专利名称：一种微胶囊化磷酸阻燃剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及通过油包水微胶囊化制备一种在聚合物外壳内包封有磷酸溶液的微胶囊的方法，具体为一种微胶囊化磷酸阻燃剂的制备方法。
背景技术：
随着人们生活水平的逐步改善，建筑和室内装饰用木材消耗量逐年上升。但是，木材易燃导致火灾蔓延，木材燃烧时释放出大量热能加大了火灾危害程度。因而，对木材和木制品进行阻燃是关系到人类生命安全的需要。磷酸作为一种重要的木质材料的阻燃剂，它具有价格便宜、阻燃效果好等优点。然而它溶于水，易流失、吸湿性大，对木质材料的强度损害大、尤其是具有腐蚀性，限制了其使用范围。微胶囊化是将芯材物质包封于直径为I 1000 μ m的微小容器中，从而起到控制释放、提高稳定性、保护和屏蔽毒性等作用，因而广泛应用于食品工业中活性组分的隔离保护、印刷行业中的压敏变色复印纸、医药行业中的靶向药物和日化行业中的香料胶粘剂等。 然而，据文献检索，到目前为止尚无应用油包水微胶囊化制备包封有磷酸的微胶囊剂的方法。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供，以解决上述背景技术中的缺点。本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现
一种微胶囊化磷酸阻燃剂的制备方法，包括以下步骤
第一步预包封物质磷酸溶液水相；
第二步制备磷酸溶液在连续有机液体相中的乳状液，其中所述的连续有机相中含有一种或多种有机溶剂及一种或多种表面活性剂，其中所说的乳状液包括分散在连续有机液相中磷酸液滴，水相分散液滴和连续有机液相之间形成一界面；
第三步向乳状液中加入三聚氰胺-甲醛/或尿素-甲醛预聚物的水相，不断搅拌。 在0-60 1下，使与所述界面邻接的分散液滴的水相中的预聚物发生原位自缩合反应，经过
O.5-6小时，预聚物的原位聚合作用基本上结束，从而将连续相中分散的磷酸液滴转化为由聚合物外壳包封有磷酸溶液的微胶囊。然后过滤分离，水洗，微胶囊沉淀物经真空冷冻干燥，得到微胶囊产物。本发明的技术原理为乳液形成首先将表面活性剂溶解在有机溶剂中，通过搅拌将一定浓度的磷酸溶液分散在有机液体中以形成乳状液。在本发明中有机液体中通常含有一种或多种溶剂、一种或多种表面活性剂。在本发明的方法中应用的溶剂是有机溶剂，优选烃类或烃类混合物，如煤油、100溶剂油、200溶剂油等。在本发明中表面活性剂可以是非离子或阴离子类型的表面活性剂。非离子表面活性剂的实例是长链烷基和硫醇聚乙氧基醇、烷基聚乙烯醚醇、烷芳基聚醚醇等。阴离子表面活性剂是烷基和烷基芳基磺酸盐、胺盐
3和碱金属盐、植物油磺酸盐或聚氧丙烯二醚，也可以使用表面活性剂的混合物。在本发明中优选使用的表面活性剂是聚氧乙烯化的壬基酚。在本发明表面活性剂的浓度可以在较宽的范围内变化，表面活性剂以重量计通常为有机相的大约O. 1-10. 0wt%。所说的表面活性剂在乳液形成前加入。在本发明中，磷酸溶液作为预聚物发生原位自缩合反应的催化剂。由于反应中酸度比较高，为了防止囊壁的过早生成，反应温度范围为0_60°C，直至得到所需大小的微胶囊，反应通常在O. 5-6小时内完成。在本发明中，要求预聚物在水中的溶解度很高， 而在有机液体中的溶解度很低。所说的预聚物可以通过已知技术如尿素和甲醛或者三聚氰胺和甲醛之间的碱催化反应制备。在本发明中预聚物在水相中的浓度可以在较宽的范围内变化，水相中预聚物的最适宜浓度以重量计是大约l_70wt%，优选5-50wt%，这取决于所需要的胶囊壁的强度和最后胶囊中所需要的磷酸溶液的量。有益效果
本发明制备工艺简单，性能优异。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。实施例I
将I. 2 g的非离子烷基芳基酚表面活性剂溶解在16. 9 g的煤油溶剂中，在均质机搅拌下加入芯材磷酸溶液10. 0g，乳化10分钟，将两相混合在一起形成油包水乳液。然后， 将4. 5g的尿素-甲醛预聚物溶解在4. 5g的水中，逐滴加入到上述乳液中，在20 °C下继续搅拌2小时，生产出微胶囊在有机相(主要是溶剂)中的悬浮液，微胶囊中包封有磷酸溶液。然后过滤分离，水洗，微胶囊沉淀物经真空冷冻干燥，得到微胶囊产物，微胶囊的直径约 25 μ m0实施例2
将I. 5 g的非离子烷基芳基酚表面活性剂溶解在14. 2 g的200溶剂油中，在均质机搅拌下加入芯材磷酸溶液8. 0g，乳化15分钟，将两相混合在一起形成油包水乳液。然后，将
5.Og的尿素-甲醛预聚物溶解在5. Og的水中，逐滴加入到上述乳液中，在20 1下继续搅拌2小时，生产出微胶囊在有机相(主要是溶剂)中的悬浮液，微胶囊中包封有磷酸溶液。然后过滤分离，水洗，微胶囊沉淀物经真空冷冻干燥，得到微胶囊产物。实施例3
称取20. O g经过微胶囊化包覆磷酸溶液胶囊产物处理后的杨木粉(微胶囊含量为 8wt%，玛瑙研钵中充分研匀)，均匀铺放在内腔表层覆盖铝箔的坩埚中，然后将装有阻燃杨木粉的坩埚水平放置在不锈钢样品架上。将试样架置于锥形量热仪辐射锥下，辐射强度为水平样品垂直方向上50kW/m2 (材料表面温度约为760°C)，电弧点燃。计算机以ASC II码格式每5s自动采集数据I次，获得热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)、有效燃烧热(EHC)等燃烧参数。测试结果表明，经阻燃处理后杨木粉的HRR、p-HRR值均大大降低，p-HRR下降了 47. 9%, a-HRR 下降了 64. 6%。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.一种微胶囊化磷酸阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤第一步预包封物质磷酸溶液水相；第二步制备磷酸溶液在连续有机液体相中的乳状液，其中所述的连续有机相中含有一种或多种有机溶剂及一种或多种表面活性剂，其中所说的乳状液包括分散在连续有机液相中磷酸液滴，水相分散液滴和连续有机液相之间形成一界面；第三步向乳状液中加入三聚氰胺-甲醛/或尿素-甲醛预聚物的水相，不断搅拌； 在0-60 1下，使与所述界面邻接的分散液滴的水相中的预聚物发生原位自缩合反应，经过 O. 5-6小时，预聚物的原位聚合作用基本上结束，从而将连续相中分散的磷酸液滴转化为由聚合物外壳包封有磷酸溶液的微胶囊；然后过滤分离，水洗，微胶囊沉淀物经真空冷冻干燥，得到微胶囊产物。
全文摘要
一种微胶囊化磷酸阻燃剂的制备方法，在0-60℃下，首先将非离子烷基芳基酚表面活性剂溶解在煤油溶剂中，加入磷酸溶液，通过搅拌将这两相混合在一起形成油包水乳液。再将尿素-甲醛或三聚氰胺-甲醛预聚物的水溶液缓慢加入到上述乳液中，继续搅拌0.5-6小时，即可得到微胶囊在煤油溶剂中的悬浮液，该微胶囊中包封有磷酸，过滤分离，水洗，微胶囊沉淀物经真空冷冻干燥，得到微胶囊产物。所制得微胶囊呈规则球状、密封性和分散性好，可以广泛应用于各种材料的阻燃，尤其是木质材料的阻燃。
文档编号B01J13/18GK102601833SQ20121002688
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月8日 优先权日2012年2月8日
发明者吴义强, 吴志平, 夏燎原, 胡云楚 申请人:中南林业科技大学