[發明專利]一種氣凝膠和包覆有氣凝膠的阻燃劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202111006481.3
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113694842A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 胡志;王雨晨;鐘志強;龔小弟;梅青;張吉坪;徐旭;劉小林;葉淑英;周雷;陳健;呂強;李福順
• 申請（專利權）人: 重慶科聚孚新材料有限責任公司;中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: B01J13/00
• 分類號: B01J13/00;C09K21/14
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 陳家輝

本發明涉及阻燃劑技術領域，具體涉及一種氣凝膠和包覆有氣凝膠的阻燃劑及其制備方法。本方案的氣凝膠用于對阻燃劑形成表面包覆；其原料成分包括體積比為2?6：1?5的A組分和B組分；所述A組分包括體積比為1?4：1?6的硅前驅體和第一溶劑；所述B組分包括體積比為2?5：1?3：1?4的水、第二溶劑和堿液。本方案的氣凝膠可以解決現有的阻燃劑的疏水性能不能滿足應用需求的技術問題。本發明通過溶膠凝膠法制備表面氣凝膠包覆的阻燃劑，實現了阻燃劑的疏水改性，大大簡化了制備氣凝膠的步驟，且成本低廉，適合大規模工業化生產。

技術領域

本發明涉及阻燃劑技術領域，具體涉及一種氣凝膠和包覆有氣凝膠的阻燃劑及其制備方法。

背景技術

傳統膨脹型阻燃劑對水和潮濕的環境比較敏感，某些成分遇水極易發生水解；某些成分特別容易吸濕，導致聚合物的耐水性能差；另外，此類型的阻燃劑易從材料內部遷移至表面析出，引起表面“返霜”現象，從而造成材料阻燃性能逐漸下降。

為了克服上述問題，現有技術中采用了對阻燃劑進行表面有機化改性或者表面包覆的手段，以期改變阻燃劑的疏水性能。但是，現目前尚無對本公司生產的以焦磷酸哌嗪和三聚氰胺聚磷酸鹽為主要成分的1420阻燃劑的有效疏水化處理的方法。如何在保證阻燃劑的阻燃性能不被影響的前提下，改善該種阻燃劑的疏水性能，是目前亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明意在提供一種氣凝膠，以解決現有的阻燃劑的疏水性能不能滿足應用需求的技術問題。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種氣凝膠，其用于對阻燃劑形成表面包覆；其原料成分包括體積比為2-6：1-5的A組分和B組分；所述A組分包括體積比為1-4：1-6的硅前驅體和第一溶劑；所述B組分包括體積比為2-5：1-3：1-4的水、第二溶劑和堿液。

本方案還提供了一種包覆有氣凝膠的阻燃劑，氣凝膠包覆在阻燃劑表面，所述阻燃劑的成分包括焦磷酸哌嗪和三聚氰胺聚磷酸鹽。

本方案還提供了一種包覆有氣凝膠的阻燃劑的制備方法，包括如下依次進行的步驟：

S1混合液制備：將硅前驅體和第一溶劑混合，獲得第一混合液；將水、第二溶劑和堿液混合，獲得第二混合液；將第一混合液和第二混合液混合，獲得第三混合液；

S2濕凝膠的表面包覆：在空氣氛圍中以及80℃的條件下，將阻燃劑加入第三混合液中，經攪拌獲得表面包覆有濕凝膠的阻燃劑；

S3溶劑交換：將表面包覆有濕凝膠的阻燃劑置于乙醇中浸泡，獲得溶劑交換后的阻燃劑；

S4:表面改性：將溶劑交換后的阻燃劑放入羥基聚二甲基硅氧烷溶液中浸泡，獲得表面改性后的阻燃劑；

S5干燥處理：將表面改性后的阻燃劑加熱干燥處理之后，經粉碎處理，獲得包覆有氣凝膠的阻燃劑。

采用上述技術方案的原理以及有益效果：

本方案使用了氣凝膠包裹阻燃材料的方案，增加了阻燃材料的疏水性，進而防止了膨脹型的阻燃劑遇水分解、吸潮以及從材料內部遷移至表面析出等現象的發生。本方案的氣凝膠材料是一種由聚合物分子鏈組成的具備三維納米結構的多孔材料,具有低密度、高孔隙率、髙孔體積和高比表面積等結構特點，顯現岀優異的光、熱、聲、電和力學等特性，在航空航天、石油化工、環境保護、建筑保溫、能量儲存與轉化等領域具有廣泛的應用價值。本方案的阻燃劑的表面包覆方法，所需設備簡單，操作過程簡單，生產過程中不會產生有害氣體污染環境，得到的表面包覆的阻燃劑疏水性優良，具備大規模工業生產前景。