[发明专利]一种负载插层防火材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种负载插层防火材料，它是由下述重量份的原料组成的：异丙醇铝30‑40、壳聚糖17‑20、丙烯酸钠50‑60、膨胀珍珠岩20‑30、过硫酸铵1‑1.3、环氧改性己内酰胺260‑300、二乙基次膦酸铝3‑4、硅烷偶联剂kh550 1‑2、氯化石蜡3‑5、聚山梨酯1‑2、催化剂0.01‑0.03、过氧化二异丙苯3‑5，本发明以环氧改性己内酰胺为单体，在碱性条件下促进环氧开环，从而实现了溶胶负载插层膨胀珍珠岩在聚己内酰胺间的分散相容性，从而提高了成品的力学和阻燃性能。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种负载插层防火材料及其制备方法。

背景技术

普通纯尼龙属于可燃材料，在燃烧时会在短时间内迅速释放大量热，燃烧伴随着浓烟，并释放CO，CO2，HCN，NH3，CH4，C2H6等有毒或易燃气体；且由于尼龙熔体强度较低，因而在燃烧过程中极易产生大量有焰溶滴致使火势迅速蔓延；同时，材料点燃后会在短时间内释放大量热，易引起二次燃烧。从微观结构来看，其燃烧过程解释为：首先尼龙在火焰作用下受热，当温度达到220℃左右尼龙晶格被彻底破坏，材料逐渐软化熔融，随着温度的进一步升高，材料开始热氧化分解，高分子链的弱键处最先断裂，其分子链上与氮原子上α位相连的亚甲基上的氢首先被自由基攻击氧化，产生氢过氧化物，随之使尼龙主链断裂，分子量降低，热稳定性下降。并且主链断裂后形成的低分子量的链段上的亚甲基也会被游离的自由基攻击，使其彻底分解。由此，可以看出，尼龙材料的耐火性差，在应用与各个领域中的使用安全性较低，因此，如何进一步提高尼龙材料的阻燃性能是目前研究的重点，目前很多防火材料是利用膨胀碳层来起到增强防火的效果，然而其毕竟防火性有限，而添加的多种防火助剂，又难以与膨胀碳层形成更好的协同效果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种负载插层防火材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种负载插层防火材料，它是由下述重量份的原料组成的：

异丙醇铝30-40、壳聚糖17-20、丙烯酸钠50-60、膨胀珍珠岩20-30、过硫酸铵1-1.3、环氧改性己内酰胺260-300、二乙基次膦酸铝3-4、硅烷偶联剂kh550 1-2、氯化石蜡3-5、聚山梨酯1-2、催化剂0.01-0.03、过氧化二异丙苯3-5。

所述的环氧改性己内酰胺的制备方法，包括以下步骤：

取10-17重量份的甲基丙烯酸甲酯、7-10重量份的环氧丙醇混合，送入到不锈钢反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为90-105℃，搅拌反应1-2小时，加入0.01-0.02重量份的甲醇锂、100-110重量份的己内酰胺，调节反应釜温度为150-160℃，保温搅拌3-4小时，出料冷却，即得所述环氧改性己内酰胺。

所述的催化剂为三乙胺。

一种负载插层防火材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)取过硫酸铵，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；

(2)取壳聚糖、丙烯酸钠混合，加入到混合料重量40-57倍的去离子水中，搅拌均匀，加入膨胀珍珠岩、聚山梨酯，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为50-60℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌2-4小时，得插层溶液；

(3)取二乙基次膦酸铝、硅烷偶联剂kh550混合，加入到混合料重量5-7倍的无水乙醇中，升高温度为60-65℃，保温搅拌1-2小时，得氨基硅烷溶液；

(4)取上述插层溶液、氨基硅烷溶液混合，搅拌均匀，加入异丙醇铝，搅拌反应4-6小时，得溶胶负载插层溶液；

(5)取过氧化二异丙苯，加入到其重量10-15倍的异丙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；