本发明涉及塑料材料技术领域，具体涉及一种阻燃型塑料薄膜的制备方法及其应用。
背景技术
随着经济的发展，塑料在工业和生活中得到了广泛的应用。塑料薄膜在包装领域的应用最为广泛。塑料薄膜可用于食品包装、电器产品包装、日用品包装、服装包装等等。常用的塑料薄膜有聚乙烯(pe)、聚氯乙烯(pvc)、聚苯乙烯(ps)、聚酯薄膜(pet)、聚丙烯(pp)、尼龙等。例如：聚乙烯薄膜是一种无色，无味、无臭、半透明的无毒性的绝缘材料，大量用作包装袋；食品袋，还可制作各种容器。聚氯乙烯薄膜的耐光性、耐老化性比较好且具有比较好的耐撕裂性能，能透气，是一种洁净、无色、透明的薄膜；聚苯乙烯薄膜是柔软而坚韧的薄膜，干净，无色而透明，不含增塑剂时，膜层永远柔软，耐冷冻，存放不老化，印刷时采用氧化聚合的合成连结料油墨，可使印迹牢度较好。聚酯薄膜是无色、透明、耐湿、不透气、柔软、强度大、耐酸碱油酯和溶剂、对高低温均不怕的材料，经电火花处理后，对油墨有比较好的表面牢度；聚丙烯薄膜有良好的光泽和很好的透明度，耐热酸碱、耐溶剂、耐摩擦、耐撕裂、能透气，低于160℃时不能热封。但是，上述塑料薄膜虽然具有各自的使用优点，但普遍在阻燃性方面存在欠缺。目前对于上述塑料薄膜阻燃性改造的方法以外添加阻燃剂为主。采用外添加阻燃剂方式对材料进行阻燃处理，其阻燃效率高，技术成熟，价格便宜，但添加的阻燃剂一般卤素含量较高，燃烧时，塑料受热释放出含卤烟气，具有毒性，会危害人体的健康，甚至造成人员死亡；阻燃剂添加量大，对材料本身的后期加工影响较大，且阻燃剂易析出不能长久保持阻燃性，缩短了使用寿命。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提供一种阻燃型塑料薄膜的制备方法及其应用，该方法是将云母粉、氧化铝、碳酸钙研磨后加入双丙酮丙烯酰胺、硬脂酸甘露醇酯在高温下搅拌得混合料a；将pc树脂、线性低密度聚乙烯树脂超声分散后加入二亚苄基山梨醇、邻苯二甲酸二已酯再次超声处理得混合料b；再将混合料a和b在反应釜中加热搅拌，调ph后加入四羟甲基硫酸磷、二氨基二苯砜继续加热搅拌；随后将得到的酸热改性混合料与增塑剂、抗老化剂进行混炼，再经双螺杆挤出机的圆形口模头挤出吹塑、牵引冷却，得到塑料薄膜。制备而成的塑料薄膜，在没有添加含卤素阻燃剂的情况下仍然具有较好的阻燃效果，作为易燃物包装材料具有良好的应用前景。
技术方案：为了解决上述问题，本发明公开了一种阻燃型塑料薄膜的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将云母粉8～10份、氧化铝4～5份、碳酸钙2～4份分别进行研磨，待研磨完成后合并研磨料，再加入双丙酮丙烯酰胺18～22份、硬脂酸甘露醇酯15～20份，共同加入混合机中，在95～105℃下搅拌15～20分钟，待自然冷却后得到混合料a；
(2)将pc树脂50～60份、线性低密度聚乙烯树脂35～45份加入超声分散机中进行超声分散，超声波功率为250～300w，超声分散时间为20～30分钟，超声分散温度为90～110℃，随后再加入二亚苄基山梨醇16～20份、邻苯二甲酸二已酯12～14份，调整超声波功率为350～380w，超声分散时间为50～60分钟，超声分散温度为120～130℃，待自然冷却后得到混合料b；
(3)将混合料a和混合料b加入反应釜中，于85～95℃搅拌60～80分钟，再用0.1mol/l的盐酸溶液将混合料的ph调节至4.5～5.5，随后加入四羟甲基硫酸磷5～9份、二氨基二苯砜3～5份于同样温度下搅拌反应220～280分钟，得酸热改性混合料；
(4)将酸热改性混合料加入密炼机中，将密炼机内部反应室的温度调整为150～155℃，保温20～30分钟后加入增塑剂1～3份、抗老化剂1～3份，在150～250转/分钟的搅拌速率下混炼40～50分钟，得到终混料；
(5)将终混料加入长径比为32～38的双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机的圆形口模头挤出吹塑、牵引冷却，得到塑料薄膜。
进一步的，所述步骤(1)中的研磨是在螺杆式研磨机中进行，待研磨物料在研磨罐中的填充率为60～80％；研磨机变频器频率为30～40hz，研磨时间为4～6小时。
进一步的，所述步骤(4)中的增塑剂选自邻苯二甲酸二甲酯、磷酸三甲酚酯、环氧乙酰亚麻油酸甲酯中的任意一种。
进一步的，所述步骤(4)中的抗老化剂选自苯二胺、2-巯基苯并咪唑、硫代二丙酸十八酯中的任意一种。
进一步的，所述步骤(5)中双螺杆挤出机的加工温度为：一区温度170℃，二区温度为195℃，三区温度为205℃，四区温度为220℃，主机转速为400～450转/分种。
与此同时，本发明还公开了上述制备方法制得的阻燃型塑料薄膜作为易燃物包装材料的应用。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
(1)本发明的阻燃型塑料薄膜的制备方法是将云母粉、氧化铝、碳酸钙研磨后加入双丙酮丙烯酰胺、硬脂酸甘露醇酯在高温下搅拌得混合料a；将pc树脂、线性低密度聚乙烯树脂超声分散后加入二亚苄基山梨醇、邻苯二甲酸二已酯再次超声处理得混合料b；再将混合料a和b在反应釜中加热搅拌，调ph后加入四羟甲基硫酸磷、二氨基二苯砜继续加热搅拌；随后将得到的酸热改性混合料与增塑剂、抗老化剂进行混炼，再经双螺杆挤出机的圆形口模头挤出吹塑、牵引冷却，得到塑料薄膜。制备而成的塑料薄膜，在没有添加含卤素阻燃剂的情况下仍然具有较好的阻燃效果，作为易燃物包装材料具有良好的应用前景。
(2)本发明采用了硬脂酸甘露醇酯、二亚苄基山梨醇、四羟甲基硫酸磷等原料参与制备阻燃型塑料薄膜，对塑料薄膜进行了有效的性能提升，虽然这些材料并非首次应用于塑料薄膜中，但按照一定配比量组合后，辅以相应的处理方式，给最后制备得到的塑料薄膜带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
具体实施方式
实施例1
(1)将云母粉8份、氧化铝4份、碳酸钙2份分别进行研磨，研磨是在螺杆式研磨机中进行，待研磨物料在研磨罐中的填充率为60％；研磨机变频器频率为30hz，研磨时间为4小时，待研磨完成后合并研磨料，再加入双丙酮丙烯酰胺18份、硬脂酸甘露醇酯15份，共同加入混合机中，在95℃下搅拌15分钟，待自然冷却后得到混合料a；
(2)将pc树脂50份、线性低密度聚乙烯树脂35份加入超声分散机中进行超声分散，超声波功率为250w，超声分散时间为20分钟，超声分散温度为90℃，随后再加入二亚苄基山梨醇16份、邻苯二甲酸二已酯12份，调整超声波功率为350w，超声分散时间为50分钟，超声分散温度为120℃，待自然冷却后得到混合料b；
(3)将混合料a和混合料b加入反应釜中，于85℃搅拌60分钟，再用0.1mol/l的盐酸溶液将混合料的ph调节至4.5，随后加入四羟甲基硫酸磷5份、二氨基二苯砜3份于同样温度下搅拌反应220分钟，得酸热改性混合料；
(4)将酸热改性混合料加入密炼机中，将密炼机内部反应室的温度调整为150℃，保温20分钟后加入邻苯二甲酸二甲酯1份、苯二胺1份，在150转/分钟的搅拌速率下混炼40分钟，得到终混料；
(5)将终混料加入长径比为32的双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机的圆形口模头挤出吹塑、牵引冷却，得到塑料薄膜，双螺杆挤出机的加工温度为：一区温度170℃，二区温度为195℃，三区温度为205℃，四区温度为220℃，主机转速为400转/分种。
实施例2
(1)将云母粉9份、氧化铝4.5份、碳酸钙3份分别进行研磨，研磨是在螺杆式研磨机中进行，待研磨物料在研磨罐中的填充率为70％；研磨机变频器频率为35hz，研磨时间为5小时，待研磨完成后合并研磨料，再加入双丙酮丙烯酰胺20份、硬脂酸甘露醇酯17.5份，共同加入混合机中，在100℃下搅拌17.5分钟，待自然冷却后得到混合料a；
(2)将pc树脂55份、线性低密度聚乙烯树脂40份加入超声分散机中进行超声分散，超声波功率为275w，超声分散时间为25分钟，超声分散温度为100℃，随后再加入二亚苄基山梨醇18份、邻苯二甲酸二已酯13份，调整超声波功率为365w，超声分散时间为55分钟，超声分散温度为125℃，待自然冷却后得到混合料b；
(3)将混合料a和混合料b加入反应釜中，于90℃搅拌70分钟，再用0.1mol/l的盐酸溶液将混合料的ph调节至5，随后加入四羟甲基硫酸磷7份、二氨基二苯砜4份于同样温度下搅拌反应250分钟，得酸热改性混合料；
(4)将酸热改性混合料加入密炼机中，将密炼机内部反应室的温度调整为152.5℃，保温25分钟后加入磷酸三甲酚酯2份、2-巯基苯并咪唑2份，在200转/分钟的搅拌速率下混炼45分钟，得到终混料；
(5)将终混料加入长径比为35的双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机的圆形口模头挤出吹塑、牵引冷却，得到塑料薄膜，双螺杆挤出机的加工温度为：一区温度170℃，二区温度为195℃，三区温度为205℃，四区温度为220℃，主机转速为425转/分种。
实施例3
(1)将云母粉10份、氧化铝5份、碳酸钙4份分别进行研磨，研磨是在螺杆式研磨机中进行，待研磨物料在研磨罐中的填充率为80％；研磨机变频器频率为40hz，研磨时间为6小时，待研磨完成后合并研磨料，再加入双丙酮丙烯酰胺22份、硬脂酸甘露醇酯20份，共同加入混合机中，在105℃下搅拌20分钟，待自然冷却后得到混合料a；
(2)将pc树脂60份、线性低密度聚乙烯树脂45份加入超声分散机中进行超声分散，超声波功率为300w，超声分散时间为30分钟，超声分散温度为110℃，随后再加入二亚苄基山梨醇20份、邻苯二甲酸二已酯14份，调整超声波功率为380w，超声分散时间为60分钟，超声分散温度为130℃，待自然冷却后得到混合料b；
(3)将混合料a和混合料b加入反应釜中，于95℃搅拌80分钟，再用0.1mol/l的盐酸溶液将混合料的ph调节至5.5，随后加入四羟甲基硫酸磷9份、二氨基二苯砜5份于同样温度下搅拌反应280分钟，得酸热改性混合料；
(4)将酸热改性混合料加入密炼机中，将密炼机内部反应室的温度调整为155℃，保温30分钟后加入环氧乙酰亚麻油酸甲酯3份、硫代二丙酸十八酯3份，在250转/分钟的搅拌速率下混炼50分钟，得到终混料；
(5)将终混料加入长径比为38的双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机的圆形口模头挤出吹塑、牵引冷却，得到塑料薄膜，双螺杆挤出机的加工温度为：一区温度170℃，二区温度为195℃，三区温度为205℃，四区温度为220℃，主机转速为450转/分种。
对比例1
(1)将云母粉9份、氧化铝4.5份、碳酸钙3份分别进行研磨，研磨是在螺杆式研磨机中进行，待研磨物料在研磨罐中的填充率为70％；研磨机变频器频率为35hz，研磨时间为5小时，待研磨完成后合并研磨料，再加入双丙酮丙烯酰胺20份，共同加入混合机中，在100℃下搅拌17.5分钟，待自然冷却后得到混合料a；
(2)将pc树脂55份、线性低密度聚乙烯树脂40份加入超声分散机中进行超声分散，超声波功率为275w，超声分散时间为25分钟，超声分散温度为100℃，随后再加入二亚苄基山梨醇18份、邻苯二甲酸二已酯13份，调整超声波功率为365w，超声分散时间为55分钟，超声分散温度为125℃，待自然冷却后得到混合料b；
(3)将混合料a和混合料b加入反应釜中，于90℃搅拌70分钟，再用0.1mol/l的盐酸溶液将混合料的ph调节至5，随后加入四羟甲基硫酸磷7份、二氨基二苯砜4份于同样温度下搅拌反应250分钟，得酸热改性混合料；
(4)将酸热改性混合料加入密炼机中，将密炼机内部反应室的温度调整为152.5℃，保温25分钟后加入磷酸三甲酚酯2份、2-巯基苯并咪唑2份，在200转/分钟的搅拌速率下混炼45分钟，得到终混料；
(5)将终混料加入长径比为35的双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机的圆形口模头挤出吹塑、牵引冷却，得到塑料薄膜，双螺杆挤出机的加工温度为：一区温度170℃，二区温度为195℃，三区温度为205℃，四区温度为220℃，主机转速为425转/分种。
对比例2
(1)将云母粉9份、氧化铝4.5份、碳酸钙3份分别进行研磨，研磨是在螺杆式研磨机中进行，待研磨物料在研磨罐中的填充率为70％；研磨机变频器频率为35hz，研磨时间为5小时，待研磨完成后合并研磨料，再加入双丙酮丙烯酰胺20份、硬脂酸甘露醇酯17.5份，共同加入混合机中，在100℃下搅拌17.5分钟，待自然冷却后得到混合料a；
(2)将pc树脂55份、线性低密度聚乙烯树脂40份加入超声分散机中进行超声分散，超声波功率为275w，超声分散时间为25分钟，超声分散温度为100℃，随后再加入邻苯二甲酸二已酯13份，调整超声波功率为365w，超声分散时间为55分钟，超声分散温度为125℃，待自然冷却后得到混合料b；
(3)将混合料a和混合料b加入反应釜中，于90℃搅拌70分钟，再用0.1mol/l的盐酸溶液将混合料的ph调节至5，随后加入四羟甲基硫酸磷7份、二氨基二苯砜4份于同样温度下搅拌反应250分钟，得酸热改性混合料；
(4)将酸热改性混合料加入密炼机中，将密炼机内部反应室的温度调整为152.5℃，保温25分钟后加入磷酸三甲酚酯2份、2-巯基苯并咪唑2份，在200转/分钟的搅拌速率下混炼45分钟，得到终混料；
(5)将终混料加入长径比为35的双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机的圆形口模头挤出吹塑、牵引冷却，得到塑料薄膜，双螺杆挤出机的加工温度为：一区温度170℃，二区温度为195℃，三区温度为205℃，四区温度为220℃，主机转速为425转/分种。
对比例3
(1)将云母粉9份、氧化铝4.5份、碳酸钙3份分别进行研磨，研磨是在螺杆式研磨机中进行，待研磨物料在研磨罐中的填充率为70％；研磨机变频器频率为35hz，研磨时间为5小时，待研磨完成后合并研磨料，再加入双丙酮丙烯酰胺20份、硬脂酸甘露醇酯17.5份，共同加入混合机中，在100℃下搅拌17.5分钟，待自然冷却后得到混合料a；
(2)将pc树脂55份、线性低密度聚乙烯树脂40份加入超声分散机中进行超声分散，超声波功率为275w，超声分散时间为25分钟，超声分散温度为100℃，随后再加入二亚苄基山梨醇18份、邻苯二甲酸二已酯13份，调整超声波功率为365w，超声分散时间为55分钟，超声分散温度为125℃，待自然冷却后得到混合料b；
(3)将混合料a和混合料b加入反应釜中，于90℃搅拌70分钟，再用0.1mol/l的盐酸溶液将混合料的ph调节至5，随后加入二氨基二苯砜4份于同样温度下搅拌反应250分钟，得酸热改性混合料；
(4)将酸热改性混合料加入密炼机中，将密炼机内部反应室的温度调整为152.5℃，保温25分钟后加入磷酸三甲酚酯2份、2-巯基苯并咪唑2份，在200转/分钟的搅拌速率下混炼45分钟，得到终混料；
(5)将终混料加入长径比为35的双螺杆挤出机中，通过双螺杆挤出机的圆形口模头挤出吹塑、牵引冷却，得到塑料薄膜，双螺杆挤出机的加工温度为：一区温度170℃，二区温度为195℃，三区温度为205℃，四区温度为220℃，主机转速为425转/分种。
将实施例1-3和对比例1-3的制得的塑料薄膜分别按照gb/t2408-2008的测试方法进行燃烧性能测定，测试结果如表1所示。
表1
本发明的阻燃型塑料薄膜的制备方法是将云母粉、氧化铝、碳酸钙研磨后加入双丙酮丙烯酰胺、硬脂酸甘露醇酯在高温下搅拌得混合料a；将pc树脂、线性低密度聚乙烯树脂超声分散后加入二亚苄基山梨醇、邻苯二甲酸二已酯再次超声处理得混合料b；再将混合料a和b在反应釜中加热搅拌，调ph后加入四羟甲基硫酸磷、二氨基二苯砜继续加热搅拌；随后将得到的酸热改性混合料与增塑剂、抗老化剂进行混炼，再经双螺杆挤出机的圆形口模头挤出吹塑、牵引冷却，得到塑料薄膜。制备而成的塑料薄膜，在没有添加含卤素阻燃剂的情况下仍然具有较好的阻燃效果，作为易燃物包装材料具有良好的应用前景。并且，本发明采用了硬脂酸甘露醇酯、二亚苄基山梨醇、四羟甲基硫酸磷等原料参与制备阻燃型塑料薄膜，对塑料薄膜进行了有效的性能提升，虽然这些材料并非首次应用于塑料薄膜中，但按照一定配比量组合后，辅以相应的处理方式，给最后制备得到的塑料薄膜带来了使用性能上的大幅度提高，这在以往的研究中是不曾报道过的，对于实现本发明的技术效果起到了决定性的作用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。