[發(fā)明專利]一種阻燃改性聚苯乙烯塑料和制備工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211298603.5
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115637008A
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設計）人: 王繼強;董白敏
• 申請（專利權）人: 湖北樓高信息科技有限公司
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08L97/00;C08H7/00
• 代理公司: 合肥銘輝知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 34212
• 代理人: 黃欽花

本發(fā)明涉及聚苯乙烯技術領域，且公開了一種阻燃改性聚苯乙烯塑料和制備工藝，將DOPO含磷阻燃劑和二硫脲結構接枝到木質(zhì)素中，得到含有氮磷硫協(xié)效阻燃體系的木質(zhì)素基阻燃劑。對聚苯乙烯樹脂進行填充改性，得到阻燃改性聚苯乙烯塑料，木質(zhì)素基阻燃劑中以木質(zhì)素作為碳源，DOPO作為酸源、二硫脲結構作為氣源，具有優(yōu)異的膨脹阻燃效果，可以促進木質(zhì)素燃燒成炭，在聚苯乙烯塑料中形成穩(wěn)定的炭層，起到防止熔融滴落和抑制有毒煙氣逸出的作用。

技術領域

本發(fā)明涉及聚苯乙烯技術領域，具體為一種阻燃改性聚苯乙烯塑料和制備工藝。

背景技術

塑料是三大高分子材料之一，其中聚苯乙烯塑料無毒無臭、透明度高、剛性好、耐化學腐蝕性高，廣泛應用在絕緣材料、保溫材料、塑料薄膜、電容器介質(zhì)層等發(fā)明，但是聚苯乙烯塑料存在容易燃燒，同時在燃燒時存在熔融滴落、釋放有毒煙氣等問題，限制了聚苯乙烯的發(fā)展和應用，因此需要對聚苯乙烯進行阻燃改性。

木質(zhì)素具有芳香族結構和較高的炭化性能，可以作為碳源，在阻燃劑中有著廣闊的應用前景，中國專利文件申請?zhí)?01810899985.4《一種哌嗪改性木質(zhì)素包覆紅磷阻燃劑及其在PS樹脂中的應用》，公開了利用哌嗪改性木質(zhì)素，然后包覆紅磷作為協(xié)效阻燃劑，對聚苯乙烯樹脂進行阻燃改性，具有優(yōu)異的阻燃性能；文獻《木質(zhì)素基膨脹型阻燃劑的制備及其應用》，報道了通過接枝氮、磷元素，合成了碳源、酸源、氣源三位一體的木質(zhì)素基膨脹型阻燃劑，對環(huán)氧樹脂起到很好的阻燃效果；本發(fā)明以DOPO-MA和2,5-二硫脲對木質(zhì)素進行接枝改性，合成含氮磷硫的木質(zhì)素基協(xié)效阻燃劑，對聚苯乙烯阻燃改性。

發(fā)明內(nèi)容

（一）解決的技術問題

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種含有木質(zhì)素基阻燃劑的阻燃改性聚苯乙烯塑料及其制備工藝。

（二）技術方案

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術方案：一種阻燃改性聚苯乙烯塑料的制備工藝，包括以下重量份數(shù)的原料：100重量份數(shù)的聚苯乙烯樹脂、1-8重量份的木質(zhì)素基阻燃劑，2-8重量份的增韌劑、0.2-0.6重量份的抗氧劑，制備工藝為：將聚苯乙烯樹脂、木質(zhì)素基阻燃劑、增韌劑、抗氧劑在單螺桿擠出機中共混并擠出，然后在平板硫化機中進行模壓，得到阻燃改性聚苯乙烯塑料。

優(yōu)選的，所述單螺桿擠出機的Ⅰ區(qū)溫度165-175 ℃、Ⅱ區(qū)溫度175-185 ℃、Ⅲ區(qū)溫度190-200 ℃。

優(yōu)選的，所述平板硫化機模壓在10-15 MPa壓力下180-190 ℃中模壓3-8 min。

優(yōu)選的，所述木質(zhì)素基阻燃劑的制備方法為：

S1、向N,N-二甲基甲酰胺和吡啶混合溶劑中加入100重量份數(shù)的多羥基木質(zhì)素，攪拌溶解并加入80-300重量份的DOPO-MA和2-10重量份的催化劑4-二甲氨基吡啶，在70-100℃中反應12-48 h，反應后冷卻并加入甲醇洗滌，過濾溶劑，乙醇洗滌，得到DOPO-羧基木質(zhì)素。

S2、向N,N-二甲基甲酰胺中加入100重量份數(shù)的DOPO-羧基木質(zhì)素，攪拌溶解并加入28-80重量份的N-羥基丁二酰亞胺、40-120重量份的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽，在20-35 ℃中攪拌活化1-2 h，然后加入2,5-二硫脲，攪拌反應6-18 h，反應后加入甲醇沉淀，過濾溶劑，乙醇洗滌，得到木質(zhì)素基阻燃劑。

優(yōu)選的，所述S1中N,N-二甲基甲酰胺和吡啶的體積比為1:1-3。

優(yōu)選的，所述S1中多羥基木質(zhì)素的制備工藝為：

S3、向10-30%的過氧化氫的水溶液中加入100重量份數(shù)的木質(zhì)素磺酸鈉，攪拌溶解并加入1.5-3重量份的氫氧化鐵，在45-60 ℃中回流反應1-2 h，反應后減壓蒸餾，乙醇洗滌，得到多羥基木質(zhì)素。