一种高稳定性灭火微胶囊及其制备方法与流程

一种高稳灭火胶囊及其方法流程1.本发明涉及火产品技术领域特别涉及到一种高定性灭火微胶囊其制备方法。背技：2.灭火微胶囊将灭火剂分散成粒或微液滴状态，用天然的或合成聚合物材料在其表面成一层惰性的保外壳。在燃烧发时，胶囊的保护膜破坏释放出灭火剂而达到灭火阻燃效果。3.现有技术中灭火微胶囊具有定性差的技术问题灭火微胶囊的外在储存、使用过程中易发生泄漏，造灭火微胶囊不易存，使用寿命短的题。技实要素：4.本发明为了决上述技术问题提供了一种高稳定灭火微胶囊及其备方法，该灭火微胶的外壳具有高稳性、高韧性，高密性的特点，可有减少芯材的泄露，长灭火微胶囊的用寿命。5.本发明为了用上述目的，所用的技术方案为：6.提供一种高定性灭火微胶囊包括外壳和芯材，述芯材包括灭火，所述外壳包括内层外层和气密增进，所述内层包括三聚氰胺、间苯二、尿素和甲醛溶液应生成的改性三氰胺-甲醛树脂，所述层采用三羟甲基二烷-二异氰酸酯加成与明胶溶液反应成的改性聚氨酯脂，所述三羟甲基二烷-二异氰酸酯加成由三羟甲基十二与二异氰酸酯化物反应生成。7.该灭火微胶的粒径为3—15微米的范内。8.该灭火微胶的灭火剂占灭火胶囊总质量的75-95％。9.作为本发明进一步改进，所气密增进剂采用双丙基氧化物与层碳素的复合物；所述火剂采用无机灭剂或者有机灭火；所述无机灭火剂用红磷、al(oh)3和磷酸铵中的一种或种；所述有机灭剂采用膨胀型阻燃剂季戊四醇磷酸，全氟己酮，十二苯乙烷中的一或多种。10.作为本发明的一步改进，所述材还包括100-150℃产生色变的致变色材料；所热致变色材料采用biv03或者隐色体染料。该热致变色料可以在100-150℃下产生色变而为人们预警火的发生，减少人身产损失。该热致色材料的色变温度能太低，否则太光照射也能产生变，从而误导使用，也不能过高，过会延迟预警，起到及时预警的效。11.作为本发明的一步改进，所述异氰酸酯化合物选以下一种化合物丙烷二异氰酸酯、烷二异氰酸酯、烷二异氰酸酯、烷二异氰酸酯、甲己烷-1，6-二异氰酸酯、3，3-二甲基戊烷-1，5-二异氰酸酯、1，3-及1，4-亚环己基二异氰酯、异佛尔酮二氰酸酯、甲苯二氰酸酯、间及对亚甲苯二异氰酸酯、苯基二异氰酸酯萘-1，5-二异氰酸酯、苯二亚甲二异氰酸酯、二基甲烷-4，4`-二异氰酸酯、四基苯二亚甲基二氰酸酯、六亚甲二异氰酸酯。12.该灭火微胶囊作为一种灭火添剂使用。将该灭火胶囊与涂料混合匀制成灭火涂料，涂或者滚涂在配箱内侧壁、机动、防爆电缆接头保盒内部、电池箱和缆桥架内壁等存火灾隐患的重要位；或者将该灭火胶囊与双面胶贴片成灭火贴片，固在小空间保护空内；又或者将该灭微胶囊与尼龙绳结制成灭火绳，缠在保护空间内；或者将该灭火微胶融入在高压电工胶制成灭火胶带，裹在电缆接头上13.本发明还提供一种高稳定性灭微胶囊的制备方法包括以下步骤：14.a)利用高速搅机对气密增进剂行高速搅拌形成气增进剂悬浮液；15.b)将三聚氰胺甲醛溶液、尿素间苯二酚和蒸馏水行反应，然后加一半的气密增进剂浮液进行混合，到内层壳体聚合溶液；16.c)在灭火剂中入乳化剂后加热化搅拌形成灭火剂液；17.d)在灭火剂乳上滴加入内层壳聚合物溶液，随后行搅拌；18.e)固化壳层并成微胶囊水溶液a；19.f)将三羟甲基二烷与二异氰酸化合物反应生成三甲基十二烷-二异氰酸酯加成，将三羟甲基十烷-二异氰酸酯加成和明胶溶液进行应，然后加入另半的气密增进剂悬液，得到外层壳聚合物溶液；20.g)在外层壳体合物溶液中滴加胶囊水溶液a，随后进行搅拌；21.h)再次固化壳形成微胶囊水溶b，然后进行干燥，得到胶囊颗粒。22.作为本发明的一步改进，步骤b)中，三氰胺、甲醛溶液、尿素间苯二酚和蒸馏水进反应时，需控制应温度为60-80℃，调节ph为8.5-9.5，并搅拌至少1小时。23.作为本发明的一步改进，步骤c)中，在火剂乳液中还加有括100-150℃产生色变的致变色材料；所热致变色材料采用biv03或者隐色体染料。24.作为本发明的一步改进，步骤d)中，使分液漏斗在灭火乳液上滴加入内层壳体聚合溶液，随后调节系ph为3.5-4.5，控制反应温为65-85℃，搅拌至3小时，反应结后调节体系ph至中性，然后进行却。25.作为本发明的一步改进，步骤f)中，三甲基十二烷-二异氰酸酯加成由三羟甲基十二与二异氰酸酯化物反应生成；所述异氰酸酯化合物选以下一种化合物丙烷二异氰酸酯丁烷二异氰酸酯、烷二异氰酸酯、己二异氰酸酯、甲己烷-1，6-二异氰酸酯、3，3-二甲基戊烷-1，5-二异氰酸酯、1，3-及1，4-亚环己基二异氰酯、异佛尔酮二氰酸酯、甲苯二氰酸酯、间及对亚甲苯二异氰酸酯、苯基二异氰酸酯萘-1，5-二异氰酸酯、苯亚甲基二异氰酸、二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯、四基苯二亚甲基二氰酸酯、六亚甲二异氰酸酯；明胶液需要保持恒温30-40℃。26.作为本发明的一步改进，步骤g)中，使分液漏斗在外层体聚合物溶液中滴加微胶囊溶液a，随后调节体系ph为3.5-4.5，控制反应温为65-85℃，搅拌至3小时，反应结后调节体系ph至中性，然后进行却。27.作为本发明的一步改进，步骤e)及步骤h)中，过将温度保持在40-50℃并在此温下保持至少3.5小时来进壳层的固化。28.作为本发明的一步改进，所述密增进剂采用双异基氧化物与层片素的复合物；所述灭火采用无机灭火剂者有机灭火剂；述无机灭火剂采用磷、al(oh)3聚磷酸铵中的一或多种；所述有灭火剂采用膨胀型燃剂季戊四醇磷酸酯全氟己酮，十溴苯乙烷中的一种多种。29.上述的高稳定灭火微胶囊及其备方法中，各组分的重量数如下：30.灭火剂3-7份、热致变色料1-3份、三聚氰胺-3份、2-5份甲醛溶液、素0.1-0.8份、间苯二1-4份、三羟甲基二烷3-7份、二异氰酸化合物8-12份、明胶1-3份、气密增进2-5份。其中，甲溶液的浓度为1-12％。31.本发明的有益果为：32.本发明中，内中使用加入了尿的改性三聚氰胺-甲醛树脂，与现的三聚氰胺-甲醛树脂壁材相，能够提高壁材强度，使壁材表更加光滑，而间苯酚由于含有苯环刚结构，能显著提壁材的热稳定性33.外层中采用了羟甲基十二烷-二异氰酸酯加成与明胶溶液反应成的改性聚氨酯脂，与现有的聚氨壁材相比，有机相的囊壁材料是三甲基长链烷烃二氰酸酯加成物和含经基、多氧基活泼团在两相的界面合反应生成，三甲基长链烷烃作为链剂，随扩链剂分量增大，在加成中所占的含量减，硬段所占含量减，使聚合物强度降，弹性增大，从提高壁材的韧性34.本发明中，内的改性三聚氰胺-甲醛树脂能提供够的强度，而外的改性聚氨酯树能够提供足够的韧，两者相结合，使壳能够在180-220℃时才发生破，破裂温度高，而使灭火微胶囊更易储存，不会由气温的变化而引灭火微胶囊的泄，稳定性强。35.同时，气密增剂可增强灭火微囊的气密性，防止火剂在高温下气溢出微胶囊，造成火剂浓度降低以重复灭火效果的低。36.此外，由于灭微胶囊采用双层壳设计，在火灾中层壳体先破裂，放一部分灭火剂进灭火从而迅速降，使未被释放的层保持原状，在复的火灾中，未破裂内层再次释放、裂起到扑灭二次灾的作用。具体实施方式37.下面结合具体施例对本发明作一步说明。38.实施例1：39.一种高稳定性火微胶囊，包括壳和芯材，芯材包灭火剂和100-150℃产生色变的致变色材料，外包括内层、外层和密增进剂。40.其中，采用份全氟己酮作灭火剂；采用1份biv03作为热致色材料；采用2份三聚氰胺3.86份2％甲醛溶液、0.2份尿素2份间苯二酚反应成的三聚氰胺-甲醛树脂作为内；采用5份三羟甲基十二与10份六亚甲基二异酸酯反应生成的三羟甲基二烷-二异氰酸酯加成和1份明胶反应生成的改聚氨酯树脂作为层；采用3份双异丙基氧化物层片碳素的复合作为气密增进剂41.上述灭火微胶的制备步骤如下42.a)在搅拌罐中入3份气密增进剂，气密进剂采用双异丙氧化物与层片碳素的复合物，用高速搅拌机对密增进剂进行高搅拌30分钟，形成气密增进剂悬浮液；43.b)将2份三聚胺、3.86份2％甲醛溶液0.2份尿素、2份间苯二和适量蒸馏水置于三瓶中，然后放入浴锅中进行反应水浴锅的温度控制70℃，采用三醇胺调节溶液ph＝9.0，搅拌少一个小时后，到透明的预聚物溶液，将该聚物溶液与一半气密增进剂悬浮混合，得到内层壳聚合物溶液；44.c)取5份全己酮作为灭火剂于蒸馏水中，加入乙烯-马来酸酐聚合物为乳化剂，加热化搅拌15分钟，形成灭火剂乳；在灭火剂乳液加入1份热变色材料biv03。45.d)使用分液漏在灭火剂乳液上加入内层壳体聚合溶液，随后采用檬酸调节体系ph4，控制反应温为75℃，搅拌至少3小时，反应束后采用碱调节体系ph中性，然后进行却；46.e)然后通过将度保持在45℃并在此温度保持至少3.5小时来进壳层的固化，形成微囊水溶液a；47.f)将5份三羟基十二烷与10份六亚甲基异氰酸酯反应生成羟甲基十二烷-二异氰酸酯加成，将1份明胶加入到100份蒸馏中，加热搅拌至胶全部溶解形成明胶溶，然后保持恒温35℃为水。将三羟甲基十二-二异氰酸酯加成和明胶溶液进行应，然后加入另半的气密增进剂悬液，得到外层壳聚合物溶液；48.g)使用分液漏在外层壳体聚合溶液中滴加微胶囊溶液a，随后调节体系ph为4，控反应温度为75℃，搅拌至少3小时，应结束后调节体ph至中性，然后进冷却；49.h)再次通过将度保持在45℃并在此温度保持至少3.5小时来进壳层的固化形成微囊水溶液b，然后进行干燥，到微胶囊颗粒。50.实施例2：51.一种高稳定性火微胶囊，包括壳和芯材，芯材包灭火剂和100-150℃产生色变的致变色材料，外包括内层、外层和密增进剂。52.其中，采用份红磷和3份al(oh)3作灭火剂；采用2份隐色染料作为热致变色材料；用3份三聚氰胺、4份4％甲溶液、0.4份尿素和3份间苯二酚反应生成的聚氰胺-甲醛树脂作为内；采用4份三羟甲基十二与11份异佛尔酮二异酸酯反应生成的三羟甲基二烷-二异氰酸酯加成和2份明胶反应生成的改聚氨酯树脂作为层；采用4份双异丙基氧化物层片碳素的复合作为气密增进剂53.上述灭火微胶的制备步骤如下54.a)在搅拌罐中入4份气密增进剂，气密进剂采用双异丙氧化物与层片碳素的复合物，用高速搅拌机对密增进剂进行高搅拌30分钟，形成气密增进剂悬浮液；55.b)将3份三聚胺、4份4％甲醛溶液、0.4份尿、3份间苯二酚适量蒸馏水置于三口瓶，然后放入水浴中进行反应，水锅的温度控制为60℃，采用三乙醇胺调溶液ph＝8.5，搅拌至少个小时后，得到明的预聚物溶液，将该预聚物液与一半的气密进剂悬浮液混合得到内层壳体聚合溶液；56.c)取4份红磷3份al(oh)3作为灭火剂于蒸馏水中，加苯乙烯-马来酸酐聚合物为乳化剂，加热化搅拌15分钟，形成灭火剂乳；在灭火剂乳液加入2份隐体染料。57.d)使用分液漏在灭火剂乳液上加入内层壳体聚合溶液，随后采用檬酸调节体系ph4，控制反应温为80℃，搅拌至少3小时，反应束后采用碱调节体系ph中性，然后进行却；58.e)然后通过将度保持在50℃并在此温度保持至少3.5小时来进壳层的固化，形成微囊水溶液a；59.f)将4份三羟基十二烷与11份异佛尔酮异氰酸酯反应生成羟甲基十二烷-二异氰酸酯加成，将2份明胶加入到100份蒸馏中，加热搅拌至胶全部溶解形成明胶溶，然后保持恒温40℃为水。将三羟甲基十二-二异氰酸酯加成和明胶溶液进行应，然后加入另半的气密增进剂悬液，得到外层壳聚合物溶液；60.g)使用分液漏在外层壳体聚合溶液中滴加微胶囊溶液a，随后调节体系ph为4，控反应温度为80℃，搅拌至少3小时，应结束后调节体ph至中性，然后进冷却；61.h)再次通过将度保持在50℃并在此温度保持至少3.5小时来进行壳层的固化形成微胶水溶液b，然后进行干燥得到微胶囊颗粒62.实施例3：63.一种高稳定性火微胶囊，包括壳和芯材，芯材包灭火剂和100-150℃产生色变的致变色材料，外包括内层、外层和密增进剂。64.其中，采用份聚磷酸铵作灭火剂；采用1份biv03作为热致色材料；采用3份三聚氰胺4份6％甲醛溶液、0.8份尿素和3份苯二酚反应生成三聚氰胺-甲醛树脂作为内；采用7份三羟甲基十二与12份甲苯二异氰酸反应生成的三羟甲基十二-二异氰酸酯加成和3份明胶反应生成的改聚氨酯树脂作为层；采用2份双异丙基氧化物层片碳素的复合作为气密增进剂65.上述灭火微胶的制备步骤如下66.a)在搅拌罐中入2份气密增进剂，气密进剂采用双异丙氧化物与层片碳素的复合物，用高速搅拌机对密增进剂进行高搅拌30分钟，形成气密增进剂悬浮液；67.b)将3份三聚胺、4份6％甲醛溶液、0.8份尿、3份间苯二酚适量蒸馏水置于三口瓶，然后放入水浴中进行反应，水锅的温度控制为80℃，采用三乙醇胺调溶液ph＝8.5，搅拌至少个小时后，得到明的预聚物溶液，将该预聚物液与一半的气密进剂悬浮液混合得到内层壳体聚合溶液；68.c)取4份聚磷铵作为灭火剂溶蒸馏水中，加入苯烯-马来酸酐聚合物为乳化剂，加热化搅拌15分钟，形成灭火剂乳；在灭火剂乳液加入1份热变色材料biv03。69.d)使用分液漏在灭火剂乳液上加入内层壳体聚合溶液，随后采用檬酸调节体系ph4.5，控制反应温度为70℃，搅拌至3小时，反应结后采用碱调节体系ph至中，然后进行冷却70.e)然后通过将度保持在40℃并在此温度保持至少3.5小时来进壳层的固化，形成微囊水溶液a；71.f)将7份三羟基十二烷与12份甲苯二异酸酯反应生成三羟基十二烷-二异氰酸酯加成，将3份明胶加入到100份蒸馏中，加热搅拌至胶全部溶解形成明胶溶，然后保持恒温30℃为水。将三羟甲基十二-二异氰酸酯加成和明胶溶液进行应，然后加入另半的气密增进剂悬液，得到外层壳聚合物溶液；72.g)使用分液漏在外层壳体聚合溶液中滴加微胶囊溶液a，随后调节体系ph为4.5，制反应温度为70℃，搅拌至少3小时，反应结束后调节系ph至中性，然进行冷却；73.h)再次通过将度保持在40℃并在此温度保持至少3.5小时来进壳层的固化形成微囊水溶液b，然后进行干燥，到微胶囊颗粒。74.性质性能检测75.经检测，实施1-3制备得到灭火胶囊的平均粒径3-15微米，膜厚为0.01～0.07微米，所得火微胶囊中有效火剂含量为90％，在起火13s内成有效灭火。76.气密性测试77.条件为在100℃温下，存放24小时左右，并得灭火微胶囊中芯的损失程度。测试结显示，实施例1-3制备得到灭火胶囊的气密性<1％。此，在100℃温度下损失于1％，相当于在日温度使用环境，灭火微胶囊可定存储包覆在其的灭火芯材至少5年以上78.机械强度测试(压测试)79.自制厚度为2mm，积为5cm2的微胶囊堆积体施加同等外力条件进行抗压测试，测得火微胶囊中芯材损失程度，并划三个等级，>80％为优，>60％一般，以下为差80.三项测试所测的性能如表1，表1为实施例能测试数据。[0081][0082]表1[0083]以上所举实施例用来方便举例说本发明，并非对发明作任何形式上限制，任何所属技领域中具有通常识者，若在不脱本发明所提技术特的范围内，利用本明所揭示技术内所作出局部更动修饰的等效实施例并且未脱离本发明技术特征内容，仍属于本发明技术特征的范围内技特：1.一种高稳定灭火微胶囊，包外壳和芯材，所述材包括灭火剂，特征在于：所述外壳括内层、外层和密增进剂，所述层包括由三聚氰胺间苯二胺、尿素和醛溶液反应生成改性三聚氰胺-甲醛树脂，所述层采用三羟甲基二烷-二异氰酸酯加成与明胶溶液反应成的改性聚氨酯脂，所述三羟甲基二烷-二异氰酸酯加成由三羟甲基十二与二异氰酸酯化物反应生成。2.根据权利要求1所述的一高稳定性灭火微囊，其特征在于：述气密增进剂采双异丙基氧化物层片碳素的复合；所述灭火剂采无机灭火剂或者有灭火剂；所述无机火剂采用红磷、al(oh)3聚磷酸铵中的一或多种；所述有机灭火剂采用胀型阻燃剂季戊醇磷酸酯，全氟酮，十溴二苯乙烷的一种或多种；所二异氰酸酯化合选用以下一种化物：丙烷二异氰酸、丁烷二异氰酸酯戊烷二异氰酸酯己烷二异氰酸酯甲基己烷-1，6-二异氰酸酯、3，3-二甲基戊烷-1，5-二异氰酸酯、1，3-及1，4-亚环己基二异氰酯、异佛尔酮二氰酸酯、甲苯二氰酸酯、间及对亚甲苯二异氰酸酯、苯基二异氰酸酯萘-1，5-二异氰酸酯、苯亚甲基二异氰酸、二苯基甲烷-4，4`-二异氰酸酯、四基苯二亚甲基二氰酸酯、六亚甲二异氰酸酯。3.根据权利要求1所述的一高稳定性灭火微囊，其特征在于：述芯材还包括100-150℃产生色变的致变色材料；所热致变色材料采用biv03或者隐色体染料。4.一种高定性灭火微胶囊制备方法，其特征于包括以下步骤）利用高速搅拌机对密增进剂进行高搅拌形成气密增剂悬浮液；b）将三聚氰胺、甲醛溶液、素、间苯二酚和馏水进行反应，后加入一半的气密进剂悬浮液进行混，得到内层壳体合物溶液；c）在灭火剂中加入化剂后加热乳化搅拌形成火剂乳液；d）在灭火剂乳液滴加入内层壳体合物溶液，随后进行搅拌e）固化壳层并成微胶囊水溶液a；f）将三羟甲基十烷与二异氰酸酯化合反应生成三羟甲十二烷-二异氰酸酯加成，将三羟甲基十烷-二异氰酸酯加成和明胶溶液进行反应，然加入另一半的气增进剂悬浮液，得到外层壳聚合物溶液；g）在外层壳体合物溶液中滴加胶囊水溶液a，随后进行搅拌h）再次固化壳层形成微囊水溶液b，然后进行燥，得到微胶囊颗粒5.根据权利要求4所述的种高稳定性灭火胶囊的制备方法，其特征在于步骤b）中，三聚氰胺、醛溶液、尿素、苯二酚和蒸馏水进行反应时，控制反应温度为60-80℃，调节ph为8.5-9.5，并搅拌至少1小时。6.根据权利要求4所述的一种稳定性灭火微胶的制备方法，其特在于：步骤c）中，在灭剂乳液中还加入括100-150℃产生色变的致变色材料；所热致