[發明專利]一種可降解阻燃聚苯乙烯嵌段共聚物及其制備方法

有效

• 申請號: 202110044952.3
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112831055B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 邱元欄
• 申請（專利權）人: 普力信包裝材料（上海）有限公司
• 主分類號: C08G81/02
• 分類號: C08G81/02;C08F293/00;C08F220/06;C08G79/04;C08L87/00;C08K5/098;C08K5/3475;C08K5/134
• 代理公司: 上海申晟知識產權代理有限公司 31444
• 代理人: 劉莎

本發明公開一種可降解阻燃聚苯乙烯嵌段共聚物材料及其制備方法；通過在聚苯乙烯分子鏈上嵌段入阻燃劑大分子，得到一種具有持久的阻燃性能的聚苯乙烯材料，此外，在聚苯乙烯分子鏈上嵌段聚甲基丙烯酸和聚苯乙烯嵌段共聚物中加入光敏劑、防曬劑和降解控制劑，聚甲基丙烯酸與降解控制劑相互作用實現聚苯乙烯嵌段共聚物的快速降解。

技術領域

本發明屬高分子材料領域，具體涉及一種可降解阻燃聚苯乙烯嵌段共聚物及其制備方法。

背景技術

聚苯乙烯是一種有機碳氫化合物，極限氧指數僅有18.0％，屬于易燃材料的范疇。一旦點燃即以1.3-6.4cm·min^-1的速度水平燃燒，PS制品燃燒時會產生大量的濃煙、有毒氣體和融滴，這是由PS自身的分子結構決定的：側鏈上較大的苯環在受熱時極易不完全燃燒便脫掉，導致了濃煙和融滴的形成；相對于明火而言濃煙和有毒氣體更易使人窒息死亡，發泡型的苯乙烯材料受火時情況更嚴重，規整的蜂窩狀、封閉的泡孔結構增大了空氣的流通性，使材料的燃燒更容易進行。

一次性聚苯乙烯餐具和可發性聚苯乙烯包裝材料通常在使用后短時間內丟棄，聚苯乙烯制品在自然環境中難以降解，很容易造成環境污染的問題；基于此，本發明提出了一種可降解阻燃聚苯乙烯嵌段共聚物及其制備方法。

發明內容

為了解決上述現有技術的不足，本發明提供了一種可降解阻燃聚苯乙烯嵌段共聚物及其制備方法，通過在聚苯乙烯分子鏈上嵌段入阻燃劑大分子，得到一種具有持久的阻燃性能的聚苯乙烯材料，此外，在聚苯乙烯分子鏈上嵌段聚甲基丙烯酸和聚苯乙烯嵌段共聚物中加入光敏劑、防曬劑和降解控制劑，實現聚苯乙烯嵌段共聚物的快速降解。

本發明的目的在于提供一種可降解阻燃聚苯乙烯嵌段共聚物。

本發明的另一目在于是提供上述可降解阻燃聚苯乙烯嵌段共聚物的制備方法。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：

將可降解阻燃聚苯乙烯嵌段共聚物在80℃下真空干燥，在雙輥溫度為235℃的開放式熱煉機上加入60～100質量份可降解阻燃聚苯乙烯嵌段共聚物、5質量份光敏劑、5質量份防曬劑和5質量份降解控制劑，待其熔融包輥后，混煉均勻出片，在平板硫化機上于240℃下熱壓、室溫冷壓、出片，得可降解阻燃聚苯乙烯嵌段共聚物材料。

一種可降解阻燃聚苯乙烯嵌段共聚物，其結構式如下式(I)所示：

式中n的取值為15～30，m的取值為7～15，P的取值為10～20。

上述可降解阻燃聚苯乙烯嵌段共聚物的制備方法如下：

1.以三乙胺為催化劑和縛酸劑，氯仿為反應溶劑，二乙基二氯膦酰胺與乙二醇在60～70℃下反應4～6h，繼續加入對羥基苯甲酸進行封端，保溫回流2～3h結束反應，粗產物經減壓蒸餾、抽濾、萃取得到反應型阻燃劑端苯甲酸聚(二乙基胺基)磷酸乙二酯。

其中，二乙基二氯膦酰胺、乙二醇、對羥基苯甲酸的投料摩爾比為9～17:5～17:2.5，三乙胺和二乙基二氯膦酰胺的投料摩爾比為1:1。

2.以甲苯為溶劑、吡啶為縛酸劑、RAFT試劑3-芐基硫烷基硫代羰基硫烷基丙酸先進行酰胺化反應，再與雙末端羥基聚苯乙烯進行酯化反應，得到聚苯乙烯大分子轉移劑。

其中，3-芐基硫烷基硫代羰基硫烷基丙酸與雙末端羥基聚苯乙烯的摩爾比為1:1。

3.以N,N-二甲基甲酰胺DMF為溶劑、偶氮二異丁腈為引發劑、聚苯乙烯大分子鏈轉移劑為鏈轉移劑、甲基丙烯酸為單體，得到PS-b-PMAA。

其中，偶氮二異丁腈與聚苯乙烯大分子鏈轉移劑、甲基丙烯酸的摩爾比為1:3:800，甲基丙烯酸的摩爾濃度為2mol/L。