[發(fā)明專利]一種阻燃劑微膠囊及硅橡膠阻燃材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310624045.1
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103627221A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李又兵;盛旭敏;陳文;李敬媛
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶理工大學(xué)
• 主分類號: C09C3/10
• 分類號: C09C3/10;C09C1/00;C08K9/10;C08K3/32;C08L83/04;C08L83/07;C08K3/36
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硅橡膠阻燃材料及其制備方法，尤其涉及一種利用酚醛樹脂對阻燃劑聚磷酸銨進(jìn)行物理包覆的微膠囊化處理方法，并將阻燃劑微膠囊用于硅橡膠阻燃材料制備的方法。

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背景技術(shù)

硅橡膠以特殊的硅氧鍵（-Si-O-）作為主鏈，具有優(yōu)異的耐高低溫性，可在-50～250℃下長期工作，具有耐老化性、電氣絕緣性、生理惰性好和壓縮形變小的特點。在汽車、電子電工、航空航天和化工等領(lǐng)域具有廣泛的用途。雖然，硅橡膠的極限燃燒氧指數(shù)比較高，但仍小于25%。為使硅橡膠汽車、電子電工等領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用，通常需要對硅橡膠進(jìn)行阻燃改性。

聚磷酸銨（APP）是一種非鹵族阻燃劑，它具有熱穩(wěn)定性好、化學(xué)穩(wěn)定性能好、產(chǎn)品接近中性和毒性低的優(yōu)點。但由于APP與聚合物基體的相容性不好，且吸濕性較大，限制了其在硅橡膠等材料中的應(yīng)用。采用微膠囊化技術(shù)對APP?進(jìn)行包覆，可以賦予APP更好的耐水性，并改善其與聚合物基體的相容性，擴(kuò)大APP應(yīng)用范圍。目前，對聚磷酸銨進(jìn)行微膠囊化處理的方法主要為化學(xué)包覆法，即通過囊材對應(yīng)的單體發(fā)生聚合反應(yīng)，在反應(yīng)過程中加入囊芯，使反應(yīng)生成的囊材包覆于阻燃劑表面。這種方法包覆效果較好，但存在一定的局限性。原因在于：（1）包覆過程中需控制聚合反應(yīng)，反應(yīng)條件及副產(chǎn)物對包覆質(zhì)量影響較大，不易形成質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品；（2）反應(yīng)體系中存在單體、預(yù)聚體、副產(chǎn)物等多種成分，對制備的阻燃劑微膠囊純凈度有一定影響。

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發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃劑微膠囊的制備方法，解決包覆過程中需控制聚合反應(yīng)，受反應(yīng)條件等復(fù)雜因素影響，包覆效果不穩(wěn)定問題。

本發(fā)明還提供具有較好的氧指數(shù)及拉伸強(qiáng)度的硅橡膠阻燃材料及其制備方法。

實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種阻燃劑微膠囊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）用無水乙醇溶解酚醛樹脂，得酚醛樹脂-乙醇溶液；無水乙醇與酚醛樹脂的體積重量比ml/g為100～120：10；

2）在配好的酚醛樹脂-乙醇溶液中加入聚磷酸銨APP混合，其中，酚醛樹脂-乙醇溶液與聚磷酸銨的重量比為85～90:100；

然后，在?85～90℃恒溫水浴中保溫使無水乙醇揮發(fā)，從而使酚醛樹脂在聚磷酸銨表面析出，形成阻燃劑微膠囊MCAPP；

3）將上述阻燃劑微膠囊MCAPP水洗除去未包覆的聚磷酸銨APP，經(jīng)過干燥后研磨成粉末得到純阻燃劑微膠囊，密封保存。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：?

1、本發(fā)明以阻燃劑聚磷酸銨為囊芯，選用酚醛樹脂為囊材，以無水乙醇為溶劑，對阻燃劑進(jìn)行物理包覆的微膠囊化處理方法，獲得純阻燃劑微膠囊MCAPP。本發(fā)明采用物理包覆法對阻燃劑進(jìn)行微膠囊化處理，處理過程中不涉及聚合反應(yīng)，包覆效果不受反應(yīng)條件等復(fù)雜因素影響，包覆效果穩(wěn)定可控，并且操作步驟簡單。阻燃劑包覆效果穩(wěn)定、可控。其中，采用揮發(fā)性較大的無水乙醇作為酚醛樹脂的溶劑，無毒且容易去除；乙醇易溶于水，阻燃劑微膠囊經(jīng)水洗后，基本可去除殘留的乙醇，不干擾阻燃效果。

　　　2、酚醛樹脂自身具有一定的阻燃性，采用酚醛樹脂包覆聚磷酸銨后，可進(jìn)一步提高聚磷酸銨的阻燃性。本發(fā)明采用的40g阻燃劑微膠囊（MCAPP）制備的硅橡膠阻燃材料氧指數(shù)達(dá)到33%，高于直接添加同等用量的聚磷酸銨的硅橡膠材料。

3.?MCAPP對硅橡膠力學(xué)性能的不良影響小于APP。聚磷酸銨與硅橡膠界面結(jié)合不好，對材料力學(xué)性能有不良影響。采用酚醛樹脂包覆聚磷酸銨，可改善阻燃劑與硅橡膠的界面結(jié)合，有利于力學(xué)性能提高。本發(fā)明采用的40g阻燃劑微膠囊（MCAPP）制備的硅橡膠阻燃材料拉伸強(qiáng)度為1.53MPa，高于直接添加同等用量的聚磷酸銨的硅橡膠材料。

??????4、阻燃硅橡膠材料通常用作電線電纜絕緣層或保護(hù)層材料，而聚磷酸銨有一定的吸水性，直接添加入硅橡膠會使硅橡膠材料的電絕緣性變差；酚醛樹脂具有較好的電絕緣性能，且不溶于水。采用酚醛樹脂包覆聚磷酸銨后，可以避免聚磷酸銨的吸水性對硅橡膠材料電絕緣性能的不利影響。

5、本發(fā)明原料易得，成本低；而且制備方法簡單、可控。

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附圖說明

圖1為MCAPP和APP的傅里葉紅外分析圖。

圖2為MCAPP添加量對硅橡膠氧指數(shù)的影響圖線。

圖3為MCAPP用量對硅橡膠拉伸強(qiáng)度的影響。

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具體實施方式