[發明專利]一種二元復合包覆劑包覆聚磷酸銨的方法

在審

• 申請號: 201310069338.8
• 申請日: 2013-03-05
• 公開（公告）號: CN103172908A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 李耀基;何賓賓;張暉;陽楊;李小雙;方世祥
• 申請（專利權）人: 云南磷化集團有限公司
• 主分類號: C08K9/10
• 分類號: C08K9/10;C08K3/32;C09C1/00;C09C3/08;C08L23/12
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 張媛德;范嚴生

技術領域

本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種二元復合包覆劑包覆聚磷酸銨的方法。

背景技術

膨脹型阻燃劑(IFR)是一種典型的無鹵阻燃劑。聚磷酸銨是IFR常用的組分之一，聚磷酸銨受熱后生成強脫水劑聚磷酸，它可促使有機物(如季戊四醇)表面脫水生成碳化物，從而在基質表面形成膨脹炭層，隔絕空氣而起到阻燃作用。聚磷酸銨阻燃效果好、成本低、無毒無味，其熱分解后不產生有毒氣體，符合當前阻燃劑無鹵環保的發展趨勢。然而，聚磷酸銨是多孔性顆粒狀物質，表面具有不規則結構,?所以容易發生吸濕現象，而且其與基質相容性差，易滲出，嚴重影響基質的力學性能；另外，熱穩定性差，分解溫度普遍低于基質加工溫度。

為了降低聚磷酸銨的水溶性，改善其與基質的相容性，提高熱穩定性，可對聚磷酸銨進行適當的表面改性，目前，常用的改性技術包括：微膠囊技術；表面活性劑改性技術；三聚氰胺改性技術和偶聯劑改性技術等。其中，表面活性劑改性后的APP可用做多種樹脂的阻燃劑(特別是聚烯烴類)，材料不僅可以防水，還具有很好的絕緣性能。但表面活性劑處理APP中用到有機溶劑，后處理過程中要除去多余的有機溶劑，需要專門的后處理工藝，必然提高生產成本。有機偶聯劑改性后的PP粒子表面呈疏水性，使樹脂的分散性得到很大改善，但由于偶聯劑價格較高，使之處理成本提高。采用三聚氰胺包覆在APP的表面，可以提高分子鏈之間的鍵合，改善吸濕性，但是這種方法生產產率偏低，抗吸濕性改善不大，結果不穩定，不利于工業化生產。

微膠囊技術是目前研究較多，應用面最廣的一種技術，是指利用天然的或合成的高分子包囊材料，將固體的、液體的、甚至是氣體的微小芯核物質包覆，形成直徑1～50μm的一種具有半透性或封閉膜的微型膠囊。目前國外一些公司如赫司特公司、孟山都公司?及Albright?Wilson公司上市產品均為微膠囊化聚磷酸銨產品。專利EP3531500用三聚氰胺甲醛樹脂微膠囊化聚磷酸銨制得密胺甲醛樹脂包覆的聚磷酸銨；專利US5321057及US5576391在甲醛溶液中用氨基（塑料）樹脂微膠囊化聚磷酸銨；專利US6291068在加入表面活性劑的條件下用熱塑性樹脂包覆聚磷酸銨；以上專利包覆的樹脂耐溫等級不高，維卡軟化點偏低，導致這些方法包覆的微膠囊不能夠應用于加工環境較高的聚合物材料。專利DE2949537DE3005252及DE3316880用蜜胺-甲醛樹脂或苯酚-甲醛樹脂包覆，制備具有抗水解性能優良的聚磷酸銨包覆材料。但是包覆過程中，反應釜內壁會有聚磷酸銨及樹脂結壁導致反應釜傳熱惡化。此外，包覆后的聚磷酸銨粒徑較大，使用時需粉碎處理，但會造成包覆面破損壞，穩定性下降。

發明內容

為了克服上述現有技術的確定，本發明提供了一種二元復合包覆劑包覆聚磷酸銨的方法，該方法旨在降低聚磷酸銨的水溶性，提高與基質的阻燃性等。

本發明的技術方案是：

一種二元復合包覆劑包覆聚磷酸銨的方法，以聚磷酸銨為芯材，以二元復合包覆劑包覆聚磷酸銨，具體步驟如下：

在帶有攪拌器，溫度計以及冷凝回流裝置的1L反應釜中，將100g的聚磷酸銨與5-20g的二元復合包覆劑以及150-200g的分散劑加入到反應釜中，于30-110℃下攪拌0.5-2h，直至聚磷酸銨與二元復合包覆劑完全溶解，用乙酸調節pH至3.5-5，停止加熱，冷清、分層，移去上層清液，將沉淀物用有機溶劑洗滌后烘干、磨碎，獲得二元復合包覆劑包覆的聚磷酸銨。

所述的二元復合包覆劑制備方法為，在加入助劑的條件下，將馬來酸酐，琥珀酸酐以及偏笨三酸酐中的一種與乙烯苯甲醚或乙烯苯乙醚混合，通過雙螺桿擠出機擠出，冷卻至室溫。

所述的分散劑為一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、一氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷、氯苯甲烷以及氯苯乙烷中的一種。

所述的分散劑為一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、一氯乙烷、二氯乙烷、三氯乙烷、1,1二氯甲烷、1,2二氯甲烷以及1,4二氯甲烷中的一種。在本發明中，分散劑用量過低，二元復合包覆劑在聚磷酸銨中分散效果欠佳，影響包覆效果，分散劑用量過高，溶劑回收費用過高。

在二元復合包覆劑制備過程中，所述的助劑為甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷中的一種。在本發明中，助劑的加入使兩種原料混合均勻，反應充分。

所述的助劑加入量為二元復合包覆劑總量的10-40%。

所述的雙螺桿擠出機機頭溫度為50-90℃。

具體實施方式

本發明中各實施例中的性能測試數據是按下列方法測得的：