本發明涉及塑料技術領域，尤其涉及一種阻燃改性塑料及其制備方法。
背景技術：
塑料(Plastic)，是指以高分子量的合成樹脂為主要組分，加入適當添加劑，如增塑劑、穩定劑、阻燃劑、抗菌劑、著色劑等，經加工成型的塑性(柔韌性)材料，或固化交聯形成的剛性材料。塑料是20世紀的產物，自從它被開發以來，各方面的用途日益廣泛。
按改性中是否發生了化學反應，可將塑料的改性方法分為物理改性和化學改性；按使用功能可分為共混增韌改性、填充增強改性、功能化改性和阻燃改性。塑料的物理改性主要通過加入其它聚合物、填料及相容劑，達到改善材料性能的目的，包括共混改性、無機粒子增強增韌改性和阻燃改性等。塑料共混物研究和應用已得到了學術界與工業界的廣泛關注和迅速發展。
為了使產品達到所要求的阻燃性能或等級，傳統的技術常常使用向材料體系中添加含鹵素的阻燃物質，例如向體系材料中添加如溴化雙酚A、溴化雙酚A型環氧樹脂等含溴量比較高的或含鹵素量比較高的有機化學物質，這些含鹵素的阻燃物質雖然阻燃性較好，但是其使用量比較大，例如在工程塑料的制備中，為了達到較好的阻燃效果，使用含溴的阻燃劑時，要保工程塑料中溴含量在20％以上，這造成產品中溴元素含量較高，而產品中鹵素含量高也會帶來一些不利的影響，例如在高溫或燃燒時會產生難降解的有害物質如二惡英類有機鹵素化學物質污染環境、影響人類及動物健康。
此外，而隨著阻燃劑的添加塑料的沖擊韌性和熱穩定性會顯著下降，同時成型加工性能受到影響，特別是在成型大制件或是薄壁制件時，容易出現缺膠、分解氣痕、制件脆裂等一系列的問題。所以塑料阻燃改性，需要在保證阻燃的同時，提高材料的沖擊韌性、熱穩定性及流動性。
目前，我們所使用的大部分塑料制品，很多都會和人體產生密切接觸。由于塑料制品平常使用中難免會接觸帶菌的人體、物體，因此在塑料表面可能沾染和滋生多種致病菌。
技術實現要素：
本發明提供了一種阻燃改性塑料及其制備方法，解決了現有改性塑料的上述不足，本發明得到的阻燃改性塑料在保障韌性高、耐磨性能、以及抗沖擊性能都很優異，阻燃性能優良，且能有效抑制細菌滋生。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種阻燃改性塑料，所述阻燃改性塑料包括如下重量份的組分：
其中所述高分子混合物為丙烯酸樹脂、脲醛樹脂、聚己內酯經過共混處理得到；
其中所述復合阻燃體系包括：阻燃劑、阻燃助劑和熱穩定劑，所述阻燃劑為三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(丁氧基乙基)酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯混合而成，三者質量比為1：(1-2):(1-4)；所述阻燃協效劑為三氧化二銻、五氧化二銻、硼酸鋅、八鉬酸銨、氧化鋁中的一種或幾種的混合物；所述熱穩定劑為雙酚A、水滑石、復合型熱穩定劑、硬脂酸鹽中的一種或幾種的混合物；其中所述阻燃劑、阻燃助劑和熱穩定劑的質量比為(8-10)：(2-5)：(0.5-1.5)。
優選的，抗氧劑為N-異丙基-N-苯基-對苯二胺、N-環己基-N'-苯基對苯二胺、N,N-二仲丁基對苯二胺中一種或多種的混合物；抗菌劑為氧化鋅、氧化銅、磷酸二氫銨、碳酸鋰的任意一種或者兩種以上的組合。
優選的，所述改性納米石墨微片按照以下工藝進行制備：按重量份將55-75份納米石墨微片加入剛玉反應器中，加入5-15份硅烷偶聯劑后置于微波設備中進行微波反應，其中微波反應的頻率為2-3GHz，微波反應的時間為5-10s，反應結束后經抽提、干燥得到中間產物；將25-30份中間產物和8-12份聚氯乙烯加入反應裝置中，超聲30-40min，固化得到所述改性納米石墨微片。
優選的，所述增韌劑為甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物(MBS)型增韌劑、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物(ASA)型增韌劑、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)型增韌劑中的一種或兩種以上。
為解決上述技術問題，本發明還提供了一種阻燃改性塑料的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備高分子材料混合物
將丙烯酸樹脂、脲醛樹脂、聚己內酯按照質量比(2-4)：(1-3)：(0.5-1.5)均勻混合后，快速加熱至105-109℃，以100-120r/min速度攪拌30-35分鐘后，添加混合物質量1.5％-2％的馬來酸，繼續加熱至113-115℃，以150-200r/min速度攪拌20-30分鐘后，自然冷卻至室溫，即得高分子材料混合物；
(2)按照如下重量份配料：
(3)將上述所有配料在118-123℃下攪拌70-90分鐘，攪拌速度為350-450r/min，使其混合均勻；
將混合物加入雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的加工溫度一區溫度160-175℃，二區溫度為180-190℃，三區溫度為195-220℃，四區溫度為240-255℃，五區溫度為235-245℃，六區溫度為215-225℃，七區溫度為225-235℃，八區溫度為225-230℃，主機轉速為350-450r/min；擠出后冷卻牽條、風干切粒，得到阻燃改性塑料。
優選的，其中所述復合阻燃體系包括：阻燃劑、阻燃助劑和熱穩定劑，所述阻燃劑為三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(丁氧基乙基)酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯混合而成，三者質量比為1：(1-2):(1-4)；所述阻燃協效劑為三氧化二銻、五氧化二銻、硼酸鋅、八鉬酸銨、氧化鋁中的一種或幾種的混合物；所述熱穩定劑為雙酚A、水滑石、復合型熱穩定劑、硬脂酸鹽中的一種或幾種的混合物；其中所述阻燃劑、阻燃助劑和熱穩定劑的質量比為(8-10)：(2-5)：(0.5-1.5)。
優選的，所述改性納米石墨微片按照以下工藝進行制備：按重量份將55-75份納米石墨微片加入剛玉反應器中，加入5-15份硅烷偶聯劑后置于微波設備中進行微波反應，其中微波反應的頻率為2-3GHz，微波反應的時間為5-10s，反應結束后經抽提、干燥得到中間產物；將25-30份中間產物和8-12份聚氯乙烯加入反應裝置中，超聲30-40min，固化得到所述改性納米石墨微片。
優選的，所述增韌劑為甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物(MBS)型增韌劑、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物(ASA)型增韌劑、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)型增韌劑中的一種或兩種以上。
優選的，抗氧劑為N-異丙基-N-苯基-對苯二胺、N-環己基-N'-苯基對苯二胺、N,N-二仲丁基對苯二胺中一種或多種的混合物。
優選的，抗菌劑為氧化鋅、氧化銅、磷酸二氫銨、碳酸鋰的任意一種或者兩種以上的組合。
本發明提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：(1)主料為制備高分子材料混合物，其拉伸強度、斷裂伸長率以及抗沖擊性能都很優異，通過共混處理丙烯酸樹脂、脲醛樹脂和聚己內酯，能夠極大提升塑料的加工流變性；(2)本發明的復合阻燃體系可以保持塑料本身良好的力學性能，同時又具備良好的阻燃性能；(3)納米石墨微片與高分子材料混合物配合，使其性能協同促進，改善了高分子材料混合物的加工性的同時，提高了復合材料的耐熱性和耐腐蝕性，并賦予復合材料一定的抗靜電性；(4)通過添加抗菌劑，使改性塑料具備良好的抗菌性能。
具體實施方式
實施例一
制備高分子材料混合物：
將丙烯酸樹脂、脲醛樹脂、聚己內酯按照質量比2：1：0.5均勻混合后，快速加熱至105℃，以100r/min速度攪拌30分鐘后，添加混合物質量1.5％的馬來酸，繼續加熱至113℃，以150r/min速度攪拌20分鐘后，自然冷卻至室溫，即得高分子材料混合物；
按照如下重量份配料：
其中所述復合阻燃體系包括：阻燃劑、阻燃助劑和熱穩定劑，所述阻燃劑為三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(丁氧基乙基)酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯混合而成，三者質量比為1：1:1；所述阻燃協效劑為三氧化二銻；所述熱穩定劑為水滑石；其中所述阻燃劑、阻燃助劑和熱穩定劑的質量比為8：2：0.5。
所述改性納米石墨微片按照以下工藝進行制備：按重量份將55份納米石墨微片加入剛玉反應器中，加入5份硅烷偶聯劑后置于微波設備中進行微波反應，其中微波反應的頻率為2GHz，微波反應的時間為5s，反應結束后經抽提、干燥得到中間產物；將25份中間產物和8份聚氯乙烯加入反應裝置中，超聲30min，固化得到所述改性納米石墨微片。
所述增韌劑為甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯三元共聚物(MBS)型增韌劑。
抗氧劑為N-異丙基-N-苯基-對苯二胺。抗菌劑為氧化鋅。
將上述所有配料在118℃下攪拌70分鐘，攪拌速度為350r/min，使其混合均勻。
將混合物加入雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的加工溫度一區溫度160℃，二區溫度為180℃，三區溫度為195℃，四區溫度為240℃，五區溫度為235℃，六區溫度為215℃，七區溫度為225℃，八區溫度為225℃，主機轉速為350r/min；擠出后冷卻牽條、風干切粒，得到阻燃改性塑料。
實施例二
制備高分子材料混合物：
將丙烯酸樹脂、脲醛樹脂、聚己內酯按照質量比3：2：1均勻混合后，快速加熱至108℃，以110r/min速度攪拌32分鐘后，添加混合物質量1.8％的馬來酸，繼續加熱至114℃，以180r/min速度攪拌25分鐘后，自然冷卻至室溫，即得高分子材料混合物；
按照如下重量份配料：
其中所述復合阻燃體系包括：阻燃劑、阻燃助劑和熱穩定劑，所述阻燃劑為三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(丁氧基乙基)酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯混合而成，三者質量比為1:1:2；所述阻燃協效劑為五氧化二銻；所述熱穩定劑為雙酚A；其中所述阻燃劑、阻燃助劑和熱穩定劑的質量比為9：3：1。
所述改性納米石墨微片按照以下工藝進行制備：按重量份將65份納米石墨微片加入剛玉反應器中，加入10份硅烷偶聯劑后置于微波設備中進行微波反應，其中微波反應的頻率為3GHz，微波反應的時間為8s，反應結束后經抽提、干燥得到中間產物；將27份中間產物和10份聚氯乙烯加入反應裝置中，超聲35min，固化得到所述改性納米石墨微片。
所述增韌劑為丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚物(ASA)型增韌劑。
抗氧劑為N-環己基-N'-苯基對苯二胺。抗菌劑為磷酸二氫銨。
將上述所有配料在120℃下攪拌80分鐘，攪拌速度為400r/min，使其混合均勻。
將混合物加入雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的加工溫度一區溫度170℃，二區溫度為185℃，三區溫度為200℃，四區溫度為245℃，五區溫度為240℃，六區溫度為220℃，七區溫度為230℃，八區溫度為225℃，主機轉速為400r/min；擠出后冷卻牽條、風干切粒，得到阻燃改性塑料。
實施例三
制備高分子材料混合物：
將丙烯酸樹脂、脲醛樹脂、聚己內酯按照質量比4：3：1.5均勻混合后，快速加熱至109℃，以120r/min速度攪拌35分鐘后，添加混合物質量2％的馬來酸，繼續加熱至115℃，以200r/min速度攪拌30分鐘后，自然冷卻至室溫，即得高分子材料混合物；
按照如下重量份配料：
其中所述復合阻燃體系包括：阻燃劑、阻燃助劑和熱穩定劑，所述阻燃劑為三(2-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(丁氧基乙基)酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯混合而成，三者質量比為1:2:4；所述阻燃協效劑為三氧化二銻、五氧化二銻、硼酸鋅、八鉬酸銨、氧化鋁中的一種或幾種的混合物；所述熱穩定劑為雙酚A、水滑石、復合型熱穩定劑、硬脂酸鹽中的一種或幾種的混合物；其中所述阻燃劑、阻燃助劑和熱穩定劑的質量比為10：5：1.5。
所述改性納米石墨微片按照以下工藝進行制備：按重量份將75份納米石墨微片加入剛玉反應器中，加入15份硅烷偶聯劑后置于微波設備中進行微波反應，其中微波反應的頻率為3GHz，微波反應的時間為10s，反應結束后經抽提、干燥得到中間產物；將30份中間產物和12份聚氯乙烯加入反應裝置中，超聲40min，固化得到所述改性納米石墨微片。
所述增韌劑為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)型增韌劑。
抗氧劑為N,N-二仲丁基對苯二胺。抗菌劑為碳酸鋰。
將上述所有配料在123℃下攪拌90分鐘，攪拌速度為450r/min，使其混合均勻。
將混合物加入雙螺桿擠出機中，雙螺桿擠出機的加工溫度一區溫度175℃，二區溫度為190℃，三區溫度為220℃，四區溫度為255℃，五區溫度為245℃，六區溫度為225℃，七區溫度為235℃，八區溫度為230℃，主機轉速為450r/min；擠出后冷卻牽條、風干切粒，得到阻燃改性塑料。
經測試，本發明各實例中的阻燃改性塑料用注塑機制成樣條測試，測試數據如下表(樣條尺寸為45mm*120mm*5mm)后的各技術指標如下：
由上表可知，本發明得到的產品力學性能好，阻燃性優越，具有較強的抗菌性能。
以上所述實施例僅表達了本申請的具體實施方式，應當指出，由于文字表達的有限性，而在客觀上存在無限的具體實施方式，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。