[发明专利]一种纤维素衍生物微胶囊化无卤阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃剂领域，特别是涉及一种以交联型纤维素衍生物为囊材，以无卤阻燃剂为芯材的采用原位聚合包覆的无卤阻燃剂及其制备方法。

背景技术

阻燃剂是能够使聚合物以及相关材料不易着火燃烧或能够减慢燃烧速度的一种助剂，可分为含卤阻燃剂和无卤阻燃剂。含卤阻燃剂在燃烧过程中会产生较多的烟雾和有毒的腐蚀性气体，对环境产生污染，为此欧盟2003年公布了《报废电子电气设备指令》(简称《WEEE》)和《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》(简称《RolS》)两个指令，其核心就是环保、节能，并由此要求电子产品实现无重金属、无卤阻燃化、无溶剂化。鉴于含卤阻燃剂的严重弊端，无卤阻燃剂成为未来阻燃剂的重要发展方向之一。但无卤阻燃剂存在着与聚合物相容性差、耐水性差、易团聚的问题。

微胶囊技术(micro encapsulation)是指用天然或合成高分子材料将固体或液体成份包裹成直径为微米级的胶囊，自50年代由美国NCR公司开发研制成功后逐渐发展到阻燃剂领域，通过对阻燃剂进行微胶囊化处理使其在发挥阻燃作用的同时，提高阻燃剂的耐水性与相容性，抑制阻燃剂在加工过程中发生的不良反应。

在已公开的关于微胶囊阻燃剂的专利中，德国专利DE2,949,537、DE3,005,253及DE3,316,880公开了以苯酚-甲醛或蜜胺-甲醛树脂为囊材对聚磷酸铵进行包覆的方法。尽管此类方法所制备出的微胶囊阻燃剂具有一定的抗水解、抗吸潮性，但这类微胶囊产品在实际生产和使用过程中会释放出有害气体甲醛，会对身体健康和生产设备造成伤害。欧洲专利EP0542373A1描述了一种以氨基树脂为囊材、在水和有机溶剂的混合溶液中反应从而对聚磷酸铵进行包覆的方法，但所用的原料毒性大且不易得到；中国专利CN1379078A公开了一种用不饱和聚酯树脂在惰性溶剂中引发聚合从而得到微胶囊化氮-磷无卤阻燃剂的方法，但需要使用大量有机溶剂。随着人们对环境保护和身体健康的日益重视以及对生产成本的考虑，上述方法已不能满足现代化生产的要求。

发明内容

本发明实施方式的目的是提供一种纤维素衍生物微胶囊化无卤阻燃剂及其制备方法，可以改善无卤阻燃剂的耐水性与相容性，抑制无卤阻燃剂在加工过程中发生的不良反应。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种交联型纤维素衍生物微胶囊化无卤阻燃剂，该阻燃剂是以纤维素衍生物、溶剂、无卤阻燃剂、表面活性剂、催化剂和交联剂为原料，将纤维素衍生物与其它各原料在交联剂作用下制成以交联得到的交联型纤维素衍生物为包覆层，无卤阻燃剂为核的微胶囊化无卤阻燃剂。

上述阻燃剂中，各原料用量按质量份计为：

纤维素衍生物2～20质量份、溶剂200～600质量份、无卤阻燃剂100质量份、表面活性剂0.1～10质量份、催化剂0.1～5质量份、交联剂2～10质量份。

上述微胶囊化无卤阻燃剂的作为包覆层的交联型纤维素衍生物与作为核的无卤阻燃剂的重量比为0.04～0.3∶1。

上述阻燃剂中，所述将纤维素衍生物与其它各原料通过以下方式在交联剂作用下进行交联：

将原料中的纤维素衍生物加入到溶剂中，对所述溶剂进行搅拌，并升温至30～90℃，搅拌0.5～24小时使所述溶剂中的纤维素衍生物完全溶解后，向溶剂中加入无卤阻燃剂和表面活性剂，再加入催化剂和交联剂，在30～90℃温度下搅拌反应1～24小时，然后降至室温，过滤，将过滤得到的滤饼在80～120℃干燥4～24小时，得到的产物即为交联型纤维素衍生物微胶囊化无卤阻燃剂。

上述阻燃剂中，所述纤维素衍生物采用：硝酸纤维素、亚硝酸纤维素、硫酸纤维素、磷酸纤维素、亚磷酸纤维素、黄原酸纤维素、硼酸纤维素、钛酸纤维素、甲酸纤维素、醋酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、苯甲酸纤维素、纤维素有机黄酸酯、醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、醋酸琥珀酸纤维素、醋酸邻苯二甲酸纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、苯基纤维素、苄基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丁基纤维素、羟丁基甲基纤维素、羧甲基纤维素中的任一种或多种；

所述溶剂采用：水、乙醇、乙醚、甲乙醚、甲叔丁醚、丙酮、丁酮、环己酮、环己烷、乙酸乙酯、苯、甲苯、二甲苯或冰醋酸中的任一种或多种；

所述无卤阻燃剂采用：膨胀型阻燃剂或有机磷系阻燃剂；