CN107974257A - 一种阻燃效率高的白度化红磷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及阻燃剂改性技术领域，提供了一种阻燃效率高的白度化红磷及其制备方法。该制备方法包括：向水中加入渗透剂和乳化剂形成第一溶液，向第一溶液中加入红磷和铝盐形成第二溶液，加热第二溶液制得乳化分散体系将次磷酸钠溶解于水中形成次磷酸钠溶液，将次磷酸钠溶液加入乳化分散体系中形成第三溶液，此时制得第一层包覆层；将十八水硫酸铝加入水中形成硫酸铝溶液，将十水碳酸钠加入水中形成碳酸钠溶液，将硫酸铝溶液和碳酸钠溶液加入第三溶液中形成第四溶液，熟化后制得第二层包覆层；向三聚氰胺中加入甲醛溶液后，制得密胺甲醛树脂预聚体：将金红石型钛白粉和密胺甲醛树脂预聚体加入到第四溶液中形成第五溶液，制得白度化包覆红磷。该白度化红磷的添加量小，阻燃效率高，且其白度高，吸湿率、抗氧化性好。
Description
技术领域
本发明属于阻燃剂改性技术领域，具体地说，涉及一种阻燃效率高的白度化红磷及其制备方法。
背景技术
红磷作为阻燃剂具有高效、抑烟、低毒等优点，但同时也存在：易吸潮、易氧化、易放出剧毒气体PH3、燃点较低等诸多缺点；因此红磷用作阻燃剂时需进行包覆。包覆红磷可以较大程度上解决以上所述的弊端，但是其颜色仍然较深，这一点极大地限制了红磷的应用。
为解决这一难题，现有技术中提供的白度化红磷，尽管能够提高红磷的白度，但往往存在着制备工艺复杂，生产成本高等缺点，但至今很少有厂家能够实现白度化红磷的工业化生产。
因此，发明一种能够解决上述问题的阻燃效率高的白度化红磷及其制备方法成为目前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术中上述的不足，本发明的第一目的在于提供一种阻燃效率高的白度化红磷，该白度化红磷的添加量小，阻燃效率高，且其白度高，吸湿率、抗氧化性好。
针对现有技术中上述的不足，本发明的第二目的在于提供一种阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，该制备方法的合成工艺简单，可实现大规模工业化生产，制备得到的白度化红磷的包覆层数少，产品质量稳定，阻燃效果优异。
为了达到上述目的，本发明采用的优选的解决方案是：
一种阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，包括以下制备步骤：(1)向水中加入占水质量为1％的渗透剂和乳化剂形成第一溶液，向第一溶液中加入占水质量为50～80％的红磷以及占红磷质量为40％～80％的铝盐形成第二溶液，加热第二溶液至90℃制得红磷与铝盐的乳化分散体系；(2)保持90℃，将占铝盐质量为130％～150％的次磷酸钠溶解于水中形成次磷酸钠溶液，将次磷酸钠溶液加入乳化分散体系中反应形成第三溶液，此时制得第一层包覆层；(3)冷却第三溶液至50℃，将占红磷质量150％～340％的十八水硫酸铝加入水中形成硫酸铝溶液，将占十八水硫酸铝质量135％的十水碳酸钠加入水中形成碳酸钠溶液，将硫酸铝溶液和碳酸钠溶液加入第三溶液中形成第四溶液，调节第四溶液的pH至6～7，升温至90℃，熟化后制得第二层包覆层；(4)向占红磷质量为25～70％的三聚氰胺中加入占红磷质量为50～140％的甲醛溶液后，调节pH值为8～10，加热至80℃制得密胺甲醛树脂预聚体：(5)取占红磷质量为25～60％的金红石型钛白粉，将金红石型钛白粉和密胺甲醛树脂预聚体加入到第四溶液中形成第五溶液，调节第五溶液的pH至5～7，加热至80℃反应，制得白度化包覆红磷。
一种阻燃效率高的白度化红磷，由上述阻燃效率高的白度化红磷的制备方法制备得到。
本发明提供的一种阻燃效率高的白度化红磷及其制备方法的有益效果是：
本发明实施例提供的阻燃效率高的白度化红磷，由本发明实施例提供的阻燃效率高的白度化红磷的制备方法制备得到。且其白度高，吸湿率、抗氧化性好。且其添加量小，阻燃效率高。
本发明实施例提供的阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，包括：
(1)向水中加入占水质量为1％的渗透剂和乳化剂形成第一溶液，向第一溶液中加入占水质量为50～80％的红磷以及占红磷质量为40％～80％的铝盐形成第二溶液，加热第二溶液至90℃制得红磷与铝盐的乳化分散体系；
渗透剂能够起到渗透的作用，具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降；乳化剂能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体系或乳浊液的物质；乳化剂是表面活性物质，分子中同时具有亲水基和亲油基，它聚集在油/水界面上，可以降低界面张力和减少形成乳状液所需要的能量，从而提高乳状液的能量，因此，在水中加入渗透剂和乳化剂能够起到协同增效地降低溶液界面张力，得到稳定的乳化分散体系；其中各原料物质量的限定有利于反应进一步地进行，提高反应速率；其中各反应条件的限制有利于进一步地，形成稳定的乳化分散体系；
(2)保持90℃，将占铝盐质量为130％～150％的次磷酸钠溶解于水中形成次磷酸钠溶液，将次磷酸钠溶液加入乳化分散体系中反应形成第三溶液，此时制得第一层包覆层；该步骤中，采用铝盐和次磷酸钠原位聚合的方式在红磷表面生成第一层包覆膜，即AHP包覆膜；AHP包覆膜，其磷含量高，与红磷协效效果好，包覆之后阻燃效率更高，所需添加量更少。
(3)冷却第三溶液至50℃，将占红磷质量150％～340％的十八水硫酸铝加入水中形成硫酸铝溶液，将占十八水硫酸铝质量135％的十水碳酸钠加入水中形成碳酸钠溶液，将硫酸铝溶液和碳酸钠溶液加入第三溶液中形成第四溶液，调节第四溶液的pH至6～7，升温至90℃，熟化后制得第二层包覆层；该步骤中原料易得，反应进行容易，在各原料配比范围内，第二层包覆层更容易均匀成膜；
(4)向占红磷质量为25～70％的三聚氰胺中加入占红磷质量为50～140％的甲醛溶液后，调节pH值为8～10，加热至80℃制得密胺甲醛树脂预聚体：
(5)取占红磷质量为25～60％的金红石型钛白粉，将金红石型钛白粉和密胺甲醛树脂预聚体加入到第四溶液中形成第五溶液，调节第五溶液的pH至5～7，加热至80℃反应，制得白度化包覆红磷。
其中，各原料的质量比是通过发明人创造性试验所得，在该配比范围内，更有利于反应的彻底，有利于进一步制备得到高产高纯的白度化包覆红磷；各反应条件的限定有利于溶液在合理的温度、酸碱度内反应地更加彻底，最大程度减少反应成本；
综上所述，该制备方法的包覆工艺简单，红磷的包覆层数少，包覆层容易生成，该制备方法具有更高的可行性，能够制备得到阻燃性能优异的白度化包覆红磷。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的一种阻燃效率高的白度化红磷及其制备方法。
本发明实施例提供的阻燃效率高的白度化红磷的制备方法包括：
(1)向水中加入占水质量为1％的渗透剂和乳化剂形成第一溶液，向第一溶液中加入占水质量为50～80％的红磷以及占红磷质量为40％～80％的铝盐形成第二溶液，加热第二溶液至90℃制得红磷与铝盐的乳化分散体系。
其中，作为优选地，渗透剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚；脂肪醇聚氧乙烯醚是最重要的一类非离子表面活性剂，其分子中的醚键不易被酸、碱破坏，所以稳定性较高，水溶性较好，耐电解质，易于生物降解，泡沫小；乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠；十二烷基苯磺酸钠作为一种阴离子表面活性剂，具有良好的表面活性，亲水性较强，有效降低油-水界面的张力，达到乳化作用。
在本实施例中，铝盐优选地包括氯化铝或硫酸铝，氯化铝或硫酸铝均作为可溶性铝盐。与次磷酸钠反应，其工艺简单，尾液易处置，且腐蚀性小，对环境的影响小。
需要说明的是，在本实施例中，步骤(1)中向第一溶液加入红磷和铝盐前，还包括将第一溶液进行剪切分散，以便于后续乳化分散体系的形成均匀。
(2)保持90℃，将占铝盐质量为130％～150％的次磷酸钠溶解于水中形成次磷酸钠溶液，将次磷酸钠溶液加入乳化分散体系中反应形成第三溶液，此时制得第一层包覆层。
需要说明的是，步骤(2)中为了使得反应更加充分，对原料的利用率更高，优选地，将次磷酸钠溶液滴加入乳化分散体系中且反应2h；此外，乳化分散体系在加入次磷酸钠溶液前还需要持续保持剪切分散，避免团聚发生，阻碍反应顺利进行。
(3)冷却第三溶液至50℃，将占红磷质量150％～340％的十八水硫酸铝加入水中形成硫酸铝溶液，将占十八水硫酸铝质量135％的十水碳酸钠加入水中形成碳酸钠溶液，将硫酸铝溶液和碳酸钠溶液加入第三溶液中形成第四溶液，调节第四溶液的pH至6～7，升温至90℃，熟化后制得第二层包覆层。
其中，为了达到更好的反应效果，硫酸铝溶液的浓度优选为40％，碳酸钠溶液的浓度优选为20％；此外，第三溶液在加入硫酸铝溶液和碳酸钠溶液同样的为了避免团聚现象发生，优选地需要保持剪切分散；为了使反应更加充分，硫酸铝溶液和碳酸钠溶液优选地采用蠕动泵滴加进第三溶液中。
在步骤(3)中，第四溶液的pH优选地采用碳酸钠溶液进行调控，在本实施例中，碳酸钠溶液作为弱酸性调节液能够不会对反应造成破坏，影响产物，更加安全和缓和，且不会向第四溶液中增加任何杂质。
(4)向占红磷质量为25～70％的三聚氰胺中加入占红磷质量为50～140％的甲醛溶液后，调节pH值为8～10，加热至80℃制得密胺甲醛树脂预聚体：
在本实施例中，甲醛溶液的浓度优选地为37％，该浓度范围的限制有利于反应进一步地进行；此外，步骤(4)中pH的调节优选地通过先采用与甲醛溶液等量的水稀释三聚氰胺和甲醛的混合液，再优选地采用氢氧化钠调节，以便高效地调控pH；需要说明的是，在本实施例中，加热后至溶液澄清既制得密胺甲醛树脂预聚体。
(5)取占红磷质量为25～60％的金红石型钛白粉，将金红石型钛白粉和密胺甲醛树脂预聚体加入到第四溶液中形成第五溶液，调节第五溶液的pH至5～7，加热至80℃反应，制得白度化包覆红磷。
需要说明的是，为了避免在加入金红石型钛白粉和密胺甲醛树脂预聚体的过程中发生团聚现象，作为优选地，在加入过程中，需要先将金红石型钛白粉加入第四溶液后进行交联搅拌10min后再加入密胺甲醛树脂预聚体；步骤(5)在加热后的继续反应2h即可得到高纯度的白度化包覆红磷。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)取300ml的水于2L的三口烧瓶中，向其中加入2g的脂肪醇聚氧乙烯醚及1g十二烷基苯磺酸钠，高速剪切分散并向其中加入150g的红磷以及60g的氯化铝，加热至90℃制得红磷与氯化铝的乳化分散体系；
(2)保持90℃以及剪切分散，并将78g的次磷酸钠溶解于200g水中形成次磷酸钠溶液，将形成次磷酸钠溶液缓慢滴加到乳化分散体系中反应2h形成第三溶液，且制得第一层AHP包覆的红磷；
(3)将溶液冷却至50℃，将225g的十八水硫酸铝加入水中形成浓度为40％的硫酸铝溶液，将303.75g十水碳酸钠加入水中形成浓度为20％的碳酸钠溶液，保持剪切分散并使用蠕动泵向第三溶液中缓慢滴加硫酸铝溶液和碳酸钠溶液形成第四溶液，采用碳酸钠溶液调节第四溶液的pH至6～7，升温至90℃，熟化2h后制得第二层包覆层；
(4)取37.5g三聚氰胺中加入75g甲醛溶液后，再用75g水稀释后，采用氢氧化钠调节pH值为8～10，搅拌加热至80℃至溶液澄清，制得密胺甲醛树脂预聚体：
(5)将37.5g的金红石型钛白粉以及步骤(4)中的密胺甲醛树脂预聚体加入到第四溶液中形成第五溶液，使用弱酸调节第五溶液的pH至5～7，加热至80℃,搅拌反应2h制得白度化包覆红磷。
实施例2
本实施例提供了一种阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)取300ml的水于2L的三口烧瓶中，向其中加入1g的脂肪醇聚氧乙烯醚及2g十二烷基苯磺酸钠，高速剪切分散并向其中加入240g的红磷以及192g的氯化铝，加热至90℃制得红磷与氯化铝的乳化分散体系；
(2)保持90℃以及剪切分散，并将288g的次磷酸钠溶解于400g水中形成次磷酸钠溶液，将形成次磷酸钠溶液缓慢滴加到乳化分散体系中反应2h形成第三溶液，且制得第一层AHP包覆的红磷；
(3)将溶液冷却至50℃，将816g的十八水硫酸铝加入水中形成浓度为40％的硫酸铝溶液，将1101.6g十水碳酸钠加入水中形成浓度为20％的碳酸钠溶液，保持剪切分散并使用蠕动泵向第三溶液中缓慢滴加硫酸铝溶液和碳酸钠溶液形成第四溶液，采用碳酸钠溶液调节第四溶液的pH至6～7，升温至90℃，熟化2h后制得第二层包覆层；
(4)取168g的三聚氰胺中加入336g甲醛溶液后，再用336g水稀释后，采用氢氧化钠调节pH值为8～10，搅拌加热至80℃至溶液澄清，制得密胺甲醛树脂预聚体：
(5)将144g的金红石型钛白粉以及步骤(4)中的密胺甲醛树脂预聚体加入到第四溶液中形成第五溶液，使用弱酸调节第五溶液的pH至5～7，加热至80℃,搅拌反应2h制得白度化包覆红磷。
实施例3
本实施例提供了一种阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)取300ml的水于2L的三口烧瓶中，向其中加入1g的脂肪醇聚氧乙烯醚及2g十二烷基苯磺酸钠，高速剪切分散并向其中加入180g的红磷以及108g的硫酸铝，加热至90℃制得红磷与硫酸铝的乳化分散体系；
(2)保持90℃以及剪切分散，并将151.2g的次磷酸钠溶解于300g水中形成次磷酸钠溶液，将形成次磷酸钠溶液缓慢滴加到乳化分散体系中反应2h形成第三溶液，且制得第一层AHP包覆的红磷；
(3)将溶液冷却至50℃，将360g的十八水硫酸铝加入水中形成浓度为40％的硫酸铝溶液，将486g十水碳酸钠加入水中形成浓度为20％的碳酸钠溶液，保持剪切分散并使用蠕动泵向第三溶液中缓慢滴加硫酸铝溶液和碳酸钠溶液形成第四溶液，采用碳酸钠溶液调节第四溶液的pH至6～7，升温至90℃，熟化2h后制得第二层包覆层；
(4)取72g的三聚氰胺中加入180g甲醛溶液后，再用180g水稀释后，采用氢氧化钠调节pH值为8～10，搅拌加热至80℃至溶液澄清，制得密胺甲醛树脂预聚体：
(5)将72g的金红石型钛白粉以及步骤(4)中的密胺甲醛树脂预聚体加入到第四溶液中形成第五溶液，使用弱酸调节第五溶液的pH至5～7，加热至80℃,搅拌反应2h制得白度化包覆红磷。
对比例1
本对比例提供了一种阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)取300ml的水于2L的三口烧瓶中，向其中加入2g的脂肪醇聚氧乙烯醚及1g十二烷基苯磺酸钠，高速剪切分散并向其中加入150g的红磷以及60g的氯化铝，加热至90℃制得红磷与氯化铝的乳化分散体系；
(2)保持90℃以及剪切分散，并将79g的次磷酸钠溶解于200g水中形成次磷酸钠溶液，将形成次磷酸钠溶液缓慢滴加到乳化分散体系中反应2h形成第三溶液，且制得第一层AHP包覆的红磷；
(3)将溶液冷却至50℃，将213.5g的十八水硫酸铝加入水中形成浓度为40％的硫酸铝溶液，将288.3g十水碳酸钠加入水中形成浓度为20％的碳酸钠溶液，保持剪切分散并使用蠕动泵向第三溶液中缓慢滴加硫酸铝溶液和碳酸钠溶液形成第四溶液，采用碳酸钠溶液调节第四溶液的pH至6～7，升温至90℃，熟化2h后制得第二层包覆层；
(4)取35g三聚氰胺中加入75g甲醛溶液后，再用75g水稀释后，采用氢氧化钠调节pH值为8～10，搅拌加热至80℃至溶液澄清，制得密胺甲醛树脂预聚体：
(5)将50g的金红石型钛白粉以及步骤(4)中的密胺甲醛树脂预聚体加入到第四溶液中形成第五溶液，使用弱酸调节第五溶液的pH至5～7，加热至80℃,搅拌反应2h制得白度化包覆红磷。
对比例2
本对比例提供了一种阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)取300ml的水于2L的三口烧瓶中，向其中加入2g的脂肪醇聚氧乙烯醚及1g十二烷基苯磺酸钠，高速剪切分散并向其中加入150g的红磷以及60g的氯化铝，加热至90℃制得红磷与氯化铝的乳化分散体系；
(2)保持90℃以及剪切分散，并将90g的次磷酸钠溶解于200g水中形成次磷酸钠溶液，将形成次磷酸钠溶液缓慢滴加到乳化分散体系中反应2h形成第三溶液，且制得第一层AHP包覆的红磷；
(3)将溶液冷却至50℃，将300g的十八水硫酸铝加入水中形成浓度为40％的硫酸铝溶液，将405g十水碳酸钠加入水中形成浓度为20％的碳酸钠溶液，保持剪切分散并使用蠕动泵向第三溶液中缓慢滴加硫酸铝溶液和碳酸钠溶液形成第四溶液，采用碳酸钠溶液调节第四溶液的pH至6～7，升温至90℃，熟化2h后制得第二层包覆层；
(4)取35g三聚氰胺中加入60g甲醛溶液后，再用60g水稀释后，采用氢氧化钠调节pH值为8～10，搅拌加热至80℃至溶液澄清，制得密胺甲醛树脂预聚体：
(5)将50g的金红石型钛白粉以及步骤(4)中的密胺甲醛树脂预聚体加入到第四溶液中形成第五溶液，使用弱酸调节第五溶液的pH至5～7，加热至80℃,搅拌反应2h制得白度化包覆红磷。
对比例3
本对比例提供了一种阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)取300ml的水于2L的三口烧瓶中，向其中加入2g的脂肪醇聚氧乙烯醚及1g十二烷基苯磺酸钠，高速剪切分散并向其中加入150g的红磷以及60g的氯化铝，加热至90℃制得红磷与氯化铝的乳化分散体系；
(2)保持90℃以及剪切分散，并将100g的次磷酸钠溶解于200g水中形成次磷酸钠溶液，将形成次磷酸钠溶液缓慢滴加到乳化分散体系中反应2h形成第三溶液，且制得第一层AHP包覆的红磷；
(3)将溶液冷却至50℃，将213.5g的十八水硫酸铝加入水中形成浓度为40％的硫酸铝溶液，将288.3g十水碳酸钠加入水中形成浓度为20％的碳酸钠溶液，保持剪切分散并使用蠕动泵向第三溶液中缓慢滴加硫酸铝溶液和碳酸钠溶液形成第四溶液，采用碳酸钠溶液调节第四溶液的pH至6～7，升温至90℃，熟化2h后制得第二层包覆层；
(4)取35g三聚氰胺中加入75g甲醛溶液后，再用75g水稀释后，采用氢氧化钠调节pH值为8～10，搅拌加热至80℃至溶液澄清，制得密胺甲醛树脂预聚体：
(5)将50g的金红石型钛白粉以及步骤(4)中的密胺甲醛树脂预聚体加入到第四溶液中形成第五溶液，使用弱酸调节第五溶液的pH至5～7，加热至80℃,搅拌反应2h制得白度化包覆红磷。
对比例4
本对比例提供了一种阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)取300ml的水于2L的三口烧瓶中，向其中加入2g的脂肪醇聚氧乙烯醚及1g十二烷基苯磺酸钠，高速剪切分散并向其中加入150g的红磷以及60g的氯化铝，加热至90℃制得红磷与氯化铝的乳化分散体系；
(2)保持90℃以及剪切分散，并将90g的次磷酸钠溶解于200g水中形成次磷酸钠溶液，将形成次磷酸钠溶液缓慢滴加到乳化分散体系中反应2h形成第三溶液，且制得第一层AHP包覆的红磷；
(3)将溶液冷却至50℃，将213.5g的十八水硫酸铝加入水中形成浓度为40％的硫酸铝溶液，将288.3g十水碳酸钠加入水中形成浓度为20％的碳酸钠溶液，保持剪切分散并使用蠕动泵向第三溶液中缓慢滴加硫酸铝溶液和碳酸钠溶液形成第四溶液，采用碳酸钠溶液调节第四溶液的pH至6～7，升温至90℃，熟化2h后制得第二层包覆层；
(4)取48g三聚氰胺中加入93g甲醛溶液后，再用93g水稀释后，采用氢氧化钠调节pH值为8～10，搅拌加热至80℃至溶液澄清，制得密胺甲醛树脂预聚体：
(5)将50g的金红石型钛白粉以及步骤(4)中的密胺甲醛树脂预聚体加入到第四溶液中形成第五溶液，使用弱酸调节第五溶液的pH至5～7，加热至80℃，搅拌反应2h制得白度化包覆红磷。
对比例5
本对比例提供了一种阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)取300ml的水于2L的三口烧瓶中，向其中加入2g的脂肪醇聚氧乙烯醚及1g十二烷基苯磺酸钠，高速剪切分散并向其中加入150g的红磷以及60g的氯化铝，加热至90℃制得红磷与氯化铝的乳化分散体系；
(2)保持90℃以及剪切分散，并将90g的次磷酸钠溶解于200g水中形成次磷酸钠溶液，将形成次磷酸钠溶液缓慢滴加到乳化分散体系中反应2h形成第三溶液，且制得第一层AHP包覆的红磷；
(3)将溶液冷却至50℃，将213.5g的十八水硫酸铝加入水中形成浓度为40％的硫酸铝溶液，将288.3g十水碳酸钠加入水中形成浓度为20％的碳酸钠溶液，保持剪切分散并使用蠕动泵向第三溶液中缓慢滴加硫酸铝溶液和碳酸钠溶液形成第四溶液，采用碳酸钠溶液调节第四溶液的pH至6～7，升温至90℃，熟化2h后制得第二层包覆层；
(4)取35g三聚氰胺中加入75g甲醛溶液后，再用75g水稀释后，采用氢氧化钠调节pH值为8～10，搅拌加热至80℃至溶液澄清，制得密胺甲醛树脂预聚体：
(5)将30g的金红石型钛白粉以及步骤(4)中的密胺甲醛树脂预聚体加入到第四溶液中形成第五溶液，使用弱酸调节第五溶液的pH至5～7，加热至80℃,搅拌反应2h制得白度化包覆红磷。
实验例1
将实施例1-3和对比例1-5制备得到的白度化包覆红磷，以及市售样品设置为实验组1-9；分别对实验组1-9的等量样品进行以下测试：
极限氧指数测试(具体实验方法参照ASTM D2863)、缺口冲击测试(具体实验方法参照ASTM D256)、拉伸强度(具体实验方法参照ASTM D638)、弯曲强度(具体实验方法参照ASTM D790)、弯曲模量(具体实验方法参照ASTM D790)、介电常数(具体实验方法参照ATSMD150)测试，测试结果如表1所示：
吸湿率测试：参照《GB/T 16913-2008》给出的标准方法进行，结果见表1；
抗氧化性测试：分别称取10.00g红磷样品于含200ml蒸馏水的三口烧瓶中，将溶液煮沸1h后过滤并去掉初始滤液，向100ml该滤液中加入10.00g分析纯氯化钠，溶解后用标准氢氧化钠溶液滴定滤液中因氧化形成的含氧酸，以每克红磷消耗的氢氧化钠毫克数来表示其抗氧化性，结果见表1；
PH3释放量测试：称取10.00g红磷样品悬浮于含100ml蒸馏水的三口烧瓶中，在氮气吹送下在120℃油浴中加热2h，用碘氧化其产生的磷化氢与HgCl2反应生成的沉淀P(HgCl)3，并用硫代硫酸钠滴定过量的碘，从而计算每克红磷每小时释放的磷化氢量，以ug/g.h表示，结果见表1；
极限氧指数测试：按《GB/T 2406.2-2009》中的方法进行测试，表中数据均为在10％添加量白度化包覆红磷纯料测试得出的数据，结果见表1。
表1实验组1-9的样品的性能对比
由表1数据可知，实验组1-8的吸湿率、抗氧化性、PH3释放量以及极限氧指数均优于实验组9，该结果表明，采用本发明提供的制备步骤和方法制备得到的白度化红磷，其的确具有优异的阻燃性能，且其吸湿率、抗氧化性更加优异，有毒气体的释放量也更少。
实验组1-3的吸湿率、抗氧化性、PH3释放量以及极限氧指数均优于实验组4-8，其中，实验组4-8的各原料配比不完全落在本发明实施例提供的范围内，该结果表明，采用本发明实施例提供的实验步骤、原料以及各原料配比范围共同作用制备得到的白度化红磷，具有优异的阻燃性能，且其吸湿率、抗氧化性更加优异，有毒气体的释放量也更少。
实验组1-3中以实验组3的吸湿率、抗氧化性、PH3释放量以及极限氧指数最为优异，该结果进一步表明采用本发明实施例提供的实验步骤、原料以及各原料配比范围共同作用制备得到的白度化红磷，具有优异的阻燃性能，且其吸湿率、抗氧化性更加优异，有毒气体的释放量也更少。
综上所述，本发明实施例提供的阻燃效率高的白度化红磷，该白度化红磷的添加量小，阻燃效率高，且其白度高，吸湿率、抗氧化性好；本发明实施例提供的阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，该制备方法的合成工艺简单，可实现大规模工业化生产，制备得到的白度化红磷的包覆层数少，产品质量稳定，阻燃效果优异。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
(1)向水中加入占水质量为1％的渗透剂和乳化剂形成第一溶液，向所述第一溶液中加入占水质量为50～80％的红磷以及占所述红磷质量为40％～80％的铝盐形成第二溶液，加热所述第二溶液至90℃制得红磷与氯化铝的乳化分散体系；
(2)保持90℃，将占铝盐质量为130％～150％的次磷酸钠溶解于水中形成次磷酸钠溶液，将次磷酸钠溶液加入所述乳化分散体系中反应形成第三溶液，此时制得第一层包覆层；
(3)冷却所述第三溶液至50℃，将占所述红磷质量150％～340％的十八水硫酸铝加入水中形成硫酸铝溶液，将占所述十八水硫酸铝质量135％的十水碳酸钠加入水中形成碳酸钠溶液，将所述硫酸铝溶液和所述碳酸钠溶液加入所述第三溶液中形成第四溶液，调节所述第四溶液的pH至6～7，升温至90℃，熟化后制得第二层包覆层；
(4)向占红磷质量为25～70％的三聚氰胺中加入占红磷质量为50～140％的甲醛溶液后，调节pH值为8～10，加热至80℃制得密胺甲醛树脂预聚体：
(5)取占所述红磷质量为25～60％的金红石型钛白粉，将所述金红石型钛白粉和所述密胺甲醛树脂预聚体加入到所述第四溶液中形成第五溶液，调节所述第五溶液的pH至5～7，加热至80℃反应，制得白度化包覆红磷。
2.根据权利要求1所述的阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，其特征在于，所述渗透剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚；所述乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠。
3.根据权利要求1所述的阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，其特征在于，所述铝盐包括氯化铝或硫酸铝。
4.根据权利要求1所述的阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，其特征在于，步骤(1)中向所述第一溶液加入所述红磷和所述铝盐前，还包括将所述第一溶液进行剪切分散。
5.根据权利要求1所述的阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述次磷酸钠溶液和所述乳化分散体系反应的时间为2h。
6.根据权利要求1所述的阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，其特征在于，所述硫酸铝溶液的浓度为40％。
7.根据权利要求6所述的阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，其特征在于，所述碳酸钠的浓度为20％。
8.根据权利要求1所述的阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，其特征在于，步骤(3)中通过向所述第四溶液加入碳酸钠溶液调节其pH至6～7。
9.根据权利要求1所述的阻燃效率高的白度化红磷的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，甲醛溶液的浓度为37％。
10.一种阻燃效率高的白度化红磷，其特征在于，由权利要求1-9任意一项所述的阻燃效率高的白度化红磷的制备方法制备得到。
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