[发明专利]一种阻燃微胶囊及其制备方法、应用

说明书

本发明提供了一种阻燃微胶囊，包括外层囊壁、内层囊壁和包裹在内层囊壁中的囊芯；所述外层囊壁的熔融温度低于内层囊壁的熔融温度。本发明设计的双重包覆自修复阻燃微胶囊，具有稳定结构的双层囊壁和阻燃囊芯，可以实现着火前自修复和着火后阻燃效果，具有自修复和阻燃的双重功效，当基体材料温度升高未达到内层囊壁熔融温度就被及时阻止，外层囊壁发生熔融，对基体进行修复，内层囊壁未破裂，阻燃剂不会释放，对基体材料不会产生不利影响。而内层囊壁采用熔融温度较高的高分子材料，当环境、基体温度升高时外层囊壁首先熔融破裂，温度持续升高时内层囊壁熔融破裂，阻燃剂释放。同时制备工艺简单，条件温和，在阻燃材料领域具有广泛的使用价值。

技术领域

本发明属于阻燃微胶囊技术领域，涉及一种阻燃微胶囊及其制备方法、应用，尤其涉及一种双重包覆自修复阻燃微胶囊及其制备方法、应用。

背景技术

阻燃剂是赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，主要是针对高分子材料的阻燃设计的。阻燃剂有多种类型，目前被广泛研究和使用的阻燃剂大致分为无机和有机两大类，然而无论是无机阻燃剂还是有机阻燃剂，在使用过程中由于其自身的物理化学性质，例如吸水失效、有毒、有腐蚀性、稳定性不良以及与聚合物相容性等诸多问题影响了阻燃效果的长久性，同时也限制了其广泛使用.而且通常阻燃剂都存在在基体中的相容性较差的问题，在塑料、橡胶制品中容易析出或者与基体其他助剂反应，对基体材料的其他性能造成影响。如在锂离子电池中，电池发生热失控的时候，容易发生着火、爆炸等危险，所以常常需要加入阻燃剂，但是大多数阻燃剂的加入往往会损害电池的电化学性能。所以阻燃剂与基体材料的有效分离既可以保证基体材料的性能不受损害，而且阻燃性能也能够有效发挥。为解决所存在的问题，采用超细化、表面处理等技术对阻燃剂进行改性，并且最大限度保持阻燃剂的原有特性，是目前阻燃剂研究领域的热点.经过多年的研究与探索，研究人员发现微胶囊技术是一种行之有效的方法。微胶囊技术20世纪50年代由美国NCR公司发明，能着高分子科学的进步，各种聚合技术应运而生，极大地椎动了微胶囊技术的快速发展.目前，该技术已经广泛运用于医药、纺织品、塑料以及日用化妆品生产中。微胶囊技术是一种通过成膜物质将囊内空间与外空间隔开，具有特定几何结构的微型容器，其直径一般为1～1000μm。微胶囊的最大优点在于囊壳(囊壁)可以起屏蔽作用，使得囊芯材料的性质不受外界环搅和介质的影响，并且可根据需要要控制释放。一般使用微胶囊可以实现对阻燃材料的包覆。采用高分子材料，如用聚乙烯、环氧树脂、聚酰胺、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂等作为微胶囊囊壁材料，利用界面聚合制备微胶囊、原位聚合微胶囊化技术可将无机和有机等阻燃材料包覆起来。虽然现有技术中已经公开了一些阻燃微胶囊结构，但是依然难以实现阻燃剂的完全包覆，很难有效的阻隔阻燃剂和基体材料；而且还存在应用上的局限性，当温度升高后一次失效，即使材料未达到着火点，由于阻燃剂的释放使得材料亦无法使用。

因此，如何找到一种更为适宜的阻燃微胶囊，解决现有的微胶囊存在的上述问题，更好深化其应用深度，拓宽其应用范围，已成为诸多一线研究人员和科研型企业亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种阻燃微胶囊及其制备方法、应用，特别是一种双重包覆自修复阻燃微胶囊及其制备方法，本发明设计的双重阻燃微胶囊，具有稳定结构的双层囊壁和阻燃囊芯，有效的解决阻燃剂与基体材料直接接触相容性差、副作用大的问题，更解决了单层包覆率低的问题，而且具有自修复和阻燃的双重功效，同时制备工艺简单，成本较低，在阻燃材料领域具有广泛的实际使用价值。

本发明提供一种阻燃微胶囊，包括外层囊壁、内层囊壁和包裹在内层囊壁中的囊芯；

所述外层囊壁的熔融温度低于内层囊壁的熔融温度。

优选的，所述外层囊壁的熔融温度为90～130℃；

所述内层囊壁的熔融温度为大于130℃且小于等于200℃；

所述囊芯为阻燃剂；

所述外层囊壁与所述囊芯的质量比为1:(0.1～2)；