一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及塑料改性加工技术领域，尤其是一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法；所述功能母粒以多重复合包覆的溴代三嗪或四溴双酚A为主体阻燃剂，所述功能母粒的质量百分比组成如下：多重复合包覆溴代三嗪或四溴双酚A55.0～70.0 wt.%、三氧化二锑15.0～30.0 wt.%、乙烯–丙烯酸甲酯共聚物10.0～14.0 wt.%、分散剂0.5～1.0 wt.%、润滑剂0.3～0.5 wt.%；本发明专利技术所制备的功能母粒与传统阻燃功能母粒相比，显著提高了溴代三嗪和四溴双酚A溴系阻燃剂的热稳定性，有效减少了热机械加工过程中出现的材料黄变现象，增强了国产溴系阻燃剂对苯乙烯基树脂的阻燃效果。

【技术实现步骤摘要】
一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法
本专利技术涉及塑料改性加工
，尤其是一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法。
技术介绍
塑料在用家电器、工业电子电器、汽车等交通工具领域应用时，往往需要实施阻燃改性来提高其使用安全性。塑料阻燃改性可通过加入阻燃剂并经过双螺杆挤出机的熔融共混来实现。阻燃剂能够阻止塑料被引燃并抑制火焰传播，可有效提高塑料的抗燃烧性能。按阻燃元素类别分类，阻燃剂通常可分为卤系（卤系又分为氯系和溴系）、磷系、锑系、镁系、硼系、钼系等等。虽然阻燃剂种类繁多，但是能够对大多数塑料真正实现高阻燃效率的无疑是溴系阻燃剂。溴系阻燃剂具有适用性广、使用方便、阻燃效果优异、正常使用和回收过程中无毒无公害等优势，至今仍广泛应用工业及国民经济各领域，在安全防火材料及制品中发挥关键作用，是目前世界上产量最大的有机阻燃剂。但是，目前高效高品质溴系阻燃剂的生产制造技术目前仍然被发达国家所掌控，国内外高端溴系阻燃剂产品仍被欧美等发达国家的跨国公司所垄断，而国内溴系阻燃剂的生产厂商由于其生产技术与发达国家存在明显差距。例如苯乙烯基树脂［如：聚苯乙烯、ABS树脂（苯乙烯–丁二烯–丙烯腈共聚物）、HIPS树脂（高抗冲击聚苯乙烯）、AS树脂（苯乙烯–丙烯腈共聚物）、ASA树脂（苯乙烯–丙烯酸丁酯–丙烯腈共聚物）等］是当前电子电器领域用量最大的一类合成树脂。由于苯乙烯基树脂的极限氧指数范围在18–20vol.%，属于极易燃烧类的高分子材料，在其应用于电子电器领域中时，通常需要阻燃改性，以实现其应用过程中的安全性目标。目前，溴代三嗪或四溴双酚A被阻燃
公认的苯乙烯基树脂最有效的的溴系阻燃剂，其中溴代三嗪对聚苯乙烯和HIPS树脂的阻燃改性效果最好，而四溴双酚A对ABS树脂、AS树脂和ASA树脂的阻燃改性效果最佳。目前这两种溴系阻燃剂在苯乙烯基树脂阻燃改性产品中的需求量极大。作为两种新型、广谱、高效、环保的添加型溴系阻燃剂，当前国产溴代三嗪和四溴双酚A普遍存在热稳定性差、分子中溴原子不稳定等品质问题，在对聚苯乙烯和ABS树脂阻燃改性过程中，普遍存在热机械加工易分解、易黄变、流动性差、阻燃效果不及进口产品等缺陷明显，无法与国外产品竞争。针对应用于高端电子电器领域、要求达到UL94V0级以上的高阻燃级别阻燃苯乙烯基树脂产品的制造，高品质溴代三嗪和四溴双酚A是必不可少的阻燃剂，而国产产品目前仍难实现替代。而从发达国家进口包覆溴代三嗪或四溴双酚A等溴系阻燃剂的经济性越来越差，且增加了使用企业的生产成本，导致所制造产品的竞争力下降。因此，开发高品质的国产溴系阻燃剂迫在眉睫。然而，溴系阻燃剂的合成过程较复杂，以目前国内企业的技术水平，很难在短时间内研发出先进的生产技术，从而在产品质量上赶上发达国家的溴系阻燃剂制造水平。除上述问题以外，在苯乙烯基树脂阻燃改性及加工技术实施过程中，阻燃剂及阻燃协效剂往往是粉体，且添加量较大，直接采用双螺杆挤出机进行熔融挤出共混时，由于物料在挤出机的机筒内的停留时间有限，很难将聚合物熔融与阻燃剂充分混合。此外，由于共混挤出过程中大量阻燃剂粉体相互间机械摩擦产生内热，会引发溴系阻燃剂分解和溴素脱落，不仅导致阻燃效果受损、材料发生黄变，还会造成改性苯乙烯基树脂的物理机械性能下降。针对采用国产溴代三嗪和四溴双酚A溴系阻燃剂对聚苯乙烯和ABS树脂实施阻燃改性技术实施过程中存在的品质和加工问题，本专利技术提出一条全新的解决思路：采用多层次高致密度阻燃增效材料对溴系阻燃剂进行包覆，然后再将所包覆的溴系阻燃剂与阻燃协效剂、载体树脂和其它助剂复合制备阻燃功能母粒，双管齐下解决国产溴系热稳定性差、加工过程中易分解、易黄变、流动性差、分散不均匀、阻燃效果受损等缺陷问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是：针对采用国产溴系阻燃剂对塑料实施阻燃改性技术实施过程中存在的品质和加工问题，提供一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒，该阻燃增效功能母粒与传统塑料阻燃功能母粒相比，提高了国产溴系阻燃剂的热稳定性和流动分散性，从而提升阻燃效率，能够以更少的母粒添加量取得与传统阻燃功能母粒相同的阻燃效果，并可有效降低改性苯乙烯基树脂基复合材料的力学性能损失。本专利技术首先采用锌离子掺杂的铝溶胶为原料对溴代三嗪或四溴双酚A颗粒进行包覆，由于溴代三嗪和四溴双酚A的Zeta电位为负值，铝溶胶的Zeta电位为正值，可通过溶胶－凝胶反应自然形成以锌离子掺杂氢氧化铝为壳、溴代三嗪或四溴双酚A为核的“核－壳”结构微胶囊颗粒；然后利用植酸（又名：肌醇六磷酸，一个含六个磷酸基团的环状化合物）极易与二价和三价金属离子反应形成难溶物的特点，采用植酸与该微胶囊壳层中的锌／铝离子发生钝化反应，形成坚硬致密的包覆层；接着加入磷酸氢锆［Zr(HPO4)2·H2O，一种具有介孔结构的片状无机纳米材料］，其分子中的锆离子同样会与植酸发生钝化反应，其表面羟基官能团与植酸中的羧基官能团还能进行置换，形成化学键结合体，从而实现对溴代三嗪和四溴双酚A的多重复合包覆。将所包覆的溴代三嗪或四溴双酚A与阻燃协效剂、载体、分散剂等助剂混合，最后通过密炼机串联单螺杆挤出机制备成苯乙烯基树脂阻燃改性专用的阻燃功能母粒。为解决上述技术问题，本专利技术采用的具体技术方案如下：一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒，所述功能母粒以多重复合包覆的溴代三嗪为主体阻燃剂，所述功能母粒的质量百分比组成如下：多重复合包覆溴代三嗪55.0～70.0wt.%、三氧化二锑15.0～30.0wt.%、乙烯–丙烯酸甲酯共聚物（EMA）10.0～14.0wt.%、分散剂0.5～1.0wt.%、润滑剂0.3～0.5wt.%。一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒，所述功能母粒以多重复合包覆的四溴双酚A为主体阻燃剂，所述功能母粒的质量百分比组成如下：多重复合包覆四溴双酚A55.0～70.0wt.%、三氧化二锑15.0～30.0wt.%、乙烯基树脂载体10.0～13.0wt.%、苯乙烯–丙烯腈共聚物包覆聚四氟乙烯1.0～2.0wt.%、分散剂0.5～1.0wt.%、润滑剂0.3～0.5wt.%。进一步的，所述分散剂为硬酯酸、硬酯酸钙、硬酯酸锌、硬酯酸铝、羟乙基乙撑双硬脂酸酰胺和乙撑双–12–羟基硬脂酸酰胺中的一种。进一步的，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯OP蜡、E蜡、乙烯–醋酸乙烯酯共聚物蜡和聚二甲基硅氧烷中的一种。进一步的，所述多重复合包覆溴代三嗪为磷酸氢锆粉体、植酸和锌离子掺杂氢氧化铝包覆的溴代三嗪。进一步的，所述多重复合包覆四溴双酚A为磷酸氢锆粉体、植酸和锌离子掺杂氢氧化铝包覆的四溴双酚A。进一步的，所述乙烯基树脂载体为乙烯–醋酸乙烯酯（EVA）共聚物、乙烯–丙烯酸丁酯–甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（EBA–GMA）、乙烯–甲基丙烯酸丁酯共聚物（EMBA）和乙烯–甲基丙烯酸甲酯共聚物（EMA）中的一种，其中优选EVA。进一步的，所述多重复合包覆溴代三嗪和多重复合包覆四溴双酚A的制备方法如下：（1）将溴代三嗪或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述功能母粒以多重复合包覆的溴代三嗪为主体阻燃剂，所述功能母粒的质量百分比组成如下：多重复合包覆溴代三嗪55.0～70.0 wt.%、三氧化二锑15.0～30.0 wt.%、乙烯–丙烯酸甲酯共聚物（EMA）10.0～14.0 wt.%、分散剂0.5～1.0 wt.%、润滑剂0.3～0.5 wt.%。/n

【技术特征摘要】
1.一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述功能母粒以多重复合包覆的溴代三嗪为主体阻燃剂，所述功能母粒的质量百分比组成如下：多重复合包覆溴代三嗪55.0～70.0wt.%、三氧化二锑15.0～30.0wt.%、乙烯–丙烯酸甲酯共聚物（EMA）10.0～14.0wt.%、分散剂0.5～1.0wt.%、润滑剂0.3～0.5wt.%。


2.一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述功能母粒以多重复合包覆的四溴双酚A为主体阻燃剂，所述功能母粒的质量百分比组成如下：多重复合包覆四溴双酚A55.0～70.0wt.%、三氧化二锑15.0～30.0wt.%、乙烯基树脂载体10.0～13.0wt.%、苯乙烯–丙烯腈共聚物包覆聚四氟乙烯1.0～2.0wt.%、分散剂0.5～1.0wt.%、润滑剂0.3～0.5wt.%。


3.根据权利要求1-2中任一项所述的一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述分散剂为硬酯酸、硬酯酸钙、硬酯酸锌、硬酯酸铝、羟乙基乙撑双硬脂酸酰胺和乙撑双–12–羟基硬脂酸酰胺中的一种。


4.根据权利要求1-2中任一项所述的一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、季戊四醇硬脂酸酯OP蜡、E蜡、乙烯–醋酸乙烯酯共聚物蜡和聚二甲基硅氧烷中的一种。


5.根据权利要求1所述的一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述多重复合包覆溴代三嗪为磷酸氢锆粉体、植酸和锌离子掺杂氢氧化铝包覆的溴代三嗪。


6.根据权利要求2所述的一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述多重复合包覆四溴双酚A为磷酸氢锆粉体、植酸和锌离子掺杂氢氧化铝包覆的四溴双酚A。


7.根据权利要求2所述的一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述乙烯基树脂载体为乙烯–醋酸乙烯酯（EVA）共聚物、乙烯–丙烯酸丁酯–甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物（EBA–GMA）、乙烯–甲基丙烯酸丁酯共聚物（EMBA）和乙烯–甲基丙烯酸甲酯共聚物（EMA）中的一种，其中优选EVA。


8.根据权利要求1-2中任一项所述的一种苯乙烯基树脂改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述多重复合包覆溴代三嗪和多重复合包覆四溴双酚A的制备方法如下：
（1）将溴代三嗪或四溴双酚A、铝溶胶和氧化锌溶胶分散在无水乙醇中，加热搅拌，滴加氨水调节反应液的pH为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翰卿，汪晓东，
申请(专利权)人：江苏万纳普新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32