CN118165419A - 一种塑料容器用高分子复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种塑料容器用高分子复合材料及其制备方法，涉及高分子材料技术领域。本发明在制备塑料容器用高分子复合材料时，将纳米蒙脱土与十六烷基三丁基溴化鏻反应制得季鏻盐纳米蒙脱土，再用γ‑氨丙基三乙氧基硅烷改性制得改性季鏻盐纳米蒙脱土；将腰果酚和二氯化磷酸苯酯反应制得腰果酚‑苯基磷酸酯，将腰果酚‑苯基磷酸酯和甲酸反应制得环氧腰果酚‑苯基磷酸酯；将对乙烯基苯酚、过氧化二异丙苯、聚丙烯反应制得改性聚丙烯；将改性季鏻盐纳米蒙脱土、环氧腰果酚‑苯基磷酸酯、改性聚丙烯、聚丙烯混匀后经挤出机挤出，再经注塑机注塑成型，制得塑料容器用高分子复合材料。本发明制备的高分子复合材料具有优良的阻燃、抗菌和力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体为一种塑料容器用高分子复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯是当今世界五大通用塑料之一，是一种性能优良的热塑性塑料，其出色的耐化学性、耐热性、高韧性等优良性能被广泛应用在包装、食品工业、汽车、机械工业、医用等各领域，近年来发展迅速。
聚丙烯有非常丰富的原料来源，简单的合成工艺，较低的价格，相对较高的熔点，相对较高的软化点，较小的密度和耐热性好、耐水性强、化学稳定性好等优异的综合性能，并具有良好的机械性能和力学性能，加工成型的难度低。然而，聚丙烯极易燃烧，在燃烧时释放大量的热，并伴有严重的熔滴滴落，易引起大面积的火灾，对人民的生命财产安全构成威胁，严重影响了聚丙烯材料的使用范围。具有阻燃性能的容器用高分子复合材料，可以提高容器的使用安全性，具有广阔的市场前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塑料容器用高分子复合材料的制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种塑料容器用高分子复合材料，按质量份数计，主要包括13～17份改性季鏻盐纳米蒙脱土、8～12份环氧腰果酚-苯基磷酸酯、0.3～0.5份改性聚丙烯、90～110份聚丙烯。
作为优化，所述改性季鏻盐纳米蒙脱土是纳米蒙脱土和十六烷基三丁基溴化鏻反应制得季鏻盐纳米蒙脱土，再与γ-氨丙基三乙氧基硅烷反应得到改性γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
作为优化，所述环氧腰果酚-苯基磷酸酯是腰果酚、氢氧化钠、氯仿和二氯化磷酸苯酯反应制得腰果酚-苯基磷酸酯，再与甲酸反应制得环氧腰果酚-苯基磷酸酯。
作为优化，所述改性聚丙烯是对乙烯基苯酚、过氧化二异丙苯、聚丙烯反应制得。
一种塑料容器用高分子复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将季鏻盐纳米蒙脱土、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、与离子水、乙醇按质量比(1.3～1.7)：(1.3～1.7)：(9～10)：(9～10)混匀，用1mol/L盐酸调节pH为3～4，在60～70℃下以转速50～60r/min搅拌10～12h，用乙醇洗涤3～5次，在105～110℃干燥4～6h，得改性季鏻盐纳米蒙脱土；
(2)将腰果酚、氢氧化钠、氯仿按质量比(14～16)：(1.5～2.5)：(25～35)混匀，在冰浴下以60～70滴/分钟的速率滴加腰果酚质量0.35～0.4倍的二氯化磷酸苯酯，滴加完毕后在冰浴下保温1～2h，再室温保温1～2h，在55～65℃下加热46～50h，冷却至室温，过滤取滤液用去离子水搅拌分液洗涤3～5次，加无水硫酸镁干燥10～14h，过滤取滤液在70～80℃下加热30～50分钟，得腰果酚-苯基磷酸酯，将腰果酚-苯基磷酸酯、甲酸按质量比(12～14)：(1.5～1.7)混匀，在冰浴下以60～70滴/分钟的速率滴加腰果酚-苯基磷酸酯质量0.6～0.8倍的质量浓度30％的过氧化氢溶液，在室温下保温46～50h，用乙酸乙酯萃取有机相，将有机相用质量浓度5％的碳酸氢钠溶液搅拌分液洗涤3～5次，用去离子水搅拌分液洗涤至中性，加无水硫酸镁干燥10～14h，过滤取滤液在80～90℃下加热30～50分钟，得环氧腰果酚-苯基磷酸酯；
(3)将对乙烯基苯酚、过氧化二异丙苯、聚丙烯按质量比(0.3～0.5)：(0.7～0.9)：(35～45)混匀加入流变共混仪混合8～12分钟，设置温度为180～200℃，转速为60～70r/min，得改性聚丙烯；
(4)将改性季鏻盐纳米蒙脱土、环氧腰果酚-苯基磷酸酯、改性聚丙烯、聚丙烯按质量比(13～17)：(8～12)：(0.3～0.5)：(90～110)在170～180℃下混匀，设置双螺杆挤出机一区温度185～195℃、二区温度215～225℃、三区温度215～225℃、四区温度185～195℃、转速230～250r/min，经挤出机挤出制得混合料，再经注塑机在温度200～220℃、注射压力680～720bar、保压压力330～370bar、保压时间35～45s注塑成型，制得塑料容器用高分子复合材料。
作为优化，步骤(1)所述季鏻盐纳米蒙脱土的制备方法为：将纳米蒙脱土、去离子水按照质量比(0.5～1.5)：(18～22)混匀，得纳米蒙脱土悬浮液，将十六烷基三丁基溴化鏻、去离子水按照质量比(2.5～3.5)：(25～35)混匀，加入纳米蒙脱土悬浮液，在65～75℃下以200～300r/min搅拌6～7h，用体积浓度50％的乙醇溶液洗涤6～8次，在65～75℃下真空干燥20～24h。
作为优化，步骤(2)所述腰果酚为含量89％的腰果酚。
作为优化，步骤(3)所述聚丙烯为F401型聚丙烯。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明在制备塑料容器用高分子复合材料时，将纳米蒙脱土与十六烷基三丁基溴化鏻反应制得季鏻盐纳米蒙脱土，再用γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性制得改性季鏻盐纳米蒙脱土；将腰果酚和二氯化磷酸苯酯反应制得腰果酚-苯基磷酸酯，将腰果酚-苯基磷酸酯和甲酸反应制得环氧腰果酚-苯基磷酸酯；将对乙烯基苯酚、过氧化二异丙苯、聚丙烯反应制得改性聚丙烯；将改性季鏻盐纳米蒙脱土、环氧腰果酚-苯基磷酸酯、改性聚丙烯、聚丙烯混匀后经挤出机挤出，再经注塑机注塑成型，制得塑料容器用高分子复合材料。本发明制备的塑料容器用高分子复合材料具有优良的阻燃、抗菌和力学性能。
首先，改性季鏻盐纳米蒙脱土与聚丙烯形成插层结构，增强了材料的机械性，纳米蒙脱土接枝具有优异抗菌效果的阳离子季鏻盐，使擦材料拥有较好的抗菌性，但季鏻盐纳米蒙脱土具有较高的表面能，易在复合材料中发生团聚，使用硅烷偶联剂改性，可提高其分散性，从而提高材料的力学性能，且改性季鏻盐纳米蒙脱土对材料进行熔融插层改性时，有机阳离子季鏻盐的存在使材料的层间距扩大，使高分子链可以更好地插入，在高温下，改性季鏻盐纳米蒙脱土提高了材料的黏度，同时改性季鏻盐纳米蒙脱土具有较低的表面能，在熔融状态下纳米蒙脱土的片层更易聚集在材料表面，阻隔了裂解产生的可燃气体的逸出并且隔绝了氧气，提高材料的阻燃性能。
其次，腰果酚作为一种生物增塑剂，具有良好的环保优势，磷酸酯类增塑剂在燃烧过程中产生的含磷化合物是一种成炭促进剂，可以在材料表面形成致密的炭渣，阻止氧气和热量的传递，具有良好的阻燃效果，且环氧腰果酚-苯基磷酸酯能够与聚丙烯进一步交联，进一步提高材料的力学性能。
最后，对乙烯基苯酚接枝改性聚丙烯作为晶核，具有良好的结晶能力，可以诱导聚丙烯进行β结晶，β晶内部片层排列疏松，呈螺旋形生长，在受到冲击时片晶之间的间距可形成缓冲作用，提高材料的抗冲击强度，且使用改性聚丙烯作为成核剂，能够产生更小的结晶粒子，提高晶粒之间的粘结作用，从而提高材料的韧性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种塑料容器用高分子复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将纳米蒙脱土、去离子水按照质量比0.5：18混匀，得纳米蒙脱土悬浮液，将十六烷基三丁基溴化鏻、去离子水按照质量比2.5：25混匀，加入纳米蒙脱土悬浮液，在65℃下以200r/min搅拌6h，用体积浓度50％的乙醇溶液洗涤6次，在65℃下真空干燥20h，得季鏻盐纳米蒙脱土，将季鏻盐纳米蒙脱土、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、与离子水、乙醇按质量比1.3：1.3：9：9混匀，用1mol/L盐酸调节pH为3，在60℃下以转速50r/min搅拌10h，用乙醇洗涤3次，在105℃干燥4h，得改性季鏻盐纳米蒙脱土；
(2)将腰果酚、氢氧化钠、氯仿按质量比14：1.5：25混匀，在冰浴下以60滴/分钟的速率滴加腰果酚质量0.35倍的二氯化磷酸苯酯，滴加完毕后在冰浴下保温1h，再室温保温1h，在55℃下加热46h，冷却至室温，过滤取滤液用去离子水搅拌分液洗涤3次，加无水硫酸镁干燥10h，过滤取滤液在70℃下加热30分钟，得腰果酚-苯基磷酸酯，将腰果酚-苯基磷酸酯、甲酸按质量比12：1.5混匀，在冰浴下以60滴/分钟的速率滴加腰果酚-苯基磷酸酯质量0.6倍的质量浓度30％的过氧化氢溶液，在室温下保温46h，用乙酸乙酯萃取有机相，将有机相用质量浓度5％的碳酸氢钠溶液搅拌分液洗涤3次，用去离子水搅拌分液洗涤至中性，加无水硫酸镁干燥10h，过滤取滤液在80℃下加热30分钟，得环氧腰果酚-苯基磷酸酯；
(3)将对乙烯基苯酚、过氧化二异丙苯、聚丙烯按质量比0.3：0.7：35混匀加入流变共混仪混合8分钟，设置温度为180℃，转速为60r/min，得改性聚丙烯；
(4)将改性季鏻盐纳米蒙脱土、环氧腰果酚-苯基磷酸酯、改性聚丙烯、聚丙烯按质量比13：8：0.3：90在170℃下混匀，设置双螺杆挤出机一区温度185℃、二区温度215℃、三区温度215℃、四区温度185℃、转速230r/min，经挤出机挤出制得混合料，再经注塑机在温度200℃、注射压力680bar、保压压力330bar、保压时间35s注塑成型，制得塑料容器用高分子复合材料。
实施例2
一种塑料容器用高分子复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将纳米蒙脱土、去离子水按照质量比1：20混匀，得纳米蒙脱土悬浮液，将十六烷基三丁基溴化鏻、去离子水按照质量比3：30混匀，加入纳米蒙脱土悬浮液，在70℃下以250r/min搅拌6.5h，用体积浓度50％的乙醇溶液洗涤9次，在70℃下真空干燥22h，得季鏻盐纳米蒙脱土，将季鏻盐纳米蒙脱土、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、与离子水、乙醇按质量比1.5：1.5：9.5：9.5混匀，用1mol/L盐酸调节pH为3.5，在65℃下以转速55r/min搅拌11h，用乙醇洗涤4次，在107℃干燥5h，得改性季鏻盐纳米蒙脱土；
(2)将腰果酚、氢氧化钠、氯仿按质量比15：2：30混匀，在冰浴下以65滴/分钟的速率滴加腰果酚质量0.37倍的二氯化磷酸苯酯，滴加完毕后在冰浴下保温1.5h，再室温保温1.5h，在60℃下加热48h，冷却至室温，过滤取滤液用去离子水搅拌分液洗涤4次，加无水硫酸镁干燥12h，过滤取滤液在75℃下加热40分钟，得腰果酚-苯基磷酸酯，将腰果酚-苯基磷酸酯、甲酸按质量比13：1.6混匀，在冰浴下以65滴/分钟的速率滴加腰果酚-苯基磷酸酯质量0.7倍的质量浓度30％的过氧化氢溶液，在室温下保温48h，用乙酸乙酯萃取有机相，将有机相用质量浓度5％的碳酸氢钠溶液搅拌分液洗涤4次，用去离子水搅拌分液洗涤至中性，加无水硫酸镁干燥12h，过滤取滤液在85℃下加热40分钟，得环氧腰果酚-苯基磷酸酯；
(3)将对乙烯基苯酚、过氧化二异丙苯、聚丙烯按质量比0.4：0.8：40混匀加入流变共混仪混合10分钟，设置温度为190℃，转速为65r/min，得改性聚丙烯；
(4)将改性季鏻盐纳米蒙脱土、环氧腰果酚-苯基磷酸酯、改性聚丙烯、聚丙烯按质量比15：10：0.4：100在175℃下混匀，设置双螺杆挤出机一区温度190℃、二区温度220℃、三区温度220℃、四区温度190℃、转速240r/min，经挤出机挤出制得混合料，再经注塑机在温度210℃、注射压力700bar、保压压力350bar、保压时间40s注塑成型，制得塑料容器用高分子复合材料。
实施例3
一种塑料容器用高分子复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将纳米蒙脱土、去离子水按照质量比1.5：22混匀，得纳米蒙脱土悬浮液，将十六烷基三丁基溴化鏻、去离子水按照质量比3.5：35混匀，加入纳米蒙脱土悬浮液，在75℃下以300r/min搅拌7h，用体积浓度50％的乙醇溶液洗涤8次，在75℃下真空干燥24h，得季鏻盐纳米蒙脱土，将季鏻盐纳米蒙脱土、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、与离子水、乙醇按质量比1.7：1.7：10：10混匀，用1mol/L盐酸调节pH为4，在70℃下以转速60r/min搅拌12h，用乙醇洗涤5次，在110℃干燥6h，得改性季鏻盐纳米蒙脱土；
(2)将腰果酚、氢氧化钠、氯仿按质量比16：2.5：35混匀，在冰浴下以70滴/分钟的速率滴加腰果酚质量0.4倍的二氯化磷酸苯酯，滴加完毕后在冰浴下保温2h，再室温保温2h，在65℃下加热50h，冷却至室温，过滤取滤液用去离子水搅拌分液洗涤5次，加无水硫酸镁干燥14h，过滤取滤液在80℃下加热50分钟，得腰果酚-苯基磷酸酯，将腰果酚-苯基磷酸酯、甲酸按质量比14：1.7混匀，在冰浴下以70滴/分钟的速率滴加腰果酚-苯基磷酸酯质量0.8倍的质量浓度30％的过氧化氢溶液，在室温下保温50h，用乙酸乙酯萃取有机相，将有机相用质量浓度5％的碳酸氢钠溶液搅拌分液洗涤5次，用去离子水搅拌分液洗涤至中性，加无水硫酸镁干燥14h，过滤取滤液在90℃下加热50分钟，得环氧腰果酚-苯基磷酸酯；
(3)将对乙烯基苯酚、过氧化二异丙苯、聚丙烯按质量比0.5：0.9：45混匀加入流变共混仪混合12分钟，设置温度为200℃，转速为70r/min，得改性聚丙烯；
(4)将改性季鏻盐纳米蒙脱土、环氧腰果酚-苯基磷酸酯、改性聚丙烯、聚丙烯按质量比17：12：0.5：110在180℃下混匀，设置双螺杆挤出机一区温度195℃、二区温度225℃、三区温度225℃、四区温度195℃、转速250r/min，经挤出机挤出制得混合料，再经注塑机在温度220℃、注射压力720bar、保压压力370bar、保压时间45s注塑成型，制得塑料容器用高分子复合材料。
对比例1
一种塑料容器用高分子复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将腰果酚、氢氧化钠、氯仿按质量比15：2：30混匀，在冰浴下以65滴/分钟的速率滴加腰果酚质量0.37倍的二氯化磷酸苯酯，滴加完毕后在冰浴下保温1.5h，再室温保温1.5h，在60℃下加热48h，冷却至室温，过滤取滤液用去离子水搅拌分液洗涤4次，加无水硫酸镁干燥12h，过滤取滤液在75℃下加热40分钟，得腰果酚-苯基磷酸酯，将腰果酚-苯基磷酸酯、甲酸按质量比13：1.6混匀，在冰浴下以65滴/分钟的速率滴加腰果酚-苯基磷酸酯质量0.7倍的质量浓度30％的过氧化氢溶液，在室温下保温48h，用乙酸乙酯萃取有机相，将有机相用质量浓度5％的碳酸氢钠溶液搅拌分液洗涤4次，用去离子水搅拌分液洗涤至中性，加无水硫酸镁干燥12h，过滤取滤液在85℃下加热40分钟，得环氧腰果酚-苯基磷酸酯；
(2)将对乙烯基苯酚、过氧化二异丙苯、聚丙烯按质量比0.4：0.8：40混匀加入流变共混仪混合10分钟，设置温度为190℃，转速为65r/min，得改性聚丙烯；
(3)将纳米蒙脱土、环氧腰果酚-苯基磷酸酯、改性聚丙烯、聚丙烯按质量比15：10：0.4：100在175℃下混匀，设置双螺杆挤出机一区温度190℃、二区温度220℃、三区温度220℃、四区温度190℃、转速240r/min，经挤出机挤出制得混合料，再经注塑机在温度210℃、注射压力700bar、保压压力350bar、保压时间40s注塑成型，制得塑料容器用高分子复合材料。
对比例2
一种塑料容器用高分子复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将纳米蒙脱土、去离子水按照质量比1：20混匀，得纳米蒙脱土悬浮液，将十六烷基三丁基溴化鏻、去离子水按照质量比3：30混匀，加入纳米蒙脱土悬浮液，在70℃下以250r/min搅拌6.5h，用体积浓度50％的乙醇溶液洗涤9次，在70℃下真空干燥22h，得季鏻盐纳米蒙脱土，将季鏻盐纳米蒙脱土、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、与离子水、乙醇按质量比15：15：95：95混匀，用1mol/L盐酸调节pH为3.5，在65℃下以转速55r/min搅拌11h，用乙醇洗涤4次，在107℃干燥5h，得改性季鏻盐纳米蒙脱土；
(2)将对乙烯基苯酚、过氧化二异丙苯、聚丙烯按质量比0.4：0.8：40混匀加入流变共混仪混合10分钟，设置温度为190℃，转速为65r/min，得改性聚丙烯；
(3)将改性季鏻盐纳米蒙脱土、腰果酚、改性聚丙烯、聚丙烯按质量比15：10：0.4：100在175℃下混匀，设置双螺杆挤出机一区温度190℃、二区温度220℃、三区温度220℃、四区温度190℃、转速240r/min，经挤出机挤出制得混合料，再经注塑机在温度210℃、注射压力700bar、保压压力350bar、保压时间40s注塑成型，制得塑料容器用高分子复合材料。
对比例3
一种塑料容器用高分子复合材料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)将纳米蒙脱土、去离子水按照质量比1：20混匀，得纳米蒙脱土悬浮液，将十六烷基三丁基溴化鏻、去离子水按照质量比3：30混匀，加入纳米蒙脱土悬浮液，在70℃下以250r/min搅拌6.5h，用体积浓度50％的乙醇溶液洗涤9次，在70℃下真空干燥22h，得季鏻盐纳米蒙脱土，将季鏻盐纳米蒙脱土、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、与离子水、乙醇按质量比15：15：95：95混匀，用1mol/L盐酸调节pH为3.5，在65℃下以转速55r/min搅拌11h，用乙醇洗涤4次，在107℃干燥5h，得改性季鏻盐纳米蒙脱土；
(2)将腰果酚、氢氧化钠、氯仿按质量比15：2：30混匀，在冰浴下以65滴/分钟的速率滴加腰果酚质量0.37倍的二氯化磷酸苯酯，滴加完毕后在冰浴下保温1.5h，再室温保温1.5h，在60℃下加热48h，冷却至室温，过滤取滤液用去离子水搅拌分液洗涤4次，加无水硫酸镁干燥12h，过滤取滤液在75℃下加热40分钟，得腰果酚-苯基磷酸酯，将腰果酚-苯基磷酸酯、甲酸按质量比13：1.6混匀，在冰浴下以65滴/分钟的速率滴加腰果酚-苯基磷酸酯质量0.7倍的质量浓度30％的过氧化氢溶液，在室温下保温48h，用乙酸乙酯萃取有机相，将有机相用质量浓度5％的碳酸氢钠溶液搅拌分液洗涤4次，用去离子水搅拌分液洗涤至中性，加无水硫酸镁干燥12h，过滤取滤液在85℃下加热40分钟，得环氧腰果酚-苯基磷酸酯；
(3)将改性季鏻盐纳米蒙脱土、环氧腰果酚-苯基磷酸酯、聚丙烯按质量比15：10：100在175℃下混匀，设置双螺杆挤出机一区温度190℃、二区温度220℃、三区温度220℃、四区温度190℃、转速240r/min，经挤出机挤出制得混合料，再经注塑机在温度210℃、注射压力700bar、保压压力350bar、保压时间40s注塑成型，制得塑料容器用高分子复合材料。
测试例1
抗菌性能：将各实施例所得的塑料容器用高分子复合材料与对比例材料粉碎为150微米以下的粉末，取相同质量，按照奎因试验法进行测试材料对金黄色葡萄球菌的抑菌率。结果见表1。
表1
| 抑菌率 | 抑菌率 | ||
| 实施例1 | 99.4％ | 对比例1 | 0.8％ |
| 实施例2 | 99.8％ | 对比例2 | 99.5％ |
| 实施例3 | 99.5％ | 对比例3 | 99.7％ |
从表1中的实施例1、2、3和对比例1实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例1的抑菌率明显提高，说明具有优异抗菌作用的阳离子季鏻盐在接枝到纳米蒙脱土上后提高了材料的抗菌性能。
测试例2
阻燃性能：依照GB/T 2406.2-2009标准制备样品，样品尺寸为100mm×6.5mm×3.2mm，在HC-2型氧指数分析仪(中国江宁)上测试极限氧指数。结果见表2。
表2
| 极限氧指数/％ | 极限氧指数/％ | ||
| 实施例1 | 32.3 | 对比例1 | 23.5 |
| 实施例2 | 32.9 | 对比例2 | 26.4 |
| 实施例3 | 32.7 | 对比例3 | 32.8 |
从表2中的实施例1、2、3和对比例1实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例1的极限氧指数明显提高，说明使用改性季鏻盐纳米蒙脱土对材料进行熔融插层改性时，有机阳离子季鏻盐的存在使材料的层间距扩大，使高分子链可以更好地插入，在高温下，改性季鏻盐纳米蒙脱土提高了材料的黏度，同时改性季鏻盐纳米蒙脱土具有较低的表面能，在熔融状态下纳米蒙脱土的片层更易聚集在材料表面，阻隔了裂解产生的可燃气体的逸出并且隔绝了氧气，提高材料的阻燃性能；从表2中的实施例1、2、3和对比例2实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例2的极限氧指数明显提高，说明环氧腰果酚-苯基磷酸酯含有的含磷化合物可作为成炭促进剂，燃烧时在材料表面形成致密的残渣，阻隔氧气和热量的传递，提高材料的阻燃性能。
测试例3
抗冲击性能：将各实施例所得的塑料容器用高分子复合材料与对比例材料按照GB/T 1843-2008裁取样品并测试抗冲击强度。结果见表3。
表3
| 抗冲击强度(kJ/m2) | 抗冲击强度(kJ/m2) | ||
| 实施例1 | 10.5 | 对比例1 | 9.2 |
| 实施例2 | 10.6 | 对比例2 | 8.8 |
| 实施例3 | 10.2 | 对比例3 | 5.7 |
从表3中的实施例1、2、3和对比例3实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例3的抗冲击强度有明显增强，说明改性聚丙烯作为成核剂可以诱导聚丙烯进行β结晶，β晶内部片层排列疏松，呈螺旋形生长，在受到冲击时片晶之间的间距可形成缓冲作用，从而提高材料的抗冲击强度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种塑料容器用高分子复合材料，其特征在于，按质量份数计，包括以下成分：13～17份改性季鏻盐纳米蒙脱土、8～12份环氧腰果酚-苯基磷酸酯、0.3～0.5份改性聚丙烯、90～110份聚丙烯。
2.根据权利要求1所述的一种塑料容器用高分子复合材料，其特征在于，所述改性季鏻盐纳米蒙脱土是纳米蒙脱土和十六烷基三丁基溴化鏻反应制得季鏻盐纳米蒙脱土，再与γ-氨丙基三乙氧基硅烷反应得到改性γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
3.根据权利要求1所述的一种塑料容器用高分子复合材料，其特征在于，所述环氧腰果酚-苯基磷酸酯是腰果酚、氢氧化钠、氯仿和二氯化磷酸苯酯反应制得腰果酚-苯基磷酸酯，再与甲酸反应制得环氧腰果酚-苯基磷酸酯。
4.根据权利要求1所述的一种塑料容器用高分子复合材料，其特征在于，所述改性聚丙烯是对乙烯基苯酚、过氧化二异丙苯、聚丙烯反应制得。
5.一种塑料容器用高分子复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
(1)将季鏻盐纳米蒙脱土、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、与离子水、乙醇按质量比(1.3～1.7)：(1.3～1.7)：(9～10)：(9～10)混匀，用1mol/L盐酸调节pH为3～4，在60～70℃下以转速50～60r/min搅拌10～12h，用乙醇洗涤3～5次，在105～110℃干燥4～6h，得改性季鏻盐纳米蒙脱土；
(2)将腰果酚、氢氧化钠、氯仿按质量比(14～16)：(1.5～2.5)：(25～35)混匀，在冰浴下以60～70滴/分钟的速率滴加腰果酚质量0.35～0.4倍的二氯化磷酸苯酯，滴加完毕后在冰浴下保温1～2h，再室温保温1～2h，在55～65℃下加热46～50h，冷却至室温，过滤取滤液用去离子水搅拌分液洗涤3～5次，加无水硫酸镁干燥10～14h，过滤取滤液在70～80℃下加热30～50分钟，得腰果酚-苯基磷酸酯，将腰果酚-苯基磷酸酯、甲酸按质量比(12～14)：(1.5～1.7)混匀，在冰浴下以60～70滴/分钟的速率滴加腰果酚-苯基磷酸酯质量0.6～0.8倍的质量浓度30％的过氧化氢溶液，在室温下保温46～50h，用乙酸乙酯萃取有机相，将有机相用质量浓度5％的碳酸氢钠溶液搅拌分液洗涤3～5次，用去离子水搅拌分液洗涤至中性，加无水硫酸镁干燥10～14h，过滤取滤液在80～90℃下加热30～50分钟，得环氧腰果酚-苯基磷酸酯；
(3)将对乙烯基苯酚、过氧化二异丙苯、聚丙烯按质量比(0.3～0.5)：(0.7～0.9)：(35～45)混匀加入流变共混仪混合8～12分钟，设置温度为180～200℃，转速为60～70r/min，得改性聚丙烯；
(4)将改性季鏻盐纳米蒙脱土、环氧腰果酚-苯基磷酸酯、改性聚丙烯、聚丙烯按质量比(13～17)：(8～12)：(0.3～0.5)：(90～110)在170～180℃下混匀，设置双螺杆挤出机一区温度185～195℃、二区温度215～225℃、三区温度215～225℃、四区温度185～195℃、转速230～250r/min，经挤出机挤出制得混合料，再经注塑机在温度200～220℃、注射压力680～720bar、保压压力330～370bar、保压时间35～45s注塑成型，制得高分子复合材料。
6.根据权利要求5所述的一种塑料容器用高分子复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述季鏻盐纳米蒙脱土的制备方法为：将纳米蒙脱土、去离子水按照质量比(0.5～1.5)：(18～22)混匀，得纳米蒙脱土悬浮液，将十六烷基三丁基溴化鏻、去离子水按照质量比(2.5～3.5)：(25～35)混匀，加入纳米蒙脱土悬浮液，在65～75℃下以200～300r/min搅拌6～7h，用体积浓度50％的乙醇溶液洗涤6～8次，在65～75℃下真空干燥20～24h。
7.根据权利要求5所述的一种塑料容器用高分子复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述腰果酚为含量89％的腰果酚。
8.根据权利要求5所述的一种塑料容器用高分子复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述聚丙烯为F401型聚丙烯。
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