微膠囊化聚磷酸胺阻燃劑及其製備方法
2023-05-19 03:44:36
專利名稱：微膠囊化聚磷酸胺阻燃劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種微膠囊化聚磷酸胺阻燃劑及其製備方法，其為一種微膠囊化的阻燃粉體材料，能夠滿足紡織品阻燃整理應用的質量要求。
背景技術：
阻燃紡織品是一種常用的功能性紡織品，而紡織品阻燃塗層是一種常見的紡織品阻燃整理技術，這一整理技術實質上就是用粘合劑將阻燃劑成分粘附於紡織品表面，從而實現紡織品的整體阻燃效果。隨著人們對阻燃紡織品的要求越來越高，傳統的紡織品阻燃塗層大量使用含滷阻燃劑，而含滷阻燃劑在高溫環境下會分解出大量有毒有害煙氣，其應用越來越受限制。聚磷酸胺又稱多聚磷酸銨或縮聚磷酸胺(簡稱APP)，是一種無毒無味，不產生腐蝕氣體，熱穩定性高的優良非滷阻燃劑。特別是聚合度大於1000的帶支鏈的結晶相II聚磷酸胺(APP II),因其含磷量大，含氮量高，磷氮體系產生協同效應，具有阻燃性好，相對密度小，分散性好，化學穩定性高，消煙，毒性低的特點。但作為一種無機粉體材料其應用缺陷也很明顯，特別是在紡織品阻燃的應用中，聚磷酸胺具有較強的吸溼性，會導致織物的阻燃塗層含水量增加，造成織物重量增加，表面溼粘，進而降低阻燃織物的強力和其它應用性能。為了降低聚磷酸胺的吸溼性，普遍採用的方法是對聚磷酸胺微膠囊化，包括三聚氰胺微膠囊化、異氰酸酯微膠囊化、矽油微膠囊化、三聚氰胺甲醛微膠囊化等多種微膠囊化技術，但這些微膠囊化聚磷酸胺的溶解度(g/100mlH20, 25°C )指標還是偏高，一般只能應用於木材、塑料等方面的阻燃，還無法滿足紡織品阻燃整理的要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種微膠囊化聚磷酸胺阻燃劑及其製備方法，可應用於紡織品阻燃塗層，並具有易分散、相容性好、穩定性高、吸溼性低、阻燃性能高的特點。本發明微膠囊化聚磷酸胺阻燃劑製備方法:
原料重量配比:
結晶相II聚磷酸胺(APP II) 100-102,三聚氰胺4-4.5，二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)11-11.5，三苯基甲烷三異氰酸酯0.4-0.5，二環己基碳二亞胺5-5.5，三羥甲基乙烷
0.5-0.8，丙酮 120-125，甲苯 27-29 ；
製備方法:
(1)將三聚氰胺和結晶相II聚磷酸胺(APPII)加入球磨機中，加熱至240-250°C，研磨80-100分鐘，然後降溫至40-45°C ;使々 ？ II表面包覆上一層三聚氰胺的膜，
(2)將包覆了三聚氰胺膜的APPII和丙酮加入到混合釜中進行攪拌混合；
(3)將上述混合物料用均質乳化機進行均質乳化，形成粒徑10-15μ m的懸浮液；
(4) 將上述均化後的懸浮液放入反應釜中，然後在攪拌下依次加入甲苯、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、三苯基甲烷三異氰酸酯、三羥甲基乙烷；(5)加熱體系至產生回流，然後在攪拌下加入二環己基碳二亞胺，繼續保持回流反應80-100分鐘，然後降溫至45-50°C，攪拌反應3-3.5小時，之後冷卻至30_35°C，過濾、乾燥，得微膠囊化聚磷酸胺阻燃劑產品。廣品的性能指標:
外觀:白色粉末
溶解度(g/100mlH20，25°C)..( 0.05%
平均粒徑(μ m):<18
熱分解溫度(°C):≥295
本發明選擇先使用三聚氰胺對聚磷酸胺進行輕微包覆後，再用異氰酸酯作為囊材材料全麵包覆的雙層包覆工藝，能夠提高產品包覆率，極大的降低包覆產品的吸溼性。而APP在高溫下分解產生的磷酸還有助於聚氨酯成炭，炭層在APP分解出的氨氣作用下膨脹於塗層表面，可以達到絕熱阻燃的作用。並且三聚氰胺在高溫條件下能夠產生惰性氣體，稀釋氧氣濃度和其它聚合物分解產生的可燃氣體，可作為阻燃膨脹體系的氣源來使用，進一步增強阻燃效果。同時紡織品阻燃塗層基本都是使用水性或溶劑型聚氨酯作為基礎膠，使用聚氨酯作為囊材材料對聚磷酸胺進行包覆，在添加復配時與基礎膠的相容性會更好，更容易分散。
具體實施例方式實施例1:
原料配比:結晶相II聚磷酸胺(APP 11)100克，三聚氰胺4克，二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI) 11.1克，三苯基甲烷三異氰酸酯0.42克，二環己基碳二亞胺5.2克，三羥甲基乙烷
0.55克，丙酮121克，甲苯27.4克。工藝方法:
(1)將三聚氰胺和結晶相II聚磷酸胺(APPII)加入球磨機中，加熱至240-250°C，研磨80-100分鐘，然後降溫至40-45°C ;使々 ？ II表面包覆上一層三聚氰胺的膜；
(2)將包覆了三聚氰胺膜的APPII和丙酮加入到混合釜中進行攪拌混合；
(3)將上述混合物料用均質乳化機進行進行均質乳化，形成粒徑10-15μ m的懸浮液；
(4)將上述均化後的懸浮液放入反應釜中，然後在攪拌下依次加入甲苯、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、三苯基甲烷三異氰酸酯、三羥甲基乙烷；
(5)加熱體系至產生回流，然後在攪拌下加入二環己基碳二亞胺，繼續保持回流反應80-100分鐘，然後降溫至45-50°C，攪拌反應3-3.5小時，之後冷卻至30_35°C，過濾、乾燥，得微膠囊化聚磷酸胺阻燃劑產品。實施例2:
原料配比:結晶相II聚磷酸胺(APP IDlOl克，三聚氰胺4.4克，二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI )11.4克，三苯基甲烷三異氰酸酯0.43克，二環己基碳二亞胺5.4克，三羥甲基乙烷
0.7克，丙酮124克，甲苯28.6克；工藝方法同實施例1。實施例3
原料配比:結晶相II聚磷酸胺(APP II) 101.8克，三聚氰胺4.3克，二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI )11.2克，三苯基甲烷三異氰酸酯0.48克，二環己基碳二亞胺5.1克，三羥甲基乙烷0.75克，丙酮123克，甲苯28克；工藝方法同實施例1 實施例4
原料配比:結晶相II聚磷酸胺(APP 11)100.3克，三聚氰胺4克，二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)Il.3克，三苯基甲烷三異氰酸酯0.42克，二環己基碳二亞胺5.2克，三羥甲基乙烷
0.55克，丙酮120克，甲苯27.3克；工藝方法同實施例1。所得產品與市售常規產品各項性能指標列表:
權利要求
1.微膠囊化聚磷酸胺阻燃劑製備方法，其特徵是 原料重量配比 結晶相II聚磷酸胺100-102，三聚氰胺4-4. 5，二苯基甲烷二異氰酸酯11-11. 5，三苯基甲烷三異氰酸酯O. 4-0. 5，二環己基碳二亞胺5-5. 5，三羥甲基乙烷O. 5-0. 8，丙酮120-125，甲苯27-29 ； 製備方法 (1)將三聚氰胺和結晶相II聚磷酸胺加入球磨機中，加熱至240-250°C，研磨80-100分鐘，然後降溫至40-45 °C ;使結晶相II聚磷酸胺表面包覆上一層三聚氰胺的膜， (2)將包覆了三聚氰胺膜的結晶相II聚磷酸胺和丙酮加入到混合釜中進行攪拌混合； (3)將上述混合物料用均質乳化機進行均質乳化，形成粒徑10-15μ m的懸浮液； (4)將上述均化後的懸浮液放入反應釜中，然後在攪拌下依次加入甲苯、二苯基甲烷二異氰酸酯、三苯基甲烷三異氰酸酯、三羥甲基乙烷； (5)加熱體系至產生回流，然後在攪拌下加入二環己基碳二亞胺，繼續保持回流反應80-100分鐘，然後降溫至45-50°C，攪拌反應3-3. 5小時，之後冷卻至30_35°C，過濾、乾燥，得微膠囊化聚磷酸胺阻燃劑產品。
2.權利要求I方法得到的微膠囊化聚磷酸胺阻燃劑。
全文摘要
本發明微膠囊化聚磷酸胺阻燃劑及其製備方法，原料重量配比結晶相Ⅱ聚磷酸胺(APPⅡ)100-102，三聚氰胺4-4.5，二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)11-11.5，三苯基甲烷三異氰酸酯0.4-0.5，二環己基碳二亞胺5-5.5，三羥甲基乙烷0.5-0.8，丙酮120-125，甲苯27-29；經雙層包覆工藝過程製得。具有易分散、相容性好、穩定性高、吸溼性低、阻燃性能高的特點。
文檔編號B01J13/02GK103252200SQ20131016035
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月4日 優先權日2013年5月4日
發明者高凱, 孫繼昌, 李秀穎, 王冠中, 仇凱 申請人:遼寧恆星精細化工有限公司