【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微胶囊，具体是涉及一种阻燃灭火双功能微胶囊及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在当前的消防领域和火灾场景解决方案中，消防人员或其他专业人员以及相关消防设施的参与是必不可少的。然而，这种火灾解决方案不可避免地对参与人员的生命安全构成威胁。此外，消防设施的结构复杂，体积庞大，且使用不便。在一些特殊的应用场景，例如服务器机房、电力机房以及大型储能电池仓等无人空间，专用的消防系统被设计用来确保消防安全。这些系统预先将灭火剂加压储存，并在火灾发生时通过管道传送到火灾部位。然而，这种系统的结构复杂，成本昂贵，需要定期维护，并且需要各部分协调配合工作，这增加了系统发生故障的可能性。因此，为了解决上述问题，需要开发新的火灾应对方法。
2、微胶囊技术是一种常用于医疗、食品、染料、胶黏剂等领域的技术，其可以将所需物质包封在外壳材料中，并在特定场景下释放囊芯物质从而发挥作用，该技术具有材料利用率高、可控释放等优点。然而，微胶囊技术在消防领域和灭火领域的应用还处于探索阶段。
3、中国专利申请cn103370104a公开了一种自激发式消防剂，其所述的微胶囊芯材卤烃类灭火材料微囊芯，以聚合物树脂为囊壳材料，然而，作为囊壳材料的聚合物可能成为新的可燃物，降低了灭火效果。cn109453491a公开了一种微胶囊自动灭火剂的制备方法，该专利中所述的灭火微胶囊以聚脲醛和辅助材料(纤维、无机填料)为外壳材料，实现了良好的灭火功能，但是脲醛树脂的可燃性及耐火性还有待进一步提升。cn114307028a和cn114618111a也公
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种阻燃灭火双功能微胶囊及其制备方法和应用。本专利技术的阻燃灭火双功能微胶囊可广泛应用于电池安全、服务器安全、建筑材料安全等领域。
2、为达到本专利技术的目的，本专利技术的阻燃灭火双功能微胶囊包括具有灭火效果的囊芯和具有阻燃效果的囊壳，其中，所述囊芯材料为全氟酮类物质或/和全氟烷类物质；所述囊壳为脲醛树脂、酚醛树脂或密胺树脂中的一种或多种与阻燃剂的复合材料。
3、进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述全氟酮类物质为全氟丙酮、全氟丁酮、全氟戊酮、全氟己酮、全氟庚酮中的一种或多种；所述全氟烷类物质为全氟戊烷、全氟己烷、全氟辛烷中的一种或多种。
4、进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述复合材料中的阻燃剂为卤素化合物、磷化合物、氮化合物中的一种或多种。例如植酸铵、氯化石蜡、磷酸三丁酯、聚磷酸铵、红磷、双氰胺等，这些阻燃剂可通过化学反应或共混成为微胶囊外壳的一部分。
5、进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述阻燃灭火双功能微胶囊中囊芯材料的质量占比为20-80％，囊壳的质量占比为80-20％；优选地，所述囊壳中阻燃剂质量占比为4.0-30.0％。
6、进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述阻燃灭火双功能微胶囊具有较为规则的球形结构；优选地，所述阻燃灭火双功能微胶囊的粒径尺寸为5-1000μm。
7、再一方面，本专利技术还提供了一种前述阻燃灭火双功能微胶囊的应用，所述应用包括：
8、(1)将所述阻燃灭火双功能微胶囊用于液态电池的电解液；
9、(2)将所述阻燃灭火双功能微胶囊用于固态电池的电解质；
10、(3)将所述阻燃灭火双功能微胶囊用于软包电池集流体；
11、(4)将所述阻燃灭火双功能微胶囊用于电池电极活性材料；
12、(5)将所述阻燃灭火双功能微胶囊填充在单体电芯之间的空隙中；
13、(6)将所述阻燃灭火双功能微胶囊添加在建筑外墙保温材料中；
14、(7)将所述阻燃灭火双功能微胶囊用于防火门；
15、(8)将所述阻燃灭火双功能微胶囊用于建筑内墙体涂料或防火板。
16、又一方面，本专利技术还提供了一种制备前述阻燃灭火双功能微胶囊的制备方法，所述方法包含：
17、(1)将乳化剂与水搅拌溶解，形成乳化剂水溶液，将微胶囊囊芯材料与乳化剂水溶液混合搅拌，乳化得到均匀的水包油乳液；
18、(2)微胶囊外壳脲醛树脂、酚醛树脂或密胺树脂所需的原料混合搅拌，调节溶液ph值为8.0-9.0，反应一段时间后得到囊壳预聚物，将步骤(1)所得水包油乳液与囊壳预聚物混合搅拌，得乳液与囊壳预聚物混合溶液；
19、(3)取阻燃剂添加进步骤(2)所得乳液与囊壳预聚物混合溶液中，之后将混合溶液ph调节为3.0-3.5，在室温下搅拌一段时间，以完成第一阶段较低温度的聚合反应；将温度升高并保持一段时间以完成第二阶段较高温度的聚合反应。
20、进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(1)中乳化剂为trition-x、十三氟辛磺酸、部分氟化丙烯酸中的一种或多种。
21、进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(1)中水为蒸馏水，以水的质量为100份计，乳化剂的质量为0.5-3.5份。
22、进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(1)中以乳化剂水溶液质量为100份计，囊芯材料的质量为2-15份。
23、优选地，在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(1)中乳化时搅拌速率为500-2000rpm/min，乳化时间为10-100min，乳化温度为25-60℃。
24、进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(2)中脲醛树脂、酚醛树脂或密胺树脂所需的原料有两类成分，其中一类为甲醛，另一类为尿素、三聚氰胺、苯酚、甲基苯酚、间苯二酚、对叔丁基苯酚中的一种或多种。
25、优选地，在本专利技术的一些实施方式中，所述甲醛中醛基的数量为100份计，则另一类原料中所含有效官能团的数量为100-200份，所述有效官能团为氨基、酚羟基中的一种或多种。
26、进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(2)中制备囊壳预聚物的温度为55-80℃。
27、进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(2)中水包油乳液与囊壳预聚物混合搅拌速率为10-20000rpm/min，温度为20-30℃。
28、进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(3)中第一阶段较低温度的聚合反应的反应条件为：搅拌速率10-20000rpm/min，反应温度20-30℃，反应时间4-10h。
29、进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(3)中第二阶段较高温度的聚合反应的反应条件为：搅拌速率10-10000rpm/min，反应温度50-80℃，反应时间1-10h。
30、进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤(3)中第二阶段较高温度的聚合反应完成后，将得到的产物进行过滤、洗涤、干燥。
31、与现有技术相比，本专利技术的优点如本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阻燃灭火双功能微胶囊，其特征在于，所述阻燃灭火双功能微胶囊包括具有灭火效果的囊芯和具有阻燃效果的囊壳，其中，所述囊芯材料为全氟酮类物质或/和全氟烷类物质；所述囊壳为脲醛树脂、酚醛树脂或密胺树脂中的一种或多种与阻燃剂的复合材料。
2.根据权利要求1所述的阻燃灭火双功能微胶囊，其特征在于，所述全氟酮类物质为全氟丙酮、全氟丁酮、全氟戊酮、全氟己酮、全氟庚酮中的一种或多种；所述全氟烷类物质为全氟戊烷、全氟己烷、全氟辛烷中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的阻燃灭火双功能微胶囊，其特征在于，所述复合材料中的阻燃剂为卤素化合物、磷化合物、氮化合物中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的阻燃灭火双功能微胶囊，其特征在于，所述阻燃灭火双功能微胶囊中囊芯材料的质量占比为20-80％，囊壳的质量占比为80-20％；优选地，所述囊壳中阻燃剂质量占比为4.0-30.0％；优选地，所述阻燃灭火双功能微胶囊具有较为规则的球形结构；优选地，所述阻燃灭火双功能微胶囊的粒径尺寸为5-1000μm。
5.权利要求1-4任一项所述阻燃灭火双功能微胶囊的应用
6.权利要求1-4任一项所述阻燃灭火双功能微胶囊的制备方法，其特征在于，所述方法包含：
7.根据权利要求6所述阻燃灭火双功能微胶囊的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中乳化剂为Trition-X、十三氟辛磺酸、部分氟化丙烯酸中的一种或多种；优选地，所述步骤(1)中水为蒸馏水，以水的质量为100份计，乳化剂的质量为0.5-3.5份；优选地，所述步骤(1)中以乳化剂水溶液质量为100份计，囊芯材料的质量为2-15份；优选地，所述步骤(1)中乳化时搅拌速率为500-2000rpm/min，乳化时间为10-100min，乳化温度为25-60℃。
8.根据权利要求6所述阻燃灭火双功能微胶囊的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中脲醛树脂、酚醛树脂或密胺树脂所需的原料有两类成分，其中一类为甲醛，另一类为尿素、三聚氰胺、苯酚、甲基苯酚、间苯二酚、对叔丁基苯酚中的一种或多种；优选地，所述甲醛中醛基的数量为100份计，则另一类原料中所含有效官能团的数量为100-200份，所述有效官能团为氨基、酚羟基中的一种或多种。
9.根据权利要求6所述阻燃灭火双功能微胶囊的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中制备囊壳预聚物的温度为55-80℃；优选地，所述步骤(2)中水包油乳液与囊壳预聚物混合搅拌速率为10-20000rpm/min，温度为20-30℃。
10.根据权利要求6所述阻燃灭火双功能微胶囊的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中第一阶段较低温度的聚合反应的反应温度为20-30℃，反应条件为：搅拌速率10-20000rpm/min，反应时间4-10h；优选地，所述步骤(3)中第二阶段较高温度的聚合反应的反应温度为50-80℃，反应条件为：搅拌速率10-10000rpm/min，反应时间1-10h；优选地，所述步骤(3)中第二阶段较高温度的聚合反应完成后，将得到的产物进行过滤、洗涤、干燥。
...【技术特征摘要】
1.一种阻燃灭火双功能微胶囊，其特征在于，所述阻燃灭火双功能微胶囊包括具有灭火效果的囊芯和具有阻燃效果的囊壳，其中，所述囊芯材料为全氟酮类物质或/和全氟烷类物质；所述囊壳为脲醛树脂、酚醛树脂或密胺树脂中的一种或多种与阻燃剂的复合材料。
2.根据权利要求1所述的阻燃灭火双功能微胶囊，其特征在于，所述全氟酮类物质为全氟丙酮、全氟丁酮、全氟戊酮、全氟己酮、全氟庚酮中的一种或多种；所述全氟烷类物质为全氟戊烷、全氟己烷、全氟辛烷中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的阻燃灭火双功能微胶囊，其特征在于，所述复合材料中的阻燃剂为卤素化合物、磷化合物、氮化合物中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的阻燃灭火双功能微胶囊，其特征在于，所述阻燃灭火双功能微胶囊中囊芯材料的质量占比为20-80％，囊壳的质量占比为80-20％；优选地，所述囊壳中阻燃剂质量占比为4.0-30.0％；优选地，所述阻燃灭火双功能微胶囊具有较为规则的球形结构；优选地，所述阻燃灭火双功能微胶囊的粒径尺寸为5-1000μm。
5.权利要求1-4任一项所述阻燃灭火双功能微胶囊的应用，其特征在于，所述应用包括：
6.权利要求1-4任一项所述阻燃灭火双功能微胶囊的制备方法，其特征在于，所述方法包含：
7.根据权利要求6所述阻燃灭火双功能微胶囊的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中乳化剂为trition-x、十三氟辛磺酸、部分氟化丙烯酸中的一种或多种；优选地，所述步骤(1)中水为蒸馏水，以水的质量为1...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁业如，桂久青，曹巧英，刘应亮，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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