一种铜改性钠型4A分子筛抑烟剂的制备方法技术

一种铜改性钠型4A分子筛抑烟剂的制备方法，该发明专利技术以通过离子交换的方式向钠型4A分子筛中引入铜离子，通过调节pH值、还原二价铜离子、离子交换、超声波分散、搅拌、高温干燥、研磨粉碎、高温煅烧等工艺得到铜改性钠型4A分子筛。该改性分子筛抑烟剂通过使碳层致密、催化氧化未完全燃烧气体的方式对材料进行阻燃抑烟，可广泛用于阻燃处理后的各种材料，尤其适用于高分子聚合物、木塑复合材料、木质纤维的阻燃抑烟，从而减少阻燃处理后燃烧物产生烟气，降低燃烧造成的危害。

Preparation of a Copper Modified Sodium 4A Molecular Sieve Smoke Suppressor

A preparation method of copper modified sodium 4A molecular sieve smoke suppressant is introduced into sodium 4A molecular sieve by ion exchange. Copper modified sodium 4A molecular sieve is obtained by adjusting pH value, reducing divalent copper ion, ion exchange, ultrasonic dispersion, stirring, high temperature drying, grinding, grinding and calcining. The modified molecular sieve smoke suppressant can be widely used for flame retardant and smoke suppression of various materials after flame retardant treatment by making the carbon layer dense and catalytic oxidation of incomplete combustion gases. It is especially suitable for flame retardant and smoke suppression of polymer, wood-plastic composites and wood fibers, so as to reduce the smoke generated by the flame retardant treated combustion products and reduce the harm caused by combustion.

【技术实现步骤摘要】
一种铜改性钠型4A分子筛抑烟剂的制备方法
本专利技术属于分子功能化改性领域，具体为过度金属改性钠型4A分子筛作为阻燃抑烟剂的制备方法。技术背景在火灾中对人与环境危害最大的往往是烟气。烟气的产生不仅会造成对周围空气环境的严重破坏，而且由于烟气的产生也会造成处在火灾中的受困人员呼吸困难、CO中毒、呼吸道灼伤等危害。如何减少燃烧过程中烟气的产生成为了解决火灾危害的重要途径之一。可燃物在燃烧过程会形成细小颗粒以及可燃性气体，在外界火源的作用下可被引燃形成火焰，部分难燃小颗粒形成烟气。烟气的产生主要由燃烧过程中可燃物在分解过程中形成尺寸细小的难燃颗粒在热气的上升的动力作用下分散在周围环境形成。目前提升材料阻燃性能的主要手段仍为添加阻燃剂，添加阻燃剂主要为氮磷系阻燃剂、卤系阻燃剂、金属氧化物或氢氧化物阻燃剂以及有合成机阻燃剂。在燃烧过程中阻燃剂在抑制样品燃烧的同时会通过形成碳层、产生难燃型气体隔绝热量的传递以及隔绝可燃物与氧气的接触。隔热碳层的形成以及难燃气体的产生，使阻燃处理后的材料会产生更多的烟气。分子筛作为一种结构框架中含有孔隙、空腔和负电荷的无机材料，对烟气的性能有一定的抑制作用，同时可以增加材料的热稳定性和碳层的致密程度。铜是一种具有催化氧化的过渡金属，一价铜离子通过价态之间的转化可以将燃烧过程中未完全氧化燃烧的气体催化氧化转换为充分氧化，如将一氧化碳催化氧化为二氧化碳，减少烟气的危害。通过离子交换的方式将铜离子与分子筛结合，利用二者优势作为阻燃体系中的抑烟剂可有效解决阻燃处理后带来的发烟增多的问题。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种铜改性钠型4A分子筛抑烟剂的制备方法，该专利技术以钠型4A分子筛作为抑烟剂主体，通过离子交换的方式将引入铜离子，通过调节pH值、还原二价铜离子、离子交换、超声波分散、搅拌、高温干燥、研磨粉碎、高温煅烧等工艺得到铜改性钠型4A分子筛。该改性分子筛抑烟剂可广泛用于阻燃处理后的各种材料，尤其适用于高分子聚合物、木塑复合材料、木质纤维的阻燃抑烟，从而减少阻燃处理后燃烧物产生烟气，降低燃烧造成的危害。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种铜改性钠型4A分子筛抑烟剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将称取一定量的钠型4A分子筛研磨，分散于去离子水中，调节pH。(2)称取一定量的三水合硝酸铜溶于(1)中制备的液体中，充分搅拌至充分溶解。(3)调节溶液pH值为酸性环境，加热并充分搅拌。(4)搅拌结束后进行过滤，将过滤后固体颗粒在烘箱干燥至恒重。(5)干燥后的样品进行研磨至一定粒径后进行高温煅烧。(6)煅烧后再次研磨至一定粒径后即可使用。为保证制备样品的优异性能，作为优选上述步骤(1)中pH为7。作为优选，上述步骤(1)、(2)中分子筛和氧化铜的添加量为每100毫升去离子水中添加钠型4A分子筛9克至11克之间、三水合硝酸铜为2克至2.5克之间。作为优选，上述步骤(3)中的pH为2至4之间，搅拌时温度为70℃至90℃之间。作为优选，上述步骤(4)中的烘箱干燥温度为70℃至90℃之间。作为优选，上述步骤(5)中的煅烧温度为600℃至800℃之间，在富氧条件下进行。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：高温煅烧后铜改性钠型4A分子筛在富氧条件下可形成一价铜离子，铜改性钠型4A分子筛可有效抑制阻燃处理后的烟气的产生，通过离子交换后的钠型4A分子筛，表面负载了铜离子可以将一氧化碳，不饱和烷烃等气体催化氧化，减少有害气体的产生。铜改性钠型4A分子筛可以利用自身具有的独特的微观多孔结构使碳化层更加坚固，可以更好的降低热量由外向内的传播。具体实施案例实施例1为了更好地表述表述本专利技术的技术手段、制备流程，下面结合具体实施案例进行阐述本专利技术称取50克的钠型4A分子筛研磨过200目筛，加入到500毫升去离子水中，用硝酸调节pH等于7，并在超声波槽中搅拌至分散均匀。将11.5克三水合硝酸铜加入到上述分散有钠型4A分子筛的液体中，硝酸调节pH等于4，并在90℃条件下搅拌2小时。搅拌后进行过滤，将过滤后残留在滤纸上的固体颗粒进行干燥，干燥温度为90℃。干燥至恒重后将固体研磨后放入马弗炉中煅烧，煅烧温度为750℃，时间为4小时。煅烧冷却后的固体颗粒进行研磨过筛，具体粒径大小根据实际需求而定，即制备了铜改性钠型4A分子筛抑烟剂。以铜改性钠型4A分子筛(按实施例制备)作为抑烟剂，以磷酸胍作为阻燃剂组成阻燃体系添加至纸浆中制备阻燃抑烟纸板(c-3)，以纯纸板(c-1)、磷酸胍阻燃处理后的纸板(c-2)作为对照样进行锥形量热测试。测试结果表明c-3的总产烟量(TSP)与一氧化碳产率(COY)相比于c-1均略有上升，上升幅度均小于5％。相比于c-2，c-3的TSP、COY分别下降了47.2％和59.8％，阻燃后的抑烟效果明显，可有效抑制烟气的产生。以上描述了本专利技术的基本原理、主要特征及本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受实施例限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术的精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书机器等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜改性钠型4A分子筛抑烟剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将称取一定量的钠型4A分子筛研磨，分散于去离子水中，调节pH；(2)称取一定量的三水合硝酸铜溶于(1)中制备的液体中，充分搅拌至充分溶解；(3)调节溶液pH值为酸性环境，加热并充分搅拌；(4)搅拌结束后进行过滤，将过滤后固体颗粒在烘箱干燥至恒重；(5)干燥后的样品进行研磨至一定粒径后进行高温煅烧；(6)煅烧后再次研磨至一定粒径后即可使用。

【技术特征摘要】
1.一种铜改性钠型4A分子筛抑烟剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将称取一定量的钠型4A分子筛研磨，分散于去离子水中，调节pH；(2)称取一定量的三水合硝酸铜溶于(1)中制备的液体中，充分搅拌至充分溶解；(3)调节溶液pH值为酸性环境，加热并充分搅拌；(4)搅拌结束后进行过滤，将过滤后固体颗粒在烘箱干燥至恒重；(5)干燥后的样品进行研磨至一定粒径后进行高温煅烧；(6)煅烧后再次研磨至一定粒径后即可使用。2.根据权利要求1所述的一种铜改性钠型4A分子筛抑烟剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中pH为7。3.根据权利要求1所述的一种铜改性钠型4A分子筛抑烟...

【专利技术属性】
技术研发人员：张求慧，杨国超，蔡静蕊，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11