本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种纳米氢氧化铝接枝物的制备方法及其应用。
背景技术：
纳米氢氧化铝已经广泛地被应用于聚烯烃阻燃材料中。但是合成的阻燃聚烯烃材料往往物理性能不好，耐磨性能差，纳米氢氧化铝经常也会出现团聚的现象。
鉴于此原因，把聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)接枝到纳米氢氧化铝，再用它改性聚烯烃，它比用纳米氢氧化铝直接改性聚烯烃的物理性能、阻燃性、耐磨性要好，相关文献并未见于报道。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种纳米氢氧化铝接枝物的制备方法及其应用，以解决纳米氢氧化铝作为阻燃剂在聚烯烃中的物理性能不佳的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种纳米氢氧化铝接枝物的制备方法，包括以下步骤：
1)称取甲基丙烯酸甲酯、纳米氢氧化铝、过硫酸钠、三氯化铁及十二烷基苯磺酸钠；
2)将所述过硫酸钠、所述十二烷基苯磺酸钠、所述甲基丙烯酸甲酯、所述纳米氢氧化铝混合，在160-180℃的油浴反应6-12h，然后再加入三氯化铁破乳6-10h，过滤洗涤既得纳米氢氧化铝接枝物。
所述纳米氢氧化铝的直径为60-100nm。
所述甲基丙烯酸甲酯、所述纳米氢氧化铝、所述过硫酸钠、所述三氯化铁及所述十二烷基苯磺酸钠的质量比为20-30：40-50：0.2-0.4：1-3：0.1-0.3。
一种纳米氢氧化铝接枝物的应用，上述任一项所述的纳米氢氧化铝接枝物作为阻燃剂用于聚烯烃中。
所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺6及聚苯乙烯中的一种或多种的组合。
本发明的有益效果是：
本技术方案通过在纳米氢氧化铝上接枝了PMMA，在纳米氢氧化铝表面形成包覆层，降低纳米氢氧化铝粒子的表面能，有利于纳米氢氧化铝在聚烯烃基体中的分散，防止它的团聚，提高聚烯烃复合材料的阻燃性和材料物理性能。
PMMA接枝纳米氢氧化铝有利于提高纳米氢氧化铝和聚烯烃基体的界面粘结，它会形成模量梯度的界面过渡层，更有利于应力的传递，这有利于提高材料的物理性能。
PMMA本身硬度较高，它的存在提高了聚烯烃复合材料的耐摩擦性能。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本申请提供一种纳米氢氧化铝接枝物的制备方法，包括以下步骤：
1)称取甲基丙烯酸甲酯(MMA)、纳米氢氧化铝、过硫酸钠、三氯化铁及十二烷基苯磺酸钠；
2)将所述过硫酸钠、所述十二烷基苯磺酸钠、所述甲基丙烯酸甲酯、所述纳米氢氧化铝混合投入到三口烧瓶中，在160-180℃的油浴反应6-12h，然后再加入三氯化铁破乳6-10h，过滤洗涤既得纳米氢氧化铝接枝物。
所述纳米氢氧化铝的直径为60-100nm。
所述甲基丙烯酸甲酯、所述纳米氢氧化铝、所述过硫酸钠、所述三氯化铁及所述十二烷基苯磺酸钠的质量比为20-30：40-50：0.2-0.4：1-3：0.1-0.3。
一种纳米氢氧化铝接枝物的应用，上述任一项所述的纳米氢氧化铝接枝物作为阻燃剂用于聚烯烃中。
所述聚烯烃为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰胺6(PA6)及聚苯乙烯(PS)中的一种或多种的组合。
本发明的实施例中所用的原料如下：
PBT(型号2002U)，日本宝理；PP(型号Z30S),茂名石化；PE(型号5070)，盘锦乙烯；PA6(型号CM1017)，日本东丽；PS(型号350)，台湾国乔；MMA,国药集团上海化学试剂有限公司；十二烷基苯磺酸钠，济南凯信化工；过硫酸钠,济南丰乐化工；三氯化铁，湖北盛世环保科技。
本发明所用的测试仪器如下：
ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。
实施例1
1)称取2kg甲基丙烯酸甲酯(MMA)、4kg纳米氢氧化铝、20g过硫酸钠、100g三氯化铁、10g十二烷基苯磺酸钠。
2)将过硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、MMA、纳米氢氧化铝投入至三口烧瓶中，在160℃的油浴反应6h，然后再加入三氯化铁破乳6h，过滤洗涤既得产物P1。
应用例1
取20份P1加入到80份聚丙烯(PP)中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到PP复合材料X1。
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为170℃，第二温度区的温度为200℃，第三温度区的温度为200℃，第四温度区的温度为200℃，第五温度区的温度为200℃，第六温度区的温度为200℃，双螺杆挤出机的机头温度为200℃，螺杆转速为220r/min。
对比例1
取20份纳米氢氧化铝加入到80份聚丙烯(PP)中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到纳米氢氧化铝/PP复合材料D1。
将上述应用例1及对比例1制备的PP复合材料用注塑机制成样条,其产品性能数据如下表所示:
由上表可以看出：
X1的物理性能、耐磨性能、阻燃性能要比D1的要好，这说明加入本发明合成的改性纳米氢氧化铝改性PP比单纯加入纳米氢氧化铝的综合性能要好。
实施例2
1)称取3kg甲基丙烯酸甲酯(MMA)、5kg纳米氢氧化铝、40g过硫酸钠、300g三氯化铁、30g十二烷基苯磺酸钠。
2)将过硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、MMA、纳米氢氧化铝投入至三口烧瓶中，在180℃的油浴反应12h，然后再加入三氯化铁破乳10h，过滤洗涤既得产物P2。
应用例2
取20份P2加入到80份聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到PBT复合材料X2。
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为200℃，第二温度区的温度为230℃，第三温度区的温度为230℃，第四温度区的温度为230℃，第五温度区的温度为230℃，第六温度区的温度为230℃，双螺杆挤出机的机头温度为230℃，螺杆转速为280r/min。
对比例2
取20份纳米氢氧化铝加入到80份PBT中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到纳米氢氧化铝/PBT复合材料D2。
将上述应用例2及对比例2制备的PBT复合材料用注塑机制成样条,其产品性能数据如下表所示:
由上表可以看出：
X2的物理性能、耐磨性能、阻燃性能要比D2的要好，这说明加入本发明合成的改性纳米氢氧化铝改性PBT比单纯加入纳米氢氧化铝的综合性能要好。
实施例3
1)称取2.5kg甲基丙烯酸甲酯(MMA)、4.5kg纳米氢氧化铝、30g过硫酸钠、200g三氯化铁、20g十二烷基苯磺酸钠。
2)将过硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、MMA、纳米氢氧化铝投入至三口烧瓶中，在170℃的油浴反应9h，然后再加入三氯化铁破乳8h，过滤洗涤既得产物P3。
应用例3
取20份P3加入到80份聚乙烯(PE)中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到PE复合材料X3。
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为120℃，第二温度区的温度为170℃，第三温度区的温度为170℃，第四温度区的温度为170℃，第五温度区的温度为170℃，第六温度区的温度为170℃，双螺杆挤出机的机头温度为170℃，螺杆转速为260r/min。
对比例3
取20份纳米氢氧化铝加入到80份PE中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到纳米氢氧化铝/PE复合材料D3。
将上述应用例3及对比例3制备的PE复合材料用注塑机制成样条,其产品性能数据如下表所示:
由上表可以看出：
X3的物理性能、耐磨性能、阻燃性能要比D3的要好，这说明加入本发明合成的改性纳米氢氧化铝改性PE比单纯加入纳米氢氧化铝的综合性能要好。
实施例4
1)称取2kg甲基丙烯酸甲酯(MMA)、4.2kg纳米氢氧化铝、30g过硫酸钠、350g三氯化铁、20g十二烷基苯磺酸钠。
2)将过硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、MMA、纳米氢氧化铝投入至三口烧瓶中，在160℃的油浴反应8h，然后再加入三氯化铁破乳7h，过滤洗涤既得产物P4。
应用例4
取20份P3加入到80份聚酰胺6(PA6)中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到PA6复合材料X4。
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为230℃，第二温度区的温度为240℃，第三温度区的温度为240℃，第四温度区的温度为240℃，第五温度区的温度为240℃，第六温度区的温度为240℃，双螺杆挤出机的机头温度为240℃，螺杆转速为320r/min。
对比例4
取20份纳米氢氧化铝加入到80份PA6中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到纳米氢氧化铝/PA6复合材料D4。
将上述应用例4及对比例4制备的PA6复合材料用注塑机制成样条,其产品性能数据如下表所示:
由上表可以看出：
X4的物理性能、耐磨性能、阻燃性能要比D4的要好，这说明加入本发明合成的改性纳米氢氧化铝改性PA6比单纯加入纳米氢氧化铝的综合性能要好。
实施例5
1)称取2.2kg甲基丙烯酸甲酯(MMA)、4.5kg纳米氢氧化铝、35g过硫酸钠、280g三氯化铁、30g十二烷基苯磺酸钠。
2)将过硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、MMA、纳米氢氧化铝投入至三口烧瓶中，在165℃的油浴反应9h，然后再加入三氯化铁破乳8h，过滤洗涤既得产物P5。
应用例5
取20份P5加入到80份苯乙烯(PS)中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到PS复合材料X5。
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为160℃，第二温度区的温度为200℃，第三温度区的温度为200℃，第四温度区的温度为200℃，第五温度区的温度为200℃，第六温度区的温度为200℃，双螺杆挤出机的机头温度为200℃，螺杆转速为280r/min。
对比例5
取20份纳米氢氧化铝加入到80份PS中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到纳米氢氧化铝/PS复合材料D5。
将上述应用例5及对比例5制备的PS复合材料用注塑机制成样条,其产品性能数据如下表所示:
由上表可以看出：
X5的物理性能、耐磨性能、阻燃性能要比D5的要好，这说明加入本发明合成的改性纳米氢氧化铝改性PS比单纯加入纳米氢氧化铝的综合性能要好。
本篇专利描述了一种纳米氢氧化铝接枝物的制备方法，且制得的聚烯烃材料在物理性能方面也有一定程度的提高，这大大扩展了聚烯烃复合材料的应用领域，具有非常重要的意义。
以上仅是本发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。