[发明专利]一种环保型阻燃高抗冲聚苯乙烯的制备方法

说明书

本发明目的在于提供一种环保型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丙烯基苯基醚合成出大分子“磷‑氧”阻燃剂；其次通过烯丙基磷酸二酯对HIPS进行接枝反应制备出接枝HIPS；最后将大分子磷阻燃剂、接枝HIPS和高抗冲聚苯乙烯树脂直接共混、造粒制备出氧指数大于35％的环保型阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂。该方法实现了阻燃剂的大分子化，解决了大分子阻燃剂在高抗冲聚苯乙烯树脂胶基体中迁移、析出和分散不均的问题，赋予了高抗冲聚苯乙烯树脂阻燃性能的绿色环保、高效性和持久性等特点。

技术领域

本发明涉及一种环保型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-氧”阻燃剂和接枝剂改性高抗冲聚苯乙烯树脂阻燃性的制备方法。

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：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。CN111518355 A公开了一种经硅烷偶联剂改性的磷系阻燃剂聚磷酸铵和纳米阻燃剂碳纳米管制备出阻燃性高抗冲聚苯乙烯复合材料的制备方法。

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，仅通过传统的改性方法如机械搅拌或偶联剂表面处理很难在不影响HIPS树脂力学性能的前提下大幅地提高材料的阻燃效果。同时，为了保证了阻燃性能的前提下，还存在阻燃剂用量大，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氧指数大于35％的环保型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丙烯基苯基醚合成出大分子“磷-氧”阻燃剂；其次通过烯丙基磷酸二酯对HIPS进行接枝反应制备出接枝HIPS；最后将大分子磷阻燃剂、接枝HIPS和高抗冲聚苯乙烯树脂直接共混、造粒制备出环保型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，改善了大分子阻燃剂与高抗冲聚苯乙烯树脂的相容性，解决了大分子阻燃剂在高抗冲聚苯乙烯树脂胶基体中迁移、析出和分散不均的问题，赋予了高抗冲聚苯乙烯树脂阻燃性能的高效性和持久性等特点。

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)大分子“磷-氧”阻燃剂的制备：以烯丙基磷酸二酯和丙烯基苯基醚的总质量为100份计，首先在带有夹套的15L不锈钢反应釜中，通氮气置换2～4次，向聚合釜中依次加入溶剂200～300份，烯丙基磷酸二酯60～70份，丙烯基苯基醚30～40份，分子量调节剂0.1～0.5份，搅拌混合、加热，待聚合釜温度达到50～70℃时加入引发剂0.05～0.3份，反应4.0～7.0hr，反应完成后经洗涤、烘干，制得大分子“磷-氧”阻燃剂。