[发明专利]一种高阻燃、低烟高抗冲聚苯乙烯的制备方法

说明书

本发明提供一种高阻燃、低发烟高抗冲聚苯乙烯树脂的制备方法。该方法首先采用烯丙基磷酸二酯和烯丙基卤合成出大分子“磷—卤”阻燃剂，然后通过接枝化处理制备带羧基的HIPS；其次采用羧基丁苯胶乳对无机抑烟剂进行包覆处理制备出功能化抑烟剂；最后将大分子“磷—卤”阻燃剂、卤酰化HIPS、功能化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130、氧指数大于41％、悬臂梁缺口冲击强度大于7kJ/m²的高阻燃、低烟高抗冲聚苯乙烯树脂。这种方法解决了阻燃剂和抑烟剂在树脂基体中出现的分散不均、迁移和析出等问题，在保证力学性能的前提下充分发挥了大分子阻燃剂的高效阻燃性，赋予了HIPS树脂的低发烟性。

技术领域

本发明涉及一种高阻燃、低烟高抗冲聚苯乙烯树脂的制备方法，具体涉及一种功能化抑烟剂和大分子“磷—卤”阻燃剂和接枝HIPS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、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，普遍采用含卤小分子阻燃剂制备阻燃树脂，其优点在于具有阻燃性高，缺点是燃烧时产生大量烟雾和毒性物质，造成人呼吸困难，其危害性往往比燃烧产生的后果更为严重，是火灾中致人伤亡的首要危险因素。近年来，人们对防火安全性及制品的阻燃、低烟性能的要求越来越高，研制新型高阻燃、低烟的燃树脂材料已成为研究热点。

现有技术中，有关高抗冲聚苯乙烯树脂的低烟、高阻燃研究是通过添加无机阻燃剂和有机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。CN101353461A 公开了一种由十卤二苯乙烷卤系阻燃剂，四卤双酚A卤系阻燃剂和三氧化二锑阻燃增效剂按一定比例与高抗冲聚苯乙烯复配，经双螺杆挤出机经一次挤出加工制成阻燃高抗冲聚苯乙烯复合物。权英等采用有机阻燃剂四溴双酚A和无机阻燃剂水合氧化镁、三氧化二锑复合制备出简支梁缺口冲击强度可达25.3 kJ/m²，阻燃性能达到UL94 V-0级的低烟阻燃HIPS树脂《低烟阻燃高抗冲聚苯乙烯的研制》（中国塑料，2003,17(8):39～42）。

以上这些专利和文献基本都是采用小分子的卤系有机阻燃剂和无机粉体阻燃剂来改性，虽然在提高HIPS树脂阻燃性方面已取得明显的效果，但是也出现阻燃剂用量大、改性成本高、对材料的冲击强度性能的负面影响大等问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种最大烟密度小于130、氧指数大于41％、悬臂梁缺口冲击强度大于7kJ/m²的高阻燃、低发烟高抗冲聚苯乙烯树脂的制备方法。该发明首先采用烯丙基磷酸二酯和烯丙基酰卤进行共聚合生成大分子“磷—卤”阻燃剂，然后通过有机羧酸对HIPS树脂进行接枝制备出接枝HIPS；其次采用羧基丁苯胶乳对无机抑烟剂进行包覆处理；最后将大分子“磷—卤”阻燃剂、接枝HIPS、功能化抑烟剂和高抗冲聚苯乙烯树脂直接共混、造粒制备出高阻燃、低烟高抗冲聚苯乙烯树脂。这种方法充分发挥了大分子阻燃剂的高效阻燃性和稳定性，以接枝HIPS作为相容体系明显地改善了大分子阻燃剂和抑烟剂与高抗冲聚苯乙烯树脂的相容性，解决了阻燃剂和抑烟剂在树脂基体中出现的分散不均、迁移和析出等问题，在保证力学性能的前提下充分发挥了大分子阻燃剂的高效阻燃性，赋予了HIPS树脂的低发烟性。

本发明所述的“份”均是指质量份。

本发明所述一种高阻燃、低烟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：