一种透明无卤阻燃母粒及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种透明无卤阻燃母粒及其制备方法和应用，该透明无卤阻燃母粒包括以下重量份数的组分：聚苯乙烯树脂55

【技术实现步骤摘要】
一种透明无卤阻燃母粒及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及工程塑料
，具体涉及一种透明无卤阻燃母粒及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚苯乙烯(PS)树脂是典型的无定型热塑性树脂，无色透明，性价比高，加工性好，在建材保温、照明灯具和挤出光扩散板等领域具有广泛的应用。PS材料的强度、耐热性等均能满足以上应用场景的要求，但PS树脂其极限氧指数(LOI)仅为18％，极易燃烧，阻燃性能很难满足以上场景的应用需求。
[0003]被广泛应用于建筑外墙保温材料的发泡苯乙烯材料
‑
XPS挤塑板，对其阻燃性能的要求就比较高。部分要求较高的照明灯具和挤出光扩散板对于所用材料也有相应的阻燃要求，一般需要达到UL94垂直燃烧V
‑
2级及以上的阻燃等级，同时要兼顾其光学应用，阻燃的同时不能影响材料的透光性。目前针对PS体系阻燃，常用的方案是采用卤锑协效体系。专利CN 109503970 A中公开了一种高阻燃等级HIPS复合材料，采用使用溴系阻燃剂和协效剂三氧化二锑复配，制备得到的复合材料阻燃等级高，最高可以达到2.0mm 5VA等级。但三氧化二锑是白色无机粉体，一般粒径在1
‑
10微米制件，在PS体系使用时，其遮光效果明显，即使是很小的添加量，也会使材料的透光性迅速下降。这将对于阻燃PS材料的光学应用产生极大的影响。另外，关于溴系阻燃剂的环保问题也一直是人们关注的焦点问题。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中聚苯乙烯材料无法同时实现高透明度及无卤高效阻燃性能，本专利技术的目的在于提供一种透明无卤阻燃母粒。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供上述透明无卤阻燃母粒的制备方法。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供上述透明无卤阻燃母粒在建材保温、照明灯具或挤出光扩散板领域中的应用。
[0007]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种透明无卤阻燃母粒，包括以下重量份数的组分：聚苯乙烯树脂55
‑
85份，含氮自由基引发剂10
‑
40份，助剂0.5
‑
5份；
[0009]其中，所述含氮自由基引发剂中氮元素的重量百分含量为2％
‑
20％。
[0010]在专利CN111349291A中公开了一种透光阻燃ABS复合材料，采用含氮自由基引发剂协效溴系阻燃剂，可以达到比较好的阻燃效果，同时具有良好的透光效果。ABS树脂中含有大量的聚丁二烯接枝橡胶，燃烧过程中比较难于形成熔滴，在该体系下，含氮自由基引发剂类阻燃剂作为主阻燃剂使用，很难发挥阻燃效果，即使是要达到UL94 V
‑
2级阻燃也需要添加大量的溴系阻燃剂或者含磷阻燃剂作为主阻燃剂，含氮自由基引发剂类阻燃剂只能作为协效阻燃剂使用。
[0011]本专利技术的专利技术人经多次研究发现，含氮自由基引发剂可作为聚苯乙烯体系的阻燃
剂。该类化合物在燃烧条件下受热分解产生自由基，使燃烧中的聚苯乙烯材料在短时间内实现自熄，使改性后的材料可以达到UL94 V级阻燃；同时，材料的氧指数也得到有效提升，可以满足建筑材料的阻燃要求。另外，含氮自由基引发剂在PS体系中不会影响基体的透明性。
[0012]优选地，所述透明阻燃母粒包括以下重量份数的组分：聚苯乙烯树脂67
‑
80份，含氮自由基引发剂15
‑
30份，助剂0.8
‑
1.5份。
[0013]优选地，所述含氮自由基引发剂中氮元素的重量百分含量为3％
‑
5％。
[0014]优选地，所述聚苯乙烯树脂为无规聚苯乙烯。
[0015]优选地，所述聚苯乙烯树脂按照ISO 1133
‑1‑
2011测试标准，在200℃/5kg条件下的熔融指数为2
‑
10g/10min，残单含量为0～0.05％，透光率为90％
‑
92％。
[0016]优选地，所述含氮自由基引发剂为氮烷氧基类或磺酰胺类中的至少一种。
[0017]进一步优选地，所述含氮自由基引发剂为
[0018]优选地，所述助剂为抗氧剂或紫外线吸收剂中的至少一种。
[0019]进一步优选地，所述抗氧剂为受阻酚类或亚磷酸酯类中的至少一种。
[0020]进一步优选地，所述紫外线吸收剂为二苯甲酮类和苯并三唑类中的至少一种。
[0021]本专利技术还提供一种透明无卤阻燃母粒的制备方法，包括以下步骤：
[0022]将聚苯乙烯树脂、含氮自由基引发剂和助剂混合均匀，进行熔融共混，挤出造粒，即得所述透明无卤阻燃母粒。
[0023]优选地，所述熔融挤出条件为：一区温度40
‑
60℃，二区温度90
‑
110℃，三区温度100
‑
120℃，四区温度120
‑
140℃，五区温度140
‑
160℃，六区温度140
‑
160℃，七区温度140
‑
160℃，八区温度140
‑
160℃，九区温度140
‑
160℃，十区温度140
‑
160℃，机头温度150
‑
170℃；螺杆转速为250
‑
350转/分钟。
[0024]上述透明无卤阻燃母粒在制备PS复合材料中的应用也在本专利技术的保护范围内。
[0025]上述透明无卤阻燃母粒在建材保温、照明灯具和挤出光扩散板领域中的应用也在本专利技术的保护范围内。
[0026]上述透明阻燃母粒可用于照明灯具和挤出光扩散板等领域制备阻燃PS复合材料，赋予材料阻燃性能的同时而能兼顾其光学特性；也可用于建材保温用XPS挤塑板阻燃改性，替代现用阻燃母粒；以及其他需要用到PS阻燃母粒的领域。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0028](1)本专利技术中通过选用含氮自由基引发剂作为阻燃剂，加工过程中可以熔融塑化，不影响透明度，制备得到的透明阻燃母粒阻燃效果好，并保留了基体树脂的光学透过特性。
[0029](2)本专利技术中所制备的透明无卤阻燃母粒的制备方法简单便于实行，具有成本优势，设计自由度高。
具体实施方式
[0030]下面结合实施例进一步阐述本专利技术。这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本专利技术的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本专利技术所要求保护的范围。
[0031]本专利技术各实施例及对比例选用的试剂说明如下：
[0032]聚苯乙烯树脂：
[0033]1.熔指为10g/10min(200℃/5kg)，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透明无卤阻燃母粒，其特征在于，包括以下重量份数的组分：聚苯乙烯树脂55
‑
85份，含氮自由基引发剂10
‑
40份，助剂0.5
‑
5份；其中，所述含氮自由基引发剂中氮元素的重量百分含量为2％
‑
20％。2.根据权利要求1所述透明无卤阻燃母粒，其特征在于，所述透明无卤阻燃母粒包括以下重量份数的组分：聚苯乙烯树脂67
‑
80份，含氮自由基引发剂15
‑
30份，助剂0.8
‑
1.5份。3.根据权利要求1所述透明无卤阻燃母粒，其特征在于，所述聚苯乙烯树脂为无规聚苯乙烯；所述聚苯乙烯树脂按照ISO1133
‑1‑
2011测试标准，在200℃/5kg条件下的熔融指数为2
‑
10g/10min，残单含量为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜荣华，陈平绪，叶南飚，戴建建，王江，付锦锋，杨霄云，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司上海金发科技发展有限公司广东金发科技有限公司，
类型：发明
国别省市：