本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种复合阻燃剂及其制备方法。
背景技术：
阻燃性能是汽车内外装饰件、塑料外壳等的重要性能之一，改善聚合物阻燃性能的方法有很多，本发明创新制得一种复合阻燃剂及其制备方法，改善现在聚烯烃的阻燃性能，这种复合阻燃剂至今尚未见于报道，本技术方案具有非常重要的现实意义。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种复合阻燃剂及其制备方法，以改善聚合物的阻燃性能。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种复合阻燃剂，由氢氧化铝包覆石墨烯组成。
一种复合阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取一定量的六水合硝酸铝、去离子水、乙醇加入至三口烧瓶中，常温下反应20-40min，得到溶液a；
(2)称取一定量的氢氧化钠、去离子水，加入至三口烧瓶中，常温下反应40-60min，得到溶液b；
(3)称取一定量的烷基聚氧乙烯9醚、石墨烯、溶液a，加入至三口烧瓶中，常温下反应1-3h，得到溶液c；
(4)称取一定量的溶液b、溶液c，入至三口烧瓶中，60-80℃下水浴中反应2-4h，得到溶液d；
(5)对溶液d进行过滤，得产物e；
(6)用无水乙醇和去离子水洗涤产物反复洗涤产物e，直至其ph＝7，干燥研磨，过800目筛，既得复合阻燃剂。
步骤(1)中的六水合硝酸铝、去离子水、乙醇的质量比是(40-60)：(100-160)：(60-80)。
步骤(2)中的氢氧化钠、去离子水的质量比是(60-80)：(200-240)。
步骤(3)中的烷基聚氧乙烯9醚(np-9)、石墨烯、溶液a的质量比是(1-3)：(30-50)：(140-160)。
步骤(4)中的溶液b、溶液c的质量比是(30-50)：(40-60)。
本发明的有益效果有：
氢氧化铝均匀地分散在石墨烯的表面，形成包覆层较好的氢氧化铝-石墨烯复合阻燃剂，当材料燃烧时氢氧化铝分解成水和氧化铝，氢氧化铝分解产生的氧化铝均匀地覆盖在石墨烯表面，促使其形成致密的结构，氧化铝和炭层覆盖在聚烯烃材料的表面协同阻燃，起到隔热隔氧的作用，提升聚烯烃材料的阻燃性能。
本技术方案合成了一种复合阻燃剂，它能提升聚烯烃的阻燃功能，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。
本申请提供一种复合阻燃剂，由氢氧化铝包覆石墨烯组成。
本申请还提供一种复合阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取一定量的六水合硝酸铝、去离子水、乙醇加入至三口烧瓶中，常温下反应20-40min，得到溶液a；六水合硝酸铝、去离子水、乙醇的质量比是(40-60)：(100-160)：(60-80)。
(2)称取一定量的氢氧化钠、去离子水，加入至三口烧瓶中，常温下反应40-60min，得到溶液b；氢氧化钠、去离子水的质量比是(60-80)：(200-240)。
(3)称取一定量的烷基聚氧乙烯9醚、石墨烯、溶液a，加入至三口烧瓶中，常温下反应1-3h，得到溶液c；烷基聚氧乙烯9醚(np-9)、石墨烯、溶液a的质量比是(1-3)：(30-50)：(140-160)。
(4)称取一定量的溶液b、溶液c，入至三口烧瓶中，60-80℃下水浴中反应2-4h，得到溶液d；溶液b、溶液c的质量比是(30-50)：(40-60)。
(5)对溶液d进行过滤，得产物e；
(6)用无水乙醇和去离子水洗涤产物反复洗涤产物e，直至其ph＝7，干燥研磨，过800目筛，既得复合阻燃剂。
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；六水合硝酸铝，广州翁江化学试剂有限公司；去离子水，江苏盐城名俊环保科技有限公司；乙醇，济南世纪通达化工有限公司；氢氧化钠，沧州沧龙化工产品有限公司；烷基聚氧乙烯9醚，广州度特化工有限公司；石墨烯，济南墨希新材料有限公司。
本申请各实施例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。
制备例1
(1)称取400g六水合硝酸铝、1.0kg去离子水、600g乙醇加入至三口烧饼中，常温下反应20min，得到溶液a。
(2)称取600g氢氧化钠、2.0kg去离子水，加入至三口烧饼中，常温下反应40min，得到溶液b。
(3)称取10g烷基聚氧乙烯9醚(np-9)、300g石墨烯、1.4kg溶液a，加入至三口烧饼中，常温下反应1h，得到溶液c。
(4)称取300g溶液b、400g溶液c，入至三口烧饼中，60℃下水浴中反应2h，得到溶液d。
(5)对溶液d进行过滤，得产物e。
(6)用无水乙醇和去离子水洗涤产物反复洗涤产物e，直至其ph＝7，干燥研磨，过800目筛，既得复合阻燃剂p1。
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的阻燃性能要优于d1，这说明加入本申请的复合阻燃剂p1后，pp的阻燃性能更好。
制备例2
(1)称取600g六水合硝酸铝、1.6kg去离子水、800g乙醇加入至三口烧饼中，常温下反应40min，得到溶液a。
(2)称取800g氢氧化钠、2.4kg去离子水，加入至三口烧饼中，常温下反应60min，得到溶液b。
(3)称取30g烷基聚氧乙烯9醚(np-9)、500g石墨烯、1.6kg溶液a，加入至三口烧饼中，常温下反应3h，得到溶液c。
(4)称取500g溶液b、600g溶液c，入至三口烧饼中，80℃下水浴中反应4h，得到溶液d。
(5)对溶液d进行过滤，得产物e。
(6)用无水乙醇和去离子水洗涤产物反复洗涤产物e，直至其ph＝7，干燥研磨，过800目筛，既得复合阻燃剂p2。
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的阻燃性能要优于d2，这说明加入本申请的复合阻燃剂p2后，pbt的阻燃性能更好。
制备例3
(1)称取500g六水合硝酸铝、1.3kg去离子水、700g乙醇加入至三口烧饼中，常温下反应30min，得到溶液a。
(2)称取700g氢氧化钠、2.3kg去离子水，加入至三口烧饼中，常温下反应50min，得到溶液b。
(3)称取20g烷基聚氧乙烯9醚(np-9)、400g石墨烯、1.5kg溶液a，加入至三口烧饼中，常温下反应2h，得到溶液c。
(4)称取400g溶液b、500g溶液c，入至三口烧饼中，70℃下水浴中反应3h，得到溶液d。
(5)对溶液d进行过滤，得产物e。
(6)用无水乙醇和去离子水洗涤产物反复洗涤产物e，直至其ph＝7，干燥研磨，过800目筛，既得复合阻燃剂p3。
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的阻燃性能要优于d3，这说明加入本申请的复合阻燃剂p3后，pe的阻燃性能更好。
制备例4
(1)称取550g六水合硝酸铝、1.4kg去离子水、650g乙醇加入至三口烧饼中，常温下反应25min，得到溶液a。
(2)称取750g氢氧化钠、2.1kg去离子水，加入至三口烧饼中，常温下反应45min，得到溶液b。
(3)称取15g烷基聚氧乙烯9醚(np-9)、450g石墨烯、1.55kg溶液a，加入至三口烧饼中，常温下反应1h，得到溶液c。
(4)称取450g溶液b、550g溶液c，入至三口烧饼中，65℃下水浴中反应2h，得到溶液d。
(5)对溶液d进行过滤，得产物e。
(6)用无水乙醇和去离子水洗涤产物反复洗涤产物e，直至其ph＝7，干燥研磨，过800目筛，既得复合阻燃剂p4。
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的阻燃性能要优于d4，这说明加入本申请的复合阻燃剂后，pa6的导热性能、阻燃性能更好。
制备例5
(1)称取420g六水合硝酸铝、1.4kg去离子水、650g乙醇加入至三口烧饼中，常温下反应25min，得到溶液a。
(2)称取750g氢氧化钠、2.1kg去离子水，加入至三口烧饼中，常温下反应45min，得到溶液b。
(3)称取25g烷基聚氧乙烯9醚(np-9)、450g石墨烯、1.45kg溶液a，加入至三口烧饼中，常温下反应3h，得到溶液c。
(4)称取450g溶液b、550g溶液c，入至三口烧饼中，65℃下水浴中反应4h，得到溶液d。
(5)对溶液d进行过滤，得产物e。
(6)用无水乙醇和去离子水洗涤产物反复洗涤产物e，直至其ph＝7，干燥研磨，过800目筛，既得复合阻燃剂p5。
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的阻燃性能要优于d5，这说明加入本申请的复合阻燃剂后，ps的阻燃性能更好。
本申请描述了一种复合阻燃剂的制备方法，且用它制得的聚烯烃材料在阻燃性能方面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及其等同限定。