[发明专利]一种磺化SEBS基稀土离聚物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种磺化SEBS基稀土离聚物的制备方法，包括以下步骤：将SEBS溶解后，加入磺化剂进行磺化反应，反应液中加入终止剂终止反应；然后加入稀土金属盐，将整个反应体系倒入≥50℃水中，得沉淀物，沉淀物经洗涤、干燥后，得磺化SEBS基稀土离聚物。制备的离聚物实现了PC的冲击韧性及阻燃性能的提高，并基本维持了PC的高热稳定性、透明度及力学强度。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种磺化SEBS基稀土离聚物及其制备方法和应用。

背景技术

由于优异的热塑加工性、尺寸稳定性、抗冲击性、透光性、介电性、耐老化性等，聚碳酸酯(PC)已经广泛应用在建筑、照明采光、航空航天、车辆工程、医药器材等领域。近年来由于物联网、5G、人工智能等新技术的崛起，PC越来越多的在电子通讯、高端传感、智能家居、无人驾驶等行业崭露头角，目前其增速和年产量均位于五大通用工程塑料之首。然而，PC分子链内有丰富的烃链和苯环，易燃性较高，燃烧发烟量大。一旦有持续的热源或明火，燃烧即会蔓延，且伴随明显的熔融滴落，易引发大规模火灾和二次伤害，释放出的热量和烟雾密度高，阻碍逃生，使人窒息死亡。传统的PC阻燃材料虽然具有较好阻燃效果，但材料的冲击韧性、热稳定性、透明性等往往大打折扣。

为了尽可能小的影响PC作为工程塑料的综合性能，目前商品化最成熟的PC阻燃剂为磺酸盐类，作为PC的专一阻燃剂，磺酸盐通常以极低的添加量(0.2～2‰左右)便可使得PC的极限氧指数(LOI)超过30％并通过UL-94V-0级别。但目前使用的磺酸盐以小分子为主，在PC基体中的分散性、耐久性较差，且会大幅降低PC的热稳定性、冲击韧性、力学强度、延展性等关键指标，并且在锥形量热试验中的热释放抑制表现不佳。目前使用的磺酸盐的金属反离子几乎为Na和K为代表的一价碱金属，对PC的阻燃机制主要集中在气相，缺少对PC催化成炭的凝聚相阻燃作用，这无疑降低了阻燃效率。因此，研究出一种新型的阻燃剂用于PC材料中，在确保PC阻燃性能的前提下，保持甚至提升其冲击韧性、断裂强度、热稳定性、透明性等综合指标，并改善阻燃剂易迁移抽出的缺陷，对于扩展PC的应用领域和高性能化改性具有积极意义。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种磺化SEBS基稀土离聚物，该离聚物实现了PC的冲击韧性及阻燃性能的提高，并基本维持了PC的高热稳定性、透明度及力学强度。

本发明的第一个目的在于提供一种磺化SEBS基稀土离聚物，所述磺化SEBS基稀土离聚物的分子结构式如下所示：

式中，x₁+x₂+m+n+y₁+y₂≥10，

x₁≥0，y₂≥0，

x₂、m、n、y₁＞0，

R为稀土金属。

SEBS为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，本发明的磺化SEBS基稀土离聚物是以SEBS弹性体为基础，在SEBS苯环上连接磺酸基，磺酸基的氢离子被稀土金属离子中和而得。

磺化SEBS基稀土离聚物为大分子结构，相比小分子磺酸盐在耐迁移抽出、改善分散性、增韧改性等方面有着很大的优势；而离聚物中的稀土金属可抑制熔滴物的形成、催化基体成炭，在凝聚相-气相中同时发挥阻燃作用；离聚物中的磺酸基在金属存在下，捕捉高活性自由基并稀释可燃性气体。因此，本发明提供的磺化SEBS基稀土离聚物结合了稀土金属的凝聚相催化成炭作用、磺酸盐的高效阻燃性、大分子阻燃剂的增韧和耐抽出优势，应用于PC中，可实现PC的增韧和阻燃改性，并基本维持PC的高热稳定性、透明度及力学强度。

本发明磺化SEBS基稀土离聚物中的稀土金属为镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇中的任意一种或多种。