[发明专利]一种纳米级高分散低烟阻燃高抗冲聚苯乙烯的制备方法

说明书

本发明提供一种纳米级高分散、低烟、阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂的制备方法，该方法首先采用乙烯基类酰胺、烷基丙烯酰卤聚合出大分子“氮—卤”阻燃剂；其次对无机纳米抑烟剂进行胺化处理，随后用卤酰化溶聚丁苯胶浆进行包覆处理制得功能化抑烟剂；最后将大分子“氮—卤”阻燃剂和功能化抑烟剂与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90、氧指数大于46％、悬臂梁缺口冲击强度大于12kJ/m²的低烟、高阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂。该方法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，在保证冲击强度的前提下赋予了HIPS树脂的低发烟性、高阻燃和持久性的特点。

技术领域

本发明涉及一种低烟、高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“氮-卤”阻燃剂和功能化纳米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，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低烟、阻燃性能的要求越来越高，研制新型低烟、高阻燃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：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。ZL200410086287.0公开了一种在高抗冲聚苯乙烯树脂中通过添加卤类阻燃剂十卤联苯醚、辅助阻燃剂三氧化二锑及粉末橡胶，经熔融共混制备阻燃高抗冲聚苯乙烯组合物的方法。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。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。这主要由于HIPS树脂材料属于典型的非极性材料，而有机和无机阻燃剂具有极性大、刚性高的特点，这两种材料的表面性质相差很远，界面作用能不同，会有不同程度影响HIPS树脂材料阻燃和力学性能的效果。

发明内容