[发明专利]一种双层核壳结构膨胀型阻燃剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种双层核壳结构膨胀型阻燃剂，其特征在于：所述的双层核壳结构膨胀型阻燃剂以聚磷酸铵为囊芯，囊材由内向外依次为环氧树脂层和三聚氰胺-甲醛树脂层。

2.根据权利要求1所述的双层核壳结构膨胀型阻燃剂，其特征在于：

所述的环氧树脂层由环氧树脂与固化剂按质量比1∶(0.1～0.5)混合，于60～100℃下搅拌反应1～4小时反应得到；

所述的三聚氰胺-甲醛树脂层由三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液与硬化剂混合，于60～100℃下搅拌反应1～4小时反应得到；三聚氰胺-甲醛预聚体与硬化剂按质量比1∶(0.01～0.05)配比。

3.根据权利要求1所述的双层核壳结构膨胀型阻燃剂，其特征在于：

所述的固化剂为间苯二胺、聚酰胺、脂肪胺或其衍生物、脂环胺或其衍生物、双氰胺、4，4-二氨基二苯基砜、4，4-二氨基二苯甲烷中的一种或至少两种；

所述的三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液通过以下制备方法制备得到：将三聚氰胺和质量百分比37％的甲醛水溶液按质量比1∶(1～2)配比混合，溶于水中，调pH值为8～9，搅拌升温至60～95℃，保温反应20～120分钟，得到三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液；

所述的硬化剂为磷酸氢二铵、氯化铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾或磷酸二氢钠中的一种或至少两种。

4.权利要求1～3任一项所述的双层核壳结构膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

(1)将三聚氰胺和质量百分比37％的甲醛水溶液按质量比1∶(1～2)配比混合，溶于水中，调pH值为8～9，搅拌升温至60～95℃，保温反应20～120分钟，得到三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液；

(2)将聚磷酸铵粉粒悬浮于分散剂中，加入环氧树脂和固化剂，于60～100℃下搅拌反应1～4小时，然后加入三聚氰胺-甲醛预聚体水溶液和硬化剂，在60～100℃下搅拌反应1～4小时，抽滤、洗涤、干燥后即得双层核壳结构膨胀型阻燃剂；其中，聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺-甲醛预聚体与环氧树脂按质量比1∶(0.1～0.5)∶(0.1～0.5)配比；三聚氰胺-甲醛预聚体与硬化剂按质量比1∶(0.01～0.05)配比；环氧树脂与固化剂按质量比1∶(0.1～0.5)配比。

5.根据权利要求4所述的双层核壳结构膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的水为蒸馏水；

步骤(1)中所述的pH值为通过碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾中的至少一种进行调节。

6.根据权利要求4所述的双层核壳结构膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的聚磷酸铵粉粒的粒径为25μm；

步骤(2)中所述的分散剂为醇类溶剂、苯类溶剂或酮类溶剂；

步骤(2)中所述的环氧树脂为双酚A型树脂；

步骤(2)中所述的硬化剂为磷酸氢二铵、氯化铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾或磷酸二氢钠中的一种或至少两种；

步骤(2)中所述的固化剂为间苯二胺、聚酰胺、脂肪胺或其衍生物、脂环胺或其衍生物、双氰胺、4，4-二氨基二苯基砜、4，4-二氨基二苯甲烷中的一种或至少两种。

7.根据权利要求6所述的双层核壳结构膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于：

所述的醇类溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇或丁醇中的至少一种；

所述的苯类溶剂为甲苯或二甲苯中的一种或两种；

所述的酮类溶剂为丙酮或丁酮中的一种或两种；

所述的双酚A型树脂为E-20环氧树脂、E-12环氧树脂、E-44环氧树脂或E-50环氧树脂中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的双层核壳结构膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的干燥的条件为100℃干燥至恒重。

9.权利要求1～3任一项所述的双层核壳结构膨胀型阻燃剂的应用，其特征在于：所述的双层核壳结构膨胀型阻燃剂用于制备阻燃材料。

10.根据权利要求9所述双层核壳结构膨胀型阻燃剂的应用，其特征在于：所述的阻燃材料为高聚物阻燃材料、阻燃纸张、阻燃木材或阻燃织物。