【技术实现步骤摘要】
一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料
本专利技术属于涂料
,具体涉及一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料。
技术介绍
纺织绳是由多股纱或线捻合而成的纺织材料,其应用很广泛,包括服装、民用和特种材料等。棉花是最常用的纺织材料之一,与一些合成聚合物纤维相比,棉纤维的主要优点是蓬松、柔软、触感温、无刺痒感(纤维末端特别细)、可散湿、一般环境下无静电、燃烧时不会产生熔滴。但棉纤维制成的纺织绳主要缺点是易燃,且在燃烧过程中会造成环境污染,限制了棉纤维纺织绳进一步用于特殊纺织品中的应用。为了降低这种材料易燃性,提高其对火焰耐久性,棉纺织绳的阻燃方法是在绳成型之前将棉与有机阻燃剂进行反应,将含阻燃成分的材料接枝到棉纺织绳表面;或者利用层层自组装的原理,将电荷相反的有机/无机阻燃成分贴敷到棉纺织绳的表面,在此基础上在再涂敷一层耐水保护层,这种做法的缺点是阻燃效率低,工艺复杂,成本高,且对加工条件要求严格。基于此,有必要提出一种阻燃效果好、价格低廉且加工方便的棉纺织绳用阻燃涂料。
技术实现思路
针对现有技术的不足之处,本专利技术的目的在于提供一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料,能够解决现有技术棉纺织绳阻燃方法阻燃效率低、成本和加工条件严格的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料,按照重量份数计,其原料组分包括:胶黏剂8~10份、膨胀复合阻燃剂3~4份、耐火填料7~10份、分散剂0.1~0.15份、消泡剂0.1~0.2份以及水40~50份;r>其中,所述膨胀复合阻燃剂为采用聚乙烯醇和硼酸交联结构包裹无机阻燃剂获得。作为优选的技术方案,所述聚乙烯醇、所述硼酸和所述无机阻燃剂的质量之比为5:(1~2):(10~15)。作为优选的技术方案,所述无机阻燃剂为聚磷酸铵。作为优选的技术方案,所述膨胀复合阻燃剂的制备方法包括以下步骤:1)将聚乙烯醇溶于水制备得到质量浓度4%~6%的聚乙烯醇水溶液;2)将聚磷酸铵分散于步骤1)所述聚乙烯醇水溶液中,进行超声至形成均匀的分散液;3)在搅拌下,将质量浓度4%~6%的硼酸水溶液缓慢滴加至步骤2)所述分散液中得到混合液,所述硼酸水溶液为采用硼酸溶于水制备得到;4)将步骤3)所述混合液进行洗涤、抽滤、干燥、研磨,制得所述膨胀复合阻燃剂。优选地,所述膨胀复合阻燃剂的制备方法包括以下步骤:S1.配制5%的聚乙烯醇水溶液500重量份和5%的硼酸水溶液100~200重量份;S2.称取50~75重量份聚磷酸铵分散到S1中的聚乙烯醇水溶液中,进行超声,直至形成均匀的分散液为止;S3.将上述S1中硼酸水溶液慢滴入分散液中,并不停搅拌;S4.最后将所得的材料进行洗涤、抽滤、干燥、研磨,制得膨胀复合阻燃剂。在上述膨胀复合阻燃剂的制备过程中,将含有聚磷酸铵和聚乙烯醇的分散液滴入硼酸水溶液中,聚乙烯醇上的羟基和硼酸上的羧基发生酯化交联,将聚磷酸铵包裹在聚乙烯醇和硼酸形成的交联结构内,从而获得具有核壳结构的膨胀复合阻燃剂,制备得到的三元一体的膨胀阻燃复合材料中,以硼酸作为酸源,以聚乙烯醇作为碳源,聚磷酸铵作为气源,通过水溶性聚合物聚乙烯醇处理过的聚磷酸铵与有机硅乳液有更好的相容性,且干燥之后在有机硅乳液的作用下与棉纺织绳接触更加牢靠,同时,由于硼酸和聚乙烯醇的交联作用,对聚乙烯醇上的羟基进行了部分封闭,有效提高水性阻燃涂料的耐水洗度。其中,聚乙烯醇PVA是一种环保材料,对人体无毒无害,其分子结构中含有大量碳-羟基,能够在膨胀阻燃体系中充当碳源。硼酸又是一种优异的硼系阻燃剂,在燃烧时会催化聚乙烯醇和双季戊四醇脱水炭化,附着在保护的基材表面。在本申请中,所述聚乙烯醇可选择常规的聚乙烯醇,优选地,采用的聚乙烯醇为PVA2088。申请人发现,选择PVA2088所制备得到的膨胀复合阻燃剂在水性阻燃涂料中具有很好的分散性,涂刷在棉纺织绳表面也具有较好的耐水性。其余不在上述分子量和低醇解度的聚乙烯醇制备的膨胀复合阻燃剂与本申请中的水性阻燃涂料的分散性,和耐水性较差。作为优选的技术方案,所述研磨所得复合阻燃剂的平均粒径为100~200μm。作为优选的技术方案,所述胶黏剂为水性有机硅乳液,本申请中使用的水性有机硅乳液为瑞士汽巴嘉基公司生产的UltrateXFSA有机硅乳液。作为优选的技术方案,所述耐火填料选自磷酸氢二铵、高岭土、氮化硼和双季戊四醇中至少一种。作为优选的技术方案,所述分散剂为聚乙二醇-200。作为优选的技术方案,本申请选用的消泡剂为T503。根据本专利技术提供优选实施例提供的一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料,按照重量份数计,其原料组分包括:UltrateXFSA有机硅乳液8份、膨胀复合阻燃剂4份、磷酸氢二铵2份、高岭土2.3份,氮化硼1.2份、双季戊四醇2.2份、聚乙二醇-2000.15份、T5030.1~0.2份以及去离子水42kg;其中,所述膨胀复合阻燃剂的制备方法为:S1.首先配制5%的聚乙烯醇2088型的聚乙烯醇水溶液500重量份和5%的硼酸水溶液100重量份;S2.称50重量份聚磷酸铵分散到S1中的聚乙烯醇水溶液中,进行超声,直至形成均匀的分散液为止;S3.将上述S1中硼酸水溶液慢滴入S2分散液中,并不停搅拌;S4.最后将所得的材料进行洗涤、抽滤、干燥、研磨,制得膨胀复合阻燃剂。经试验证明,上述配方的水性阻燃涂料具有很好的分散性,用于棉纺织绳的阻燃涂料,具有最佳的阻燃性和耐水性效果。作为优选的技术方案,所述水性阻燃涂料的制备方法为:将配方量所述胶黏剂、配方量所述水、配方量所述膨胀复合阻燃剂、配方量所述耐火填料和配方量所述分散剂加入搅拌桶中,持续搅拌0.5~1h得到粗料,将所述粗料在砂磨机中充分研磨5~10h,出料后再加入配方量所述消泡剂,搅拌均匀即可。本专利技术针对棉纺织绳易燃烧的缺点,研发出一种膨胀型的阻燃水性涂料。该膨胀型阻燃水性涂料具有很好的阻燃性和分散性,其阻燃防火机理为:在燃烧过程中,PVA和双季戊四醇在聚磷酸铵和硼酸酯分别分解出的磷酸和硼酸催化作用下迅速成炭,与此同时,聚磷酸铵又能在高温下分解出不燃性含氮气体(NH3),在气体逸出经过炭层时,就会快速膨胀,形成厚厚的保护层,在涂料中添加高岭土和氮化硼为了增加膨胀炭层的致密性和隔热性,这有利于对内部棉纺织绳的保护。与现有技术相比,本专利技术具有的有益效果是:本专利技术中制备的膨胀复合阻燃剂,其与有机硅乳液有很好的相容性,且能较好地固定在棉纺织绳上,与棉纺织绳之间的附着性好,提高阻燃涂料在绳上的耐水性,延长棉纺织绳的使用寿命。此外,该水性阻燃涂料在燃烧过程中会在绳表面生成厚厚的膨胀层,具有较强的耐火性,扩宽了棉纺织绳的应用领域,提高了其使用价值。经试验证明,经涂料处理的棉纺织绳极限氧指数可以达到35%以上,在垂直燃烧测试中不会出现持续的明火现象。使用本专利技术涂料处理的棉纺织绳具有防火性能好和发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料,其特征在于,按照重量份数计,其原料组分包括:胶黏剂8~10份、膨胀复合阻燃剂3~4份、耐火填料7~10份、分散剂0.1~0.15份、消泡剂0.1~0.2份以及水40~50份;/n其中,所述膨胀复合阻燃剂为采用聚乙烯醇和硼酸交联结构包裹无机阻燃剂获得。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料,其特征在于,按照重量份数计,其原料组分包括:胶黏剂8~10份、膨胀复合阻燃剂3~4份、耐火填料7~10份、分散剂0.1~0.15份、消泡剂0.1~0.2份以及水40~50份;
其中,所述膨胀复合阻燃剂为采用聚乙烯醇和硼酸交联结构包裹无机阻燃剂获得。
2.根据权利要求1所述的一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料,其特征在于,所述聚乙烯醇、所述硼酸和所述无机阻燃剂的质量之比为5:(1~2):(10~15);优选地,所述无机阻燃剂为聚磷酸铵。
3.根据权利要求2所述的一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料,其特征在于,所述膨胀复合阻燃剂的制备方法包括以下步骤:
1)将聚乙烯醇溶于水制备得到质量浓度4%~6%的聚乙烯醇水溶液;
2)将聚磷酸铵分散于步骤1)所述聚乙烯醇水溶液中,进行超声至形成均匀的分散液;
3)在搅拌下,将质量浓度4%~6%的硼酸水溶液滴加至步骤2)所述分散液中得到混合液,所述硼酸水溶液为采用硼酸溶于水制备得到;
4)将步骤3)所述混合液进行洗涤、抽滤、干燥、研磨,制得所述膨胀复合阻燃剂;
优选地,所述膨胀复合阻燃剂的制备方法包括以下步骤:
S1.配制5%的聚乙烯醇水溶液500重量份和5%的硼酸水溶液100~200重量份;
S2.称取50~75重量份聚磷酸铵分散到S1中的聚乙烯醇水溶液中,进行超声,直至形成均匀的分散液为止;
S3.将上述S1中硼酸水溶液慢滴入分散液中,并不停搅拌;
S4.最后将所得的材料进行洗涤、抽滤、干燥、研磨,制得膨胀复合阻燃剂。
4.根据权利要求3所述的一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料,其特征在于,所述聚乙烯醇为PVA2088。
5.根据权利要求3所述的一种用于耐火棉纺织绳的水性...
【专利技术属性】
技术研发人员:安丛举,
申请(专利权)人:江西龙泰新材料股份有限公司,
类型:发明
国别省市:江西;36
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