一種微膠囊次磷酸鋁阻燃劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于材料技術領域，具體涉及一種微膠囊次磷酸鋁阻燃劑的制備方法。
【背景技術】
[0002] 無機次磷酸鋁(A1(H2P02)3)是一種新型無鹵磷系阻燃劑，其熱穩定性好，含磷量 高，在roT、PET、PA6中的應用都起到了較好的阻燃效果。但其具有水溶、易燃的特點在一定 領域中限制了它的應用。譚逸倫等，微膠囊化次磷酸鋁阻燃玻璃纖維增強PA6(合成樹脂及 塑料2014,31(3):21)的研究表明，采用微膠囊化技術改性次磷酸鋁以1冊），可以提高阻燃 效率、熱穩定性及與PA6的相容性。其中T-A1HP的制備方法是：以乙醇為溶劑，A1HP為囊芯材 料，三環氧丙基異氰脲酸酯(TGIG)和二乙烯三胺(DETA)在A1HP表面通過原位聚合形成囊壁 材料，從而得到T-A1HP。該制備方法不僅成本較高，而且使用乙醇作為分散相極大增加了合 成過程中的危險性，不適于工業化生產。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是為了克服現有的無機次磷酸鋁水溶性和易燃性等問題，而提供一 種微膠囊次磷酸鋁阻燃劑的制備方法，摒除次磷酸鋁水溶和易燃的缺點，改善其在水系阻 燃體系中的應用性能，擴展其應用范圍。
[0004] 本發明采用的技術方案是，一種微膠囊次磷酸鋁阻燃劑的制備方法，以改性蜜胺_ 甲醛樹脂為囊材，次磷酸鋁為芯材進行包覆改性;所述改性蜜胺-甲醛樹脂是以三聚氰胺、 37%甲醛溶液和改性劑為主要原料合成預聚體溶液再經進一步交聯固化所得產物。
[0005] 本發明微膠囊次磷酸鋁阻燃劑的制備方法是，先將三聚氰胺、甲醛溶液和改性劑 在pH為8~10,溫度為50~80°C條件下反應0.5~2h制備蜜胺-甲醛樹脂預聚體;然后將預聚 體緩慢加入到分散好次磷酸鋁的水中，60~95°C條件下反應1~5h結束，處理后得微膠囊次 磷酸鋁阻燃劑。
[0006] 具體步驟如下：
[0007] (1)蜜胺-甲醛樹脂預聚體的制備:將三聚氰胺、37%甲醛溶液和水按質量比1:(1 ~9): (3~20)的比例加入到反應釜中，用堿性pH調節劑A調節釜內pH為8~10,在溫度為50 ~80°C條件下反應10~30min后，加入0.1~1倍三聚氰胺質量的改性劑，再反應20~80min 后結束反應，得改性蜜胺樹脂預聚體溶液；
[0008] (2)微膠囊生成:室溫下將無機次磷酸鋁和水按質量比1:1~10加入到反應釜中， 再加入0.3~3 %次磷酸鋁質量的表面活性劑，充分攪拌20~60min，使次磷酸鋁分散均勻； 然后，將溫度升高到60~95°C，將1~10倍次磷酸鋁質量的第一步中改性蜜胺樹脂預聚體溶 液緩慢加入到反應釜中，使用酸性pH調節劑B溶液調節pH為2.5~5，反應1~5h后，用堿性pH 調節劑C調至中性，經過濾，洗滌，干燥后得微膠囊次磷酸鋁。
[0009] 所述改性劑為乙二醇、丙三醇、尿素、聚乙二醇、聚乙烯醇、纖維素、聚丙烯酰胺中 的一種或幾種。
[0010]所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、 單十二烷基磷酸酯鉀鹽、聚乙烯醇和0P-10等中的一種或幾種。
[0011]所述堿性pH調節劑A為氫氧化鈉、三乙胺、三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺等中的一 種。
[0012]所述酸性pH調節劑B為鹽酸、硫酸、磷酸、冰乙酸等中的一種。
[0013]所述堿性pH調節劑C為氫氧化鈉、碳酸鈉、三乙胺、三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺等 中的一種。
[0014] 本發明具有如下有益效果：
[0015] (1)蜜胺-甲醛樹脂為囊材通過原位聚合法制備得到的微膠囊包覆次磷酸鋁，水煮 殘留率為90%~98%，粒徑為1~10(^1]1，平均粒徑為10~35以1]1;殘余水分含量為0.01~ 0.3wt%。克服了次磷酸鋁水溶和易燃的缺點，耐水性大大提高，改善了在水性阻燃體系中 的應用性能，擴展了應用范圍。
[0016] (2)本發明微膠囊包覆次磷酸鋁具有離火自熄的特性，極大提高了次磷酸鋁在生 產運輸過程中的安全性。
[0017] (3)本發明生產工藝簡單，成本低，易于工業化生產。本發明采用水作為分散介質， 以成本較低的蜜胺一甲醛樹脂為囊壁材料，在保證微膠囊包覆率的情況下可有效降低生產 成本，并大大提高生產安全性，得到的產品外觀、性能均較好，適宜工業化生產。
【附圖說明】
[0018] 圖1為蜜胺樹脂微膠囊次磷酸鋁(MFAHP)偏光顯微鏡放大圖。
[0019] 圖2為次磷酸包覆前后的紅外圖譜對比。
[0020] 圖3為蜜胺樹脂微膠囊次磷酸鋁(MFAHP)的TG-DTG曲線。
【具體實施方式】
[0021] 下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發明，以下實施例為本發明具體的實施方 式，但本發明的實施方式并不受下述實施例的限制。
[0022] 本發明評價微膠囊包覆次磷酸鋁阻燃劑水煮殘留率的方法如下:取微膠囊包覆次 磷酸鋁阻燃劑5.00g加入到裝有1000g水的燒杯中，于70°C下恒溫攪拌24小時后過濾，將濾 餅置于l〇〇°C烘干至恒重，稱量質量為M。按公式(1)計算得水煮殘留率。
[0023] 殘留率=M/5*100% (1)
[0024] 殘留率越大包覆完整度越好，耐水性也越好。
[0025] 本發明所述耐水微膠囊包覆次磷酸鋁阻燃劑的粒徑測試采用馬爾文激光粒度儀 進行測試。
[0026]本發明所述耐水微膠囊包覆次磷酸鋁阻燃劑的紅外吸收光譜測試方法參照GB/ T6040《紅外光譜分析方法通則》方法測定。
[0027] 實施例1
[0028] -種微膠囊次磷酸鋁阻燃劑的制備方法，步驟如下：
[0029] 將三聚氰胺、37%甲醛溶液和水按質量比1:2:10的比例加入到反應釜中，用1 %的 氫氧化鈉水溶液調節釜內pH為8,在溫度為50°C條件下反應25min后，加入0.1倍三聚氰胺質 量的聚乙二醇，再反應80min后結束反應，得改性蜜胺樹脂預聚體溶液；
[0030] 室溫下將無機次磷酸鋁和水按質量比1:8加入到反應釜中，再加入0.3%次磷酸鋁 質量的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉，充分攪拌25min，使次磷酸鋁分散均勻;然后，將溫度 升高到60°C，將6倍次磷酸鋁質量的第一步中改性蜜胺樹脂預聚體溶液緩慢加入到反應釜 中，使用冰乙酸調節pH為4，反應4小時后，用1 %氫氧化鈉溶液調至中性，經過濾，洗滌，干燥 后得微膠囊次磷酸鋁。所得產品產率為90%，芯材質量分數為65%，水煮殘留率為95%，平 均粒徑為25.1 Ιμπι。實施例2