一种新型长效耐高温阻燃材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型长效耐高温阻燃材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明专利技术将竹纤维与氢氧化钠溶液混合，静置，过滤，洗涤，干燥，得一次处理竹纤维；将一次处理竹纤维，巴氏芽孢杆菌菌液，蔗糖，尿素，水混合发酵，接着氯化铝溶液，氯化铁溶液和硝酸钙溶液，再加入氢氧化钠溶液，调节pH，混合，过滤，干燥，得二次处理竹纤维；将二次处理竹纤维置于炭化炉中，逐级升温，炭化，降温，得改性竹纤维；将环氧树脂，改性竹纤维，改性沸石，有机硅树脂，硬脂酸钠，草酸铜，草酸银，固化剂，磷脂，精油混合，注模，模压成型，脱模，即得耐高温阻燃材料。本发明专利技术提供的耐高温阻燃材料具有优异的力学性能和耐高温性能，以及长效阻燃性能。

A New Long-term High Temperature Resistant Flame Retardant Material and Its Preparation Method

The invention discloses a novel long-term high temperature resistant flame retardant material and a preparation method, which belongs to the technical field of macromolecule materials. The invention mixes bamboo fibers with sodium hydroxide solution, and then disposes bamboo fibers at one time by static, filtering, washing and drying, and ferments bamboo fibers, Bacillus pasteurius solution, sucrose, urea and water at one time, then aluminium chloride solution, ferric chloride solution and calcium nitrate solution, and then adds sodium hydroxide solution, adjusts pH, mixes, filters, dries, and obtains secondary treatment. Bamboo fibers; bamboo fibers are modified by placing secondary treated bamboo fibers in the carbonization furnace, step by step heating, carbonization and cooling; epoxy resin, modified bamboo fibers, modified zeolite, organosilicon resin, sodium stearate, copper oxalate, silver oxalate, curing agent, phospholipid, essential oil mixture, injection mould, moulding, demoulding, high temperature resistant flame retardant materials are obtained. The high-temperature flame-retardant material provided by the invention has excellent mechanical properties, high-temperature resistance and long-term flame-retardant performance.

【技术实现步骤摘要】
一种新型长效耐高温阻燃材料及其制备方法
本专利技术公开了一种新型长效耐高温阻燃材料及其制备方法，属于高分子材料

技术介绍
阻燃剂按有效元素分类，可分为磷系、氯系、溴系和锑基、铝基、硼基阻燃剂等。现产品主要有：纳米级氢氧化镁阻燃剂、高纯工业级氢氧化镁阻燃剂、高纯工业级改性氢氧化镁阻燃剂、氢氧化镁复合阻燃剂、氢氧化铝阻燃剂、改性氢氧化铝阻燃剂、轻质氧化镁、不饱和树脂阻燃剂、硅橡胶阻燃剂、聚酰胺阻燃剂、PE阻燃剂、PP阻燃剂、PVC阻燃剂、木材阻燃剂、纸张专用阻燃剂、CPE阻燃剂、织物涂层胶阻燃剂、地毯背胶阻燃剂、水性涂料阻燃剂、油性涂料阻燃剂、粉末涂料阻燃剂、各种油墨阻燃剂、热稳定剂等产品。产品已广泛应用于ABS、CAB、PC、PS、天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、CSM、CPE、聚乙烯、含氟聚合物、聚氯乙烯、聚偏二幅乙烯、热塑性弹性体、硅橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、PVC/丁腈橡胶共混物、EVA、发泡橡胶、PP、PA等橡胶制品及工程塑料产品中。阻燃材料的制品主要可分为阻燃织物、阻燃化学纤维、阻燃塑料、阻燃橡胶、防火涂料、阻燃木质材料及阻燃纸、无机不燃填充材料等7大类。阻燃材料是能够抑制或者延滞燃烧而自己并不容易燃烧的材料，广泛应用于服装、石油、化工、冶金、造船、消防、国防等领域。目前涉及到阻燃材料的制备难点主要在阻燃、耐高温和韧性之间的平衡。使用有卤阻燃剂，材料很容易达到0.8-1.5mm阻燃V0。适当添加一定组分的增韧剂，材料的拉伸强度就会提高，但由于增韧剂会影响材料阻燃性，这样需要提高阻燃剂组分添加比例，而阻燃剂比例增加，又会反过来影响材料的韧性，所以，这时就需要调整好这两个组分的配比，使材料的阻燃性和拉伸强度达到最佳。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型长效耐高温阻燃材料及其制备方法，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种新型长效耐高温阻燃材料，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：100～150份环氧树脂，20～30份竹纤维，10～20份沸石，2～3份硬脂酸钠，10～20份固化剂，2～3份磷脂，2～3份精油。所述耐高温阻燃材料还包括以下重量份数的组分：2～3份草酸铜，2～3份草酸银，10～20份有机硅树脂。所述环氧树脂为环氧树脂E51，环氧树脂E44或环氧树脂E20中的任意一种；所述固化剂为二乙烯三胺，三乙烯四胺或二丙烯三胺中的任意一种；所述磷脂为大豆卵磷脂或蛋黄卵磷脂中的任意一种；所述植物精油为迷迭香精油，薰衣草精油，玫瑰花精油，茉莉花精油，茶花精油或雪莲精油中的任意一种；所述有机硅树脂为聚甲基有机硅树脂，聚乙基有机硅树脂或聚芳基有机硅树脂中的任意一种。所述耐高温阻燃材料是由以下重量份数的原料组成：150份环氧树脂，30份竹纤维，20份沸石，3份硬脂酸钠，20份固化剂，3份磷脂，3份精油，3份草酸铜，3份草酸银，20份有机硅树脂。一种新型长效耐高温阻燃材料的制备方法，其特征在于：所述耐高温阻燃材料的制备方法包括以下步骤：（1）竹纤维碱浸；（2）将步骤（1）所得物发酵，碱处理；（3）将步骤（2）所得物炭化；（4）将沸石酸洗，发酵，炭化；（5）混料，成型。所述耐高温阻燃材料的制备步骤如下：（1）将竹纤维与氢氧化钠溶液混合，静置，过滤，洗涤，干燥，得一次处理竹纤维，利用氢氧化钠腐蚀竹纤维，使得纤维的渗透性能得到提升；（2）将一次处理竹纤维，巴氏芽孢杆菌菌液，蔗糖，尿素，水混合发酵，接着加入氯化铝溶液，氯化铁溶液和硝酸钙溶液，再加入氢氧化钠溶液，调节pH，搅拌混合，过滤，干燥，得二次处理竹纤维，在发酵过程中，巴氏芽孢杆菌在新陈代谢过程中产生脲酶，脲酶可将体系中的尿素分解生成碳酸根离子和铵根离子，由于巴氏芽孢杆菌细胞壁表面带负电荷，体系中的钙离子会被巴氏芽孢杆菌细胞壁吸附，从而以细胞为晶核，在细菌周围会生成纳米碳酸钙，形成纳米碳酸钙微球，同时利用巴氏芽孢杆菌细胞壁表面带负电荷富集大量的铝离子和铁离子，接着通过滴加氢氧化钠溶液调节pH值，使得体系中的铁离子和铝离子沉淀，生成的沉淀分散在纳米碳酸钙微球表面，同时，体系中的铵根离子能够与硝酸根离子结合，形成硝酸铵；（3）将二次处理竹纤维炭化，降温，得改性竹纤维，在炭化过程中，体系中的纳米氢氧化铝和纳米氢氧化铁沉淀失水，生成纳米氧化铝和纳米氧化铁，同时，纤维中的硝酸铵受热分解，生成气体，生成的气体扩散携带体系中的碳酸钙微球分散到纤维表面，一方面，气体的上升推动力，使得碳酸钙微球嵌合在纤维表面，使得体系中的阻燃组分不易流失，从而使得产品的长效阻燃性能得到提升，同时，碳酸钙微球嵌合在纤维表面，纤维表面的粗糙度得以提升，使得纤维间易形成机械咬合，从而使得体系的力学性能得到进一步的提升，另一方面，由于碳酸钙微球呈空心状态，能够有效阻隔热量，使得纤维的隔热性能得到提升，同时，碳酸钙微球的上升过程，使得纤维中留下大量的空隙，使得纤维的隔热性能得到进一步的提升，从而使得体系的耐高温性能得到进一步的提升；（4）将沸石与盐酸按质量比1：10～1：20搅拌混合，过滤，洗涤，干燥，得预处理沸石，按重量份数计，将20～30份预处理沸石，8～10份玉米淀粉，1～2份沼液，30～50份水混合发酵，过滤，干燥，炭化，即得改性沸石；（5）将份环氧树脂，改性竹纤维，改性沸石，有机硅树脂，硬脂酸钠，草酸铜，草酸银，固化剂，磷脂，精油，搅拌混合，注模，模压成型，脱模，即得耐高温阻燃材料。所述耐高温阻燃材料具体制备步骤如下：（1）将竹纤维与质量分数为30～35%的氢氧化钠溶液按质量比1：10～1：20置于反应釜中，静置5～8h后，过滤，得1号滤饼，接着用冰醋酸将1号滤饼洗涤至中性，接着将洗涤后的1号滤饼置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得一次处理竹纤维；（2）按重量份数计，将20～30份一次处理竹纤维，2～3份巴氏芽孢杆菌菌液，0.1～0.2份蔗糖，2～3份尿素，30～50份水置于2号发酵釜中，于温度为28～32℃条件下，混合发酵5～8天，接着向2号发酵釜中加入一次处理竹纤维质量0.2～0.3倍质量分数为10～20%的氯化铝溶液，一次处理竹纤维质量0.2～0.3倍质量分数为10～20%的氯化铁溶液和一次处理竹纤维质量0.5～0.6倍质量分数为10～20%的硝酸钙溶液，再向发酵釜中加入质量分数为20～30%的氢氧化钠溶液，调节pH至7.6～7.8，于转速为300～500r/min条件下，搅拌混合40～60min后，过滤，得2号滤饼，接着将2号滤饼置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得二次处理竹纤维；（3）将二次处理竹纤维置于炭化炉中，60～90mL/min速率向炉内充入氮气，并以8～10℃/min升温速率将炉内温度升至650～750℃，于温度为650～750℃条件下，炭化2～3h后，随炉降至室温，得改性竹纤维；（4）将沸石与质量分数为20～30%的盐酸按质量比1：10～1：20置于1号烧杯中，于转速为500～600r/min条件下，搅拌混合40～60min后，过滤，得1号滤渣，接着用质量分数为20～30%的氨水将1号滤渣洗涤至洗涤液为中性，接着将洗涤后的1号滤渣置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型长效耐高温阻燃材料，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：100～150份环氧树脂，20～30份竹纤维，10～20份沸石，2～3份硬脂酸钠，10～20份固化剂，2～3份磷脂，2～3份精油。

【技术特征摘要】
1.一种新型长效耐高温阻燃材料，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：100～150份环氧树脂，20～30份竹纤维，10～20份沸石，2～3份硬脂酸钠，10～20份固化剂，2～3份磷脂，2～3份精油。2.根据权利要求1所述的一种新型长效耐高温阻燃材料，其特征在于：所述耐高温阻燃材料还包括以下重量份数的组分：2～3份草酸铜，2～3份草酸银，10～20份有机硅树脂。3.根据权利要求2所述一种新型长效耐高温阻燃材料，其特征在于：所述环氧树脂为环氧树脂E51，环氧树脂E44或环氧树脂E20中的任意一种；所述固化剂为二乙烯三胺，三乙烯四胺或二丙烯三胺中的任意一种；所述磷脂为大豆卵磷脂或蛋黄卵磷脂中的任意一种；所述植物精油为迷迭香精油，薰衣草精油，玫瑰花精油，茉莉花精油，茶花精油或雪莲精油中的任意一种；所述有机硅树脂为聚甲基有机硅树脂，聚乙基有机硅树脂或聚芳基有机硅树脂中的任意一种。4.根据权利要求3所述一种新型长效耐高温阻燃材料，其特征在于：所述耐高温阻燃材料是由以下重量份数的原料组成：150份环氧树脂，30份竹纤维，20份沸石，3份硬脂酸钠，20份固化剂，3份磷脂，3份精油，3份草酸铜，3份草酸银，20份有机硅树脂。5.一种新型长效耐高温阻燃材料的制备方法，其特征在于：所述耐高温阻燃材料的制备方法包括以下步骤：竹纤维碱浸；将步骤（1）所得物发酵，碱处理；将步骤（2）所得物炭化；将沸石酸洗，发酵，炭化；混料，成型。6.根据权利要求5所述一种新型长效耐高温阻燃材料的制备方法，其特征在于：所述耐高温阻燃材料的制备步骤如下：（1）将竹纤维与氢氧化钠溶液混合，静置，过滤，洗涤，干燥，得一次处理竹纤维；（2）将一次处理竹纤维，巴氏芽孢杆菌菌液，蔗糖，尿素，水混合发酵，接着加入氯化铝溶液，氯化铁溶液和硝酸钙溶液，再加入氢氧化钠溶液，调节pH，搅拌混合，过滤，干燥，得二次处理竹纤维；（3）将二次处理竹纤维，炭化，降温，得改性竹纤维；（4）将沸石与盐酸搅拌混合，过滤，洗涤，干燥，得预处理沸石，将预处理沸石，玉米淀粉，沼液，水混合发酵，过滤，干燥，炭化，即得改性沸石；（5）将份环氧树脂，改性竹纤维，改性沸石，有机硅树脂，硬脂酸钠，草酸铜，草酸银，固化剂，磷脂，精油，搅拌混合，注模，模压成型，脱模，即得耐高温阻燃材料。7.根据权利要求6所述一种新型长效耐高温阻燃材料的制备方法，其特征在于：所述耐高温阻燃材料具体制备步骤如下：将竹纤维与质量分数为30～35%的氢氧化钠溶液按质量比1：10～1：20置于反应釜中...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊龙，
申请(专利权)人：黄俊龙，
类型：发明
国别省市：浙江,33