[發明專利]一種阻燃微膠囊及其制備方法、應用

有效

• 申請號: 201911304175.0
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN112973591B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 王明華;鞠署元;張琪;苗力孝;馬俊青
• 申請（專利權）人: 山東海科創新研究院有限公司
• 主分類號: B01J13/14
• 分類號: B01J13/14;B01J13/18;C08F20/14;C08F112/08;C08F2/44;C09D5/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉偉

本發明提供了一種阻燃微膠囊，包括外層囊壁、內層囊壁和包裹在內層囊壁中的囊芯；所述外層囊壁的熔融溫度低于內層囊壁的熔融溫度。本發明設計的雙重包覆自修復阻燃微膠囊，具有穩定結構的雙層囊壁和阻燃囊芯，可以實現著火前自修復和著火后阻燃效果，具有自修復和阻燃的雙重功效，當基體材料溫度升高未達到內層囊壁熔融溫度就被及時阻止，外層囊壁發生熔融，對基體進行修復，內層囊壁未破裂，阻燃劑不會釋放，對基體材料不會產生不利影響。而內層囊壁采用熔融溫度較高的高分子材料，當環境、基體溫度升高時外層囊壁首先熔融破裂，溫度持續升高時內層囊壁熔融破裂，阻燃劑釋放。同時制備工藝簡單，條件溫和，在阻燃材料領域具有廣泛的使用價值。

技術領域

本發明屬于阻燃微膠囊技術領域，涉及一種阻燃微膠囊及其制備方法、應用，尤其涉及一種雙重包覆自修復阻燃微膠囊及其制備方法、應用。

背景技術

阻燃劑是賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑，主要是針對高分子材料的阻燃設計的。阻燃劑有多種類型，目前被廣泛研究和使用的阻燃劑大致分為無機和有機兩大類，然而無論是無機阻燃劑還是有機阻燃劑，在使用過程中由于其自身的物理化學性質，例如吸水失效、有毒、有腐蝕性、穩定性不良以及與聚合物相容性等諸多問題影響了阻燃效果的長久性，同時也限制了其廣泛使用.而且通常阻燃劑都存在在基體中的相容性較差的問題，在塑料、橡膠制品中容易析出或者與基體其他助劑反應，對基體材料的其他性能造成影響。如在鋰離子電池中，電池發生熱失控的時候，容易發生著火、爆炸等危險，所以常常需要加入阻燃劑，但是大多數阻燃劑的加入往往會損害電池的電化學性能。所以阻燃劑與基體材料的有效分離既可以保證基體材料的性能不受損害，而且阻燃性能也能夠有效發揮。為解決所存在的問題，采用超細化、表面處理等技術對阻燃劑進行改性，并且最大限度保持阻燃劑的原有特性，是目前阻燃劑研究領域的熱點.經過多年的研究與探索，研究人員發現微膠囊技術是一種行之有效的方法。微膠囊技術20世紀50年代由美國NCR公司發明，能著高分子科學的進步，各種聚合技術應運而生，極大地椎動了微膠囊技術的快速發展.目前，該技術已經廣泛運用于醫藥、紡織品、塑料以及日用化妝品生產中。微膠囊技術是一種通過成膜物質將囊內空間與外空間隔開，具有特定幾何結構的微型容器，其直徑一般為1～1000μm。微膠囊的最大優點在于囊殼(囊壁)可以起屏蔽作用，使得囊芯材料的性質不受外界環攪和介質的影響，并且可根據需要要控制釋放。一般使用微膠囊可以實現對阻燃材料的包覆。采用高分子材料，如用聚乙烯、環氧樹脂、聚酰胺、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂等作為微膠囊囊壁材料，利用界面聚合制備微膠囊、原位聚合微膠囊化技術可將無機和有機等阻燃材料包覆起來。雖然現有技術中已經公開了一些阻燃微膠囊結構，但是依然難以實現阻燃劑的完全包覆，很難有效的阻隔阻燃劑和基體材料；而且還存在應用上的局限性，當溫度升高后一次失效，即使材料未達到著火點，由于阻燃劑的釋放使得材料亦無法使用。

因此，如何找到一種更為適宜的阻燃微膠囊，解決現有的微膠囊存在的上述問題，更好深化其應用深度，拓寬其應用范圍，已成為諸多一線研究人員和科研型企業亟待解決的問題之一。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種阻燃微膠囊及其制備方法、應用，特別是一種雙重包覆自修復阻燃微膠囊及其制備方法，本發明設計的雙重阻燃微膠囊，具有穩定結構的雙層囊壁和阻燃囊芯，有效的解決阻燃劑與基體材料直接接觸相容性差、副作用大的問題，更解決了單層包覆率低的問題，而且具有自修復和阻燃的雙重功效，同時制備工藝簡單，成本較低，在阻燃材料領域具有廣泛的實際使用價值。

本發明提供一種阻燃微膠囊，包括外層囊壁、內層囊壁和包裹在內層囊壁中的囊芯；

所述外層囊壁的熔融溫度低于內層囊壁的熔融溫度。

優選的，所述外層囊壁的熔融溫度為90～130℃；

所述內層囊壁的熔融溫度為大于130℃且小于等于200℃；

所述囊芯為阻燃劑；

所述外層囊壁與所述囊芯的質量比為1:(0.1～2)；