油；能够在淀粉糊化时，阻止淀粉分子之间的氢键被破坏及淀粉颗粒发生崩解，避免峰值黏度急剧降低，而淀粉糊黏度增加可能是具有可形成更多氢键的甘油分子取代了水分子，与淀粉分子间形成氢键，从而保护玉米淀粉的结构；对比例4不添加甘油，玉米淀粉加热到65℃时，颗粒几乎完全被破坏并且紧密黏合在一起。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种阻燃塑料，其特征在于，由以下原料组成：聚酰胺、聚苯乙烯、苯甲酸甲酯、三聚氰胺甲醛树脂、二正辛基-双(巯乙酸2-乙基己酯)锡、乙烯基三甲氧基硅烷、环氧硬脂酸辛酯、双酚A型环氧树脂、N,N’-乙撑双硬脂酰胺、阻燃剂、轻质碳酸钙；
所述阻燃剂为改性氢氧化铝；所述改性氢氧化铝由以下方法制备而成：将0.1-2重量份甘油、8-36重量份去离子水混合，形成混合液，加入0.5-2重量份玉米淀粉，在70-100℃的水浴锅中以转速300-600rpm搅拌0.5-2h，得到糊化玉米淀粉，用浓度为0.05-0.2mol/L的KOH溶液将糊化玉米淀粉溶液pH值调节为9-11，加入0.05-0.2重量份硬脂酸溶液或木蜡酸溶液，在40-80℃下加热30-60min，得到淀粉-硬脂酸溶液或淀粉-木蜡酸溶液；将2-6重量份氢氧化铝和8-14重量份去离子水混合，在温度为70-100℃下，以转速700-1000rpm搅拌3-10min得到悬浮液，将得到的悬浮液加入上述淀粉-硬脂酸溶液或淀粉-木蜡酸溶液中，在600-1000rpm下继续搅拌25-40min，加入pH＝2-5的HCl溶液，60-95℃下继续反应25-40min，冷却至室温，以转速为2000-4000rpm离心10-30min，得固体产物，用去离子水洗涤固体产物直到中性为止，在50-80℃下烘0.5-2h，既得改性氢氧化铝。
2.如权利要求1所述的阻燃塑料，其特征在于，由以下重量份原料组成：聚酰胺40-50份、聚苯乙烯20-30份、苯甲酸甲酯14-30份、三聚氰胺甲醛树脂6-10份、二正辛基-双(巯乙酸2-乙基己酯)锡1.5-3.5份、乙烯基三甲氧基硅烷0.5-1.5份、环氧硬脂酸辛酯2-3份、双酚A型环氧树脂3-5份、N,N’-乙撑双硬脂酰胺1-3份、阻燃剂2-8份、轻质碳酸钙2-8份。
3.如权利要求1所述的阻燃塑料，其特征在于，所述悬浮液和所述HCl溶液的浴比为1:(1-3)。
4.如权利要求1所述的阻燃塑料，其特征在于，所述硬脂酸溶液或木蜡酸溶液由以下方法制备而成：将0.05-0.2重量份硬脂酸或木蜡酸、0.005-0.02重量份KOH加入到15-40重量份的水中，在40-70℃下搅拌20-50min混合得到。
5.如权利要求1-4任一项所述阻燃塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照重量份数比称取各原料组分；
(2)常温下，将步骤(1)中的各原料组分加入转子搅拌机中搅拌，搅拌速度为450-550转/分钟，搅拌时间12-20分钟；
(3)将转子搅拌机的温度调至150-200℃，搅拌速度为150-175转/分钟，持续搅拌20-25分钟，得到材料原浆；
(4)将步骤(3)中的材料原浆放入双螺杆挤出机中，挤出温度180-240℃，挤出机的螺杆转速为240-400转/分钟，熔体加工扭矩30-70N·m；
(5)将步骤(4)中经挤压得到的材料室温冷却、60-90℃干燥1-2h，得到塑料母粒；
(6)将塑料母粒放入注塑机中，注塑温度为150-200℃，磨具温度45-65℃，注塑压力为40-60MPa，室温冷却，即为阻燃塑料。
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