用于聚碳酸酯的微胶囊阻燃剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种用于聚碳酸酯的微胶囊阻燃剂及其制备方法和应用。该方法将包裹材料、磺酸盐、表面活性剂和电解质混匀，加热熔融，冷却粉碎，得到微胶囊阻燃剂；或者通过将磺酸盐、表面活性剂和电解质配成溶液后再加入包裹材料，加热熔融，脱水，破碎，得到微胶囊阻燃剂。本发明专利技术的微胶囊阻燃剂提高了磺酸盐在聚碳酸酯阻燃中的稳定性，降低了磺酸盐的吸潮性。同时，该微胶囊阻燃剂流动性好，阻燃效率大大提高，与聚碳酸酯的相容性良好，微胶囊阻燃剂的添加对聚碳酸酯基材的物理机械性能的影响不大。该微胶囊阻燃剂的制备方法在实际生产和使用过程中不会释放出有害气体，更为环保，对生产设备和身体健康不会造成伤害。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种阻燃剂，特别涉及一种用于聚碳酸酯的微胶囊阻燃剂及其制备 方法与应用。
技术介绍
聚碳酸酯(PC)树脂是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，具有优异的耐热 性、抗冲击性和尺寸稳定性，是近年来增长速度最快的通用工程塑料品种之一。此树脂 销量已经位居5大通用工程塑料之首，在电子、电气、机械、汽车、纺织、轻工及建筑 等行业获得了广泛的应用。由于电子、电气和办公设备等领域对材料阻燃性的高要求，必须对PC进行 阻燃处理，合成树脂阻燃性的评价根据为美国阻燃规格的UnderwritersLaboratories的 subject94 (以下简称为 UL-94)。随着人们对环境保护和人身健康的日益重视，欧盟发布了《关于在电子电气设 备中禁止使用某些有害物质指令》(简称《ROHS指令》)，这使得各国阻燃材料制造商 开始以谨慎的态度对待溴系阻燃剂在高聚物中的应用，从而无卤阻燃剂异军突起，不断 地从实验室走向市场，一系列无机的和有机的芳香族磺酸盐也被发现是聚碳酸酯的极有 效的阻燃剂，并已在工业上获得广泛应用。但磺酸盐阻燃的PC水解稳定性欠佳，并且磺 酸盐具有本身存在吸潮性，在树脂中分散不均勻，价格偏高等缺陷，从而限制了其进一 步的广泛应用。微胶囊技术(microencapsulation)是指用天然或合成高分子材料将固体或液体成 分包裹成直径为微米级的胶囊，自50年代由美国NCR公司开发研制成功后逐渐发展到阻 燃剂领域，通过对阻燃剂进行微胶囊化处理使其在发挥阻燃作用的同时，提高阻燃剂的 耐水性与相容性，并提高阻燃剂的阻燃效率，同时也会抑制阻燃剂在加工过程中发生的 不良反应。在已公开的关于微胶囊阻燃剂的德国专利(DE)及欧洲专利(EP)如 EP0542,373A1、DE2,949,537、DE3,005,253 及 DE3,316,880 中，大部分以尿素 _ 甲醛树 脂和蜜胺-甲醛或苯酚-甲醛树脂包裹为主，制备出的微胶囊阻燃剂具有耐水解、抗吸潮 和优良的热稳定性。与未经包裹的阻燃剂相比，微胶囊阻燃剂的水溶性显著降低，与基 体的相容性明显提高。目前市场上所售的微胶囊产品大多是采用上述专利方法生产的， 由于这类微胶囊产品在实际生产和使用过程中会释放出有害气体甲醛，对生产设备和身 体健康会造成伤害；此外，采用此类方法得到的微胶囊阻燃剂，其阻燃效率并没有多大 提高，有时甚至会降低，因而不得不增加阻燃剂的添加量。
技术实现思路
为了克服现有技术中用于聚碳酸酯的磺酸盐不稳定性和吸潮性，本专利技术的首要 目的在于提供一种用于聚碳酸酯的微胶囊阻燃剂。该微胶囊阻燃剂耐水性好，其不仅提高了磺酸盐在聚碳酸酯阻燃中的稳定性，降低了磺酸盐的吸潮性，而且大大提高了磺酸 盐的阻燃效率。本专利技术的另一目的在于提供上述用于聚碳酸酯的微胶囊阻燃剂的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述微胶囊阻燃剂的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现一种用于聚碳酸酯的微胶囊阻燃剂，由 以下按质量百分比计的成分组成包裹材料 磺酸盐 表面活性剂 电解质30 98% 1 30% 0 30% 0 10%。 所述微胶囊阻燃剂，特别优选由以下按质量百分比计的成分组成包裹材料 磺酸盐 表面活性剂 电解质30 95% 卜30% 1 30% 1 10%。物。所述的包裹材料为熔点为30 100°C的石蜡或分子量为500 30000的聚酯化合所述聚酯化合物优选碳链长度为C1 Q2的脂肪族聚酯化合物。 所述碳链长度为C1 C22的脂肪族聚酯化合物优选聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸 二甘醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯，聚己内酯(PCL)或季戊四醇硬脂酸 酯(PETS)中的至少一种。所述的电解质是碱金属的卤素盐或碱土金属的卤素盐。所述的碱金属的卤素盐优选为氯化钠、氯化锂或氯化钾中的至少一种。所述的磺酸盐的熔点值小于300°C，优选苯磺酸盐、萘磺酸盐、二苯砜磺酸盐、 氯代苯磺酸盐或全氟烷基磺酸盐的至少一种。所述苯磺酸盐包括但不限于苯磺酸钠或苯磺酸钾等。所述萘磺酸盐包括但不限于萘磺酸钠或萘磺酸钾等。所述二苯砜磺酸盐包括但不限于二苯砜磺酸钾等。所述氯代苯磺酸盐包括但不限于4-氯苯磺酸钾、3-硝基-4-氯苯磺酸钠、对氯 苯磺酸钠、2，4，5-三氯苯磺酸钾或2，4，5-三氯苯磺酸钠等。所述全氟烷基磺酸盐的烷基碳链长度为C1 C18，包括但不限于全氟丁基磺酸 钾、全氟辛基磺酸钾或三氟甲基磺酸钾等。所述的表面活性剂优选阴离子表面活性剂，其中更优选碳链长度为C1 C18的烷 基硫酸盐、碳链长度为C1-Cw的烷基磷酸盐、碳链长度为C1 C18的烷基磺酸盐、碳链 长度为C1 C18的烷基萘磺酸盐或碳链长度为C1 Cw的烷基苯磺酸盐中的至少一种。所述的烷基磺酸盐优选为烷基磺酸钠盐或烷基磺酸钾盐，包括但不限于仲烷基磺酸钠、十烷基磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十八烷基磺酸钠或十二烷基磺酸钾等。所述的烷基萘磺酸盐优选为烷基萘磺酸钠盐或烷基萘磺酸钾盐，包括但不限于 己基萘磺酸钠、辛基萘磺酸钠、癸基萘磺酸钠、十二烷基萘磺酸钠、双己基萘磺酸钠、 双辛基萘磺酸钠、十二烷基萘磺酸钠或十二烷基萘磺酸钾等。所述微胶囊阻燃剂的制备方法，包括以下步骤将质量百分比为30 98%的包 裹材料、质量百分比为1 30%的磺酸盐、质量百分比为0 30%的表面活性剂和质量 百分比为0 10%的电解质混勻，于60 150°C加热熔融1 5h，接着冷却至凝固，粉 碎，得到所述微胶囊阻燃剂。所述加热熔融的条件优选为熔融期间以50 200rpm的速度搅拌。所述的微胶囊阻燃剂优选为粉碎成5 80目的均勻粒子。所述的微胶囊阻燃剂还可以通过以下方法进行制备用水将质量百分比为1 30%的磺酸盐、质量百分比为0 30%的表面活性剂和质量百分比为0 10%的电解质 进行溶解，接着加入质量百分比为30 98%的包裹材料，于60 100°C加热熔融1 5h,脱水，冷却至凝固，破碎，得到所述的微胶囊阻燃剂。所述水的用量优选为是包裹材料质量的1 6倍；水量少时不易溶解，水量多 时，后期脱水时能耗大。所述加热熔融的条件更优选为熔融期间以50 200rpm的速度搅拌。所述脱水优选沸腾真空脱水，真空度为O.OlMRi以下。所述的破碎优选使用结片机冷却破碎，得到1 IOmm均勻薄片。所述微胶囊阻燃剂应用于制备阻燃性聚碳酸酯；制备阻燃性聚碳酸酯时可以直 接添加，也可以将所述微胶囊阻燃剂制成1 10%的母粒，再进行添加。所述微胶囊阻燃剂应用于制备阻燃性聚碳酸酯，在每100重量份聚碳酸酯中， 所述微胶囊阻燃剂的用量为0.05 5重量份，优选0.05 1.0重量份，更优选0.05 0.5 重量份。本专利技术原理是通过破坏磺酸盐的成核晶型，特别是利用电解质和表面活性剂破 坏磺酸盐的成核晶型，磺酸盐、表面活性剂和电解质这些水溶性物质溶解后或熔融后形 成螯合型离子对，脱水后相互聚集形成海岛状非连续相；包裹材料为疏水物质，在温度 下降过程中，形成连续相包埋磺酸盐、表面活性剂和电解质形成的亲水性岛团，破碎后 形成微胶囊。微胶囊的疏水包裹层具有隔水作用，从而改善了阻燃剂的抗吸潮性能和耐 水性能。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及效果(1)本专利技术所述的微胶囊阻燃剂不含水，而且由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于聚碳酸酯的微胶囊阻燃剂，其特征在于：由以下按质量百分比计的成分组成：包裹材料３０～９８％磺酸盐１～３０％表面活性剂０～３０％电解质０～１０％；所述的包裹材料为熔点为３０～１００℃的石蜡或分子量为５００～３００００的聚酯化合物；所述的电解质是碱金属的卤素盐或碱土金属的卤素盐。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石建伟，李向涛，李赫，杜纯丽，
申请(专利权)人：广州熵能聚合物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]