[发明专利]一种高分子材料用阻燃微囊及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高分子材料用阻燃微囊及其制备方法，属于阻燃剂技术领域。本发明研制的产品包括芯材、囊材和二氧化硅纤维短纤，且二氧化硅纤维短纤超出囊材表面。在制备产品时，先将纳米红磷加入聚硅氧烷和无水乙醇中，并加入水和催化剂，搅拌后，静置凝胶化，再经老化后，喷雾干燥，得芯材；再将芯材、蜜胺‑甲醛树脂、水、二氧化硅纤维短纤、甲醇混合搅拌反应，即得产品高分子材料用阻燃微囊。本发明所得产品可与基体高分子材料直接形成牢固的物理结合，且在产品受热时，有利于阻燃组分的快速溢出，达到快速阻燃的效果。

技术领域

本发明涉及阻燃剂技术领域，具体是一种高分子材料用阻燃微囊及其制备方法。

背景技术

在目前高分子材料使用的阻燃剂中，无论是有机阻燃剂还是无机阻燃剂，在发挥阻燃作用的同时，却不同程度的存在一些弊端。例如，传统的卤素、有机磷系阻燃剂在燃烧时散发出大量烟雾和有毒气体，有的阻燃剂挥发性大，耐热性差，或存在着迁移性，在与聚合物相容性及稳定性不良等诸多问题，从而限制了它的应用。针对这些问题，阻燃剂研究人员进行了阻燃剂的改性处理研究，采用超细化、表面处理等技术以克服所存在的问题，经过多年的研究与探索，人们发现微囊技术不失为一种行之有效的方法。

液态阻燃剂经过微胶囊化处理后变成固态阻燃剂，可以直接与聚合物材料共混加工；且可以根据所需阻燃剂的种类及性能来选择合适的囊剂，使得经微囊化后的阻燃剂加入后与聚合物材料的相容性提高，高温加工稳定性改善从而减少或消除阻燃剂对高分子产品物理、机械性能的不良影响；另外，通过微胶囊的处理，可以减少液体阻燃剂在聚合物材料内部由于迁移或液体挥发而导致聚合物材料中阻燃剂的流失。

然而，由于囊材的引入，不仅仅会干扰芯材(阻燃剂阻燃性能的发挥)，因为同等质量的添加量，微囊结构的阻燃剂中阻燃成分更少；另外，囊材与芯材，以及囊材于高分子树脂基体之间的界面相容性也有待提升，界面相容性的不佳，不仅仅会影响到微囊材料在高分子基体中的分散，同时也会对产品机械性能造成不良影响；因此，如何妥善解决囊材引入后出现的上述技术问题，是本领域技术人员攻克的方向之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高分子材料用阻燃微囊及其制备方法，以解决现有技术中的微囊阻燃剂引入高分子基体中后，会影响高分子材料机械性能，同时在受热时，阻燃剂难以有效溢出，无法第一时间发挥阻燃效果的弊端。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高分子材料用阻燃微囊，包括芯材、囊材和二氧化硅纤维短纤；

所述芯材为纳米红磷凝胶；

所述囊材为蜜胺-甲醛树脂。

本发明技术方案通过引入纳米红磷凝胶作为芯材内核，蜜胺甲醛树脂作为囊材，并在芯材和囊材中引入二氧化硅纤维短纤，在产品加工过程中，纳米红磷凝胶结构可有效缓冲加工热量对红磷稳定性的影响，且纳米凝胶结构表面物理结构可与蜜胺甲醛树脂之间形成纳米级的物理铆定，从而提升无机的芯材和有机的囊材之间的界面相容性，另外，在产品遭受火灾受热时，得益于二氧化硅纤维短纤的热传导作用，可有效将外部大量的热量传导到芯材内部，从而使芯材内部的纳米红磷凝胶快速起到阻燃作用。

进一步的，所述二氧化硅纤维短纤贯穿所述芯材和所述囊材。

本发明技术方案通过使二氧化硅纤维短纤贯穿芯材和囊材，贯穿后，起到强化热传导的作用，且可在囊材和芯材之间起到良好的物理桥接作用，避免两者在自身产品加工，以及高分子材料共混加工过程中囊材和芯材发生相分离。

进一步的，所述二氧化硅纤维短纤超出囊材表面。