一種微膠囊次磷酸鋁阻燃劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微膠囊次磷酸鋁阻燃劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無機(jī)次磷酸鋁(A1(H2P02)3)是一種新型無鹵磷系阻燃劑，其熱穩(wěn)定性好，含磷量 高，在roT、PET、PA6中的應(yīng)用都起到了較好的阻燃效果。但其具有水溶、易燃的特點(diǎn)在一定 領(lǐng)域中限制了它的應(yīng)用。譚逸倫等，微膠囊化次磷酸鋁阻燃玻璃纖維增強(qiáng)PA6(合成樹脂及 塑料2014,31(3):21)的研究表明，采用微膠囊化技術(shù)改性次磷酸鋁以1冊(cè)），可以提高阻燃 效率、熱穩(wěn)定性及與PA6的相容性。其中T-A1HP的制備方法是：以乙醇為溶劑，A1HP為囊芯材 料，三環(huán)氧丙基異氰脲酸酯(TGIG)和二乙烯三胺(DETA)在A1HP表面通過原位聚合形成囊壁 材料，從而得到T-A1HP。該制備方法不僅成本較高，而且使用乙醇作為分散相極大增加了合 成過程中的危險(xiǎn)性，不適于工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的無機(jī)次磷酸鋁水溶性和易燃性等問題，而提供一 種微膠囊次磷酸鋁阻燃劑的制備方法，摒除次磷酸鋁水溶和易燃的缺點(diǎn)，改善其在水系阻 燃體系中的應(yīng)用性能，擴(kuò)展其應(yīng)用范圍。
[0004] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種微膠囊次磷酸鋁阻燃劑的制備方法，以改性蜜胺_ 甲醛樹脂為囊材，次磷酸鋁為芯材進(jìn)行包覆改性;所述改性蜜胺-甲醛樹脂是以三聚氰胺、 37%甲醛溶液和改性劑為主要原料合成預(yù)聚體溶液再經(jīng)進(jìn)一步交聯(lián)固化所得產(chǎn)物。
[0005] 本發(fā)明微膠囊次磷酸鋁阻燃劑的制備方法是，先將三聚氰胺、甲醛溶液和改性劑 在pH為8~10,溫度為50~80°C條件下反應(yīng)0.5~2h制備蜜胺-甲醛樹脂預(yù)聚體;然后將預(yù)聚 體緩慢加入到分散好次磷酸鋁的水中，60~95°C條件下反應(yīng)1~5h結(jié)束，處理后得微膠囊次 磷酸鋁阻燃劑。
[0006] 具體步驟如下：
[0007] (1)蜜胺-甲醛樹脂預(yù)聚體的制備:將三聚氰胺、37%甲醛溶液和水按質(zhì)量比1:(1 ~9): (3~20)的比例加入到反應(yīng)釜中，用堿性pH調(diào)節(jié)劑A調(diào)節(jié)釜內(nèi)pH為8~10,在溫度為50 ~80°C條件下反應(yīng)10~30min后，加入0.1~1倍三聚氰胺質(zhì)量的改性劑，再反應(yīng)20~80min 后結(jié)束反應(yīng)，得改性蜜胺樹脂預(yù)聚體溶液；
[0008] (2)微膠囊生成:室溫下將無機(jī)次磷酸鋁和水按質(zhì)量比1:1~10加入到反應(yīng)釜中， 再加入0.3~3 %次磷酸鋁質(zhì)量的表面活性劑，充分?jǐn)嚢?0~60min，使次磷酸鋁分散均勻； 然后，將溫度升高到60~95°C，將1~10倍次磷酸鋁質(zhì)量的第一步中改性蜜胺樹脂預(yù)聚體溶 液緩慢加入到反應(yīng)釜中，使用酸性pH調(diào)節(jié)劑B溶液調(diào)節(jié)pH為2.5~5，反應(yīng)1~5h后，用堿性pH 調(diào)節(jié)劑C調(diào)至中性，經(jīng)過濾，洗滌，干燥后得微膠囊次磷酸鋁。
[0009] 所述改性劑為乙二醇、丙三醇、尿素、聚乙二醇、聚乙烯醇、纖維素、聚丙烯酰胺中 的一種或幾種。
[0010]所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、 單十二烷基磷酸酯鉀鹽、聚乙烯醇和0P-10等中的一種或幾種。
[0011]所述堿性pH調(diào)節(jié)劑A為氫氧化鈉、三乙胺、三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺等中的一 種。
[0012]所述酸性pH調(diào)節(jié)劑B為鹽酸、硫酸、磷酸、冰乙酸等中的一種。
[0013]所述堿性pH調(diào)節(jié)劑C為氫氧化鈉、碳酸鈉、三乙胺、三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺等 中的一種。
[0014] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0015] (1)蜜胺-甲醛樹脂為囊材通過原位聚合法制備得到的微膠囊包覆次磷酸鋁，水煮 殘留率為90%~98%，粒徑為1~10(^1]1，平均粒徑為10~35以1]1;殘余水分含量為0.01~ 0.3wt%?？朔舜瘟姿徜X水溶和易燃的缺點(diǎn)，耐水性大大提高，改善了在水性阻燃體系中 的應(yīng)用性能，擴(kuò)展了應(yīng)用范圍。
[0016] (2)本發(fā)明微膠囊包覆次磷酸鋁具有離火自熄的特性，極大提高了次磷酸鋁在生 產(chǎn)運(yùn)輸過程中的安全性。
[0017] (3)本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單，成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明采用水作為分散介質(zhì)， 以成本較低的蜜胺一甲醛樹脂為囊壁材料，在保證微膠囊包覆率的情況下可有效降低生產(chǎn) 成本，并大大提高生產(chǎn)安全性，得到的產(chǎn)品外觀、性能均較好，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0018] 圖1為蜜胺樹脂微膠囊次磷酸鋁(MFAHP)偏光顯微鏡放大圖。
[0019] 圖2為次磷酸包覆前后的紅外圖譜對(duì)比。
[0020] 圖3為蜜胺樹脂微膠囊次磷酸鋁(MFAHP)的TG-DTG曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下實(shí)施例為本發(fā)明具體的實(shí)施方 式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受下述實(shí)施例的限制。
[0022] 本發(fā)明評(píng)價(jià)微膠囊包覆次磷酸鋁阻燃劑水煮殘留率的方法如下:取微膠囊包覆次 磷酸鋁阻燃劑5.00g加入到裝有1000g水的燒杯中，于70°C下恒溫?cái)嚢?4小時(shí)后過濾，將濾 餅置于l〇〇°C烘干至恒重，稱量質(zhì)量為M。按公式(1)計(jì)算得水煮殘留率。
[0023] 殘留率=M/5*100% (1)
[0024] 殘留率越大包覆完整度越好，耐水性也越好。
[0025] 本發(fā)明所述耐水微膠囊包覆次磷酸鋁阻燃劑的粒徑測(cè)試采用馬爾文激光粒度儀 進(jìn)行測(cè)試。
[0026]本發(fā)明所述耐水微膠囊包覆次磷酸鋁阻燃劑的紅外吸收光譜測(cè)試方法參照GB/ T6040《紅外光譜分析方法通則》方法測(cè)定。
[0027] 實(shí)施例1
[0028] -種微膠囊次磷酸鋁阻燃劑的制備方法，步驟如下：
[0029] 將三聚氰胺、37%甲醛溶液和水按質(zhì)量比1:2:10的比例加入到反應(yīng)釜中，用1 %的 氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)釜內(nèi)pH為8,在溫度為50°C條件下反應(yīng)25min后，加入0.1倍三聚氰胺質(zhì) 量的聚乙二醇，再反應(yīng)80min后結(jié)束反應(yīng)，得改性蜜胺樹脂預(yù)聚體溶液；
[0030] 室溫下將無機(jī)次磷酸鋁和水按質(zhì)量比1:8加入到反應(yīng)釜中，再加入0.3%次磷酸鋁 質(zhì)量的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉，充分?jǐn)嚢?5min，使次磷酸鋁分散均勻;然后，將溫度 升高到60°C，將6倍次磷酸鋁質(zhì)量的第一步中改性蜜胺樹脂預(yù)聚體溶液緩慢加入到反應(yīng)釜 中，使用冰乙酸調(diào)節(jié)pH為4，反應(yīng)4小時(shí)后，用1 %氫氧化鈉溶液調(diào)至中性，經(jīng)過濾，洗滌，干燥 后得微膠囊次磷酸鋁。所得產(chǎn)品產(chǎn)率為90%，芯材質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%，水煮殘留率為95%，平 均粒徑為25.1 Ιμπι。實(shí)施例2