[发明专利]一种聚苯乙烯双基协效阻燃复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种聚苯乙烯双基协效阻燃复合材料及其制备方法。以质量份计，包括80‑95份的聚苯乙烯、2‑5份的气相阻燃剂、2‑5份的凝聚相阻燃剂、5‑10份的增容剂和0.5份的抗氧剂。其制备包括以下步骤：S1、将聚苯乙烯、气相阻燃剂、凝聚相阻燃剂、增容剂和抗氧剂在75‑85℃下干燥后混匀，得到混合物；S2、将步骤S1中的混合物经过双螺杆挤出机在190‑210℃下进行共混挤出加工，接着经过冷却到室温后依次进行牵引和切粒，得到聚苯乙烯双基协效阻燃复合材料。本发明改性后的聚苯乙烯材料阻燃性能好，且阻燃剂与基体相容性好，聚苯乙烯材料力学性能好；此外，制备方法简单。

技术领域

本发明属于聚苯乙烯复合材料领域，具体的涉及一种聚苯乙烯与磷杂菲和聚磷腈双基协效阻燃复合材料及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯(英文名称为Poly(styrene)，简称PS)主要用于保温、隔热、防震、包装材料、漂浮制品、用于建筑、绝热材料。由于聚苯乙烯易燃烧，燃烧时熔滴现象严重，使聚苯乙烯在产品对阻燃性能要求的领域受到限制，因此，对聚苯乙烯进行阻燃改性是非常有必要的。而含卤阻燃剂应用到聚苯乙烯树脂中，主要是多溴联苯化合物，这类有卤阻燃剂在聚苯乙烯材料中有良好的阻燃效果，但含卤阻燃剂在燃烧或高温加工时会放出有毒、腐蚀性气体和烟雾。造成环境污染，危害人类健康，自欧盟2003年公布WEEE和RoHS以来，以及人们对环境生活质量要求也越来越高，并且国家的各种环保文件陆续出台，因此，高分子阻燃材料的趋势将以无卤为主。在众多的无卤阻燃剂中，磷系阻燃剂已成为阻燃领域的研究热点。

含磷杂菲化合物9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)及其衍生物是一种新型的阻燃剂，具有优异的阻燃性能而被广泛用于聚合物基无卤阻燃复合材料。磷杂菲不仅比一般未成环的有机磷酸酯热稳定性和化学稳定性好，还具有低含磷量、无卤、低烟、无毒、不迁移和阻燃持久等优点。

但是DOPO类阻燃剂也有其不足，该类阻燃剂与聚合物基体或增强材料之间的相容性差，从而使该类阻燃剂在使用时，导致聚合物基体或增强材料的机械力学性能下降。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种聚苯乙烯双基协效阻燃复合材料及其制备方法。本发明改性后的聚苯乙烯材料阻燃性能好，且阻燃剂与基体相容性好，聚苯乙烯材料力学性能好；此外，制备方法简单。

本发明采用的技术方案如下：

一种聚苯乙烯双基协效阻燃复合材料，以质量份计，包括80-95份的聚苯乙烯、2-5份的气相阻燃剂、2-5份的凝聚相阻燃剂、5-10份的增容剂和0.5份的抗氧剂。

前述的聚苯乙烯双基协效阻燃复合材料，所述气相阻燃剂为反应型磷杂菲。

前述的聚苯乙烯双基协效阻燃复合材料，所述反应型磷杂菲为DOPO-HQ、DOPS-HQ、DOPO-PHBA、DOPS-PHBA、(DOPO)₂-P-PPD-PH或(DOPS)₂-P-PPD-PH中的任意一种，其中：所述DOPO-HQ、DOPS-HQ、DOPO-PHBA、DOPS-PHBA、(DOPO)₂-P-PPD-PH和(DOPS)₂-P-PPD-PH的结构式依次如下：

前述的聚苯乙烯双基协效阻燃复合材料，所述的凝聚相阻燃剂为反应型聚磷腈。

前述的聚苯乙烯双基协效阻燃复合材料，所述反应型聚磷腈的结构式如下：

前述的聚苯乙烯双基协效阻燃复合材料，所述增容剂为聚苯乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物或苯乙烯－丙烯腈接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的任意一种。