[发明专利]一种苯乙烯与卤代苯乙烯的共聚物、其制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于功能化高分子材料领域，涉及一种具有阻燃性能的高分子材料，具体地，涉及一种苯乙烯与卤代苯乙烯的共聚物、其制备方法及其应用。 

背景技术

共聚改性可以改善由单一单体聚合而成的聚合物材料的一些缺点，是制备新型功能材料的一种比较有效的方法，苯乙烯类共聚树脂品种众多，通过苯乙烯与其他单体共聚制备出许多性能优良的新型苯乙烯共聚树脂，提高特定的性能，从而大大地扩展了苯乙烯类树脂的应用领域，本发明就聚苯乙烯树脂的阻燃性能较差基础上，与卤代苯乙烯进行共聚合成具有阻燃性能的苯乙烯和卤代苯乙烯共聚物。其应用主要是阻燃级别模塑可发性聚苯乙烯共聚物(EPS)、阻燃级别挤塑性聚苯乙烯共聚物(XPS)泡沫制品和阻燃级别的聚苯乙烯塑料以及相关塑料合金。 

目前解决建筑外墙外保温问题，是全球实现节能环保最重要组成部分。使用模塑可发性聚苯乙烯EPS又是外墙外保温中的最重要最成熟的解决方案。 

目前聚苯乙烯材料的主要阻燃剂是添加六溴环十二烷(HBCD)。六溴环十二烷将被《斯德哥尔摩公约》于2014-2016年禁用。作为缔约国之一的中国，也将在《斯德哥尔摩公约》有关该条款生效后的一年左右时间实施该法案。其被禁用的最重要原因是其低分子物质的性质，可发生迁移，符合斯德哥尔摩公约附件D“持久性、生物富集、远距离迁移和有害”这一条件。同时六溴环十二烷(HBCD)的添加量也不能超过一定比例，否则聚苯乙烯的物理性能将大幅度降低；比如当模塑可发性聚苯乙烯(EPS)的六溴环十二烷(HBCD)含量超过1.5%时，其力学强度大幅度降低，不具有实用价值；这限制了其阻燃性能的提高。因此开发新一代的阻燃方案成为当务之急。 

目前主流的开发思路是含溴聚合物阻燃剂和聚苯乙烯共混，含溴聚合物比如：溴代聚苯乙烯、聚溴化物（如：聚丙烯酸五溴苄酯）。由于聚合物共混分散的均匀程度，难以达到，低分子物质在聚合物中分散的均匀程度，使其难以达到低分子阻燃剂所能达到的阻燃效果；同时聚合物阻燃剂在苯乙烯单体溶解度有上限，其添加量也受到更大的限制；如上原因造成这些方案的阻燃效果难以超越六溴环十二烷的阻燃效果。 

发明内容

本发明的目的是一种苯乙烯与卤代苯乙烯的共聚物，该共聚物兼顾高分子材料的物理性能和阻燃性，合成方法简单，减少添加剂，从而减少了低分子物质在环境中的迁移，以及迁移之后带来的一系列危害 

为实现以上目的，本发明提供一种苯乙烯与卤代苯乙烯的共聚物，该共聚物是由苯乙烯单体与卤代苯乙烯单体共聚形成的，其中，卤代苯乙烯在该共聚物中的含量按重量百分数计为0.1~80%，该卤代苯乙烯的结构为：

，其中，x=1~5，R为Cl、Br或二者的混合。

上述的苯乙烯与卤代苯乙烯的共聚物，其中，所述的卤代苯乙烯在该共聚物中的含量按重量百分数计为0.8~4%。 

上述的苯乙烯与卤代苯乙烯的共聚物，其中，所述的共聚物是苯乙烯单体与卤代苯乙烯单体通过添加以所得共聚物的理论量的重量百分数计0.05~2%的引发剂共聚形成的。 

上述的苯乙烯与卤代苯乙烯的共聚物，其中，所述的引发剂选择偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙酯中的任意一种以上。 

本发明还提供了一种上述的苯乙烯与卤代苯乙烯的共聚物的制备方法，其中，苯乙烯与卤代苯乙烯采用本体聚合，具体方法包含： 

步骤1，将苯乙烯、按重量百分数计为0.1~80%的卤代苯乙烯及0.05~2%的引发剂，及0~0.2%的成核剂混合均匀，升温至70~160℃；

步骤2，恒温搅拌0.5~12小时后停止，得到苯乙烯与卤代苯乙烯的共聚物；上述百分数为以所得共聚物的理论量的重量百分数计，苯乙烯单体的量为余量（即，该余量=共聚物的总重量―去卤代苯乙烯的重量）。

本发明还提供了一种上述的苯乙烯与卤代苯乙烯的共聚物的制备方法，其中，苯乙烯与卤代苯乙烯采用悬浮聚合得到苯乙烯与卤代苯乙烯的共聚物，具体方法包含： 

步骤1，取50~300%的去离子水，及0.01~4%的分散剂，机械搅拌，待分散剂完全溶解；

步骤2，加入0.1~80%的卤代苯乙烯，苯乙烯单体及0.05~2%的引发剂，及，0~0.2%的成核剂，升温至80~100℃；

步骤3，恒温搅拌2~24小时后停止，得到苯乙烯与卤代苯乙烯的共聚物；