[发明专利]防火材料及其配方

说明书

技术领域

本发明是涉及一种防火材料配方，且特别是涉及有机无机复合材料于难燃防火的应用。

背景技术

高分子塑料及其复合材料广泛应用在运动休闲器材、住宅内装修材料及建筑材料、工业及公共工程材料、家电/电机/电子用材、汽车/游艇/航天/大众运输系统等，但由于本质上为易燃物，每年因火灾造成极大人员伤亡及财务损失。开发环保型难燃防火高分子塑料及其复合材料，有效降低人员伤亡及财务损失，且不对生态造成污染为目前极重要的研究课题。

由于未来对于含卤阻燃剂愈来愈多的限制已经是大势所趋，开发环境兼容的无机阻燃剂配方已经是未来的趋势与先进国家的共识。

现阶段的无机阻燃剂产品主要为氢氧化铝与氢氧化镁粉体，利用氢氧化物遇热会释放水气并形成氧化物的化学特性降低燃烧温度，同时以其燃烧后形成的氧化物微结构阻绝氧气的继续供应，以达到阻燃的目的。金属氢氧化物不局限用于阻燃，也用于消烟和减少燃烧时腐蚀性气体的生成量。金属氢氧化物热分解后，留在燃烧表面上的金属氧化物会阻止燃烧热反馈到凝聚相上，及形成的氧化物会对聚合物热裂解产物起物理、化学吸附，此为抑烟作用的主要原因。金属氢氧化物不仅可单独使用，也常与其它阻燃剂并用，大量应用于制备难燃热固性与热塑性复合材料，因不对环境污染造成危害，为目前使用量最大的环保型无机阻燃剂。

金属氢氧化物，例如氢氧化铝(ATH，aluminum trihydroxide)，表面含有许多-OH官能基及附着的水份，为极性相当高的无机粉体材料。若要掺混在一般极性偏低的有机高分子树脂中常因界面兼容性差异太大造成团聚现象，又因和一些表面无反应官能基分高分子混在一起进行加工时，因无法和高分子有实质上的化学键结产生，造成提升塑料高分子材料的耐燃性不如预期的 好，且使塑料高分子材料的脆性大幅增加，因而缩小加工后的材料其最终的应用领域范围。

如何提升无机粉体表面与塑料高分子材料间的兼容性，以提升高分子复合材料的难燃性及降低材料的脆性实有其必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种与塑料高分子材料间的兼容性好的防火材料配方，以提升高分子复合材料的难燃性及降低材料的脆性。

本发明提供一种防火材料配方，包括：一无机粉体分散液，该无机粉体分散液包括：一改性无机粉体，包括：一无机粉体，其表面具有羟基，以及一表面改性剂，经由氨基甲酸酯键结(urethane linkage)连接至该无机粉体，且该表面改性剂末端具有乙烯不饱和基；以及，一有机成分，包括可与乙烯不饱和基反应的单体、寡聚物、预聚物、聚合物、或前述的组合。

本发明更提供一种防火材料，是由上述防火材料配方经交联硬化所形成的有机/无机复合材料。

与现有技术相比，本发明的这种复合材料比含有未改性无机粉体的复合材料具有较佳的成模性、韧性及防火隔热性能。

附图说明

图1为本发明制备防火材料的流程示意图。

图2为实施例12与比较例1、2的防火隔热测试比较。

其中，主要组件符号说明：

100～无机粉体

200～表面改性剂

300～经表面改性的无机粉体

400～有机/无机复合材料

具体实施方式

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

本发明的防火材料配方包括一无机粉体分散液，该分散液中至少包括一改性无机粉体及一可与改性无机粉体反应的有机成分。以下首先说明改性无机粉体的制备。

本发明所用的改性无机粉体为一具有乙烯不饱和基的无机粉体。请参照图1，本发明是采用同时含有异氰酸酯官能基(isocyanate)与乙烯不饱和官能基(ethylenically unsaturated group)的单体、寡聚物、或预聚合物200作为无机粉体100的表面改性剂。通过表面改性剂200的异氰酸酯官能基与无机粉体100的羟基(-OH)反应形成的氨基甲酸酯键结(urethane linkage)而接枝到无机粉体100表面。如图中所示，改性后的无机粉体300表面具有乙烯不饱和基，因此可进一步与其它反应单体、寡聚物、预聚合物、或高分子上的官能基产生反应，并均匀地分散于有机树脂系统中，成为具有防火耐燃性质的有机/无机复合材料400。