基于反相微乳法制備核殼型二氧化硅包覆磷酸銨鹽的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磷酸銨鹽的制備方法，具體涉及一種基于反相微乳液法制備核殼型二氧化硅包覆磷酸銨鹽的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]超細(xì)磷酸銨鹽的制備方法主要分為兩大類:物理方法和化學(xué)方法。常用的物理方法有粉碎法、機(jī)械合金法和蒸發(fā)冷凝發(fā)，前兩種方法操作簡(jiǎn)單，成本低，但制品質(zhì)量低，粒度均勻性差。蒸發(fā)冷凝發(fā)可制得高品質(zhì)的納米粒子，粒度可控，但技術(shù)要求高。化學(xué)制備方法可分為均相體系反應(yīng)法和多相體系反應(yīng)法兩類，前者包括沉淀法和溶劑蒸發(fā)法;后者有溶膠凝膠法、氣溶膠法和微乳液法等。均相沉淀法能夠精確控制粒子的化學(xué)組成，容易添加微量成分制得多種成分均一的高純復(fù)合化合物，但制備過程中控制因素多，易混入雜質(zhì)，粒子尺寸也難以控制。溶膠凝膠法也能獲得高品質(zhì)的納米粒子，但也有一定的應(yīng)用范圍，即適用于制備某些易于相變換的納米材料。微乳液法實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單，操作容易，而且通過控制溶劑用量、反應(yīng)物濃度、表面活性劑濃度及適當(dāng)反應(yīng)條件，很容易獲得粒徑均勻的納米微粒，甚至可以在一定范圍內(nèi)控制粒徑的大小。除此之外，制備的納米粒子可以在原體系中直接實(shí)現(xiàn)對(duì)納米粒子的包覆和表面改性。
[0003]ZL200910253739.2公開了一種核殼型二氧化硅包覆聚磷酸銨的制備方法，該方法首先將聚磷酸銨加入到乙醇水溶液中，劇烈攪拌至完全均勻分散，用氨水或磷酸銨等堿液將PH值調(diào)到9?12，然后加入硅酸酯，產(chǎn)生硅溶膠來包覆聚磷酸銨，最后再加入鈦酸酯等偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，再經(jīng)過濾，乙醇洗滌，烘干后制得一種核殼型二氧化硅包覆聚磷酸銨。此方法解決了 APP的滲透迀移、影響制品強(qiáng)度及耐熱性不足等問題，同樣氮磷硅的阻燃協(xié)同效應(yīng)可以有效的提高阻燃效果。但是該方法制得的產(chǎn)品粒徑為5?50微米，粒徑較大，且粒徑分布相對(duì)較寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于反相微乳法制備核殼型二氧化硅包覆磷酸銨鹽的方法，微乳液法可將微粒粒徑控制在更小且更集中的范圍內(nèi)。本發(fā)明制備的核殼型二氧化硅包覆的磷酸銨鹽的粒徑可控制在100?800nm，粒徑較小且分布窄，分散性好，并且可以在原體系中直接實(shí)現(xiàn)對(duì)納米粒子的表面改性。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種基于反相微乳法制備核殼型二氧化硅包覆磷酸銨鹽的方法，包括如下步驟:
[0007](I)制備非離子表面活性劑/正己烷/磷酸的反相微乳液A:常溫條件下，取3?5g正己燒和2.5?3.5g非離子表面活性劑，混合后攪拌10?20min，再加入I?2g磷酸，攪拌10?20min后加入0.8?Ig正戊醇，繼續(xù)攪拌0.5?Ih后，得到透明的反相微乳液A;
[0008](2)制備非離子表面活性劑/正己烷/氨水的反相微乳液B:常溫條件下，取2?5g正己燒和2.0?3.5g非離子表面活性劑，混合后攪拌10?20min，再加入1.0?2.8g稀氨水，繼續(xù)攪拌0.5?Ih后，得到透明的反相微乳液B;
[0009](3)溫度控制為O?20°C，將反相微乳液A倒入帶有攪拌器的四口瓶中，攪拌速度設(shè)定為300?400r/min，保持5?15min后，再將反相微乳液B滴加到四口瓶中，滴加速度為3?4mL/ min,攪拌2?3h后，得到納米粒子的分散液；
[0010](4)溫度控制為O?20°C，將0.5?4.0g正硅酸乙酯的正己烷溶液滴加到四口瓶中，滴加速度為3?4mL/min，攪拌速度為300?400r/min，保持2?6h后，得到核殼型二氧化硅包覆磷酸錢鹽的分散液；
[0011](5)溫度控制為O?20°C，將0.1?1.5g硅烷偶聯(lián)劑的正己烷溶液滴加到四口瓶中，滴加速度為3?4mL/min，攪拌速度為300?400r/min，保持12?24h后，再經(jīng)過破乳、分離和干燥等處理后，最終得到表面改性的核殼型二氧化硅包覆的磷酸銨鹽。
[0012]上述步驟(I)中，非離子表面活性劑為Span-80與Tween-80按照質(zhì)量比為(3?5):1配制而成的混合液。
[0013]上述步驟(I)中，磷酸的質(zhì)量濃度高于85%。
[0014]上述步驟(2)中，非離子表面活性劑為Span-80與Tween-80按照質(zhì)量比為(2?4):1配制而成的混合液。
[0015]上述步驟(2)中，稀氨水為NH3含量為25?28%的氨水與乙醇按質(zhì)量比為1: (I?1.25)配制而成的溶液。
[0016]上述步驟(4)中，正硅酸乙酯的正己烷溶液為正硅酸乙酯與正己烷按質(zhì)量比為2:(I?4)配制而成的溶液。
[0017]上述步驟(5)中，硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、Y-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷等硅烷偶聯(lián)劑中的一種或幾種。
[0018]上述步驟(5)中，硅烷偶聯(lián)劑的正己烷溶液為硅烷偶聯(lián)劑與正己烷按質(zhì)量比為2:(I?4)配制而成的溶液。
[0019]上述步驟(5)中，破乳為在原分散液中加入10?50g丙酮或乙醇后，再攪拌，得到渾濁乳液。
[0020]本發(fā)明制備出的核殼型二氧化硅包覆的磷酸銨鹽可作為一種性能優(yōu)越的阻燃劑。二氧化硅無毒、無刺激，對(duì)人類和環(huán)境無危害，且熱穩(wěn)定性高、耐水防潮，二氧化硅包覆磷酸銨鹽后，可以明顯降低產(chǎn)品的水溶性，若再對(duì)二氧化硅包覆的磷酸銨鹽微粒用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，不僅可以減小顆粒與水的接觸角，還可以通過選用不同的硅烷偶聯(lián)劑，增加與高分子材料的相容性。除此之外，由于磷酸銨鹽類阻燃劑常常會(huì)發(fā)生迀移和噴霜等現(xiàn)象，會(huì)影響到材料的阻燃性能，本發(fā)明對(duì)磷酸銨鹽進(jìn)行了包覆處理，可以解決此類問題，不僅如此，這樣還可以屏蔽磷酸銨鹽的刺激味，減少阻燃劑中有毒成分在聚合物加工過程中的釋放，避免環(huán)境污染和身體傷害。最后，二氧化硅包覆磷酸銨鹽后可提高產(chǎn)品的初始分解溫度，擴(kuò)大了阻燃劑的使用范圍。氮磷硅三種阻燃元素的協(xié)同效應(yīng)能更好地提高產(chǎn)品的阻燃性能，從而降低產(chǎn)品的使用量，更加節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0021]圖1為實(shí)施例1步驟(4)得到的二氧化硅包覆磷酸銨鹽的掃描電鏡圖；
[0022 ]圖2為實(shí)施例1步驟(4)得到的二氧化硅包覆磷酸銨鹽的XRD圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此，凡是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。
[0024]實(shí)施例1:
[0025]本實(shí)施例中核殼型二氧化硅包覆磷酸銨鹽的制備方法是按下述步驟進(jìn)行的:
[0026](I)常溫條件下，取4g正己燒、2.4gSpan_80和0.6gTween_80，混合后攪拌15min，再加入Ig磷酸，攪拌15min后加入0.9g正戊醇，繼續(xù)攪拌0.5h后，得到透明的反相微乳液A;
[0027](2)常溫條件下，取3g正己燒、1.7gSpan_80和0.6gTween_80，混合后攪拌15min，再加入由0.7g氨水和