CN105542229A

CN105542229A - 一种多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂及其制备方法

Info

Publication number: CN105542229A
Application number: CN201610117501.7A
Authority: CN
Inventors: 雷彩红; 徐灵峰; 徐睿杰; 张丰
Original assignee: Guangdong University of Technology
Current assignee: Guangdong University of Technology
Priority date: 2016-03-02
Filing date: 2016-03-02
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2036-03-02
Also published as: CN105542229B

Abstract

本发明公开了一种多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂及其制备方法，包括芯材和包裹所述芯材的壁材，芯材为磷酸钛，壁材为双层壁材，内壁为膨胀型阻燃剂，由炭源改性剂、酸源改性剂和气源改性剂按摩尔比为1-2:1-2:1-2反应而成，外壁为有机硅交联聚合物。其制备方法是先制备磷酸钛粉体：再将磷酸钛粉体分散于溶剂中，加入炭源改性剂、酸源改性剂和气源改性剂反应包覆内壁；最后将有机硅交联聚合物包覆外壁，即得。本发明以成炭量高、抗水性、不产生熔滴且耐热的有机硅交联聚合物作为外壁、以膨胀型阻燃剂作为内壁、具有催化成炭特性的磷酸钛粉体作为芯材制备得到的胶囊磷酸钛阻燃剂具有更高效的阻燃特性，适合在燃烧进程中展现出多功能梯度化阻燃效果。

Description

一种多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂及其制备方法

技术领域

本发明属于阻燃剂改性领域，具体涉及一种多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂及其制备方法。

背景技术

磷酸钛是近些年新兴的一种层状无机粉体，不仅具有类似蒙脱土、层状双氢氧化物等层状化合物的共性，还具有其它层状化合物所不具备的特性：（1）制备容易，晶形比较好；（2）不溶于水和有机溶剂，化学稳定性高，热稳定性和机械强度较好；（3）表面的电荷密度比较大，是一种较强的固体酸；（4）层表面的羟基基团可被其它多种官能团取代，所以表面的亲水、疏水性可调；（5）长径比可控和粒子尺寸分布较窄。工业界和学术界大多通过插层或者剥离反应将其应用在阻燃高分子材料中，但是大多数都是作为协效剂去增强传统阻燃剂的阻燃效果，所以需要添加许多组分进行复配，也就一定程度上影响了复合材料的力学性能。

微胶囊技术被广泛应用于工业界，无论是香料的缓释、药物的缓释、相变储能材料、抑或是阻燃材料等诸多领域均会使用该技术。大量实验事实证明，该技术在改善阻燃剂缺点方面具有较好的效果，特别是随着膨胀型阻燃剂的发展，许多科研人员将酸源、炭源、气源结合在一起，整个作为囊壁材料包覆其中芯材。但是，阻燃剂不仅仅需要满足阻燃需求，还有许多其它性能需要考虑，比如：耐热性、抗迁移性、吸水性、相容性。中国发明专利申请号为201510041781.3公开了一种有机硅包覆改性次磷酸盐阻燃剂的制备方法，一方面改善次磷酸盐的耐水性和电性能，另一方面采用次磷酸盐/与有机硅产生的协效阻燃作用，提高次磷酸盐的阻燃效率，同时还可改善阻燃剂与聚合物基体的相容性，但主要应用集中在杂链聚合物中，应用存在一定程度的限制，虽然减少了有毒气体的排放，但是依旧存在阻燃过程中PH₃剧毒气体的释放问题。而中国专利申请号为201110416086.2通过将磷系阻燃剂和无机阻燃剂按比例混合，制得微胶囊化的无卤阻燃剂，其次对成炭剂进行表面改性，然后将微胶囊化无卤阻燃剂、含磷有机阻燃剂和表面改性的成炭剂按比例混合，得到一种微胶囊化梯度无卤阻燃剂体系。该阻燃剂实现了分布式的梯度阻燃，有效地解决了阻燃剂和聚合物之间的相容性，显著改善了阻燃剂的亲水性，利于阻燃剂在潮湿环境下的长期保存，但存在较大的极性，不适合加入极性较弱的聚合物基体，并且制备过程比较复杂。

中国发明专利申请号为201510255194.4则通过先将三聚氰胺与甲醛预聚得到预聚体溶液，过滤干燥制得以氢氧化镁为核芯，以三聚氰胺甲醛为内壁的预聚体微胶囊，再将预聚体微胶囊投入硬脂酸的乙醇溶液，过滤干燥制得以预聚体微胶囊为核芯，以硬脂酸为外壁的具有双层壁材包覆的阻燃剂微胶囊，体现出更好的分散性和高温下更好的热稳定性。但是氢氧化镁本身不具有催化性，催化成炭性受到一定的影响，且制备过程也比较复杂。

发明内容

为克服上述技术问题，本发明的首要目的在于提供一种成炭量高、燃烧速率低、不会产生熔滴和腐蚀性有毒气体、具备抗吸水性、耐热性且与基体相容性好的多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂。

本发明的另一目的在于提供上述多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂，包括芯材和包裹所述芯材的壁材，所述芯材为磷酸钛，所述壁材为双层壁材，内壁为膨胀型阻燃剂，由炭源改性剂、酸源改性剂和气源改性剂按摩尔比为1-2:1-2:1-2反应而成，外壁为多氨基或多羟基化合物与有机硅单体杂化交联生成的有机硅交联聚合物。

所述炭源改性剂为淀粉、糊精、山梨醇、双季戊四醇、季戊四醇及其双聚体或三聚体中的一种或几种，优选季戊四醇；

所述酸源改性剂为磷酸、硼酸、硫酸、磷酸铵、硫酸铵、磷酸脲、三聚氰胺磷酸盐、磷酸三苯酯或芳基磷酸酯中的一种或几种，优选磷酸铵；

所述气源改性剂为脲、双氰胺、三聚氰胺或聚酰胺中的一种或几种，优选双氰胺；

所述多氨基或多羟基化合物为三聚氰胺、间苯二胺、间苯三酚、对苯二酚、间苯二酚或对苯二甲胺中的一种或几种，优选三聚氰胺；

所述有机硅单体为二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、乙基三氯硅烷或乙烯基三氯硅烷中的一种或几种，优选甲基二氯硅烷；

所述芯材与壁材的质量比1:0.1~1:5，优选1:0.8~1:2；内壁与外壁的质量比为1:0.5~1:2。芯材与壁材的质量比不能过大，否则容易出现壁材反应物自聚作用，出现副产物，芯材与壁材的质量比也不能太小，因为太小就不足以将芯材包覆完全；同时，内壁和外壁的质量比太大或者太小都导致部分功能的不明显或者丧失，所以应控制合适的质量比。

所述多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂的粒径为0.8~2.0μm。

本发明上述的一种多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）磷酸钛的制备：

将含钛化合物与溶剂混合均匀，在机械搅拌的同时添加摩尔浓度为3M~15M的磷酸，得到混合液，并将该混合液转入反应釜中，在高温高压下反应24h-72h，冷却至室温，反复用去离子水洗涤至溶液pH值呈中性，再在80℃下真空干燥即得磷酸钛粉体；

（2）膨胀型阻燃剂包覆内壁：

将步骤（1）得到的磷酸钛粉体分散在溶剂中，机械搅拌并升温到50℃~100℃，加入炭源改性剂，升温至150℃-250℃，并机械搅拌反应1-2h，再加入酸源改性剂，保持此温度并机械搅拌反应1-2h，然后再加入气源改性剂，保持此温度并机械搅拌反应1-2h，炭源改性剂、酸源改性剂和气源改性剂的摩尔比为1-2:1-2:1-2，最后冷却至室温，反复用有机溶剂洗涤至溶液pH值呈中性，再在80℃下干燥至恒重，即得以磷酸钛粉体为芯材，以膨胀型阻燃剂为内壁的微胶囊；

（3）有机硅交联聚合物包覆外壁：

将步骤（2）制备的微胶囊分散在溶剂中，加入多氨基或多羟基化合物和有机硅单体，机械搅拌并通入氮气，保持无氧环境并控制反应温度为100℃~250℃，反应3-6h后停止反应，真空抽滤，用有机溶剂反复洗涤至pH值呈中性，再在80℃下干燥至恒重，即得多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂。

步骤（1）中所述含钛化合物为四氯化钛、钛酸丁酯或者二氧化钛中的一种。

步骤（1）中所述的溶剂为蒸馏水、氢氟酸、正丁醇、过氧化氢、氨水或草酸的一种或几种；含钛化合物与磷酸的摩尔比为1:5~1:50，反应的温度200℃-250℃，压力1~4MPa。

步骤（2）中所述溶剂为去离子水、氯仿、二氧六环、甲苯、二甲苯、丙酮、甲醛、乙酸乙酯、乙醇、己烷、二氯甲烷、N’N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、N’N-二甲基甲酰胺、乙腈、吡啶或苯酚中的一种或者几种。

步骤（3）中所述溶剂为去离子水、氯仿、四氯化碳、四氢呋喃、N’N-二甲基甲酰胺、乙醇、乙醚、丙酮或苯中的一种或几种。

步骤（3）中所述多氨基或多羟基化合物与有机硅单体的摩尔比为1:4-4:1。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

（1）本发明以成炭量高、抗吸水性、不产生熔滴且耐热的有机硅交联聚合物作为外壁、以膨胀型阻燃剂作为内壁、具有催化成炭特性的磷酸钛粉体作为芯材制备得到的胶囊磷酸钛阻燃剂具有更高效的阻燃特性，适合在燃烧进程中展现出多功能梯度化阻燃效果。在聚合物燃烧进程中，存在不同燃烧的阶段，每个阶段都需要进行相应有效的阻燃效用，首先最外层是由多氨基化合物和有机硅单体两种组分交联聚合反应产生的有机硅交联聚合物包覆外壁，其本身具备成炭性和热稳定性较高的环状结构体，并且具备有机硅单体的性质，比如：高效、低毒、环境友好且抑烟，同时具备难燃的性质，较高的热稳定性，这在燃烧初始阶段可发挥一定的阻燃作用；接着，内壁的“三源一体”膨胀型阻燃剂在燃烧中段可以起到一定的固相和气相同时阻断燃烧进程的作用；在燃烧的末段，成炭能力越大可以进一步有效阻止燃烧进程，而片层结构的磷酸钛粉体本身可以起到一定的物理阻隔作用，隔断热的传递和挥发性小分子的释放，同时，其具备一定的固体酸催化作用，可以有效的催化聚合物基体降解碎片成炭，并且起着进一步增强炭层力学强度的作用。多功能梯度阻燃剂就是将多种阻燃功能聚集在一起，从而在不同的燃烧进程中起着不同的阻燃作用，更高效率的发挥阻燃效能。

（2）同时，外壁用有机硅交联聚合物可以增加阻燃剂和聚合物基体的相容性以及在聚合物基体中的分散性，将制备的微胶囊阻燃剂添加到基体中，所制备的复合材料力学性能上有较明显提升，另外由于环状结构和硅分子链的存在，制备的阻燃剂表面极性较低，且吸潮性很低，并且抗迁移性较好。

（3）本发明的原料来源广泛，制备工艺较简单，且产率高，所需设备简单易得，成本低。

附图说明

图1为实施例2制备的多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂的SEM图片。

图2为实施例2制备的多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂的热重分析曲线。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。

实施例1：

（1）磷酸钛的制备：

取10g四氯化钛与100ml的蒸馏水混合均匀，在机械搅拌的同时添加100ml9M的磷酸，并将该混合液转入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在高温高压下反应72h后，冷却至室温，反复用去离子水洗涤至溶液pH呈中性，再在80℃下真空干燥即得磷酸钛粉体；

（2）膨胀型阻燃剂包覆内壁：

称取10g步骤（1）得到的磷酸钛粉体，将其分散在100ml四氢呋喃中，机械搅拌并升温到100℃，称取一定量的季戊四醇作为炭源改性剂，加入到上述溶液中，升温至150℃并机械搅拌反应2h后，再加入一定量的磷酸铵作为酸源改性剂，保持此温度并机械搅拌反应2h，然后再加入一定量的双氰胺作为气源改性剂，保持此温度并机械搅拌反应2h，控制炭源改性剂、酸源改性剂、气源改性剂的摩尔比为1:1:1，最后冷却至室温，反复用丙酮和去离子水先后洗涤至溶液pH呈中性，再在80℃下鼓风干燥至恒重，即得以磷酸钛粉体为芯材，以膨胀型阻燃剂为内壁的微胶囊；

（3）有机硅交联聚合物包覆外壁：

将步骤（2）制备的微胶囊分散在乙醇溶剂中，加入三聚氰胺和甲基二氯硅烷，控制三聚氰胺和甲基二氯硅烷的摩尔比为2:3，且甲基二氯硅烷适当过量，机械搅拌并通入氮气，保持无氧环境并控制反应温度为100℃~250℃，反应5h后停止反应，真空抽滤，用有机溶剂反复洗涤至pH值呈中性，再在80℃下干燥至恒重，即得多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂。芯材与壁材的质量比为1:0.8，内壁和外壁的质量比为1:2。

实施例2：

（1）磷酸钛的制备：

（2）膨胀型阻燃剂包覆内壁：

称取10g步骤（1）得到的磷酸钛粉体，将其分散在100ml四氢呋喃中，机械搅拌并升温到100℃，称取一定量的季戊四醇作为炭源改性剂，加入到上述溶液中，升温至150℃并机械搅拌反应2h后，再加入一定量的磷酸铵作为酸源改性剂，保持此温度并机械搅拌反应2h，然后再加入一定量的双氰胺作为气源改性剂，保持此温度并机械搅拌反应2h，控制炭源改性剂、酸源改性剂、气源改性剂的摩尔比为1:2:1，最后冷却至室温，反复用丙酮和去离子水先后洗涤至溶液pH呈中性，再在80℃下鼓风干燥至恒重，即得以磷酸钛粉体为芯材，以膨胀型阻燃剂为内壁的微胶囊；

（3）有机硅交联聚合物包覆外壁：

将步骤（2）制备的微胶囊分散在乙醇溶剂中，加入三聚氰胺和甲基二氯硅烷，控制三聚氰胺和甲基二氯硅烷的摩尔比为2:3，且甲基二氯硅烷适当过量，机械搅拌并通入氮气，保持无氧环境并控制反应温度为100℃~250℃，反应4h后停止反应，真空抽滤，用有机溶剂反复洗涤至pH值呈中性，再在80℃下干燥至恒重，即得多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂。芯材与壁材的质量比为1:1.2，内壁和外壁的质量比为1:1.5。

如图1所示，为本实施例制备的多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂SEM图片，从图中可以看出，外壁的有机硅交联聚合物将层状磷酸钛粉末完整的包覆起来，表观致密光滑。

图2为多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂的热重分析曲线，从曲线可以看出，该阻燃剂主要分三个过程进行热降解，在200℃之前基本没有热失重损失，说明热稳定性在200℃之前都很好；从200℃~300℃的温度区间内，热失重损失为2.5%（质量分数），可能是外壁包覆的氮杂环出现裂解而导致的损失；从300℃开始，开始急剧热失重损失，这主要是内壁的“三源一体”膨胀型阻燃剂受热降解导致的热失重，因此可以看出，本发明所制备的微胶囊磷酸钛阻燃剂适合在燃烧进程中展现出多功能梯度化阻燃效果。

实施例3：

（1）磷酸钛的制备：

（2）膨胀型阻燃剂包覆内壁：

称取10g步骤（1）得到的磷酸钛粉体，将其分散在100ml四氢呋喃中，机械搅拌并升温到100℃，称取一定量的季戊四醇作为炭源改性剂，加入到上述溶液中，升温至150℃并机械搅拌反应2h后，再加入一定量的磷酸铵作为酸源改性剂，保持此温度并机械搅拌反应2h，然后再加入一定量的双氰胺作为气源改性剂，保持此温度并机械搅拌反应2h，控制炭源改性剂、酸源改性剂、气源改性剂的摩尔比为1:2:2，最后冷却至室温，反复用丙酮和去离子水先后洗涤至溶液pH呈中性，再在80℃下鼓风干燥至恒重，即得以磷酸钛粉体为芯材，以膨胀型阻燃剂为内壁的微胶囊；

（3）有机硅交联聚合物包覆外壁：

将步骤（2）制备的微胶囊分散在乙醇溶剂中，加入三聚氰胺和甲基二氯硅烷，控制三聚氰胺和甲基二氯硅烷的摩尔比为2:3，且甲基二氯硅烷适当过量，机械搅拌并通入氮气，保持无氧环境并控制反应温度为100℃~250℃，反应5h后停止反应，真空抽滤，用有机溶剂反复洗涤至pH值呈中性，再在80℃下干燥至恒重，即得多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂。此时，芯材与壁材的质量比为1:1.5，内壁和外壁的质量比为1:1。

实施例4：

（1）磷酸钛的制备：

取10g四氯化钛与100ml的蒸馏水混合均匀，在机械搅拌的同时添加100ml3M的磷酸，并将该混合液转入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在高温高压下反应72h后，冷却至室温，反复用去离子水洗涤至溶液pH呈中性，再在80℃下真空干燥即得磷酸钛粉体；

（2）膨胀型阻燃剂包覆内壁：

（3）有机硅交联聚合物包覆外壁：

将步骤（2）制备的微胶囊分散在乙醇溶剂中，加入三聚氰胺和甲基二氯硅烷，控制三聚氰胺和甲基二氯硅烷的摩尔比为2:3，且甲基二氯硅烷适当过量，机械搅拌并通入氮气，保持无氧环境并控制反应温度为100℃~250℃，反应5h后停止反应，真空抽滤，用有机溶剂反复洗涤至pH值呈中性，再在80℃下干燥至恒重，即得多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂。此时，芯材与壁材的质量比为1:0.8，内壁和外壁的质量比为1:2。

实施例5：

（1）磷酸钛的制备：

取10g四氯化钛与100ml的蒸馏水混合均匀，在机械搅拌的同时添加100ml15M的磷酸，并将该混合液转入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在高温高压下反应72h后，冷却至室温，反复用去离子水洗涤至溶液pH呈中性，再在80℃下真空干燥即得磷酸钛粉体；

（2）膨胀型阻燃剂包覆内壁：

（3）有机硅交联聚合物包覆外壁：

实施例6：

（1）磷酸钛的制备：

（2）膨胀型阻燃剂包覆内壁：

称取10g步骤（1）得到的磷酸钛粉体，将其分散在100ml四氢呋喃中，机械搅拌并升温到100℃，称取一定量的山梨醇作为炭源改性剂，加入到上述溶液中，升温至150℃并机械搅拌反应2h后，再加入一定量的硫酸铵作为酸源改性剂，保持此温度并机械搅拌反应2h，然后再加入一定量的三聚氰胺作为气源改性剂，保持此温度并机械搅拌反应2h，控制炭源改性剂、酸源改性剂、气源改性剂的摩尔比为1:1:1，最后冷却至室温，反复用丙酮和去离子水先后洗涤至溶液pH呈中性，再在80℃下鼓风干燥至恒重，即得以磷酸钛粉体为芯材，以膨胀型阻燃剂为内壁的微胶囊；

（3）有机硅交联聚合物包覆外壁：

将步骤（2）制备的微胶囊分散在乙醇溶剂中，加入对苯二酚和甲基乙烯基二氯硅烷，控制对苯二酚和甲基乙烯基二氯硅烷的摩尔比为1:1，且甲基乙烯基二氯硅烷适当过量，机械搅拌并通入氮气，保持无氧环境并控制反应温度为100℃~250℃，反应5h后停止反应，真空抽滤，用有机溶剂反复洗涤至pH值呈中性，再在80℃下干燥至恒重，即得多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂。芯材与壁材的质量比为1:0.8，内壁和外壁的质量比为1:2。

对比例1：

（1）磷酸钛的制备：

（2）膨胀型阻燃剂包覆内壁：

（3）有机硅交联聚合物包覆外壁：

将步骤（2）制备的微胶囊分散在乙醇溶剂中，加入三聚氰胺和甲基二氯硅烷，控制三聚氰胺和甲基二氯硅烷的摩尔比为2:3，且甲基二氯硅烷适当过量，机械搅拌并通入氮气，保持无氧环境并控制反应温度为100℃~250℃，反应3-6h后停止反应，真空抽滤，用有机溶剂反复洗涤至pH值呈中性，再在80℃下干燥至恒重，即得多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂。此时，芯材与壁材的质量比为1:0.05，内壁和外壁的质量比为1:3。

对比例2：

磷酸钛的制备：

取10g四氯化钛与100ml的蒸馏水混合均匀，在机械搅拌的同时添加100ml9M的磷酸，并将该混合液转入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在高温高压下反应72h后，冷却至室温，反复用去离子水洗涤至溶液pH呈中性，再在80℃下真空干燥即得磷酸钛粉体阻燃剂。

将上述各实施例以及对比例制备的阻燃剂进行粒径和残炭率测试，测试结果如表1所示。

表1实施例1-6和对比例1-2制备的阻燃剂粒径和残炭率

对比实施例1和对比例1可以看出，当磷酸钛粉体的芯材粒径一定时，芯材和壁材的质量比为1:0.05，且内壁和外壁的质量比1:3时，由于壁材占比太低且内壁与外壁的质量比占比太小，残炭率下降；而且壁材并不能很好将芯材进行包覆，同时，外壁的有机硅交联聚合物组分会发生自聚反应，会生成未包覆磷酸钛粉体的有机硅交联聚合物球状颗粒副产物。对比实施例1-6和对比例2可以看出，多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂均比未包覆的磷酸钛阻燃剂的成炭率要大，这是因为壁材本身是成炭炭源的来源之一，加之磷酸钛本身在较高温度下就会生成焦磷酸钛，因此包覆的微胶囊整体残炭率比未包覆的磷酸钛粉体的残炭率要大。

性能测试方法：

粒径：取1~3ml阻燃剂乙醇（或去离子水）分散液，通过动态光散射-粒子的布朗运动导致光强的波动，粒子运动速度与粒径相关，通过光强波动变化和光强相关函数计算出粒径及其分布。

残炭率：即热失重到达稳定区后的质量分数，残炭量越高，表示阻燃剂本身的成炭性能越好。

将上述各实施例以及对比例制备的阻燃剂添加到ABS中，按标准尺寸注射成测试用的ABS标准样条，按照表2所示标准进行性能测试，性能测试结果见表3。

表2各性能测试标准

表3实施例1-6和对比例1-2制备得到的阻燃剂添加到ABS基体中物理性能测试

由实施例以及对比例的结果，可以看出本发明制备的多梯度功能化磷酸钛阻燃剂比未进行包覆的磷酸钛阻燃剂无论是阻燃性能还是力学性能上均明显优于后者，这主要是因为多梯度功能化磷酸钛阻燃剂在复合材料燃烧的各个阶段均可以表现出有效的阻燃作用，并且可以增加与聚合物基体的相容性，这体现在复合材料的力学性能上有显著提升。

Claims

1.一种多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂，其特征在于，包括芯材和包裹所述芯材的壁

材，所述芯材为磷酸钛，所述壁材为双层壁材，内壁为膨胀型阻燃剂，由炭源改性剂、酸源改性剂和气源改性剂按摩尔比为1-2:1-2:1-2反应而成，外壁为多氨基或多羟基化合物与有机硅单体杂化交联生成的有机硅交联聚合物。

2.根据权利要求1所述的一种多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂，其特征在于，所述炭源改性剂为淀粉、糊精、山梨醇、双季戊四醇、季戊四醇及其双聚体或三聚体中的一种或几种，优选季戊四醇；所述酸源改性剂为磷酸、硼酸、硫酸、磷酸铵、硫酸铵、磷酸脲、三聚氰胺磷酸盐、磷酸三苯酯或芳基磷酸酯中的一种或几种，优选磷酸铵；所述气源改性剂为脲、双氰胺、三聚氰胺或聚酰胺中的一种或几种，优选双氰胺。

3.根据权利要求1所述的一种多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂，其特征在于，所述多氨基或多羟基化合物为三聚氰胺、间苯二胺、间苯三酚、对苯二酚、间苯二酚或对苯二甲胺中的一种或几种，优选三聚氰胺；所述有机硅单体为二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、乙基三氯硅烷或乙烯基三氯硅烷中的一种或几种，优选甲基二氯硅烷。

4.根据权利要求1所述的一种多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂，其特征在于，所述芯材与壁材的质量比1:0.1~1:5，优选1:0.8~1:2，内壁与外壁的质量比为1:0.5~1:2。

5.根据权利要求1所述的一种多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂，其特征在于，所述多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂的粒径为0.8~2.0μm。

6.权利要求1-5任一项所述的一种多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）磷酸钛的制备：

（2）膨胀型阻燃剂包覆内壁：

（3）有机硅交联聚合物包覆外壁：

7.根据权利要求6所述的一种多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述含钛化合物为四氯化钛、钛酸丁酯或二氧化钛中的一种；步骤（1）中所述的溶剂为蒸馏水、氢氟酸、正丁醇、过氧化氢、氨水或草酸的一种或几种；含钛化合物与磷酸的摩尔比为1:5~1:50，反应的温度为200℃-250℃，压力为1~4MPa。

8.根据权利要求6所述的一种多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述溶剂为去离子水、氯仿、二氧六环、甲苯、二甲苯、丙酮、甲醛、乙酸乙酯、乙醇、己烷、二氯甲烷、N’N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、N’N-二甲基甲酰胺、乙腈、吡啶或苯酚中的一种或者几种。

9.根据权利要求6所述的一种多梯度功能化微胶囊磷酸钛阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述溶剂为去离子水、氯仿、四氯化碳、四氢呋喃、N’N-二甲基甲酰胺、乙醇、乙醚、丙酮或苯中的一种或几种；所述多氨基或多羟基化合物与有机硅单体的摩尔比为1:4-4:1。