[发明专利]高效复合阻燃剂合成可发性聚苯乙烯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于热塑性泡沫塑料技术领域，具体是一种高效复合阻燃剂合成可发性聚苯乙烯的制备方法，该阻燃可发性聚苯乙烯符合B1技术要求。

背景技术

目前，国内可发性聚苯乙烯塑料的消费市场主要是包装和建材，包装方面应用主要是电子、电器、陶瓷的包装和食品餐具；电子电器包装及做缓冲材料的用量最大。建材主要做保温、保冷、防潮、隔音材料，作为制作夹心板等建筑墙体材料，质轻价廉，由于可发性聚苯乙烯具有很多优质的性能，因此在日常生活、农业、交通运输业、军事工业、航天工业等方面都得到了广泛的应用，特别在建筑、包装、电子电器产品、船舶、车辆和飞机制造等领域更受到了极大的青睐。如电视机、电冰箱、洗衣机、空调机、制冷系统等家用电器，电子仪表、精密仪器、玻璃器皿、陶瓷制品、美术工艺等民用轻工产品，海水养殖用鱼排、海产品冷冻、蔬菜保鲜、保温箱、冷库、冷藏车、铁路、市政建设等这一切都离不开可发性聚苯乙烯板材及包装制品。

可发性聚苯乙烯在这些领域的应用，主要是基于制品的绝热保温、保冷、防潮、隔音性能，本发明研发可发性聚苯乙烯产品主要运用于建筑节能领域，除要求这些性能卓越外，还必须保证制品具有优异的防火性能，达到消防要求的B1级。因此，在工艺设计时，我们采用防火性能好的复配阻燃剂，主要基于如下三方面来确保优异的阻燃性。一方面，以反应性阻燃剂三溴苯乙烯与苯乙烯共聚，使高分子聚苯乙烯分子结构中含阻燃性阻燃剂，阻燃效果提高。其次，以阻燃剂六溴环十二烷与协效剂Sb₂O₃为阻燃体系，Sb₂O₃协效剂可促进气相中卤自由基的生成，并可延长其在火焰中的作用时间，从而可使其捕获更多燃烧所需的活性自由基。在凝聚相中，Sb₂O₃可与HBr反应生成挥发性的SbBr₃，SbBr₃的挥发温度为288℃。研究表明，协效剂Sb₂O₃还可催化卤系阻燃剂脱卤，使卤素自由基在较低温度下即可参与阻燃。再次，以石墨+炭黑组成物理阻燃体系，高分子聚合物材料的自熄性取决于热降解机理，其易燃性则主要相关于其热降解的初始温度，稳定燃烧与其成炭性相关，成炭性越好，可燃挥发性产物则越少。因此，成炭量是影响稳定燃烧的主要因素，材料的LOI与成炭率有着极大的相关性，炭层既可为从火焰辐射聚合物表面的热流提供物理屏障，也可为可燃气体进入燃烧区的扩散屏障。因此，炭层在材料燃烧时发挥的作用远不止减少可燃气体的量。聚合物的成炭分为：交联、芳构化、芳族稠环化、石墨化四个步骤。炭层中的芳香族稠环趋于形成小型堆叠结果，亦称为石墨化前体，炭层中含有的石墨化前体越多，其热氧稳定性就好，较难燃尽，并降低聚合物表面曝露于火焰热流中的概率。本发明依据该理论，在分子合成过程中，将纳米石墨与炭黑经表面处理后，在苯乙烯单体加入并混合均匀，90℃聚合反应阶段得到的聚苯乙烯珠粒中均匀分布着石墨和炭黑。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种利用高效复合阻燃剂合成的阻燃性能好、热导率低的可发性聚苯乙烯的制备方法。

高效复合阻燃剂合成可发性聚苯乙烯的制备方法所需的原料包括苯乙烯、三溴苯乙烯、纯水、成核剂低分子PE蜡、过氧化苯甲酰BPO、过氧化苯甲酸叔丁酯CP-02、过氧化叔戊基-2-乙基己基碳酸酯、过氧化二异丙苯DCP、纳米Sb₂O₃、石墨、纳米炭黑、磷酸钙TCP、烷基苯磺酸钠、焦磷酸钠、六溴环十二烷HBCD、羟乙基纤维素、亚硫酸氢钠NaHSO₃、戊烷、硬脂酸锌、硬脂酸甘油酯、抗静电剂。