[发明专利]一种环氧树脂包覆聚磷酸铵阻燃剂微胶囊的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种环氧树脂(EP)包覆聚磷酸铵(APP)阻燃剂微胶囊的制备方法。

背景技术

膨胀型阻燃剂(IFR)一般是以P、N、C元素为核心成分的复合阻燃剂，由碳源(成炭剂)、酸源(脱水剂)和气源(膨胀剂)三部分组成。膨胀型阻燃剂最初主要应用于防火涂料，近20年来，在无卤阻燃的大趋势下，IFR才逐步应用于塑料、橡胶、纤维等聚合物材料的阻燃，已经成为目前最具发展前途的一类阻燃剂。但是，IFR也存在着某些缺陷，例如容易吸潮、团聚等，使用前需要对其进行表面改性处理。微胶囊化是常用的表面改性方法。所谓微胶囊技术是以固体、液体或气体囊芯物质(芯材)为核心，利用天然、半合成或全合成高分子材料(壁材)在其上沉积、涂层，对其进行包覆，最后得到尺寸为5～1000μm的胶囊。目前这种技术已经广泛应用于食品、医学、涂料、阻燃剂、化妆品、添加剂、饲料等多个领域。

聚磷酸铵(APP)是一种含磷量高，含氮量大的高效阻燃剂，是膨胀阻燃体系中常用的组分之一。但在实际应用过程中，APP容易吸潮团聚，在树脂中不能均匀分散，从而影响其阻燃性能的发挥，它的耐湿热性不佳，容易从树脂内部迁移到树脂表面而渗出，甚至起不到阻燃作用。中国专利(ZL03116283)报道了一种采用三聚氰胺-甲醛(MF)树脂制备APP微胶囊的方法。然而，IFR是一种复合的阻燃体系，仅对其中一种阻燃成分进行微胶囊化处理，并不能从根本上解决该体系的易吸湿、渗出问题。因此，本发明采用耐水性较好的环氧树脂为壁材，对APP微胶囊化处理，以期提高其耐水性，同时引入碳源(环氧树脂)来改善其阻燃性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种环氧树脂包覆聚磷酸铵阻燃剂微胶囊的制备方法。

本发明提出的环氧树脂包覆聚磷酸铵阻燃剂微胶囊的制备方法，首先将环氧树脂和固化剂搅拌分散在适量的溶剂中，然后向体系内加入一定量的APP和分散剂，继续搅拌分散，然后升高温度至50～120℃，反应1～8h后停止，过滤、干燥，得到由环氧树脂包覆的阻燃剂APP微胶囊。具体步骤如下：

(1)环氧树脂和固化剂的分散：

将1～4g环氧树脂和0.2～2g固化剂置于50～100ml溶剂中，搅拌分散；

(2)环氧树脂包覆阻燃剂微胶囊的制备：

在搅拌条件下，向步骤(1)所得溶液中加入阻燃剂聚磷酸铵(APP)和分散剂，搅拌分散20-40分钟后，升温至50～120℃，并在该温度下反应1～8h；APP的加入量为环氧树脂质量的5～30倍，分散剂的加入量为环氧树脂和固化剂总质量的0.05％～5％；

(3)产品抽滤干燥：

将步骤(2)所得产物抽滤、用蒸馏水洗涤数遍，在100-130℃下干燥6～96h，得到所需产品。

本发明中，步骤(1)中所述环氧树脂为双酚A缩水甘油醚树脂、双酚F缩水甘油醚树脂、双酚S缩水甘油醚树脂、氢化双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚树脂、溴代环氧树脂、四酚基乙烷四缩水甘油醚树脂、间苯二酚双缩水甘油醚树脂、均苯三酚三缩水甘油醚树脂、双间苯二酚缩甲醛四缩水甘油醚树脂、四氢化邻苯二甲酸双缩水甘油酯树脂、邻苯二甲酸二缩水甘油酯树脂、间苯二甲酸二缩水甘油酯树脂、均苯三甲酸三缩水甘油酯树脂、对苯二甲酸二缩水甘油酯树脂、六氢化邻苯二甲酸二缩水甘油酯树脂、内次甲苯四氢化邻苯二甲酸二缩水甘油酯树脂、对羟基苯甲酸缩水甘油酯树脂、对氨基苯酚三缩水甘油基环氧树脂、4，4-二氨基二苯醚四缩水甘油基环氧树脂、环氧化聚丁二烯、双(2，3-环氧基环戊基)醚、3，4-环氧化环己烷甲酸、3，4-环氧化环己烷甲酯、乙烯基环乙烯双环氧、萜烯双环氧或二氧化双环戊二烯等中任一种。

本发明中，步骤(1)中所述固化剂为脂肪族多胺、芳香族多胺或酸酐固化剂等，如乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、二丙烯三胺、二乙烯丙二胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺、三甲基六亚甲基二胺、二己基三胺、己二胺、三甲基己二胺、二乙胺、间苯二胺、间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷、间氨基甲胺、联苯胺、聚酰胺-多胺等、直链二胺、直链叔胺、三乙醇胺、苄基二甲胺、2-(二甲氨基甲基)苯酚、2、4、5-三(二甲氨基甲基)苯酚、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、十二烷基琥珀酸酐、均苯四甲酸酐、苯酮四酸二酐、甲基环己烯四酸二酐、二苯醚四酸二酐、偏苯三酸酐、戊二酸酐、聚壬二酸酐、二氯代顺丁烯二酸酐、顺丁烯二酸酐、甘油三偏苯三酸酐或环戊烷四酸二酐等中任一种。