[發明專利]用于聚苯乙烯的阻燃劑、阻燃聚苯乙烯材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811520130.2
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109593282B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 舒友;黃蓉
• 申請（專利權）人: 蘇州博之順材料科技有限公司
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08L51/00;C08F289/00;C08F212/08;C08H7/00
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 郭智

本發明涉及一種用于聚苯乙烯的阻燃劑、阻燃聚苯乙烯材料及其制備方法，用于聚苯乙烯的阻燃劑主要由以下原料制備得到：馬來酸酐改性木質素、苯乙烯和引發劑。由于該用于聚苯乙烯的阻燃劑中含有與聚苯乙烯分子相似的結構，因此與聚苯乙烯之間的相容性非常好。而且，該用于聚苯乙烯的阻燃劑中含有剛性的苯環結構，在賦予聚苯乙烯阻燃性能的同時，不會影響聚苯乙烯的機械強度；又因為該阻燃劑具有結晶成核劑的功能，其在賦予聚苯乙烯阻燃性能的同時，還能提高聚苯乙烯的耐熱性。此外，該用于聚苯乙烯的阻燃劑的原料主要來自木質素，屬于造紙工業廢棄物，將其回收用于制備用于聚苯乙烯的阻燃劑，大幅降低了阻燃劑的成本。

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，特別是涉及一種用于聚苯乙烯的阻燃劑、阻燃聚苯乙烯材料及其制備方法。

背景技術

聚苯乙烯(Polystyrene，PS)是指由苯乙烯單體經自由基加聚反應合成的聚合物。聚苯乙烯易加工成型，并具有透明、廉價、剛性、絕緣、印刷性好等優點，可廣泛用于輕工市場、日用裝璜、照明指示和包裝等方面。在電氣方面更是良好的絕緣材料和隔熱保溫材料，可以制作各種儀表外殼、燈罩、光學化學儀器零件、透明薄膜、電容器介質層等。但其極易燃燒的缺點限制了其進一步應用，聚苯乙烯遇火后分解產生苯乙烯單體、苯乙烯二聚體及碳氫化合物，且聚苯乙烯燃燒時易產生帶明火的熔融滴落，能夠引燃其他易燃物，即便移走火源仍能持續燃燒，因此在堆放及建筑施工過程中極易發生火災。對聚苯乙烯進行阻燃改性顯得極為重要，目前主要通過向聚苯乙烯樹脂中添加各種膨脹阻燃劑來提高其阻燃性能，但是傳統阻燃劑與聚苯乙烯相容性差，降低了聚苯乙烯的機械強度。

發明內容

基于此，有必要提供一種與聚苯乙烯相容性較好的用于聚苯乙烯的阻燃劑。

一種用于聚苯乙烯的阻燃劑，主要由以下原料制備得到：馬來酸酐改性木質素、苯乙烯和引發劑。

本發明利用馬來酸酐改性木質素與苯乙烯通過引發劑反應，生成用于聚苯乙烯的阻燃劑，其具體反應原理如圖1所示。由于該用于聚苯乙烯的阻燃劑中含有與聚苯乙烯分子相似的結構，因此與聚苯乙烯之間的相容性非常好。而且，該用于聚苯乙烯的阻燃劑中含有剛性的苯環結構，在賦予聚苯乙烯阻燃性能的同時，不會影響聚苯乙烯的機械強度；又因為該阻燃劑具有結晶成核劑的功能，其在賦予聚苯乙烯阻燃性能的同時，還能提高聚苯乙烯的耐熱性。此外，該用于聚苯乙烯的阻燃劑的原料主要來自木質素，屬于造紙工業廢棄物，將其回收用于制備用于聚苯乙烯的阻燃劑，大幅降低了阻燃劑的成本。

在其中一個實施例中，所述馬來酸酐改性木質素、所述苯乙烯和所述引發劑的質量比為1:(0.1～0.5):(0.003～0.01)。

在其中一個實施例中，所述馬來酸酐改性木質素、所述苯乙烯和所述引發劑的質量比為1:(0.2～0.3):(0.005～0.008)。

在其中一個實施例中，所述馬來酸酐改性木質素主要由以下質量份數的組分制備得到：酸木質素100份和馬來酸酐10～30份。

在其中一個實施例中，所述引發劑為過氧化苯甲酰或偶氮二異丁腈。

本發明還提供一種上述用于聚苯乙烯的阻燃劑的制備方法，包括以下步驟：將所述馬來酸酐改性木質素、所述苯乙烯和所述引發劑混合后于90～110℃回流反應4～6小時，得到所述用于聚苯乙烯的阻燃劑。

在其中一個實施例中，所述馬來酸酐改性木質素由以下方法制備得到：將酸木質素和馬來酸酐于乙二醇二甲醚中混合，于80～90℃回流反應2～8小時，冷卻、過濾、洗滌，得到所述馬來酸酐改性木質素。

本發明還提供一種阻燃聚苯乙烯，主要由以下原料制備得到：聚苯乙烯和上述用于聚苯乙烯的阻燃劑。

在其中一個實施例中，所述聚苯乙烯與所述用于聚苯乙烯的阻燃劑的質量比為1:(0.1～0.45)。