[發(fā)明專利]一種高耐熱微膠囊阻燃劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610036062.7
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105482163B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷彩紅;徐靈峰;徐睿杰;陳賢德;羅小剛;陳敏儀
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08K9/10
• 分類號: C08K9/10;C08K3/22;C08K5/549;C08K5/3492;C08L67/02
• 代理公司: 廣州致信偉盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44253
• 代理人: 伍嘉陵,彭玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于阻燃劑改性領(lǐng)域，具體涉及一種高耐熱微膠囊阻燃劑及其制備方法。

背景技術(shù)

微膠囊化技術(shù)是指利用天然或者合成的包覆材料，將被包覆物質(zhì)包覆起來，形成直徑為1~1000 μm的一種具有封閉囊壁結(jié)構(gòu)的微型膠囊技術(shù)。在阻燃技術(shù)領(lǐng)域，內(nèi)部囊芯的阻燃劑與聚合物基體隔開，初期不受外界的影響，而在適當(dāng)?shù)臈l件下，囊壁破裂使得囊芯直接作用于聚合物基體，給可控阻燃和不同燃燒進(jìn)程的阻燃控制帶來便捷和高效。

目前采用的囊材均為熱固性樹脂，如專利CN1480253A、CN102229712A、CN101812305A、CN101376812、CN101362836A 及CN101812186A 中，大都單純以脲醛樹脂、三聚氰胺/甲醛樹脂、蜜胺樹脂、環(huán)氧樹脂以及硅凝膠等對阻燃劑進(jìn)行包覆，制得了耐水性和穩(wěn)定性優(yōu)良的阻燃劑粉末，與未包覆阻燃劑相比，微膠囊阻燃劑的水溶性明顯降低，阻燃性和穩(wěn)定性也得到一定提高。然而在加工過程中熱固性囊材易被擠壓而部分破裂，影響包覆效果，另外，由于添加型阻燃劑在添加過程中存在分散性和相容性等問題，這些微膠囊阻燃劑盡管在分散性上得到提高，但與一些基體的相容性提高不明顯，對材料的物理機械性能產(chǎn)生不良影響，同時，囊材功能單一，無法與芯材起到一定的協(xié)同阻燃效果，而且耐熱性差，并不適合在較高加工溫度的聚合物中使用。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明的首要目的在于提供一種囊材包覆效果好，與基體相容性好，阻燃性能優(yōu)異的高耐熱微膠囊阻燃劑。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述高耐熱微膠囊阻燃劑的制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種高耐熱微膠囊阻燃劑，所述高耐熱微膠囊阻燃劑的芯材為阻燃劑，囊材是以磷腈和聯(lián)苯多胺、稠環(huán)芳香烴多胺或雜環(huán)芳香烴多胺中一種或幾種反應(yīng)的聚磷腈交聯(lián)聚合物，囊材與芯材的質(zhì)量比為0.1:1~5:1，優(yōu)選質(zhì)量比為0.4:1~2:1。

本發(fā)明的微膠囊阻燃劑是以一種高耐熱的聚磷腈交聯(lián)聚合物作為囊材，包覆傳統(tǒng)的阻燃劑形成的一種核-殼結(jié)構(gòu)的微膠囊阻燃劑，微膠囊阻燃劑的粒徑為600-1600 nm，如果微膠囊阻燃劑的粒徑太大，當(dāng)添加到聚合物基體中，聚合物的力學(xué)性能會下降，因此微膠囊阻燃劑的粒徑優(yōu)選800 nm -1300 nm。

本發(fā)明所述的阻燃劑的種類并無特別限制，包括但不限于無機阻燃劑、有機硅阻燃劑或磷-氮系阻燃劑中的一種或幾種。

其中所述無機阻燃劑可以為氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅等，優(yōu)選氫氧化鋁；

所述有機硅阻燃劑可以為有機硅氧烷可以為籠形倍半硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、雙

環(huán)籠狀磷酸酯硅氧烷等，優(yōu)選籠形倍半硅氧烷；

所述磷-氮系阻燃劑可以為三聚氰胺磷酸鹽、聚磷酸銨、季戊四醇三聚氰胺磷酸酯

等，優(yōu)選三聚氰胺磷酸鹽。

三聚氰胺磷酸鹽在燃燒過程中釋放出的氫自由基可起到抑制燃燒的作用，燃燒過程中產(chǎn)生的炭層主要是聚合物成炭的多孔炭層，且三聚氰胺磷酸鹽燃燒過程中可以轉(zhuǎn)化為交聯(lián)聚合物(PNO)x，使得炭層進(jìn)一步增固加強，因此本發(fā)明優(yōu)選三聚氰胺磷酸鹽。

本發(fā)明所述的磷腈為環(huán)磷腈或線性聚磷腈中的一種或幾種，優(yōu)選六氯環(huán)三磷腈；

其中所述雜環(huán)芳香多胺為五元雜環(huán)芳香烴多胺或六元雜環(huán)芳香烴多胺一種或幾種；五元雜環(huán)芳香烴多胺可以為噻吩多胺類、呋喃多胺類或吡咯多胺類中的一種或幾種；所述六元雜環(huán)芳香烴多胺可以為嘧啶多胺類、喹啉多胺類或吲哚多胺類中的一種或幾種。

本發(fā)明優(yōu)選聯(lián)苯多胺或稠環(huán)芳香烴多胺，所述聯(lián)苯多胺為聯(lián)苯二胺、聯(lián)苯四胺、二甲基聯(lián)苯二胺或二羥基聯(lián)苯二胺中的一種或幾種，更優(yōu)選為3,3’,4,4’-聯(lián)苯四胺；所述稠環(huán)芳香烴多胺為萘多胺類、蒽多胺類或菲多胺類中的一種或幾種，更優(yōu)選1,5-二氨基萘。

本發(fā)明的囊材優(yōu)選六氯環(huán)三磷腈與3,3’,4,4’-聯(lián)苯四胺、六氯環(huán)三磷腈與1,5-二氨基萘反應(yīng)生成的聚磷腈交聯(lián)聚合物，該囊材不僅具備更高的耐熱性，且由于聚磷腈交聯(lián)聚合物中含較多氮元素和磷元素，可以顯著發(fā)揮氮-磷協(xié)同阻燃效應(yīng)。

本發(fā)明還提供了上述一種高耐熱微膠囊阻燃劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）利用分散劑將阻燃劑均勻的分散于溶劑中，得到阻燃劑的分散液；

（2）在機械攪拌、并且超聲和室溫狀態(tài)下向步驟（1）得到的阻燃劑的分散液中