一种白度化微胶囊红磷阻燃剂的制备方法

本发明涉及阻燃剂改性制备，具体涉及一种白度化微胶囊红磷阻燃剂的制备方法。

背景技术：

1、红磷(rp)是一种优良的阻燃剂，具有高效、抑烟、低毒的阻燃效果。相对其他无卤阻燃剂而言，红磷阻燃剂在少量添加的情况下就可获得高效阻燃的效果，因此其对高分子材料的机械性能的影响较小。但红磷本身也存在很多缺点，如在空气中易吸潮，易氧化，粉尘易爆炸，大量储存时因内部高热易自燃而酿成重大事故。红磷作为阻燃剂只有经过表面处理后才有实际应用价值，而红磷的表面改性方法中以微型胶囊包覆最常用。现有技术常用金属氢氧化物如氢氧化铝、氢氧化镁等进行包覆红磷，比如桑洁的《微胶囊红磷阻燃剂的制备工艺研究》中，公开了一种al(oh)3包覆红磷的制备方法，以及熊联明的《微胶囊红磷阻燃剂的制备、应用及阻燃抑烟机理研究》中，公开了一种mg(oh)2包覆红磷的制备方法以及双层包覆对于红磷白度化具有协同作用。虽然现有技术对红磷的微胶囊包覆具有一定的效果，比如能改善其稳定性、吸湿性或抗氧化性，但当前仍然存在一些问题，如未能拥有较好的阻燃性能、包覆后红磷白度提升不明显等。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种制备简单、吸湿率低、抗氧化性强、高效环保且白度化高的二氧化钛纳米壁材包覆的微胶囊红磷阻燃剂。为实现该技术目的，本发明具体采用下述技术方案：

2、本发明的一种白度化微胶囊红磷阻燃剂的制备方法其反应原理是：

3、ti(oc4h9)4+4h2o→tio2↓+4c4h9oh

4、ti{och(ch3)2}4+2h2o→tio2↓+4(ch3)2choh

5、具体的，本发明白度化微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，可包括如下步骤：

6、(1)制备rp乳液：将rp在100～150℃烘箱中干燥并过200目筛后，与去离子水、乳化剂混合，恒温乳化后得到rp乳液；

7、(2)微胶囊包覆：用10～12wt％hcl溶液调节rp乳液ph值至2.0～3.0，再将囊材原料与无水乙醇混合后以一定速度匀速滴加到rp乳液中，充分搅拌后获得微胶囊红磷悬浮液；

8、(3)制备微胶囊粉末：对步骤(2)得到的微胶囊红磷悬浮液进行抽滤、洗涤，并在100～150℃下恒温干燥、研磨，获得微胶囊红磷粉末。

9、作为优选，在步骤(1)中：水为去离子水或蒸馏水，囊材原料为钛酸四丁酯或异丙醇钛，乳化剂为十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚(op-10)中的至少一种；

10、优选的，步骤(1)中：rp与水的质量比为1:20～25，乳化剂质量为rp质量的0.1～1％；

11、作为优选，步骤(1)乳化时的乳化机转速为600r/min～1600r/min，乳化时间为0.5～1h，反应温度为60～75℃。

12、作为优选，在步骤(2)中：rp与囊材原料固液比为1:3～6g/ml；囊材原料与无水乙醇体积比为1:2；反应时间为2h，反应温度为60～75℃。滴加到rp乳液中的滴加速度以14～18ml/min为佳。滴加速度过快包覆不均一，滴加速度太慢不能形成致密包覆层。

13、与现有技术相比本发明的有益效果在于：

14、(1)不同于传统的将囊材原料与红磷混合之后再通过调节ph以实现包覆的过程，本发明采用先制备红磷乳液，然后向其中滴加囊材原料钛酸四丁酯或异丙醇钛使原位水解生成纳米二氧化钛并实现单层包覆红磷，包覆更均一致密；

15、(2)本发明使用的二氧化钛壁材具有良好的遮光性，并且在燃烧时会吸热，与火焰中的自由基反应生成氧化物、氢氧化物等不活性的灭火物质，比传统的氢氧化镁、氢氧化铝等包覆的微胶囊红磷的白度和阻燃效果均有提升；

16、(3)本发明以囊材原料的水解产物二氧化钛为壁材，对rp进行无机包覆，获得的微胶囊红磷具有白度高、吸湿性低、抗氧化性强等优点，更可作为高分子材料的阻燃添加剂应用。

技术特征：

1.一种白度化微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种白度化微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，水为去离子水或蒸馏水，囊材原料为钛酸四丁酯或异丙醇钛，乳化剂为十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种白度化微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中rp与去离子水质量比为1:20～25，乳化剂质量为rp质量的0.1～1％。

4.根据权利要求1所述的一种白度化微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，乳化采用的乳化机转速为600r/min～1600r/min，乳化时间为0.5～1h，温度为60～75℃。

5.根据权利要求1所述的一种白度化微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，rp与囊材原料固液比为1:3～6g/ml；囊材原料与无水乙醇体积比为1:2。

6.根据权利要求1所述的一种白度化微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)滴加到rp乳液中的滴加速度为14～18ml/min。

7.根据权利要求1所述的一种白度化微胶囊红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)恒温60～75℃反应2h。

技术总结本发明属于阻燃材料改性制备技术领域，具体涉及为一种白度化微胶囊红磷阻燃剂的制备方法。本发明方法包括：(1)将红磷(RP)、乳化剂加入水中混合得到RP乳液；(2)将囊材原料与无水乙醇混合溶液滴加到RP乳液中继续搅拌后获得微胶囊红磷悬浮液；(3)将所得微胶囊红磷悬浮液过滤、洗涤、干燥、研磨，得到微胶囊红磷成品。本发明以囊材原料的水解产物二氧化钛为壁材，对RP进行无机包覆，获得的微胶囊红磷具有白度高、吸湿性低、抗氧化性强等优点，更可作为高分子材料的阻燃添加剂应用。技术研发人员：王百年,葛仁杰,杨保俊,王朋辉受保护的技术使用者：合肥工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18