一种微胶囊阻燃剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种微胶囊阻燃剂的制备方法，属于阻燃剂技术领域。本发明专利技术采用氢氧化镁、聚磷酸铵和三聚氰胺磷酸盐混合包覆沸石分子筛，三聚氰胺磷酸盐主要在凝聚相及气相发挥阻燃功效，通过升华、挥发、蒸发等形式，吸收大量潜热，产生惰性气体，形成MA蒸汽、水蒸气、N2、CO2、NH3等气态物，稀释燃烧区氧气和可燃气体浓度，同时覆盖于材料表面；促进成炭，促使一些高聚物产生熔滴，带走部分热量，终止燃烧反应；沸石分子筛是由SiO4和A12O3四面体通过氧桥连接而成的晶体硅铝酸盐，不仅具有均匀的孔结构、大的比表面积，而且表面极性很高，因此沸石分子筛不仅具有良好的吸附作用而且具有一定的催化活性，能提高微胶囊阻燃剂的阻燃性能。

【技术实现步骤摘要】
一种微胶囊阻燃剂的制备方法
本专利技术涉及一种微胶囊阻燃剂的制备方法，属于阻燃剂

技术介绍
PVC膜结构材料是以高强织物例如涤纶织物等为骨架，两面均匀涂覆聚氯乙烯涂层材料，具有成本低廉、韧性优良，易加工等优点，而被广泛应用在建筑、运动、休闲等领域。一般柔性PVC涂层膜材料加工过程中需加入大量增塑剂以提高柔软度和改善样品的加工性能，而增塑剂一般为易燃物，这不仅大幅度降低PVC膜材料的阻燃性能，而且也会限制此类材料的广泛应用。柔性PVC膜材料在燃烧的过程中会放出大量有毒有害黑烟，威胁人类生命安全，因此对于PVC的阻燃消烟的研究具有重要意义。为了降低材料的潜在火灾危害，需要研发一种高效阻燃抑烟剂来满足材料阻燃要求。目前针对PVC的阻燃改性，可分为反应型阻燃剂和添加型阻燃剂。反应型阻燃体系主要是指对材料阻燃共聚物改性或者设计合成新型阻燃高聚物，目前方法种类较少，成本高，因此难以得到广泛应用。添加型阻燃剂是指通过研发具有阻燃效应的添加剂和PVC树脂进行共混，采用物理方式使阻燃剂分散于材料基体中，使其具有一定阻燃性。添加型阻燃剂具有操作简单，成本低，效果好，因此被广泛采用。添加型阻燃剂主要分为无机阻燃剂和有机阻燃剂。无机阻燃剂主要有无机磷系，铝镁金属氢氧化物、锑系、锡系、硼系等。金属氢氧化物主要指氢氧化铝和氢氧化镁，其来源广泛，价格低廉，显著降低PVC阻燃改性成本。它们阻燃机理均为受热脱水，吸收大量热，同时稀释材料表面可燃和热氧气体的浓度；其分解产物在PVC表层形成稳定隔离层，保护PVC内层基质。卤系阻燃剂主要有溴系、氯系。溴系阻燃剂阻燃效率较氯系要高，且相容性好，故在阻燃领域仍有重要地位。卤系阻燃剂分解产生卤化氢，其可以消除高分子材料燃烧反应产生的活性自由基，降低或消除游离基浓度，减缓或终止燃烧链式反应，达到阻燃目的。PVC膜材料在大多数应用场合中通常要求其具有一定的阻燃性。本专利技术通过制备微胶囊阻燃剂并添加到PVC膜材料中，为高效阻燃抑烟PVC膜材料的开发应用作了有益探索。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有单一阻燃剂阻燃效率低的问题，提供了一种微胶囊阻燃剂的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）按重量份数计，分别称取20～28份干燥沸石分子筛、6～10份聚磷酸铵、5～8份三聚氰胺磷酸盐、30～50份七水硫酸镁、80～100份去离子水、1～10份分散剂、20～30份质量分数为10%氢氧化钠溶液，将干燥沸石分子筛、七水硫酸镁、去离子水和分散剂混合，超声搅拌分散处理，得混合液，依次加入质量分数为10%氢氧化钠溶液、聚磷酸铵和三聚氰胺磷酸盐，搅拌2～3h，得共混液，将共混液过滤得滤渣，并用去离子水洗涤3～5次后干燥，即得改性阻燃剂；（2）按重量份数计，分别称取30～40份改性阻燃剂、50～60份四氯化碳溶液、3～10份Tween-20、2～6份Span-80、1～6份2mol/L氯化钠溶液、15～20份正硅酸四乙酯、4～10份膨胀石墨烯、20～26份乙醇、80～100份去离子水，将改性阻燃剂、四氯化碳溶液、Tween-20、Span-80、去离子水和2mol/L氯化钠溶液混合，搅拌处理，得混合乳液，加入正硅酸四乙酯、膨胀石墨烯、乙醇，搅拌并超声处理后，调节pH并静置，得悬浮液，过滤得沉淀，并用无水乙醇洗涤1～3次，烘干即得微胶囊阻燃剂。步骤（1）所述的干燥沸石分子筛为取粒径为200～300目的沸石分子筛，在温度为60～80℃下干燥至恒重。步骤（1）所述的超声搅拌分散处理为在室温下超声分散10～20min后，并在温度为70～80℃下加热搅拌1～2h。步骤（2）所述的搅拌处理为将改性阻燃剂、四氯化碳溶液、Tween-20、Span-80和去离子水混合，在转速为1000～1200r/min下搅拌1～2h，得乳液，加入2mol/L氯化钠溶液，继续搅拌10～15min。步骤（2）所述的搅拌并超声处理为在搅拌速度为500～700r/min搅拌2～3h后超声10～20min。步骤（2）所述的调节pH并静置为用质量分数为5%氨水调节pH为9～10，静置1～2h。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术采用氢氧化镁、聚磷酸铵和三聚氰胺磷酸盐混合包覆沸石分子筛，三聚氰胺磷酸盐主要在凝聚相及气相发挥阻燃功效，通过升华、挥发、蒸发等形式，吸收大量潜热，产生惰性气体，形成MA蒸汽、水蒸气、N2、CO2、NH3等气态物，稀释燃烧区氧气和可燃气体浓度，同时覆盖于材料表面；促进成炭，促使一些高聚物产生熔滴，带走部分热量，终止燃烧反应；沸石分子筛是由SiO4和A12O3四面体通过氧桥连接而成的晶体硅铝酸盐，不仅具有均匀的孔结构、大的比表面积，而且表面极性很高，因此沸石分子筛不仅具有良好的吸附作用而且具有一定的催化活性，能提高微胶囊阻燃剂的阻燃性能；（2）本专利技术采用微胶囊技术，将改性阻燃剂作为芯材，正硅酸四乙酯作为囊壁材料，制备出微胶囊阻燃剂，阻燃剂经微胶囊化以后，完全与外界隔离，整个过程中阻燃剂的性质不发生改变，只有遇到高温时囊壁才会破裂，发挥阻燃作用，这样既降低了阻燃剂的水溶性，又增加了阻燃剂与材料的相容性，正硅酸四乙酯经水解、聚合生成的二氧化硅凝胶，与磷协同效应提高阻燃效率，在囊壁材料中添加的膨胀石墨烯对气体分子、烟雾、固体颗粒都具有阻隔性，生烟能力显著下降。具体实施方式取粒径为200～300目的沸石分子筛，在温度为60～80℃下干燥至恒重，得干燥沸石分子筛，按重量份数计，分别称取20～28份干燥沸石分子筛、6～10份聚磷酸铵、5～8份三聚氰胺磷酸盐、30～50份七水硫酸镁、80～100份去离子水、1～10份分散剂、20～30份质量分数为10%氢氧化钠溶液，将干燥沸石分子筛、七水硫酸镁、去离子水和分散剂混合，在室温下超声分散10～20min后，并在温度为70～80℃下加热搅拌1～2h，得混合液，依次加入质量分数为10%氢氧化钠溶液、聚磷酸铵和三聚氰胺磷酸盐，搅拌2～3h，得共混液，将共混液过滤得滤渣，并用去离子水洗涤3～5次后干燥，即得改性阻燃剂；按重量份数计，分别称取30～40份改性阻燃剂、50～60份四氯化碳溶液、3～10份Tween-20、2～6份Span-80、1～6份2mol/L氯化钠溶液、15～20份正硅酸四乙酯、4～10份膨胀石墨烯、20～26份乙醇、80～100份去离子水，将改性阻燃剂、四氯化碳溶液、Tween-20、Span-80和去离子水混合，在转速为1000～1200r/min下搅拌1～2h，得乳液，加入2mol/L氯化钠溶液，继续搅拌10～15min，得混合乳液，加入正硅酸四乙酯、膨胀石墨烯、乙醇，在搅拌速度为500～700r/min搅拌2～3h后超声10～20min，并用质量分数为5%氨水调节pH为9～10，静置1～2h，得悬浮液，过滤得沉淀，并用无水乙醇洗涤1～3次，烘干即得微胶囊阻燃剂。实例1取粒径为200目的沸石分子筛，在温度为60℃下干燥至恒重，得干燥沸石分子筛，按重量份数计，分别称取20份干燥沸石分子筛、6份聚磷酸铵、5份三聚氰胺磷酸盐、30份七水硫酸镁、80份去离子水、1份分散剂、20份质量分数为10%氢氧化钠溶液，将干燥沸石分子筛、七水硫酸镁、去本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微胶囊阻燃剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，分别称取20～28份干燥沸石分子筛、6～10份聚磷酸铵、5～8份三聚氰胺磷酸盐、30～50份七水硫酸镁、80～100份去离子水、1～10份分散剂、20～30份质量分数为10%氢氧化钠溶液，将干燥沸石分子筛、七水硫酸镁、去离子水和分散剂混合，超声搅拌分散处理，得混合液，依次加入质量分数为10%氢氧化钠溶液、聚磷酸铵和三聚氰胺磷酸盐，搅拌2～3h，得共混液，将共混液过滤得滤渣，并用去离子水洗涤3～5次后干燥，即得改性阻燃剂；（2）按重量份数计，分别称取30～40份改性阻燃剂、50～60份四氯化碳溶液、3～10份Tween‑20、2～6份Span‑80、1～6份2mol/L氯化钠溶液、15～20份正硅酸四乙酯、4～10份膨胀石墨烯、20～26份乙醇、80～100份去离子水，将改性阻燃剂、四氯化碳溶液、Tween‑20、Span‑80、去离子水和2mol/L氯化钠溶液混合，搅拌处理，得混合乳液，加入正硅酸四乙酯、膨胀石墨烯、乙醇，搅拌并超声处理后，调节pH并静置，得悬浮液，过滤得沉淀，并用无水乙醇洗涤1～3次，烘干即得微胶囊阻燃剂。...

【技术特征摘要】
1.一种微胶囊阻燃剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，分别称取20～28份干燥沸石分子筛、6～10份聚磷酸铵、5～8份三聚氰胺磷酸盐、30～50份七水硫酸镁、80～100份去离子水、1～10份分散剂、20～30份质量分数为10%氢氧化钠溶液，将干燥沸石分子筛、七水硫酸镁、去离子水和分散剂混合，超声搅拌分散处理，得混合液，依次加入质量分数为10%氢氧化钠溶液、聚磷酸铵和三聚氰胺磷酸盐，搅拌2～3h，得共混液，将共混液过滤得滤渣，并用去离子水洗涤3～5次后干燥，即得改性阻燃剂；（2）按重量份数计，分别称取30～40份改性阻燃剂、50～60份四氯化碳溶液、3～10份Tween-20、2～6份Span-80、1～6份2mol/L氯化钠溶液、15～20份正硅酸四乙酯、4～10份膨胀石墨烯、20～26份乙醇、80～100份去离子水，将改性阻燃剂、四氯化碳溶液、Tween-20、Span-80、去离子水和2mol/L氯化钠溶液混合，搅拌处理，得混合乳液，加入正硅酸四乙酯、膨胀石墨烯、乙醇，搅拌并超声处理后，调节pH并静置，得悬浮液，过滤得沉淀，并用无水乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄旭东，张鑫，骆兵建，
申请(专利权)人：黄旭东，
类型：发明
国别省市：江苏,32