【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及聚合物，尤其涉及一種阻燃微膠囊及其制備方法和滅火阻燃聚合材料。
技術(shù)介紹
1、滅火阻燃聚合材料是一類特殊的材料，它們在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠有效地減緩或阻止火焰的蔓延，從而保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。
2、在現(xiàn)有材料中常添加阻燃劑，用于提高材料抗燃性、阻止材料被引燃及抑制火焰?zhèn)鞑ィ饕ㄓ腥缦聨追N：
3、(1)無機(jī)阻燃劑：這類阻燃劑通過其蓄熱和導(dǎo)熱性質(zhì)發(fā)揮作用，如氫氧化鋁、氫氧化鎂等金屬氫氧化物，在受熱分解時(shí)釋放結(jié)晶水并吸收大量燃燒熱能，從而降低材料表面溫度。
4、(2)鹵素阻燃劑(鹵系)：包括溴系和氯系阻燃劑，它們在燃燒過程中釋放出鹵素元素，能夠抑制燃燒鏈反應(yīng)，但鹵素阻燃劑因環(huán)境和健康問題使用受到限制。
5、(3)磷系阻燃劑：這類阻燃劑在燃燒時(shí)能夠形成炭層，阻止氧氣和熱量傳遞，同時(shí)釋放的磷酸可作為脫水劑，進(jìn)一步增強(qiáng)阻燃效果。
6、(4)氮系阻燃劑：通過化學(xué)作用干擾燃燒過程，提高材料的抗燃性。
7、(5)硅系阻燃劑：通常與其它阻燃劑配合使用，能夠提高聚合物的熱穩(wěn)定性并減少燃燒時(shí)的煙氣生成。
8、(6)銻系阻燃劑：作為鹵素阻燃劑的協(xié)效劑，提高阻燃效率。
9、(7)硼系和鋁鎂系阻燃劑：這些阻燃劑通常具有較高的熱穩(wěn)定性和抑煙效果。
10、(8)膨脹型阻燃劑(ifr)：這類阻燃劑在受熱過程中會(huì)發(fā)泡膨脹，形成一層保護(hù)層，通常為p、n、c為主要核心成分的復(fù)合阻燃劑。
11、(9)礦物阻燃劑：如可膨脹石墨等，具有環(huán)保無毒
12、(10)納米材料：納米化阻燃顆粒因其比表面積大、擴(kuò)散性高，能夠顯著提高聚合物的阻燃效果。
13、(11)微膠囊化阻燃劑：將滅火劑封裝在阻燃聚合物外殼中，形成安全環(huán)保的滅火材料。
14、(12)無鹵阻燃劑：由于鹵素阻燃劑在燃燒過程中可能產(chǎn)生有毒煙霧，研究者們正在開發(fā)新型的無鹵、環(huán)境友好型阻燃劑。
15、(13)生物基阻燃劑：這類阻燃劑來源于生物，可生物降解，對環(huán)境的影響較小。
16、現(xiàn)有技術(shù)中，添加阻燃劑的聚合材料由于在自動(dòng)滅火時(shí)，作用面積有限，阻燃材料周圍的可燃物品仍會(huì)著火，不能充分有效地發(fā)揮阻燃功能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)目的之一在于提供一種阻燃微膠囊，以解決上述的傳統(tǒng)技術(shù)問題。
2、本專利技術(shù)目的之二在于提供一種上述阻燃微膠囊的制備方法。
3、本專利技術(shù)目的之三在于提供一種添加有上述阻燃微膠囊的滅火阻燃聚合材料。
4、本專利技術(shù)目的之一采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
5、一種阻燃微膠囊，包括芯材及包覆在所述芯材外側(cè)的包覆層，所述芯材包括囊芯及包覆在所述囊芯外側(cè)的釋氣層，所述囊芯由質(zhì)量比為1:(0.1-1)(如1：0.1、1：0.2、1：0.3、1：0.4、1：0.5、1：0.6、1：0.7、1：0.8、1：0.9、1：1等)的灰塵和阻燃劑組成，所述釋氣層為碳酸氫鈉、碳酸鋅、碳酸鎂中的一種或多種。
6、本專利技術(shù)的原理為：
7、芯材中釋氣層的釋氣劑受熱放出co2，壓力達(dá)到一定程度后，包覆層中微膠囊瞬間會(huì)發(fā)生爆炸，在爆炸力的作用下，灰塵和阻燃劑受壓打碎，向四周分散，由于灰塵和阻燃劑充分混合，灰塵容易飄揚(yáng)于空氣中，而阻燃劑能夠附于灰塵表面而分散在空氣中，并沉積覆蓋到周圍易燃的物體表面，使周圍物質(zhì)不易燃燒，控制火勢蔓延，降低滅火難度，提高阻燃效果。
8、進(jìn)一步地，所述阻燃劑為有機(jī)磷系阻燃劑。有機(jī)磷系阻燃劑受熱時(shí)能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更趨穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層。碳化層的形成一方面能阻止聚合物進(jìn)一步熱解，另一方面能阻止其內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參與燃燒過程，具有隔絕氧氣，具有隔熱、隔氧、阻止可燃?xì)怏w向外逸出的作用，從而達(dá)到阻燃目的。
9、進(jìn)一步地，所述有機(jī)磷系阻燃劑為磷酸酯類阻燃劑、磷雜菲類阻燃劑、磷腈類阻燃劑、環(huán)氧氯丙烷塑料阻燃劑、烷基磷酸酯類阻燃劑、芳香族磷酸酯類阻燃劑、聚磷酸酯類阻燃劑、醚化磷酸酯類阻燃劑、氨基磷酸酯類阻燃劑、亞磷酸酯類阻燃劑、有機(jī)磷鹽類阻燃劑、氧化磷類阻燃劑、磷雜環(huán)化合物類阻燃劑、聚合物磷(膦)酸酯類阻燃劑、含磷多元醇類阻燃劑、磷-氮化合物類阻燃劑中的一種或多種。
10、其中，(1)磷酸酯。這類阻燃劑可同時(shí)起到阻燃和增塑作用，常見的包括三苯基磷酸酯(tpp)、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)(rdp)和雙酚a雙(二苯基磷酸酯)(bdp)磷酸酯。這類阻燃劑具有較好的穩(wěn)定性和耐溶劑性，對材料力學(xué)性能影響小，耐水解性好。
11、(2)磷雜菲類阻燃劑。如dopo及其衍生物，提供了良好的穩(wěn)定性、耐水解性，催化氣相中的阻燃機(jī)制。
12、(3)磷腈類阻燃劑。含有豐富磷、氮元素，通過氣相和凝聚相的機(jī)制發(fā)揮作用。
13、(4)環(huán)氧氯丙烷塑料阻燃劑。如dopo，可直接與環(huán)氧樹脂反應(yīng)或與對苯二酚反應(yīng)后再與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)。
14、(5)烷基磷酸酯。常見的有甲基、乙基、異丙基等，由于其分解產(chǎn)物中含有錳、鋁、鐵等金屬離子，故能產(chǎn)生多種作用，更加安全有效。
15、(6)芳香族磷酸酯。大分子相對分子質(zhì)量較高，固化后能增強(qiáng)材料的機(jī)械性能，適合用于高端電子產(chǎn)品的阻燃。
16、(7)聚磷酸酯。進(jìn)一步增強(qiáng)了芳香族磷酸酯的分子結(jié)構(gòu)，分解時(shí)產(chǎn)生煙霧、碳層，能極大地提高材料的阻燃等級(jí)。
17、(8)醚化磷酸酯。分解產(chǎn)物中含有含氧化合物，能起到熄滅火焰的效果，同時(shí)還能增加材料的柔軟性。
18、(9)氨基磷酸酯。具有良好的親水性和生物相容性，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)用材料、食品包裝等領(lǐng)域。
19、進(jìn)一步地，灰塵為工業(yè)排放物和/或土壤揚(yáng)塵；灰塵是懸浮在空氣中的微粒，遇到高溫也不會(huì)發(fā)生爆炸，灰塵來源于工業(yè)排放物、土壤揚(yáng)塵等；灰塵不易燃不會(huì)發(fā)生爆炸。
20、進(jìn)一步地，所述灰塵為大理石粉塵、沸石粉塵、火山灰粉塵、土壤顆粒粉塵中的一種或多種。
21、進(jìn)一步地，所述包覆層為微膠囊。
22、進(jìn)一步地，所述微膠囊包括聚甲基丙烯酸甲酯、氯化石蠟、海藻酸鈉、脲醛樹脂、聚酰胺、聚苯乙烯、聚甲醛、聚酰亞胺、聚苯醚、聚丙烯酰胺、聚氨酯、密胺樹脂、聚碳酸酯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一種或多種。
23、進(jìn)一步地，釋氣層與囊芯的質(zhì)量比為1：(0.1-0.8)。如1：0.1、1：0.2、1：0.3、1：0.4、1：0.5、1：0.6、1：0.7、1：0.8等。
24、進(jìn)一步地，包覆層與芯材的質(zhì)量比為1：(0.1-0.8)。如1：0.1、1：0.2、1：0.3、1：0.4、1：0.5、1：0.6、1：0.7、1：0.8等。
25、本專利技術(shù)目的之二采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
26、一種阻燃微膠囊的制備方法，包括如下制備步驟：
27、s1：將灰塵和阻燃劑放入混合機(jī)中混合均勻，得到混本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種阻燃微膠囊，其特征在于，包括芯材及包覆在所述芯材外側(cè)的包覆層，所述芯材包括囊芯及包覆在所述囊芯外側(cè)的釋氣層，所述囊芯由質(zhì)量比為1:(0.1-1)的灰塵和阻燃劑組成，所述釋氣層為碳酸氫鈉、碳酸鋅、碳酸鎂中的一種或多種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃微膠囊，其特征在于，所述阻燃劑為有機(jī)磷系阻燃劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻燃微膠囊，其特征在于，所述有機(jī)磷系阻燃劑為磷酸酯類阻燃劑、磷雜菲類阻燃劑、磷腈類阻燃劑、環(huán)氧氯丙烷塑料阻燃劑、烷基磷酸酯類阻燃劑、芳香族磷酸酯類阻燃劑、聚磷酸酯類阻燃劑、醚化磷酸酯類阻燃劑、氨基磷酸酯類阻燃劑、亞磷酸酯類阻燃劑、有機(jī)磷鹽類阻燃劑、氧化磷類阻燃劑、磷雜環(huán)化合物類阻燃劑、聚合物磷(膦)酸酯類阻燃劑、含磷多元醇類阻燃劑、磷-氮化合物類阻燃劑中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃微膠囊，其特征在于，所述灰塵為工業(yè)排放物和/或土壤揚(yáng)塵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃微膠囊，其特征在于，所述包覆層為微膠囊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的阻燃微膠囊，其特征在于，所述微膠囊包括聚甲基丙烯酸甲酯
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃微膠囊，其特征在于，所述釋氣層與所述囊芯的質(zhì)量比為1：(0.1-0.8)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃微膠囊，其特征在于，所述包覆層與所述芯材的質(zhì)量比為1：(0.1-0.8)。
9.一種如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的阻燃微膠囊的制備方法，其特征在于，包括如下制備步驟：
10.一種滅火阻燃聚合材料，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的阻燃微膠囊。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種阻燃微膠囊，其特征在于，包括芯材及包覆在所述芯材外側(cè)的包覆層，所述芯材包括囊芯及包覆在所述囊芯外側(cè)的釋氣層，所述囊芯由質(zhì)量比為1:(0.1-1)的灰塵和阻燃劑組成，所述釋氣層為碳酸氫鈉、碳酸鋅、碳酸鎂中的一種或多種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃微膠囊，其特征在于，所述阻燃劑為有機(jī)磷系阻燃劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻燃微膠囊，其特征在于，所述有機(jī)磷系阻燃劑為磷酸酯類阻燃劑、磷雜菲類阻燃劑、磷腈類阻燃劑、環(huán)氧氯丙烷塑料阻燃劑、烷基磷酸酯類阻燃劑、芳香族磷酸酯類阻燃劑、聚磷酸酯類阻燃劑、醚化磷酸酯類阻燃劑、氨基磷酸酯類阻燃劑、亞磷酸酯類阻燃劑、有機(jī)磷鹽類阻燃劑、氧化磷類阻燃劑、磷雜環(huán)化合物類阻燃劑、聚合物磷(膦)酸酯類阻燃劑、含磷多元醇類阻燃劑、磷-氮化合物類阻燃劑中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃微膠囊，其特征在于，所述灰...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳洲桐，姚春連，徐夢漪，鐘如意，張勇，李俊，劉家豪，王飛，詹春龍，
申請(專利權(quán))人：廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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