[发明专利]一种氮磷阻燃聚苯乙烯及其制备方法

说明书

本发明公开一种氮磷阻燃聚苯乙烯及其制备方法；氮磷阻燃聚苯乙烯按重量份的组分组成为：100质量份聚苯乙烯接枝氮磷阻燃剂，5～20质量份增韧剂，0.5～1.5质量份抗氧剂，0.5～1质量份润滑剂；本发明通过在聚苯乙烯分子链上接枝阻燃剂制备得到的氮磷阻燃聚苯乙烯，使聚苯乙烯分子具有阻燃性，克服了阻燃剂分散的均匀性不易保证、难以避免阻燃成分的流失和直接影响制品的长期阻燃性能的问题，且聚苯乙烯与阻燃剂通过共价键连接在一起，使聚苯乙烯具有稳定持久的阻燃性。

技术领域

本发明属高分子化学合成领域，具体涉及一种氮磷阻燃聚苯乙烯及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯是一种有机碳氢化合物，极限氧指数仅有18.0％，属于易燃材料的范畴。一旦点燃即以1.3-6.4cm·min^-1的速度水平燃烧，PS制品燃烧时会产生大量的浓烟、有毒气体和融滴，这是由PS自身的分子结构决定的：侧链上较大的苯环在受热时极易不完全燃烧便脱掉，导致了浓烟和融滴的形成；相对于明火而言浓烟和有毒气体更易使人窒息死亡，发泡型的苯乙烯材料受火时情况更严重，规整的蜂窝状、封闭的泡孔结构增大了空气的流通性，使材料的燃烧更容易进行。

聚苯乙烯分子链由碳氢元素组成，容易燃烧，不具有阻燃性，在制备聚苯乙烯材料中，通常会添加阻燃剂，如中国专利CN102399405B公开一种耐高温无卤阻燃聚苯乙烯及其制备方法，通过在聚苯乙烯材料中添加包裹红阻燃剂，大大地提高了无卤聚苯乙烯的耐温性和无卤聚苯乙烯的阻燃性能，经试验测定，其阻燃效果可达到UL-945VA级，热变形1.82MPa可达85℃以上，扩展了聚苯乙烯的应用范围；上述发明专利是将阻燃剂以物理混合方法添加入苯乙烯基材中，由于阻燃剂分子与聚苯乙烯基材之间结合作用较弱，阻燃剂分散的均匀性不易保证，此外也难以避免阻燃成分的流失问题，直接影响制品的长期阻燃性能。基于上述陈述，本发明提出了一种氮磷阻燃聚苯乙烯及其制备方法。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种氮磷阻燃聚苯乙烯及其制备方法，通过在聚苯乙烯分子链间接枝阻燃剂，使聚苯乙烯分子具有阻燃性，且聚苯乙烯与阻燃剂通过共价键连接在一起，使聚苯乙烯具有稳定持久的阻燃性。

本发明的目的在于提供一种氮磷阻燃聚苯乙烯。

本发明的另一目在于是提供上述氮磷阻燃聚苯乙烯的制备方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

氮磷阻燃聚苯乙烯的制备方法如下：

按重量份的组分组成：100质量份聚苯乙烯接枝氮磷阻燃剂，5～20质量份增韧剂，0.5～1.5质量份抗氧剂，0.5～1质量份润滑剂在高速混合机中进行常温混合挤出、直至混合所产生的摩擦热使得物料温度升高至90℃～100℃，出料冷却和将冷却后的混合物料送入到双螺杆挤出机中熔融挤出，所挤出的条料经水槽冷却、牵引进入切粒机造粒，得氮磷阻燃聚苯乙烯。

所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物。

所述抗氧剂为硫代丙酸酯。

所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。

所述聚苯乙烯接枝氮磷阻燃剂，其结构式如下式(I)所示：

式中，n为15～50。

上述聚苯乙烯接枝氮磷阻燃剂的反应流程及制备方法如下：

上述聚苯乙烯接枝氮磷阻燃剂的制备方法如下：

1.按一定比例将ODOPB、环氧丙烷投入反应釜中，加入水充分搅拌溶解，用NaOH将pH调节至8～10，在70～90℃下反应4h，过柱、挥发溶剂得到氮磷阻燃剂小分子。