CN103252200A - 微胶囊化聚磷酸胺阻燃剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明微胶囊化聚磷酸胺阻燃剂及其制备方法，原料重量配比：结晶相Ⅱ聚磷酸胺（APPⅡ）100-102，三聚氰胺4-4.5，二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）11-11.5，三苯基甲烷三异氰酸酯0.4-0.5，二环己基碳二亚胺5-5.5，三羟甲基乙烷0.5-0.8，丙酮120-125，甲苯27-29；经双层包覆工艺过程制得。具有易分散、相容性好、稳定性高、吸湿性低、阻燃性能高的特点。

Description

微胶囊化聚磷酸胺阻燃剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种微胶囊化聚磷酸胺阻燃剂及其制备方法，其为一种微胶囊化的阻燃粉体材料，能够满足纺织品阻燃整理应用的质量要求。
背景技术
阻燃纺织品是一种常用的功能性纺织品，而纺织品阻燃涂层是一种常见的纺织品阻燃整理技术，这一整理技术实质上就是用粘合剂将阻燃剂成分粘附于纺织品表面，从而实现纺织品的整体阻燃效果。随着人们对阻燃纺织品的要求越来越高，传统的纺织品阻燃涂层大量使用含卤阻燃剂，而含卤阻燃剂在高温环境下会分解出大量有毒有害烟气，其应用越来越受限制。 
聚磷酸胺又称多聚磷酸铵或缩聚磷酸胺（简称APP），是一种无毒无味，不产生腐蚀气体，热稳定性高的优良非卤阻燃剂。特别是聚合度大于1000的带支链的结晶相Ⅱ聚磷酸胺（APPⅡ），因其含磷量大，含氮量高，磷氮体系产生协同效应，具有阻燃性好，相对密度小，分散性好，化学稳定性高，消烟，毒性低的特点。但作为一种无机粉体材料其应用缺陷也很明显，特别是在纺织品阻燃的应用中，聚磷酸胺具有较强的吸湿性，会导致织物的阻燃涂层含水量增加，造成织物重量增加，表面湿粘，进而降低阻燃织物的强力和其它应用性能。
为了降低聚磷酸胺的吸湿性，普遍采用的方法是对聚磷酸胺微胶囊化，包括三聚氰胺微胶囊化、异氰酸酯微胶囊化、硅油微胶囊化、三聚氰胺甲醛微胶囊化等多种微胶囊化技术，但这些微胶囊化聚磷酸胺的溶解度（g/100mlH2O，25℃）指标还是偏高，一般只能应用于木材、塑料等方面的阻燃，还无法满足纺织品阻燃整理的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种微胶囊化聚磷酸胺阻燃剂及其制备方法，可应用于纺织品阻燃涂层，并具有易分散、相容性好、稳定性高、吸湿性低、阻燃性能高的特点。
本发明微胶囊化聚磷酸胺阻燃剂制备方法：
原料重量配比：
结晶相Ⅱ聚磷酸胺（APPⅡ）100-102，三聚氰胺4-4.5，二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）11-11.5，三苯基甲烷三异氰酸酯0.4-0.5，二环己基碳二亚胺5-5.5，三羟甲基乙烷0.5-0.8，丙酮120-125，甲苯27-29；
制备方法：
（1）将三聚氰胺和结晶相Ⅱ聚磷酸胺（APPⅡ）加入球磨机中，加热至240-250℃，研磨80-100分钟，然后降温至40-45℃；使APPⅡ表面包覆上一层三聚氰胺的膜，
（2）将包覆了三聚氰胺膜的APPⅡ和丙酮加入到混合釜中进行搅拌混合；
（3）将上述混合物料用均质乳化机进行均质乳化，形成粒径10-15μm的悬浮液；
（4）将上述均化后的悬浮液放入反应釜中，然后在搅拌下依次加入甲苯、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、三苯基甲烷三异氰酸酯、三羟甲基乙烷；
（5）加热体系至产生回流，然后在搅拌下加入二环己基碳二亚胺，继续保持回流反应80-100分钟，然后降温至45-50℃，搅拌反应3-3.5小时，之后冷却至30-35℃，过滤、干燥，得微胶囊化聚磷酸胺阻燃剂产品。
产品的性能指标：
外观：                     白色粉末
溶解度（g/100mlH2O，25℃）：≤0.05%
平均粒径（μm）：          ＜18
热分解温度（℃）：            ≥295
本发明选择先使用三聚氰胺对聚磷酸胺进行轻微包覆后，再用异氰酸酯作为囊材材料全面包覆的双层包覆工艺，能够提高产品包覆率，极大的降低包覆产品的吸湿性。而APP在高温下分解产生的磷酸还有助于聚氨酯成炭，炭层在APP分解出的氨气作用下膨胀于涂层表面，可以达到绝热阻燃的作用。并且三聚氰胺在高温条件下能够产生惰性气体，稀释氧气浓度和其它聚合物分解产生的可燃气体，可作为阻燃膨胀体系的气源来使用，进一步增强阻燃效果。
同时纺织品阻燃涂层基本都是使用水性或溶剂型聚氨酯作为基础胶，使用聚氨酯作为囊材材料对聚磷酸胺进行包覆，在添加复配时与基础胶的相容性会更好，更容易分散。
具体实施方式
实施例1：
原料配比：结晶相Ⅱ聚磷酸胺（APPⅡ）100克，三聚氰胺4克，二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）11.1克，三苯基甲烷三异氰酸酯0.42克，二环己基碳二亚胺5.2克，三羟甲基乙烷0.55克，丙酮121克，甲苯27.4克。
工艺方法：
（1）将三聚氰胺和结晶相Ⅱ聚磷酸胺（APPⅡ）加入球磨机中，加热至240-250℃，研磨80-100分钟，然后降温至40-45℃；使APPⅡ表面包覆上一层三聚氰胺的膜；
（2）将包覆了三聚氰胺膜的APPⅡ和丙酮加入到混合釜中进行搅拌混合；
（3）将上述混合物料用均质乳化机进行进行均质乳化，形成粒径10-15μm的悬浮液；
（4）将上述均化后的悬浮液放入反应釜中，然后在搅拌下依次加入甲苯、二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）、三苯基甲烷三异氰酸酯、三羟甲基乙烷；
（5）加热体系至产生回流，然后在搅拌下加入二环己基碳二亚胺，继续保持回流反应80-100分钟，然后降温至45-50℃，搅拌反应3-3.5小时，之后冷却至30-35℃，过滤、干燥，得微胶囊化聚磷酸胺阻燃剂产品。
实施例2：
原料配比：结晶相Ⅱ聚磷酸胺（APPⅡ）101克，三聚氰胺4.4克，二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）11.4克，三苯基甲烷三异氰酸酯0.43克，二环己基碳二亚胺5.4克，三羟甲基乙烷0.7克，丙酮124克，甲苯28.6克；工艺方法同实施例1。
实施例3
原料配比：结晶相Ⅱ聚磷酸胺（APPⅡ）101.8克，三聚氰胺4.3克，二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）11.2克，三苯基甲烷三异氰酸酯0.48克，二环己基碳二亚胺5.1克，三羟甲基乙烷0.75克，丙酮123克，甲苯28克；工艺方法同实施例1
实施例4
原料配比：结晶相Ⅱ聚磷酸胺（APPⅡ）100.3克，三聚氰胺4克，二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）11.3克，三苯基甲烷三异氰酸酯0.42克，二环己基碳二亚胺5.2克，三羟甲基乙烷0.55克，丙酮120克，甲苯27.3克；工艺方法同实施例1。
所得产品与市售常规产品各项性能指标列表：
Figure 2013101603533100002DEST_PATH_IMAGE002
溶解度（g/100mlH2O，25℃）的测定方法：将过量待测物加入装有去离子水的三角瓶中，并置于25℃的恒温振荡器中振荡使之达到平衡，高速离心后，测定水相中的浓度，即为溶解度（g/100mlH2O，25℃）。
从上表的对比结果可以看出，本发明产品在溶解度（g/100mlH2O，25℃）指标和热分解温度指标方面明显优于对比产品。

Claims (2)

1.微胶囊化聚磷酸胺阻燃剂制备方法，其特征是：
原料重量配比：
结晶相Ⅱ聚磷酸胺100-102，三聚氰胺4-4.5，二苯基甲烷二异氰酸酯11-11.5，三苯基甲烷三异氰酸酯0.4-0.5，二环己基碳二亚胺5-5.5，三羟甲基乙烷0.5-0.8，丙酮120-125，甲苯27-29；
制备方法：
（1）将三聚氰胺和结晶相Ⅱ聚磷酸胺加入球磨机中，加热至240-250℃，研磨80-100分钟，然后降温至40-45℃；使结晶相Ⅱ聚磷酸胺表面包覆上一层三聚氰胺的膜，
（2）将包覆了三聚氰胺膜的结晶相Ⅱ聚磷酸胺和丙酮加入到混合釜中进行搅拌混合；
（3）将上述混合物料用均质乳化机进行均质乳化，形成粒径10-15μm的悬浮液；
（4）将上述均化后的悬浮液放入反应釜中，然后在搅拌下依次加入甲苯、二苯基甲烷二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、三羟甲基乙烷；
（5）加热体系至产生回流，然后在搅拌下加入二环己基碳二亚胺，继续保持回流反应80-100分钟，然后降温至45-50℃，搅拌反应3-3.5小时，之后冷却至30-35℃，过滤、干燥，得微胶囊化聚磷酸胺阻燃剂产品。
2.权利要求1方法得到的微胶囊化聚磷酸胺阻燃剂。
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