[发明专利]一种阻燃型乳液及其制备方法与应用

说明书

本发明属于阻燃材料领域，公开了一种阻燃型乳液及其制备方法与应用。所述的一种阻燃型乳液的制备方法分为两步：首先，制备二维网状结构的阻燃型纳米粒子；然后，将阻燃型纳米粒子组装在油包水型乳液微球表面，制成阻燃型乳液。所述一种阻燃型乳液不仅相容性好，可以实现阻燃性粒子在纳米尺寸下的组装设计，而且可以赋予材料阻燃性的应用，可应用于各类阻燃型材料的制备，如阻燃纸、阻燃膜和阻燃纤维等阻燃型材料。

技术领域

本发明属于阻燃材料领域，具体涉及一种阻燃型乳液及其制备方法与应用。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，人们对先进的功能型材料越来越重视。功能型材料制备的主要途径有物理法、化学法、表面加工法和复合法四种。传统的阻燃材料加工方法无法大量地在材料表面和内部负载阻燃性结构或基团，因此导致阻燃性结构比例低。因此，如何解决多重材料的相容性及阻燃性设计的问题成了阻燃材料制备的瓶颈问题。

国外对阻燃性材料的研究早于国内，最早的阻燃剂是含氮、磷、硫、卤素的化合物，随着人们对环保和健康因素的关注程度加深，有毒的阻燃剂逐渐被环保型阻燃剂替代，目前多为氮、磷、硅元素的阻燃剂。阻燃粘胶纤维的生产方法主要有后处理阻燃改性、接枝共聚阻燃改性、共混阻燃改性和阻燃整理四种。阻燃剂的纳米化可降低阻燃剂的添加量，减少阻燃剂的加入对粘胶纤维基本物理机械性能的影响，并能够减少有机阻燃剂带来的环境问题。。

申请号为2013103607613的中国专利申请公布了一种氢氧化镁包覆微球阻燃剂得的制备方法，该方法将氢氧化镁包覆以葡萄糖为原料的碳微球制成阻燃剂，但步骤较多，过程繁琐。申请号为2017103519432的中国专利申请公开了一种纳米复合微球阻燃剂的制备及其在塑料中的应用，利用纳米氧化镁、氢氧化铝和硅藻土在碱性条件下在超临界反应釜中反应后再经高温处理得到的纳米复合材料，该方法制备工艺复杂、对设备要求较高，不利于工业化生产。申请号为2013100456931的中国专利申请公布了一种核壳型纳米聚合物微球阻燃剂、制备方法和应用，是通过乳液聚合的方法，将含磷和氮元素的单体与常见的含双键的可聚合单体共聚得到纳米级的聚合物微球，虽然实现为了小分子阻燃剂的高分子量化，增加了阻燃剂和高分子基体的相容性，但是反应中使用大量的有机试剂，合成反应过程复杂。申请号为2016109895730的中国专利申请公布了一种水性阻燃乳液，该法将相关有机试剂、水、表面活性剂和引发剂等混合反应制备水性阻燃乳液，该方法使用化学药品繁多，后期废液处理存在困难。

迄今为止，以微乳液为模板制备功能性材料已经成为研究的热点，但是，利用组装技术控制纳米粒子在乳液界面的排列，二维材料包覆乳液微球，制备阻燃乳液尚未报道。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种阻燃型乳液。

本发明的另一目的在于提供上述阻燃型乳液的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述阻燃型乳液的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种阻燃型乳液，是一种表面包覆有二维网状结构的纳米羟基磷灰石的聚苯乙烯油包水型微球组成的乳液。

一种阻燃型乳液的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备二维网状结构的阻燃型纳米粒子：将磷酸氢二钠、氯化钙和水在一定条件下反应后洗涤至中性，制备具有二维网状结构的纳米羟基磷灰石材料；

(2)制成阻燃型乳液：先将苯乙烯和引发剂在水中混合制备聚苯乙烯油包水型乳液，然后将步骤(1)中制备的纳米羟基磷灰石材料组装在油包水型乳液微球表面，制成阻燃性的乳液即所述阻燃型乳液。

优选的，步骤(1)中所述磷酸氢二钠、氯化钙和水的质量比例为1:(1-10):(1-500)。