一种微胶囊次磷酸铝阻燃剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料技术领域，具体涉及一种微胶囊次磷酸铝阻燃剂的制备方法。
【背景技术】
[0002] 无机次磷酸铝(A1(H2P02)3)是一种新型无卤磷系阻燃剂，其热稳定性好，含磷量 高，在roT、PET、PA6中的应用都起到了较好的阻燃效果。但其具有水溶、易燃的特点在一定 领域中限制了它的应用。谭逸伦等，微胶囊化次磷酸铝阻燃玻璃纤维增强PA6(合成树脂及 塑料2014,31(3):21)的研究表明，采用微胶囊化技术改性次磷酸铝以1冊），可以提高阻燃 效率、热稳定性及与PA6的相容性。其中T-A1HP的制备方法是：以乙醇为溶剂，A1HP为囊芯材 料，三环氧丙基异氰脲酸酯(TGIG)和二乙烯三胺(DETA)在A1HP表面通过原位聚合形成囊壁 材料，从而得到T-A1HP。该制备方法不仅成本较高，而且使用乙醇作为分散相极大增加了合 成过程中的危险性，不适于工业化生产。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了克服现有的无机次磷酸铝水溶性和易燃性等问题，而提供一 种微胶囊次磷酸铝阻燃剂的制备方法，摒除次磷酸铝水溶和易燃的缺点，改善其在水系阻 燃体系中的应用性能，扩展其应用范围。
[0004] 本发明采用的技术方案是，一种微胶囊次磷酸铝阻燃剂的制备方法，以改性蜜胺_ 甲醛树脂为囊材，次磷酸铝为芯材进行包覆改性;所述改性蜜胺-甲醛树脂是以三聚氰胺、 37%甲醛溶液和改性剂为主要原料合成预聚体溶液再经进一步交联固化所得产物。
[0005] 本发明微胶囊次磷酸铝阻燃剂的制备方法是，先将三聚氰胺、甲醛溶液和改性剂 在pH为8~10,温度为50~80°C条件下反应0.5~2h制备蜜胺-甲醛树脂预聚体;然后将预聚 体缓慢加入到分散好次磷酸铝的水中，60~95°C条件下反应1~5h结束，处理后得微胶囊次 磷酸铝阻燃剂。
[0006] 具体步骤如下：
[0007] (1)蜜胺-甲醛树脂预聚体的制备:将三聚氰胺、37%甲醛溶液和水按质量比1:(1 ~9): (3~20)的比例加入到反应釜中，用碱性pH调节剂A调节釜内pH为8~10,在温度为50 ~80°C条件下反应10~30min后，加入0.1~1倍三聚氰胺质量的改性剂，再反应20~80min 后结束反应，得改性蜜胺树脂预聚体溶液；
[0008] (2)微胶囊生成:室温下将无机次磷酸铝和水按质量比1:1~10加入到反应釜中， 再加入0.3~3 %次磷酸铝质量的表面活性剂，充分搅拌20~60min，使次磷酸铝分散均匀； 然后，将温度升高到60~95°C，将1~10倍次磷酸铝质量的第一步中改性蜜胺树脂预聚体溶 液缓慢加入到反应釜中，使用酸性pH调节剂B溶液调节pH为2.5~5，反应1~5h后，用碱性pH 调节剂C调至中性，经过滤，洗涤，干燥后得微胶囊次磷酸铝。
[0009] 所述改性剂为乙二醇、丙三醇、尿素、聚乙二醇、聚乙烯醇、纤维素、聚丙烯酰胺中 的一种或几种。
[0010]所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、 单十二烷基磷酸酯钾盐、聚乙烯醇和0P-10等中的一种或几种。
[0011]所述碱性pH调节剂A为氢氧化钠、三乙胺、三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺等中的一 种。
[0012]所述酸性pH调节剂B为盐酸、硫酸、磷酸、冰乙酸等中的一种。
[0013]所述碱性pH调节剂C为氢氧化钠、碳酸钠、三乙胺、三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺等 中的一种。
[0014] 本发明具有如下有益效果：
[0015] (1)蜜胺-甲醛树脂为囊材通过原位聚合法制备得到的微胶囊包覆次磷酸铝，水煮 残留率为90%~98%，粒径为1~10(^1]1，平均粒径为10~35以1]1;残余水分含量为0.01~ 0.3wt%。克服了次磷酸铝水溶和易燃的缺点，耐水性大大提高，改善了在水性阻燃体系中 的应用性能，扩展了应用范围。
[0016] (2)本发明微胶囊包覆次磷酸铝具有离火自熄的特性，极大提高了次磷酸铝在生 产运输过程中的安全性。
[0017] (3)本发明生产工艺简单，成本低，易于工业化生产。本发明采用水作为分散介质， 以成本较低的蜜胺一甲醛树脂为囊壁材料，在保证微胶囊包覆率的情况下可有效降低生产 成本，并大大提高生产安全性，得到的产品外观、性能均较好，适宜工业化生产。
【附图说明】
[0018] 图1为蜜胺树脂微胶囊次磷酸铝(MFAHP)偏光显微镜放大图。
[0019] 图2为次磷酸包覆前后的红外图谱对比。
[0020] 图3为蜜胺树脂微胶囊次磷酸铝(MFAHP)的TG-DTG曲线。
【具体实施方式】
[0021] 下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明，以下实施例为本发明具体的实施方 式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。
[0022] 本发明评价微胶囊包覆次磷酸铝阻燃剂水煮残留率的方法如下:取微胶囊包覆次 磷酸铝阻燃剂5.00g加入到装有1000g水的烧杯中，于70°C下恒温搅拌24小时后过滤，将滤 饼置于l〇〇°C烘干至恒重，称量质量为M。按公式(1)计算得水煮残留率。
[0023] 残留率=M/5*100% (1)
[0024] 残留率越大包覆完整度越好，耐水性也越好。
[0025] 本发明所述耐水微胶囊包覆次磷酸铝阻燃剂的粒径测试采用马尔文激光粒度仪 进行测试。
[0026]本发明所述耐水微胶囊包覆次磷酸铝阻燃剂的红外吸收光谱测试方法参照GB/ T6040《红外光谱分析方法通则》方法测定。
[0027] 实施例1
[0028] -种微胶囊次磷酸铝阻燃剂的制备方法，步骤如下：
[0029] 将三聚氰胺、37%甲醛溶液和水按质量比1:2:10的比例加入到反应釜中，用1 %的 氢氧化钠水溶液调节釜内pH为8,在温度为50°C条件下反应25min后，加入0.1倍三聚氰胺质 量的聚乙二醇，再反应80min后结束反应，得改性蜜胺树脂预聚体溶液；
[0030] 室温下将无机次磷酸铝和水按质量比1:8加入到反应釜中，再加入0.3%次磷酸铝 质量的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，充分搅拌25min，使次磷酸铝分散均匀;然后，将温度 升高到60°C，将6倍次磷酸铝质量的第一步中改性蜜胺树脂预聚体溶液缓慢加入到反应釜 中，使用冰乙酸调节pH为4，反应4小时后，用1 %氢氧化钠溶液调至中性，经过滤，洗涤，干燥 后得微胶囊次磷酸铝。所得产品产率为90%，芯材质量分数为65%，水煮残留率为95%，平 均粒径为25.1 Ιμπι。实施例2