[发明专利]磷酸铝-膨胀石墨-硅酸铝陶瓷纤维保温阻燃复合材料的制备方法

摘要

本发明公开一种磷酸铝-膨胀石墨-硅酸铝陶瓷纤维保温阻燃复合材料的制备方法，所述方法以氢氧化铝、磷酸、N,N-二甲基乙酰胺、膨胀石墨、三异丙苯基磷酸酯和硅酸铝陶瓷纤维为主要原料，首先制备磷酸铝乳液，然后配制磷酸铝-膨胀石墨-硅酸铝陶瓷纤维混合浆液，之后对混合浆液经系列梯度热处理，制得磷酸铝-膨胀石墨-硅酸铝陶瓷纤维保温阻燃复合材料。本发明具有操作简便，成本低廉的优点。应用该专利技术制备的磷酸铝-膨胀石墨-硅酸铝陶瓷纤维保温阻燃复合材料具有高强轻质的优点，其保温阻燃性能优良，在建筑保温阻燃领域有较好的工程应用前景。

主权项

一种磷酸铝‑膨胀石墨‑硅酸铝陶瓷纤维保温阻燃复合材料的制备方法，其特征是：所述方法包括如下步骤：（1）磷酸铝乳液的制备①所用化学原料：所用化学原料包括氢氧化铝、磷酸、N,N‑二甲基乙酰胺，其中，氢氧化铝粉的平均粒径为0.15μm，磷酸的质量百分浓度85%；②磷酸铝乳液的制备：首先将42g磷酸和28g N,N‑二甲基乙酰胺混合均匀，然后将30g氢氧化铝粉末缓慢加入到磷酸和N,N‑二甲基乙酰胺混合溶液中，氢氧化铝粉末加入过程中溶液需不断搅拌，待氢氧化铝粉加入完毕并充分搅拌30min，即得磷酸铝乳液；（2）磷酸铝‑膨胀石墨‑硅酸铝陶瓷纤维混合溶液的配制所用化学原料：所用化学原料包括步骤（1）制备的磷酸铝乳液、膨胀石墨、三异丙苯基磷酸酯和硅酸铝陶瓷纤维，上述各原料用量有如下质量比例关系：磷酸铝乳液：膨胀石墨：三异丙苯基磷酸酯：硅酸铝陶瓷纤维=100：5~7：0.5~0.8：3~4;②磷酸铝‑膨胀石墨‑硅酸铝陶瓷纤维混合溶液的配制过程：首先将3~4g的硅酸铝陶瓷纤维和0.5~0.8g三异丙苯基磷酸酯加入到盛有100g步骤（1）制备的磷酸铝乳液的烧杯中，并不断搅拌使硅酸铝陶瓷纤维和三异丙苯基磷酸酯在混合溶液中分散均匀，然后将盛有混合溶液的烧杯放入水浴中加热，水浴温度为80℃~90℃，之后再将5~7g膨胀石墨加入到混合溶液中并不断搅拌，确保膨胀石墨在混合溶液中分散均匀，1~2h后移去水浴并使混合溶液自然冷却至室温，得到黑色浆液，即为磷酸铝‑膨胀石墨‑硅酸铝陶瓷纤维混合溶液； （3）磷酸铝‑膨胀石墨‑硅酸铝陶瓷纤维保温阻燃复合材料的制备首先将磷酸铝‑膨胀石墨‑硅酸铝陶瓷纤维混合溶液倒入生化培养皿中，之后将其置于烘箱中干燥，盛有混合溶液的培养皿在80℃烘干处理14~17h；然后将烘箱温度升至100℃，并在此温度下烘干6~9h；6~9h后将烘箱温度再升高至135℃，并在此温度下烘干1~1.5h；之后将烘箱温度升至200℃~210℃，并在此温度下烘干处理2h； 盛有磷酸铝‑膨胀石墨‑硅酸铝陶瓷纤维混合溶液的培养皿在热处理烘干过程中挥发的有机废气，皆有集气罩收集后经活性炭吸附处理后排放；200℃~210℃温度烘干处理2h后，关闭烘箱电源，并使烘箱自然冷却至室温；待烘箱温度冷却至室温后，将培养皿从烘箱中移出并将制备的复合材料从培养皿中取出，即得到磷酸铝‑膨胀石墨‑硅酸铝陶瓷纤维保温阻燃复合材料。