技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种低VOC阻燃复合填料的制备方法。
背景技术
VOC性能、阻燃性能是汽车内外装饰件、塑料外壳等的重要性能之一，改善聚合物VOC性能、阻燃性能的方法有很多，本技术方案创新制得一种低VOC阻燃复合填料及其制备方法，改善现在聚烯烃的阻燃性能和VOC性能，这种低VOC阻燃复合填料至今尚未见于报道，本发明具有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种低VOC阻燃复合填料的制备方法，以提高聚合物的VOC性能及阻燃性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种低VOC阻燃复合填料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将勃姆石在粉碎机中粉碎，过500目筛，再将勃姆石、膨润土、碱式磷酸钙充分混合，在高速搅拌机搅拌40-60min，得混合物A；
(2)将八溴双酚S醚、纳米硅酸钙加入到步骤(1)混合物A中，充分搅拌混合20-40min，冷却至室温，得低VOC阻燃复合填料。
步骤(1)中高速搅拌机的温度为70-90℃，转速为240-320r/min。
步骤(1)中的勃姆石、膨润土、碱式磷酸钙的质量比为(60-80)：(20-30)：(10-16)。
步骤(2)中的八溴双酚S醚、纳米硅酸钙、混合物A的质量比为(40-60)：(10-16)：(60-80)。
本发明的有益效果是：
1、低VOC阻燃复合填料的作用如下：①勃姆石在受热分解过程中会生成水和Al2O3，水可以稀释可燃性气体，Al2O3固体覆盖在聚烯烃基体表面可以阻隔延缓燃烧速率，从而达到阻燃抑烟的效果。②膨润土、碱式磷酸钙可以作为吸附剂吸收甲醛等有害气味，改善聚烯烃复合材料的VOC性能。
2、本技术方案合成了一种低VOC阻燃复合填料，它能同时提升聚烯烃阻燃性能、VOC性能的功能，具有很重要的推广价值。
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)，台湾省国乔；勃姆石，淄博金琪化工科技有限公司；膨润土，灵寿顺源矿业粉体厂；碱式磷酸钙，成都新津龙马化工有限公司；八溴双酚S醚，郑州智逸化工产品有限公司；纳米硅酸钙，江西科源粉体有限公司。
本申请所用的测试仪器如下：
ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；密炼机，大连华韩橡塑；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。
本申请提供一种低VOC阻燃复合填料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将勃姆石在粉碎机中粉碎，过500目筛，再将勃姆石、膨润土、碱式磷酸钙充分混合，在高速搅拌机搅拌40-60min，得混合物A；高速搅拌机的温度为70-90℃，转速为240-320r/min；勃姆石、膨润土、碱式磷酸钙的质量比为(60-80)：(20-30)：(10-16)。
(2)将八溴双酚S醚、纳米硅酸钙加入到步骤(1)混合物A中，充分搅拌混合20-40min，冷却至室温，得低VOC阻燃复合填料；八溴双酚S醚、纳米硅酸钙、混合物A的质量比为(40-60)：(10-16)：(60-80)。
制备例1
(1)称取600g勃姆石、200g膨润土、100g碱式磷酸钙，将勃姆石在粉碎机中粉碎，过500目筛，再将勃姆石、膨润土、碱式磷酸钙充分混合，在高速搅拌机搅拌40min，得混合物A；
(2)称取400g八溴双酚S醚、100g纳米硅酸钙、600g混合物A，将八溴双酚S醚、纳米硅酸钙加入到步骤(1)混合物A中，充分搅拌混合20min，冷却至室温，得低VOC阻燃复合填料P1。
其中步骤(1)中高速搅拌机的温度为70℃，转速为240r/min。
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220℃，第三温度区的温度为230℃，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230℃，螺杆转速为220r/min。
对比例1
取80份聚丙烯(PP)，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D1。
上述应用例1及对比例1制备的PP复合材料的性能数据如下表所示:
由上表可以看出，X1的阻燃性能、VOC性能要优于D1，这说明加入本发明的低VOC阻燃复合填料后，PP的阻燃性能、VOC性能更好。
制备例2
(1)称取800g勃姆石、300g膨润土、160g碱式磷酸钙，将勃姆石在粉碎机中粉碎，过500目筛，再将勃姆石、膨润土、碱式磷酸钙充分混合，在高速搅拌机搅拌60min，得混合物A；
(2)称取600g八溴双酚S醚、160g纳米硅酸钙、800g混合物A，将八溴双酚S醚、纳米硅酸钙加入到步骤(1)混合物A中，充分搅拌混合40min，冷却至室温，得低VOC阻燃复合填料P2。
其中步骤(1)中高速搅拌机的温度为90℃，转速为320r/min。
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260℃，第三温度区的温度为260℃，第四温度区的温度为260℃，第五温度区的温度为260℃，第六温度区的温度为260℃，双螺杆挤出机的机头温度为260℃，螺杆转速为300r/min。
对比例2
取80份PBT，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D2。
上述应用例2及对比例2制备的PBT复合材料的性能数据如下表所示:
由上表可以看出，X2的阻燃性能、VOC性能要优于D2，这说明加入本发明的低VOC阻燃复合填料后，PBT的阻燃性能、VOC性能更好。
制备例3
(1)称取700g勃姆石、250g膨润土、130g碱式磷酸钙，将勃姆石在粉碎机中粉碎，过500目筛，再将勃姆石、膨润土、碱式磷酸钙充分混合，在高速搅拌机搅拌50min，得混合物A；
(2)称取500g八溴双酚S醚、130g纳米硅酸钙、700g混合物A，将八溴双酚S醚、纳米硅酸钙加入到步骤(1)混合物A中，充分搅拌混合30min，冷却至室温，得低VOC阻燃复合填料P3。
其中步骤(1)中高速搅拌机的温度为80℃，转速为280r/min。
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180℃，第三温度区的温度为180℃，第四温度区的温度为180℃，第五温度区的温度为180℃，第六温度区的温度为180℃，双螺杆挤出机的机头温度为180℃，螺杆转速为300r/min。
对比例3
取80份PE，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D3。
上述应用例3及对比例3制备的PE复合材料的性能数据如下表所示:
由上表可以看出，X3的阻燃性能、VOC性能要优于D3，这说明加入本发明的低VOC阻燃复合填料后，PE的阻燃性能、VOC性能更好。
制备例4
(1)称取720g勃姆石、280g膨润土、140g碱式磷酸钙，将勃姆石在粉碎机中粉碎，过500目筛，再将勃姆石、膨润土、碱式磷酸钙充分混合，在高速搅拌机搅拌45min，得混合物A；
(2)称取460g八溴双酚S醚、150g纳米硅酸钙、660g混合物A，将八溴双酚S醚、纳米硅酸钙加入到步骤(1)混合物A中，充分搅拌混合25min，冷却至室温，得低VOC阻燃复合填料P4。
其中步骤(1)中高速搅拌机的温度为75℃，转速为245r/min。
应用例4
取20份P4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260℃，第三温度区的温度为260℃，第四温度区的温度为260℃，第五温度区的温度为260℃，第六温度区的温度为260℃，双螺杆挤出机的机头温度为250℃，螺杆转速为320r/min。
对比例4
取80份PA6，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D4。
上述应用例4及对比例4制备的PA6复合材料的性能数据如下表所示:
由上表可以看出，X4的阻燃性能、VOC性能要优于D4，这说明加入本发明的低VOC阻燃复合填料后，PA6的阻燃性能、VOC性能更好。
制备例5
(1)称取780g勃姆石、230g膨润土、160g碱式磷酸钙，将勃姆石在粉碎机中粉碎，过500目筛，再将勃姆石、膨润土、碱式磷酸钙充分混合，在高速搅拌机搅拌48min，得混合物A；
(2)称取430g八溴双酚S醚、140g纳米硅酸钙、620g混合物A，将八溴双酚S醚、纳米硅酸钙加入到步骤(1)混合物A中，充分搅拌混合27min，冷却至室温，得低VOC阻燃复合填料P5。
其中步骤(1)中高速搅拌机的温度为85℃，转速为260r/min。
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80份PS，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D5。
上述应用例5及对比例5制备的PS复合材料的性能数据如下表所示:
由上表可以看出，X5的阻燃性能、VOC性能要优于D5，这说明加入本发明的低VOC阻燃复合填料后，PS的阻燃性能、VOC性能更好。
本技术方案描述了一种低VOC阻燃复合填料的制备方法，且用它制得的聚烯烃材料在阻燃性能、VOC性能也有一定程度的提高，具有非常重要的意义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。