[发明专利]一种超支化三嗪成炭剂微胶囊化阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃剂领域，特别是涉及一种超支化三嗪成炭剂为囊材，以阻燃剂为芯材的采用原位聚合包覆的无卤阻燃剂及其制备方法。

背景技术

阻燃剂是能够使聚合物以及相关材料不易着火燃烧或能够减慢燃烧速度的一种助剂。从是否含卤可以将阻燃剂划分为含卤阻燃剂和无卤阻燃剂，其中含卤阻燃剂在燃烧过程中会产生较多的烟雾和有毒的腐蚀性气体，对环境产生污染，为此欧盟2003年公布了《报废电子电气设备指令》(简称《WEEE》)和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》(简称《RolS》)两个指令求电子产品实现无重金属、无卤阻燃化、无溶剂化。鉴于含卤阻燃剂的严重弊端，无卤阻燃剂成为未来阻燃剂的重要发展方向之一。

无卤阻燃剂主要划分为金属氢氧化物阻燃剂和氮磷复配型阻燃剂。其中氮磷复配型阻燃剂不含卤素，该类阻燃剂在受热时发泡膨胀，燃烧过程中形成多孔的膨胀炭层，能够起到隔热隔氧的作用；但是氮磷复配型阻燃剂存在相容性差、耐水性差、耐久性差、容易迁移等缺点。金属氢氧化物阻燃剂来源丰富，价格便宜，燃烧过程中通过分解吸收热量，同时分解生成的水蒸汽对可燃性气体起到稀释作用,其优点在于燃烧时不产生有毒气体，具有阻燃和抑烟的双重效果。正是由于如此众多的优点，金属氢氧化物阻燃剂广泛应用于塑料、橡胶、弹性体等材料之中。然而金属氢氧化物由于极性大，与高分子材料不相容，在使用过程中添加量大，这就会降低恶化材料的物理性能。如何解决此类无卤阻燃剂的分散性问题是当今阻燃研究的一个难题。

微胶囊技术(micro encapsulation)是指用天然或合成高分子材料将固体或液体成份包裹成直径为微米级的胶囊，自50年代由美国NCR公司开发研制成功后逐渐发展到阻燃剂领域，通过对阻燃剂进行微胶囊化处理使其在发挥阻燃作用的同时，提高阻燃剂的耐水性与相容性，抑制阻燃剂在加工过程中发生的不良反应。例如德国专利DE2,949,537、DE3,005,253及DE3,316,880公开了以苯酚-甲醛或蜜胺-甲醛树脂为囊材对聚磷酸铵进行包覆的方法，制备出的微胶囊阻燃剂具有良好的抗水解、抗吸潮性。中国专利申请号200910145092.1报道了使用微胶囊化阻燃剂阻燃防火涂料，使得防火涂料具有良好的耐老化性和耐水性。

寻找新的具有更多功能化作用的囊材是微胶囊化阻燃剂的一个重点发展方向。研究发现，三嗪衍生物是一大类富含叔氮结构的化合物,它不但具有良好的成炭效果和耐水性，而且集炭源和气源一体。近年来，一些三嗪衍生物合成及应用的文章和专利不断公开发表，申请号为200910099717.5的中国专利《含芳香族链结构的三嗪成炭剂及其制备方法》(授权公开号为CN101586033A)，该专利描述了一种含芳香族链结构的三嗪成炭剂及其制备方法，申请号201010165863.6的中国专利《具有磷酸酯结构的长链三嗪系大分子阻燃剂及其方法》(申请公开号为CN 102234516A)，该专利描述了一种含具有磷酸酯结构的长链三嗪系大分子阻燃剂及其方法，所得的膨胀性阻燃剂热稳定好，高温下成炭率高，膨胀性能显著。如将该类大分子三嗪系成炭剂用于包覆无卤阻燃剂，必将降低阻燃剂的表面极性，提高其分散性能。虽然三嗪成炭剂具有如此多的优点，但是但是至今未见使用三嗪成炭剂包覆阻燃剂，用于降低阻燃剂的表面极性，增加阻燃剂与阻燃材料的表面相容性，提高阻燃剂的的阻燃效率、分散性和提高阻燃制品的综合物性。

发明内容

本发明为解决上述现有技术所存在的不足之处，提出一种使用热稳定性好、成炭率高的三嗪超支化大分子成炭剂作为囊材，将阻燃剂进行微胶囊化包覆起来的超支化三嗪成炭剂微胶囊化阻燃剂及其制备方法，以解决现有阻燃剂极性大，在阻燃材料中分散性能差，恶化阻燃材料的综合物性等难题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明超支化三嗪成炭剂微胶囊化阻燃剂，其特点在于：所述微胶囊化阻燃剂是以三聚氯氰、二胺、分散三聚氯氰的溶剂、溶解二胺的溶剂、阻燃剂、表面活性剂和缚酸剂为原料，以分散后的三聚氯氰与溶解后的二胺在缚酸剂和表面活性剂的作用下所得到的超支化三嗪成炭剂作为包覆层，以阻燃剂作为核的微胶囊化阻燃剂。

本发明超支化三嗪成炭剂微胶囊化阻燃剂，其特点也在于：

所述微胶囊化阻燃剂各原料按质量份的配比为：三聚氯氰2～10质量份；分散三聚氯氰的溶剂10-100质量份、溶解二胺的溶剂150-580质量份；阻燃剂100质量份；表面活性剂0.1～10质量份；所述二胺与所述三聚氯氰的摩尔比为2:1-3:1；所述缚酸剂与三聚氯氰的摩尔比为3:1-4:1。