[发明专利]一种物理膨胀发泡微球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种物理膨胀发泡微球。其制备避开了生产传统发泡微球所使用的易燃、易爆的低沸点烷烃发泡剂以及高毒性丙烯腈、偏氯乙烯等单体，而以甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸三氟乙酯和甲基丙烯酸甲酯为单体，制备了具有含氟丙烯酸树脂外壳以及超低温发泡温度的阻燃抑火物理膨胀发泡微球。该微球可应用于阻燃、消防领域以及涂料印花等领域，可作为阻燃粉末添加到塑料、橡胶、涂料等材料中，可用于生产阻燃塑料、阻燃橡胶以及在仪器部件表面、家居用品表面以及建筑装饰材料等表面形成阻燃抑火涂层。

技术领域

本发明涉及一种包裹全氟己酮的阻燃抑火超低温物理膨胀发泡微球及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

热膨胀物理发泡微球是一种具有核壳结构的、能受热膨胀发泡的微球颗粒。内部封装有低沸点的液体，外壳为热塑性材料，当微球被加热到高温时，低沸点的液体迅速汽化产生内压力，壳层结构受热软化，在内压力的作用下外壳膨胀使微球体积增大到原始体积的几倍到几十倍。热膨胀微球用于塑料发泡可使产品轻量化，节约产品的使用量，提高产品的柔软性、避震性等性能，因而广泛应用于树脂发泡、立体印刷、纺织印花、涂料、造纸、塑料加工等领域。常用热膨胀物理发泡微球发泡温度一般介于100-200℃之间，如瑞典AKZONOBEL公司的低温发泡微球Expancel 642WU 40的发泡温度为100-130℃，高温发泡微球Expancel 909WU 80的发泡温度为130-180℃。

全氟己酮在常温常压下是无色无味透明液体，沸点为49℃，是一种重要的传统卤代烷(哈龙)灭火剂替代品。全氟己酮气体具有不可燃、不导电、绝缘灭弧性能优异、不消耗臭氧层、温室效应指数低的性质，是一种新型安全、环保的绝缘气体。全氟己酮的灭火设计浓度一般为4-6％，远低于七氟丙烷灭火剂的灭火设计浓度，可扑灭A、B、C、E类火灾，它具有灭火浓度低、灭火效率高、安全系数高、不导电、无残留等特点，可实现零损伤、零残留、快速灭火。全氟己酮对橡塑密封材料(如氯丁橡胶、氟化橡胶、三元乙丙橡胶等)无明显作用，也对常见金属(碳钢、铜、铝、不锈钢等)材料无腐蚀，不损害电子部件和线路，不会造成二次损害，尤其适用于不宜其他灭火剂扑救以及灭火后不能有二次污染的火灾场所，例如大数据中心、文物古董、高低压配电柜、电子控制中心、精密电子器件、储能电池等。全氟己酮灭火剂被美国消防协会标准(NFPA 2001版)收录为洁净气体灭火剂，目前已成为消防行业革新性技术的典型代表。

然而，全氟己酮沸点低(49℃)，表面张力极低(25℃，10mN/m)，极易挥发，难与其它非氟化合物或有机溶剂混匀，常装于钢瓶用于灭火。全氟己酮与常见高分子材料，如聚乙(丙)烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸酯等相容性很差，因此难以加入到其它塑料、橡胶、纸张、纤维等材料中发挥阻燃抑火作用，其实际应用受到很大限制。

发明专利CN 114618111A以及CN 109453491A公开了以脲醛树脂或三聚氰胺/甲醛树脂包裹全氟己酮或全氟烷烃以制备灭火微胶囊的技术，然而脲醛树脂或三聚氰胺/甲醛树脂含有致癌有毒的游离甲醛，同时尿醛树脂或三聚氰胺/甲醛树脂本身阻燃性不佳，一般需要额外添加硼砂等无机阻燃剂。并且，由于全氟己酮或全氟烷烃表面张力极低，与强极性脲醛树脂或三聚氰胺/甲醛树脂的相容性差，包覆率低。此外，由于脲醛树脂或三聚氰胺/甲醛树脂是热固性树脂，因此CN 114618111A以及CN 109453491A所公开的微胶囊不具备物理膨胀发泡性能，难以应用于产品轻量化领域，如树脂发泡、立体印刷、纺织印花等。

发明内容