一種無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法
2023-05-13 03:49:21
一種無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法
【專利摘要】一種無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法，包括如下生產步驟：（1）將紅磷粉末與水按照重量比1:2配置成漿料，再同時將分散劑、有機包覆助劑與上述漿料攪拌混合反應；（2）將三聚氰胺按照重量比1:1與甲醛混合反應，反應得到三聚氰胺甲醛樹酯溶液；（3）將三聚氰胺甲醛樹酯溶液加入紅磷漿料中反應；（4）將步驟（3）最後所得漿料過濾、烘乾後得到無塵微膠囊紅磷阻燃劑。本發明通過有機包覆助劑和三聚氰胺甲醛樹酯溶液對紅磷進行包覆，採用微膠囊包覆技術製備紅磷阻燃劑，並且解決了紅磷阻燃劑生產過程中及應用過程中的存在大量紅磷粉塵飛揚的問題，避免了在生產和使用過程中發生著火現象，改善了操作人員的操作環境，減化了操作過程。
【專利說明】—種無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種阻燃劑製備領域，特別是一種無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法。
【背景技術】
[0002]在非滷素阻燃劑中紅磷是一種較好的阻燃劑，具有添加量少、阻燃效率高的優點。但普通紅磷在空氣中易氧化、吸溼，容易引起粉塵爆炸，運輸困難，與高分子材料相溶性差等缺陷，應用範圍受到了限制。而紅磷微膠囊包覆處理使紅磷克服了紅磷的一些弊端，提高了紅磷的穩定性，但是在紅磷阻燃劑生產過程中的烘乾、過篩、包裝環節及應用過程中的混料、加料環節存在大量紅磷粉塵飛揚，一方面極易引發火災，給生產和使用帶來極大的安全隱患，也不利於產品的運輸和貯存，另一方面容易造成環境汙染，致使操作人員的工作環境較差。
【發明內容】
[0003]本發明要解 決的技術問題是針對現有技術的不足，提出一種無粉塵飛揚、便於運輸和貯存，可改善操作人員工作環境，提高產品性能的無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法。
[0004]本發明要解決的技術問題是通過以下技術方案實現的，一種無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法，其特點是:包括如下生產步驟:(I)將紅磷粉末與水按照重量比1:2~20配置成漿料，再同時將紅磷粉末重量0.1~10%的分散劑、將紅磷粉末重量0.5~30%的有機包覆助劑與上述漿料攪拌混合反應，控制反應溫度為30~100° C，反應時間為0.5~4小時，從而得到紅磷漿料；(2)將紅磷粉末重量5~50%的三聚氰胺按照摩爾比1:1~6與甲醛混合反應，在pH值為8~9、反應溫度為70~90° C、反應時間0.5~I小時的條件下，反應得到三聚氰胺甲醛樹酯溶液；(3)將三聚氰胺甲醛樹酯溶液加入紅磷漿料中反應，控制反應溫度為60~100° C、反應時間為I~6小時、pH值為2~6，在反應結束後再將pH值調至7 ; (4)將步驟(3)最後所得漿料過濾、烘乾後得到無塵微膠囊紅磷阻燃劑；所述分散劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、0P-10、聚乙烯醇或明膠中的一種或多種；所述有機包覆助劑為鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、鄰苯二甲酸二異癸酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸丁苄酯、對苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、已二酸二異癸酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二異辛酯、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、磷酸三氯異丙基酯、間苯二酚雙二苯基磷酸酯、雙酚A雙二苯基磷酸酯、液體石蠟、礦物油、改性矽油、環氧大豆油、油酸或氯化石蠟中的一種或多種。
[0005]本發明一種無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法技術方案中，進一步優選的技術方案特徵是:
1、所述紅磷粉末與水按照重量比1:3~5配置成漿料。
[0006]2、所述分散劑的重量為紅磷粉末重量0.5~3%,有機包覆助劑的重量為紅磷粉末重量2~10%。
[0007]3、所述步驟(1)的反應溫度為50~70° C，反應時間為I~2小時。
[0008]4、所述三聚氰胺的重量為紅磷粉末重量10~20%,三聚氰胺按照摩爾比1:2~3與甲醛混合。
[0009]5、所述步驟(3)的反應溫度為65~80° C、反應時間為2~4小時、反應pH值為
3~5。
[0010]與現有技術相比，本發明通過有機包覆助劑和三聚氰胺甲醛樹酯溶液對紅磷進行包覆，採用微膠囊包覆技術製備紅磷阻燃劑，並且解決了紅磷阻燃劑生產過程中及應用過程中的存在大量紅磷粉塵飛揚的問題，提高了微膠囊紅磷阻燃劑的安全性能並且擴大了其應用的範圍，避免了在生產和使用過程中發生著火現象，改善了操作人員的操作環境，減化了操作過程。本發明製備的阻燃劑分散性更好、產品性能更穩定溫和，方便了運輸及貯存，同時，在製備過程中還減少了阻燃劑的添加量，適用於橡膠、尼龍、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、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等熱塑料性樹脂的阻燃改性，也可用於環氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、不飽和聚酯等熱固性樹脂以及纖維織品的阻燃改性。
【具體實施方式】
[0011]進一步描述本發明的具體技術方案，以便於本領域的技術人員進一步地理解本發明，而不構成其權力的限制。
[0012]實施例1，一種無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法，包括如下生產步驟:(I)將紅磷粉末與水按照重量比1:2配置成漿料，再同時將紅磷粉末重量0.1%的分散劑、將紅磷粉末重量0.5%的有機包覆助劑與上述漿料攪拌混合反應，控制反應溫度為30° C，反應時間為0.5小時，從而得到紅磷漿料；(2)將紅磷粉末重量5%的三聚氰胺按照摩爾比1:1與甲醛混合反應，在pH值為8、反應溫度為70° C、反應時間0.5小時的條件下，反應得到三聚氰胺甲醛樹酯溶液；(3)將三聚氰胺甲醛樹酯溶液加入紅磷漿料中反應，控制反應溫度為60° C、反應時間為I小時、pH值為2，在反應結束後再將pH值調至7 ； (4)將步驟(3)最後所得漿料過濾、烘乾後得到無塵微膠囊紅磷阻燃劑；所述分散劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、0P-10 (烷基酚與環氧乙烷的縮合物)或明膠中的一種或多種復配使用；所述有機包覆助劑為鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、間苯二酚雙二苯基磷酸酯、雙酚A雙二苯基磷酸酯中的一種或多種復配使用。
[0013]實施例2，一種無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法，包括如下生產步驟:(I)將紅磷粉末與水按照重量比1: 20配置成漿料，再同時將紅磷粉末重量10%的分散劑、將紅磷粉末重量30%的有機包覆助劑與上述漿料攪拌混合反應，控制反應溫度為100° C，反應時間為4小時，從而得到紅磷漿料；(2)將紅磷粉末重量50%的三聚氰胺按照摩爾比1: 6與甲醛混合反應，在pH值為9、反應溫度為90° C、反應時間I小時的條件下，反應得到三聚氰胺甲醛樹酯溶液；(3)將三聚氰胺甲醛樹酯溶液加入紅磷漿料中反應，控制反應溫度為100° C、反應時間為6小時、pH值為6，在反應結束後再將pH值調至7 ; (4)將步驟(3)最後所得漿料過濾、烘乾後得到無塵微膠囊紅磷阻燃劑；所述分散劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、0P-10(烷基酚與環氧乙烷的縮合物)或明膠中的一種或多種復配使用；所述有機包覆助劑為鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、間苯二酚雙二苯基磷酸酯、雙酚A雙二苯基磷酸酯中的一種或多種復配使用。
[0014]實施例3，一種無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法，包括如下生產步驟:(1)將紅磷粉末與水按照重量比1:3配置成漿料，再同時將紅磷粉末重量0.5%的分散劑、將紅磷粉末重量2%的有機包覆助劑與上述漿料攪拌混合反應，控制反應溫度為50° C，反應時間為I小時，從而得到紅磷漿料；(2)將紅磷粉末重量10%的三聚氰胺按照摩爾比1:2與甲醛混合反應，在pH值為8.5、反應溫度為80° C、反應時間0.75小時的條件下，反應得到三聚氰胺甲醛樹酯溶液；(3)將三聚氰胺甲醛樹酯溶液加入紅磷漿料中反應，控制反應溫度為65° C、反應時間為2小時、pH值為3，在反應結束後再將pH值調至7 ； (4)將步驟(3)最後所得漿料過濾、烘乾後得到無塵微膠囊紅磷阻燃劑；所述分散劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、0P-10 (烷基酚與環氧乙烷的縮合物)或明膠中的一種或多種復配使用；所述有機包覆助劑為鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、間苯二酚雙二苯基磷酸酯、雙酚A雙二苯基磷酸酯中的一種或多種復配使用。 [0015]實施例4，一種無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法，包括如下生產步驟:(I)將紅磷粉末與水按照重量比1:5配置成漿料，再同時將紅磷粉末重量3%的分散劑、將紅磷粉末重量10%的有機包覆助劑與上述漿料攪拌混合反應，控制反應溫度為70° C，反應時間為2小時，從而得到紅磷漿料；(2)將紅磷粉末重量20%的三聚氰胺按照摩爾比1:3與甲醛混合反應，在pH值為8.5、反應溫度為80° C、反應時間0.75小時的條件下，反應得到三聚氰胺甲醛樹酯溶液；(3)將三聚氰胺甲醛樹酯溶液加入紅磷漿料中反應，控制反應溫度為80° C、反應時間為4小時、pH值為5，在反應結束後再將pH值調至7 ; (4)將步驟(3)最後所得漿料過濾、烘乾後得到無塵微膠囊紅磷阻燃劑；所述分散劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、0P-10 (烷基酚與環氧乙烷的縮合物)或明膠中的一種或多種復配使用；所述有機包覆助劑為鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、間苯二酚雙二苯基磷酸酯、雙酚A雙二苯基磷酸酯中的一種或多種復配使用。
[0016]實施例5，包括如下生產步驟:(I)將紅磷粉末與水按照重量比1:10配置成漿料，再同時將紅磷粉末重量5%的分散劑、將紅磷粉末重量20%的有機包覆助劑與上述漿料攪拌混合反應，控制反應溫度為80° C，反應時間為3小時，從而得到紅磷漿料；(2)將紅磷粉末重量30%的三聚氰胺按照摩爾比1:4與甲醛混合反應，在pH值為8.5、反應溫度為80° C、反應時間0.75小時的條件下，反應得到三聚氰胺甲醛樹酯溶液；(3)將三聚氰胺甲醛樹酯溶液加入紅磷漿料中反應，控制反應溫度為90° C、反應時間為5小時、pH值為4.5，在反應結束後再將PH值調至7 ； (4)將步驟(3)最後所得漿料過濾、烘乾後得到無塵微膠囊紅磷阻燃劑；所述分散劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、0P-10 (烷基酚與環氧乙烷的縮合物)或明膠中的一種或多種復配使用；所述有機包覆助劑為鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、間苯二酚雙二苯基磷酸酯、雙酚A雙二苯基磷酸酯中的一種或多種復配使用。
[0017]實施例6，包括如下生產步驟:(I)將紅磷粉末與水按照重量比1:4配置成漿料，再同時將紅磷粉末重量1.5%的分散劑、將紅磷粉末重量6%的有機包覆助劑與上述漿料攪拌混合反應，控制反應溫度為60° C，反應時間為1.5小時，從而得到紅磷漿料；(2)將紅磷粉末重量15%的三聚氰胺按照摩爾比1:2.5與甲醛混合反應，在pH值為8.5、反應溫度為80° C、反應時間0.75小時的條件下，反應得到三聚氰胺甲醛樹酯溶液；(3)將三聚氰胺甲醛樹酯溶液加入紅磷漿料中反應，控制反應溫度為75° C、反應時間為3小時、pH值為4，在反應結束後再將pH值調至7 ； (4)將步驟(3)最後所得漿料過濾、烘乾後得到無塵微膠囊紅磷阻燃劑；所述分散劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、OP-1O (烷基酚與環氧乙烷的縮合物)或明膠中的一種或多種復配使用；所述有機包覆助劑為鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯、間苯二酚雙二苯基磷酸酯、雙酚A雙二苯基磷酸酯中的一種或多種復配使用。
[0018]實驗1，將三聚氰胺15千克、37%甲醛20千克，攪拌均勻，調pH值為8，升溫在70-80°C保溫40分鐘後降溫備用；將紅磷100千克分散於400千克水中，0P-10 I千克，加有機包覆助劑鄰苯二甲酸二辛酯4千克，攪拌均勻後加熱，在50-60°C保溫I小時。保溫結束後加入三聚氰胺甲醛樹脂，調pH值為4，升溫在65-70°C保溫3小時。反應結束後用鹼調PH值為7，過濾，烘乾，得本發明所述無塵微膠囊紅磷阻燃劑120千克。
[0019]實驗2，將三聚氰胺20千克、37%甲醛30千克，攪拌均勻，調pH值為8，升溫在70-80°C保溫40分鐘後降溫備用；將紅磷100千克分散於500千克水中，加脂肪醇聚氧乙烯醚I千克，聚乙烯醇0.3千克，加有機包覆助劑磷酸三甲苯酯5千克，攪拌均勻後加熱，在60°C保溫I小時。保溫結束後加入三聚氰胺甲醛樹脂，調pH值為3，升溫在70-75°C保溫2小時。反應結束後用鹼調PH值為7，過濾，烘乾，得本發明所述無塵微膠囊紅磷阻燃劑125千克。
[0020]實驗3，將三聚氰胺20千克、37%甲醛30千克，攪拌均勻，調pH值為8，升溫在70-80°C保溫60分鐘後降溫備用；將紅磷100千克分散於300千克水中，加明膠0.5千克，十二烷基苯磺酸鈉I千克，加有機包覆助劑間苯二酚雙二苯基磷酸酯6千克，攪拌均勻後加熱，在70-80°C保溫I小時。保溫結束後加入三聚氰胺甲醛樹脂，調pH值為4，升溫在70-75°C保溫3小時。反應結束後用鹼調pH值為7，過濾，烘乾，得本發明所述無塵微膠囊紅磷阻燃劑126千克。
[0021]本發明在生產步驟(3)中將三聚氰胺甲醛樹酯溶液加入紅磷漿料中反應，這需要在酸性環境下進行，所以加入鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸、乙酸、氯化銨、硫酸氫銨或磷酸氫銨，一般優選磷酸、乙酸或鹽酸，控制PH值為酸性；在反應結束後用鹼調pH值為7，所述的鹼為氫氧化鈉、氫氧化鉀、磷酸三鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氨水、三乙醇胺或乙二胺，一般優選碳酸鈉、氫氧化鈉。
【權利要求】
1.一種無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法，其特徵在於:包括如下生產步驟: 將紅磷粉末與水按照重量比1:2~20配置成漿料，再同時將紅磷粉末重量0.1~10%的分散劑、將紅磷粉末重量0.5~30%的有機包覆助劑與上述漿料攪拌混合反應，控制反應溫度為30~100° C，反應時間為0.5~4小時，從而得到紅磷漿料； 將紅磷粉末重量5~50%的三聚氰胺按照摩爾比1:1~6與甲醛混合反應，在pH值為8~9、反應溫度為70~90° C、反應時間0.5~I小時的條件下，得到三聚氰胺甲醛樹酯溶液； 將三聚氰胺甲醛樹酯溶液加入紅磷漿料中反應，控制反應溫度為60~100° C、反應時間為I~6小時、pH值為2~6，在反應結束後再將pH值調至7 ； 將步驟(3)最後所得漿料過濾、烘乾後得到無塵微膠囊紅磷阻燃劑； 所述分散劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、OP-10、聚乙烯醇或明膠中的一種或多種； 所述有機包覆助劑為鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異辛酯、鄰苯二甲酸二異癸酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸丁苄酯、對苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯、已二酸二異癸酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、癸二酸二異辛酯、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、磷酸三氯異丙基酯、間苯二酚雙二苯基磷酸酯、雙酚A雙二苯基磷酸酯、液體石蠟、礦物油、改性矽油、環氧大豆油、油酸或氯化石蠟中的一種或多種。
2.根據權利要求1所述的無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法，其特徵在於:所述紅磷粉末與水按照重量比1:3~5配置成漿料。
3.根據權利要求1所述的無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法，其特徵在於:所述分散劑的重量為紅磷粉末重量0.5~3%，有機包覆助劑的重量為紅磷粉末重量2~10%。
4.根據權利要求1所述的無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法，其特徵在於:所述步驟(I)的反應溫度為50~70° C，反應時間為I~2小時。
5.根據權利要求1所述的無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法，其特徵在於:所述三聚氰胺的重量為紅磷粉末重量10~20%，三聚氰胺按照摩爾比1:2~3與甲醛混合。
6.根據權利要求1所述的無塵微膠囊紅磷阻燃劑的製備方法，其特徵在於:所述步驟(3)的反應溫度為65~80° C、反應時間為2~4小時、反應pH值為3~5。
【文檔編號】C08K9/10GK103980542SQ201410237122
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】王萬慶 申請人:王萬慶