本發明涉及一種阻燃改性聚乙烯的制備方法，屬于塑料加工技術領域。
背景技術：
聚乙烯（pe）是乙烯經聚合制得的一種熱塑性樹脂。聚乙烯無臭，無毒，具有優良的耐低溫性能，化學穩定性好，能耐大多數酸堿的侵蝕。常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性優良。聚乙烯可用吹塑、擠出、注射成型等方法加工，廣泛應用于制造薄膜、中空制品、纖維和日用雜品等。聚乙烯產品發展至今已有60年左右歷史，全球聚乙烯產量居五大泛用樹脂之首。
目前，聚乙烯產量增加較，應用范圍逐漸拓寬，但其易于燃燒（氧指數僅為17.4），使其制品在諸如高層建筑、煤礦、地鐵、隧道、船舶、海上采油平臺及原子能發電站等許多重要領域中的應用受到限制，因此對其阻燃技術的研究便具有特別重要的意義。
pe的阻燃,主要是通過添加阻燃劑和某些阻燃材料來實現的，即在塑料配混時將阻燃劑與其它添加劑一起加入摻混，此種方法使用方便，適應性強，是目前塑料阻燃所使用的主要方法。鹵系阻燃劑以其添加量少、阻燃效果顯著而在阻燃領域中具有重要地位。鹵系阻燃劑分解放出的hx（x為鹵素原子）能捕捉材料降解產生的高能自由基h·、ho·，從而延緩或終止燃燒的鏈反應，同時hx是一種難燃氣體，且其密度比空氣大，因而可覆蓋在材料表面，使材料表面可燃性氣體濃度降低，從而抑制材料的燃燒。目前多采用有機溴化物與sb2o3復配對pe進行阻燃。但是，加入鹵素阻燃劑的聚合物在燃燒時發煙量大、易放出腐蝕性氣體（如hcl、hbr等）和有害性氣體，容易造成二次危害。因此，當今世界的阻燃劑研究朝著無鹵化的方向發展，含鹵素的阻燃劑正在被逐步淘汰。
無鹵的磷系阻燃劑主要是指磷酸酯類、多磷酸鹽、紅磷等,它們主要在凝聚相起阻燃作用,尤其對含氧聚合物阻燃效果明顯。磷系阻燃劑在材料燃燒時生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等，它們能使聚合物炭化形成炭膜，另外聚偏磷酸呈粘稠狀液態膜覆蓋于固體可燃物表面，這種固態和液態膜能阻止自由基逸出，又能隔絕空氣，從而起到阻燃作用。但是，由于磷系阻燃劑大都耐水性能差，且其與聚烯烴相容性也不好，導致阻燃成品材料的力學性能差，目前在pe材料中應用較少。
無機類的阻燃劑中目前發展較快的是氫氧化鋁al(oh)3和氫氧化鎂mg(oh)2。al(oh)3與mg(oh)2的阻燃能力不是太強，在聚乙烯等材料中需要高填充才具有阻燃性，一般約為含鹵阻燃劑添加量的3～4倍。如此大量的添加將使材料在燃燒時產生滴落現象以及力學性能和電學性能變差，因此需要對阻燃劑及pe樹脂基體進行技術處理，導致生產成本增加。
技術實現要素：
本發明針對上述缺陷，目的在于提供一種阻燃改性聚乙烯的制備方法，使得到的聚乙烯具備良好的阻燃性能，同時具備良好的力學性能。
為此本發明采用的技術方案是：本發明采用未改性的蒙脫土作為聚丙烯制備過程中的改性劑。
所述未改性的蒙脫土為未改性的鈉基蒙脫土（na+-mmt）或者鈣基蒙脫土（ca2+-mmt）。
還包括有加工助劑，所述加工助劑包括有聚乙烯蠟、熱穩定劑和抗氧化劑。
所述加工助劑還包括有多巴胺。
各物料的比例為：蒙脫土含量為總重量的1%-10%，加工助劑含量為總重量的0.2%-5%，其余為蒙脫土。
本發明按照以下步驟進行：將pe、蒙脫土、加工助劑在高速攪拌機中混合，然后將混合物加入擠出機熔融共混，螺桿轉速100-800rpm，溫度190-240℃，螺桿長徑比32-60。
攪拌轉速200-2000rpm，混合時間1-20min。
本發明的優點是：本發明公開了一種新型阻燃改性pe的制備方法，以蒙脫土為主要的阻燃改性劑，配合其他助劑，以熔融共混的方式制備阻燃改性pe。蒙脫土在pe燃燒過程中能夠隔絕外界氧氣，同時促進表層的pe形成致密的碳結構，從而起到阻燃的作用。以本發明提供的方法制備的改性pe，不僅具有極佳的阻燃性，同時能夠對pe有一定的增強作用，且改性pe的斷裂伸長率僅有輕微降低。
本發明中所使用的蒙脫土為未加改性的鈉基蒙脫土（na+-mmt）或者鈣基蒙脫土（ca2+-mmt）。雖然經過有機化改性的蒙脫土能夠更加均勻的分散在pe中，但蒙脫土有機改性劑在pe燃燒過程中卻能夠催化聚合物分解，同時還會降低pe的光穩定性[1,2]。本發明使用未改性的蒙脫土作為改性劑，避免了上述問題，通過其他加工助劑的加入改善蒙脫土分散性，提高產物性能。
具體實施方式
首先，pe、蒙脫土、加工助劑以一定的比例在高速攪拌機中混合（蒙脫土含量1%-10%，助劑含量0.2%-5%，以上皆為重量比）。加工助劑主要選擇能夠在蒙脫土與聚乙烯之間建立較強分子間作用力的化合物。攪拌轉速200-2000rpm，混合時間1-20min。將混合物加入擠出機熔融共混，螺桿轉速100-800rpm，溫度190-240℃，螺桿長徑比32-60。熔融擠出之后產物造粒、烘干，并進行性能測試。
實施例：
1、9.7kgpe，0.2kg蒙脫土，0.05kg聚乙烯蠟，0.05kg熱穩定劑與抗氧化劑，在高速攪拌機中以500rpm的速度混合10分鐘。將混合物加入雙螺桿擠出機中（l/d=40），在200℃、500rpm的條件下得到產物a。
2、8.9kgpe，0.8kg蒙脫土，0.1kg聚乙烯蠟，0.1kg多巴胺，0.1kg熱穩定劑與抗氧化劑，0.025kg過氧化二異丙苯在高速攪拌機中以1000rpm的速度混合6分鐘。將混合物加入雙螺桿擠出機中（l/d=40），在200℃、700rpm的條件下得到產物b。
3、9.2kgpe，0.5kg蒙脫土，0.2kg聚乙烯蠟，0.1kg熱穩定劑與抗氧化劑，0.015kg過氧化二異丙苯（dcp）在高速攪拌機中以800rpm的速度混合10分鐘。將混合物加入雙螺桿擠出機中（l/d=40），在200℃、400rpm的條件下得到產物c。
對比實施例：
4、9.1kgpe，0.8kg氫氧化鋁，0.1kg熱穩定劑與抗氧化劑，在高速攪拌機中以1000rpm的速度混合6分鐘。將混合物加入雙螺桿擠出機中（l/d=40），在200℃、700rpm的條件下得到產物d。
5、9.2kgpe，0.5kg季銨鹽改性蒙脫土（cloisite15a，southernclay），0.2kg聚乙烯蠟，0.1kg熱穩定劑與抗氧化劑，0.015kg過氧化二異丙苯在高速攪拌機中以800rpm的速度混合10分鐘。將混合物加入雙螺桿擠出機中（l/d=40），在200℃、400rpm的條件下得到產物e。
從上表數據可以看出，使用本發明方法制備的阻燃改性pe（a-c），阻燃性能達到甚至超過了使用氫氧化鋁阻燃劑的pe產品。而產物a-c的機械性能則全面優于使用氫氧化鋁的產品。而在制備過程中使用了加工助劑的產物，如b與c，性能更加優異。對比產物d，產物b的拉伸模量提高了近70%，斷裂伸長率是產物d的3倍，而阻燃性能則提高了一個等級。而使用季銨鹽改性的蒙脫土，在聚乙烯加工過程的高溫以及空氣中氧氣的共同作用下，季銨鹽改性劑會產生降解，催化聚乙烯的進一步分解，導致阻燃性的下降與產物顏色的變化。