微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂及其制备方法，其中囊材为含三嗪环交联聚合物。本发明专利技术为克服现有技术中无机次磷酸盐阻燃剂易自燃的问题，通过微胶囊化技术将含三嗪环交联聚合物作为囊材包裹在无机次磷酸盐的表面，获得了微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂，其具有热稳定性更高、不易自燃，阻燃效率更高，与聚合物基体的相容性更好等优点。另外，本发明专利技术制备方法工艺简单、易于操作，适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于阻燃剂制备
，具体涉及微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂及其制备方法，其中囊材为含三嗪环交联聚合物。
技术介绍
无机次磷酸盐作为一种新型含磷量较高的阻燃剂，以其优异的阻燃效率广泛应用于工程塑料以及聚酰胺材料中。无机次磷酸盐在制备和加工热塑聚合物的通常条件下不挥发，也不会引起聚合物的分解，在加工过程中具有较好的机械性能和抗侯性。无机次磷酸盐的主要缺点就是其热稳定性差，尤其在工程塑料的加工过程中，温度较高并加之物料的摩擦，使其较易自燃，因而会产生一定的安全隐患，其中最为明显的就是无机次磷酸铝。为了克服无机次磷酸盐的自燃问题，利用有机改性的方法已经可以获得更高稳定性的有机次磷酸盐。对无机次磷酸盐进行有机改性的原理是利用有机反应将无机次磷酸盐中不稳定的P-H键转变为稳定的P-C键，但这并不足以从根本上解决无机次磷酸盐的自燃问题。原因是有机改性只能是部分改性，如果将所有的P-H键都转变为P-C键的话，这不仅是不现实的，而且会显著降低次磷酸盐阻燃剂的含磷量，严重影响阻燃效果，同时成本也太高。 微胶囊化技术是将微量物质包裹在聚合物薄膜中的技术，是一种储存固体、液体、气体的微型包装技术。具体来说是指将某一物质（芯或内相）用各种天然的或合成的高分子化合物连续薄膜（壁或外相）完全包覆起来，而对该物质的原有化学性质丝毫无损，然后逐渐地通过某些外部刺激或缓释作用使该物质的功能再次在外部呈现出来，或者依靠囊壁的屏蔽作用起到保护芯材的作用。微胶囊化技术以其独特的优势已经发展成为一种成熟的工业技术，被广泛的应用于医药、生物、食品等领域。目前，微胶囊化技术已经被引入到阻燃
，为阻燃剂的改性提供了一种新的技术途径。红磷作为一种高效的无卤磷系阻燃剂，本可以借助其卓越的阻燃效率发挥其使用价值，但由于其颜色、易于自燃的问题限制了其商业化的价值。引入微胶囊化技术之后，微胶囊化红磷的安全性、相容性及颜色问题得以改善。从上面的例子可以看出，微胶囊化技术在阻燃剂领域的应用已有十分成熟的例子。 含三嗪环交联聚合物是一类重要的氮系阻燃剂，主要包括三聚氰胺及三聚氯氰的衍生物。这类阻燃剂有多重反应功能，具有挥发性小、阻燃性能优异、无毒、相容性好、持久、耐光等优点。常用的有三聚氰胺氰尿酸盐、季戊四醇磷酸酯蜜胺盐、三（三溴苯基）氰尿酸酯、三（五溴苯基）氰尿酸酯等。 三聚氰胺氰尿酸盐是80年代开发的一种阻燃润滑剂，它是由三聚氰胺和三聚氰酸通过氢键结合组成的具有大平面氢键网络的三嗪环分子复合物，属于含氮的无卤环保型阻燃剂。三聚氰胺氰尿酸盐外观为具有滑腻感的白色结晶微粉，无毒，无味，难溶于水和一般的有机溶剂。它在300℃以下稳定，400℃开始升华且分解为三聚氰胺和三聚氰酸。三聚氰胺氰尿酸盐具有使用经济、高效、优异的电性能和机械性能、不变色、低烟、低腐蚀性。同时它低毒，对使用者安全，与环境相容性好，良好的热稳定性，非常适宜材料的加工，可用于机械润滑、塑料阻燃、涂料消光以及化妆品和印染领域。季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐是一种高效的膨胀型阻燃剂，它将酸源、炭源和气源集于一身，从根本上解决了膨胀型阻燃剂中酸源、炭源和气源各组分分配不均的问题，具有热稳定性好、相容性好、耐光老化等优点，同时更有利于发挥磷-氮的协效作用。三（三溴苯基）氰尿酸酯和三（五溴苯基）氰尿酸酯都属于溴化芳香族三嗪化合物，是添加型阻燃剂，都具有很高的热稳定性。芳香族溴与氰尿酸酯相结合具有良好的熔体流动性质，同时溴-氮协同效应提供更好的阻燃性能，且有抑烟作用。此外，分子结构中含有三嗪类基团（三嗪基团类光稳定剂是新一代的UV吸收剂类型），还具有耐旋光性和抗紫外光稳定性。 由于含三嗪环交联聚合物具有热稳定性好、与聚合物基体相容性好等特点，如果将含三嗪环交联聚合物的合成与微胶囊化技术相结合，将含三嗪环交联聚合物作为囊材包裹无机次磷酸盐，应该能够改善现有技术中无机次磷酸盐作为阻燃剂存在的问题，得到一类较好的微胶囊化无机次磷酸阻燃剂。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足，提供一种热稳定性更好、不易自燃的微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂。 本专利技术的另一目的是提供上述微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂的制备方法。 为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案是： 一种微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂，其芯材为无机次磷酸盐，囊材为含三嗪环交联聚合物，且囊材占所述微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂总质量的百分比在5%~50%范围内。 优选地，所述囊材为三聚氰胺氰尿酸盐交联聚合物、季戊四醇磷酸酯密胺盐交联聚合物、三（三溴苯基）氰尿酸酯交联聚合物或三（五溴苯基）氰尿酸酯交联聚合物。 优选地，所述芯材为无机次磷酸铝、无机次磷酸镁、无机次磷酸镧、无机次磷酸钇或无机次磷酸铈。 上述的微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂的制备方法，包括如下步骤： （1）、利用分散剂使无机次磷酸盐均匀分散于溶剂中，得到无机次磷酸盐分散液； （2）、向步骤（1）所得的无机次磷酸盐分散液中加入制备囊材的底物，所述底物中至少有一种底物的分子结构中含有三嗪环，在维持反应体系pH呈中性的条件下进行含三嗪环交联聚合物的合成反应，进而获得乳状液或粘稠膏状物； （3）、步骤（2）制备得到的乳状液或粘稠膏状物再经脱水、干燥、粉碎，即得到粉末状的所述微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂。 由于以上技术方案的实施，本专利技术与现有技术相比具有如下优点： 本专利技术通过微胶囊化技术将含三嗪环交联聚合物作为囊材包裹在无机次磷酸盐的表面，获得了微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂，其具有如下优点：1、热稳定性显著提高，不易自燃；2、与聚合物基体的相容性更好，能够提高材料的综合性能；3、当与聚合物基体混合加工时，能够提高熔体流动性，改善材料的加工性能；4、囊材含三嗪环交联聚合物本身作为一种氮系阻燃剂，与芯材无机次磷酸盐能够形成氮-磷复合型阻燃体系，通过发挥氮-磷的协同阻燃作用，能够进一步提高本专利技术微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂的阻燃性。 另外，本专利技术制备方法还具有工艺简单、易于操作的优点。 附图说明 图1为无机次磷酸铝与实施例1所得微胶囊化无机次磷酸铝阻燃剂产品的红外对比图。 具体实施方式 下面对本专利技术的具体实施方式进行说明，并结合附图和实施例对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂，其特征在于：所述微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂的芯材为无机次磷酸盐，囊材为含三嗪环交联聚合物，且囊材占所述微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂总质量的百分比在5%~50%范围内。

【技术特征摘要】
1.一种微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂，其特征在于：所述微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂的芯材为无机次磷酸盐，囊材为含三嗪环交联聚合物，且囊材占所述微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂总质量的百分比在5%~50%范围内。
2.根据权利要求1所述的微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂，其特征在于：所述囊材为三聚氰胺氰尿酸盐交联聚合物、季戊四醇磷酸酯密胺盐交联聚合物、三（三溴苯基）氰尿酸酯交联聚合物或三（五溴苯基）氰尿酸酯交联聚合物。
3.根据权利要求1所述的微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂，其特征在于：所述芯材为无机次磷酸铝、无机次磷酸镁、无机次磷酸镧、无机次磷酸钇或无机次磷酸铈。
4.权利要求1~3中任一项所述的微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）、利用分散剂使无机次磷酸盐均匀分散于溶剂中，得到无机次磷酸盐分散液；
（2）、向步骤（1）所得的无机次磷酸盐分散液中加入制备囊材的底物，所述底物中至少有一种底物的分子结构中含有三嗪环，在维持反应体系pH呈中性的条件下进行含三嗪环交联聚合物的合成反应，进而获得乳状液或粘稠膏状物；
（3）、步骤（2）制备得到的乳状液或粘稠膏状物再经脱水、干燥、粉碎，即得到粉末状的所述微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂。
5.根据权利要求4所述的微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂的芯材为无机次磷酸盐，囊材为三聚氰胺氰尿酸盐；具体制备过程包括如下步骤：
（1）将5~50重量份的无机次磷酸盐、30~400重量份的溶剂和0.1~5重量份的分散剂加入反应容器中，在80℃~100℃、搅拌条件下，使所述无机次磷酸盐均匀分散于所述溶剂中，得到无机次磷酸盐分散液；
（2）向步骤（1）所得的无机次磷酸盐分散液中加入0.1~25重量份的三聚氰酸，搅拌均匀，然后向反应体系中分别加入0.1~25重量份的三聚氰胺和0.1~10重量份的苯基三氯硅烷；通过pH调节剂维持整个反应体系的pH在6~8的范围内，并于80~120℃下搅拌反应2~12小时，获得乳状液或粘稠膏状物；
（3）将步骤（2）所得的乳状液或粘稠膏状物进行过滤、离心分离、干燥和粉碎，即获得粉末状的所述微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂。
6.根据权利要求5所述的微胶囊化无机次磷酸盐阻燃剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，三聚氰胺和苯基三氯硅烷是分多次、交替加入反应体系中的。
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【专利技术属性】
技术研发人员：葛骅，朱长江，肖锡福，
申请(专利权)人：苏州安鸿泰新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32