CN103130952A

CN103130952A - 一种核壳型纳米聚合物微球阻燃剂、制备方法及其应用

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Publication number: CN103130952A
Application number: CN2013100456931A
Authority: CN
Inventors: 台启龙
Original assignee: SUZHOU ANHONGTAI NEW MATERIAL CO Ltd
Current assignee: SUZHOU ANHONGTAI NEW MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2033-02-05
Also published as: CN103130952B

Abstract

本发明公开了一种核壳型纳米聚合物微球阻燃剂及其制备方法。通过种子乳液聚合的方法，本发明将含磷氮元素的单体与常见的含双键可聚合单体共聚，制得纳米级的具有核壳结构的大分子聚合物微球，它能够用作阻燃剂，实现小分子阻燃剂的高分子量化，这有助于减少阻燃剂在使用过程中的迁移、流失，与传统的添加型阻燃剂相比也增加了阻燃剂与高分子基体的相容性，能够保证材料阻燃性能的持久。通过在制备过程中调整两种单体的比例还可以改变聚合物微球的核壳结构，以适应在不同高分子基体中的分散需要，提高分散和阻燃性能。另外，本发明对高分子基体还具有增韧作用。

Description

一种核壳型纳米聚合物微球阻燃剂、制备方法及其应用

技术领域

本发明属于阻燃剂设计和制备技术领域，具体涉及一种核壳型纳米聚合物微球阻燃剂及其制备方法，当应用于聚合物基体、尤其是聚苯乙烯基体中时对材料具有很好的阻燃和增韧作用。

背景技术

随着科学技术的不断发展，聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚氨酯（PU）等许多具有优良性能的高分子材料已被广泛应用于电子、汽车、建筑、玩具、包装等行业中。这些高分子材料基本上都是来源于石油化工，并且均由碳、氢元素组成，因此具有高度的易燃性。近年来，无论是国内还是国外由聚合物材料被引燃而直接导致的重大火灾事故屡见不鲜。因此，大部分聚合物材料在实际使用前，必须进行阻燃处理，使其能够达到一定的阻燃级别方可使用。目前最常用的方法就是物理添加的方法，这种方法既经济也很简单，所用的阻燃剂多是卤系、含磷或无机阻燃剂。但这种物理添加的方法也有很多缺点，比如阻燃剂用量通常较大（一般须达20-50wt%），这会导致聚合物材料机械性能、透明性下降，且随着时间的推移阻燃剂还会因迁移、流失等导致阻燃效果降低甚至丧失。

中国专利公开号CN1966567A报道的一种阻燃聚苯乙烯组合物，按重量将100份聚苯乙烯树脂、8-25份含溴化合物和2-6份三氧化二锑熔融共混，所得阻燃聚苯乙烯产物具有良好的阻燃性能，阻燃级别可以达到V-0级（GB/T4609-93），氧指数可以达到28，可用于多种恶劣环境。中国专利公开号CN101087818A报道的一种具有阻燃性的可膨胀的聚苯乙烯泡沫组合物，其阻燃成分为一种含溴的环状化合物，该阻燃剂具有较好的阻燃性，避免了其他含溴化合物不能在苯乙烯中完全溶解的弊端，能在苯乙烯单体中充分溶解，因此在生产聚苯乙烯泡沫时，可保证生成的泡沫均匀、性能稳定。上述两种通过添加含溴化合物提高聚苯乙烯的阻燃性的方法虽然效果较好，但因含溴化合物在聚合物燃烧时会生成有毒的腐蚀性气体，对环境造成污染，危害人类健康，不符合环保要求。

中国专利公开号CN101014650A报道的一种无卤阻燃聚合物泡沫材料，在聚苯乙烯熔化过程中可将阻燃剂和有机发泡剂一起引入到基体聚合物中，所用的发泡材料主要为发泡聚苯乙烯、或聚苯乙烯泡沫片材或颗粒，所用的无卤阻燃剂是一种含磷的环状化合物。国际专利WO2009037236(A1)报道了一种阻燃聚苯乙烯或者改性聚苯乙烯，其基体至少为聚苯乙烯和高抗冲聚苯乙烯的一种，或者两者的混合物，其阻燃剂组成为膨胀石墨、含磷化合物和含氟聚合物；其最终产物的机械性能、阻燃性能较聚合物基体均有大幅度提高，能较好的满足实际生产需要。虽然上述两例阻燃聚苯乙烯采用了目前比较环保的无卤阻燃方法，通过添加磷系阻燃剂，避免了含溴化合物的大量使用，但由于其采用的大部分阻燃剂仍为小分子，这类阻燃产品仍然存在着在使用过程中会因阻燃剂流失、迁移而导致产品性能恶化的缺点。

以上以聚苯乙烯的阻燃为例，只是对阻燃剂在聚合物材料中的应用现状进行了简单描述和剖析，指出了阻燃剂应用中还存在的诸多问题；实际上，目前还没有发现非常适合应用在聚苯乙烯材料中的无卤阻燃剂。另一方面，至今为止也未见以纳米聚合物微球作为阻燃剂的相关报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种核壳型纳米聚合物微球阻燃剂，当应用于聚合物基体、尤其是聚苯乙烯基体中时能够显著提高材料的阻燃性能并对材料具有增韧作用。

本发明的另一目的是提供上述核壳型纳米聚合物微球阻燃剂的制备方法。

为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案是：

一种核壳型纳米聚合物微球阻燃剂，由单体Ⅰ与单体Ⅱ通过种子乳液聚合的方法制备而成，外观色泽为白色，重均分子量在2×10⁵～8×10⁵g/mol之间，破乳前形成的聚合物乳胶粒子呈微球状，微球尺寸在20～80纳米之间；所述核壳型纳米聚合物微球阻燃剂的核层的结构中包括了单体Ⅰ的均聚结构Ⅲ，或单体Ⅰ与单体Ⅱ的共聚结构Ⅳ；壳层的结构中包括了单体Ⅱ的均聚结构Ⅴ，或单体Ⅰ与单体Ⅱ的共聚结构Ⅳ；

上述Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ五种结构如下：

上述结构中，n为2~6之间的整数；R₁和R₃为氢原子或甲基；R₄为甲基或乙基；单体Ⅱ为苯乙烯、丙烯酸乙酯、丙烯酸二乙基己酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸异丁酯中的一种。

制备本发明核壳型纳米聚合物微球阻燃剂中所用的单体Ⅰ是参照中国专利公开号102391403A的专利自制而成的。

本发明还提供了上述核壳型纳米聚合物微球阻燃剂的制备方法，按重量份计，形成所述核壳型纳米聚合物微球阻燃剂核层的原料配方为：单体Ⅰ20~60份，单体Ⅱ0~40份；形成所述核壳型纳米聚合物微球阻燃剂壳层的原料配方为单体Ⅰ0~20份，单体Ⅱ20~40份；

具体的制备步骤如下：

（1）、将单体Ⅰ20-60份、单体Ⅱ0-40份、部分乳化剂和部分去离子水，该部分乳化剂占乳化剂总质量的50-70%，该部分去离子水占去离子水总质量的50-70%，充分搅拌混合制得核层单体预乳化液；

（2）、将单体Ⅰ0-20份、单体Ⅱ20-40份、剩余的乳化剂和去离子水，充分搅拌混合制得壳层单体预乳化液；

（3）、向步骤（1）得到的核层单体预乳化液中加入部分pH调节剂和部分引发剂，然后搅拌混合升温至60~70℃，保温40~60分钟，制得核聚合物乳液，该部分pH调节剂占pH调节剂总质量的50~70%，该部分引发剂占引发剂总质量的30~60%；

（4）、将步骤（3）制得的核聚合物乳液升温至65~75℃，加入剩余的pH调节剂，然后分别将之前得到的壳层单体预乳化液和剩余的引发剂溶液同时匀速滴加其中，滴加完后保温30~60分钟，然后降至室温，得到核壳结构的聚合物乳液；

（5）、将质量分数为5~10%的电解质水溶液50~100份加入到步骤（4）所得的聚合物乳液中进行破乳，用水洗涤沉淀物以除去残留的单体和乳化剂，然后过滤干燥，即得到所述的核壳型纳米聚合物微球阻燃剂；

其中，所述乳化剂的总质量为单体总质量的2-5%，所述的单体总质量为单体I的质量和单体II的质量之和；所述引发剂总质量为单体总质量的0.3-1.0%，所述pH调节剂总质量为单体总质量的0.2-0.4%，所述去离子水总质量与单体总质量比为2~4:1。

优选地，上述制备方法中，所述乳化剂为脂肪酸钠、烷基磺酸钠、烷基芳基磺酸钠中的任意一种或它们的组合；所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠中的任意一种；所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠或磷酸二氢钠中的任意一种；所述电解质水溶液是用氯化钠、氯化钙、硫酸铝中的任意一种配制而成的。

为考察本发明所制备的聚合物微球是否是核壳结构，以R₄为甲基、R₃为氢原子的单体Ⅰ，苯乙烯作为单体Ⅱ，进行本发明的种子乳液聚合反应，将破乳前的聚合物乳液用透射电子显微镜进行观察，所得照片如图1所示。由图1可以看出，聚合物乳胶粒子呈微球型，粒径尺寸在20~80纳米之间，且能够很清晰地观察到微球成核壳结构，层次间界面非常分明。本发明还对制备所得产物进行了红外吸收光谱测试，结果如图2所示。图中显示，聚合物中既包含了单体Ⅰ的特征峰1730cm^-1(C=O伸缩振动)，1254cm^-1(P=O伸缩振动)，1035cm^-1(P-O-C变形振动)；也包含了苯乙烯的特征峰3020~3060cm^-1(苯环C-H伸缩振动)，2924~2864cm^-1(烷烃C-H伸缩振动)，1500~1450cm^-1(苯环C-C伸缩振动)，这说明单体Ⅰ与苯乙烯之间的确发生了共聚反应。另外，本发明还对所得产物进行了热释放速率（HRR）的测试，结果如图3所示，相对于苯乙烯的均聚物（即纯聚苯乙烯）而言，本发明所得共聚产物具有低得多的热释放速率，这说明本发明所得核壳型纳米聚合物微球应具有很好的阻燃性，可以用作一种阻燃剂。

本发明所得核壳型纳米聚合物微球阻燃剂的用途之一，即是应用在聚苯乙烯聚合物中，提高聚苯乙烯聚合物材料的阻燃性能和韧性。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明通过种子乳液聚合的方法，将含磷氮元素的单体Ⅰ与常见的含双键可聚合单体共聚，制得纳米级的具有核壳结构的大分子聚合物微球，使所制得的聚合物微球具有很好的阻燃性，能够用作阻燃剂，这实现了小分子阻燃剂的高分子量化，有助于减少阻燃剂在使用过程中的迁移、流失，与传统的添加型阻燃剂相比也增加了阻燃剂与高分子基体的相容性，能够保证材料阻燃性能的持久。通过在制备过程中调整单体Ⅰ与单体Ⅱ的比例还可以改变聚合物微球的核壳结构，以适应在不同高分子基体中的分散需要，提高分散和阻燃性能。另外，由于本发明核壳型聚合物微球从结构上来说也是一种很好的聚合物弹性体，因此在作为阻燃剂使用的同时，对高分子基体还能够起到有效的增韧作用。

附图说明

图1为本发明核壳型纳米聚合物微球阻燃剂在透射电子显微镜下的放大图；

图2为本发明核壳型纳米聚合物微球阻燃剂的红外光谱图；

图3为本发明核壳型纳米聚合物微球阻燃剂与聚苯乙烯的热释放速率曲线比较图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，但不限于这些实施例。

以下实施例中的份数，除特别说明外，是指重量份数和重量百分比。

实施例1

本实施例首先制备单体Ⅰ，方法可参照中国专利公开号为102391403A的专利中公开的内容，具体操作过程如下：在装有机械搅拌和恒压滴液漏斗的250ml三颈瓶中，加入12.2g（0.2mol）乙醇胺和40ml四氢呋喃，在室温下搅拌，10分钟后，加入40.0g（0.4mol）甲醛溶液（浓度为30%），搅拌并升温至70℃，在持续搅拌下于2小时内滴加亚磷酸二甲酯44.0g（0.40mol），反应10小时后停止反应。除去四氢呋喃溶剂，将粗产物溶解于100ml氯仿中，用10ml的0.1mol/L的氢氧化钠溶液洗涤三遍，干燥并除去氯仿，得到淡黄色透明液体。然后取45.7g（0.15mol）该淡黄色透明液体和150ml氯仿，放入250ml装有机械搅拌的四口烧瓶中，再加入30.3g的三乙胺（0.30mol），在-10℃下滴加27.2g(0.30mol)丙烯酰氯（或甲基丙烯酰氯），反应6小时，然后将体系温度升至5℃，继续反应10小时，减压抽滤，除去三乙胺盐，滤液分别用水，0.1mol/L氢氧化钠溶液，饱和食盐水洗涤，干燥并除去溶剂，得到棕黄色透明液体，即为本发明中所用的含磷氮化合物单体Ⅰ,产率为90%。

其中，所用到的原料亚磷酸二甲酯也可以用等摩尔量的亚磷酸二乙酯代替，所用到的丙烯酰氯也可以用等摩尔量的甲基丙烯酰氯代替。另外，下述实施例中所用到的单体Ⅰ均为本实施例中制备而成的产物。

实施例2：

（1）、将单体Ⅰ40份、苯乙烯20份、乳化剂总质量的50%和去离子水总质量的50%，充分搅拌混合制得核层单体预乳化液；

（2）、将单体Ⅰ20份、苯乙烯20份、其余的乳化剂和去离子水，充分搅拌混合制得壳层单体预乳化液；

（3）、向步骤（1）得到的核层单体预乳化液中加入pH调节剂总质量的50%和引发剂总质量的50%，然后搅拌混合升温至70℃，保温60分钟，制得核聚合物乳液；

（4）、将步骤（3）制得的核聚合物乳液升温至75℃，加入剩余的pH调节剂，然后分别将之前得到的壳层单体预乳化液和剩余的引发剂溶液同时匀速滴加其中，滴加完后保温60分钟，然后降至室温，得到核壳结构的聚合物乳液；

（5）、将质量分数为10%的氯化钠水溶液70份加入到步骤（4）所得的聚合物乳液中进行破乳，用水洗涤沉淀物以除去残留的单体和乳化剂，然后过滤干燥，即得到所述的核壳型纳米聚合物微球阻燃剂；

其中所述乳化剂使用的是十二烷基苯磺酸钠，乳化剂的总质量为单体总质量的4%，该单体总质量指单体Ⅰ和单体Ⅱ的质量之和；所述的引发剂为过硫酸钾，引发剂的总质量为单体总质量的0.5%，所述pH调节剂为碳酸钠，且pH调节剂总质量为单体总质量的0.3%，所述去离子水总质量与单体总质量比为2.5:1。

实施例3：

（1）、将单体Ⅰ40份、丙烯酸乙酯20份、乳化剂总质量的50%和去离子水总质量的70%，充分搅拌混合制得核层单体预乳化液；

（2）、将单体Ⅰ20份、丙烯酸乙酯20份、剩余的乳化剂和去离子水，充分搅拌混合制得壳层单体预乳化液；

（3）、向步骤（1）得到的核层单体预乳化液中加入pH调节剂总质量的50%和引发剂总质量的60%，然后搅拌混合升温至65℃，保温60分钟，制得核聚合物乳液；

（4）、将步骤（3）制得的核聚合物乳液升温至70℃，加入剩余的pH调节剂，然后分别将之前得到的壳层单体预乳化液和剩余的引发剂溶液同时匀速滴加其中，滴加完后保温40分钟，然后降至室温，得到核壳结构的聚合物乳液；

（5）、将质量分数为10%的氯化钠水溶液100份加入到步骤（4）所得的聚合物乳液中进行破乳，用水洗涤沉淀物以除去残留的单体和乳化剂，然后过滤干燥，即得到所述的核壳型纳米聚合物微球阻燃剂；

其中所述乳化剂使用的是十二烷基苯磺酸钠，乳化剂的总质量为单体总质量的3%；所述的引发剂为过硫酸钠，引发剂的总质量为单体总质量的0.5%，所述pH调节剂为碳酸钠，且pH调节剂总质量为单体总质量的0.2%，所述去离子水总质量与单体总质量比为3:1。

实施例4

（1）、将单体Ⅰ40份、丙烯酸二乙基己酯20份、乳化剂总质量的60%和去离子水总质量的60%，充分搅拌混合制得核层单体预乳化液；

（2）、将单体Ⅰ20份、丙烯酸二乙基己酯20份、乳化剂总质量的40%和去离子水总质量的40%，充分搅拌混合制得壳层单体预乳化液；

（3）、向步骤（1）得到的核层单体预乳化液中加入pH调节剂总质量的50%和引发剂总质量的60%，然后搅拌混合升温至70℃，保温50分钟，制得核聚合物乳液；

（4）、将步骤（3）制得的核聚合物乳液升温至75℃，加入剩余的pH调节剂，然后分别将之前得到的壳层单体预乳化液和剩余的引发剂溶液同时匀速滴加其中，滴加完后保温50分钟，然后降至室温，得到核壳结构的聚合物乳液；

（5）、将质量分数为8%的氯化钠水溶液100份加入到步骤（4）所得的聚合物乳液中进行破乳，用水洗涤沉淀物以除去残留的单体和乳化剂，然后过滤干燥，即得到所述的核壳型纳米聚合物微球阻燃剂；

其中所述乳化剂使用的是硬脂酸钠，乳化剂的总质量为单体总质量的4%；所述的引发剂为过硫酸钠，引发剂的总质量为单体总质量的0.8%，所述pH调节剂为碳酸氢钠，且pH调节剂总质量为单体总质量的0.4%，所述去离子水总质量与单体总质量比为4:1。

实施例5

（1）、将单体Ⅰ40份、丙烯酸丁酯30份、乳化剂总质量的60%和去离子水总质量的60%，充分搅拌混合制得核层单体预乳化液；

（2）、将单体Ⅰ20份、丙烯酸丁酯20份、乳化剂总质量的40%和去离子水总质量的40%，充分搅拌混合制得壳层单体预乳化液；

（3）、向步骤（1）得到的核层单体预乳化液中加入pH调节剂总质量的70%和引发剂总质量的50%，然后搅拌混合升温至60℃，保温55分钟，制得核聚合物乳液；

（4）、将步骤（3）制得的核聚合物乳液升温至65℃，加入剩余的pH调节剂，然后分别将之前得到的壳层单体预乳化液和剩余的引发剂溶液同时匀速滴加其中，滴加完后在70°C下保温60分钟，然后降至室温，得到核壳结构的聚合物乳液；

（5）、将质量分数为6%的氯化钙水溶液80份加入到步骤（4）所得的聚合物乳液中进行破乳，用水洗涤沉淀物以除去残留的单体和乳化剂，然后过滤干燥，即得到所述的核壳型纳米聚合物微球阻燃剂；

其中所述乳化剂使用的是硬脂酸钠，乳化剂的总质量为单体总质量的4%；所述的引发剂为过硫酸钾，引发剂的总质量为单体总质量的0.5%，所述pH调节剂为碳酸钠，且pH调节剂总质量为单体总质量的0.3%，所述去离子水总质量与单体总质量比为3:1。

实施例6

（1）、将单体Ⅰ30份、甲基丙烯酸甲酯30份、乳化剂总质量的50%和去离子水总质量的50%，充分搅拌混合制得核层单体预乳化液；

（2）、将单体Ⅰ20份、甲基丙烯酸甲酯40份、乳化剂总质量的50%和去离子水总质量的50%，充分搅拌混合制得壳层单体预乳化液；

（3）、向步骤（1）得到的核层单体预乳化液中加入pH调节剂总质量的50%和引发剂总质量的60%，然后搅拌混合升温至60℃，保温40分钟，制得核聚合物乳液；

（4）、将步骤（3）制得的核聚合物乳液升温至65℃，加入剩余的pH调节剂，然后分别将之前得到的壳层单体预乳化液和剩余的引发剂溶液同时匀速滴加其中，滴加完后保温40分钟，然后降至室温，得到核壳结构的聚合物乳液；

其中所述乳化剂使用的是十二烷基苯磺酸钠，乳化剂的总质量为单体总质量的3%；所述的引发剂为过硫酸钠，引发剂的总质量为单体总质量的0.9%，所述pH调节剂为碳酸氢钠，且pH调节剂总质量为单体总质量的0.3%，所述去离子水总质量与单体总质量比为3:1。

实施例7

（1）、将单体Ⅰ30份、甲基丙烯酸乙酯20份、乳化剂总质量的50%和去离子水总质量的50%，充分搅拌混合制得核层单体预乳化液；

（2）、将单体Ⅰ20份、甲基丙烯酸乙酯30份、乳化剂总质量的50%和去离子水总质量的50%，充分搅拌混合制得壳层单体预乳化液；

（3）、向步骤（1）得到的核层单体预乳化液中加入pH调节剂总质量的50%和引发剂总质量的50%，然后搅拌混合升温至60℃，保温50分钟，制得核聚合物乳液；

（4）、将步骤（3）制得的核聚合物乳液升温至65℃，加入剩余的pH调节剂，然后分别将之前得到的壳层单体预乳化液和剩余的引发剂溶液同时匀速滴加其中，滴加完后在65°C下保温50分钟，然后降至室温，得到核壳结构的聚合物乳液；

（5）、将质量分数为10%的氯化钠水溶液75份加入到步骤（4）所得的聚合物乳液中进行破乳，用水洗涤沉淀物以除去残留的单体和乳化剂，然后过滤干燥，即得到本实施例的核壳型纳米聚合物微球阻燃剂；

其中所述乳化剂使用的是硬脂酸钠，乳化剂的总质量为单体总质量的3%；所述的引发剂为过硫酸钾，引发剂的总质量为单体总质量的0.8%，所述pH调节剂为碳酸钠，且pH调节剂总质量为单体总质量的0.4%，所述去离子水总质量与单体总质量比为3:1。

实施例8

（1）、将单体Ⅰ50份、甲基丙烯酸异丁酯30份、乳化剂总质量的70%和去离子水总质量的70%，充分搅拌混合制得核层单体预乳化液；

（2）、将单体Ⅰ10份、甲基丙烯酸异丁酯20份、乳化剂总质量的30%和去离子水总质量的30%，充分搅拌混合制得壳层单体预乳化液；

（3）、向步骤（1）得到的核层单体预乳化液中加入pH调节剂总质量的70%和引发剂总质量的60%，然后搅拌混合升温至65℃，保温55分钟，制得核聚合物乳液；

（4）、将步骤（3）制得的核聚合物乳液升温至70℃，加入剩余的pH调节剂，然后分别将之前得到的壳层单体预乳化液和剩余的引发剂溶液同时匀速滴加其中，滴加完后保温一小时，然后降至室温，得到核壳结构的聚合物乳液；

（5）、将质量分数为8%的氯化钠水溶液100份加入到步骤（4）所得的聚合物乳液中进行破乳，用水洗涤沉淀物以除去残留的单体和乳化剂，然后过滤干燥，即得到本实施例的核壳型纳米聚合物微球阻燃剂；

其中所述乳化剂使用的是十二烷基苯磺酸钠，乳化剂的总质量为单体总质量的5%；所述的引发剂为过硫酸钠，引发剂的总质量为单体总质量的1%，所述pH调节剂为碳酸钠，且pH调节剂总质量为单体总质量的0.3%，所述去离子水总质量与单体总质量比为4:1。

实施例9

为了考察本发明的核壳型纳米聚合物微球阻燃剂在高分子材料中的阻燃作用和对材料机械性能的影响，本实施例选用一种易燃的高分子材料----聚苯乙烯（PS）作为聚合物基体，将实施例2和实施例6制得的核壳型纳米聚合物微球阻燃剂按照以下配方（见表1）加入到PS中，混合均匀后通过双螺杆挤出共混造粒，最后在注塑机上注塑成标准试样。对这些标准试样进行阻燃性能（UL94参考标准：ASTM D3801-10；LOI参考标准：ASTM D2863-06A）和抗冲性能（参考标准：ISO179）的测试。其测试结果见表1。

表1标准试样的成分配方和测试结果

表1的结果表明，本发明核壳型纳米聚合物微球阻燃剂对PS具有很好的阻燃作用，而且能够提升PS材料的韧性。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种核壳型纳米聚合物微球阻燃剂，其特征在于：所述核壳型纳米聚合物微球阻燃剂由单体Ⅰ与单体Ⅱ通过种子乳液聚合的方法制备而成，外观色泽为白色，重均分子量在2×10⁵～8×10⁵g/mol之间，破乳前形成的聚合物乳胶粒子呈微球状，微球尺寸在20～80纳米之间；所述核壳型纳米聚合物微球阻燃剂的核层的结构中包括了单体Ⅰ的均聚结构Ⅲ，或单体Ⅰ与单体Ⅱ的共聚结构Ⅳ；壳层的结构中包括了单体Ⅱ的均聚结构Ⅴ，或单体Ⅰ与单体Ⅱ的共聚结构Ⅳ；

上述Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ五种结构如下：

2.一种制备权利要求1所述的核壳型纳米聚合物微球阻燃剂的方法，其特征在于：按重量份计，形成所述核壳型纳米聚合物微球阻燃剂核层的原料配方为：单体Ⅰ20~60份，单体Ⅱ0~40份；形成所述核壳型纳米聚合物微球阻燃剂壳层的原料配方为单体Ⅰ0~20份，单体Ⅱ20~40份；

具体的制备步骤如下：

3.根据权利要求2所述的核壳型纳米聚合物微球阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述乳化剂为脂肪酸钠、烷基磺酸钠、烷基芳基磺酸钠中的任意一种或任意两种的组合。

4.根据权利要求2所述的核壳型纳米聚合物微球阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠中的任意一种。

5.根据权利要求2所述的核壳型纳米聚合物微球阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸氢钠、醋酸钠或磷酸二氢钠中的任意一种。

6.根据权利要求2所述的核壳型纳米聚合物微球阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述电解质水溶液是用氯化钠、氯化钙、硫酸铝中的任意一种配制而成的。

7.将权利要求1所述的核壳型纳米聚合物微球阻燃剂应用在聚苯乙烯聚合物中，提高聚苯乙烯聚合物材料的阻燃性能和韧性。