甲醛水溶液，下同），用碳酸氢钠调节pH为8-9，升温至70 °C反应0.5-lh，反应后降温 至30°C，然后加入180g聚磷酸铵和540g去离子水，搅拌1-2h，再加入45g氰尿酸，升至40°C搅 拌反应3-4h，反应后过滤、烘干，得到268g分子自组装微胶囊包覆聚磷酸铵。
[0029] 实施例2 在带有搅拌器、温度计以及冷凝回流装置的2L反应釜中，加入36g三聚氰胺和36g甲醛， 调节pH为8-9,升温至70°C反应0.5-lh，反应后降温至30°C，然后加入180g聚磷酸铵和720g 去离子水，搅拌1 _2h，再加入36g氰尿酸，升温至60°C搅拌反应3-4h，反应后过滤、烘干，得到 248.6g分子自组装微胶囊包覆聚磷酸铵。
[0030] 实施例3 在带有搅拌器、温度计以及冷凝回流装置的2L的反应釜中，加入30g三聚氰胺和30g甲 醛，调节pH为8-9,升温至70°C反应0.5-lh，反应后降温至30°C，然后加入180g聚磷酸铵和 900g去离子水，搅拌1-2h，再加入30g氰尿酸，升温至60 °C搅拌反应3-4h，反应后过滤、烘干， 得到233.6g分子自组装微胶囊包覆聚磷酸铵。
[0031] 实施例4 在带有搅拌器、温度计以及冷凝回流装置的2L反应釜中，加入36g三聚氰胺和54g甲醛， 调节pH为8-9,升温至70°C反应0.5-lh，反应后降温至30°C，然后加入180g聚磷酸铵和594g 去离子水，搅拌1 _2h，再加入36g氰尿酸，升温至80°C搅拌反应3-4h，反应后过滤、烘干，得到 245.2g分子自组装微胶囊包覆聚磷酸铵。
[0032] 实施例5 在带有搅拌器、温度计以及冷凝回流装置的2L反应釜中，加入30g三聚氰胺和36g甲醛， 调节pH为8-9,升温至75°C反应0.5-lh，反应后降温至30°C，然后加入180g聚磷酸铵和594g 去离子水，搅拌1 _2h，再加入36g氰尿酸，升温至80°C搅拌反应3-4h，反应后过滤、烘干，得到 238.3g分子自组装微胶囊包覆聚磷酸铵。
[0033] 实施例6 在带有搅拌器、温度计以及冷凝回流装置的2L反应釜中，加入30g三聚氰胺和60g甲醛， 调节pH为8-9,升温至70°C反应0.5-lh，反应后降温至30°C，然后加入180g聚磷酸铵和594g 去离子水，搅拌1 _2h，再加入36g氰尿酸，升温至80°C搅拌反应3-4h，反应后过滤、烘干，得到 242.6g分子自组装微胶囊包覆聚磷酸铵。
[0034] 实施例7 在带有搅拌器、温度计以及冷凝回流装置的2L反应釜中，加入36g三聚氰胺和72g甲醛， 调节pH为8-9,升温至70°C反应0.5-lh，反应后降温至30°C，然后加入180g聚磷酸铵和594g 去离子水，搅拌1 _2h，再加入36g氰尿酸，升温至80°C搅拌反应3-4h，反应后过滤、烘干，得到 253.3g分子自组装微胶囊包覆聚磷酸铵。
[0035] 实施例8 在带有搅拌器、温度计以及冷凝回流装置的2L反应釜中，加入30g三聚氰胺和30g甲醛， 调节pH为8-9,升温至65°C反应0.5-lh，反应后降温至35°C，然后加入180g聚磷酸铵和594g 去离子水，搅拌1-2h，再加入30g氰尿酸，升温至10(TC搅拌反应3-4h，反应后过滤、烘干，得 到234.8g分子自组装微胶囊包覆聚磷酸铵。
[0036] 上述实施例1-8中，加入氰尿酸后，混合液易于搅拌，粘度小，反应后在反应釜内壁 上无聚磷酸铵和树脂附着，反应釜内部干净，烘干后的产品粒径未明显变大，无团聚结块现 象，无须粉碎。
[0037] 对比例1 在带有搅拌器、温度计以及冷凝回流装置的2L反应釜中，加入36g三聚氰胺和54g甲醛， 调节pH为8-9,升温至70°C反应0.5-lh，反应后降温至30°C，然后加入180g聚磷酸铵和594g 去离子水，搅拌l_2h，升温至80°C搅拌反应3-4h，反应后过滤、烘干，得到224.7g分子自组装 微胶囊包覆聚磷酸铵。
[0038] 对比例2 在带有搅拌器、温度计以及冷凝回流装置的2L反应釜中，加入36g三聚氰胺，然后加入 180g聚磷酸铵和594g去离子水，搅拌1-2h，再加入36g氰尿酸，升温至80°C搅拌进行反应，升 温后，体系粘度急剧上升，难于搅拌，反应釜内壁有大量物质附着，无法进行后续步骤。
[0039] 下面，对实施例和对比例制得的产品进行以下性能测试。
[0040] 、聚磷酸铵包覆前后粒径、溶解度变化情况： 1.1产品粒度采用美国贝克曼公司激光粒度分析仪进行分析，型号LS 230。
[0041] 1.2溶解度测试方法:准确称取10克微胶囊包覆聚磷酸铵置于100ml去离子水中， 在25°C下搅拌1小时，离心沉降，取上清液50ml，加热除水干燥至恒重，称重为W克，可得样品 在25°C下的溶解度为2W(g/100ml水）。
[0042]、阻燃效果测试： 将分子自组装微胶囊包覆和未包覆的聚磷酸铵添加到聚丙烯中，制成阻燃聚丙烯材 料，分别对它们进行垂直燃烧测试包覆前后阻燃效果。
[0043] 阻燃聚丙烯材料的制备方法:将分子自组装微胶囊包覆或未包覆的聚磷酸铵和聚 丙烯按25:75的重量比在双螺杆挤出机上180°C挤出，将干燥好的挤出粒料在注射成型机上 注塑出试样样条(试样规格:120mmX 13mmX 3.2mm)。
[0044] 将试样样条进行垂直燃烧等级试验，试验按照UL 94-2013标准试验方法测试，结 果见下表2。
【主权项】
1. 一种原位聚合分子自组装制备微胶囊包覆聚磷酸铵的方法，其特征是包括以下步 骤： (1) 将甲醛水溶液和三聚氰胺混合，调整混合物pH为8-9后升温进行缩合反应； (2) 反应后降温，再加入水和聚磷酸铵，搅拌1-2h，然后加入氰尿酸，升温进行原位聚合 反应，对聚磷酸铵进行微胶囊包覆，反应后过滤、烘干，得微胶囊包覆聚磷酸铵。2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：当甲醛水溶液浓度为37%时，三聚氰胺、 甲醛水溶液与聚磷酸铵的质量比为1:1 -2:4-6，优选为1:1.5:5。3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征是:聚磷酸铵的聚合度η 2 1000。4. 根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征是：步骤(2)中，加入的聚磷酸铵和加 入的水的质量比为1:3-5,优选1:3.3。5. 根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征是:氰尿酸与聚磷酸铵的重量比为1: 4-6,优选1:5。6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤（1)中，甲醛和三聚氰胺在65-75Γ 下进行反应。7. 根据权利要求1或6所述的制备方法，其特征是:步骤(1)中，反应时间为0.5-lh。8. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征是:步骤(2)中，反应后降温至25-35Γ，然后 再加入水和聚磷酸铵。9. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征是:步骤(2)中，加入氰尿酸后升温至40-100 。(:进行反应，优选40-80 °C。10. 根据权利要求1或9所述的制备方法，其特征是：步骤(2)中，加入氰尿酸后，反应3-4h〇
【专利摘要】本发明公开了一种原位聚合分子自组装制备微胶囊包覆聚磷酸铵的方法，步骤为：将甲醛水溶液和三聚氰胺混合，调整混合物pH为8-9后升温进行缩合反应；反应后降温，再加入水和聚磷酸铵，搅拌1-2h，然后加入氰尿酸，升温进行原位聚合反应，对聚磷酸铵进行微胶囊包覆，反应后过滤、烘干，得微胶囊包覆聚磷酸铵。本发明工艺操作流程简单，聚磷酸铵包覆率高，大大降低了聚磷酸铵的水溶性，包覆后聚磷酸铵与聚合物材料具有更好的分散性与相容性，阻燃效果明显提高。此外，反应过程中反应釜内壁无聚磷酸铵和树脂的结壁现象，易于清理，提高了原料的利用率和反应釜的传热效率。
【IPC分类】C08K3/32, C08G12/32, C08K9/10
【公开号】CN105566684
【申请号】CN201510973256
【发明人】邢文国, 岳涛, 陈琦, 冯维春, 周倜, 张健, 孟宪兴, 李培培, 游淇, 杨旭
【申请人】山东省化工研究院
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月23日