[发明专利]环保型低烟、阻燃高抗冲聚苯乙烯的制备方法

说明书

本发明提供一种环保型低烟、阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂的制备方法。该发明首先通过小分子阻燃剂烯丙基磷酸二酯和甲基丙烯酰胺合成出大分子“磷‑氮”阻燃剂；其次通过烯丙基磷酸二酯对溶聚丁苯胶浆进行接枝反应制备出接枝溶聚丁苯胶浆，对醇酯化的两种复配抑烟剂进行包覆处理制得功能化复合抑烟剂；最后将大分子“磷‑氮”阻燃剂、功能化复合抑烟剂和高抗冲聚苯乙烯树脂直接共混、造粒制备出最大烟密度小于80、氧指数大于42％、悬臂梁缺口冲击强度大于10kJ/m²的环保型低烟、阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂。该方法具有绿色环保、抑烟效率好、阻燃效率高和改性成本低等特点。

技术领域

本发明涉及一种环保型低烟、阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂的制备方法，具体涉及一种大分子“磷-氮”阻燃剂和功能化复合抑烟剂改性高抗冲聚苯乙烯树脂的制备方法。

背景技术

高抗冲聚苯乙烯（HIPS）具有成型性优良、韧性好、尺寸稳定性高、电绝缘性能好、易染色、低吸湿性和价格低廉等优点，在包装、电子、建筑、汽车、家电、仪表、日用品和玩具等行业已得到广泛应用，成为当前通用合成树脂中发展最快的品种之一。但是，由于HIPS的主链上均含有大量的碳、氢等元素在高温时易与氧作用发生燃烧，造成其氧指数低，阻燃性能差，难以达到UL94 （美国仪器和部件用塑料材料的燃烧性测试标准）的V-0级阻燃标准要求，很难适应高端电子电器、汽车制造等行业。目前，随着全球安全环保意识的日益加强，人们对防火安全性及制品的阻燃性能的要求越来越高，传统的含卤阻燃剂由于自身的腐蚀性及燃烧产物的毒性，其应用正越来越受到限制。因此开发环境友好、无毒无害的无卤阻燃剂已成为塑料改性领域的一个研究热点。

现有技术中，有关高抗冲聚苯乙烯树脂无卤阻燃的研究主要是通过添加无机和有机的无卤阻燃剂的方法来制备。如：ZL96116942.7公开了一种以无卤阻燃剂氢氧化铝（镁）、三氧化二锑和磷系阻燃剂相互配合使用，通过混炼共混工艺，制备出低烟、低毒、阻燃性能好的环保型阻燃橡胶地板。ZL201110098731.0 公开了一种经磺化高抗冲聚苯乙烯表面处理的氢氧化镁阻燃剂，该阻燃剂与高抗冲聚苯乙烯树脂混合制备出冲击强度为5.4kJ/m²、氧指数为29％的阻燃高抗冲聚苯乙烯材料。CN201910089719.X公开了一种有机磷系阻燃剂和无机次磷酸盐与聚苯醚和高抗冲聚苯乙烯通过混炼共混工艺，制备出阻燃微发泡聚苯醚复合材料。

以上这些专利都是采用小分子有机和无机粉体无卤阻燃剂来改性，虽然在提高HIPS树脂阻燃性方面已取得明显的效果，但是无卤阻燃剂和HIPS树脂的表面性质相差很远，界面作用能不同，存在阻燃剂用量大，改性成本高，产品质量不稳定等问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种最大烟密度小于80、氧指数大于42％、悬臂梁缺口冲击强度大于10kJ/m²的环保型低烟、阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂的制备方法。该发明首先通过小分子阻燃剂烯丙基磷酸二酯和甲基丙烯酰胺合成出大分子“磷-氮”阻燃剂；其次通过烯丙基磷酸二酯对溶聚丁苯胶浆进行接枝反应制备出接枝溶聚丁苯胶浆，而后对无机复合抑烟剂进行醇酯化处理，随后用接枝溶聚丁苯胶浆对醇酯化抑烟剂进行包覆处理制得功能化复合抑烟剂；最后将大分子“磷-氮”阻燃剂、功能化复合抑烟剂和高抗冲聚苯乙烯树脂直接共混、造粒制备出环保型低烟、阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂。这种方法实现了阻燃剂的大分子化，极大地改善了阻燃剂和抑烟剂与高抗冲聚苯乙烯（HIPS）树脂的相容性，避免了抑烟剂对HIPS树脂力学性能的破坏，充分发挥了大分子阻燃剂和抑烟剂的协同效应，在保证冲击强度的前提下赋予了HIPS树脂的环保化、低发烟、高阻燃和持久性的特点。

本发明所述的“份”均是指质量份。

本发明所述一种环保型低烟、阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂的制备在反应釜和螺杆捏合机中进行，具体的制备步骤为：

（1）功能化抑烟剂的制备：