[发明专利]一种本体阻燃聚苯乙烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种本体阻燃聚苯乙烯的制备方法，特别涉及苯乙烯与反应型阻燃剂三溴苯基烯丙基醚共聚生成本体阻燃聚苯乙烯的制备方法。该聚合物是用于制备阻燃聚苯乙烯防火板、可发性阻燃聚苯乙烯、及其阻燃聚苯乙烯器件等。

背景技术

随着社会的不断发展，在社会财富日益增多的同时，特别是极易燃烧的合成高分子材料的大量广泛应用，导致发生火灾的危险性急剧增多，火灾的危害性也越来越大。2010年11月15日14时，上海静安胶州路教师高层公寓大火。整栋楼都被外墙大火包围，大火导致58人遇难，另有70余人受伤。事故原因是建筑使用了大量泡沫等易燃材料而引燃。该事故的发生更清楚的告诫我们如果楼外使用的不是可燃或不易燃的泡沫等材料，就可以完全避免了此次巨大的灾难。也即在易燃的高分子材料里加入有效的阻燃剂或引入阻燃元素是首要的防火手段。

目前我国对节能降耗提到了很高的重要工作地位，建筑楼房外墙保温已明确要求和指令性强调，现在使用的大多是XPS挤塑聚苯乙烯泡沫板，其中使用的阻燃剂大多是六溴环十二烷，该阻燃剂售价5万/吨，是聚苯乙烯价格的几倍，并且阻燃效能不高，加入量较大，对板材的成本提高很多，现社会生活水平不易承受，严重影响了保温板的大面积推广应用。目前市场上的保温防火板大多达不到A级的标准，因此给阻燃研究提出了急待解决的课题。

本发明主要是解决聚苯乙烯及其泡沫板目前存在的防火处理难题，即解决添加阻燃剂易析出、易挥发、不易分散均匀、影响机械强度、影响发泡、阻燃效能低等的难题。解决上述问题的思路是在苯乙烯聚合过程中加入高效反应型阻燃剂与苯乙烯单体共聚，合成本体阻燃聚苯乙烯，提高阻燃剂在材料中的均匀分散性，具有永久不析出性，能充分发挥阻燃效能，不影响材料的机械性能，不影响发泡，不影响材料的透明性，且应用加工方便。

本发明对促进我国阻燃材料的发展，弥补国内阻燃材料的不足，填补国内空白，满足国内需求，减少火灾隐患具有重大意义。特别是解决外墙保温板和软包装泡沫聚苯乙烯防火的问题，具有很现实的迫切性。

发明内容

本发明的目的之一在于解决聚苯乙烯及可发性聚苯乙烯的阻燃难题，提出一种本体阻燃聚苯乙烯。其物理化学性能稳定，阻燃效能高，应用加工方便，不影响材料的机械性能，不影响发泡，透明性好，成本低等，可克服现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种本体阻燃聚苯乙烯聚合物，其特征在于，该聚合物的结构如下式所示：

本发明的另一目的在于提出一种本体阻燃聚苯乙烯的制备方法，其工艺简单，易于规模化生产，技术方案如下：

如上所述一种本体阻燃聚苯乙烯的制备方法，其特征在于，该方法为：

一定比例的苯乙烯和三溴苯基烯丙基醚，加入乳化剂，引发剂，在水相乳液聚合反应，在一定温度下聚合反应一段时间，经冷却至室温，过滤出产品粒子，用水洗涤，抽干，干燥，即得白色粒状本体阻燃聚苯乙烯。

如上所述一定比例的苯乙烯和三溴苯基烯丙基醚，应选苯乙烯和三溴苯基烯丙基醚的质量比在97∶3-50∶50，即共聚中三溴苯基烯丙基醚的加入量在3％-50％，从工业化考虑优选3％-20％收率较高、成本较低、阻燃性能已能满足大多应用要求。

如上所述加入引发剂，可选过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化对氯苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化十二烷酰，加入量可选单体总重量的0.8％-1.5％。

如上所述在一定温度下聚合反应，可选60℃-90℃。

如上所述乳化剂，可选聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠，加入量可选分别为单体总重量的1％-2.0％，0.5％-1.5％；优选分别为1.5％，1.0％。

如上所述在一定温度下聚合反应一段时间，可选6h-12h。

本发明的本体阻燃聚苯乙烯为白色粒状固体，其产率为70％～99％。其适合作为聚苯乙烯防火板、阻燃聚苯乙烯器件、可发性阻燃聚苯乙烯等的基材之用，该本体阻燃聚苯乙烯的聚合工艺原理如下式所示：

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

①由于本发明本体阻燃聚苯乙烯结构中引入了阻燃元素，使材料成为本体永久性阻燃，阻燃元素分散均匀，阻燃效能高，完全克服了由于阻燃剂的加入带来的机械性能下降、影响发泡、影响透明、阻燃剂易析出等缺点。