一种天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及功能材料技术领域，提供了一种天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体及其制备方法和应用。本发明专利技术采用微胶囊技术巧妙的将天然多糖和氢氧化镁结合在一起，所得天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体成炭性好，抑烟性好，阻燃效果显著，并且具有分散性好、无卤、无毒、高效的特点，具有广阔的应用前景；将本发明专利技术的天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体添加到PVC基体中，所得PVC复合材料易加工成型、无卤环保、过程能耗低、机械性能与阻燃性能达到较好的平衡，并且本发明专利技术的天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体外观为白色或淡黄色，对PVC基体并不会有明显的染色效果，有助于后续PVC制品的上色。上色。上色。

【技术实现步骤摘要】
一种天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及功能材料
，尤其涉及一种天然多糖微胶囊化氢氧化5镁复合粉体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]高值化无机粉体一直是近些年的研究热点，如何通过更低廉的手段获取更高性能的无机粉体是提升无机粉体附加价值的必由之路。随着石油资源的
[0003]不断枯竭，石油下游衍生产品的价格不断上涨，极大地提升了传统石油基材0料在无机粉体改性方面的应用成本；另一方面，石油基材料因其本身属于石化资源，所得材料基本都是通过人工提取或合成获取，容易给环境甚至人体健康造成不必要的危害，因此，采用天然生物基材料进行逐步替代可以有效改变上述面临的产业困境。天然多糖基材料是生物基材料中的一种，在自然
[0004]界中非常常见，其具备非常好的可再生性和可持续性，对环境绿色友好，在5替代合成材料方面非常理想。在近些年的研究中发现，淀粉、壳聚糖、纤维素、β
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环糊精、甲壳素等天然多糖基材料中含有大量羟基，这一特点与传统石油裂解产生的季戊四醇、羟基树脂等化合物的结构特性非常相似，表明多羟基天然多糖材料在阻燃方面具备较强的应用潜力。
[0005]聚合物材料因其重量较轻、易于加工成型、成本低廉等特点，已然在人0们生活的方方面面扮演着举足轻重的作用，但是，其通常易燃且在燃烧时容
[0006]易失效变成流体，甚至释放出有毒气体，非常危险且对环境造成极大的破坏。传统的卤系、磷系等阻燃剂虽然阻燃效果较好，但是在烟雾释放方面存在致命缺陷，而且回收较为困难，难以进行二次加工。为了限制传统阻燃剂的无
[0007]界扩散，欧盟有害物质限制指令(RoHS)及废弃电器和电子设备(WEEE52006)指令相继颁布，致使业界普遍倾向于使用更清洁、更环保、价格更低廉的无机阻燃剂。其中，氢氧化镁(MH)因其无毒、无二次污染、热稳定性优异、阻燃过程清洁环保等优点被广泛应用。机械研磨法能够获得大比表面积、微纳尺寸、粒径分散均匀的氢氧化镁微细粉体，相比水热法制备的氢氧化镁在比表面积和吸油值方面具备较大的优势，尤其是在成本控制方面优势更明显。特别地，与氢氧化铝无机粉体相比，氢氧化镁在热稳定性和成本方面也具备较强的竞争力。
[0008]氢氧化镁作为近些年研究比较热门的无机功能粉体之一，其在炭层增强、抑制烟雾、稀释断裂分子链碎片等方面表现出较强的优势，但是，机械研磨法制备得到的氢氧化镁并没有片层结构，其难以像二维片层材料那样阻断分子链碎片的扩散，即物理阻隔效果有限；另一方面，氢氧化镁中并没有类似磷酸锆之类的Lewis酸位点，难以在聚合物燃烧过程中催化聚合物成炭；再者，氢氧化镁无法在物理上增强炭层的厚度，虽然大量水蒸汽产生，却不能发挥膨胀阻燃的效果，这些缺陷极大的限制了MH的进一步应用。
[0009]综上所述，氢氧化镁作为阻燃剂使用时，其综合性能较差，目前本领域鲜有将天然多糖和氢氧化镁结合以提高其阻燃性的相关报道。

技术实现思路

[0010]有鉴于此，本专利技术提供了一种天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体及其制备方法和应用。本专利技术提供的天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体成炭性好，抑烟性好，阻燃效果显著，并且具有无卤、无毒、高效的特点。
[0011]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0012]一种天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体，包括天然多糖囊壁和氢氧化镁核心；所述天然多糖与氢氧化镁的摩尔比为(0.2～10):1。
[0013]优选的，所述氢氧化镁核心的粒径为0.8～1.2μm。
[0014]优选的，所述天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体的粒径为1.0～2.0μm。
[0015]本专利技术还提供了上述方案所述天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将天然多糖、氢氧化镁和溶剂混合进行脱水缩合反应，得到天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体。
[0017]优选的，所述天然多糖包括壳聚糖、纤维素、淀粉、木质素、环糊精、异山梨醇和酒石酸中的一种或多种。
[0018]优选的，所述脱水缩合反应的温度为50～180℃，时间为1～36h。
[0019]优选的，所述脱水缩合反应结束后，还包括将所得产物依次进行洗涤、离心和冷冻干燥。
[0020]本专利技术还提供了上述方案所述的天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体或上述方案所述制备方法制备的天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体作为阻燃剂的应用。
[0021]本专利技术还提供了一种无卤阻燃聚氯乙烯复合材料，包括以下重量份数的组分：PVC50～60份，天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体2～10份，助剂30～60份。
[0022]优选的，所述助剂包括增塑剂、稳定剂、抗氧化剂、润滑剂、增韧剂、补强剂和阻燃助剂中的一种或多种。
[0023]本专利技术提供了一种天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体，包括天然多糖囊壁和氢氧化镁核心；所述天然多糖与氢氧化镁的摩尔比为(0.2～10):1。本专利技术采用微胶囊技术巧妙的将天然多糖和氢氧化镁结合在一起，其中天然多糖具备极好的成炭特性，氢氧化镁具备优良的抑烟和阻燃特性，两者相互结合能够有效互补，极大的提升氢氧化镁粉体的附加值，为传统无机粉体的高值化应用奠定基础；并且，本专利技术利用天然多糖囊壁包覆氢氧化镁核心，与传统的氢氧化镁粉体相比，可显著改善氢氧化镁的吸油值，提升其在极性基体中的相容性，进一步可改善其在聚合物材料中的分散性，降低填充量；在阻燃进程中，因为多层结构的存在，可以在不同燃烧阶段中发挥效果，使得阻燃进程的控制更优化，阻燃效果更佳。综上所述，本专利技术提供的天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体成炭性好，抑烟性好，阻燃效果显著，并且具有分散性好、无卤、无毒、高效的特点，具有广阔的应用前景。
[0024]本专利技术还提供了上述方案所述天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体的制备方法，本专利技术提供的制备方法操作简单便捷，原料来源广泛，价格便宜，且对环境非常友好，适合
大规模制备。
[0025]本专利技术还提供了一种无卤阻燃聚氯乙烯复合材料，本专利技术将天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体添加到PVC基体中，所得PVC复合材料易加工成型、无卤环保、过程能耗低、机械性能与阻燃性能达到较好的平衡，并且本专利技术的天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体外观为白色或淡黄色，对PVC基体并不会有明显的染色效果，有助于后续PVC制品的上色。
附图说明
[0026]图1为实施例1制备的天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体的透射电子显微镜图；
[0027]图2为实施例1制备的天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体的粒径分布图。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供了一种天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体，包括天然多糖囊壁和氢氧化镁核心；所述天然多糖与氢氧化镁的摩尔比为(0.2～10):1。
[0029]在本专利技术中，所述氢氧化镁核心的粒径优选为0.8～1.2μm，更优选为1μm；所述天然多糖微胶囊化氢氧化镁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体，其特征在于，包括天然多糖囊壁和氢氧化镁核心；所述天然多糖与氢氧化镁的摩尔比为(0.2～10):1。2.根据权利要求1所述的天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体，其特征在于，所述氢氧化镁核心的粒径为0.8～1.2μm。3.根据权利要求1所述的天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体，其特征在于，所述天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体的粒径为1.0～2.0μm。4.权利要求1～3任意一项所述天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将天然多糖、氢氧化镁和溶剂混合进行脱水缩合反应，得到天然多糖微胶囊化氢氧化镁复合粉体。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述天然多糖包括壳聚糖、纤维素、淀粉、木质素、环糊精、异山梨醇和酒石酸中的一种或...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐灵峰，吴维冰，邓克文，邱文福，彭鹤松，邹盈，
申请(专利权)人：井冈山大学海城新广源粉体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：