一种竹基阻燃预警涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种竹基阻燃预警涂层的制备方法，其通过竹基材料预处理、沉积响应层和沉积阻燃响应层3个步骤进行制备，所制得的竹基阻燃预警涂层具有优异的防火性能(燃烧性能等级达到B1级)、遇火具有灵敏的警报速度(遇火2s发出警报)。本发明专利技术制备的竹基复合材料，对于实现竹木复合材料的大力推广应用，以及实现行业的可持续性发展都具有非常重要的现实意义。业的可持续性发展都具有非常重要的现实意义。业的可持续性发展都具有非常重要的现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种竹基阻燃预警涂层的制备方法


[0001]本专利技术属于生物质复合材料领域，具体涉及一种竹基阻燃预警涂层的制造方法。

技术介绍

[0002]竹木基生物质复合材料因其具有良好的物理力学性能以及绿色环保等优势被广泛应用于建筑、室内装饰等领域，但其本征的易燃性极大的增加了火灾安全隐患。为了预防和减少建筑火灾的发生，我国颁布了一系列强制性国家标准，要求竹木材及其制品必须达到难燃B1级，才能在建筑和装饰装修中使用。因此，若不对竹木基复合材料进行阻燃处理将严重限制其使用范围，甚至影响竹木行业的可持续性发展。
[0003]目前，减少火灾危害的措施主要包括被动式阻燃处理与主动式火灾监测两种方法。被动式阻燃处理通过添加阻燃剂或在表面构建阻燃涂层来提升防火性能；主动式火灾监测通过传感器对火灾现场温度、湿度和烟气等数据变化进行检测，当火灾发生时可及时发出警报，为人员撤离与火灾扑救提供宝贵的时间。然而，单纯阻燃处理的材料无法感知外界情况，需进行大批量处理才能达到防火的目的；仅仅安装预警装置不具备阻燃性能，历经一次火灾袭击之后将无法使用，造成人力、资源浪费。
[0004]因此，我们认为将两种方法结合是当前最有效的提高竹木基复合材料火灾安全性的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：针对竹木基复合材料容易燃烧的问题，提供一种兼具阻燃、预警预报的多功能复合涂层的制备方法。
[0006]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种竹基阻燃预警涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)竹基材料预处理
[0009]将竹基材料裁剪成具有一定厚度的试件，底面积记为s、厚度记为n；在60～100℃条件下水煮过夜；配置浓度为1～8％的次氯酸盐类溶液，在50～90℃条件下处理3～8h，取出用水冲洗，直至竹基材料表面为中性；最后用刷子沿着维管束方向刷除表面0.1～1mm厚度的薄壁细胞，使表面出现沟槽状，将处理好的竹基材料保存在水中备用；
[0010](2)沉积响应层
[0011]将步骤(1)处理好的竹基材料粘贴于无盖玻璃容器底部，加入体积2～6sn的碳化钛MXene(Ti2C3Tx)悬浮液，碳化钛悬浮液浓度在0.1～5mg/ml之间，在温度20～60℃条件下挥发沉积，直至竹基材料含水率干燥至5～12％，记作MXene@竹基材料；
[0012](3)沉积阻燃响应层
[0013]取聚合度<20、浓度≥5mg/ml的聚磷酸铵溶液APP与0.1～5mg/ml的碳化钛悬浮液MXene，按照体积比MXene：APP≤3：2，制得二元悬浮液，记为AM；然后加入水性环氧树脂混合胶EP，按体积比EP：AM<7：50，利用超声对三元混合液进行辅助分散，得到均匀悬浮液，记作
AME；并将MXene@竹基材料粘贴于无盖玻璃容器底部，加入体积约2～6sn的AME，在温度20～60℃条件下挥发沉积，直至竹基材料含水率为5～12％，记作MXene/APP@竹基材料。
[0014]在上述技术方案的基础上，上述步骤(1)中水煮过夜的温度优选为80℃，所述次氯酸盐为次氯酸钠或次氯酸钾，优选在70℃条件下处理7h。
[0015]进一步地，上述步骤(2)中，加入体积4sn的碳化钛MXene(Ti2C3Tx)悬浮液，所述碳化钛悬浮液浓度优选为1mg/ml之间，在温度为50℃条件下挥发沉积，直至竹基材料含水率干燥至7％。
[0016]更进一步地，上述步骤(3)中，将MXene@竹基材料粘贴于无盖玻璃容器底部，加入体积4sn的AME，在温度为50℃条件下挥发沉积，直至竹基材料含水率在7％。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果如下：
[0018]本专利技术通过竹基材料预处理、沉积响应层和沉积阻燃响应层3个步骤制备竹基阻燃预警涂层，通过优化制备工艺参数和优选制备试剂，制得的竹基阻燃预警涂层具有优异的防火性能(燃烧性能等级达到B1级)、遇火具有灵敏的警报速度(遇火2s发出警报)。本专利技术制备的具有高效阻燃性能同时兼具灵敏温度响应的竹基复合材料，对于实现竹木复合材料的大力推广应用，以及实现行业的可持续性发展都具有非常重要的现实意义。
附图说明
[0019]图1为本专利技术步骤(1)竹基材料预处理中，表面具有沟槽状竹材的示意图。
具体实施方式
[0020]为便于理解本专利技术，本专利技术列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本专利技术，不应视为对本专利技术的具体限制。
[0021]如无具体说明，本专利技术的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练入员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本专利技术方法中。除非另外说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。
[0022]一种竹基阻燃预警涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0023](1)竹基材料预处理
[0024]将竹基材料裁剪成具有一定厚度的试件(方形、圆形等均可)，底面积记为s、厚度记为n；在60～100℃条件下水煮过夜(其中80℃较优)；配置浓度为1～8％的次氯酸盐类溶液(如次氯酸钠、次氯酸钾等)，在50～90℃条件下处理3～8h，取出用水冲洗，直至竹基材料表面为中性(其中70℃、7h较优)。最后用刷子沿着维管束方向刷除表面0.1～1mm厚度的薄壁细胞，使表面出现沟槽状(如图1所示)，将处理好的竹基材料保存在水中备用。
[0025](2)沉积响应层
[0026]将竹基材料粘贴于无盖玻璃容器底部(方形、圆形均可)，加入体积约2～6sn(即没过基材表面2～6倍，4倍较优)的碳化钛MXene(Ti2C3Tx)悬浮液(购买于佛山市新烯科技有限公司)，碳化钛悬浮液浓度在0.1～5mg/ml之间(其中1mg/ml响应效果较佳且经济适用)，在温度20～60℃条件(50℃较优)下挥发沉积，直至竹基材料含水率干燥至5～12％(7％较
佳)。记作MXene@竹基材料。与其他制备涂层工艺相比，该技术通过对竹基材料预处理实现了在不添加有机溶剂及胶粘剂条件下，即可获得牢固涂层的目的，极大的提高了制备过程的环保性。
[0027](3)沉积阻燃响应层
[0028]将聚磷酸铵溶液APP(聚合度<20，浓度≥5mg/ml，购买于国药集团)与碳化钛悬浮液MXene(0.1～5mg/ml)按照一定体积比混合(体积比MXene：APP≤3：2)，制得二元悬浮液，记为AM。然后加入适量水性环氧树脂混合胶EP(体积比水性环氧树脂混合胶：AM<7：50)，利用超声对三元混合液进行辅助分散，得到均匀悬浮液，记作AME。同样的，将MXene@竹基材料粘贴于无盖玻璃容器底部，加入体积约2～6sn(即没过基材表面2～6倍，其中4倍较优)的AME，在温度20～60℃条件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种竹基阻燃预警涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)竹基材料预处理将竹基材料裁剪成具有一定厚度的试件，底面积记为s、厚度记为n；在60～100℃条件下水煮过夜；配置浓度为1～8％的次氯酸盐类溶液，在50～90℃条件下处理3～8h，取出用水冲洗，直至竹基材料表面为中性；最后用刷子沿着维管束方向刷除表面0.1～1mm厚度的薄壁细胞，使表面出现沟槽状，将处理好的竹基材料保存在水中备用；(3)沉积响应层将步骤(1)处理好的竹基材料粘贴于无盖玻璃容器底部，加入体积2～6sn的碳化钛MXene(Ti2C3Tx)悬浮液，碳化钛悬浮液浓度在0.1～5mg/ml之间，在温度20～60℃条件下挥发沉积，直至竹基材料含水率干燥至5～12％，记作MXene@竹基材料；(4)沉积阻燃响应层取聚合度<20、浓度≥5mg/ml的聚磷酸铵溶液APP与0.1～5mg/ml的碳化钛悬浮液MXene，按照体积比MXene：APP≤3：2，制得二元悬浮液，记为AM；然后加入水性环氧树脂混合胶EP，按体积比...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜春贵，杨菲，朱家伟，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：