具有疏水性聚磷酸铵的制备方法技术

本发明专利技术提供一种具有疏水性聚磷酸铵的制备方法，包括采用双重处理法对聚磷酸铵表面改性，双重处理法包括采用氟硅偶联剂处理聚磷酸铵和采用含氟树脂进行表面包覆。通过该具有疏水性聚磷酸铵的制备方法制备的聚磷酸铵表面疏水，与聚合物相容性好，在潮湿环境下迁移能力小，并且环保性能高。

【技术实现步骤摘要】
具有疏水性聚磷酸铵的制备方法
本专利技术涉及聚磷酸铵制备
，尤其是一种具有疏水性聚磷酸铵的制备方法。
技术介绍
众所周知，纺织品容易燃烧，因此对纺织品的阻燃非常必要。我们国家对窗帘、座套等纺织品都有相关的国家阻燃标准。聚磷酸铵(APP)是一种可以生物降解的磷氮环保无机阻燃剂，其可作为涂料、塑料及橡胶的阻燃剂使用。APP有多种晶型结构，其中I、II两种晶型结构的APP最为常用，并且结晶II型的性能比结晶I型更好。虽然由APP制备的阻燃涂层阻燃性能较好，但是由于阻燃涂层本身较薄，并且纺织物本身多孔易吸水，因此纺织涂层中APP很容易析出，析出物明显，并且发粘、发滑，APP析出后导致阻燃涂层有白色痕迹，即使采用在阻燃涂层表面增加防水层的方法也由于背面透水没有效果。再者，APP与高聚物基体的相容性差，易在高分子材料中迁移，也导致APP易析出。而APP的易析出限缩了其在阻燃图层中的使用范围。为了解决上述问题，可以对APP进行微胶囊化处理来改善其水溶性，但囊壁材料中含有三聚氰胺～甲醛树脂、尿素～甲醛、酚醛树脂等成分，在制备及应用过程中容易释放甲醛，导致环保问题的产生。还可以采用一种表面疏水改性聚磷酸铵的制备方法，该方法采用乳液与聚磷酸铵在乙醇～水溶液中反应，形成表面疏水改性的聚磷酸铵。但是在溶剂中进行反应，乳液的包覆率也未能良好反映。还可以采用一种疏水及低水溶性聚磷酸铵的改性制备方法，即采用正硅酸酯及复合硅烷偶联剂在催化剂作用下，在溶剂条件中对聚磷酸铵进行改性。但是该方法采用液相环境，且需要催化剂作用，工艺复杂，后处理困难。还可以采用一种氟硅烷表面改性超细聚磷酸铵的制备方法，即采用十三氟辛基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷或全氟癸基三乙氧基硅烷对90％粒径≤5μm的超细聚磷酸铵进行包覆，本方法只进行了表面偶联改性，只考虑到了疏水性，但由于氟硅的表面特性，纺织涂层常用的聚氨酯和丙烯酸树脂相容性一般。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制备方法，用来制备表面疏水，与聚合物相容性好，在潮湿环境下迁移能力小，并且环保性能高的聚磷酸铵。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种具有疏水性聚磷酸铵的制备方法，包括采用双重处理法对聚磷酸铵表面改性，双重处理法包括采用氟硅偶联剂处理聚磷酸铵和采用含氟树脂进行表面包覆。可选的，采用氟硅偶联剂处理聚磷酸铵包括：将预热的聚磷酸铵旋转分散，同时以喷雾方式喷洒氟硅偶联剂丙酮水溶液，氟硅偶联剂的处理量为0.1wt.％～0.5wt.％，采用氟硅偶联剂处理聚磷酸铵的温度为120℃～180℃，采用氟硅偶联剂处理聚磷酸铵的时间为1分钟～3分钟。可选的，氟硅偶联剂包括全氟癸基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷，十七氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或几种。可选的，氟硅偶联剂丙酮水溶液的浓度范围为45％～55％，氟硅偶联剂丙酮水溶液中水和丙酮的质量比范围为1:1～2。可选的，采用含氟树脂进行表面包覆包括：旋转分散，以喷雾方式喷洒含氟树脂溶液，对聚磷酸铵进行表面包覆处理，含氟树脂的处理量0.2wt.％～1.0wt.％，采用含氟树脂进行表面包覆的温度为100℃～160℃，采用含氟树脂进行表面包覆的时间30秒～120秒。可选的，含氟树脂为全氟烷基丙烯酸酯共聚物。可选的，含氟树脂溶液的浓度为15％～25％，含氟树脂溶液的溶剂为乙醇、异丙醇、乙酸乙酯、乙二醇丁醚中的任意一种或几种。可选的，采用双重处理法得到的聚磷酸铵和水的接触角的范围为118～155°。可选的，具有疏水性聚磷酸铵的制备方法还包括预热步骤，将聚磷酸铵连续搅拌并加温预热到50℃～80℃。可选的，具有疏水性聚磷酸铵的制备方法还包括冷却粉碎步骤，将采用双重处理法处理得到的聚磷酸铵冷却并粉碎。综上，本专利技术提供的疏水性聚磷酸铵的制备方法采用包括采用氟硅偶联剂处理聚磷酸铵和采用含氟树脂进行表面包覆的双重处理法，聚磷酸铵中P、N和改性剂及树脂中F、Si产生协效作用，显著提高聚磷酸铵的阻燃效率。此外，第一步利用氟硅偶联剂硅氧烷水解形成Si-OH与和聚磷酸铵表面的P-OH脱水，实现表面锚固改性，第二步用全氟烷基丙烯酸酯共聚物进行表面包覆处理，利用氟硅改性和共聚物中全氟烷基实现疏水和耐水，利用外层共聚物中丙烯酸酯聚合物提高与阻燃涂层中聚氨酯或丙烯酸酯聚合物的相容性，最终实现在阻燃织物涂层的疏水、耐水、抗迁移，表面改性和表面包覆结合使聚磷酸铵疏水效果优异，耐水性及在纺织涂料中的储存稳定性提升效果显著。同时含氟丙烯酸共聚物包覆在聚磷酸铵表面增加的有机基团，提升聚磷酸铵与高分子材料相容性。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。本专利技术中提供的一种具有疏水性聚磷酸铵的制备方法用于处理II型聚磷酸铵，II型聚磷酸铵的平均聚合度≥1000，II型聚磷酸铵的平均粒径为5μm～12μm，II型聚磷酸铵包括纳米二氧化硅改性聚灵酸铵。本专利技术中涉及的范围均包括端点值。本专利技术提供的具有疏水性聚磷酸铵的制备方法，包括：预热步骤：聚磷酸铵在预处理装置中连续搅拌，加温预热到50℃～80℃；采用氟硅偶联剂处理聚磷酸铵：表面处理机高速旋转分散下，加入预热后的聚磷酸铵，同时通过溶剂泵、以高压喷雾方式喷洒氟硅偶联剂丙酮水溶液，偶联剂与聚磷酸铵均匀接触反应，处理量0.1％～0.5％，处理改性温度为120～180℃，停留时间1～3分钟；采用含氟树脂进行表面包覆：表面处理机高速旋转分散下，加入表面改性后的聚磷酸铵，同时通过溶剂泵、以高压喷雾方式喷洒含氟树脂溶液，对聚磷酸铵进行二次包覆处理，处理量0.2～1.0％，处理包覆温度为100～160℃，停留时间30～120秒；冷却粉碎步骤：冷却并粉碎后得到具有疏水性聚磷酸铵。本专利技术不限定预热步骤在预处理装置中进行，于其他实施例中，预热步骤可以不在任何装置中进行，也可以直接在旋转分散装置中进行。本专利技术也不限定用氟硅偶联剂处理聚磷酸铵和采用含氟树脂进行表面包覆步骤在表面处理机中进行，于其他实施例中，氟硅偶联剂处理聚磷酸铵和采用含氟树脂进行表面包覆步骤还可以在任何其他旋转分散的装置中进行。用表面处理机干法改性工艺，不需要介质环保，高速混合、包覆、固化一体化，工艺简化，生产效率高，可连续生产。本专利技术也不限定用容积泵来喷洒氟硅偶联剂丙酮水溶液或含氟树脂溶液，于其他实施例中，还可以通过是任意能将氟硅偶联剂丙酮水溶液或含氟树脂溶液雾化喷洒的装置来实现。本专利技术中的预热步骤不是必须的，比如在夏季气温较高时，预热步骤可以省略。本专利技术的冷却粉碎步骤也可以被省略，比如说，在制备具有疏水性聚磷酸铵和阻燃剂涂料一体化生产线中，采用含氟树脂进行表面包覆后的疏水性聚磷酸铵可以直接被运输到阻燃剂涂料的制备设备中。此外，本专利技术中提到的“高压喷雾方式”指的是通过大于等于2MPa的高压将液料雾化成小液滴，经过雾化后的液滴的表面积大大增加，和空气充分接触，最终得到粉体或细小颗粒的成品，从而增加和聚磷酸铵的接触面积，使其分散均匀，增加反应活性。本专利技术提到的氟硅偶联剂包括全氟癸基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷，十七氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或几种。本专利技术提到的氟硅偶联剂丙酮水溶液的浓度范围为45％～55％，氟硅偶联剂丙酮水溶液中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有疏水性聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，包括采用双重处理法对聚磷酸铵表面改性，所述双重处理法包括采用氟硅偶联剂处理聚磷酸铵和采用含氟树脂进行表面包覆。

【技术特征摘要】
1.一种具有疏水性聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，包括采用双重处理法对聚磷酸铵表面改性，所述双重处理法包括采用氟硅偶联剂处理聚磷酸铵和采用含氟树脂进行表面包覆。2.如权利要求1所述一种具有疏水性聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述采用氟硅偶联剂处理聚磷酸铵包括：将预热的聚磷酸铵旋转分散，同时以喷雾方式喷洒氟硅偶联剂丙酮水溶液，所述氟硅偶联剂的处理量为0.1wt.％～0.5wt.％，所述采用氟硅偶联剂处理聚磷酸铵的温度为120℃～180℃，所述采用氟硅偶联剂处理聚磷酸铵的时间为1分钟～3分钟。3.如权利要求2所述一种具有疏水性聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述氟硅偶联剂包括全氟癸基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷，十七氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或几种。4.如权利要求2所述一种具有疏水性聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述氟硅偶联剂丙酮水溶液的浓度范围为45％～55％，所述氟硅偶联剂丙酮水溶液中水和丙酮的质量比范围为1:1～2。5.如权利要求1所述一种具有疏水性聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述采用含氟树脂进行表面包覆包括：旋转分散，以喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱峰，刘君锭，徐玲，裘雪阳，陈建军，
申请(专利权)人：杭州捷尔思阻燃化工有限公司，江山捷尔世阻燃材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33