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一种阻燃微胶囊及其制备方法


技术摘要:
本发明提供了一种阻燃微胶囊及其制备方法,所述阻燃微胶囊包括:囊芯,所述囊芯为具有亲水性的阻燃材料;中间层,位于所述囊芯的外周部,所述中间层选自聚合物、无机物、有机物,以及有机无机杂化材料中的任意一种;外层,位于所述中间层的外周部,所述外层为表面包括  全部
背景技术:
高分子材料因其性能优异、价格低廉而被广泛地应用于国民经济中的各行各业。 但是由于大多数高分子材料属于易燃材料,而且在燃烧的过程中,具有热释放速率大、热值 高、火焰传播速率快、不易熄灭,还经常会产生浓烟和有毒气体等特点,对于人民的生命安 全和环境造成巨大的危害。 目前,通过使用阻燃材料,利用其在燃烧时能与聚合物起协同作用,形成高度膨胀 的致密炭层,实现阻燃作用,但是目前阻燃材料在使用过程中,大多的阻燃材料,例如聚磷 酸铵是一种无机材料,吸湿性大、易团聚、其与聚合物相容性及界面黏结性差、阻燃耐久性 差等缺点,即使可以通过对阻燃剂表面进行微胶囊改性以克服上述问题,但是现有的微胶 囊仍存在毒性大(使用甲醛等毒性物质)、使用传统乳化剂污染环境、壳层使用过多聚合物 导致阻燃效果降低等问题,限制了其应用。 因此,提供一种新的阻燃微胶囊及其制备方法,解决上述阻燃材料在使用过程中 存在问题,具有重要的应用价值。
技术实现要素:
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的之一在于提供一种阻燃微胶囊,在 于解决目前制备聚磷酸铵微胶囊的过程中存在包覆率低、环境污染、合成产物中往往存在 有毒物质等问题。 本发明的另一目的是提供一种阻燃微胶囊的制备方法。 本发明提供了一种阻燃微胶囊,所述阻燃微胶囊包括:囊芯,所述囊芯为具有亲水 性的阻燃材料;中间层,位于所述囊芯的外周部,所述中间层选自聚合物、无机物、有机物, 以及有机无机杂化材料中的任意一种;外层,位于所述中间层的外周部,所述外层为表面包 括亲水区和疏水区的杂化粒子,所述杂化粒子同时表现出亲水性和疏水性。 在本发明的一些实施例中,所述阻燃材料选自聚磷酸铵和/或磷酸。 在本发明的一些实施例中,所述中间层为由如下组分聚合得到的聚合物材料:10- 90重量%的第一单体;0.1-1重量%的第二单体,所述第二单体包括多官能团单体;0.1-0.2 重量%的引发剂;所述第一单体、所述第二单体和所述引发剂在疏水体系中自由基聚合得 到。 在本发明的一些实施例中,所述杂化粒子的表面包括多个官能团,所述多个官能 团选自羟基、巯丙基、甲基、丙基、氨丙基、环氧基、单氨基、二氨基、聚醚基、脂环式环氧基、 硫醇基、羧基、氢基、甲基丙烯酸基、苯酚基、烷氧基、酯基、烷基、氟烷基、二醇基、单烷基氨 基、二烷基氨基、芳氧基、酰氧基、烷基羰基、芳基、链烯基、取代和未取代的炔基、环烷基、醚 基、苯胺基、酰胺基、巯基、醛基、烯基、炔基、丙烯酸基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、氰基 4 CN 111589388 A 说 明 书 2/6 页 和异氰基基团中的组合。 在本发明的一些实施例中,所述杂化粒子的粒径为30-1000nm。 本发明还提供了一种阻燃微胶囊,所述阻燃微胶囊包括:囊芯,所述囊芯为聚磷酸 铵;中间层,位于所述囊芯的外周部,所述中间层选自聚合物、无机物,以及有机无机杂化材 料中的任意一种;外层,位于所述中间层的外周部,所述外层由以下组分形成的杂化粒子: 1-50重量%的正硅酸乙酯;1-50重量%的甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷;50-90重量%的 二氧化硅粒子。 本发明还提供了一种阻燃微胶囊的制备方法,所述方法包括以下步骤:提供一囊 芯,所述囊芯为具有亲水性的阻燃材料;中间层,形成于所述囊芯的外周部,所述中间层为 聚合物材料;外层,形成于所述中间层的外周部,所述外层为表面包括亲水区和疏水区的杂 化粒子,所述杂化粒子同时表现出亲水性和疏水性。 在本发明的一些实施例中,包括以下方法:提供一反应介质,所述反应介质包括第 一单体、第二单体、引发剂和杂化粒子;向所述反应介质内添加所述阻燃材料的水溶液,并 进行混合乳化,以形成一预乳液;聚合所述预乳液,以得到所述阻燃微胶囊。 在本发明的一些实施例中,所述反应介质选自白油、硅油、石蜡、矿物油中任意一 种的惰性油。 在本发明的一些实施例中,所述包含杂化粒子的反应介质的浓度为0.1wt .%- 20wt.%。 在本发明的一些实施例中,所述混合的速率为1000-3000rpm。 本发明提供了一种阻燃微胶囊,所述阻燃微胶囊利用表面具有亲水区和疏水区的 杂化粒子作为乳化剂,采用Pickering乳液聚合的技术手段制备阻燃微胶囊,得到无污染、 包覆效率高、阻燃性能高的聚磷酸铵微胶囊。此外,在所述阻燃微胶囊的制备过程中,还能 够避免使用如甲醛等毒性物质,同时制备过程简单,对制备环境要求低、制备周期短、而且 成本较低,具有较大经济效益。其他特征、益处和优势将通过本文详述的包括说明书和权利 要求在内的本公开而显而易见。 附图说明 图1根据本发明提供的阻燃微胶囊的一
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