[发明专利]一种共聚物类阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃剂及其制备方法，具体涉及一种共聚物类阻燃剂及其制备方法。

背景技术

目前市场上常用的六溴环十二烷阻燃剂被视为一种有生物累计的、对水生生物或环境有害的阻燃剂，即将在一定范围内被禁止使用，因此需要一种替代六溴环十二烷在膨胀聚苯乙烯和挤出聚苯乙烯材料的应用。此类阻燃剂要求有较高的热稳定性，并且和聚苯乙烯材料的相容性好，不会对添加后的材料的机械性能等有负面影响。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种安全性高、与聚苯乙烯材料相容性好、不会对添加后的材料的机械性能产生负面影响的共聚物类阻燃剂及其制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种共聚物类阻燃剂，其特征在于：由二烯类单体或丙烯腈的单体与苯乙烯单体聚合而成，氟化前的成分为以重量计包括5%~90%的苯乙烯单体和大于0%的二烯类或丙烯腈类单体，氟化后，70%以上的共聚物双键都被氟通过加成反应取代。

优选地，二烯类单体选取丁二烯单体，在终产物中丁二烯的含量为70%。

优选地，选取苯乙烯含量为40%的三嵌段SBS氟化产品。

优选地，所述苯乙烯包括官能团取代物。

一种共聚物类阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：向氯化反应器中加入比例为1:10的SBS和氯仿，加热溶解；

步骤二：从反应釜底部通入氯气并搅拌进行加成反应，尾气通入碱性过滤装置中；

步骤三：反应结束后降温并用氮气吹扫残余的氯气，将反应液转移到压力反应釜中，继续降温至冰点；

步骤四：加入计算量的氢氟酸，搅拌升温溶解，控制反应釜压力不超过2公斤，反应一小时；

步骤五：降温结晶，氮气吹扫残余的氟化氢和氯化氢气体，过滤清洗得到最终产物。

优选的，增加步骤六：将反应液倾入到适量的甲醇中，升温至重结晶，过滤水洗将最终产物提纯。

本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：

本发明的安全性高、与聚苯乙烯材料相容性好、不会对添加后的材料的机械性能产生负面影响，能够作为六溴环十二烷阻燃剂的替代物使用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明是热稳定型氟化共聚物，该共聚物由丁二烯和苯乙烯单体聚合而成，该共聚物在氟化前的成分为以重量计5%~90%的苯乙烯单体和大于0%的丁二烯单体。氟化共聚物的结构通过核磁共振波谱来测定，其中70%以上的共聚物双键都被氟通过加成反应取代，生成的产物氟化丁二烯/苯乙烯共聚物可以代替六溴环十二烷在挤出聚苯乙烯和膨胀聚苯乙烯材料中的阻燃应用。

不同丁二烯/苯乙烯的比例氟化后对阻燃性能影响不同，这是由于丁二烯的立体结构的影响。通常高的氟化1,2-丁二烯含量越高，阻燃性能越好。本发明所用的丁二烯/苯乙烯共聚物可为嵌段共聚物，无规则共聚物或接枝共聚物。

氟化丁二烯/乙烯基芳香族单体共聚物优选F-SBS。氟化前，SBS可以是任意二嵌段共聚物（例如苯乙烯/丁二烯）、三嵌段共聚物（例如苯乙烯/丁二烯/苯乙烯或SBS）、四嵌段共聚物（例如苯乙烯/丁二烯/苯乙烯/丁二烯或SBSB）或多嵌段共聚物（例如苯乙烯/丁二烯/苯乙烯/丁二烯/苯乙烯或SBSBS）。

氟化丁二烯/苯乙烯阻燃剂中，丁二烯/苯乙烯中丁二烯的含量从5%到90%，优选70%，不同接枝聚合结构的SBS对阻燃性也有影响，其中苯乙烯比例40%的三嵌段聚合SBS的氟化产品。除了氟化丁二烯/苯乙烯，制备过程的中间产物氯化丁二烯/苯乙烯也同样具有上述阻燃应用性能。丁二烯/苯乙烯共聚物中，包括某些官能团取代的苯乙烯，包括但不限于4-甲氧基苯乙烯，4-甲基苯乙烯，4-溴苯乙烯，4-氟苯乙烯以及2,4-二氟苯乙烯等。

戊二烯/苯乙烯共聚物被氟元素双键加成的产物，以及丙烯腈/苯乙烯共聚物的氟元素双键加成产物也在本发明的范围内。

原料：Kraton D系列丁二烯/苯乙烯共聚物SBS，商品牌号D1101，D1102，性状蓬松颗粒或粉末；氢氟酸（氟化氢），含量40%；氯气；氯仿。