本發明屬于塑料領域，具體涉及一種以離子液體作為阻燃劑的阻燃塑料及其制備方法。
背景技術：
塑料廣泛用于建筑、室內裝潢、家具、電力、運輸、電子電器等行業，但是常規塑料多數具有易燃性，特別是工程塑料PBT，PC，ABS，PPO及其合金等用于建筑，家電，電子產品如筆記本電腦等時，當使用環境中有熱源存在時，有燃燒的風險，這給其制品的應用安全帶來了諸多隱患。
現有技術中，人們會在塑料的制備過程中添加阻燃劑，阻燃劑分為添加型和反應型兩大類。反應型阻燃劑具有反應性，可以將化學鍵合成到樹脂的分子鏈上，對塑料的性能的影響較小，但阻燃效果一般，燃燒時容易產生煙霧，造成二次危害。而添加型阻燃劑是采用外添加阻燃劑的方式對材料進行阻燃處理，其阻燃效率高，技術成熟，價格便宜，但添加的阻燃劑一般鹵素(如氯、溴等)含量較高，燃燒時，塑料受熱釋放出含鹵煙氣，具有毒性，會危害人體的健康，甚至造成人員死亡；另外，添加型阻燃劑的添加量一般都較大，容易影響塑料的性能，對材料本身的后期加工的影響也較大，且阻燃劑易析出不能長久保持阻燃性，縮短了使用壽命。
阻燃劑按組分的不同可分為無機鹽類阻燃劑、有機阻燃劑和有機、無機混合阻燃劑三種。國內阻燃劑的品種和消費量還是以有機阻燃劑為主，無機鹽類阻燃劑的生產和消費量相對較少。有機阻燃劑中最常用的是鹵系阻燃劑，這類阻燃劑雖然具有其他阻燃劑系列無可比擬的高效性，但是它對環境和人的危害是不可忽視的。環保問題是助劑開發和應用商關注的焦點，所以國內外一直在調整阻燃劑的產品結構，加大高效環保型阻燃劑的開發。無鹵(不含鹵素或燃燒時沒有含鹵素氣體釋放)、低煙、低毒阻燃劑一直是人們追求的目標。近年來常用的磷系阻燃劑，如BDP和RDP等，雖然阻燃效率較高，但是容易析出，影響后期的使用性能。
技術實現要素：
為了解決現有技術中的不足，本發明的目的之一在于提供一種熱塑性樹脂組合物，所述組合物中是以離子液體作為阻燃劑的。
本發明的目的之二在于提供一種上述組合物制備得到的阻燃塑料。
本發明的目的之三在于提供一種上述阻燃塑料的制備方法。
本發明所要解決的技術問題可以通過以下技術方案來實現：
一種熱塑性樹脂組合物，所述組合物包括下述質量份數的組分：選自離子液體的阻燃劑1～20份、復合抗氧劑0.1～2份、和熱塑性樹脂100份，
其中，所述離子液體選自式(I)所示的離子液體中一種或多種的混合物：
式(I)所示離子液體中，陽離子為環狀銨類陽離子；陰離子選自BF4-，PF6-，Tf2N-，BCl4-，PCl6-中的一種。
根據本發明，所述環狀銨類陽離子的環為五元環、六元環、七元環或多元稠環；優選為五元環或六元環。
還優選地，所述環狀銨類陽離子的環包括1～3個氮和3～6個碳。還更優選地，所述環狀銨類陽離子的環包括1～2個氮和3～5個碳。
更優選地，所述環狀銨類陽離子的環中的氮和/或碳上的氫，可以不含取代基或含有取代基；其中，所述取代基選自含鹵素或不含鹵素的C1-6的烷基或鹵素，且所述取代基為一個或多個，但至少一個取代基中含有鹵素元素。優選地，所述鹵素為F或Cl。
進一步優選地，所述環狀銨類陽離子中的環狀胺選自咪唑，咪唑啉，二氫咪唑，吡啶，哌啶中的一種，其不含取代基或含有取代基；其中，所述取代基選自含鹵素或不含鹵素的C1-6的烷基或鹵素，且所述取代基為一個或多個，但至少一個取代基中含有鹵素元素。優選地，所述鹵素為F或Cl。
根據本發明，所述陰離子優選地為PF6-，Tf2N-或PCl6-。還優選地，所述陰離子為PF6-。.
最優選地，所述離子液體具有如式(II)所示的結構：
根據本發明，所述熱塑性樹脂選自聚烯烴(如聚乙烯PE，聚丙烯PP或其共聚物等)，聚酯(如PBT、PET等)，聚碳酸酯(PC)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，聚苯乙烯(PS)，聚苯醚(PPE)，聚酰胺(PA)中的一種或多種的混合物或合金。
根據本發明，所述復合抗氧劑中的主抗氧劑選自芳香胺類抗氧劑或酚類抗氧劑，輔助抗氧劑選自亞磷酸酯或硫酯。優選地，所述酚類抗氧劑，如抗氧劑1010(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、抗氧劑1076(β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯)、抗氧劑264(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)、維生素E中的一種或多種。優選地，所述芳香胺類抗氧劑選自二苯胺、對苯二胺和二氫喹啉等化合物或其聚合物中的一種或多種。優選地，所述亞磷酸酯選自抗氧劑168(三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯)、三辛基亞磷酸酯、三癸基亞磷酸酯、三[十二碳烷基]亞磷酸酯和三[十六碳烷基]亞磷酸酯中的一種或多種。優選地，所述硫酯選自硫代二丙酸雙酯，如選自硫代二丙酸雙十二碳醇酯、硫代二丙酸雙十四碳醇酯或硫代二丙酸雙十八碳醇酯中的一種或多種。
還優選地，所述復合抗氧劑的主抗氧劑選自酚類抗氧劑、輔助抗氧劑選自亞磷酸酯，例如為抗氧劑1010和抗氧劑168的復合抗氧劑、抗氧劑1076和抗氧劑168的復合抗氧劑。
根據本發明，所述組合物還可以包括玻璃纖維0～70份。
根據本發明，所述玻璃纖維可以是現有技術中任一種玻璃纖維，例如是短切纖維，扁平玻璃纖維等等。
根據本發明，所述組合物包括下述質量份數的組分：上述的熱塑性樹脂100份、上述的玻璃纖維40～60份，上述的選自離子液體的阻燃劑10～20份，上述的復合抗氧劑0.1～0.5份。
優選地，所述組合物包括下述質量份數的組分：上述的熱塑性樹脂100份、上述的玻璃纖維50份，上述的選自離子液體的阻燃劑17份，上述的復合抗氧劑0.17份，其中，所述離子液體如式(II)所示：
本發明中，式(II)所示結構的離子液體為一種商品化的離子液體，稱為2-氟-1,3-二甲基氯化咪唑翁六氟磷酸酯或2-氟-1,3-二甲基咪唑啉六氟磷酸鹽(2-Fluoro-1,3-dimethylimidazolidinium hexafluorophosphate)。
本發明還提供一種由上述組合物制備得到的阻燃塑料。
根據本發明，所述阻燃塑料的阻燃級別可以達到0.4mm V0級。
本發明還提供一種上述阻燃塑料的制備方法，所述方法包括如下步驟：
1)按重量份數稱取組合物中的各組分，并混合均勻，得到混合物料；
2)將步驟1)中得到的混合物料，進行熔融造粒，制備得到所述阻燃塑料。
根據本發明，在步驟1)中，所述的混合可以在混合機中進行充分混合。
根據本發明，在步驟2)中，所述的熔融造粒具體是將步驟1)中制備得到的混合物料，加入到雙螺桿擠出造粒機組進行熔融，所述熔融溫度為150～300℃(優選為160～270℃)，經雙螺桿擠出造粒機組進行切粒制成均勻顆粒。
本發明的有益效果：
本發明提供一種如式(I)所示的離子液體中的一種或多種作為阻燃劑的阻燃塑料及其制備方法。所述如式(I)所示的離子液體中同時含有氮、磷(或硼)、氟(或氯)三種惰性阻燃元素，綜合了氮系阻燃劑、磷系阻燃劑(或硼系阻燃劑)和鹵素阻燃劑的優點，磷(或硼)含量與現有的磷系阻燃劑(或硼系阻燃劑)的磷(或硼)含量相當，是一種非常高效的阻燃劑。同時，如式(I)所示的離子液體的蒸汽壓極低，基本不會向聚合物表面遷移，避免了析出問題。并且，如式(I)所示的離子液體與聚合物的相容性極好，基本不影響基體塑料的機械性能。含有所述阻燃劑的阻燃塑料在燃燒過程中沒有含鹵素氣體釋放，無毒、環保。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外，應理解，在閱讀了本發明所記載的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本發明所限定的范圍。
本發明制備得到的阻燃塑料的可燃性測試按照Underwriter’s Laboratory Bulletin 94標題為《塑料可燃性試驗，UL94》的方法進行。
下述實施例中選用的復合抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑168的復合抗氧劑，其中，所述抗氧劑1010和抗氧劑168的質量配比為1:1；或者是抗氧劑1076和抗氧劑168的復合抗氧劑，其中，所述抗氧劑1076和抗氧劑168的質量配比為1:0.7。實施例1
2-氟-1,3-二甲基咪唑啉六氟磷酸鹽離子液體作為阻燃劑
按重量分數稱取離子液體17份、復合抗氧劑0.17份、熱塑性樹脂聚酯(PBT)100份，將其一同放進混合機中進行充分混合；將混合均勻的物料加入到雙螺桿擠出造粒機組進行熔融，所述熔融溫度為260℃，經雙螺桿擠出造粒機組進行切粒制成均勻顆粒。
與不加離子液體的對比例1樣品相比，實施例1制備得到的阻燃塑料的阻燃等級在0.4mm下，由HB級提高到V0級。
實施例2
2-氟-1,3-二甲基咪唑啉六氟磷酸鹽離子液體作為阻燃劑
按重量分數稱取離子液體17份、復合抗氧劑0.17份、熱塑性樹脂聚酯(PBT)100份，玻璃纖維17份，將其一同放進混合機中進行充分混合；將混合均勻的物料加入到雙螺桿擠出造粒機組進行熔融，所述熔融溫度為260℃，經雙螺桿擠出造粒機組進行切粒制成均勻顆粒。
與不加離子液體的對比例2樣品相比，實施例2制備得到的阻燃塑料的阻燃等級在0.4mm下，由V2級提高到V0級。
對比例1
按重量分數稱取復合抗氧劑0.17份、熱塑性樹脂聚酯(PBT)100份，將其一同放進混合機中進行充分混合；將混合均勻的物料加入到雙螺桿擠出造粒機組進行熔融，所述熔融溫度為260℃，經雙螺桿擠出造粒機組進行切粒制成均勻顆粒。
對比例1制備得到的阻燃塑料的阻燃等級在0.4mm下，阻燃級別為HB級。
對比例2
按重量分數稱取復合抗氧劑0.17份、熱塑性樹脂聚酯(PBT)100份，玻璃纖維17份，將其一同放進混合機中進行充分混合；將混合均勻的物料加入到雙螺桿擠出造粒機組進行熔融，所述熔融溫度為260℃，經雙螺桿擠出造粒機組進行切粒制成均勻顆粒。
對比例2制備得到的阻燃塑料的阻燃等級在0.4mm下，阻燃級別為V2級。
以上，對本發明的實施方式進行了說明。但是，本發明不限定于上述實施方式。凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。