專利名稱：一種三聚氰胺/甲醛樹脂包覆三聚氰胺氰尿酸鹽納米膠囊的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三聚氰胺/甲醛樹脂包覆三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)納米膠囊的制備方法。
背景技術(shù)：
三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)是目前使用較多的氮系阻燃劑。氮類阻燃劑在分解過程中形成氨等不燃性氣體，稀釋和沖淡可燃性氣體，從而起到較好的阻燃作用。氮系阻燃劑主要優(yōu)點(diǎn)是無鹵、低煙、有利于環(huán)境保護(hù)。MCA在聚酰胺中具有優(yōu)良的阻燃性能，燃燒時(shí)發(fā)煙量小，在加工中還可以起到潤滑作用[Advanced Materials Research, 2011, 399-401:444 448] ο對于納米MCA來說，一方面納米顆粒極易團(tuán)聚，另一方面MCA加入高分子材料中，存在與高分子基體相容性差的缺點(diǎn)。通常，對其進(jìn)行膠囊化處理可以有效改善這些缺陷[中國塑料，2010，24(6):72-75]。所謂膠囊化技術(shù)是以固體、液體或氣體囊芯物質(zhì)(芯材)為核心，利用天然、半合成或全合成高分子材料(囊材)在其上沉積、涂層，對其進(jìn)行包覆，最后得到膠囊。本發(fā)明采用三聚氰胺/甲醛樹脂為囊壁，對納米MCA進(jìn)行表面包覆，以改善其易團(tuán)聚及與聞分子相容性差的缺點(diǎn)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種三聚氰胺/甲醛樹脂包覆三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)納米膠囊的制備方法。本發(fā)明提出的三聚氰胺/甲醛樹脂包覆三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)納米膠囊的制備方法如下:在三頸瓶中加入三聚氰胺與甲醛，反應(yīng)制得三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體澄清溶液。同時(shí)在另一三頸瓶中將納米三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)分散在溶劑中；將所得預(yù)聚體加入到分散好的納米MCA體系中進(jìn)行包覆反應(yīng)，然后過濾、洗滌，干燥，即得三聚氰胺/甲醛樹脂包覆三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)納米膠囊。具體步驟如下:
(1)三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體制備:
在三頸瓶中加入三聚氰胺與甲醛，三聚氰胺與甲醛摩爾比為1:(2-4);添加氫氧化鈉，調(diào)節(jié)溶液PH值為8-10，70°C -80°C下反應(yīng)0.5_lh，冷卻至室溫后獲得三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體溶液；
(2)三聚氰胺/甲醛樹脂包覆三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)納米膠囊制備:
將IOOg納米三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)，0.l-3g分散劑加入到200-300ml溶劑中機(jī)械并超聲分散0.5-1 h，得到納米MCA混合體系；然后將步驟(I)制備好的三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體加入分散完全后的納米MCA混合體系中，使用濃硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH值至2-5，700C _80°C反應(yīng)l_4h后，過濾、洗滌；在801:條件下真空干燥48 h，即得干燥后的由三聚氰胺/甲醛樹脂包覆的MCA納米膠囊。本發(fā)明中，所述三聚氰胺的純度>98%，工業(yè)級，所述甲醛為37%甲醛溶液。本發(fā)明中，步驟(2)中所述溶劑為蒸餾水、乙醇或丙醇中一至多種。本發(fā)明中，所述分散劑為聚乙二醇、二辛基琥珀酸磺酸鈉(阿洛索-0T)，十二烷基苯磺酸鈉，甘膽酸鈉、2—燒基咪唑啉、2—烷基氨基乙基咪唑啉、十六烷基溴化吡啶、烷基二甲基羥丙基磷酸脂甜菜堿、烷基二甲基磺乙基甜菜堿、烷基二甲基磺丙基甜菜堿、硬脂酸、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酰胺、Span (司盤)、吐溫、十二烷基硫酸鈉或十六烷基三甲基溴化胺等中任意一種。本發(fā)明的有益效果在于:通過對納米三聚氰胺氰尿酸鹽進(jìn)行膠囊化，在其表面形成了一層由三聚氰胺/甲醛樹脂組成的包覆膜，這層膜可以阻止納米三聚氰胺氰尿酸鹽顆粒的團(tuán)聚，并且還會增強(qiáng)其與高分子基體的相容性。與目前一般使用的膠囊相比，本方法合成的膠囊粒徑更小，約在100nm-300nm之間，這使其與普通膠囊相比，具有更好的阻燃效率，并且對高分子基體力學(xué)性能的影響更小。采用本申請 方法制備的三聚氰胺/甲醛樹脂包覆的MCA納米膠囊，粒徑尺寸為100nm-300nmo


圖1為三聚氰胺/甲醛樹脂包覆的MCA納米膠囊的掃描電鏡圖。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1:
(I)三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體制備:
在三頸瓶中加入12.6g三聚氰胺與24.33g 37%甲醛(摩爾比為1:3)及IOOml蒸餾水。添加一定量的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)溶液pH為8-10,80°C下反應(yīng)0.5h,冷卻至室溫后獲得無色透明的三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體溶液。(2)三聚氰胺/甲醛樹脂包覆三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)納米膠囊制備:
將IOOg納米三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)，Ig十二烷基硫酸鈉加入到200ml蒸餾水中機(jī)械并超聲分散I h。然后將步驟(I)制備好的三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體加入分散完全后的納米MCA混合體系中，使用濃硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH在4-5附近，80°C反應(yīng)2h后，過濾、洗滌。在80°C下真空干燥48 h，即得干燥后的由三聚氰胺/甲醛樹脂包覆的MCA納米膠囊，平均粒徑為IOOnm左右。實(shí)施例2:
(I)三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體制備:
在三頸瓶中加入12.6g三聚氰胺與20.27g 37%甲醛(摩爾比為1:2.5)及IOOml蒸餾水。添加一定量的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)溶液pH為8-10,80°C下反應(yīng)0.5h,冷卻至室溫后獲得無色透明的三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體溶液。(2)三聚氰胺/甲醛樹脂包覆三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)納米膠囊制備:
將IOOg納米三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)，3g十六烷基三甲基溴化銨加入到200ml乙醇中機(jī)械并超聲分散I h。然后將步驟(I)制備好的三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體加入分散完全后的納米MCA混合體系中，使用濃硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH在3-4附近，80°C反應(yīng)3h后，過濾、洗滌。在80°C下真空干燥48 h，即得干燥后的由三聚氰胺/甲醛樹脂包覆的MCA納米膠囊，平均粒徑為120nm左右。實(shí)施例3:
(I)三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體制備:
在三頸瓶中加入12.6g三聚氰胺與32.44g 37%甲醛(摩爾比為1:4)及IOOml蒸餾水。添加一定量的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)溶液pH為8-10,80°C下反應(yīng)0.5h,冷卻至室溫后獲得無色透明的三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體溶液。(2)三聚氰胺/甲醛樹脂包覆三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)納米膠囊制備:
將IOOg納米三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)，2g壬基酚聚氧乙烯醚加入到200ml乙醇與蒸餾水混合溶劑中(體積比為1:1)中機(jī)械并超聲分散I h。然后將步驟(I)制備好的三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體加入分散完全后的納米MCA混合體系中，使用濃硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH在3-4附近，80°C反應(yīng)2.5h后，過濾、洗滌。在80°C下真空干燥48 h，即得干燥后的由三聚氰胺/甲醛樹脂包覆的MCA納·米膠囊，平均粒徑為150nm左右。
權(quán)利要求
1.一種三聚氰胺/甲醛樹脂包覆三聚氰胺氰尿酸鹽納米膠囊的制備方法，其特征在于具體步驟如下 (1)三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體制備 在三頸瓶中加入三聚氰胺與甲醛，三聚氰胺與甲醛摩爾比為1:(2-4);添加氫氧化鈉，調(diào)節(jié)溶液PH值為8-10，70°C -80°C下反應(yīng)O. 5_lh，冷卻至室溫后獲得三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體溶液； (2)三聚氰胺/甲醛樹脂包覆三聚氰胺氰尿酸鹽納米膠囊制備 將IOOg納米三聚氰胺氰尿酸鹽，O. l_3g分散劑加入到200-300ml溶劑中機(jī)械并超聲分散O. 5-1 h，得到納米MCA混合體系；然后將步驟(I)制備好的三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體加入分散完全后的納米MCA混合體系中，使用濃硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH值至2-5，70°C _80°C反應(yīng)l_4h后，過濾、洗滌；在80°〇條件下真空干燥48 h，即得干燥后的由三聚氰胺/甲醛樹脂包覆的MCA納米膠囊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于所述三聚氰胺的純度>98%，工業(yè)級，所述甲醛為37%甲醛溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述溶劑為蒸餾水、乙醇或丙醇中一至多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于所述分散劑為聚乙二醇、二辛基琥珀酸磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、甘膽酸鈉、2—燒基咪唑啉、2—燒基氨基乙基咪唑啉、十六烷基漠化批唳、燒基~■甲基輕丙基憐酸脂甜菜喊、燒基~■甲基橫乙基甜菜喊、燒基~■甲基橫丙基甜菜堿、硬脂酸、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酰胺、Span、吐溫、十二烷基硫酸鈉或十六烷基三甲基溴化胺中任一種。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用三聚氰胺/甲醛樹脂對三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)進(jìn)行表面包覆制備納米膠囊的方法。將三聚氰胺與甲醛加入三頸瓶中，通過反應(yīng)制得三聚氰胺/甲醛樹脂預(yù)聚體澄清溶液。同時(shí)在另一三頸瓶中將納米三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)分散在溶劑中。將預(yù)聚體加入分散好的納米MCA體系中通過反應(yīng)、過濾、洗滌，干燥即得三聚氰胺/甲醛樹脂包覆三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)納米膠囊。本方法制得的三聚氰胺氰尿酸鹽納米膠囊，粒徑尺寸為100nm-300nm。
文檔編號C08G12/32GK103254655SQ201310175858
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月14日
發(fā)明者王正洲, 徐少洪 申請人:同濟(jì)大學(xué)