一种防滴落高分子磺酸盐阻燃剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子技术领域，具体涉及一种防滴落高分子磺酸盐阻燃剂及其制备方法，包括如下步骤：1)按照重量份，将乳化剂、不饱和磺酸盐、不饱和单体以及部分去离子水混合，加热搅拌至均匀，得到混合物A保温，备用；2)将引发剂加入混合物A中，并加热、搅拌进行自由基反应，得到高分子磺酸盐共聚物乳液，备用；3)将另一部分去离子水和聚四氟乙烯乳液加入高分子磺酸盐共聚物乳液中，并升温、搅拌，得到混合物B，备用；4)将凝聚剂加入混合物B中，搅拌均匀后加热、反应，将得到的沉淀产物洗涤、烘干、粉碎，得到防滴落高分子磺酸盐阻燃剂。本发明专利技术的防滴落高分子磺酸盐阻燃剂既具有持久阻燃性又具有抗滴落特性。

A flame retardant of polymer sulfonate and its preparation

The invention relates to the field of polymer technology, in particular to a polymer sulfonate flame retardant for preventing dripping and a preparation method thereof, which comprises the following steps: 1) mixing emulsifier, unsaturated sulfonate, unsaturated monomer and part of deionized water according to the weight, heating and stirring to obtain mixture a for heat preservation and standby; 2) adding initiator into mixture a, heating and stirring Mix the free radical reaction to get the polymer sulfonate copolymer emulsion, reserve; 3) add another part of deionized water and PTFE emulsion into the polymer sulfonate copolymer emulsion, and heat up and stir it to get the mixture B and standby; 4) add the coagulant into the mixture B, stir it evenly, then heat and react, then wash, dry and smash the precipitated product. To prevent dripping of polymer sulfonate flame retardant. The anti dropping polymer sulfonate flame retardant of the invention has the characteristics of durable flame retardant and anti dropping.

【技术实现步骤摘要】
一种防滴落高分子磺酸盐阻燃剂及其制备方法
本专利技术涉及高分子
，具体涉及一种防滴落高分子磺酸盐阻燃剂及其制备方法。
技术介绍
热塑性材料具有轻巧、便于制造和工业化生产等优点，在我们日常生产生活的方方面面都有其身影，给人类的发展带来了巨大的动力，但是由于热塑性材料易燃烧，受热易软化变形，甚至滴落，在生产过程中需要加入阻燃剂使其具有更大的适用范围，目前，塑料制品的阻燃改性研究及应用已经证明通过添加阻燃剂能够延缓燃烧和降低燃烧的强度。但是，塑料制品在燃烧的过程中，除了自身燃烧外，还会产生滴落引燃其他可燃物，造成火势的蔓延，这往往产生比塑料制品自身燃烧更加严重的后果。因此，在聚合物阻燃过程中，仅仅添加阻燃剂是不够的，往往还需要添加助剂阻止燃烧过程中聚合物的滴落。磺酸盐的引入可赋予聚碳酸酯催化阻燃作用，现获得工业化应用的二苯基砜磺酸钾(KSS)等有机磺酸盐对于聚碳酸酯材料具有很好的催化阻燃作用，但其为小分子阻燃剂与聚碳酸酯材料基体缺少物理缠结、易析出，应用局限性大。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种防滴落高分子磺酸盐阻燃剂，通过乳液聚合法制备高分子磺酸盐共聚物同聚四氟乙烯共凝聚包覆，制得既具有持久阻燃性又具有抗滴落特性的高分子磺酸盐阻燃剂，另外本专利技术使用的聚四氟乙烯既可以有效提高燃烧时抗滴落性，防止热塑性树脂燃烧时火势的蔓延，且通过与高分子磺酸盐接枝共聚物的凝聚包覆，提高了聚四氟乙烯在热塑性树脂的分散效果，提升了热塑性树脂的阻燃性能，同时该高分子磺酸盐阻燃剂克服了现有工业化应用的有机磺酸盐小分子阻燃剂与聚碳酸酯材料基体聚合时缺少物理缠结、易析出，应用局限等问题。本专利技术的另一目的在于提供一种防滴落高分子磺酸盐阻燃剂的制备方法，该制备方法利用乳液聚合法将不饱和单体和不饱和磺酸盐共聚，制得高分子磺酸盐共聚物乳液，同时采用共凝聚包覆工艺将高分子磺酸盐共聚物与聚四氟乙烯复合，使制得的高分子磺酸盐阻燃剂同时具有高效的阻燃性和抗滴落性能，且可以持久阻燃；该方法控制方便，生产效率高，生产成本低，适用于大规模生产。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种防滴落高分子磺酸盐阻燃剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)按照重量份，将乳化剂、不饱和磺酸盐、不饱和单体以及部分去离子水混合，加热至40-80℃、以180-220r/min速率搅拌至均匀，得到混合物A保温，备用；2)将引发剂加入步骤1)得到的混合物A中，搅拌并加热至40-80℃，进行自由基反应2-4h，得到高分子磺酸盐共聚物乳液，备用；3)将另一部分去离子水和聚四氟乙烯乳液加入步骤2)中得到的高分子磺酸盐共聚物乳液中，并加热至70-90℃、搅拌2-4h，得到混合物B，备用；步骤1)中加入的去离子水与步骤3)中加入的去离子水质量比为3-6:6-10。4)将凝聚剂加入混合物B中，搅拌均匀后加热至60-80℃，进行破乳3-7h，将得到的沉淀产物洗涤，在100-120℃条件下烘干、粉碎，得到防滴落高分子磺酸盐阻燃剂。本专利技术中所述具有防滴落功能的高分子磺酸盐阻燃剂通过上述方法制得，利用该方法制得的高分子磺酸盐阻燃剂具有高效的阻燃性和抗滴落性能，且可以持久阻燃，同时该高分子磺酸盐阻燃剂克服了现有工业化应用的有机磺酸盐小分子阻燃剂与聚碳酸酯材料基体共混时缺少物理缠结、易析出，应用局限等问题。该制备方法通过乳液聚合法将不饱和单体和不饱和磺酸盐共聚，制得高分子磺酸盐共聚物乳液，同时采用共凝聚包覆工艺将高分子磺酸盐共聚物与聚四氟乙烯乳液复合，使制得的高分子磺酸盐阻燃剂同时具有高效的阻燃性和抗滴落性能，且可以持久阻燃，该方法控制方便，生产效率高，生产成本低，适用于大规模生产。另外在制备过程中需要严格控制步骤1)中搅拌时的速率为180-220r/min，若速率过高则会导致乳化剂和不饱和磺酸盐之间的接触反应时间过短无法达到对不饱和磺酸盐的乳化；而在步骤2)中需要控制加热温度为40-80℃，若温度过高则会导致引发剂半衰期过短，若温度过低则不利于引发自由基反应；在步骤4)中需要严格控制凝聚剂加入后的温度为60-80℃，有利于聚四氟乙烯乳液与高分子磺酸盐聚合后胶体颗粒凝结，若加热温度过高，则会增加胶体颗粒的活动性不利于胶体颗粒凝结，若温度过低则胶体颗粒容易凝结成胶状，反而不利于形成沉淀，分离制得高分子磺酸盐阻燃剂。优选的，该防滴落高分子磺酸盐阻燃剂，包括如下重量份的原料：优选的，每份所述不饱和磺酸盐为苯乙烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠、乙烯基磺酸钠、甲基烯丙基磺酸钠、3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸钠和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠中的至少一种；更为优选的，所述不饱和磺酸盐是由苯乙烯磺酸钠、乙烯基磺酸钠和甲基烯丙基磺酸钠按照重量比为0.8-1.2:0.4-0.8:0.1-0.5组成的混合物。本专利技术中所述不饱和磺酸盐对聚碳酸酯材料具有催化阻燃作用，但其分子较小，与聚碳酸酯材料缺少物理缠结，易析出，限制了其应用，因而需要聚合形成高分子磺酸盐。优选的，每所述不饱和单体为乙烯基单体、苯乙烯类单体、丙烯酸酯类单体、丙烯腈类单体；所述乙烯基单体为5-乙烯基-2-降冰片烯、乙烯基咪唑、乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、醋酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、乙烯基呋喃、N-乙烯基咔唑、乙烯基吡咯烷和邻苯二甲酸二烯丙酯中的至少一种；所述苯乙烯类单体为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、对甲基苯乙烯和邻叔丁基苯乙烯中的至少一种；所述丙烯酸酯类单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸月桂酯中的至少一种；所述丙烯腈类单体为丙烯腈和/或甲基丙烯腈。更为优选的，所述不饱和单体为乙烯基乙基醚、苯乙烯和丙烯腈按照重量比为0.8-1.2:0.1-0.5:0.4-0.8组成的混合物。本专利技术中所述不饱和单体采用上述乙烯基单体、苯乙烯类单体和丙烯腈类单体，与不饱和磺酸盐乳液聚合，并通过同聚四氟乙烯乳液凝聚包覆，可以提升聚碳酸酯材料的阻燃性、耐热性和抗冲击性。优选的，每份所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和叔丁基过氧化氢-亚硫酸氢钠氧化还原体系中的至少两种；更为优选的，所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和叔丁基过氧化氢-亚硫酸氢钠氧化还原体系按照重量比为0.5-0.9:0.8-1.2:0.4-0.8组成的混合物。本专利技术所用的上述引发剂引发效果好，在不饱和磺酸聚合的过程中可以高效引发自由基快速聚合和共聚反应，同时还可以提高不饱和磺酸盐与不饱和单体之间的共聚作用，进而生成高分子磺酸盐共聚物乳液，有利于与聚四氟乙烯乳液之间进行包覆，本专利技术通协同硫酸铵、叔丁基过氧化氢-亚硫酸氢钠氧化还原体系和过硫酸钾三者的引发作用，可以更好地提升不饱和磺酸盐与不饱和单体之间的共聚作用速率。优选的，每份凝聚剂为无机酸、有机酸和无机盐中的至少一种；所述无机酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的至少一种，所述有机酸为甲酸和乙酸，所述无机盐为硫酸铝、硫酸镁、乙酸钙和氯化钙中的至少一种；更为优选的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防滴落高分子磺酸盐阻燃剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：/n1)按照重量份，将乳化剂、不饱和磺酸盐、不饱和单体以及部分去离子水混合，加热、搅拌至均匀，得到混合物A保温，备用；/n2)将引发剂加入步骤1)得到的混合物A中，并加热、搅拌进行自由基反应，得到高分子磺酸盐共聚物乳液，备用；/n3)将聚四氟乙烯乳液和另一部分去离子水加入步骤2)中得到的高分子磺酸盐共聚物乳液中，并升温、搅拌，得到混合物B，备用；步骤1)中加入的去离子水与步骤3)中加入的去离子水质量比为3-6:6-10；/n4)将凝聚剂加入混合物B中，搅拌均匀后加热，进行破乳，将得到的沉淀产物洗涤、烘干、粉碎，得到防滴落高分子磺酸盐阻燃剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种防滴落高分子磺酸盐阻燃剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)按照重量份，将乳化剂、不饱和磺酸盐、不饱和单体以及部分去离子水混合，加热、搅拌至均匀，得到混合物A保温，备用；
2)将引发剂加入步骤1)得到的混合物A中，并加热、搅拌进行自由基反应，得到高分子磺酸盐共聚物乳液，备用；
3)将聚四氟乙烯乳液和另一部分去离子水加入步骤2)中得到的高分子磺酸盐共聚物乳液中，并升温、搅拌，得到混合物B，备用；步骤1)中加入的去离子水与步骤3)中加入的去离子水质量比为3-6:6-10；
4)将凝聚剂加入混合物B中，搅拌均匀后加热，进行破乳，将得到的沉淀产物洗涤、烘干、粉碎，得到防滴落高分子磺酸盐阻燃剂。


2.根据权利要求1所述的一种防滴落高分子磺酸盐阻燃剂的制备方法，其特征在于：步骤1)中加热至温度为40-80℃，搅拌时的速率为180-220r/min。


3.根据权利要求1所述的一种防滴落高分子磺酸盐阻燃剂的制备方法，其特征在于：步骤2)中加热至温度为40-80℃，反应时间为2-4h。


4.根据权利要求1所述的一种防滴落高分子磺酸盐阻燃剂的制备方法，其特征在于：步骤3)中升温至70-90℃，搅拌2-4h。


5.根据权利要求1所述的一种防滴落高分子磺酸盐阻燃剂的制备方法，其特征在于：步骤4)中加热至温度为60-80℃，破乳时间为3-7h，烘干时的烘干温度为100-120℃。


6.一种如权利要求1-5任意一项所述的制备方法制备的防滴落高分子磺酸盐阻燃剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王启瑶，
申请(专利权)人：铨盛聚碳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44