【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球及制備方法，屬于高分子材料。
技術(shù)介紹
1、熱膨脹微球是一種由熱塑性聚合物外殼包裹碳?xì)浠衔镄纬傻木哂泻藲そY(jié)構(gòu)的顆粒。微球受熱至相應(yīng)溫度時(shí)，內(nèi)部的碳?xì)浠衔镒鳛榘l(fā)泡劑發(fā)生氣化，產(chǎn)生蒸汽壓使微球膨脹。冷卻后，微球仍會(huì)保持受熱時(shí)的發(fā)泡狀態(tài)。因此熱膨脹微球通常作為發(fā)泡劑或輕質(zhì)填料應(yīng)用在建筑和基礎(chǔ)設(shè)施、包裝、涂料、汽車底漆、pvc革等行業(yè)，起到輕量化、提升彈性、削減成本、隔音隔熱?、成型周期短的作用。
2、現(xiàn)有技術(shù)中一般熱膨脹微球內(nèi)的碳?xì)浠衔锸且兹嘉镔|(zhì)，微球在膨脹過(guò)程中隨著溫度的升高，熱塑性殼材相應(yīng)變薄，內(nèi)部氣態(tài)烷烴易揮發(fā)，安全性低，限制了其在特殊領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，提高熱膨脹微球的阻燃性能和熱穩(wěn)定性具有重要的意義。
3、中國(guó)專利申請(qǐng)cn116970252a公開(kāi)了一種阻燃熱膨脹型發(fā)泡微球及其制備方法，通過(guò)在熱膨脹微球表面附著一層磷腈阻燃劑，在環(huán)烷酸鈷、過(guò)氧化環(huán)己酮和稀釋劑的作用下附著在微球表面，該方法僅對(duì)微球殼材進(jìn)行阻燃處理，未從聚合端對(duì)內(nèi)部易燃烷烴進(jìn)行處理，阻燃及安全性能仍有待優(yōu)化。中國(guó)專利申請(qǐng)cn108084333a公開(kāi)了一種低污染阻燃型熱膨脹微球及其制備方法，通過(guò)油溶性阻燃劑混合于核芯，使熱膨脹微球具有阻燃性能，該方法僅對(duì)微球芯材進(jìn)行阻燃處理，且并未驗(yàn)證改性后微球是否對(duì)發(fā)泡倍率有影響。
4、因此，如何提升熱膨脹微球阻燃性能，并在保持微球發(fā)泡尺寸的基礎(chǔ)上，對(duì)熱膨脹微球的制備工藝進(jìn)一步優(yōu)化使得到的產(chǎn)品具備優(yōu)異的阻燃性能和熱穩(wěn)定性，是亟需解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球及制備方法，在保持熱膨脹微球發(fā)泡尺寸的基礎(chǔ)上，顯著提高熱膨脹微球阻燃性能。
2、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球，所述阻燃熱膨脹微球具有核殼結(jié)構(gòu)，所述核殼結(jié)構(gòu)由外而內(nèi)依次包含殼材外層、殼材內(nèi)層和芯材；所述殼材外層由熱塑性聚氨酯和油溶性阻燃劑混合而成，通過(guò)噴霧干燥的方式使其附著在所述殼材內(nèi)層上從而形成殼材外層；所述殼材內(nèi)層由熱塑性聚合物組成，所述熱塑性聚合物由丙烯酸酯類單體和腈類單體聚合而成；所述芯材由液態(tài)阻燃劑和碳?xì)浠衔锝M成。
3、進(jìn)一步的，所述油溶性阻燃劑為磷酸三苯酯、叔丁基化磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三異丁酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、甲基磷酸二甲酯、季戊四醇磷酸酯、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)、磷酸三甲酚酯、亞磷酸酯、四苯基二丙二醇二亞磷酸酯、氰尿酸三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸鹽中的至少一種；
4、所述熱塑性聚氨酯為desmopan?2792a、desmopan?5377a、wanhua?wht-1570、wanhuawht-1190、wanhua?wht-1198、wanhua?wht-1164ic、wanhua?wht-3385中的至少一種。
5、進(jìn)一步的，所述液態(tài)阻燃劑為磷酸三乙酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯、氯化石蠟、2-乙基己基二苯基磷酸酯、磷酸三異丙基苯酯、三(六氟異丙基)磷酸酯?、磷酸三(2,2,2-三氟乙基)酯、乙烷基聚磷酸酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、氯代烷基多聚磷酸酯中的至少一種；
6、所述碳?xì)浠衔餅檎焱椤愇焱?、新戊烷、正丁烷、異丁烷、正己烷、異辛烷中的至少一種。
7、進(jìn)一步的，所述丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸苯乙烯酯、丙烯酸酰胺、丙烯酸氟化酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酰胺中的至少一種；
8、所述腈類單體乙腈、丙烯腈、甲基丙烯腈、己二腈、辛二腈、4-氨基苯甲腈、酞腈、苯腈、異氰酸酯腈、1,3-丁二腈、亞苯腈中的至少一種。
9、本專利技術(shù)還公開(kāi)了一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球的制備方法，所述制備方法為：
10、s1、水相分散液和油相分散液的制備：
11、純化水、電解質(zhì)和乳化劑混合均勻后得到均一水相分散液?；
12、丙烯酸酯類單體、腈類單體、液態(tài)阻燃劑、碳?xì)浠衔铩⒁l(fā)劑和交聯(lián)劑混合均勻后得到油相分散液；
13、s2、聚合反應(yīng)：
14、在攪拌條件下，將油相分散液滴加至水相分散液中得到預(yù)懸浮液，在惰性氛圍、加壓條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到含有熱膨脹微球的懸浮液；
15、s3、后處理：
16、將步驟s3制備得到的懸浮液經(jīng)調(diào)節(jié)ph至酸性，過(guò)濾、水洗、烘干得到阻燃熱膨脹微球；
17、s4、殼材外層制備：
18、將溶劑、熱塑性聚氨酯、油溶性阻燃劑、阻燃熱膨脹微球高速攪拌混合后，經(jīng)過(guò)噴霧干燥機(jī)得到阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球。
19、進(jìn)一步的，所述電解質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氯化鈉、氯化鎂、氯化鉀、氯化鈣中的至少一種；
20、所述乳化劑為硬脂酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十六烷基磺酸鈉、聚氧乙烯、歧化松香酸鈉、月桂基硫酸鈉中的至少一種；
21、所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二甲基戊腈、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化月桂酰、異丙苯過(guò)氧化氫、叔丁基過(guò)氧化氫、過(guò)氧化二叔丁基、過(guò)氧化二異丙苯、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯、過(guò)氧化叔戊酸叔丁基酯、過(guò)氧化甲乙酮、過(guò)氧化環(huán)己酮、過(guò)氧化二碳酸二異丙酯、過(guò)氧化二碳酸二環(huán)己酯、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨中的至少一種；
22、所述交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、三丙烯酸三羥甲基丙烷酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸鋅、二丙烯酸鋅、二乙烯基苯、二乙烯基醚中的至少一種；
23、所述溶劑為dmac或dmf中的至少一種。
24、進(jìn)一步的，步驟s1中，按照重量份數(shù)計(jì)，所述油相分散液中丙烯酸酯類單體為20~40份、腈類單體為20~40份、液態(tài)阻燃劑為0.1~3份、碳?xì)浠衔餅?5~40份、引發(fā)劑為0.3~2份、交聯(lián)劑為0.1~1份；
25、步驟s2中水相分散液和油相分散液的重量比為（70~90）：（10~30）。
26、進(jìn)一步的，步驟s4過(guò)程中，按照重量份數(shù)計(jì)，溶劑用量為30~60份；熱塑性聚氨酯用量為10~50份；油溶性阻燃劑用量為0.1~3份；阻燃熱膨脹微球用量為10~50份。
27、進(jìn)一步的，步驟s2中，聚合反應(yīng)過(guò)程為：將預(yù)懸浮液超聲處理10~60min；隨后放入高壓反應(yīng)釜中，加壓至0.3~0.8mpa，攪拌速度為60~500r/min，控制聚合溫度為40~80℃，聚合反應(yīng)時(shí)間16~24h；
28、步驟s3中，使用鹽酸或硫酸將懸浮液的ph調(diào)至3~6.5。
29、進(jìn)一步的，步驟s4中，高速攪拌速度為1500~3000r/min；
30、所述噴霧干燥機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度為80~230℃，出風(fēng)溫度為60~210℃，進(jìn)液蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速為10~1本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球，其特征在于，所述阻燃熱膨脹微球具有核殼結(jié)構(gòu)，所述核殼結(jié)構(gòu)由外而內(nèi)依次包含殼材外層、殼材內(nèi)層和芯材；所述殼材外層由熱塑性聚氨酯和油溶性阻燃劑混合而成，通過(guò)噴霧干燥的方式使其附著在所述殼材內(nèi)層上從而形成殼材外層；所述殼材內(nèi)層由熱塑性聚合物組成，所述熱塑性聚合物由丙烯酸酯類單體和腈類單體聚合而成；所述芯材由液態(tài)阻燃劑和碳?xì)浠衔锝M成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球，其特征在于，所述油溶性阻燃劑為磷酸三苯酯、叔丁基化磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三異丁酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、甲基磷酸二甲酯、季戊四醇磷酸酯、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)、磷酸三甲酚酯、亞磷酸酯、四苯基二丙二醇二亞磷酸酯、氰尿酸三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸鹽中的至少一種；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球，其特征在于，所述液態(tài)阻燃劑為磷酸三乙酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯、氯化石蠟、2-乙基己基二苯基磷酸酯、磷酸三異丙基苯酯、三(六氟異丙基)磷酸酯?、磷酸三(2,2,2-三氟乙基)酯、乙烷基聚磷酸酯、
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球，其特征在于，所述丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸苯乙烯酯、丙烯酸酰胺、丙烯酸氟化酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酰胺中的至少一種；
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球的制備方法，其特征在于，所述電解質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氯化鈉、氯化鎂、氯化鉀、氯化鈣中的至少一種；
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球的制備方法，其特征在于，步驟S1中，按照重量份數(shù)計(jì)，所述油相分散液中丙烯酸酯類單體為20~40份、腈類單體為20~40份、液態(tài)阻燃劑為0.1~3份、碳?xì)浠衔餅?5~40份、引發(fā)劑為0.3~2份、交聯(lián)劑為0.1~1份；
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球的制備方法，其特征在于，步驟S4過(guò)程中，按照重量份數(shù)計(jì)，溶劑用量為30~60份；熱塑性聚氨酯用量為10~50份；油溶性阻燃劑用量為0.1~3份；阻燃熱膨脹微球用量為10~50份。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球的制備方法，其特征在于，步驟S2中，聚合反應(yīng)過(guò)程為：將預(yù)懸浮液超聲處理10~60min；隨后放入高壓反應(yīng)釜中，加壓至0.3~0.8MPa，攪拌速度為60~500r/min，控制聚合溫度為40~80℃，聚合反應(yīng)時(shí)間為16~24h；
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球的制備方法，其特征在于，步驟S4中，高速攪拌速度為1500~3000r/min；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球，其特征在于，所述阻燃熱膨脹微球具有核殼結(jié)構(gòu)，所述核殼結(jié)構(gòu)由外而內(nèi)依次包含殼材外層、殼材內(nèi)層和芯材；所述殼材外層由熱塑性聚氨酯和油溶性阻燃劑混合而成，通過(guò)噴霧干燥的方式使其附著在所述殼材內(nèi)層上從而形成殼材外層；所述殼材內(nèi)層由熱塑性聚合物組成，所述熱塑性聚合物由丙烯酸酯類單體和腈類單體聚合而成；所述芯材由液態(tài)阻燃劑和碳?xì)浠衔锝M成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球，其特征在于，所述油溶性阻燃劑為磷酸三苯酯、叔丁基化磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三異丁酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、甲基磷酸二甲酯、季戊四醇磷酸酯、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)、磷酸三甲酚酯、亞磷酸酯、四苯基二丙二醇二亞磷酸酯、氰尿酸三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸鹽中的至少一種；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球，其特征在于，所述液態(tài)阻燃劑為磷酸三乙酯、磷酸三(1-氯-2-丙基)酯、氯化石蠟、2-乙基己基二苯基磷酸酯、磷酸三異丙基苯酯、三(六氟異丙基)磷酸酯?、磷酸三(2,2,2-三氟乙基)酯、乙烷基聚磷酸酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、氯代烷基多聚磷酸酯中的至少一種；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種阻燃熱塑性聚氨酯包覆阻燃熱膨脹微球，其特征在于，所述丙烯酸酯類單體為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸苯乙烯酯、丙烯酸酰胺、丙烯酸氟化酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張家平，董順妮，江明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：煙臺(tái)泰和新材高分子新材料研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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