[發明專利]一種利用廢聚苯乙烯制備大分子無鹵阻燃劑的方法

無效

• 申請號: 201110173065.2
• 申請日: 2011-06-24
• 公開（公告）號: CN102276767A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 董延茂;趙丹;鮑治宇;吉鳳成;蔡鑫
• 申請（專利權）人: 蘇州科技學院
• 主分類號: C08F112/08
• 分類號: C08F112/08;C08F8/40;C08J11/04;C08L25/06
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術領域

本發明屬于廢聚苯乙烯回收利用領域和大分子阻燃劑制備領域，涉及一種利用廢聚苯乙烯制備大分子無鹵阻燃劑的方法。

背景技術

聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)等制品由于其質輕、堅固、吸震、低吸潮、易成型及良好的耐水性、絕熱性、價格低等特點，被廣泛地應用于包裝、保溫、防水、隔熱、減震等領域，是當今世界上應用最廣泛的塑料之一。目前我國聚苯乙烯泡沫塑料制品年產量已達數十萬噸，每年產生30萬噸以上廢泡沫塑料，造成“白色污染”。如何有效回用廢聚苯乙烯并獲得較高的經濟、社會、環境效益是目前資源化利用的關鍵問題。

廢聚苯乙烯可通過物理共混改性和化學接枝改性，應用于防水涂料、腐蝕涂料、防銹涂料、防火涂料、道路標志涂料、循環再制泡沫制品、裂解制苯乙烯等，利用廢聚苯乙烯生產高分子型阻燃劑也是途徑之一。例如，聚苯乙烯在三氯化鋁催化下可與液溴發生親電取代反應而制得阻燃劑溴化聚苯乙烯，其阻燃效果好，成本低，已經工業化。但是，隨著歐盟的ROHS指令等環保法令的出臺，含鹵阻燃劑的應用受到限制。因此，研究開發基于非聚苯乙烯的新型無鹵大分子型阻燃劑具有良好應用前景，并將取得可觀的經濟、社會、環境效益。

發明內容

本發明的發明目的是提供一種利用廢聚苯乙烯制備大分子無鹵阻燃劑的方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種利用廢聚苯乙烯制備大分子無鹵阻燃劑的方法，包括以下步驟：

(1)?在無水條件下，將聚苯乙烯和氯化鋁AlCl₃溶于無水氯仿配成0.1～0.2mol/L溶液，得到溶液A；將三氯化磷加入溶液A中，在30～55℃反應3～5小時，再將反應體系的溫度逐漸升高至50～80℃，減壓蒸餾出氯仿和未反應的三氯化磷，得到二氯聚苯乙烯基磷中間體C；其中，聚苯乙烯（以苯乙烯計）、氯化鋁AlCl₃和三氯化磷摩爾比為1∶0.6～1.5∶1.1～1.2；

(2)?將中間體C用氯仿溶解配成0.1～0.2mol/L溶液D，攪拌的同時將丙烯酸滴加入溶液D，滴加完畢后升溫至85～95℃，反應3～4小時，得到溶液E；其中，中間體C（以二氯苯乙烯基磷計）和丙烯酸的摩爾比為1∶1.1～1.2；

(3)向溶液E中加入蒸餾水，在85～95℃下持續水解2～3小時，得到沉淀物F；抽濾，水洗沉淀物F，80～90℃下真空干燥，得到2-羧乙基聚苯乙烯基次膦酸，即大分子無鹵阻燃劑。

上述技術方案中，步驟(1)中，聚苯乙烯為廢棄的聚苯乙烯材料，經過簡單的洗滌干燥處理即可；通常聚苯乙烯的重均分子量為1000～800,000；優選為3萬～4萬。

上述技術方案中，步驟(3)中，溶液E和蒸餾水的體積比=1∶2～3。

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：

1．由于本發明采用廢聚苯乙烯制備大分子無鹵阻燃劑，不僅具有成本低的優勢，而且所得大分子無鹵阻燃劑具有與高分子材料相容性好、阻燃性能優異、環境友好等特點。

附圖說明

圖1為實施例中制備大分子無鹵阻燃劑的流程示意圖；

圖2為實施例一中大分子無鹵阻燃劑的紅外光譜圖；

圖3為實施例一中聚苯乙烯和大分子無鹵阻燃劑的熱分析圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：

實施例一：參見附圖1所示步驟制備大分子無鹵阻燃劑：

(1)?保持反應器干燥，按照摩爾比為1∶1.5將0.99?g聚苯乙烯（Mw.?30000，以苯乙烯計）和1.87?g?AlCl₃加入250ml三口瓶中，加入干燥的100ml氯仿，攪拌，升溫至40℃時，得到溶液A；按照摩爾比聚苯乙烯（以苯乙烯計）∶三氯化磷=1∶1.1，將1.4g三氯化磷滴加入溶液A中，反應4小時，再將反應體系的溫度逐漸升高至60℃，減壓蒸餾出氯仿和未反應的三氯化磷，得到二氯聚苯乙烯基磷中間體C；

(2)?將中間體C用氯仿溶解配成0.1mol/L溶液D，按照摩爾比中間體C（以二氯苯乙烯基磷計）∶丙烯酸=1∶1.1，將0.8g丙烯酸滴加入溶液D，攪拌，滴加完畢之后升溫至90℃，反應3小時，得到溶液E；

(3)?按照體積比溶液E∶蒸餾水=1∶3向溶液E中加入蒸餾水，在90℃下持續水解3小時，得到沉淀物F；將F抽濾，水洗三次，85℃下真空干燥，得到2-羧乙基聚苯乙烯基次膦酸，即大分子無鹵阻燃劑。