CN113896822B - 一种应用含有活性官能团的溴系阻燃剂的高效阻燃聚苯乙烯的制备方法 - Google Patents

一种应用含有活性官能团的溴系阻燃剂的高效阻燃聚苯乙烯的制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及阻燃聚苯乙烯领域，具体公开了一种应用含有活性官能团的溴系阻燃剂的高效阻燃聚苯乙烯的制备方法。本申请通过将含活性官能团的溴系阻燃剂预先溶解于苯乙烯单体的反应体系中，形成分子水平分散的均相溶液。并通过含有特定活性官能团的烯类单体引发封端反应，在含有活性官能团的溴系阻燃剂末端引入双键，以便其以共聚的方式键合到聚苯乙烯分子链上。然后在反应釜中进行前期预聚，得到预聚体；再通过反应釜或者反应挤出的方式进行后聚合反应，制得高效阻燃聚苯乙烯树脂专用料或者阻燃母粒。本申请制备的高效阻燃聚苯乙烯树脂具有阻燃效果优异的优点，同时制得产品的安全、环保性能较好。

Description

一种应用含有活性官能团的溴系阻燃剂的高效阻燃聚苯乙烯 的制备方法
技术领域
本申请涉及阻燃聚苯乙烯领域，更具体地说，它涉及一种应用含有活性官能团的溴系阻燃剂的高效阻燃聚苯乙烯的制备方法。
背景技术
聚苯乙烯是由单体苯乙烯经聚合反应得到的一种聚合物。聚苯乙烯因其优异的抗腐蚀性、着色效果和电性能，被广泛应用于各个领域。
但是，由于聚苯乙烯极易燃烧，并且在燃烧过程中不仅会有大量烟雾的产生，而且还会有熔融滴落现象，安全隐患较大。因此,对聚苯乙烯进行阻燃改性,有利于拓展聚苯乙烯材料的应用领域。
相关技术中主要是通过是将各种溴系阻燃剂以及其它助剂与聚苯乙烯经过熔融混合制备得到阻燃聚苯乙烯。但是由于溴系阻燃剂与聚苯乙烯的相容性比较差，所以溴系阻燃剂在聚苯乙烯基体中的分散效果较差，从而使得制得的聚苯乙烯树脂的阻燃效果较差。
发明内容
为了提高阻燃聚苯乙烯的阻燃效果，本申请提供一种应用含有活性官能团的溴系阻燃剂的高效阻燃聚苯乙烯的制备方法。
第一方面，本申请提供一种应用含有活性官能团的溴系阻燃剂的高效阻燃聚苯乙烯的制备方法，采用如下的技术方案：
一种应用含有活性官能团的溴系阻燃剂的高效阻燃聚苯乙烯的制备方法，包括以下步骤：
S1封端：混合苯乙烯单体、含有活性官能团的溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体，在含有活性官能团的溴系阻燃剂完全溶解后，升温至90℃～140℃继续搅拌并进行封端反应，得到含有末端引入双键的溴系阻燃剂的混合物；
S2预聚合：在S1封端步骤中得到的混合物中加入引发剂，进行预聚合，得到预聚体；
S3后聚合：预聚体继续进行共聚，共聚后得到高效阻燃聚苯乙烯树脂。
通过采用上述技术方案，含有活性官能团的溴系阻燃剂具有较好的阻燃效果，且在搅拌混合后能够较均匀地分散在苯乙烯单体中，并与含有特定活性官能团的烯类单体发生封端反应，得到末端引入双键的溴系阻燃剂。而在苯乙烯本体共聚的过程中，末端引入双键的溴系阻燃剂以与苯乙烯共聚的方式键合到聚苯乙烯分子链上，从而进一步使得溴系阻燃剂更加均匀的分散在体系中，有助于提高制得的高效阻燃聚苯乙烯树脂的阻燃效果。同时溴系阻燃剂以与苯乙烯共聚的方式键合到聚苯乙烯分子链上，可以有效减少有毒含溴化合物的析出，从而使得制得的高效阻燃聚苯乙烯树脂的安全、环保性能更佳。
另外，在90℃～140℃的温度下进行封端反应，有利于提高封端反应引入双键的效果，进而使得制得的高效阻燃聚苯乙烯树脂的阻燃效果更佳。
优选的，所述含有活性官能团的溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体包括四溴双酚A双(羟乙基)醚和马来酸酐、2，4，6三溴苯胺和马来酸酐、2,4,6-三溴苯甲酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯、四溴邻苯二甲酸酐和甲基丙烯酸中的至少一种。
通过采用上述技术方案，上述四组相对应的含有活性官能团的溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体中，含活性官能团的溴系阻燃剂均具有较好的阻燃效果。并且上述含有活性官能团的溴系阻燃剂与相对应的含有特定活性官能团的烯类单体的封端反应效果均较好，即含有活性官能团的溴系阻燃剂末端引入双键的效果较好，从而使得含有活性官能团的溴系阻燃剂与苯乙烯单体的共聚效果更佳，即活性官能团的溴系阻燃剂键合到聚苯乙烯分子链上的效果更佳，从而制得的高效阻燃聚苯乙烯树脂的阻燃效果更佳。并且析出的有毒含溴化合物减少，有助于提高产品的安全、环保性能。
优选的，所述含有活性官能团的溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体的质量比为(2～4):1。
通过采用上述技术方案，控制含有活性官能团的溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体的质量比为(2～4):1，有助于提高封端反应的完成度，即含有活性官能团的溴系阻燃剂末端引入双键的完成度较好，从而使得含有活性官能团的溴系阻燃剂以与苯乙烯单体共聚的方式键合到聚苯乙烯分子链上的效果更好，有助于提高高效阻燃聚苯乙烯树脂的阻燃效果。并且由于含有活性官能团的溴系阻燃剂的键合程度较好，即可以有效减少体系中游离分散的有毒含溴化合物的量，从而使得产品的安全、环保性能更佳。
优选的，所述S1封端步骤中，封端反应的时间为0.5h～1.5h。
通过采用上述技术方案，由于反应时间太短，含活性官能团的溴系阻燃剂引入双键的封端反应不能充分完成；而反应时间超过2小时，则苯乙烯单体有发生热聚合的可能。因此控制封端反应的时间为0.5h～1.5h，在确保封端反应完成度较好的同时减少苯乙烯单体热聚合的情况。
优选的，所述引发剂为低温引发剂和中高温引发剂按照质量比3:(5～8)组成的复合引发剂。
通过采用上述技术方案，以低温引发剂和中高温引发剂复配后作为体系预聚合的引发剂，使得体系在整个升温过程中的聚合效果均较好，有利于提高体系的聚合效率和聚合度，从而有助于提高溴系阻燃剂在体系中分散的均匀度，使得制得的高效阻燃聚苯乙烯树脂的阻燃效果更佳。并且在低温引发剂和中高温引发剂的质量比为3:(5～8)的情况下，体系的聚合效率和聚合度更佳，即使得制得的高效阻燃聚苯乙烯树脂的阻燃效果更佳。
优选的，所述S1封端步骤中，混合苯乙烯单体、溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体的时候加入阻燃协效剂，且所述阻燃协效剂为三氧化二锑。
通过采用上述技术方案，阻燃协效剂有助于提高溴系阻燃剂的阻燃效果，并且优选三氧化二锑，有助于提高制得的聚苯乙烯树脂阻燃效果。
优选的，按照苯乙烯单体、含有活性官能团的溴系阻燃剂、含有特定活性官能团的烯类单体和阻燃协效剂的总质量为百分百计，所述溴系阻燃剂的质量百分比为0.1％～40％。
通过采用上述技术方案，控制含有活性官能团的溴系阻燃剂在体系中的质量百分比为0.1％～40％，该质量百分比范围内的溴系阻燃剂在苯乙烯单体中的分散均匀度较好，并且制得的高效阻燃聚苯乙烯树脂的阻燃效果较好。
第二方面，本申请提供一种阻燃聚苯乙烯塑料，采用如下的技术方案：
一种阻燃聚苯乙烯塑料，由溴系阻燃剂含量为0.1％～6％的高效阻燃聚苯乙烯树脂制备得到，或者由溴系阻燃剂含量为6％～40％的高效阻燃聚苯乙烯树脂作为母粒添加到通用级聚苯乙烯制备得到，或者由溴系阻燃剂含量为6％～40％的高效阻燃聚苯乙烯树脂作为母粒添加到耐冲击性聚苯乙烯中制备得到。
通过采用上述技术方案，溴系阻燃剂含量为0.1％～6％的高效阻燃聚苯乙烯树脂具有较好的阻燃效果，以其为专用料制备阻燃挤塑聚苯乙烯泡沫塑料或者阻燃膨胀聚苯乙烯泡沫塑料板产品的阻燃效果较好。另外，溴系阻燃剂含量为6％～40％的高效阻燃聚苯乙烯树脂作为母粒添加到通用级聚苯乙烯或者耐冲击性聚苯乙烯中制备的阻燃产品的阻燃效果也表现优异。因此可以根据高效阻燃聚苯乙烯树脂中溴系阻燃剂含量选择合适的应用途径，使得制得产品的阻燃效果表现优异。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请以含活性官能团的溴系阻燃剂为阻燃活性物质，并通过含有特定活性官能团的烯类单体与含有活性官能团的溴系阻燃剂发生封端反应，从而在含活性官能团的溴系阻燃剂的末端引入双键。引入双键后的含活性官能团的溴系阻燃剂以与苯乙烯单体共聚的方式键合到聚苯乙烯分子链上，即在含活性官能团的溴系阻燃剂均匀分散的基础上，更进一步的提高其分散均匀度，有助于提高产品的阻燃效果；同时由于含活性官能团的溴系阻燃剂与聚苯乙烯分子链相键合，因此可以有效减少析出的有毒含溴化合物的量，制得的产品安全、环保性能更佳。
2、本申请中优选封端反应的时间为0.5h～1.5h，由于反应时间太短，含活性官能团的溴系阻燃剂引入双键的封端反应不能充分完成；而反应时间超过2小时，则苯乙烯单体有发生热聚合的可能。因此控制封端反应的时间为0.5h～1.5h，在确保封端反应完成度较好的同时减少苯乙烯单体热聚合的情况。
3、本申请可以制备不同含活性官能团的溴系阻燃剂含量的阻燃聚苯乙烯，且低含量的阻燃聚苯乙烯可以作为专用料，制备阻燃挤塑聚苯乙烯泡沫塑料或者阻燃膨胀聚苯乙烯泡沫塑料板产品。而高含量的阻燃聚苯乙烯可以作为母粒，添加到通用级聚苯乙烯或者耐冲击性聚苯乙烯中制备的阻燃产品。应用途径较广，且生产的产品阻燃效果均较好。
具体实施方式
本实施方式提供一种应用含有活性官能团的溴系阻燃剂的高效阻燃聚苯乙烯的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
S1封端：搅拌混合苯乙烯单体、含有活性官能团的溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体，在含有活性官能团的溴系阻燃剂完全溶解后，升温至90℃～140℃继续搅拌并进行封端反应，得到含有末端引入双键的溴系阻燃剂的混合物；
S2预聚合：在S1封端步骤中得到的混合物中加入引发剂，进行预聚合，得到预聚体；
S3后聚合：将预聚体转移到后聚合仪器中继续进行共聚，共聚后进行进一步脱挥、造粒，得到高效阻燃聚苯乙烯树脂。
对本实施方式的高效阻燃聚苯乙烯的制备方法中提到的引发剂，优选使用过氧化物类引发剂和偶氮类引发剂组合成的复合引发剂；其中过氧化物类引发剂包括但不限于过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化二异丙苯、过氧化十二酰、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化氢、叔丁基过氧化苯甲酸酯、1,4-双(叔丁基过氧化异丙基)苯中的一种或多种；偶氮类引发剂包括但不限于偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异庚腈中的至少一种。
对本实施方式的高效阻燃聚苯乙烯的制备方法中提到的含有活性官能团的溴系阻燃剂包括但不限于四溴双酚A、2，4，6三溴苯酚、二溴苯基缩水甘油醚、四溴双酚A双(羟乙基)醚、四溴邻苯二甲酸二乙二醇丙二醇二酯/二醇、一溴新戊二醇、二溴新戊二醇、三溴新戊二醇、一缩二二溴新戊二醇、2，4，6三溴苯胺、3，4-二溴苯胺、3-溴苯胺、4-溴苯胺、2-溴苯胺、2，5-二溴苯胺、2，6-二溴苯胺、2，4-二溴苯胺、3，5-二溴苯胺、2-氨基-5-溴二苯甲酮、3,5-二溴-4-甲基苯胺、N,N-二(2-羟丙基)-2,4,6-三溴苯胺、4-溴邻苯二甲酸、四溴邻苯二甲酸酐、4-溴邻苯二甲酸酐、4-溴邻苯乙酸、4-溴-2,6-二乙基苯胺、4-氯-2,6-二溴苯胺、4-溴-2-甲基苯胺、4-溴-3-甲苯胺、4-溴-2,6-二甲基苯胺、3-溴苯甲胺、2-溴苯甲胺、4-溴苯甲胺、2-(4-溴苯基)乙胺、2-(3-溴苯基)乙胺、2-(2-溴苯基)乙胺、1-(4-溴苯基)乙胺、2,6-二溴-4-异丙苯胺、2,4,6-三溴苯甲酸、3-羟基-2,4,6-三溴苯甲酸中的至少一种。
对本实施方式的高效阻燃聚苯乙烯的制备方法中提到的含有特定活性官能团的烯类单体包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、二丙烯酸、二甲基丙烯酸、乙烯基亚磷酸、2-乙烯基-4,6-二氨基-1,3,5-三嗪、1,2-环氧-4-乙烯环己烷、四羟丁基乙烯基醚、乙烯基磺酸、环氧丁烯、马来酸酐、2-乙烯氧基乙醇、丙烯酸环氧丙酯、二乙二醇单乙烯基醚、甲基丙烯酸、富马酸、衣康酸、十一碳烯酸、山梨酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
对于封端反应的反应时间优选控制在0.5h～1.5h，如果反应时间太短，溴系阻燃剂引入双键的封端反应不能充分完成；如果反应时间超过2小时，则苯乙烯单体有发生热聚合的可能。
对于预聚反应的反应时间控制在15分钟～2小时，优选预聚时间为30分钟～1小时。预聚时间太短，会使预聚程度不够，而预聚时间超过2个小时，反应体系容易发生暴聚，使反应失去控制。
对于本实施方式中后聚合反应，可以选择在反应釜中进行，也可以在挤出机中进行反应挤出聚合。
对于后聚合反应挤出采用的挤出机，可以是普通的双螺杆挤出机、单螺杆挤出机、单螺杆和单螺杆串联的双阶挤出机、双螺杆和双螺杆串联的双阶挤出机、单螺杆和双螺杆挤出机串联的双阶型挤出机或者双螺杆和单螺杆串联的双阶挤出机。挤出机螺杆的直径(ΦD)不做具体限制，可以根据产量的大小和扭矩的高低进行确定。
对于实施后聚合的反应挤出采用的挤出机，反应体系在整条生产线中的停留时间优选20～90分钟，优选为30～60分钟。物料在挤出机中的停留时间过短会使单体的转化率降低；从理论上说停留时间越长聚合反应转化率就越高，但是太长的停留时间会导致设备投资过大，也会使产量降低。
对于本实施方式中提到的挤出机中的反应温度，设定范围在20℃～250℃之间，其中优选30℃～200℃，进一步优选为70℃～180℃。挤出机转速设定为1rpm～1000rpm，优选10rpm～500rpm，进一步优选为20rpm～300rpm，过低的转速会降低产量；而过高的转速会使物料在挤出机中的停留时间过短而完不成反应。
以下结合实施例对本实施方式作进一步详细说明。
本申请实施例中的原料均可通过市售获得。
其中通用聚苯乙烯树脂产自苏州新立成塑化有限公司，货号为GPS-525N。
实施例
实施例1～4的区别之处在于选用的含活性官能团的溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体不同。
以下以实施例1为例进行说明。
一种应用含有活性官能团的溴系阻燃剂的高效阻燃聚苯乙烯的制备方法，包括以下步骤：
S1封端：在惰性气体的保护下，将9750g苯乙烯单体、150g含有活性官能团的溴系阻燃剂、50g阻燃协效剂和50g含有特定活性官能团的烯类单体加入预聚反应釜中，搅拌混合直至含有活性官能团的溴系阻燃剂完全溶解；然后升温至125℃继续搅拌，并进行封端反应1h，得到含有末端引入双键的溴系阻燃剂的混合物；
S2预聚合：封端反应结束后，往预聚反应釜中加入50g引发剂，然后边搅拌边升温至150℃，使反应体系进行预聚反应，反应进行1小时后停止加热，得到预聚体。
S3后聚合：将顶端带有回流冷凝器的后聚合反应釜预热到170℃，再通过物料输送泵将S2预聚合步骤中得到的预聚体送入反应釜中，在搅拌状态下继续进行聚合反应。反应8小时后升温到230℃，然后将物料输送到温度预设为230℃且压力维持在3kPa的脱挥釜中，闪蒸脱除未反应的苯乙烯单体。最后将制得的共聚物输送至向外旋转的异向双螺杆挤出机中，进行进一步脱挥、造粒，得到高效阻燃聚苯乙烯树脂。
其中含有活性官能团的溴系阻燃剂为四溴双酚A双(羟乙基)醚；
含有特定活性官能团的烯类单体为马来酸酐；
阻燃协效剂为为三氧化二锑；
引发剂为低温引发剂和中高温引发剂按照质量比3:7组成的复合引发剂，且低温引发剂为偶氮二异丁腈，中高温引发剂为1，4-双(叔丁基过氧化异丙基)苯。
表1实施例1～4区别物料种类表
Figure BDA0003350496960000071
实施例5～8与实施例1的区别之处在于S3后聚合步骤中采用挤出机进行后聚合反应，且实施例5～8中含有活性官能团的溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体选用不同。
实施例5
本实施例S1封端步骤和S2预聚合步骤均与实施例1～4相同。对于区别之处S3后聚合步骤，其具体是：将S2预聚合步骤中制得的预聚体输送至挤出机中，温度设定为180℃，预聚体在挤出机中的停留时间为50min。反应结束后通过配置在末端的真空系统脱挥，得到高效阻燃聚苯乙烯树脂；
其中所用的挤出机为两台螺杆直径为48，长径比65，串联在一起的挤出机组。
表2实施例5～8区别物料种类表
Figure BDA0003350496960000072
Figure BDA0003350496960000081
实施例9～12是选用不同种类含活性官能团的溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体制备高含量溴系阻燃剂的阻燃聚苯乙烯母料，然后将其与聚苯乙烯树脂共混，制备成低含量溴系阻燃剂的阻燃聚苯乙烯树脂。
实施例9
本实施例中各物料的质量为苯乙烯单体5000g、含活性官能团的溴系阻燃剂3000g、含有特定活性官能团的烯类单体1000g、阻燃协效剂1000g、引发剂30g。各物料的种类均与实施例1相同，并采用与实施例1中相同的S1封端步骤、S2预聚合步骤和S3后聚合步骤，制得高含量溴系阻燃剂的阻燃聚苯乙烯树脂母粒。
制备低含量溴系阻燃剂的阻燃聚苯乙烯树脂的方法具体是：将500g本实施例制备的高含量溴系阻燃剂的阻燃聚苯乙烯母粒、9500g通用聚苯乙烯树脂和50g抗氧剂1010在高混机中预混，然后加入到直径48mm，长径比为35的双螺杆挤出机中在180℃下进行挤出造粒，制得低含量溴系阻燃剂的阻燃聚苯乙烯树脂。
表3实施例9～12区别物料种类表
Figure BDA0003350496960000082
实施例13
本实施例与实施例1的区别之处在于，各物料的质量为苯乙烯单体9725g、含有活性官能团的溴系阻燃剂150g、阻燃协效剂50g、含有特定活性官能团的烯类单体75g、引发剂50g。本实施例的高效阻燃聚苯乙烯树脂的制备方法与实施例1相同。
实施例14
本实施例与实施例1的区别之处在于，各物料的质量为苯乙烯单体9762.5g、含有活性官能团的溴系阻燃剂150g、阻燃协效剂50g、含有特定活性官能团的烯类单体37.5g、引发剂50g。本实施例的高效阻燃聚苯乙烯树脂的制备方法与实施例1相同。
实施例15
本实施例与实施例1的区别之处在于，封端反应的时间为0.5h。
实施例16
本实施例与实施例1的区别之处在于，封端反应的时间为1.5h。
实施例17
本实施例与实施例1的区别之处在于，引发剂为低温引发剂和中高温引发剂按照质量比3:5组成的复合引发剂，且低温引发剂为偶氮二异丁腈，中高温引发剂为1，4-双(叔丁基过氧化异丙基)苯。
实施例18
本实施例与实施例1的区别之处在于，引发剂为低温引发剂和中高温引发剂按照质量比3:8组成的复合引发剂，且低温引发剂为偶氮二异丁腈，中高温引发剂为1，4-双(叔丁基过氧化异丙基)苯。
实施例19
本实施例与实施例1的区别之处在于，不添加阻燃协效剂。
对比例
对比例1是将实施例1中选用的含活性官能团的溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体直接与通用聚苯乙烯在挤出机中熔融共混造粒，制得阻燃聚苯乙烯树脂。
对比例1
本对比例制备阻燃聚苯乙烯树脂的方法具体是：将150g含活性官能团的溴系阻燃剂、50g含有特定活性官能团的烯类单体、50g阻燃协效剂、9750g通用聚苯乙烯和50g抗氧剂1010在高混机中预混，然后加入到一台直径48mm，长径比为35的双螺杆挤出机中，在180℃下进行挤出造粒，制得阻燃聚苯乙烯树脂；且本对比例的物料种类与实施例1相同。
对比例2是将实施例1中选用的含活性官能团的溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体先与通用聚苯乙烯制成高含量母料，然后再与通用聚苯乙烯共混，制成低含量溴系阻燃剂的阻燃聚苯乙烯树脂。
对比例2
本对比例制备阻燃聚苯乙烯树脂的方法具体是：将5000g通用聚苯乙烯粉末、3000g含活性官能团的溴系阻燃剂、1000g含有特定活性官能团的烯类单体、1000g阻燃协效剂和30g抗氧剂1010在高混机中预混，然后加入到一台直径48mm，长径比为35的双螺杆挤出机中，在180℃下进行挤出造粒，制得高含量溴系阻燃剂的阻燃聚苯乙烯树脂母料；
再将500g本对比例制备的高含量溴系阻燃剂的阻燃聚苯乙烯母粒、9500g通用聚苯乙烯树脂和50g抗氧剂1010在高混机中预混，然后加入到直径48mm，长径比为35的双螺杆挤出机中在180℃下进行挤出造粒，制得低含量溴系阻燃剂的阻燃聚苯乙烯树脂；且本对比例的物料种类与实施例1相同。
对比例3
本对比例与实施例1的不同之处在于，不添加含有特定活性官能团的烯类单体，余量为苯乙烯单体。
对比例4
本对比例与实施例1的不同之处在于，封端反应的时间为2.5h。
对比例5
本对比例与实施例1的不同之处在于，封端反应的时间为0.2h。
性能检测试验
检测方法/试验方法
氧指数：按照GB/T2406-1993《塑料燃烧性能测试方法》中的氧指数法测试标准对实施例1～19和对比例1～5中制得的样品进行测试。
防火等级UL94检测：参照UL94-2009中防火等级的测试方法对实施例1～19和对比例1～5中制得的样品进行测试。
拉伸强度检测：参照GB/T1040.2-2006《塑料拉伸性能的测定》第2部分中模塑和挤塑塑料的试验方法对实施例1～19和对比例1～5中制得的样品进行检测。
表4样品阻燃性能检测数据表
Figure BDA0003350496960000111
Figure BDA0003350496960000121
通过表4中各样品的检测数据可知，结合实施例1～4和对比例1～2的检测数据可知，含活性官能团的溴系阻燃剂在与含有特定活性官能团的烯类单体进行封端反应后，再通过与苯乙烯单体共聚的方式键合到聚苯乙烯分子链上，得到的阻燃聚苯乙烯相较于直接将含活性官能团的溴系阻燃剂与聚苯乙烯共融挤出得到的阻燃聚苯乙烯阻燃效果更为优异。且无论是直接制备低含量溴系阻燃剂的聚苯乙烯树脂，还是先制备高含量溴系阻燃剂的阻燃聚苯乙烯母料，然后再稀释成低含量溴系阻燃剂的阻燃聚苯乙烯树脂，得到的阻燃聚苯乙烯树脂均具有高效的阻燃效果。同时实施例1～19中各样品的拉伸强度均较好，因此说明以本申请中的制备方法对制得的阻燃聚苯乙烯树脂的拉伸强度影响较小。
结合实施例1～4和对比例3的检测数据可知，封端反应后的含活性官能团的溴系阻燃剂相较于直接分散在苯乙烯单体中的含活性官能团的溴系阻燃剂的分散均匀度更佳，有助于提高制得的阻燃聚苯乙烯的阻燃效果。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1.一种应用含有活性官能团的溴系阻燃剂的高效阻燃聚苯乙烯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1封端：混合苯乙烯单体、含有活性官能团的溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体，在含有活性官能团的溴系阻燃剂完全溶解后，升温至90℃～140℃继续搅拌并进行封端反应，得到含有末端引入双键的溴系阻燃剂的混合物；
S2预聚合：在S1封端步骤中得到的混合物中加入引发剂，进行预聚合，得到预聚体；
S3后聚合：预聚体继续进行共聚，共聚后得到高效阻燃聚苯乙烯；
所述含有活性官能团的溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体包括四溴双酚A双（羟乙基）醚和马来酸酐、2，4，6三溴苯胺和马来酸酐、2,4,6-三溴苯甲酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一组；所述含有活性官能团的溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体的质量比为（2～4）:1；所述S1封端步骤中，封端反应的时间为0.5h～1.5h；所述引发剂为低温引发剂和中高温引发剂按照质量比3:（5～8）组成的复合引发剂，且所述低温引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异庚腈中的至少一种，所述中高温引发剂包括过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化二异丙苯、过氧化十二酰、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化氢、叔丁基过氧化苯甲酸酯、1,4-双（叔丁基过氧化异丙基）苯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种应用含有活性官能团的溴系阻燃剂的高效阻燃聚苯乙烯的制备方法，其特征在于：所述S1封端步骤中，混合苯乙烯单体、溴系阻燃剂和含有特定活性官能团的烯类单体的时候加入阻燃协效剂，且所述阻燃协效剂为三氧化二锑。
3.根据权利要求2所述的一种应用含有活性官能团的溴系阻燃剂的高效阻燃聚苯乙烯的制备方法，其特征在于：按照苯乙烯单体、含有活性官能团的溴系阻燃剂、含有特定活性官能团的烯类单体和阻燃协效剂的总质量为百分百计，所述溴系阻燃剂的质量百分比为0.1%～40%。
4.一种高效阻燃聚苯乙烯塑料，其特征在于：由权利要求3中所述制备方法制备得到的、溴系阻燃剂百分比含量为0.1%～6%的高效阻燃聚苯乙烯制备得到；或者由权利要求3中所述制备方法制备得到的、溴系阻燃剂百分比含量为6%～40%的高效阻燃聚苯乙烯作为母粒添加到通用级聚苯乙烯或耐冲击性聚苯乙烯中制备得到。
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