[发明专利]磷酸锌、硼酸锌微胶囊化赤磷阻燃剂及其制备方法

说明书

磷酸锌、硼酸锌微胶囊化赤磷阻燃剂及其制备方法，是在赤磷颗粒表面包覆一层磷酸锌、硼酸锌阻燃剂，其制备方法包括以下步骤：（1）、磷酸与硼酸加热反应；（2）、步骤（1）得到的磷酸与硼酸的反应产物与含氧化锌的物质混合粉碎；（3）、将步骤（2）中得到的混合物与赤磷混合后放入高能磨中，在氮气保护下进行混合、粉碎；（4）、在搅拌混合下加热处理步骤（3）中得到的混合物粉末，使磷酸、硼酸反应产物与含氧化锌的物质反应，在赤磷颗粒表面形成一层磷酸锌、硼酸锌包覆层；（5）、在搅拌下冷却步骤（4）中的反应产物，即得到磷酸锌、硼酸锌微胶囊化赤磷阻燃剂产品。该工艺流程短，操作控制简单方便，制备工艺过程中无废水、废气产生。

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种磷酸锌、硼酸锌微胶囊化赤磷阻燃剂的环境友好型制备方法。

背景技术

随着日渐严格的防火安全标准和高分子聚合物材料产量快速增长和广泛应用，阻燃技术受到全球的关注，阻燃剂是为提升高分子材料难燃性、抑烟性和熔滴性的功能添加剂，可使含有阻燃剂的材料减少火灾危险，降低火灾发生率，阻燃剂已广泛应用于聚合物材料各个领域，阻燃剂市场也呈现出稳定增长的趋势。

赤磷是一种单质聚合物，在非卤系阻燃剂中，赤磷是一种有效环保的阻燃剂，具有在聚合物材料中添加量少，阻燃效率高、低烟、低毒、用途广泛等等优点，从而易于保持聚合物材料的加工性能和物理机械性能。另一方面普通赤磷会缓慢与空气中的水份发生反应生成磷的含氧酸和剧毒的磷化氢，其产生粉尘极易引起爆炸，贮存和运输过程中存在安全隐患，与聚合物材料相容性差等缺陷，使赤磷用作阻燃剂时应用领域和应用范围受到极大的限制。

对赤磷进行微胶囊化包覆是一种改善其缺陷，增加其稳定性和应用范围最有效、通用的手段，其原理是以赤磷颗粒为芯材，赤磷颗粒外部形成包覆层为壁材，把赤磷颗粒包裹起来，使赤磷与外界如水份、空气等处于隔离状态，从而达到赤磷稳定化之目的，同时可大大提高赤磷阻燃剂与聚合物材料之间混合加工性能。

在通常的赤磷微胶囊化处理方法中，赤磷首先分散于水相中进行湿法粉碎，在赤磷水相中悬浮液采用溶胶-凝胶法处理，使赤磷颗粒表面沉积一层凝胶后，将料桨过滤、洗涤、干燥得到成品。按沉积于赤磷颗粒表面壁材的不同，分为无机、有机、有机-无机或无机-有机等不同的微胶囊化方法，在这些方法中，一方面制备过程中产生大量含有机物或无机物废水需要处理，另一方面，在湿磨过程产生的少部份极细的赤磷颗粒，过滤、洗涤时极易产生穿滤而进入废水中，造成赤磷的损失，同时使废水处理更为困难。

季雄武等（硼酸锌与红磷母粒协同阻燃HIPS的研究. 塑料工业，2013，41（11）.104-107）研究赤磷与硼酸锌对高抗冲击聚苯乙烯的协同阻燃性能，经燃烧测试结果表明，二者的复合表现出良好的协同效应，有效降低材料热释放速率和烟释放速率，复合阻燃剂相互作用促进成炭性能的提高。

Sweety Monga等(Effect of Ammonium polyphosphate in Combination withzinc phosphate and zinc borate On thermal Degradation and Flame retardant ofpolyamide 6/clay nanocomposites. Asian Journal of research in chemistry. 2015Volume 8. Issuel.39-45)采用熔融共混法制备了含聚磷酸铵、磷酸锌和硼酸锌阻燃添加的PA6/粘土纳米复合材料，并经一系列的试验评定了复合材料的热稳定性和阻燃性，试验结果表明：磷酸锌和硼酸锌使复合材料的阻燃性热稳定性大大提高。