一种甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料及其制备方法，所述甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，按重量份计，包含：聚苯乙烯70‑90份，甲基八溴醚1‑10份，溴系阻燃协效剂0.2‑5份，磷氮系阻燃剂1‑10份，润滑分散剂1‑10份，填料1‑20份。本发明专利技术还公开了其制备方法，将各组分搅拌均匀后，经挤出机挤出，挤出机的温度为170‑210℃。本发明专利技术采用甲基八溴醚替代常用的聚苯乙烯阻燃剂六溴环十二烷，同时添加磷氮系阻燃剂等作为协效，使得制备的聚苯乙烯复合材料在具有优异的阻燃性能的同时，机械性能优异，拉伸强度为31.2‑34.6MPa，弯曲强度42.3‑47.0MPa，极限氧指数为30‑39%。

A Methyl Octabromoether Flame Retardant Polystyrene Composite and Its Preparation Method

The invention discloses a methyl octabromether flame retardant polystyrene composite material and a preparation method thereof. The methyl octabromether flame retardant polystyrene composite material comprises 70 90 copies of polystyrene, 1 10 copies of methyl octabromether, 0.2 5 copies of bromine flame retardant synergist, 1 10 copies of phosphorus-nitrogen flame retardant, 1 10 copies of lubricant dispersant and 1 20 copies of filler by weight. The invention also discloses a preparation method of the extruder. After mixing each component evenly, the extruder is extruded by an extruder, and the temperature of the extruder is 170 210. In the present invention, methyl octabromide ether is used to replace hexabromocyclododecane, a commonly used polystyrene flame retardant, and phosphorus-nitrogen flame retardant is added as a synergistic effect, so that the prepared polystyrene composite has excellent flame retardancy, mechanical properties, tensile strength 31.2 34.6 MPa, flexural strength 42.3 47.0 MPa, and ultimate oxygen index 30 39%.

【技术实现步骤摘要】
一种甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，尤其涉及一种甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚苯乙烯PS是一种通用型热塑性树脂，因其价格低廉而且易于加工成型，在建筑保温等领域得到广泛的应用。目前应用最为广泛的聚苯乙烯树脂是可发性聚苯乙烯EPS和挤塑聚苯乙烯泡沫塑料XPS，由于其具有优异的保温性能、价格低廉、成型设备简单易于实施，发泡聚苯乙烯材料被广泛应用于建筑外墙保温等领域。但是由于聚苯乙烯全部由碳、氢元素组成，本质上极易燃烧，其极限氧指数仅为18%，属于易燃材料。而且燃烧时发烟量大、容易产生熔滴而引燃其它材料，因此该材料在堆放及施工中极易发生火灾。目前PS发泡材料常用的阻燃剂是六溴环十二烷HBCD，尽管HBCD具有优异的阻燃效果，但是其对人类和环境却构成了潜在的长期危害，联合国环保署专家组织建议在全球逐步淘汰HBCD，以保护人类健康和环境。近年来，由于环保意识的提高，要求将使用完的聚苯乙烯发泡材料再次进行使用，这就对体系的热稳定性提出了更高的要求。日本第一工业制药株式会社制备了四溴双酚A双(2，3-二溴-2-甲基丙基)醚，其具有更加优异的热稳定性能。但是其阻燃性能与HBCD相比，阻燃效果低，需要增加用量才能保证阻燃效果。使得苯乙烯复合材料的机械性能下降，而且引起成本的大幅度在增加。因此研制环保、高热稳定性、机械性能优异的阻燃聚苯乙烯复合材料有着十分重要的现实意义。公开号为CN109180881A的中国专利公开了一种高效阻燃聚苯乙烯的制备方法，该方法通过在聚苯乙烯结构中引入阻燃元素，阻燃元素分散均匀，阻燃性能好，克服了物理添加阻燃剂导致的机械性能下降、阻燃剂易析出等缺陷；采用甲基八溴醚、溴化SBS和溴化聚苯醚多种阻燃剂，阻燃剂之间相互作用能提高与基体的稳定性和共溶性，起到更好的阻燃效果；通过控制一定比例的苯乙烯和甲基八溴醚、溴化SBS、溴化聚苯醚，加入适量乳化剂、复合引发剂、相转移催化剂、抗氧化剂、pH缓冲剂、水和有机溶剂，在混合溶剂中聚合反应，在一定温度下聚合反应一段时间，经蒸馏除去有机溶剂、冷却、过滤出产品粒子，用水洗涤，抽干，干燥，得到具有高效阻燃性的聚苯乙烯。CN109180881A是通过自由基聚合物法制备聚苯乙烯阻燃材料，该方法工艺复杂，不能在挤出机上完成阻燃聚苯乙烯复合材料的加工成型，工艺复杂、不易于推广，不适用于下游生产厂家加工应用。申请号为CN201410579388.5的中国专利公开了一种阻燃聚苯乙烯树脂，包括以下组分及重量百分含量：聚苯乙烯为70-75％，聚乙烯为3-5％，冲击改性剂为1-5％，助剂为0.1-0.6％，阻燃剂为13-25％，阻燃协助剂3-5％及偶联剂为0.7-1％。CN201410579388.5中选用的阻燃剂为钛白粉多层包覆红磷、亚磷酸脂类或磷酸酯类，阻燃剂之间不能复配，制备的复合材料不环保性和机械性能差，特别是热稳定性不高，应用受到限制。申请号为CN201410449938.1的中国专利公开了一种不影响材料的力学性能的聚苯乙烯阻燃材料，由下列重量比原料组成：聚苯乙烯原料：80-90；分散润滑剂：0.5-1.5；抗氧剂：1.0；抗滴落剂：1.0；三氧化二锑：1.0-3.0；水合氢氧化镁:2.0-4.0；十溴联苯醚：1.0-3.0；苯乙烯类树脂：4.0-6.0；扩散油：4.0-6.0。采用氢氧化镁及十溴联苯醚来制备低烟阻燃聚苯乙烯，而十溴联苯醚为非环保型阻燃剂，2017年2月9日，欧盟于官方公报发布法规(EU)2017/227，正式将阻燃剂-十溴联苯醚（DecaBDE）加入到REACH法规(EC)No1907/2006附录XVII中，成为REACH附录XVII第67条款的管控物质，其应用已大受局限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料及其制备方法，将甲基八溴醚、溴系阻燃协效剂、磷氮系阻燃剂等复配，提供一种环保、高热稳定性、机械性能优异、阻燃效果好的聚苯乙烯复合材料，以实现以下专利技术目的：（1）本专利技术的制备方法，工艺简单，加工应用便捷。可在挤出机上即可完成阻燃聚苯乙烯复合材料的加工成型，工艺简单易于推广。（2）本专利技术的制备方法得到的甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，采用甲基八溴醚与磷氮系阻燃剂等复配，甲基八溴醚等阻燃剂添加量少，成本低廉、复合材料具有优异的机械性能。（3）本专利技术的制备方法得到的甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，阻燃性能优异，达到建筑阻燃A1级，制备的复合材料具有优异的热稳定性，可以多次重复循环利用。为了实现本专利技术的目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，所述甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，拉伸强度为31.2-34.6MPa，弯曲强度42.3-47.0MPa，极限氧指数为30-39%。以下是对技术方案的进一步优化：所述的一种甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，按重量份计，其包含下列组成部分：聚苯乙烯70-90份，甲基八溴醚1-10份，溴系阻燃协效剂1-10份，磷氮系阻燃剂1-5份，润滑分散剂1-5份，填料1-20份，交联剂1-5份。所述的聚苯乙烯包括普通聚苯乙烯、发泡聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、间规聚苯乙烯中的一种或者以上几种的混合物。所述的甲基八溴醚是指四溴双酚A双(2，3-二溴-2-甲基丙基)醚或者由四溴双酚A双(2，3-二溴-2-甲基丙基)醚经表面改性得到的混合物。所述的溴系阻燃协效剂，包括：四溴双酚A、四溴双酚S双（2,3-二溴丙基）醚、四溴双酚A(2，3-二溴丙基)醚中的一种或者以上几种的混合物。所述的磷氮系阻燃剂，包括：次磷酸铝、二乙基次磷酸铝、二丙基次磷酸铝、聚磷酸铵、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐的一种或以上几种的混合物。所述的润滑分散剂，包括：硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡、二甲基硅油润滑剂中的一种或者以上几种的混合物。所述的填料，包括：二氧化硅、氢氧化铝、氢氧化镁、石墨、可膨胀石墨、膨胀石墨、层状硅酸盐、水滑石、碳酸钙中的一种或者以上一种的混合物。所述的层状硅酸盐，包括：蒙脱土、膨润土、凹凸棒、高岭土、黏土中的一种或者以上几种的混合物。本专利技术还提供了一种甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料的制备方法，所述甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料的制备方法，包括：（1）按重量分数称取各组分；（2）将各组分在高速混合机内搅拌均匀后，经计量装置送入双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的温度控制在170-210℃，在螺杆的输送、剪切下，物料挤出、冷却、造粒得到甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料。本专利技术的积极效果如下：（1）本专利技术的制备方法，工艺简单，加工应用便捷。可在挤出机上即可完成阻燃聚苯乙烯复合材料的加工成型，工艺简单易于推广。（2）本专利技术的制备方法得到的甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，采用甲基八溴醚与磷氮系阻燃剂等复配，甲基八溴醚等阻燃剂添加量少，成本低廉、复合材料具有优异的机械性能：拉伸强度为31.2-34.6MPa，弯曲强度42.3-47.0MPa。（3）本专利技术的制备方法得到的甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，阻燃性能优异，极限氧指数测试得到的氧指数30-39%，UL94-1.6mm达到V0级，达到建筑阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，拉伸强度为31.2‑34.6MPa，弯曲强度42.3‑47.0MPa，极限氧指数为30‑39%。

【技术特征摘要】
1.一种甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，拉伸强度为31.2-34.6MPa，弯曲强度42.3-47.0MPa，极限氧指数为30-39%。2.如权利要求1所述的一种甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述的一种甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，按重量份计，包含下列组成部分：聚苯乙烯70-90份，甲基八溴醚1-10份，溴系阻燃协效剂0.2-5份，磷氮系阻燃剂1-10份，润滑分散剂1-10份，填料1-20份。3.如权利要求1所述的一种甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述的聚苯乙烯包括普通聚苯乙烯、发泡聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、间规聚苯乙烯中的一种或者以上几种的混合物。4.如权利要求1所述的一种甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述的甲基八溴醚是指四溴双酚A双(2，3-二溴-2-甲基丙基)醚或者由四溴双酚A双(2，3-二溴-2-甲基丙基)醚经表面改性得到的混合物。5.如权利要求1所述的一种甲基八溴醚阻燃聚苯乙烯复合材料，其特征在于，所述的溴系阻燃协效剂，包括：四溴双酚A、四溴双酚S双（2,3-二溴丙基）醚、四溴双酚A(2，3一二溴丙基)醚中的一种或者以上几种的混合物。6.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷正，杨喜生，赵震，管羽，丁川，赵世海，刘焕鹏，王光禹，
申请(专利权)人：山东兄弟科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37