一種三聚氰胺氰尿酸鹽包覆聚磷酸銨微膠囊的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于阻燃劑改性領(lǐng)域，具體涉及一種以三聚氰胺氰尿酸鹽為囊材，聚磷酸銨為核材的微膠囊的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚磷酸銨(APP)是一種含磷含氮的無(wú)機(jī)聚合物，由于含磷量高、含氮量大，接近于中性、阻燃性能較好等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用比較廣泛。1965年APP由美國(guó)孟山都開發(fā)問(wèn)世后，受到了人們的廣泛關(guān)注，日本、德國(guó)等國(guó)家在70年代后開始批量生產(chǎn)，我國(guó)80年代開始研究APP。
[0003]聚磷酸銨在高溫下可迅速分解成為氨氣和聚磷酸，氨氣可以稀釋氣相中的氧氣濃度，從而起到減緩燃燒的目的，而聚磷酸是強(qiáng)脫水劑，可使聚合物脫水炭化形成炭化層，隔絕聚合物和氧氣的接觸，同時(shí)隔絕熱量，在固相中起阻止燃燒的作用。以APP為基礎(chǔ)的膨脹型阻燃體系是當(dāng)前無(wú)鹵阻燃材料研究的熱點(diǎn)。但聚磷酸銨存在易吸濕的缺點(diǎn)，當(dāng)加入高分子基體中，容易因?yàn)檫@個(gè)缺點(diǎn)導(dǎo)致其迀移到高分子的表面，致使高分子阻燃性能下降，并使得聚合物材料外觀變差，這些限制了聚磷酸銨在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。目前，微膠囊化方法是聚磷酸銨的一種比較有效的改性手段。
[0004]目前常見的聚磷酸銨微膠囊均是以高分子樹脂為囊材對(duì)聚磷酸銨進(jìn)行包覆。該微膠囊的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)加入高分子基體中時(shí)，其與高分子基體的相容性好，可以提高阻燃劑在高分子中的分散程度;但由于高分子囊材本身不具備阻燃性，這就會(huì)稀釋阻燃劑的含量，降低阻燃劑本身的阻燃性能。
[0005]本發(fā)明通過(guò)將另一種阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽作為包覆聚磷酸銨的囊材，一方面通過(guò)三聚氰胺氰尿酸鹽的不吸水性來(lái)改善聚磷酸銨的易吸濕導(dǎo)致的阻燃劑迀移現(xiàn)象，大大提高其使用價(jià)值;另一方面，通過(guò)兩種阻燃劑的復(fù)配使用，通過(guò)協(xié)效效應(yīng)，提高其阻燃性能，達(dá)到降低使用量，提高力學(xué)性能，并降低成本的目的。因此，采用三聚氰胺氰尿酸鹽作為囊材對(duì)聚磷酸銨進(jìn)行包覆具有技術(shù)與應(yīng)用的新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有聚磷酸銨易吸濕，易迀移等缺點(diǎn)，提供一種采用三聚氰胺氰尿酸鹽作為囊材對(duì)聚磷酸銨進(jìn)行包覆的方法。
[0007]—種三聚氰胺氰尿酸鹽包覆聚磷酸銨微膠囊的制備方法，其特征在于，具體步驟如下:
(I)按照配方精確稱取聚磷酸銨、氰尿酸、三聚氰胺以及表面活性劑，首先將聚磷酸銨、少量氰尿酸加入蒸餾水中形成混合溶液;然后將混合溶液加入水熱反應(yīng)釜中并保持特定的溫度120?200°C1?8h，待自然冷卻之后打開水熱反應(yīng)釜;其中聚磷酸銨與氰尿酸質(zhì)量比為1:0.1?I，并且在本步驟中加入的少量氰尿酸質(zhì)量為氰尿酸總質(zhì)量的2?50%，三聚氰胺與氰尿酸質(zhì)量比為1:0.1?I，蒸餾水質(zhì)量為聚磷酸銨質(zhì)量的50?200倍，表面活性劑質(zhì)量為聚磷酸銨質(zhì)量的0.1?10%; (2)將三聚氰胺、表面活性劑和剩余的氰尿酸加入水熱反應(yīng)釜中，攪拌均勻，然后將水熱反應(yīng)釜保持一定溫度120?200°C1?5h，再將水熱反應(yīng)釜自然冷卻到室溫；
(3)將步驟(2)制得的溶液過(guò)濾、洗滌、干燥之后，即得;以三聚氰胺氰尿酸鹽為囊材，聚磷酸銨為核材的微膠囊。
[0008]所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、聚山梨酯、單月桂基磷酸酯、椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉、壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或其組合。
[0009]本發(fā)明提供的制備三聚氰胺氰尿酸鹽為囊材，聚磷酸銨為核材的微膠囊制備方法為:稱取聚磷酸銨、氰尿酸、三聚氰胺以及表面活性劑，首先將聚磷酸銨、少量氰尿酸加入蒸餾水中。然后將混合溶液加入水熱反應(yīng)釜中保持特定的溫度一段時(shí)間，待自然冷卻之后打開反應(yīng)釜，在制得的溶液中加入三聚氰胺、表面活性劑和剩余的氰尿酸，再將水熱反應(yīng)釜保持一定溫度一段時(shí)間，然后自然冷卻之后過(guò)濾、洗滌并烘干就得到了三聚氰胺氰尿酸鹽包覆聚磷酸銨微膠囊。
[0010]采用本發(fā)明所述方法制備的以三聚氰胺氰尿酸鹽為囊材，聚磷酸銨為核材的微膠囊，包覆率高，不易吸濕，加入高分子基體中不易發(fā)生迀移現(xiàn)象，并且兩種阻燃劑共同起到阻燃協(xié)效作用，阻燃效率高。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。
[0012]實(shí)施例一:
按照配方精確稱取聚磷酸銨、氰尿酸、三聚氰胺以及表面活性劑(聚磷酸銨與氰尿酸質(zhì)量比為1: 0.5，三聚氰胺與氰尿酸質(zhì)量比為1: 0.5，表面活性劑質(zhì)量為聚磷酸銨質(zhì)量的0.5%)，首先將聚磷酸錢、少量氰尿酸(少量氰尿酸質(zhì)量為氰尿酸總質(zhì)量的10%)加入蒸饋水中(蒸餾水質(zhì)量為聚磷酸銨質(zhì)量的100倍)。然后將混合溶液加入水熱反應(yīng)釜中在150°C烘箱中保持3h，待自然冷卻之后打開反應(yīng)釜，在制得的溶液中加入三聚氰胺、表面活性劑和剩余的氰尿酸，再將水熱反應(yīng)釜在150°C烘箱中保持5h，然后自然冷卻之后過(guò)濾、洗滌并烘干就得到了三聚氰胺氰尿酸鹽包覆聚磷酸銨微膠囊。
[0013]實(shí)施例二:
按照配方精確稱取聚磷酸銨、氰尿酸、三聚氰胺以及表面活性劑(聚磷酸銨與氰尿酸質(zhì)量比為1:0.8，三聚氰胺與氰尿酸質(zhì)量比為1:0.6,表面活性劑質(zhì)量為聚磷酸銨質(zhì)量的02%)，首先將聚磷酸銨、少量氰尿酸(少量氰尿酸質(zhì)量為氰尿酸總質(zhì)量的20%)加入蒸餾水中(蒸餾水質(zhì)量為聚磷酸銨質(zhì)量的150倍)。然后將混合溶液加入水熱反應(yīng)釜中在120°C烘箱中保持2h，待自然冷卻之后打開反應(yīng)釜，在制得的溶液中加入三聚氰胺、表面活性劑和剩余的氰尿酸，再將水熱反應(yīng)釜在160°C烘箱中保持3h，然后自然冷卻之后過(guò)濾、洗滌并烘干就得到了三聚氰胺氰尿酸鹽包覆聚磷酸銨微膠囊。
[0014]實(shí)施例三:
按照配方精確稱取聚磷酸銨、氰尿酸、三聚氰胺以及表面活性劑(聚磷酸銨與氰尿酸質(zhì)量比為1:1，三聚氰胺與氰尿酸質(zhì)量比為I:0.5，表面活性劑質(zhì)量為聚磷酸錢質(zhì)量的1%)，首先將聚磷酸銨、少量氰尿酸(少量氰尿酸質(zhì)量為氰尿酸總質(zhì)量的50%)加入蒸餾水中(蒸餾水質(zhì)量為聚磷酸銨質(zhì)量的50倍)。然后將混合溶液加入水熱反應(yīng)釜中在180°C烘箱中保持lh，待自然冷卻之后打開反應(yīng)釜，在制得的溶液中加入三聚氰胺、表面活性劑和剩余的氰尿酸，再將水熱反應(yīng)釜在150°C烘箱中保持3h，然后自然冷卻之后過(guò)濾、洗滌并烘干就得到了三聚氰胺氰尿酸鹽包覆聚磷酸銨微膠囊。
[0015]實(shí)施例四:
按照配方精確稱取聚磷酸銨、氰尿酸、三聚氰胺以及表面活性劑(聚磷酸銨與氰尿酸質(zhì)量比為1:0.8，三聚氰胺與氰尿酸質(zhì)量比為1:0.5，表面活性劑質(zhì)量為聚磷酸銨質(zhì)量的3%)，首先將聚磷酸銨、少量氰尿酸(少量氰尿酸質(zhì)量為氰尿酸總質(zhì)量的30%)加入蒸餾水中(蒸餾水質(zhì)量為聚磷酸銨質(zhì)量的200倍)。然后將混合溶液加入水熱反應(yīng)釜中在170°C烘箱中保持2h，待自然冷卻之后打開反應(yīng)釜，在制得的溶液中加入三聚氰胺、表面活性劑和剩余的氰尿酸，再將水熱反應(yīng)釜在180°C烘箱中保持4h，然后自然冷卻之后過(guò)濾、洗滌并烘干就得到了三聚氰胺氰尿酸鹽包覆聚磷酸銨微膠囊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三聚氰胺氰尿酸鹽包覆聚磷酸銨微膠囊的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)按照配方精確稱取聚磷酸銨、氰尿酸、三聚氰胺以及表面活性劑，首先將聚磷酸銨、少量氰尿酸加入蒸餾水中形成混合溶液;然后將混合溶液加入水熱反應(yīng)釜中并保持特定的溫度120?200°C1?8h，待自然冷卻之后打開水熱反應(yīng)釜;其中聚磷酸銨與氰尿酸質(zhì)量比為1:0.1?I，并且在本步驟中加入的少量氰尿酸質(zhì)量為氰尿酸總質(zhì)量的2?50%，三聚氰胺與氰尿酸質(zhì)量比為1:0.1?I，蒸餾水質(zhì)量為聚磷酸銨質(zhì)量的50?200倍，表面活性劑質(zhì)量為聚磷酸銨質(zhì)量的0.1?10%; (2)將三聚氰胺、表面活性劑和剩余的氰尿酸加入水熱反應(yīng)釜中，攪拌均勻，然后將水熱反應(yīng)釜保持一定溫度120?200°C1?5h，再將水熱反應(yīng)釜自然冷卻到室溫； (3)將步驟(2)制得的溶液過(guò)濾、洗滌、干燥之后，即得；以三聚氰胺氰尿酸鹽為囊材，聚磷酸銨為核材的微膠囊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種三聚氰胺氰尿酸鹽包覆聚磷酸銨微膠囊的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、聚山梨酯、單月桂基磷酸酯、椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉、壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或其組合。
【專利摘要】本發(fā)明是一種三聚氰胺氰尿酸鹽包覆聚磷酸銨微膠囊的制備方法，稱取聚磷酸銨、氰尿酸、三聚氰胺以及表面活性劑，將聚磷酸銨和少量氰尿酸加入蒸餾水中。然后將其加入水熱反應(yīng)釜中并保持一定溫度一段時(shí)間，然后將反應(yīng)釜待自然冷卻；在反應(yīng)釜中加入三聚氰胺、表面活性劑和剩余的氰尿酸，再將水熱反應(yīng)釜保持一定溫度一段時(shí)間；待反應(yīng)釜自然冷卻之后過(guò)濾、洗滌并烘干即得三聚氰胺氰尿酸鹽包覆聚磷酸銨微膠囊。采用本方法制備的以三聚氰胺氰尿酸鹽為囊材，聚磷酸銨為核材的微膠囊，包覆率高，不易吸濕，加入高分子基體中不易發(fā)生遷移現(xiàn)象，并且兩種阻燃劑共同起到阻燃協(xié)效作用，阻燃效率高。
【IPC分類】B01J13/02, C08K5/3492, C08K3/32, C09C3/08, C08K9/10, C09C1/00
【公開號(hào)】CN105419391
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510752230
【發(fā)明人】何丹農(nóng), 徐少洪, 冉偉, 張春明, 林琳, 陳超, 王艷麗, 金彩虹
【申請(qǐng)人】上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月9日