本发明专利技术公开了一种微胶囊化四溴双酚A双（烯丙基）醚阻燃剂及其应用，属于高分子材料领域。该微胶囊化阻燃剂是以四溴双酚A双（烯丙基）醚为囊芯，以具有阻燃协效作用的热固性氨基树脂为囊材。微胶囊化后，四溴双酚A双（烯丙基）醚熔化温度从115—120℃提高到175℃以上，初始释酸温度从120℃提高到170℃以上。本发明专利技术经济、简便，在很少的阻燃剂增加量情况下，阻燃材料通过建筑材料B级测试标准，氧指数达26.0%以上，可以全部或部分取代六溴环十二烷用于聚苯乙烯挤塑发泡板材的阻燃改性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料领域，具体涉及一种微胶囊化四溴双酚A双(烯丙基)醚阻燃剂及其在聚苯乙烯挤塑发泡板材中的应用。
技术介绍
聚苯乙烯挤塑发泡板材广泛用于各种建筑物的外墙保温，具有力学性能强、耐候性好、施工方便和保温节能效果明显的特点，是主要的建筑保温材料品种。由于聚苯乙烯挤塑发泡板材属于易燃建筑材料，必须加以阻燃改性。在现有阻燃剂的品种中，六溴环十二烷的阻燃效率较高，添加量少，对发泡工艺影响小，是聚苯乙烯挤塑发泡板材的高效阻燃剂。由于六溴环十二烷阻燃剂对生物内分泌系统有不良影响，被列入逐渐淘汰产品目录，其应用受到限制。此外，主要原料环十二烷三烯的产能小，限制了六溴环十二烷阻燃剂的产量，不能满足聚苯乙烯挤塑发泡板材产业对阻燃剂的市场需求。四溴双酚A双(烯丙基)醚也属于溴系阻燃剂品种，对聚苯乙烯的阻燃效率比较高，有可能全部或部分替代六溴环十二烷 用于聚苯乙烯挤塑发泡板材。但是，与六溴环十二烷195-196°C熔点相比，四溴双酚A双(烯丙基)醚熔点为115 — 120°C，在挤塑加工温度下呈熔融液体状态，起增塑剂作用，降低了螺杆的推力，影响加工成型。此外，四溴双酚A双(烯丙基)醚热分解温度偏低，腐蚀设备。如果能够采用一种新的工艺，如对四溴双酚A双(烯丙基)醚表面进行处理或将其微胶囊化，则可以在很大程度上克服上述缺点，使之可以代替六溴环十二烷，用于聚苯乙烯挤塑发泡板材阻燃。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服四溴双酚A双(烯丙基)醚用于阻燃剂，特别是应用于阻燃聚苯乙烯挤塑发泡板材时存在的缺点，提供一种四溴双酚A双(烯丙基)醚表面处理或微胶囊化四溴双酚A双(烯丙基)醚阻燃剂。本专利技术的另一目的是提供一种上述阻燃剂的制备方法。本专利技术还有一个目的是一种上述微胶囊改性四溴双酚A双(烯丙基)醚阻燃剂在聚苯乙烯挤塑发泡板材料中的应用。本专利技术的目的可以通过以下措施达到—种微胶囊化四溴双酚A双(烯丙基)醚阻燃剂，其以四溴双酚A双(烯丙基)醚为囊芯，以具有阻燃协效作用的热固性氨基树脂为囊材，该阻燃剂的制备方法为(I)氨基树脂原料与甲醛类物质混合后用碱调节体系的pH值至7. 5 8. 5，然后加热至60 90°C，至溶液变清后保温反应，得到氨基树脂预聚物；(2)将四溴双酚A双(烯丙基)醚在乳化剂、分散剂和机械力的共同作用下于水相中分散，得到粒径为5 100微米的悬浮液；(3)将上述悬浮液与氨基树脂预聚物混合，在温度为20 50°C下加入硬化剂调节pH值至2 5，进行反应；然后升温到60 90°C，继续反应；反应后冷却、用碱中和至中性、固液分离、干燥，即得。微胶囊化四溴双酚A双(烯丙基)醚阻燃剂包含有下列组份氨基树脂，甲醛，碱，乳化剂，分散剂和硬化剂。步骤I中，所述氨基树脂原料选自三聚氰胺、尿素或苯基三聚氰二胺中的一种或几种，优选三聚氰胺。所述甲醛类物质为甲醛水溶液或多聚甲醛中的一种或两种，优选采用甲醛水溶液，甲醛水溶液的浓度可以为5% 45%，优选30% 45%，进一步优选37%的甲醛水溶液。甲醛水溶液可采用酚试剂分光光度法或其他方法确定其浓度。甲醛类物质的用量为氨基树脂原料质量的I. O 10. O倍(以适应不同浓度范围的甲醛类物质)，优选I. O 2. O倍，进一步优选I. 4-1. 8倍。步骤I中的反应一般在水相中进行，当甲醛水溶液中的水量不足或采用多聚甲醛时，需向反应体系中补加水溶剂，溶剂的用量以促进反应物反应为佳，一种优选方案中水的用量可达氨基树脂原料质量的3 8倍。步骤I中调节pH值所用的碱是指碱金属或碱土金属的氢氧化物，或者是碱金属的碳酸盐类，可以是氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化钙，碳酸钠，碳酸氢钠的一种或两种以上的混合物，优选碳酸氢钠。该碱可以直接使用，也可以与溶剂配制成溶液(如水溶液)后再使用。步骤I中保温反应的时间优选为20 60分钟，进一步优选20 45分钟。 本专利技术所述的乳化剂是为使四溴双酚A双(烯丙基)醚的颗粒表面能与水充分润湿的离子型或非离子型表面活性剂，可以是渗透剂JFC (脂肪醇聚氧乙烯醚)，十二烷基苯磺酸钠，十二烷基苯硫酸钠，吐温-20，吐温-60，吐温-80，0P-10 (烷基酚聚氧乙烯醚)的一种或两种以上的混合物，优选渗透剂JFC。本专利技术所述的分散剂为水溶性合成或天然大分子化合物，它们在水相中分隔阻燃剂颗粒，防止囊膜材料在成膜过程中发生的颗粒间粘附或团聚问题，可以制得流动性好的微胶囊化改性产品。分散剂可以是聚乙烯醇，聚丙烯酸钠，聚丙烯酰胺，聚乙烯基吡咯烷酮，明胶，阿拉伯胶和羧甲基纤维素的一种或两种以上混合物，优选明胶。本专利技术同时使用小分子表面活性剂(乳化剂)和大分子亲水性化合物，是为了更好地悬浮或分散阻燃剂微粒，防止微粒的粘结，制得包覆完全的加工温度下保持固体状的微胶囊产品。乳化剂用量过多，反应体系的泡沫较多，影响操作。分散剂的用量过多，体系粘度增大，影响后期的产品过滤和洗涤速度。本专利技术的乳化剂和分散剂用量分别为四溴双酚A双(烯丙基)醚质量的O. 2-1. 5%，优选O. 3-0. 8%。本专利技术的微胶囊包覆工艺过程在水相中进行，水的用量对产品质量影响较小，但对操作有一定的影响。水量偏少时，产品易在反应釜表面结壁。综合考虑操作及设备利用率因素，水的用量可以为四溴双酚A双(烯丙基)醚质量的1-5倍，优选2-4倍。步骤2中的水相分散可以在乳化机中进行，该步骤中水的用量也可以为四溴双酚A双(烯丙基)醚质量的1-5倍，优选2-4倍。步骤2可以得到微粒的粒径在5-100微米范围内的悬浮液。氨基树脂囊层材料用量对微胶囊化阻燃剂的性能有较大的影响，用量偏小时，囊层偏薄，熔融的芯材容易渗漏；用量偏大时，溴含量下降过多，影响阻燃效率。本专利技术的囊层材料的质量为四溴双酚A双(烯丙基)醚质量的8-30%，优选8-25%，进一步优选10-15%。故步骤3中，悬浮液与氨基树脂预聚物混合时，氨基树脂预聚物的质量为悬浮液中四溴双酚A双(烯丙基)醚的质量的8 30%，优选8-25%，进一步优选10-15%。本专利技术所述的硬化剂可以调节或降低反应体系的pH值，可以是盐酸，醋酸，氯化铵，磷酸二氢铵的一种或两种以上的混合物，优选醋酸。步骤3中调节pH值所用的碱是指碱金属或碱土金属的氢氧化物，或者是碱金属的碳酸盐类，可以是氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化钙，碳酸钠，碳酸氢钠的一种或两种以上的混合物，优选碳酸氢钠。该碱可以直接使用，也可以与溶剂配制成溶液(如水溶液)后再使用。中和至中性，所述中性指一般意义上的中性，如pH值6. 5 7. 5范围内，进一步可以为严格意义上的中性(pH值=7)。步骤3中，硬化剂调节pH值后的反应时间可以在30 120分钟范围内，优选45 90分钟；步骤3中，硬化剂调节pH值后的反应结束后，继续升温到60 90°C后的反应时间为I 4小时,优选I 3小时。步骤3中的两个反应结束后的后处理步骤具体包括通过自然或人工手段冷却、 用碱中和至中性或接近中性、出料以及通过各种现有方法干燥等。本专利技术还公开了一种微胶囊化四溴双酚A双(烯丙基)醚阻燃剂的制备方法，其以四溴双酚A双(烯丙基)醚为囊芯，以热固性氨基树脂为囊材，该阻燃剂的制备为(I)氨基树脂原料与甲醛类物质混合后用碱调节体系的pH值至7. 5 8. 5，然后加热至60 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微胶囊化四溴双酚A双（烯丙基）醚阻燃剂，其特征在于其以四溴双酚A双（烯丙基）醚为囊芯，以热固性氨基树脂为囊材，该阻燃剂的制备方法为：(1)氨基树脂原料与甲醛类物质混合后用碱调节体系的pH值至7.5～8.5，然后加热至60～90℃，至溶液变清后保温反应，得到氨基树脂预聚物；(2)将四溴双酚A双（烯丙基）醚在乳化剂、分散剂和机械力的共同作用下于水相中分散，得到悬浮液；(3)将上述悬浮液与氨基树脂预聚物混合，在温度为20～50℃下加入硬化剂调节pH值至2～5，进行反应；然后升温到60～90℃，继续反应；反应后冷却、用碱中和至中性、固液分离、干燥，即得。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吕建平，章庚柱，徐传芳，吉玲，李备战，王新岩，石朔，耿立宏，
申请(专利权)人：连云港海水化工有限公司，
类型：发明
国别省市：
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