【技术领域】
本发明涉及聚苯乙烯材料制备技术领域，尤其涉及一种阻燃聚苯乙烯材料及其制备方法。
背景技术：
聚苯乙烯(ps)为通用塑料的第三大品种之一,因其具有成型性好、刚性好及低吸湿性等优点,被广泛应用于包装、电子、建筑、汽车家电、仪表、日用品和玩具等行业。聚苯乙烯较易燃烧，使用不安全，为了改善ps的阻燃性能，通常添加无机阻燃剂。但是，有阻燃剂与ps相容性不是很好，阻燃剂用量大成本高。
技术实现要素：
本发明提供的一种阻燃聚苯乙烯材料，可以解决背景技术中涉及的技术问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种阻燃聚苯乙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、将聚苯乙烯和木质素基阻燃剂在高混机中初混合，得预混物；
步骤二、将预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，得到阻燃聚苯乙烯材料。
优选的，在步骤一中，按质量比，聚苯乙烯：聚苯乙烯-木质素弹性体为10：1-10：20。
优选的，在步骤二中，挤出温度：一区160℃、二区180℃、三区200℃、四区220℃、五区230℃、机头225℃，主机转速100rpm。
优选的，所述木质素基阻燃剂由以下方法制备得到：
将原硅酸、尿素或者三聚氰胺和改性木质素加入到反应器中，搅拌的同时按20℃/min的升温速率升温至100℃，然后继续搅拌直至反应体系中有大量气泡产生，得到预聚物，将预聚物倒入瓷质容器中，并置于230℃的恒温炉内继续反应3小时，即得到木质素基阻燃剂。
优选的，按质量比，原硅酸、尿素或者三聚氰胺和改性木质素的质量比为1：1：(1-1.5)。
优选的，所述改性木质素由以下方法制备得到：
将木质素马来酸酯、苯乙烯及有机过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈在高混机中初混合，得预混物；然后将预混料经双螺杆挤出机反应挤出，得改性木质素。
优选的，按质量比，木质素马来酸酯：苯乙烯为100：(10-15)，所述有机过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈的用量为木质素马来酸酯质量的0.5％-1％。
优选的，挤出温度：一区60℃、二区70℃、三区80℃、四区90℃、五区100℃、六区110℃、机头120℃，主机转速5rpm。
优选的，木质素马来酸酯由以下方法制备得到：
按质量份，将100份干燥的酸木质素及25份马来酸酐加入到装有乙二醇二甲醚的反应器中，85℃、冷凝回流、搅拌反应5h后，冷却至室温，过滤、洗涤，得到木质素马来酸酯。
本发明还提供了一种阻燃聚苯乙烯材料，由所述的阻燃聚苯乙烯材料的制备方法制得。
本发明的有益效果如下：
1、很好地解决了相容性问题，阻燃剂中引入了含苯环结构的木质素及苯乙烯分子链，所以阻燃剂与聚苯乙烯的相容性非常好；
2、阻燃效果明显，木质素基阻燃剂为si-n-c三元膨胀阻燃剂，在材料燃烧时表面能够形成一层致密且耐高温的si-c层，隔绝外界氧气的进入；内部因n2的释放产生大量的气孔，形成后的不支持燃烧n2层，在这双重作用的影响下，取得的阻燃效果更为明显；
3、成本更低，木质素基阻燃剂中所含的木质素来源于造纸工业废弃物，将其用于阻燃剂中，大幅降低了阻燃剂的成本；另外，木质素基阻燃剂的阻燃效率更高，使用量较少时就能获得很好阻燃效果，减少阻燃剂的用量也是成本降低的一方面。
【具体实施方式】
下面将结合本发明具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种阻燃聚苯乙烯材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、将聚苯乙烯和木质素基阻燃剂在高混机中初混合，得预混物；
具体的，按质量比，聚苯乙烯：聚苯乙烯-木质素弹性体为10：1-10：20。
需要进一步说明的是，所述木质素基阻燃剂由以下方法制备得到：
将原硅酸、尿素或者三聚氰胺和改性木质素加入到反应器中，搅拌的同时按20℃/min的升温速率升温至100℃，然后继续搅拌直至反应体系中有大量气泡产生，得到预聚物，将预聚物倒入瓷质容器中，并置于230℃的恒温炉内继续反应3小时，即得到木质素基阻燃剂。
具体的，按质量比，原硅酸、尿素或者三聚氰胺和改性木质素的质量比为1：1：(1-1.5)。
所述改性木质素由以下方法制备得到：
将木质素马来酸酯、苯乙烯及有机过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈在高混机中初混合，得预混物；然后将预混料经双螺杆挤出机反应挤出，得改性木质素。
具体的，按质量比，木质素马来酸酯：苯乙烯为100：(10-15)，所述有机过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈的用量为木质素马来酸酯质量的0.5％-1％。挤出温度：一区60℃、二区70℃、三区80℃、四区90℃、五区100℃、六区110℃、机头120℃，主机转速5rpm。
所述木质素马来酸酯由以下方法制备得到：
按质量份，将100份干燥的酸木质素及25份马来酸酐加入到装有乙二醇二甲醚的反应器中，85℃、冷凝回流、搅拌反应5h后，冷却至室温，过滤、洗涤，得到木质素马来酸酯。
步骤二、将预混料经双螺杆挤出机熔融挤出，得到阻燃聚苯乙烯材料。
具体的，挤出温度：一区160℃、二区180℃、三区200℃、四区220℃、五区230℃、机头225℃，主机转速100rpm。
本发明还提供了一种阻燃聚苯乙烯材料，由所述的阻燃聚苯乙烯材料的制备方法制得。
本发明的有益效果如下：
1、很好地解决了相容性问题，阻燃剂中引入了含苯环结构的木质素及苯乙烯分子链，所以阻燃剂与聚苯乙烯的相容性非常好；
2、阻燃效果明显，木质素基阻燃剂为si-n-c三元膨胀阻燃剂，在材料燃烧时表面能够形成一层致密且耐高温的si-c层，隔绝外界氧气的进入；内部因n2的释放产生大量的气孔，形成后的不支持燃烧n2层，在这双重作用的影响下，取得的阻燃效果更为明显；
3、成本更低，木质素基阻燃剂中所含的木质素来源于造纸工业废弃物，将其用于阻燃剂中，大幅降低了阻燃剂的成本；另外，木质素基阻燃剂的阻燃效率更高，使用量较少时就能获得很好阻燃效果，减少阻燃剂的用量也是成本降低的一方面。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但并不仅仅限于说明书和实施方案中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。