本发明属于塑料薄膜加工领域，具体地，涉及一种阻燃型塑料薄膜及其制备方法。
背景技术：
塑料薄膜是最主要的软包装材料之一，塑料薄膜的种类繁多，特性各异，根据薄膜的不同特性，其用处也不同。聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚偏二氯乙烯薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜、聚乙烯醇薄膜、尼龙薄膜等是比较常见的塑料薄膜。现有的很多塑料薄膜阻燃性能不好，着火时很容易燃烧，不具有安全性。
中国专利cn201510216597.8公开了一种阻燃塑料，该塑料由下述重量份数的物质制成：塑料40-50份、填料15-25份，氰尿酸三聚氰胺10-20份，三氧化钼5-10份、聚磷酸铵5-10份、聚对苯二甲酸丁二醇酯10-20份、复合阻燃剂15-30份，氧化铁10-20份、助剂5-10份。但是该专利塑料制作成本高，密度大，使用起来很笨重，不适合大量推广作为普通多用途阻燃薄膜使用，其阻燃剂成分存在易于团聚以及与高分子基体相容性差的缺陷，难以在塑料薄膜中分散均匀，使得塑料薄膜的阻燃性能仍然达不到使用要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种阻燃型塑料薄膜及其制备方法，通过在薄膜原料中加入阻燃活性物和填料，不仅能够增强塑料薄膜的力学性能，二者阻燃活性物和填料还具有协同作用，进一步增强塑料薄膜的阻燃效果，得到的塑料薄膜在具有较高的力学性能的基础上，具备良好的阻燃性能，能够有效提高塑料薄膜的使用安全性，提高塑料薄膜的应用范围。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种阻燃型塑料薄膜，由如下重量份的原料制成：聚氨酯树脂50-60份、聚丁二酸丁二醇酯19-25份、阻燃活性物2-3份、填料4-6份、硅烷偶联剂1.5-2份、抗氧剂0.8-1份、润滑剂1-2份；
该塑料薄膜由如下步骤制成：
第一步、将聚氨酯树脂和聚丁二酸丁二醇酯放入50-60℃的真空干燥箱内干燥12-14h，得到预处理基质；
第二步、将预处理基质与阻燃活性物、填料、硅烷偶联剂、润滑剂、抗氧剂一同投入到高速混合机中，8000r/min下搅拌混合22-25min，制得共混料；
第三步、将共混料加入双螺杆挤出机料筒中，之后经过熔融挤出、水冷、切粒、干燥得到塑料颗粒，其中，挤出温度为165-175℃，将塑料颗粒经过单螺杆挤出机挤出吹膜，制得该塑料薄膜。
进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂300或抗氧剂1076。
进一步地，所述填料为sic晶须、埃络石纳米管、硅灰石粉和玻璃纤维的复合物，sic晶须、埃络石纳米管、硅灰石粉和玻璃纤维的质量比为10:4-5:3-4:5-6。
进一步地，所述润滑剂为聚乙烯蜡或硅油。
进一步地，所述阻燃活性物由如下方法制备：
a1、将聚丁二烯溶于甲苯中，搅拌条件下加热至88-90℃，在该温度下恒温搅拌15-20min，冷却，待温度降至38-40℃时，加入醋酸，待温度降至室温后，再加入过氧化氢水溶液，在室温下以200r/min搅拌反应8-9h，得到混合液；
a2、将步骤a1得到的混合液倒入分液漏斗中，加入蒸馏水进行分液，持续分液4-5次，再于反应液中加入无水乙醇，使产物析出，将析出的产物充分干燥后得到中间物；
a3、将中间物加入二甲苯中，加热搅拌使其溶解，再加入羟甲基苯基次膦酸，边搅拌边升温至116-120℃，于116-120℃恒温条件下持续搅拌反应9-10h，经旋蒸后，产物于70℃真空干燥箱中干燥至恒重，得到阻燃活性物。
进一步地，步骤a1中过氧化氢水溶液的质量分数为40％；聚丁二烯、甲苯、醋酸和过氧化氢水溶液的用量之比为1g:8-10ml:4-5ml:6-8ml。
进一步地，步骤a3中中间物、二甲苯、羟甲基苯基次膦酸的用量之比为1g:35-45ml:0.5-0.7g。
一种阻燃型塑料薄膜的制备方法，包括如下步骤：
第一步、将聚氨酯树脂和聚丁二酸丁二醇酯放入50-60℃的真空干燥箱内干燥12-14h，得到预处理基质；
第二步、将预处理基质与阻燃活性物、填料、硅烷偶联剂、润滑剂、抗氧剂一同投入到高速混合机中，8000r/min下搅拌混合22-25min，制得共混料；
第三步、将共混料加入双螺杆挤出机料筒中，之后经过熔融挤出、水冷、切粒、干燥得到塑料颗粒，其中，挤出温度为165-175℃，将塑料颗粒经过单螺杆挤出机挤出吹膜，制得该塑料薄膜。
本发明的有益效果：
本发明在薄膜中加入了自制的阻燃活性物，阻燃活性物在制备过程中，聚丁二烯分子链上的碳碳双键在双氧水的氧化下生成环氧基，环氧基与羟甲基苯基次膦酸分子上与c相连的-oh发生开环反应，使羟甲基苯基次膦酸分子接枝于聚丁二烯分子的侧链上，形成高分子型的阻燃活性物；高分子型的阻燃活性物与聚合物基体具有良好的相容性，从而均匀分布于聚合物基体中，更好的发挥阻燃效果；
本发明在薄膜中加入了填料，该填料为sic晶须、埃络石纳米管、硅灰石粉和玻璃纤维的复合物，sic晶须、埃络石纳米管、硅灰石粉和玻璃纤维的质量比为10:4-5:3-4:5-6；填料的埃络石纳米管和硅灰石粉中含有si-o键与al-o键，当填料与阻燃活性物复配使用时，硅-磷协同作用能够进一步促进聚合物基体成碳，在燃烧过程中填料与阻燃活性物反应生成硅铝磷酸盐，硅铝磷酸盐可以促进磷酸的形成并增强氧化脱水交联碳化的过程，从而会使残碳表面更致密，更加致密的炭层不仅能够起到隔热效果，而且可减少可燃性气体的生成量；填料中含有的sic晶须和玻璃纤维，能够填充于薄膜的孔隙中，提高薄膜的力学性能，此外，经过硅烷偶联剂的作用，能够促进填料在塑料薄膜中的均匀分散，发挥填料的增强和协同阻燃作用；
本发明通过在薄膜原料中加入阻燃活性物和填料，不仅能够增强塑料薄膜的力学性能，二者阻燃活性物和填料还具有协同作用，进一步增强塑料薄膜的阻燃效果，得到的塑料薄膜在具有较高的力学性能的基础上，具备良好的阻燃性能，能够有效提高塑料薄膜的使用安全性，提高塑料薄膜的应用范围。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种阻燃型塑料薄膜，由如下重量份的原料制成：聚氨酯树脂50-60份、聚丁二酸丁二醇酯19-25份、阻燃活性物2-3份、填料4-6份、硅烷偶联剂1.5-2份、抗氧剂0.8-1份、润滑剂1-2份；
所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂300或抗氧剂1076；
所述填料为sic晶须、埃络石纳米管、硅灰石粉和玻璃纤维的复合物，sic晶须、埃络石纳米管、硅灰石粉和玻璃纤维的质量比为10:4-5:3-4:5-6；填料的埃络石纳米管和硅灰石粉中含有si-o键与al-o键，当填料与阻燃活性物复配使用时，硅-磷协同作用能够进一步促进聚合物基体成碳，在燃烧过程中填料与阻燃活性物反应生成硅铝磷酸盐，硅铝磷酸盐可以促进磷酸的形成并增强氧化脱水交联碳化的过程，从而会使残碳表面更致密，更加致密的炭层不仅能够起到隔热效果，而且可减少可燃性气体的生成量；填料中含有的sic晶须和玻璃纤维，能够填充于薄膜的孔隙中，提高薄膜的力学性能，此外，经过硅烷偶联剂的作用，能够促进填料在塑料薄膜中的均匀分散，发挥填料的增强和协同阻燃作用；
所述润滑剂为聚乙烯蜡或硅油；
所述阻燃活性物由如下方法制备：
a1、将聚丁二烯溶于甲苯中，搅拌条件下加热至88-90℃，在该温度下恒温搅拌15-20min，冷却，待温度降至38-40℃时，加入醋酸，待温度降至室温后，再加入过氧化氢水溶液，在室温下以200r/min搅拌反应8-9h，得到混合液；
a2、将步骤a1得到的混合液倒入分液漏斗中，加入蒸馏水进行分液，持续分液4-5次，再于反应液中加入无水乙醇，使产物析出，将析出的产物充分干燥后得到中间物；
a3、将中间物加入二甲苯中，加热搅拌使其溶解，再加入羟甲基苯基次膦酸，边搅拌边升温至116-120℃，于116-120℃恒温条件下持续搅拌反应9-10h，经旋蒸后，产物于70℃真空干燥箱中干燥至恒重，得到阻燃活性物；
步骤a1中过氧化氢水溶液的质量分数为40％；聚丁二烯、甲苯、醋酸和过氧化氢水溶液的用量之比为1g:8-10ml:4-5ml:6-8ml；
步骤a3中中间物、二甲苯、羟甲基苯基次膦酸的用量之比为1g:35-45ml:0.5-0.7g；
聚丁二烯分子链上的碳碳双键在双氧水的氧化下生成环氧基，环氧基与羟甲基苯基次膦酸分子上与c相连的-oh发生开环反应，使羟甲基苯基次膦酸分子接枝于聚丁二烯分子的侧链上，形成高分子型的阻燃活性物；高分子型的阻燃活性物与聚合物基体具有良好的相容性，从而均匀分布于聚合物基体中，更好的发挥阻燃效果；
该塑料薄膜由如下步骤制成：
第一步、将聚氨酯树脂和聚丁二酸丁二醇酯放入50-60℃的真空干燥箱内干燥12-14h，得到预处理基质；
第二步、将预处理基质与阻燃活性物、填料、硅烷偶联剂、润滑剂、抗氧剂一同投入到高速混合机中，8000r/min下搅拌混合22-25min，制得共混料；
第三步、将共混料加入双螺杆挤出机料筒中，之后经过熔融挤出、水冷、切粒、干燥得到塑料颗粒，其中，挤出温度为165-175℃，将塑料颗粒经过单螺杆挤出机挤出吹膜，制得该塑料薄膜。
实施例1
一种阻燃型塑料薄膜，由如下重量份的原料制成：聚氨酯树脂50份、聚丁二酸丁二醇酯19份、阻燃活性物2份、填料4份、硅烷偶联剂1.5份、抗氧剂0.8份、润滑剂1份；
该塑料薄膜由如下步骤制成：
第一步、将聚氨酯树脂和聚丁二酸丁二醇酯放入50℃的真空干燥箱内干燥14h，得到预处理基质；
第二步、将预处理基质与阻燃活性物、填料、硅烷偶联剂、润滑剂、抗氧剂一同投入到高速混合机中，8000r/min下搅拌混合22min，制得共混料；
第三步、将共混料加入双螺杆挤出机料筒中，之后经过熔融挤出、水冷、切粒、干燥得到塑料颗粒，其中，挤出温度为165℃，将塑料颗粒经过单螺杆挤出机挤出吹膜，制得该塑料薄膜。
实施例2
一种阻燃型塑料薄膜，由如下重量份的原料制成：聚氨酯树脂55份、聚丁二酸丁二醇酯22份、阻燃活性物2.5份、填料5份、硅烷偶联剂1.8份、抗氧剂0.9份、润滑剂1.5份；
该塑料薄膜由如下步骤制成：
第一步、将聚氨酯树脂和聚丁二酸丁二醇酯放入55℃的真空干燥箱内干燥13h，得到预处理基质；
第二步、将预处理基质与阻燃活性物、填料、硅烷偶联剂、润滑剂、抗氧剂一同投入到高速混合机中，8000r/min下搅拌混合23min，制得共混料；
第三步、将共混料加入双螺杆挤出机料筒中，之后经过熔融挤出、水冷、切粒、干燥得到塑料颗粒，其中，挤出温度为170℃，将塑料颗粒经过单螺杆挤出机挤出吹膜，制得该塑料薄膜。
实施例3
一种阻燃型塑料薄膜，由如下重量份的原料制成：聚氨酯树脂60份、聚丁二酸丁二醇酯25份、阻燃活性物3份、填料6份、硅烷偶联剂2份、抗氧剂1份、润滑剂2份；
该塑料薄膜由如下步骤制成：
第一步、将聚氨酯树脂和聚丁二酸丁二醇酯放入60℃的真空干燥箱内干燥12h，得到预处理基质；
第二步、将预处理基质与阻燃活性物、填料、硅烷偶联剂、润滑剂、抗氧剂一同投入到高速混合机中，8000r/min下搅拌混合25min，制得共混料；
第三步、将共混料加入双螺杆挤出机料筒中，之后经过熔融挤出、水冷、切粒、干燥得到塑料颗粒，其中，挤出温度为175℃，将塑料颗粒经过单螺杆挤出机挤出吹膜，制得该塑料薄膜。
对比例1
将实施例1中的阻燃活性物换成羟甲基苯基次膦酸，其余原料及制备过程不变。
对比例2
将实施例1中的填料原料去掉，其余原料及制备过程不变。
将实施例1-3和对比例1-2制得的塑料薄膜裁剪成标准测试大小，按照astmd882-2010测试薄膜的力学性能，包括拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度；将实施例1-3和对比例1-2制得的塑料薄膜裁剪成标准测试大小，测试各薄膜的极限氧指数loi和垂直燃烧等级；测试结果如下表所示：
由上表可知，实施例1-3制得的塑料薄膜的拉伸强度为55.6-56.4mpa，断裂伸长率为10.4-10.9，撕裂强度为94.2-95.3，说明本发明制得的塑料薄膜具有良好的力学性能；实施例1-3制得的塑料薄膜的loi指数为28.6-28.9％，说明本发明制得的塑料薄膜具有良好的阻燃性能；相较于对比例1，说明填料的加入，能够提高塑料薄膜的力学性能；相较于对比例2，说明阻燃剂的加入能够明显提高塑料薄膜的阻燃性能，且填料与阻燃剂具有协同阻燃效果。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。