[發明專利]一種微膠囊包覆聚磷酸銨的制備方法

無效

• 申請號: 201010294026.3
• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN101972620A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 劉琳;朱云卿
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: B01J13/14
• 分類號: B01J13/14;C08G18/32;C08L75/04;C08K9/10;C09C1/00;C09C3/10
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種用微膠囊聚磷酸銨（APP）的制備方法。

背景技術

隨著聚合物材料的愈加廣泛的應用，阻燃劑作為其最為有效的阻燃改性添加劑，已經發展成為了種類繁多，性能多樣的體系。按照阻燃劑在聚合物體系中的存在形式，可以將其分為添加型和反應型兩種。其中添加型阻燃劑僅僅簡單分散于基體樹脂中，過程中不與基體樹脂及其他組分發生化學反應；而反應型阻燃劑往往以反應單體或交聯劑的形式參與化學反應，并最終以結構單元的形式存在于聚合物體系中。

APP為磷氮系膨脹型無機阻燃劑，由于APP的阻燃性能好，無毒抑煙的特點，被廣泛用于阻燃領域。其阻燃機理是受熱后脫水，產生聚磷酸強脫水劑，促使高分子表面脫水碳化，同時生成非揮發性的磷的氧化物以及聚磷酸對高分子表面進行覆蓋并產生大量的CO₂、N₂、NH₃等氣體阻斷了氧氣的供應，從而達到了阻燃的目的。

但是，由于APP是一種無機阻燃劑，在使用過程中，易受外部環境因素的影響致使其發生團聚，造成分布不均，甚至會從基體內部遷出，使得阻燃性能難以持久，同時，APP與聚合物體系的相容性差，在賦予聚合物阻燃性能的同時卻往往會降低聚合物的其他性能。因此對阻燃劑APP進行改性處理勢在必行，目前該研究領域的主要改性手段有：?

1)?微細化。微細化是利用球磨－浮選法以及超聲分散的方法，使阻燃劑顆粒達到或接近納米級，令其具備更加優異的性能。

2)表面處理。對阻燃劑進行表面處理，通過表面改性達到增加阻燃劑與聚合物的親和力，分散更均勻的目的。?

3)微膠囊化。利用微膠囊技術，選用合適的壁材對阻燃劑進行包覆，改善阻燃劑吸濕性的同時，有效地防止阻燃劑的遷移，改善與聚合物之間的相容性。

發明內容

本發明的目的是提供一種微膠囊包覆APP的制備方法。

為達到上述目的，本發明的解決方案是：

首先配制與有機溶劑相匹配的混合分散劑，即分散劑HLB值調整，獲得在相應有機溶劑中能達到最佳分散效果的混合分散劑。

利用有機溶劑中混合分散劑在APP親水表面的聚集，得到被混合分散劑預包裹的APP。

將二異氰酸酯及催化劑按一定的比例加入到體系中，使MDI上的異氰酸酯基與APP表面的混合分散劑上的羥基反應，在APP表面形成PU高分子囊壁。

本發明提出的微膠囊包覆APP的制備方法，具體步驟如下：

(1)配制混合分散劑

由于在有機溶劑中能達到最佳分散效果的分散劑HLB值約為1～6，分別按相應比例稱取一定量HLB值不同的表面活性劑，混合并充分攪拌，配制成HLB值為1～6的混合分散劑；

(2)制備MCAPP（微膠囊包覆APP）

先用恒溫磁力攪拌器將有機相W₂與含有囊芯物質的W₁在室溫下攪拌10～90min；在APP表面被混合分散劑包裹并分散后，加入溶液W₃，在攪拌的條件下，升溫至30～70℃對包裹在其表面的混合分散劑膜進行聚合反應，持續反應1～24h；反應結束后，將微膠囊漿液倒出并分別用有機溶劑和水對其進行清洗，以去除未反應的二異氰酸酯和未被包覆的APP，真空抽濾后的微膠囊在50～150℃下烘干1～24h；即得所需產品；其中：

W₁表示APP粘土，5～20g?APP中加入0.0～2.0g?H₂O；W₂表示混合分散劑溶于有機溶劑中，1～10g混合分散劑溶于10～100ml有機溶劑中；W₃表示二異氰酸酯和催化劑溶于有機溶劑中；1～15g異氰酸酯和0～2g催化劑溶于5～20ml有機溶劑中。

本發明中，步驟(2)中所述攪拌速率為1000-3000r/min。

本發明中，步驟(1)所使用的表面活性劑為司班20、司班40、司班60、司班65、司班80、司班85、吐溫20、吐溫21、吐溫40、吐溫60、吐溫61、吐溫65、吐溫80、吐溫81或吐溫85等一種或幾種。

本發明中，步驟(2)所使用的有機溶劑為苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、環己烷、環己酮、甲苯環己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、乙醚、環氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基丁酮、甲基異丁酮或吡啶等不含羥基的有機溶劑。