CN112657114B

CN112657114B - 微胶囊灭火剂及其制备方法

Info

Publication number: CN112657114B
Application number: CN202010007961.0A
Authority: CN
Inventors: 曹元成; 汤舜; 程时杰
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2020-01-03
Filing date: 2020-01-03
Publication date: 2022-04-29
Anticipated expiration: 2040-01-03
Also published as: CN112657114A

Abstract

本发明提供了一种微胶囊灭火剂及其制备方法。所述微胶囊灭火剂包括由低熔点共聚物组成的阻燃外壳和包含降温材料的降温内核；所述阻燃外壳包覆所述降温内核，形成核壳结构的微胶囊颗粒。所述低熔点共聚物由低熔点高分子聚合物单体和阻燃剂共聚而成。所述阻燃外壳在外部环境达到预定启动温度时熔融并自行爆开，释放内部的所述降温内核。本发明提供的微胶囊灭火剂采用原位聚合的制备方法，通过调控低熔点高分子聚合物单体的种类、其与降温材料的质量比例以及共聚反应时间压力等反应参数，进行不同启动温度的微胶囊灭火剂的制备，用以适用不同的场景需求。本发明提供的微胶囊灭火剂具有靶向性，还具备降温和灭火的双重功效，具备巨大的应用价值。

Description

微胶囊灭火剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及灭火剂领域，尤其涉及一种微胶囊灭火剂及其制备方法。

背景技术

近年来我国储能产业的发展速度越来越快，电网储能日益成为我国能源消费的重要环节。其中，集装箱式锂电池储能系统是以锂离子电池为基础的，锂离子电池是含能物质，具有发生火灾或爆炸的危险本质，特别是在密闭封闭空间，一旦某一储能单元发生火灾，将会引起相邻多台储能单元的连锁火灾反应甚至箱体爆炸，火灾荷载大、危险性高且难于扑救。因此，以锂离子电池为基础的储能系统的安全问题越来越受到社会各界关注，尤其最近韩国灵岩储能电站起火爆炸事故，更是增加了对锂离子电池储能系统的安全问题的担忧。针对锂离子电池储能系统的安全保障问题，行业内也做了一定的前期研究，但是目前还是不能完全实现锂离子电池灭火。

热失控是锂电池安全研究中的关键性问题，锂电池火灾关键诱因是电芯内部热失控，由局部高温激发内部热分解反应，进而扩散到临近电池而导致火灾蔓延。因此，锂电池灭火剂需要降温加灭火功能，缺一不可。

微胶囊技术是一种使用高分子成膜材料对液体或固体进行包覆，使其形成具有核壳构造的颗粒。微胶囊技术在改变材料状态以提高其使用性能、保护隔离特殊功能材料以及控制芯材释放等方面具有显著作用，因此在消防灭火领域逐步得到广泛应用。现有技术中微胶囊式灭火剂通常以球状明胶壳体构成微球体外壳，微球体外壳中包封有受热自动释放出的液体消防剂。

申请号为CN201910536308.0的发明专利公开了一种适用于锂离子电池的热响应核壳结构灭火剂及其制备方法。该灭火剂包括包含热响应聚合物的外壳以及包含灭火剂或阻燃剂的内核，所述内核被所述外壳包裹并形成微胶囊，所述外壳具有在外部达到设定温度时，其构象会由塌缩转变为伸展，并释放内部灭火剂或阻燃剂的状态。但是该灭火剂的不足之处在于：不具备降温加阻燃灭火的双重功能，其外壳不具备阻燃功能，灭火功能没有得到很大程度上的改善。

申请号为CN201710793550.7的发明专利公开了一种微胶囊自动灭火剂。所述的灭火剂包含主灭火材料、微胶囊包覆材料及辅助材料；所述主灭火材料被包覆材料包裹而形成微胶囊，所述微胶囊粒径尺寸为5um～150um，所述包覆材料为三聚氰胺和/或脲醛与甲醛反应而成的树脂壳体。但是该微胶囊自动灭火剂的不足之处在于：不具备降温加阻燃灭火的双重功能，其外壳不具备阻燃功能。

申请号为CN201510731040.8的发明专利公开了一种阻燃微胶囊及其制备方法和应用。所述阻燃微胶囊包括芯材和包覆在芯材外侧的包覆层；所述芯材为液体七氟丙烷或液体六氟丙烷；所述包覆层为聚甲基丙烯酸酯类聚合物，通过悬浮聚合法聚合制备。但是该阻燃微胶囊的不足之处在于：不具备降温加阻燃灭火的双重功能，其外壳不具备阻燃功能，灭火功能没有得到很大程度上的改善。

有鉴于此，亟需研发一种具备明火阻灭和降温抑制复燃双重功效的微胶囊灭火剂，用以更好的防治锂电池火灾，保障锂离子电池储能系统的安全稳定运行。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种具备明火阻灭和降温抑制复燃双重功效的微胶囊灭火剂及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种微胶囊灭火剂。所述微胶囊灭火剂包括由低熔点共聚物组成的阻燃外壳和包含降温材料的降温内核；所述阻燃外壳包覆所述降温内核，形成核壳结构的微胶囊颗粒，所述微胶囊颗粒的粒径为0.1～10μm；所述阻燃外壳和所述降温内核的质量比例为1～15％：85～99％；

所述低熔点共聚物由低熔点高分子聚合物单体和阻燃剂共聚而成；所述阻燃外壳在外部环境达到预定启动温度时熔融，释放内部的所述降温内核。

优选的，在所述低熔点共聚物中，所述低熔点高分子聚合物单体包含但不限于苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸甲酯、乙酸乙酯、聚环氧乙烯中的一种或者多种混合；所述阻燃剂为2-溴-3，3，3-三氟丙烯、1-2-二溴丙烯、溴苯乙烯、1，2-二溴乙烯中的一种。

优选的，所述低熔点高分子聚合物单体与所述阻燃剂的质量比例为1～9：1。

优选的，所述低熔点共聚物为苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-2-溴-3，3，3-三氟丙烯四元共聚物。

优选的，所述降温材料包含但不限于氟化酮类、氟丙烷、甘油类、醇类中的一种或多种。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种上述微胶囊灭火剂的制备方法。所述微胶囊灭火剂的制备方法为原位聚合法，包括如下步骤：

S1、配制预定量的所述降温材料溶液，加入到密闭反应容器中，加热至60～90℃，设置反应压力至1.0～1.50Mpa；

S2、将预定比例所述低熔点高分子聚合物单体和所述阻燃剂依次加入步骤S1所述密闭反应容器中，最后加入预定量引发剂过氧化苯甲酰，搅拌处理，聚合反应2～8h，制备得到由所述低熔点共聚物包覆所述降温材料而形成的微胶囊颗粒；

S3、将步骤S2制备的微胶囊颗粒清洗干燥处理，得到所述微胶囊灭火剂。

优选的，所述低熔点高分子聚合物单体和所述阻燃剂的质量比例为1～9：1；所述低熔点高分子聚合物单体和所述阻燃剂的质量总和占所述微胶囊灭火剂总质量的比例为1％～15％。

优选的，所述低熔点高分子聚合物单体包含但不限于苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸甲酯、乙酸乙酯、聚环氧乙烯中的一种或者多种混合；所述阻燃剂为2-溴-3，3，3-三氟丙烯、1-2-二溴丙烯、溴苯乙烯、1，2-二溴乙烯中的一种；所述降温材料包含但不限于氟化酮类、氟丙烷、甘油类、醇类中的一种或多种。

优选的，所述低熔点高分子聚合物单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三元混合物；所述阻燃剂为2-溴-3，3，3-三氟丙烯；所述降温材料为氟化酮类。

优选的，所述三元混合物中，所述苯乙烯、所述甲基丙烯酸甲酯和所述甲基丙烯酸的质量比为10～60％：5～32％：8～85％。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的微胶囊灭火剂，采用苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-2-溴-3，3，3-三氟丙烯四元低熔点共聚物为阻燃外壳，其具备优异的阻燃性能和外部温度热响应功能，能够在外部环境达到预定启动温度时，进行相变熔融，释放降温内核，实现时间-空间上有序的阻燃降温的灭火作用。该四元共聚物的聚合及阻燃机理在于：

1)采用2-溴-3,3,3-三氟丙烯(BTP)为四元共聚物的阻燃材料，一方面是由于BTP分子具备双键结构，使其大气寿命仅为6d，进入大气层后难以破坏臭氧层，臭氧消耗潜值(ODP)为0.0028，温室效应潜值(GWP)为0.005，具有优异的环保性能和阻燃性能。另一方面，在壳核结构微胶囊的原位聚合过程中，2-溴-3,3,3-三氟丙烯还起到助溶剂的作用，聚合物单体苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯降温材料氟化酮中的溶解性很差，在BTP的助溶作用和一定温度条件下，聚合物单体能够在降温材料中原位聚合成不溶性的共聚物外壳，实现对降温材料的包覆。

2)本发明中采用苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸三种聚合物单体进行共聚，其机理在于：由于苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯都是疏水单体，很难直接聚合包覆降温相变材料，因此加入亲水性共聚单体有利于形成微胶囊，从而提高外壳对内核的包覆率。本发明引入亲水性甲基丙烯酸后的三元共聚物囊材外壳使微胶囊更接近于核/壳结构，其包封率也高于相互二者共聚的结果。同时，亲水性甲基丙烯酸的加入能够明显改善微胶囊之间的团聚和粘连现象，降低微胶囊的粒径，增大其比表面积，使得降温内核可以充分释放，进一步提高微胶囊灭火剂的降温及阻燃效果。本发明中，以苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸聚合物为外壳壁材包覆降温材料形成的微胶囊颗粒，一方面共聚物能够提高外壳壁材的综合性能，另一方面又能解决固-液相变材料相变时的液态流动性、体积变化等问题，还可解决相变材料与周围材料的界面问题。

3)本发明中，2-溴-3,3,3-三氟丙烯能够与苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸三种聚合物单体进行共聚的机理在于：由于2-溴-3,3,3-三氟丙烯卤族元素含量很高，导致不饱和分子链段上电子云(烯烃键)发生变化，其开环自由基聚合反应较一般反应要难很多，因此很难直接将2-溴-3,3,3-三氟丙烯聚合成包覆材料。因此，本发明中，通过加入一定量的甲基丙烯酸单体来弥补预聚物中卤族元素含量过多引起的反应活性下降而导致的包覆率下降的问题，从而提高外壳对内核的包覆率。

2、本发明提供的微胶囊灭火剂，以低熔点高分子聚合物为壁材外壳，高效环保降温灭火剂为芯材内核进行包覆，将其形成核壳结构微胶囊颗粒，形成灭火剂。灭火剂颗粒施放到热失控电芯周围，外壳壁材在达到启动温度后熔融自行爆开，释放内核降温材料进行气化降温和阻燃灭火。因此该灭火剂具有靶向性，对正常电池无伤害，只对热失控电池起作用。该微胶囊灭火剂的外壳壁材具有阻灭明火的能力，内核是降温相变材料，通过先灭明火、再施放降温抑制剂的方式，实现高效明火阻灭和降温抑制复燃双重功能。该微胶囊灭火剂有利于促进锂离子电池储能系统的大规模商业化应用，保障锂离子电池储能系统的安全稳定运行。同时，该微胶囊灭火剂能够加工成超细粉体、涂料、贴片、灭火剂添加剂等多种形式的产品，可广泛应用空间狭小、传统灭火设备难以到达的部位，且无需人工控制，在火情发生初期即可自行激活施放，具备巨大的商业应用价值。

3、本发明提供的微胶囊灭火剂，外壳可以通过调控囊壁材料聚合物的分子结构和聚合物单体的种类，实现不同的响应启动温度，从而适应不同的应用场景。微胶囊是通过成膜高分子材料包覆分散性固体、液体或气体的液滴而形成的具有壳核结构的微小容器，而外壳囊壁材料在调节微胶囊性能方面扮演着极为重要的角色。外壳成膜材料的选择和性质对微胶囊的各项性能，如形貌、分散性、黏结性和熔点等起着决定性作用。本发明通过调控高分子聚合物单体的种类和分子结构，能够进行共聚物熔点的设置。其调控聚合物熔点(启动温度)的机理在于：聚合物的熔点与聚合物的组成及其分子量正相关，即分子量越大熔点越高。由于外壳包覆层是低熔点聚合物聚合而成，通过调节外壳聚合物分子量和组成，从而可以调控其熔融温度，来达到内部的芯材在熔融后进行施放的目的。

4、本发明提供的微胶囊灭火剂的制备采用原位聚合法，该方法简单可控，即通过调整聚合反应的温度压力时间等反应参数，以及外壳壁材和内核芯材的质量比进行微胶囊粒径、外壳包覆厚度以及包覆率的调控。因此，该制备方法具备大规模工业推广价值。

附图说明

图1为本发明提供的微胶囊灭火剂的制备方法示意图。

图2为本发明实施例1提供的微胶囊灭火剂的电镜图，标尺为10μm。

图3为本发明实施例1提供的微胶囊灭火剂的粒径分布图。

图4为本发明实施例2提供的微胶囊灭火剂的粒径分布图。

图5为本发明实施例2提供的微胶囊灭火剂灭火效果测试图。

图6为本发明实施例2及实施例9-12提供的微胶囊型灭火剂以及其他商业灭火剂的降温效果比较图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

请参阅图1所示，本发明提供了一种微胶囊灭火剂的制备方法，具体采用原位聚合法，包括如下步骤：

进一步地，所述低熔点高分子聚合物单体包含但不限于苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸甲酯、乙酸乙酯、聚环氧乙烯中的一种或者多种混合；所述阻燃剂为2-溴-3，3，3-三氟丙烯、1-2-二溴丙烯、溴苯乙烯、1，2-二溴乙烯中的一种；所述降温材料包含但不限于氟化酮类、氟丙烷、甘油类、醇类中的一种或多种。

进一步地，所述低熔点高分子聚合物单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三元混合物；所述阻燃剂为2-溴-3，3，3-三氟丙烯；所述降温材料为氟化酮类。

进一步地，所述三元混合物中，所述苯乙烯、所述甲基丙烯酸甲酯和所述甲基丙烯酸的质量比为10～60％：5～32％：8～85％。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例1

微胶囊灭火剂的制备方法：

S1、配制30g降温材料氟化酮溶液，加入到密闭反应容器中，加热至80℃，设置反应压力至1.0Mpa；

S2、将质量总和为3.3g的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸与2-溴-3，3，3-三氟丙烯依次加入步骤S1所述密闭反应容器中，最后加入引发剂过氧化苯甲酰，搅拌处理，聚合反应2h，制备得到由苯乙烯(St)-甲基丙烯酸甲酯(MMA)-甲基丙烯酸(MAA)-2-溴-3，3，3-三氟丙烯(BTP)四元共聚外壳包覆氟化酮而形成的微胶囊颗粒；

其中，在四元共聚单体质量总和中，所述苯乙烯、所述甲基丙烯酸甲酯、所述甲基丙烯酸与所述2-溴-3，3，3-三氟丙烯的质量分数分别为30％、20％、40％和10％。所述过氧化苯甲酰的添加量为0.15g。

S3、将步骤S2制备的微胶囊颗粒清洗干燥处理，得到大量有包覆的微球，即微胶囊灭火剂。

如图2所示，微胶囊灭火剂呈现出典型的球状。

微胶囊灭火剂的粒径分布如图3所示，可以看出微胶囊的粒径分布集中在100～10000nm，即0.1-10μm左右，粒径尺寸分布范围较大，颗粒呈现大小不一的状态。

本实施例制备的微胶囊灭火剂的启动温度为80℃。

实施例2

微胶囊灭火剂的制备方法：

S1、配制50g降温材料氟化酮溶液，加入到密闭反应容器中，加热至70℃，设置反应压力至1.5Mpa；

S2、将质量总和为0.5g的苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸与2-溴-3，3，3-三氟丙烯依次加入步骤S1所述密闭反应容器中，最后加入引发剂过氧化苯甲酰，搅拌处理，聚合反应4h，制备得到由苯乙烯(St)-甲基丙烯酸甲酯(MMA)-甲基丙烯酸(MAA)-2-溴-3，3，3-三氟丙烯(BTP)四元共聚外壳包覆氟化酮而形成的微胶囊颗粒；

其中，在四元共聚单体质量总和中，所述苯乙烯、所述甲基丙烯酸甲酯、所述甲基丙烯酸与所述2-溴-3，3，3-三氟丙烯的质量分数分别为30％、20％、40％和10％；所述过氧化苯甲酰的添加量为0.025g。

微胶囊灭火剂的粒径分布如图4所示，可以看出微胶囊粒径分布集中在10000nm，即10μm，占比大于90％，表明微胶囊尺寸分布集中，微胶囊灭火剂颗粒大小较为均匀。

将实施例2制备的微胶囊灭火剂进行灭火测试，步骤如下：

用50cm油盘测试反相泡沫灭火剂扑灭B类火的性能，每次加水35L，加93#汽油800ML。具体操作是在1.0kg的固定灭火剂中加入灭火材料，充压至1.2MPa。灭火器的喷口距离油面为1.5m，拍摄视频记录数据，直至油盘火被扑灭最少的灭火剂用量，考察其抗复燃性能。

通过灭火实验，可以看出实施例2制备的微胶囊灭火剂对油盘模型具有非常好的灭火效果，结果见图5中a所示。

从图5中b可以看出该微胶囊灭火剂对堆柴模型也具备非常好的灭火效果。该型灭火剂在相同灭火剂量条件下，抑制堆柴火焰温度和火焰蔓延上具有很好的效果；同时，通过对照的灭火实验，发现该型灭火剂能快速阻灭堆柴明火。

实施例3-5

与实施例2的不同之处在于：聚合反应时间的设置不同，其他步骤均与实施例2相同，在此不再赘述。

表1为实施例2-5中聚合反应时间的设置

实施例	聚合反应时间(h)
		实施例2	4
实施例3	2
		实施例4	6
实施例5	8

聚合反应时间对本发明制备的微胶囊灭火剂的影响是：聚合反应时间越长，壁材厚度增加，使得所得产物的熔融温度增加，灭火剂微胶囊产物的启动温度点就越高。

实施例6-8

与实施例2的不同之处在于：聚合反应温度的设置不同，其他步骤均与实施例2相同，在此不再赘述。

表2为实施例6-8中聚合反应温度的设置

实施例	聚合反应温度(℃)
		实施例2	70
实施例6	75
		实施例7	80
实施例8	90

聚合反应温度对本发明制备的微胶囊灭火剂的影响是：聚合反应温度越长，分子量增加越快，使得所得产物的熔融温度增加，灭火剂微胶囊产物的启动温度点就越高。

实施例9-12

与实施例2的不同之处在于：四元共聚单体(总单体重量)在微胶囊灭火剂中占的质量比设置不同，其他步骤均与实施例2相同，在此不再赘述。

表3为实施例2及实施例9-12中四元共聚单体含量设置

壳核结构的微胶囊中，芯壁比主要影响微胶囊的壁厚和包封率，从而影响微胶囊的致密性和热稳定性。本发明中，四元共聚单体含量对本发明制备的微胶囊灭火剂的影响是：四元共聚物单体含量越高，壁材比重越大，从而导致壁材的热稳定性越高，其微胶囊芯材施放的温度响应范围越高。

将实施例2及实施例9-12制备的微胶囊灭火剂进行灭火测试，步骤如下：

灭火结果见图6，可以看出，本发明实施例2制备的微胶囊灭火剂能够在15秒内把温度从500度降到室温，其性能明显优于其他灭火剂，说明该微胶囊灭火剂就有好的降温能力。

对照试样1为水；

对照试样2为实施例2制备的2-溴-3,3,3-三氟丙烯(BTP)四元共聚物含量为1％的微胶囊灭火剂；

对照试样3为实施例9制备的2-溴-3,3,3-三氟丙烯(BTP)四元共聚物含量为5％的微胶囊灭火剂；

对照试样4为实施例10制备的2-溴-3,3,3-三氟丙烯(BTP)四元共聚物含量为10％的微胶囊灭火剂；

对照试样5为实施例11制备的2-溴-3,3,3-三氟丙烯(BTP)四元共聚物含量为12％的微胶囊灭火剂；

对照试样6为实施例12制备的2-溴-3,3,3-三氟丙烯(BTP)四元共聚物含量为15％的微胶囊灭火剂。

实施例13-18

与实施例2的不同之处在于：四元共聚物中各单体的质量比设置不同，其他步骤均与实施例2相同，在此不再赘述。

表4为实施例2及实施例13-18中四元共聚物中单体的质量比设置

实施例	St：MMA：MAA：BTP
		实施例2	30％：20％：40％：10％
实施例13	30％：30％：30％：10％
		实施例14	50％：20％：20％：10％
实施例15	20％：20％：50％：10％
		实施例16	15％：5％：60％：20％
实施例17	20％：30％：20％：30％
		实施例18	10％：20％：20％：50％

微胶囊的外壳壁材应该具有比较好的致密性，以保证在外力作用下可以长时间维持其完整度，避免内核芯材的泄漏。本发明中，四元共聚物中单体的质量比对本发明制备的微胶囊灭火剂的影响是：

BTP比例对微胶囊灭火剂的影响：BTP是一种重要的壁材致密性和孔隙率调剂，其比例对微胶囊粉体的储存时间和储存寿命具有重要影响，但是超过一定含量的BTP对壁材的温度响应具有不利影响。

St/MMA/MAA三者的比例对微胶囊灭火剂的影响：St比例越高，其微胶囊壁材的热稳定性越高，从而微胶囊产品的温度响应范围越高；MMA/MAA两者的比例影响微胶囊的阻燃性能和灭火性能，含量越高，阻灭明火的性能越强。

实施例19-22

与实施例2的不同之处在于：共聚物中各原料的种类设置不同，其他步骤均与实施例2相同，在此不再赘述。

表5为实施例2及实施例19-22中共聚物中各原料的种类设置

实施例	共聚物种类
		实施例2	St/MMA/MAA/BTP
实施例19	St/MMA/AA/BTP
		实施例20	St/EA/MMA/MAA/1，2-二溴丙烯
实施例21	PEO/MMA/MAA/1，2-二溴乙烯
		实施例22	St/MMA/AA/溴苯乙烯

AA为丙烯酸，EA为乙酸乙酯，PEO为聚环氧乙烯。

共聚物中各原料种类的设置对本发明制备的微胶囊灭火剂的影响是：本发明提供的微胶囊灭火剂，外壳可以通过调控囊壁材料聚合物的分子结构和聚合物单体的种类，实现不同的响应启动温度，从而适应不同的应用场景。其调控聚合物熔点(启动温度)的机理在于：不同组分的壁材，具有不同的热熔点温度(即响应温度)，在外界热失控温度达到熔点温度时，壁材破裂，从而施放芯材中的降温灭火剂。因此，通过调控壁材的熔点，就可以调控微胶囊灭火剂的启动温度。

需要注意的是，本领域技术人员应当理解，本发明提供的降温材料还可以是氟丙烷、甘油类、醇类中的一种或多种。

综上所述，本发明提供了一种微胶囊灭火剂及其制备方法。所述微胶囊灭火剂包括由低熔点共聚物组成的阻燃外壳和包含降温材料的降温内核；所述阻燃外壳包覆所述降温内核，形成核壳结构的微胶囊颗粒。所述低熔点共聚物由低熔点高分子聚合物单体和阻燃剂共聚而成。所述阻燃外壳在外部环境达到预定启动温度时熔融并自行爆开，释放内部的所述降温内核。本发明提供的微胶囊灭火剂采用原位聚合的制备方法，通过调控低熔点高分子聚合物单体的种类、其与降温材料的质量比例以及共聚反应时间压力等反应参数，进行不同启动温度的微胶囊灭火剂的制备，用以适用不同的场景需求。本发明提供的微胶囊灭火剂具有靶向性，还具备降温和灭火的双重功效，具备巨大的应用价值。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。

Claims

1.一种微胶囊灭火剂，其特征在于：所述微胶囊灭火剂包括由低熔点共聚物组成的阻燃外壳和包含降温材料的降温内核；所述阻燃外壳包覆所述降温内核，形成核壳结构的微胶囊颗粒，所述微胶囊颗粒的粒径为0.1～10μm；所述阻燃外壳和所述降温内核的质量比例为1～15％：85～99％；

所述低熔点共聚物由低熔点高分子聚合物单体和阻燃剂共聚而成；所述阻燃外壳在外部环境达到预定启动温度时熔融，释放内部的所述降温内核;所述低熔点高分子聚合物单体与所述阻燃剂的质量比例为1～9：1;所述低熔点高分子聚合物单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三元混合物；所述阻燃剂为2-溴-3，3，3-三氟丙烯；所述低熔点共聚物为苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸-2-溴-3，3，3-三氟丙烯四元共聚物；

在壳核结构微胶囊的原位聚合过程中，阻燃剂2-溴-3 ,3 ,3-三氟丙烯还起到助溶剂的作用，在2-溴-3 ,3 ,3-三氟丙烯的助溶作用和一定温度条件下，低熔点高分子聚合物单体能够在降温材料中原位聚合成不溶性的共聚物外壳，实现对降温材料的包覆；

通过加入一定量的甲基丙烯酸单体来弥补预聚物中2-溴-3 ,3 ,3-三氟丙烯卤族元素含量过多引起的反应活性下降而导致的包覆率下降的问题；

所述微胶囊灭火剂的制备方法为原位聚合法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的微胶囊灭火剂，其特征在于：所述降温材料包含氟化酮类、氟丙烷、甘油类、醇类中的一种或多种。

3.一种权利要求1-2中任一项权利要求所述微胶囊灭火剂的制备方法，其特征在于：所述微胶囊灭火剂的制备方法为原位聚合法，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的微胶囊灭火剂的制备方法，其特征在于：所述低熔点高分子聚合物单体和所述阻燃剂的质量比例为1～9：1；所述低熔点高分子聚合物单体和所述阻燃剂的质量总和占所述微胶囊灭火剂总质量的比例为1～15％。

5.根据权利要求4所述的微胶囊灭火剂的制备方法，其特征在于：所述低熔点高分子聚合物单体包含苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酸甲酯、乙酸乙酯、聚环氧乙烯中的一种或者多种混合；所述阻燃剂为2-溴-3，3，3-三氟丙烯、1-2-二溴丙烯、溴苯乙烯、1，2-二溴乙烯中的一种；所述降温材料包含氟化酮类、氟丙烷、甘油类、醇类中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的微胶囊灭火剂的制备方法，其特征在于：所述低熔点高分子聚合物单体为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸三元混合物；所述阻燃剂为2-溴-3，3，3-三氟丙烯；所述降温材料为氟化酮类。

7.根据权利要求6所述的微胶囊灭火剂的制备方法，其特征在于：所述三元混合物中，所述苯乙烯、所述甲基丙烯酸甲酯和所述甲基丙烯酸的质量比为10～60％：5～32％：8～85％。