[发明专利]盐酸吡哆胺负载的铝-铁阻燃剂及其改性的聚苯乙烯材料

说明书

本案涉及一种盐酸吡哆胺负载的铝‑铁阻燃剂及其改性的聚苯乙烯材料，采用水磨法制备氢氧化铝，随后将盐酸吡哆胺、氯化铁加入到已经分散好的氢氧化铝分散体系中，得到复配阻燃剂，再将复配好的阻燃剂添加至聚苯乙烯PS进行熔融固化改性得到一种新型阻燃复合聚苯乙烯材料。本发明制备的复配阻燃剂将作为阻燃添加剂引入到PS中，创新的将PPDA的自由基清除能力以及粘合能力有助于提高ATH的阻燃效率和聚苯乙烯PS基体的相容性；对锥形量热测试后的残炭进行进一步分析，发现复配阻燃剂在PS复合材料中的进一步抑制燃烧和降解速度，相应地减少气体燃料的供应，烟气和有毒气体的排放，是一种优良的环保阻燃改性PS材料。

技术领域

本发明涉及高分子材料制备领域，具体地，本发明涉及盐酸吡哆胺负载的铝-铁阻燃剂及其改性的聚苯乙烯材料。

背景技术

长期以来，聚苯乙烯材料(PS)以隔热、保温、质轻的性能，一直被广泛应用于外墙保温系统，但阻燃效果不佳。当前的科技发展时代下，由于产品的日益更新，对高分子材料和阻燃技术的要求也不断提高，尤其是绿色高效、安全环保的阻燃材料更是发展非常迅速。综合分析，不论是无机材料还是有机材料，其必然趋势都是以安全绿色环保、生态友好化、高效化、多功能化为主，向着新环保型材料的方向发展。

氢氧化物阻燃剂早期主要为氢氧化铝，作用机理在于燃烧发生脱水反应，产生大量水蒸气带走聚合物材料表面热量，一般氢氧化铝含量达到30％～60％才能展现出满意的阻燃效果，且其表面有较高亲水和极性，在聚合物材料基体中的分散度和相容性不佳使其易产生聚集，从而导致制品的原有功能下降甚至失效同时大大增加了添加剂的成本、聚合物的加工工艺难度，还会降低材料性能，产生众多负面效果，如滴落现象、影响材料力学等，很难将PS材料原有的优良的性能与阻燃性能兼顾起来，因此开发两种或多种阻燃剂材料进行高效复合，利用多组分之间的协同作用，大幅提高阻燃效率的同时，又能保持材料原本的力学性能是本发明的关键之处。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明旨在通过一种新型聚盐酸吡哆胺负载金属铁复配氢氧化铝阻燃剂的制备，用来改善聚苯乙烯的阻燃性能同时保持材料原本的优良性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种盐酸吡哆胺负载的铝-铁阻燃剂，是通过如下步骤制得：

S1：将一定比例的氢氧化铝、一定量的水及碳酸铝放入高能行星球磨机中，

S2：盐酸吡哆胺(PDA)、氯化铁加入到分散的氢氧化铝溶液中，磁力快速搅拌30min后需快速分散成悬浊液，加入Tris-磷酸盐缓冲液，调节PH值至8.3，后继续在50℃条件下搅拌24h，反应结束后，离心水洗三次，并在温和搅拌下浸入蒸馏水中三天，之后再次用蒸馏水洗涤三次，烘干即得ATH@Fe-PPDA复配阻燃剂。

进一步地，所述氢氧化铝、水、碳酸铝的质量比为1:150～200:1.5。

进一步地，所述盐酸吡哆胺、氯化铁、氢氧化铝的质量比为10:0.4～0.8:2～10。

进一步地本发明提供一种采用如上所述的盐酸吡哆胺负载的铝-铁阻燃剂改性的聚苯乙烯材料，将聚苯乙烯树脂、固化剂、脱模剂以及盐酸吡哆胺负载的铝-铁阻燃剂按一定比例混合，放入挤出机料筒，在挤出机上160～175℃熔融挤出，固化脱模，即得。

进一步地，所述聚苯乙烯树脂、固化剂、脱模剂以及盐酸吡哆胺负载的铝-铁阻燃剂的质量比为10:3:3:0.1～0.9。

进一步地，所述固化剂为4,4’-二氨基二苯砜，脱模剂为二甲基硅油。

进一步地，在160℃下熔融固化1h，165℃固化2h，175℃固化1h。