[發明專利]一種無鹵膨脹阻燃劑-苯乙烯共聚復合小球及其制備方法

有效

• 申請號: 201810984931.8
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109232836B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 王春蕾;胡黎明;閆俊濤;吉茂林;李建芬;程群鵬;柴波;范國枝;宋光森
• 申請（專利權）人: 武漢輕工大學
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08F212/08;C08L51/10
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

本發明公開了一種無鹵膨脹阻燃劑?苯乙烯共聚復合小球及其制備方法。該制備方法包括：1)可共聚雙鍵型無鹵膨脹阻燃劑的制備；2)無鹵膨脹阻燃劑?苯乙烯共聚復合小球的制備。本發明從分子共聚反應的層面更好地解決了無鹵阻燃劑遇濕易遷移、相容性差等問題，優于通過共混法將改性阻燃劑分散在高分子樹脂基體中。

技術領域

本發明屬于高分子保溫材料領域，更具體地，涉及一種無鹵膨脹阻燃劑-苯乙烯共聚復合小球及其制備方法。

背景技術

長期以來含溴阻燃劑常被用于工業阻燃用品。歐盟發布了《關于電子電器設備中禁止使用某些有害物質》，這使得各國阻燃材料開始謹慎在聚合物材料中使用含溴阻燃劑，此外，近些年來研究發現，溴系阻燃劑在熱降解過程中釋放出HBr和Br₂等有毒氣體，對人體危害極大，火災現場很多受害者是吸入這些有毒其他窒息而死，不是被火燒而亡，這遠比火災本身更可怕，因此，人們逐漸意識到開發無鹵阻燃劑的重要性。

作為建筑保溫領域常用的聚苯乙烯保溫材料，近年來也同樣面臨著使用無鹵膨脹性阻燃劑替代或部分代替含鹵阻燃劑的問題。目前無鹵膨脹性阻燃劑聚苯乙烯復合材料通常采用聚苯乙烯材料與無阻燃劑共混法或者涂覆法，中國專利CN102399405B公開一種耐高溫無鹵阻燃聚苯乙烯及其制備方法，該專利采用高抗沖聚苯乙烯與阻燃劑等其它助劑攪拌混合擠出造粒。中國專利CN102492231B公開了一種無鹵阻燃聚苯乙烯復合材料及其制備方法，該專利采用聚苯乙烯膨脹性阻燃劑等原料通過高速攪拌機混合、再經雙螺桿擠出機熔融擠出成型得到無鹵阻燃聚苯乙烯復合材料。

膨脹性無鹵阻燃劑典型代表有聚磷酸銨、三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺等膨脹性阻燃劑，具有低煙、低毒、高效阻燃等優異性能，被廣泛應用于高分子樹脂材料中。但是無鹵阻燃劑與高分子樹脂材料相容性差，此外，聚磷酸銨、三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺在水中具有不同程度的溶解度，易水解，吸潮遷移、滲透等弊端，大大降低其應用領域。因此，科研工作者采用了各種不同的方法對這些無鹵膨脹性阻燃劑進行改性。常見的方法有：①聚合物微膠囊方法，通常采用聚氨酯、酚醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、脲醛樹脂等對無無阻膨脹性阻燃劑進行包覆改性，這些方法工藝復雜且使用毒性較大的甲醛、二異氰酸酯等，微膠囊后的無阻膨脹性阻燃劑不具有可共聚合的雙鍵。②采用氨基硅烷偶聯劑、硅烷、硅氧烷改性無阻膨脹阻燃劑，如中國專利申請CN101235221A公開了氨基硅烷偶聯劑改性聚磷酸銨的制備方法，聚磷酸銨表面被氨基硅烷偶聯劑改性，難以發生接枝改性，而且使用芳香烴類甲苯等有毒溶劑。文獻(硅烷微膠囊包覆聚磷酸銨的制備及其阻燃TPU的研究，聚氨酯工業，2015年第30卷第6期)公開了通過溶膠凝膠方法在聚磷酸銨表面直接用甲基三乙氧基硅烷改性制得微膠囊包覆的聚磷酸銨，該方法大量使用甲基三乙氧基硅烷，甲基三乙氧基硅烷價格遠遠高于正硅酸乙酯，因此，成本很高。對于在水中有著不同溶解度的聚磷酸銨、三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺改性會有部分溶解在反應體系中造成浪費，而且廢液分離處理增加難度。

綜上所述，無鹵阻燃劑的現有改性技術方案存在以下缺點：使用有毒溶劑、使用價格高且添加量較大的硅烷或硅氧烷、技術方案通常采用滴加方式工藝復雜等。此外，現有技術方案未見利用原位懸浮聚合法將可共聚雙鍵型無鹵膨脹阻燃劑與苯乙烯單體共聚合成無鹵阻燃劑-苯乙烯共聚復合小球的報道。

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，從分子共聚反應的層面更好地解決無鹵阻燃劑遇濕易遷移、相容性差等問題。

為了實現上述目的，本發明的第一方面提供一種無鹵膨脹阻燃劑-苯乙烯共聚復合小球的制備方法，該制備方法包括：

1)可共聚雙鍵型無鹵膨脹阻燃劑的制備

在攪拌狀態下將聚乙烯吡咯烷酮溶于無水乙醇，再加入無鹵膨脹阻燃劑，一次性加入水、NH₃·H₂O，進行第一攪拌，再一次性加入正硅酸乙酯，進行第二攪拌，然后加入可共聚雙鍵型疏水改性劑，繼續反應，再經抽濾、洗滌、干燥后，得到所述可共聚雙鍵型無鹵膨脹阻燃劑；