高效水基防火阻燃液及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高效水基防火阻燃液及其制备方法，它由下列质量份的原料组成：胍基磷酸盐１０－２５份，硼化合物３－６份，钼化合物１－３份，渗透剂１－３份，表面活性剂１－２份，柔顺剂１－３份，水８０－１２０份。具有澄清、无色、透明、中性、低烟、无毒、无刺激性、无腐蚀、低成本、高效的特点，可对所有具有吸湿特征的物质如各种涤棉布、棉布、平绒布、棉绸、丝麻、针织品、帆布、纸板、纸箱等易燃材料经处理后成为难燃性材料，达到国家规定的难燃Ｂ１级标准，其它指标完全符合公共安全行业标准ＧＡ１５９－１９９７，可广泛用于窗帘、地毯、墙纸、纸面装饰、木质家具、天花板等室内的装修装饰易燃可燃材料，同时兼具施工简单、成本低廉的优势，是新一代高科技环保产品，具有广阔的市场前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种防火阻燃液体，尤其是一种无卤的高效水基防火阻燃 液及其制备方法，属于阻燃材料

技术介绍
现有的室内装修装饰材料大多使用木制品、纤维、棉、麻、毛、纸张 等可燃物质，且大多不曾经过阻燃处理，给火灾的发生带来极大的隐患。 为了预防火灾，各种各样的阻燃剂相继问世。在目前已开发的阻燃剂中， 卤素系即溴系和氯系产品的用途十分广泛，但是此类阻燃剂存在的缺点是 一是它能降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性，导致基材容易老化失效；二 是卤素系阻燃剂在火灾发生时会生成大量的含有卤化氢的烟所、腐蚀性气 体和有毒气体，势必给受灾群众和环境带来二次危害，而且其危害程度不 亚于火灾本身。目前，人们对卤系阻燃产品所存在的不足及其潜在的危害 性已经完全取得共识，欧盟己开始逐步禁止卤系阻燃产品的研究、生产与 销售。目前，美国和欧洲都已成功研制出了科技含量相当高的新型阻燃产品，比如R0SC0FLAMEX系列产品、DRICON和NOFLAN木材后处理阻燃剂、FLAMESTOP 公司生产多功能处理液等，但其价格相当高，市场上售价基本上在10美元/ 公斤以上，而且只能处理2-3m2的基材，如此高昂的处理费用让普通使用者 望而却步。由于国外公司对国内采取高度技术封锁，只出售产品不转让技 术，不合作生产，因此国内生产阻燃剂的公司和企业必须自主研发。目前 国内也有几家公司可生产无公害的新型阻燃剂，虽然价格便宜，但是由于 技术含量低，其处理效果和通用性远比不上国外类似产品，而且经处理后 的产品的其它性能又会受到严重影响，例如织物的手感明显下降、外观析盐现象明显、纸质品发硬、木质品力学性能显著下降等等，同样导致用户 难以接受。就目前的各阻燃材料而言，磷氮系列阻燃剂的综合性能最具开发潜力， 以磷-氮复合、磷-氮-硼-钼复合的高效阻燃体系为特征的阻燃处理剂，是 目前国际上比较先进的阻燃剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有烟少、无毒、无刺激性、无腐蚀性的高攻水基防火阻燃液:本专利技术的另一个目的是提供一种高效水基防火阻燃液的制备方法，以 对具有吸湿性的易燃材料如涤棉布、纯棉布、平绒布、棉绸、丝麻、针织 品、帆布、纸板、纸箱等进行处理，使之成为难燃性材料，处理后达到国家规定的难燃B1级标准，同时其它指标完全符合公共安全行业标准 GA159-1997，可广泛用于窗帘、地毯、墙纸、纸面装饰、木质家具、天花 板等室内装修。本专利技术的第一个目的通过下列技术方案完成 一种高效水基防火阻燃 液，它由下列质量份的原料组成硼化合物 3-6份，渗透剂 卜3份， 柔顺剂 1-3份，胍基磷酸盐 10-25份，钼化合物 1-3份，表面活性剂 1-2份，水 80-120份。所述胍基磷酸盐为磷酸一氢胍、磷酸二氢胍中的一种或两种的混合。所述硼化合物为硼酸、四硼酸钠、硼粉、硼石中的一种或几种的混 合，均为市购产品，主要作协效剂，提高阻燃效率。所述钼化合物为钼酸钙、氧化钼、八钼酸铵中的一种或几种的混合， 均为市购产品，主要起抑烟作用。所述渗透剂为琥珀酸酯磺酸盐、磷酸酯中的一种或两种的混合，均为市购产品，用以提高阻燃液在木材、织物、纸张等材质的浸透深度和效 率。所述柔顺剂为十八烷基二甲基苄基氯化铵、氨基硅油、十八烷基二 甲基叔胺、二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或几种的混合，均为市购产品，。 所述表面活性剂为十八垸基三甲基氯化铵、十二烷基苯磺酸钠、石油磺酸钡、氮酮、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或者几种的混合，均为市购^z: 口 广叫o所述渗透剂为市购的快速渗透剂T。 所述水为去离子水。本专利技术的第二个目的通过下列技术方案实现 一种高效水基防火阻燃 液的制备方法，其特征在于在常温常压下，将水放入容器中，加热升温至60-9(TC，并在搅拌状态下，先将胍基磷酸盐、钼化合物、硼化合物加入 水中至完全溶解后，于60-9(TC保温5-10分钟，之后依次加入渗透剂、表面活性剂、柔顺剂充分搅拌至溶解，控制液体ra值为5-8，即得高效多功能水基阻燃液产品。所述胍基磷酸盐通过下列方法制得在常压下，将磷酸与二氰二胺加 入到装有水的反应器中，其中磷酸、二氰二胺与水的质量比为磷酸:二氰 二胺水=1:0.6 0.9:0.2 0.6，在搅拌过程中升温至90-ll(TC ，在该温 度下保温10-40分钟；继续升温至200-28(TC，然后加入催化剂和消泡剂， 再在200-28(TC下保温l-5小时，并持续搅拌，直至反应物不明显发泡、且 粘度降至SPa.s以下，加入水溶解胍基磷酸盐，其中水的加入量为二氰二胺 质量的2-8倍，经冷却、过滤和干燥，即得胍基磷酸盐。通过不同的温度、保温时间、PH值的控制可分别制得磷酸一氢胍、磷 酸二氢胍或两者的混合物。所述水为去离子水。所述消泡剂为硅垸类消泡剂，具体为市购的氨基改性聚硅氧烷、氨基硅烷中的一种或两种的混合，其加入量是二氰二胺质量的10 30%。消泡剂的加入是将消泡剂配成质量浓度为5%的水溶液，以分批分次的方式加入，具体投入次数视生产情况确定。所述催化剂为贵金属催化剂，具体为市购的铂钯双金属催化剂、铑 炭催化剂、钌炭催化剂、钯活性碳催化剂中的一种或几种的混合，其加入量是二氰二胺质量的0. 5 2%。本专利技术的难点在于合成胍基磷酸盐时，其反应方程式如下NH NH NH^ II II II 3H2N—C—NHCN+3H3P04+4H2O^2H2N—C—NH2 .H3P04+(H2N—C_NH2)2 '股。4+2C02NH NH NH^ II II II@5H2N—C—NHCN+5H3P04+6H2O^4H2N—C—NH2 ，。4+(柳一(:一NH2)2 '股04+2HNCO+2C02 其中，可能发生的副反应如下(DH2N—C—NHCN+H20 H'3P0J H2N—C—NH—C—NH2NHO NH O H2N—C—NH—C—NH2+H20 H2N—C—NH—C—OH+NH3NH O③H2N—C—NH—C—NH2+2H2O^C02+3NH3+HNCO从公开的文献报道和相关技术资料显示，采用此工艺路线合成胍基磷 酸盐时主要缺点有两个 一是发泡比率过大，反应过程中有大量的二氧化碳和氰酸气体放出，加之合成温度很高，整个体系的黏度极大，导致气体 无法顺利排除，使整个体系发泡膨胀失控，反应传热传质严重不均；二是 合成路线副反应种类很多，在20(TC左右的温度下，有可能出现上述的三种 副反应，生成的副产品将会导致阻燃液的有效成分降低，从而使产物的组 成混乱。为此，要得到有效的阻燃成分必须增添大量的提纯和过滤的工序， 这样的工艺相当繁琐，使生产的人力、物力、设备的投入、能源的消耗都 普遍增加，从而削弱了该产品的市场竞争力，不利于该技术的推广应用。本专利技术在合成胍基磷酸盐时，通过添加硅垸类消泡剂和贵金属催化剂 来控制反应过程，可以很好地解决上述问题。试验发现只要在反应过程 中持续添加硅烷类消泡剂，就可以有效控制发泡比率，使发泡比率峰值控 制在1:2.5左右，较之文献中报道的1:15以上，具有显著的进步，且设备 利用率提高了6-10倍以上，极大地降低了能源消耗。另外通过添加贵金属 催化剂，在合成胍基磷酸盐过程中，副产物急剧减少，产物得率明显上升， 产品的组成稳定性和质量控制得到了极大改善本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效水基防火阻燃液，它由下列质量份的原料组成：　胍基磷酸盐　１０－２５份，硼化合物　３－６份，　钼化合物　１－３份，渗透剂　１－３份，　表面活性剂　１－２份，柔顺剂　１－３份，　水　８０－１２０份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冬华，范云鹰，胡劲，刘应杰，吕飞，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]