[发明专利]一种氢氧化镁微胶囊及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及阻燃材料技术领域，提供了一种氢氧化镁微胶囊及其制备方法和应用。本发明通过超细化处理和表面改性剂对氢氧化镁粉体进行机械‑化学一体化改性，能提高氢氧化镁与高分子材料间的界面接触面积，提高阻燃性能；并且，本发明采用4,4'‑二苯基甲烷二异氰酸酯和三聚氰胺作为囊材对氢氧化镁进行包覆，将氢氧化镁与外界环境隔离开来，起到保护芯材、降低吸湿性等作用，还能延长和控制氢氧化镁芯材的释放，进而提高氢氧化镁芯材的稳定性，同时明显改善氢氧化镁与高分子材料的相容性和分散性，降低因氢氧化镁阻燃剂与高分子材料不相容而引起的性能恶化。

技术领域

本发明涉及阻燃材料技术领域，尤其涉及一种氢氧化镁微胶囊及其制备方法和应用。

背景技术

氢氧化镁是一种高效、抑烟、无毒的阻燃剂，它在热稳定性、阻燃能力和抑烟效果上都表现比较优异，并且不产生腐蚀性和有毒气体，对加工设备无损害、材料来源广泛、成本低廉，广泛应用于各种高分子的阻燃。

尽管氢氧化镁作为阻燃剂有诸多优点，但同样存在严重不足。氢氧化镁的主要阻燃机理为通过受热分解吸收大量热量以降低高分子复合材料的温度达到阻燃效果。因此，当氢氧化镁阻燃剂添加量较少时，气热分解所吸收的热量十分有限，不能很好地抑制高分子基体的燃烧。只有当添加量达到一定程度时(有时高达60wt％)，才能有良好的阻燃效果。由于大的添加量和氢氧化镁晶粒的表面能高，使得氢氧化镁粒子容易出现团聚现象，与高分子基体的相容性差，导致复合材料加工成型难度大，力学性能不佳。同时氢氧化镁的亲水性强，与大多数高分子聚合物材料相容性差，界面结合弱，其复合后阻燃效率不高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种氢氧化镁微胶囊及其制备方法和应用，本发明提供的氢氧化镁微胶囊在高分子聚合物中相容性好，阻燃效果佳，添加到高分子基材中，所得制品具有良好的力学性能和优异的阻燃性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种氢氧化镁微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

将氢氧化镁粗粉、预分散剂水溶液和表面改性剂混合进行超细化研磨，将研磨后的粉料进行气流分级，得到氢氧化镁改性细粉；所述氢氧化镁粗粉的D₉₇粒径为40～50μm；所述氢氧化镁改性细粉的D₉₇粒径为1.5～2μm；

将所述氢氧化镁改性细粉、聚乙二醇、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和三聚氰胺混合进行包覆反应，得到氢氧化镁微胶囊。

优选的，所述氢氧化镁粗粉的制备方法包括：将水镁石原矿依次进行粗破、干法研磨和过筛，得到氢氧化镁粗粉；

所述水镁石原矿中氧化镁的含量≥45wt％；所述过筛用筛网的目数为300目，所得筛下物为所述氢氧化镁粗粉。

优选的，所述预分散剂为聚丙烯酸钠和六偏磷酸钠中的一种或多种；所述预分散剂的质量为所述氢氧化镁粗粉质量的0.8～1.2％；所述预分散剂水溶液中水的质量为所述氢氧化镁粗粉质量的6～12％；

所述表面改性剂为有机羧酸盐和硅烷偶联剂中的一种或多种；所述表面改性剂的质量为所述氢氧化镁粗粉质量的0.6％～1.2％。

优选的，所述有机羧酸盐为苯甲酸钠和二苯基乙酸钠中的一种或两种；所述硅烷偶联剂为KH550和KH560中的一种或两种。

优选的，所述超细化研磨的方式为球磨；所述球磨的转速为40～60rpm，温度为60～110℃，时间为90～120min；

所述气流分级包括依次进行的一级气流分级和二级气流分级，所述一级气流分级的频率为25～35Hz，所述二级气流分级的频率为50～60Hz。

优选的，所述将氢氧化镁改性细粉、聚乙二醇、4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯和三聚氰胺混合的方法包括：