CN102229712A - 一种三聚氰胺/甲醛树脂包覆三聚氰胺磷酸盐阻燃剂微胶囊的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种三聚氰胺/甲醛树脂包覆三聚氰胺磷酸盐阻燃剂微胶囊的制备方法。具体步骤如下：首先将100gMP和0.1~3g分散剂加入到200~500ml溶剂中，搅拌分散0.4-0.6h，然后向体系内加入三聚氰胺/甲醛树脂预聚体，继续搅拌分散0.4-0.6h后，升高温度至60~120℃，反应1~5h后停止反应，过滤、干燥，得到由三聚氰胺/甲醛树脂包覆的MP微胶囊粉末。该微胶囊包膜致密均匀，流动性好，水溶性大大降低，可用作聚烯烃、尼龙等高分子材料的阻燃剂，还可用于木材、织物、涂料等材料的阻燃。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种三聚氰胺/甲醛树脂包覆三聚氰胺磷酸盐（MP）阻燃剂微胶囊的制备方法。
背景技术
膨胀型阻燃剂（IFR）通常是由碳源（成炭剂）、酸源（脱水剂）和气源（膨胀剂）三部分组成的。IFR因具有阻燃效率高、燃烧时低烟低毒等优点，广泛应用于涂料、油漆、塑料、橡胶、纤维等聚合物材料的阻燃。但是，IFR也存在着易吸湿、团聚等缺陷，一般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之一。所谓微胶囊化技术是以固体、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（囊材）在其上沉积、涂层，对其进行包覆，最后得到尺寸为5~1000mm的微胶囊。目前微胶囊化技术广泛应用于食品、医学、涂料、阻燃剂、化妆品、添加剂、饲料等多个领域。
三聚氰胺磷酸盐（MP）是一种集酸源和气源于一体的膨胀型阻燃剂。它具有无卤、燃烧时低烟低毒、阻燃效率高等优点，广泛应用于防火涂料、塑料等。据文献报道（化学世界，2006年第5期第314页），膨胀型阻燃剂（包括MP）存在以下缺陷：（1）与聚合物相容性差，不易在树脂中均匀分散，使得材料的性能（机械性能、电性能和绝缘性能）下降；（2）容易吸潮，产品在潮湿环境下使用时容易迁移到树脂表面而渗出，导致聚合物材料耐水性差，从而影响其阻燃性能的发挥。
因此，本发明采用耐水性较好的三聚氰胺/甲醛树脂为壁材，对三聚氰胺磷酸盐进行微胶囊化处理，以提高其耐水性，同时还可以改善其在聚合物分散性。
发明内容
本发明的目的是提供一种三聚氰胺/甲醛树脂包覆三聚氰胺磷酸盐阻燃剂微胶囊的制备方法。
本发明提出的三聚氰胺/甲醛树脂包覆MP阻燃剂微胶囊的制备方法，首先将MP和分散剂加入到在适量的溶剂中，搅拌分散0.5h，然后向体系内加入一定量的三聚氰胺/甲醛树脂的预聚体，继续搅拌分散0.5h后，升高温度至60~120℃，反应1~5h后停止，过滤、干燥，得到由三聚氰胺/甲醛树脂包覆的阻燃剂MP微胶囊。具体步骤如下：
(1) 三聚氰胺/甲醛树脂预聚体的制备：
在配有搅拌、温度计的三口烧瓶中加入摩尔比为1：2-4的三聚氰胺和甲醛，加入10%Na-2CO--3水溶液调节溶液的pH值为8-9；搅拌，升温至70-80oC, 保温反应0.5小时，即得透明的三聚氰胺/甲醛树脂（MF）预聚体水溶液。
(2) 三聚氰胺/甲醛树脂包覆MP微胶囊的制备：
将100g 三聚氰胺磷酸盐(MP)和0.1~3g分散剂加入到200~500ml溶剂中，搅拌分散0.4-0.6h，然后向体系内加入步骤(1)所得的三聚氰胺/甲醛树脂预聚体，继续搅拌分散0.4-0.6h后，升高温度至60~120℃，反应1~8h后停止反应，过滤、干燥，得到由三聚氰胺/甲醛树脂包覆的三聚氰胺磷酸盐微胶囊粉末。
本发明中，步骤(2)中所述分散剂为十二烷基硫酸钠、明胶、OP乳化剂或十二烷基苯磺酸钠等中任一种。
本发明中，步骤(2)中所述溶剂为水或醇类溶剂，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等，或水与醇的相混溶剂。
本发明中，步骤(2)中所述干燥温度为100-130℃，干燥时间为24-72小时。
本发明的有益效果在于：通过对阻燃剂MP进行微胶囊化，在其表面形成一层由三聚氰胺/甲醛树脂组成的包覆膜，有效降低了MP在水中的溶解度，防止MP在使用过程中吸潮团聚，使其分散的更均匀，提高其耐湿热性能，延长使用寿命，达到更好的阻燃效果。该微胶囊阻燃剂与未包覆的MP相比，平均粒径没有明显的增大，包膜致密均匀，流动性好。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明，而不是限制本发明的范围。
实施例1：
第一步：三聚氰胺/甲醛树脂预聚体的制备：
在配有搅拌、温度计的三口烧瓶中加入18ml 37%的甲醛水溶液、7g 三聚氰胺（甲醛/三聚氰胺摩尔比为1：4），以及60ml蒸馏水，10%Na-2CO--3水溶液调pH为8-9。搅拌，升温至70oC, 保温反应0.5小时，即得透明的三聚氰胺/甲醛树脂预聚体水溶液。
第二步：三聚氰胺/甲醛树脂包覆MP微胶囊的制备：
将100g MP和2g十二烷基硫酸钠加入到400ml蒸馏水中，搅拌分散0.5h，然后向体系内加入上述制备的三聚氰胺/甲醛树脂的预聚体，继续搅拌分散0.5h后，升高温度至100℃，反应2h。后停止，过滤、干燥，得到由三聚氰胺/甲醛树脂包覆的阻燃剂MP微胶囊。
第三步：洗涤干燥
上述反应结束后，抽滤、以蒸馏水洗涤产品数遍，置于烘箱中105℃条件下干燥42h，得到由三聚氰胺/甲醛树脂包覆的阻燃剂MP微胶囊110.5g。
实施例2：
第一步：三聚氰胺/甲醛树脂预聚体的制备：
在配有搅拌、温度计的三口烧瓶中加入40.5 ml 37%的甲醛水溶液、21g 三聚氰胺（甲醛/三聚氰胺摩尔比为1：3），以及180ml蒸馏水，10%Na-2CO--3水溶液调pH为8-9。搅拌，升温至70 oC, 保温反应1h，即得透明的三聚氰胺/甲醛树脂预聚体水溶液。
第二步：三聚氰胺/甲醛树脂包覆MP微胶囊的制备：
将100g MP和1g明胶加入到300ml乙醇中，搅拌分散0.5h，然后向体系内加入上述制备的三聚氰胺/甲醛树脂的预聚体，继续搅拌分散0.5h后，升高温度至80℃，反应2h。后停止，过滤、干燥，得到由三聚氰胺/甲醛树脂包覆的阻燃剂MP微胶囊。
第三步：洗涤干燥
上述反应结束后，抽滤、以蒸馏水洗涤产品数遍，置于烘箱中105℃条件下干燥48h，得到由三聚氰胺/甲醛树脂包覆的MP微胶囊132.5g。
实施例3：
第一步：三聚氰胺/甲醛树脂预聚体的制备：
在配有搅拌、温度计的三口烧瓶中加入27ml 37%的甲醛水溶液、21g 三聚氰胺（甲醛/三聚氰胺摩尔比为1：2），以及180ml蒸馏水，10%Na-2CO--3水溶液调pH为8-9。搅拌，升温至75 oC, 保温反应0.5小时，即得透明的三聚氰胺/甲醛树脂预聚体水溶液。
第二步：三聚氰胺/甲醛树脂包覆MP微胶囊的制备：
将100g MP和0.5g OP乳化剂加入到200ml甲醇中，搅拌分散0.5h，然后向体系内加入上述制备的三聚氰胺/甲醛树脂的预聚体，继续搅拌分散0.5h后，升高温度至65℃，反应5h。后停止，过滤、干燥，得到由三聚氰胺/甲醛树脂包覆的阻燃剂MP微胶囊。
第三步：洗涤干燥
上述反应结束后，抽滤、以蒸馏水洗涤产品数遍，置于烘箱中105℃条件下干燥24h，得到由三聚氰胺/甲醛树脂包覆的MP微胶囊127.3g。
实施例4：
第一步：三聚氰胺/甲醛树脂预聚体的制备：
在配有搅拌、温度计的三口烧瓶中加入39ml 37%的甲醛水溶液、28g 三聚氰胺（甲醛/三聚氰胺摩尔比为1：2），以及200ml蒸馏水，10%Na-2CO--3水溶液调pH为8-9。搅拌，升温至80 oC, 保温反应0.5小时，即得透明的三聚氰胺/甲醛树脂预聚体水溶液。
第二步：三聚氰胺/甲醛树脂包覆MP微胶囊的制备：
将100g MP和2g 十二烷基苯磺酸钠加入到200ml乙醇中，搅拌分散0.5h，然后向体系内加入上述制备的三聚氰胺/甲醛树脂的预聚体，继续搅拌分散0.5h后，升高温度至80℃，反应2h。后停止，过滤、干燥，得到由三聚氰胺/甲醛树脂包覆的阻燃剂MP微胶囊。
第三步：洗涤干燥
上述反应结束后，抽滤、以蒸馏水洗涤产品数遍，置于烘箱中105℃条件下干燥48h，得到由三聚氰胺/甲醛树脂包覆的MP微胶囊139.6g。
三聚氰胺/甲醛树脂包覆的MP微胶囊的溶解度见表1。
表 不同温度下MCAPP的溶解度
| 未包覆 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 25℃溶解度（g/100ml） | 0.82 | 0.40 | 0.31 | 0.28 | 0.25 |
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种三聚氰胺/甲醛树脂包覆三聚氰胺磷酸盐阻燃剂微胶囊的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1) 三聚氰胺/甲醛树脂预聚体的制备：
在配有搅拌、温度计的三口烧瓶中加入摩尔比为1：2-4的三聚氰胺和甲醛，加入10%Na-2CO--3水溶液调节溶液的pH值为8-9；搅拌，升温至70-80oC, 保温反应0.5小时，即得透明的三聚氰胺/甲醛树脂预聚体水溶液；
(2) 三聚氰胺/甲醛树脂包覆MP微胶囊的制备：
将100g 三聚氰胺磷酸盐和0.1~3g分散剂加入到200~500ml溶剂中，搅拌分散0.4-0.6h，然后向体系内加入步骤(1)所得的三聚氰胺/甲醛树脂预聚体，继续搅拌分散0.4-0.6h后，升高温度至60~120℃，反应1~8h后停止反应，过滤、干燥，得到由三聚氰胺/甲醛树脂包覆的三聚氰胺磷酸盐微胶囊粉末。
2.根据权利要求1所述的三聚氰胺/甲醛树脂包覆三聚氰胺磷酸盐阻燃剂微胶囊的制备方法，其特征在于所述分散剂为十二烷基硫酸钠、明胶、OP乳化剂或十二烷基苯磺酸钠中任一种。
3.根据权利要求1所述的三聚氰胺/甲醛树脂包覆三聚氰胺磷酸盐阻燃剂微胶囊的制备方法，其特征在于所述溶剂为水或醇类溶剂，或水与醇的相混溶剂。
4.根据权利要求1所述的三聚氰胺/甲醛树脂包覆三聚氰胺磷酸盐阻燃剂微胶囊的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述干燥温度为100-130℃，干燥时间为24-72小时。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111102 |