CN103980542A

CN103980542A - 一种无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法

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Publication number: CN103980542A
Application number: CN201410237122.2A
Authority: CN
Inventors: 王万庆
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2014-08-13

Abstract

一种无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，包括如下生产步骤：（1）将红磷粉末与水按照重量比1:2配置成浆料，再同时将分散剂、有机包覆助剂与上述浆料搅拌混合反应；（2）将三聚氰胺按照重量比1:1与甲醛混合反应，反应得到三聚氰胺甲醛树酯溶液；（3）将三聚氰胺甲醛树酯溶液加入红磷浆料中反应；（4）将步骤（3）最后所得浆料过滤、烘干后得到无尘微胶囊红磷阻燃剂。本发明通过有机包覆助剂和三聚氰胺甲醛树酯溶液对红磷进行包覆，采用微胶囊包覆技术制备红磷阻燃剂，并且解决了红磷阻燃剂生产过程中及应用过程中的存在大量红磷粉尘飞扬的问题，避免了在生产和使用过程中发生着火现象，改善了操作人员的操作环境，减化了操作过程。

Description

一种无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种阻燃剂制备领域，特别是一种无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法。

背景技术

在非卤素阻燃剂中红磷是一种较好的阻燃剂，具有添加量少、阻燃效率高的优点。但普通红磷在空气中易氧化、吸湿，容易引起粉尘爆炸，运输困难，与高分子材料相溶性差等缺陷，应用范围受到了限制。而红磷微胶囊包覆处理使红磷克服了红磷的一些弊端，提高了红磷的稳定性，但是在红磷阻燃剂生产过程中的烘干、过筛、包装环节及应用过程中的混料、加料环节存在大量红磷粉尘飞扬，一方面极易引发火灾，给生产和使用带来极大的安全隐患，也不利于产品的运输和贮存，另一方面容易造成环境污染，致使操作人员的工作环境较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种无粉尘飞扬、便于运输和贮存，可改善操作人员工作环境，提高产品性能的无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的，一种无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，其特点是：包括如下生产步骤：（1）将红磷粉末与水按照重量比1:2～20配置成浆料，再同时将红磷粉末重量0.1～10%的分散剂、将红磷粉末重量0.5～30%的有机包覆助剂与上述浆料搅拌混合反应，控制反应温度为30～100°C，反应时间为0.5～4小时，从而得到红磷浆料；（2）将红磷粉末重量5～50%的三聚氰胺按照摩尔比1:1～6与甲醛混合反应，在pH值为8～9、反应温度为70～90°C、反应时间0.5～1小时的条件下，反应得到三聚氰胺甲醛树酯溶液；（3）将三聚氰胺甲醛树酯溶液加入红磷浆料中反应，控制反应温度为60～100°C、反应时间为1～6小时、pH值为2～6，在反应结束后再将pH值调至7；（4）将步骤（3）最后所得浆料过滤、烘干后得到无尘微胶囊红磷阻燃剂；所述分散剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、OP-10、聚乙烯醇或明胶中的一种或多种；所述有机包覆助剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸丁苄酯、对苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、已二酸二异癸酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二异辛酯、磷酸三甲苯酯、磷酸二苯一辛酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸三氯乙酯、磷酸三氯异丙基酯、间苯二酚双二苯基磷酸酯、双酚A双二苯基磷酸酯、液体石蜡、矿物油、改性硅油、环氧大豆油、油酸或氯化石蜡中的一种或多种。

本发明一种无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：

1、所述红磷粉末与水按照重量比1：3～5配置成浆料。

2、所述分散剂的重量为红磷粉末重量0.5～3%，有机包覆助剂的重量为红磷粉末重量2～10%。

3、所述步骤（1）的反应温度为50～70°C，反应时间为1～2小时。

4、所述三聚氰胺的重量为红磷粉末重量10～20%，三聚氰胺按照摩尔比1:2～3与甲醛混合。

5、所述步骤（3）的反应温度为65～80°C、反应时间为2～4小时、反应pH值为3～5。

与现有技术相比，本发明通过有机包覆助剂和三聚氰胺甲醛树酯溶液对红磷进行包覆，采用微胶囊包覆技术制备红磷阻燃剂，并且解决了红磷阻燃剂生产过程中及应用过程中的存在大量红磷粉尘飞扬的问题，提高了微胶囊红磷阻燃剂的安全性能并且扩大了其应用的范围，避免了在生产和使用过程中发生着火现象，改善了操作人员的操作环境，减化了操作过程。本发明制备的阻燃剂分散性更好、产品性能更稳定温和，方便了运输及贮存，同时，在制备过程中还减少了阻燃剂的添加量，适用于橡胶、尼龙、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等热塑料性树脂的阻燃改性，也可用于环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、不饱和聚酯等热固性树脂以及纤维织品的阻燃改性。

具体实施方式

进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成其权力的限制。

实施例1，一种无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，包括如下生产步骤：（1）将红磷粉末与水按照重量比1:2配置成浆料，再同时将红磷粉末重量0.1%的分散剂、将红磷粉末重量0.5%的有机包覆助剂与上述浆料搅拌混合反应，控制反应温度为30°C，反应时间为0.5小时，从而得到红磷浆料；（2）将红磷粉末重量5%的三聚氰胺按照摩尔比1:1与甲醛混合反应，在pH值为8、反应温度为70°C、反应时间0.5小时的条件下，反应得到三聚氰胺甲醛树酯溶液；（3）将三聚氰胺甲醛树酯溶液加入红磷浆料中反应，控制反应温度为60°C、反应时间为1小时、pH值为2，在反应结束后再将pH值调至7；（4）将步骤（3）最后所得浆料过滤、烘干后得到无尘微胶囊红磷阻燃剂；所述分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、OP-10(烷基酚与环氧乙烷的缩合物)或明胶中的一种或多种复配使用；所述有机包覆助剂为邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、间苯二酚双二苯基磷酸酯、双酚A双二苯基磷酸酯中的一种或多种复配使用。

实施例2，一种无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，包括如下生产步骤：（1）将红磷粉末与水按照重量比1: 20配置成浆料，再同时将红磷粉末重量10%的分散剂、将红磷粉末重量30%的有机包覆助剂与上述浆料搅拌混合反应，控制反应温度为100°C，反应时间为4小时，从而得到红磷浆料；（2）将红磷粉末重量50%的三聚氰胺按照摩尔比1: 6与甲醛混合反应，在pH值为9、反应温度为90°C、反应时间1小时的条件下，反应得到三聚氰胺甲醛树酯溶液；（3）将三聚氰胺甲醛树酯溶液加入红磷浆料中反应，控制反应温度为100°C、反应时间为6小时、pH值为6，在反应结束后再将pH值调至7；（4）将步骤（3）最后所得浆料过滤、烘干后得到无尘微胶囊红磷阻燃剂；所述分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、OP-10(烷基酚与环氧乙烷的缩合物)或明胶中的一种或多种复配使用；所述有机包覆助剂为邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、间苯二酚双二苯基磷酸酯、双酚A双二苯基磷酸酯中的一种或多种复配使用。

实施例3，一种无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，包括如下生产步骤：（1）将红磷粉末与水按照重量比1:3配置成浆料，再同时将红磷粉末重量0.5%的分散剂、将红磷粉末重量2%的有机包覆助剂与上述浆料搅拌混合反应，控制反应温度为50°C，反应时间为1小时，从而得到红磷浆料；（2）将红磷粉末重量10%的三聚氰胺按照摩尔比1:2与甲醛混合反应，在pH值为8.5、反应温度为80°C、反应时间0.75小时的条件下，反应得到三聚氰胺甲醛树酯溶液；（3）将三聚氰胺甲醛树酯溶液加入红磷浆料中反应，控制反应温度为65°C、反应时间为2小时、pH值为3，在反应结束后再将pH值调至7；（4）将步骤（3）最后所得浆料过滤、烘干后得到无尘微胶囊红磷阻燃剂；所述分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、OP-10(烷基酚与环氧乙烷的缩合物)或明胶中的一种或多种复配使用；所述有机包覆助剂为邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、间苯二酚双二苯基磷酸酯、双酚A双二苯基磷酸酯中的一种或多种复配使用。

实施例4，一种无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，包括如下生产步骤：（1）将红磷粉末与水按照重量比1:5配置成浆料，再同时将红磷粉末重量3%的分散剂、将红磷粉末重量10%的有机包覆助剂与上述浆料搅拌混合反应，控制反应温度为70°C，反应时间为2小时，从而得到红磷浆料；（2）将红磷粉末重量20%的三聚氰胺按照摩尔比1:3与甲醛混合反应，在pH值为8.5、反应温度为80°C、反应时间0.75小时的条件下，反应得到三聚氰胺甲醛树酯溶液；（3）将三聚氰胺甲醛树酯溶液加入红磷浆料中反应，控制反应温度为80°C、反应时间为4小时、pH值为5，在反应结束后再将pH值调至7；（4）将步骤（3）最后所得浆料过滤、烘干后得到无尘微胶囊红磷阻燃剂；所述分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、OP-10(烷基酚与环氧乙烷的缩合物)或明胶中的一种或多种复配使用；所述有机包覆助剂为邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、间苯二酚双二苯基磷酸酯、双酚A双二苯基磷酸酯中的一种或多种复配使用。

实施例5，包括如下生产步骤：（1）将红磷粉末与水按照重量比1:10配置成浆料，再同时将红磷粉末重量5%的分散剂、将红磷粉末重量20%的有机包覆助剂与上述浆料搅拌混合反应，控制反应温度为80°C，反应时间为3小时，从而得到红磷浆料；（2）将红磷粉末重量30%的三聚氰胺按照摩尔比1:4与甲醛混合反应，在pH值为8.5、反应温度为80°C、反应时间0.75小时的条件下，反应得到三聚氰胺甲醛树酯溶液；（3）将三聚氰胺甲醛树酯溶液加入红磷浆料中反应，控制反应温度为90°C、反应时间为5小时、pH值为4.5，在反应结束后再将pH值调至7；（4）将步骤（3）最后所得浆料过滤、烘干后得到无尘微胶囊红磷阻燃剂；所述分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、OP-10(烷基酚与环氧乙烷的缩合物)或明胶中的一种或多种复配使用；所述有机包覆助剂为邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、间苯二酚双二苯基磷酸酯、双酚A双二苯基磷酸酯中的一种或多种复配使用。

实施例6，包括如下生产步骤：（1）将红磷粉末与水按照重量比1:4配置成浆料，再同时将红磷粉末重量1.5%的分散剂、将红磷粉末重量6%的有机包覆助剂与上述浆料搅拌混合反应，控制反应温度为60°C，反应时间为1.5小时，从而得到红磷浆料；（2）将红磷粉末重量15%的三聚氰胺按照摩尔比1:2.5与甲醛混合反应，在pH值为8.5、反应温度为80°C、反应时间0.75小时的条件下，反应得到三聚氰胺甲醛树酯溶液；（3）将三聚氰胺甲醛树酯溶液加入红磷浆料中反应，控制反应温度为75°C、反应时间为3小时、pH值为4，在反应结束后再将pH值调至7；（4）将步骤（3）最后所得浆料过滤、烘干后得到无尘微胶囊红磷阻燃剂；所述分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、OP-10(烷基酚与环氧乙烷的缩合物)或明胶中的一种或多种复配使用；所述有机包覆助剂为邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、间苯二酚双二苯基磷酸酯、双酚A双二苯基磷酸酯中的一种或多种复配使用。

实验1，将三聚氰胺15千克、37%甲醛20千克,搅拌均匀，调pH值为8，升温在70-80℃保温40分钟后降温备用；将红磷100千克分散于400千克水中，OP-10 1千克，加有机包覆助剂邻苯二甲酸二辛酯4千克，搅拌均匀后加热，在50-60℃保温1小时。保温结束后加入三聚氰胺甲醛树脂，调pH值为4,升温在65-70℃保温3小时。反应结束后用碱调pH值为7,过滤，烘干，得本发明所述无尘微胶囊红磷阻燃剂120千克。

实验2，将三聚氰胺20千克、37%甲醛30千克,搅拌均匀，调pH值为8，升温在70-80℃保温40分钟后降温备用；将红磷100千克分散于500千克水中，加脂肪醇聚氧乙烯醚1千克，聚乙烯醇0.3千克，加有机包覆助剂磷酸三甲苯酯5千克，搅拌均匀后加热，在60℃保温1小时。保温结束后加入三聚氰胺甲醛树脂，调pH值为3,升温在70-75℃保温2小时。反应结束后用碱调pH值为7,过滤，烘干，得本发明所述无尘微胶囊红磷阻燃剂125千克。

实验3，将三聚氰胺20千克、37%甲醛30千克,搅拌均匀，调pH值为8，升温在70-80℃保温60分钟后降温备用；将红磷100千克分散于300千克水中，加明胶0.5千克，十二烷基苯磺酸钠1千克，加有机包覆助剂间苯二酚双二苯基磷酸酯6千克，搅拌均匀后加热，在70-80℃保温1小时。保温结束后加入三聚氰胺甲醛树脂，调pH值为4,升温在70-75℃保温3小时。反应结束后用碱调pH值为7,过滤，烘干，得本发明所述无尘微胶囊红磷阻燃剂126千克。

本发明在生产步骤（3）中将三聚氰胺甲醛树酯溶液加入红磷浆料中反应，这需要在酸性环境下进行，所以加入盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、乙酸、氯化铵、硫酸氢铵或磷酸氢铵，一般优选磷酸、乙酸或盐酸，控制pH值为酸性；在反应结束后用碱调pH值为7，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸三钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氨水、三乙醇胺或乙二胺，一般优选碳酸钠、氢氧化钠。

Claims

1.一种无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于：包括如下生产步骤：

将红磷粉末与水按照重量比1:2～20配置成浆料，再同时将红磷粉末重量0.1～10%的分散剂、将红磷粉末重量0.5～30%的有机包覆助剂与上述浆料搅拌混合反应，控制反应温度为30～100°C，反应时间为0.5～4小时，从而得到红磷浆料；

将红磷粉末重量5～50%的三聚氰胺按照摩尔比1:1～6与甲醛混合反应，在pH值为8～9、反应温度为70～90°C、反应时间0.5～1小时的条件下，得到三聚氰胺甲醛树酯溶液；

将三聚氰胺甲醛树酯溶液加入红磷浆料中反应，控制反应温度为60～100°C、反应时间为1～6小时、pH值为2～6，在反应结束后再将pH值调至7；

将步骤（3）最后所得浆料过滤、烘干后得到无尘微胶囊红磷阻燃剂；

所述分散剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、OP-10、聚乙烯醇或明胶中的一种或多种；

所述有机包覆助剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸丁苄酯、对苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、已二酸二异癸酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二异辛酯、磷酸三甲苯酯、磷酸二苯一辛酯、磷酸甲苯二苯酯、磷酸三氯乙酯、磷酸三氯异丙基酯、间苯二酚双二苯基磷酸酯、双酚A双二苯基磷酸酯、液体石蜡、矿物油、改性硅油、环氧大豆油、油酸或氯化石蜡中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述红磷粉末与水按照重量比1：3～5配置成浆料。

3.根据权利要求1所述的无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述分散剂的重量为红磷粉末重量0.5～3%，有机包覆助剂的重量为红磷粉末重量2～10%。

4.根据权利要求1所述的无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）的反应温度为50～70°C，反应时间为1～2小时。

5.根据权利要求1所述的无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述三聚氰胺的重量为红磷粉末重量10～20%，三聚氰胺按照摩尔比1:2～3与甲醛混合。

6.根据权利要求1所述的无尘微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）的反应温度为65～80°C、反应时间为2～4小时、反应pH值为3～5。