[發(fā)明專利]雙壁材微膠囊紅磷、其制備方法及水性聚氨酯阻燃膜

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610035322.9
• 申請(qǐng)日: 2016-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN105602004A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭玉花;侯文通;周潔;韓衛(wèi)娟;林諾明;陳軍軍;王行寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津商業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08K9/10
• 分類號(hào): C08K9/10;C08K9/02;C08K3/02;C08L75/04
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 仝林葉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及阻燃高分子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種碳酸鎂包覆雙壁材微膠 囊紅磷的制備方法及含有該微膠囊紅磷的水性聚氨酯阻燃膜。

背景技術(shù)

紅磷作為阻燃劑使用已經(jīng)有20多年的歷史，它是一種受到高度重視的新型 阻燃劑。紅磷只含有阻燃元素磷，因此比其它磷系阻燃劑的阻燃效率高，而且 在用量很低時(shí)就可以達(dá)到突出的阻燃效果。在某些情況下，紅磷的阻燃效率甚 至比溴系阻燃劑更勝一籌。

微膠囊技術(shù)是對(duì)阻燃劑進(jìn)行改性處理的一種有效方法。對(duì)阻燃劑進(jìn)行微膠 囊化處理，就是將阻燃劑在機(jī)械攪拌和分散劑的作用下迅速均勻懸浮在液相中， 用合適的壁材在其表面通過(guò)物理或化學(xué)的方法形成μm級(jí)厚度的致密囊壁，使阻 燃劑免受外界環(huán)境如熱、光、氧氣、水氣、酸、堿等的影響。

通過(guò)對(duì)紅磷進(jìn)行微膠囊化處理，可克服紅磷粉體的吸潮、易氧化、易爆炸 等缺點(diǎn)。微膠囊化紅磷主要是通過(guò)某種有效方法在紅磷表面包覆一層或幾層保 護(hù)膜。①此包覆層可防止紅磷顆粒與氧氣及水接觸而產(chǎn)生PH₃，也可避免紅磷由 于沖擊和熱而引燃，進(jìn)而消除紅磷在貯運(yùn)、生產(chǎn)、加工過(guò)程中的安全隱患；② 微膠囊化處理可以實(shí)現(xiàn)白度化，以淡化紅磷的顏色，拓寬紅磷的阻燃應(yīng)用范圍； ③通過(guò)選擇合適的壁材，可改善與基材的相容性，減小對(duì)基材物理力學(xué)性能的 影響；也可以實(shí)現(xiàn)多種阻燃元素(阻燃劑)的復(fù)配，提高阻燃抑煙效能。因此， 微膠囊化是用以穩(wěn)定紅磷的一種新技術(shù)，微膠囊化的紅磷可認(rèn)為是一種相當(dāng)安 全的阻燃劑。

水性聚氨酯不含或少含有機(jī)溶劑、易運(yùn)輸、易保存、無(wú)毒、不污染環(huán)境、 使用方便、耐磨損、高強(qiáng)度，廣泛用于建筑、木材加工、紡織、印染、涂料、 造紙、皮革加工等方面。但是，由于水性聚氨酯的易燃性能，使其使用領(lǐng)域受 到了很大的限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種成本低、綜 合性能好的碳酸鎂包覆雙壁材微膠囊紅磷的制備方法及含有該微膠囊紅磷的水 性聚氨酯阻燃膜。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：

一種雙壁材微膠囊紅磷的制備方法，

選用的微膠囊紅磷為密胺樹脂包覆的微膠囊紅磷粉末，粉末直徑5-10μm， 紅磷含量為85％，自燃點(diǎn)330-350℃；

制備方法按照以下步驟進(jìn)行：取上述微膠囊紅磷，占紅磷質(zhì)量0.05-0.10％ 的分散劑，水于四口燒瓶中，在50-60度溫度下攪拌分散，加入質(zhì)量百分比10％ 的硫酸鎂溶液，加入碳酸鎂的質(zhì)量為紅磷質(zhì)量的10-20％；然后滴加10％的碳酸 鈉溶液，調(diào)節(jié)pH值至8-10，保溫?cái)嚢?-3小時(shí)，最后經(jīng)過(guò)冷卻、過(guò)濾、干燥， 得到雙壁材微膠囊紅磷。

所述的碳酸鎂包覆雙壁材微膠囊紅磷的制備方法，分散劑為OP-10、十二烷 基硫酸鈉、六偏磷酸納中的一種或幾種。

一種雙壁材微膠囊紅磷，即按照上述方法得到雙壁材微膠囊紅磷。

一種水性聚氨酯阻燃膜，由水性聚氨酯和阻燃劑組成，其中阻燃劑含量為 10-20％；所述水性聚氨酯為陰離子型脂肪族水性聚氨酯，型號(hào)為PUI_115，固 含量為40％；所述阻燃劑為上述雙壁材微膠囊紅磷。

本發(fā)明具有如下有益效果：

經(jīng)過(guò)碳酸鎂包覆后的雙壁材微膠囊紅磷，與單層包覆微膠囊紅磷相比，結(jié) 果使得水性聚氨酯阻燃膜的活化能從原來(lái)的93.82kJ/mol上升到109.69kJ/mol； 加入5％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的阻燃劑時(shí)，相同條件下，添加微膠囊紅磷阻燃膜的初始分 解溫度為270.31℃，添加碳酸鎂雙壁材微膠囊紅磷阻燃膜的初始分解溫度為283 ℃，提高了12.69℃，材料的阻燃效果明顯上升。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：

實(shí)驗(yàn)配方：微膠囊紅磷17.65g(紅磷含量為15g)，六偏磷酸鈉0.075g(紅 磷質(zhì)量的0.05％)，水60g(與紅磷質(zhì)量比＝4:1)，七水硫酸鎂4.4g(碳酸鎂質(zhì)量 為紅磷質(zhì)量的10％)。

將密胺樹脂包覆的微膠囊紅磷粉末17.65g、六偏磷酸鈉0.075g、水60g放 入四口燒瓶中，升溫至50度，攪拌分散；將4.4g七水硫酸鎂配制成10％的溶液， 緩慢加入四口燒瓶中；將碳酸鈉配制成10％的溶液，滴加入四口燒瓶中，當(dāng)pH 值達(dá)到8.0時(shí)，停止滴加，繼續(xù)攪拌1小時(shí)，經(jīng)冷卻、過(guò)濾、干燥得到雙壁材 微膠囊紅磷。