[发明专利]一种含溴复合阻燃剂及其应用

说明书

本发明提供了一种含溴复合阻燃剂及其应用，由改性含溴阻燃剂、复合引发剂和热稳定剂在高速搅拌机中混合而成；按重量份数计，改性含溴阻燃剂为75‑100份、复合引发剂为5‑20份、热稳定剂为1‑5份；其中，改性含溴阻燃剂由有机硅烷在含溴阻燃剂表面经水解缩聚后改性包覆而成。本发明在改善阻燃剂与聚合物基材相容性的同时，提高了其热稳定性；同时，复合引发剂能引发有机硅烷与聚苯乙烯、聚烯烃等发生接枝反应，进一步增强阻燃剂与聚合物的相容性以及阻燃耐久性。本发明的阻燃剂的制备方法简单方便，成本低廉，易于操作和实现工业化生产，且该含溴复合阻燃剂具有阻燃效率高、阻燃耐久性好等优点。

技术领域

本发明涉及阻燃剂领域，尤其是涉及一种含溴复合阻燃剂及其应用。

背景技术

聚苯乙烯泡沫材料具有机械性能好、价格低廉、成型设备简单易于实施、保温性能优异和施工操作简单等优点，已广泛应用于建筑外保温、屋面保温、内保温、夹芯保温等建筑保温领域。聚苯乙烯泡沫材料可分为挤塑聚苯乙烯泡沫材料(XPS)和可发性聚苯乙烯泡沫材料(EPS)。但聚苯乙烯泡沫的极限氧指数只有20％左右，属于易燃材料，且其燃烧过程中会产生大量的有毒气和浓烟，并有熔融滴落的现象发生，易引发火灾蔓延和二次伤害。近年来，发生的多起建筑外保温火灾如：2017年英国伦敦格兰菲尔大厦火灾、2021年河北石家庄众鑫大厦火灾等，均是因引燃外墙的聚苯乙烯泡沫保温材料后发生火灾蔓延而导致的。因此，建筑保温用聚苯乙烯泡沫材料必须进行阻燃改性。

六溴环十二烷(HBCD)作为一种高效阻燃剂已广泛应用于聚苯乙烯泡沫材料，但其在使用过程中会迁移到环境中，对人类和环境构成潜在的长期危害。随着我国《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公与新增列六溴环十二烷修正案》的实施，HBCD于2021年12月26日正式被禁用。随着禁令的颁布，HBCD的替代及聚苯乙烯用高效阻燃剂的研发成为阻燃领域的研究热点，人们先后研究了含溴阻燃剂、膨胀型阻燃剂、可膨胀石墨、磷-氮-硅(硼)等多种阻燃剂对聚苯乙烯泡沫材料性能的影响，发展了共混阻燃、共聚阻燃和包覆/涂覆阻燃等多种阻燃方式。对聚苯乙烯泡沫材料阻燃效率最高的仍是含溴阻燃剂，如：甲基八溴醚、十溴二苯乙烷等，但这些阻燃剂属于小分子阻燃剂，热稳定性、与聚苯乙烯相容性差，在长期使用过程中也如HBCD一样易从聚苯乙烯泡沫材料中迁移到外界环境中，既会污染环境又会导致聚苯乙烯泡沫材料阻燃性能的衰减。因此，如何提高含溴小分子阻燃剂的热稳定性以及其与聚苯乙烯材料的相容性和提高其阻燃效率成为急需解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种含溴复合阻燃剂及其应用，该阻燃剂能改善小分子含溴阻燃剂的热稳定性，及其与聚合物材料的相容性和提高其阻燃效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种含溴复合阻燃剂，所述阻燃剂由改性含溴阻燃剂、复合引发剂和热稳定剂在高速搅拌机中混合而成；按重量份数计，改性含溴阻燃剂为75-100份、复合引发剂为5-20份、热稳定剂为1-5份；其中，改性含溴阻燃剂由有机硅烷在含溴阻燃剂表面经水解缩聚后改性包覆而成。

进一步，改性含溴阻燃剂由如下方法制备得到：

1)将有机硅烷滴加到pH值4-5的乙醇水溶液中，继续搅拌3-5小时得到有机硅醇水溶液待用；

2)在搅拌下将含溴阻燃剂分散到乙醇水溶液中，接着滴加步骤1)得到有机硅醇水溶液，之后调节pH值至9-10，升高温度至60-80℃，继续搅拌2-3小时；

3)将步骤2)得到的产物过滤，用乙醇水溶液洗涤3-4次后烘干得到有机硅氧烷包覆后的改性含溴阻燃剂。

进一步，乙醇水溶液中乙醇的质量百分比为30-80％。

进一步，步骤1)中有机硅烷与乙醇水溶液的重量比为1:9-4:6；步骤2)中乙醇水溶液的使用量为100-200份，有机硅醇水溶液的使用量为1-20份。