可聚合磷系阻燃剂的制备方法以及阻燃性聚苯乙烯的制备方法技术

可聚合磷系阻燃剂的制备方法以及阻燃性聚苯乙烯的制备方法，属于阻燃材料领域。本发明专利技术要解决现有聚苯乙烯中阻燃剂与基体相容性差，对环境危害大。可聚合磷系阻燃剂的制备方法是六氯环三磷腈合成的阻燃剂中氯原子被无卤基团取代。阻燃性聚苯乙烯的制备方法：一、将苯乙烯、AIBN、上述可聚合磷系阻燃剂一同加入到双螺杆挤出机内，挤出造粒；二、然后与纳米滑石粉混配，在80～110℃条件下搅拌均匀后倒入挤塑机内，进行加热混合的同时加入发泡剂，然后挤塑压出成型；即得到阻燃性聚苯乙烯。本发明专利技术的阻燃效率好。

Process for preparing polymerizable phosphorus series flame retardant and preparation method of flame retardant polystyrene

The invention relates to a preparation method of a polymerizable phosphorus series flame retardant and a preparation method of a flame retardant polystyrene, belonging to the field of flame retardant materials. The invention solves the poor compatibility of the flame retardant and the substrate in the existing polystyrene and has great harm to the environment. Polymerizable phosphorus flame retardant was prepared hexachloride three phosphorus chlorine atom in the synthesis of flame retardant nitrile halogen substituents. Method for preparing flame retardant polystyrene: 1, styrene, AIBN, the polymeric flame retardant incorporated into a double screw extruder, extrusion granulation; two, then mixed with nano talcum powder, stir in 80 ~ 110 Deg. C into the extruder, adding foaming agent at the same time heating and mixing, extrusion and extrusion molding to obtain flame retardant polystyrene. The flame retardant efficiency of the invention is good.

【技术实现步骤摘要】
可聚合磷系阻燃剂的制备方法以及阻燃性聚苯乙烯的制备方法
本专利技术属于阻燃材料领域；具体涉及可聚合磷系阻燃剂的制备方法，以及阻燃性聚苯乙烯的制备方法。
随着世界能源的不断消耗，各国日益重视节能环保也日益成为各国政府关注的焦点之一，建筑节能是减轻环境污染，解决能源危机的重要途径之一。降低建筑能耗的主要方式是构筑建筑墙体外保温体系。目前世界各国大规模应用在建筑保温领域的材料主要是可发性聚苯乙烯泡沫，挤塑聚苯乙烯泡沫，聚氨酯泡沫等产品。可发性聚苯乙烯泡沫由于由于具有低导热系数，易成型加工，工艺成熟等优点备受人们的关注。然而，随着聚苯乙烯泡沫保温板材料使用量的增大，其易燃性也暴露出来。建筑保温材料的防火隐患已成为严重的社会安全问题。聚苯乙烯(PS)泡沫塑料作为一种碳氢化合物，其氧指数只有18，属于易燃材料。因此在使用过程中需要使用阻燃剂。常作为聚苯乙烯阻燃剂的溴系阻燃剂，在燃烧过程中产生有毒气体及粉尘，对人体造成二次伤害；锑类是溴系阻燃剂的高效协效剂，但加入锑类协效剂，虽然可以减少阻燃剂的使用量，但是它的存在会使体系燃烧时生烟量更高，同时会产生熔滴，助长火势的蔓延，而且锑类协效剂的用量较大，这不仅使产品成本高、透明性也差。再者，在前两种添加方式中，阻燃剂或者阻燃剂协效剂都是以多分散相形态与聚苯乙烯形成微观多分散系统。在该系统中，阻燃成分具有易分解流失，渗析，团聚等缺点。所以，合成一种绿色环保，与基体相容性好的一种阻燃剂成为研究的热点。在现有的技术方案中，最大的缺点就是卤系阻燃剂会引起二次污染，对人体造成危害。其次就是与本体的相容性较差。
技术实现思路
本专利技术要解决现有聚苯乙烯中阻燃剂与基体相容性差，对环境危害大；而提供了可聚合磷系阻燃剂的制备方法以及阻燃性聚苯乙烯的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术中可聚合磷系阻燃剂的制备方法是按下述操作进行的：在室温下，将六氯环三磷腈溶于无水四氢呋喃中，搅拌，加入三乙胺；然后冷却至-5℃，保温继续搅拌20分钟，再搅拌同时逐滴滴加丙烯酸羟乙酯的四氢呋喃溶液，保持等温3～5小时后，搅拌同时逐滴滴加二乙胺的四氢呋喃溶液，保持等温4h；再加热至20～25℃，继续搅拌8～12小时，过滤去除沉淀物，旋转蒸发滤液后得到棕色粘稠液体，即得到可聚合磷系阻燃剂。二次保持等温的目的是使产物混合均匀。进一步地限定：整个反应过程中以200～220r/min的速率进行搅拌。进一步地限定：将1g～3g六氯环三磷腈溶于160ml无水四氢呋喃中；所述丙烯酸羟乙酯的四氢呋喃溶液是由3g～5g丙烯酸羟乙酯和30ml～50ml无水四氢呋喃配置成的；所述二乙胺的四氢呋喃溶液是由3g～5g二乙胺和10ml～20ml无水四氢呋喃配置成的。本专利技术中阻燃性聚苯乙烯的制备方法是通过下述步骤完成：步骤一、将苯乙烯、偶氮二异丁腈(AIBN)、上述方法制备的可聚合磷系阻燃剂一同加入到双螺杆挤出机内，挤出造粒；步骤二、然后与纳米滑石粉混配，在80～110℃条件下搅拌均匀后倒入挤塑机内，进行加热混合的同时加入发泡剂，然后挤塑压出成型；即得到阻燃性聚苯乙烯。进一步地限定：步骤二所述的发泡剂为戊烷、丁烷或己烷。进一步地限定：以重量份计，各原料的配比是：苯乙烯80～100份，可聚合磷系阻燃剂1～3份，AIBN1～3份，纳米滑石粉3～5份，发泡剂戊烷4～5份。进一步地限定：步骤一双螺杆挤出机的挤出温度控制在90～110℃。进一步地限定：步骤二中控制注塑温度为110～130℃。本专利技术中六氯环三磷腈合成的阻燃剂中氯原子被无卤基团取代后，不含卤素，绿色环保，而且与三乙胺生成的磷系阻燃剂中间体与苯乙烯单体可以发生共聚反应，这样，不仅可以解决环保问题，而且可以解决阻燃剂与聚苯乙烯相容性差的问题。本专利技术的可聚合磷系阻燃剂可以作为着一种反应型的阻燃剂，在聚合物基体的相容性性好，不会发生阻燃剂的迁移，避免喷霜现象。本专利技术的可聚合磷系阻燃剂不含卤素，阻燃效率好，具备无卤，低烟，低毒，高效环保的优点，有利于可持续发展，具有良好的应用前景。本专利技术的可聚合磷系阻燃剂的制备方法简单，而且条件温和，易于控制，无需复杂的后处理工艺，便于工业化的实现。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式中可聚合磷系阻燃剂的制备过程中以200r/min的速率进行搅拌；具体是按下述操作进行的：在室温(25℃)下，将1g六氯环三磷腈溶于160ml无水四氢呋喃中，搅拌，加入1g三乙胺，冷却至-5℃，继续搅拌20分钟，搅拌同时以40ml/min速度逐滴滴加40ml丙烯酸羟乙酯的四氢呋喃溶液，保持等温3小时后，搅拌同时以10ml/min速度逐滴滴加10ml二乙胺的四氢呋喃溶液，保持等温4h，加热至20℃，继续搅拌8小时，过滤去除沉淀物，旋转蒸发滤液后得到棕色粘稠液体，即得到可聚合磷系阻燃剂。所述丙烯酸羟乙酯的四氢呋喃溶液是由3g丙烯酸羟乙酯和40ml无水四氢呋喃配置成的；所述二乙胺的四氢呋喃溶液用量为是由3g丙烯酸羟乙酯和10ml无水四氢呋喃配置成的。本实施方式中以重量份计，各原料的配比是：苯乙烯80份，可聚合磷系阻燃剂1份，偶氮二异丁腈(AIBN)1份，粒径为20nm的纳米滑石粉3份，戊烷4份。所述阻燃性聚苯乙烯的制备方法是通过下述步骤完成：步骤一、将苯乙烯、AIBN、上述方法制备的可聚合磷系阻燃剂一同加入到双螺杆挤出机内，挤出温度控制在90℃挤出造粒；步骤二、然后与纳米滑石粉混配，在100℃条件下搅拌均匀后倒入挤塑机内，进行加热混合的同时加入发泡剂，然后挤塑压出成型,控制注塑温度为100℃；即得到阻燃性聚苯乙烯。具体实施方式二：本实施方式中可聚合磷系阻燃剂的制备过程中以210r/min的速率进行搅拌；具体是按下述操作进行的：在室温(25℃)下，将1g六氯环三磷腈溶于160ml无水四氢呋喃中，搅拌，加入1g三乙胺，冷却至-5℃，继续搅拌20分钟，搅拌同时以10ml/min速度逐滴滴加40ml丙烯酸羟乙酯的四氢呋喃溶液，保持等温3小时后，搅拌同时以10ml/min速度逐滴滴加15ml二乙胺的四氢呋喃溶液，保持等温4h，加热至30℃，继续搅拌8小时，过滤去除沉淀物，旋转蒸发滤液后得到棕色粘稠液体，即得到可聚合磷系阻燃剂。所述丙烯酸羟乙酯的四氢呋喃溶液是由4g丙烯酸羟乙酯和40ml无水四氢呋喃配置成的；所述二乙胺的四氢呋喃溶液用量为是由4g丙烯酸羟乙酯和15ml无水四氢呋喃配置成的。本实施方式中以重量份计，各原料的配比是：苯乙烯90份，可聚合磷系阻燃剂2份，偶氮二异丁腈(AIBN)2份，粒径为25nm的纳米滑石粉4份，戊烷5份。所述阻燃性聚苯乙烯的制备方法是通过下述步骤完成：步骤一、将苯乙烯、AIBN、上述方法制备的可聚合磷系阻燃剂一同加入到双螺杆挤出机内，挤出温度控制在100℃挤出造粒；步骤二、然后与纳米滑石粉混配，在100℃条件下搅拌均匀后倒入挤塑机内，进行加热混合的同时加入发泡剂，然后挤塑压出成型,控制注塑温度为120℃；即得到阻燃性聚苯乙烯。具体实施方式三：本实施方式中可聚合磷系阻燃剂的制备过程中以200r/min的速率进行搅拌；具体是按下述操作进行的：在室温(25℃)下，将3g六氯环三磷腈溶于160ml无水四氢呋喃中，搅拌，加入5g三乙胺，冷却至-5℃，继续搅拌20分钟，搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
可聚合磷系阻燃剂的制备方法，其特征在于可聚合磷系阻燃剂的制备方法是按下述操作进行的：在室温下，将六氯环三磷腈溶于无水四氢呋喃中，搅拌，加入三乙胺；然后冷却至‑5℃，保温继续搅拌20分钟，再搅拌同时逐滴滴加丙烯酸羟乙酯的四氢呋喃溶液，保持等温3～5小时后，搅拌同时逐滴滴加二乙胺的四氢呋喃溶液，保持等温4h；再加热至20～25℃，继续搅拌8～12小时，过滤去除沉淀物，旋转蒸发滤液后得到棕色粘稠液体，即得到可聚合磷系阻燃剂。

【技术特征摘要】
1.可聚合磷系阻燃剂的制备方法，其特征在于可聚合磷系阻燃剂的制备方法是按下述操作进行的：在室温下，将六氯环三磷腈溶于无水四氢呋喃中，搅拌，加入三乙胺；然后冷却至-5℃，保温继续搅拌20分钟，再搅拌同时逐滴滴加丙烯酸羟乙酯的四氢呋喃溶液，保持等温3～5小时后，搅拌同时逐滴滴加二乙胺的四氢呋喃溶液，保持等温4h；再加热至20～25℃，继续搅拌8～12小时，过滤去除沉淀物，旋转蒸发滤液后得到棕色粘稠液体，即得到可聚合磷系阻燃剂。2.根据权利要求1所述可聚合磷系阻燃剂的制备方法，其特征在于整个反应过程中以200～220r/min的速率进行搅拌。3.根据权利要求2所述可聚合磷系阻燃剂的制备方法，其特征在于将1g～3g六氯环三磷腈溶于160ml无水四氢呋喃中。4.根据权利要求3所述可聚合磷系阻燃剂的制备方法，其特征在于所述丙烯酸羟乙酯的四氢呋喃溶液是由3g～5g丙烯酸羟乙酯和30ml～50ml无水四氢呋喃配置成的。5.根据权利要求4所述可聚合磷系阻燃剂的制备方法，其特征在于所述二乙胺的四氢呋喃溶液是由3g～5g二乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄玉东，冉笑笑，胡桢，宋忱昊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23