CN117070032B - 阻燃聚苯乙烯颗粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高分子材料技术领域，提出了阻燃聚苯乙烯颗粒及其制备方法。所述阻燃聚苯乙烯颗粒，包括以下质量份数的组分：聚苯乙烯100份、聚烯烃弹性体3~8份、填料15~25份、润滑剂0.5~1份、阻燃剂10~20份；所述阻燃剂包括聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈和/或2,2,4,4‑四氯‑6,6‑二苯基环三磷腈；所述阻燃聚苯乙烯颗粒的制备方法，包括以下步骤：将聚苯乙烯、聚烯烃弹性体、填料、润滑剂、阻燃剂混合均匀，挤出造粒，得到阻燃聚苯乙烯颗粒。通过上述技术方案，解决了现有技术中的聚苯乙烯颗粒阻燃性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体的，涉及阻燃聚苯乙烯颗粒及其制备方法。
背景技术
聚苯乙烯是由St单体经过自由基加聚反应形成的高聚物，是一种轻质颗粒，其表观密度低、质量轻、导热系数小、吸水率低、容易加工、价格低廉，此外，还具有耐腐蚀、耐水、电绝缘性良好、容易着色等优点，由于其熔融热稳定性和流动性很好，所以易加工成型，尤其容易注塑成型，适合生产及应用，在家用电器、仪器仪表、电子产品、汽车内饰件和包装材料等领域得到了广泛的应用。
聚苯乙烯颗粒最大的不足就在于其阻燃性差，进而极大地限制了其应用。
发明内容
本发明提出阻燃聚苯乙烯颗粒及其制备方法，解决了相关技术中的聚苯乙烯颗粒阻燃性差的问题。
本发明的技术方案如下：
阻燃聚苯乙烯颗粒，包括以下质量份数的组分：聚苯乙烯100份、聚烯烃弹性体3~8份、填料15~25份、润滑剂0.5~1份、阻燃剂10~20份；
所述阻燃剂包括聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈和/或2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈。
2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈的CAS号为2846-32-4。
作为进一步的技术方案，所述阻燃剂包括聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈和2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈。
作为进一步的技术方案，所述聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈和2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈的质量比为5:3~7:1。
作为进一步的技术方案，所述聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈和2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈的质量比为3:1。
作为进一步的技术方案，所述填料包括滑石粉、二氧化硅中的一种或两种。
作为进一步的技术方案，所述聚烯烃弹性体为聚烯烃弹性体POE。
作为进一步的技术方案，所述润滑剂包括白油、硬脂酸锌中的一种或两种。
本发明还提出了一种阻燃聚苯乙烯颗粒的制备方法，包括以下步骤：将聚苯乙烯、聚烯烃弹性体、填料、润滑剂、阻燃剂混合均匀，挤出造粒，得到阻燃聚苯乙烯颗粒。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明使用聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈和/或2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈作为阻燃剂提高了聚苯乙烯颗粒的阻燃性。此外，在聚苯乙烯颗粒配方中加入聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈和/或2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈，还提高了聚苯乙烯颗粒的抗冲击性能，这可能是由于聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈和/或2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈的加入，促进了无机填料在有机聚苯乙烯基体中的均匀分散，从而提高了聚苯乙烯颗粒的抗冲击性能。
2、本发明将阻燃剂限定为质量比5:3~7:1的聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈和2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈，进一步提高了聚苯乙烯颗粒的阻燃性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
以下实施例及对比例中聚苯乙烯为GP525聚苯乙烯，聚烯烃弹性体POE为POE8150。
实施例1
将聚苯乙烯100份、聚烯烃弹性体POE 5份、滑石粉20份、硬脂酸锌1份、聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈16份混合均匀，在150℃挤出造粒，得到阻燃聚苯乙烯颗粒。
实施例2
将聚苯乙烯100份、聚烯烃弹性体POE 5份、滑石粉20份、硬脂酸锌1份、2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈16份混合均匀，在150℃挤出造粒，得到阻燃聚苯乙烯颗粒。
实施例3
将聚苯乙烯100份、聚烯烃弹性体POE 5份、滑石粉20份、硬脂酸锌1份、聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈12份、2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈4份混合均匀，在150℃挤出造粒，得到阻燃聚苯乙烯颗粒。
实施例4
将聚苯乙烯100份、聚烯烃弹性体POE 5份、滑石粉20份、硬脂酸锌1份、聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈10份、2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈6份混合均匀，在150℃挤出造粒，得到阻燃聚苯乙烯颗粒。
实施例5
将聚苯乙烯100份、聚烯烃弹性体POE 5份、滑石粉20份、硬脂酸锌1份、聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈14份、2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈2份混合均匀，在150℃挤出造粒，得到阻燃聚苯乙烯颗粒。
实施例6
将聚苯乙烯100份、聚烯烃弹性体POE 3份、二氧化硅15份、硬脂酸锌0.5份、聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈7.5份、2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈2.5份混合均匀，在150℃挤出造粒，得到阻燃聚苯乙烯颗粒。
实施例7
将聚苯乙烯100份、聚烯烃弹性体POE 8份、滑石粉25份、10#白油0.8份、聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈15份、2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈5份混合均匀，在150℃挤出造粒，得到阻燃聚苯乙烯颗粒。
对比例1
与实施例1的区别仅在于不添加聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈。
对比例2
与实施例1的区别仅在于将聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈替换为等量的六苯氧基环三磷腈。
按照GB/T 6594.2-2003《塑料 聚苯乙烯(PS)模塑和挤出材料 第2部分: 试样制备和性能测定》中规定的条件，分别将实施例1~7及对比例1~2得到的阻燃聚苯乙烯颗粒制备压塑试片，然后按照该标准的表3一般性能和试验条件中规定的标准测试各试样的氧指数和简支梁缺口冲击强度，测试结果见下表：
表1 氧指数和缺口冲击强度
由表1可以看出，本发明得到的阻燃聚苯乙烯颗粒的氧指数在29.5%以上，缺口冲击强度在12.7 kJ/m2以上，具有良好的阻燃性和抗冲击性能。
实施例1与对比例1~2相比，实施例1中添加了聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈，对比例1中未添加阻燃剂，对比例2中添加了六苯氧基环三磷腈，对比例2得到的阻燃聚苯乙烯颗粒的氧指数高于对比例1，缺口冲击强度低于对比例1，说明添加六苯氧基环三磷腈可以提高阻燃聚苯乙烯颗粒的阻燃性，但会降低抗冲击性能。实施例1得到的阻燃聚苯乙烯颗粒的氧指数和缺口冲击强度高于对比例1~2。说明添加聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈大幅度提高了阻燃聚苯乙烯颗粒的阻燃性，同时还提高了聚苯乙烯颗粒的抗冲击性能。
实施例1~2和实施例3相比，实施例1添加了聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈，实施例2添加了2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈，实施例3添加了聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈和2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈，实施例3得到的阻燃聚苯乙烯颗粒的氧指数和缺口冲击强度高于实施例1~2。说明使用聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈和2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈比使用单一的聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈或2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈制备的阻燃聚苯乙烯颗粒的阻燃性和抗冲击性能好。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.阻燃聚苯乙烯颗粒，其特征在于，包括以下质量份数的组分：聚苯乙烯100份、聚烯烃弹性体3~8份、填料15~25份、润滑剂0.5~1份、阻燃剂10~20份；
所述阻燃剂包括聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈和2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈；
所述聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈和2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈的质量比为5:3~7:1。
2.根据权利要求1所述的阻燃聚苯乙烯颗粒，其特征在于，所述聚二(乙氧基吡咯烷酮)膦腈和2,2,4,4-四氯-6,6-二苯基环三磷腈的质量比为3:1。
3.根据权利要求1所述的阻燃聚苯乙烯颗粒，其特征在于，所述填料包括滑石粉、二氧化硅中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的阻燃聚苯乙烯颗粒，其特征在于，所述聚烯烃弹性体为聚烯烃弹性体POE。
5.根据权利要求1所述的阻燃聚苯乙烯颗粒，其特征在于，所述润滑剂包括白油、硬脂酸锌中的一种或两种。
6.根据权利要求1~5任意一项所述的阻燃聚苯乙烯颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚苯乙烯、聚烯烃弹性体、填料、润滑剂、阻燃剂混合均匀，挤出造粒，得到阻燃聚苯乙烯颗粒。
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