一種防火門填充材料的製備方法與流程
2023-06-04 20:08:41 2
本發明涉及消防領域，具體是一種防火門填充材料的製備方法。
背景技術：
由經濟部指定認可實驗室，根據2009年1月1日起實施的新版防火門國家標準GB_12955-2008,防火門耐火試驗法測試合格，並取得經濟部標準檢驗局核發驗證登錄證書及授權標識者，稱之為防火門，防火門內部一般通過填充防火材料達到阻燃的目的。
聚醯胺樹脂，是性能優良用途廣泛的化工原料，具有堅韌、柔軟性、結合力強，耐磨, 耐油, 耐水, 抗酶菌，但吸水大，PA 具有良好的綜合性能，包括力學性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品性和自潤滑性，且摩擦係數低，有一定的阻燃性，易於加工，適於用玻璃纖維和其它填料填充增強改性，廣泛用於油墨、熱熔膠塗料工業，粘合劑等領域。由於聚醯胺具有無毒、質輕、優良的機械強度、耐磨性及較好的耐腐蝕性，因此廣泛應用於代替銅等金屬在機械、化工、儀表、汽車等工業中製造軸承、齒輪、泵葉及其他零件。在工業上錦綸大量用來製造帘子線、工業用布、纜繩、傳送帶、帳篷、漁網等。在國防上主要用作降落傘及其他軍用織物。
聚醯胺樹脂材料應用廣泛，但因其防火性能僅為B1 級，所以在很多防火等級要求高的領域被限制使用。因此，提高聚醯胺樹脂的防火等級成為擴大其應用領域的重要環節。
聚醯胺的燃燒分為兩步。先在240℃ -340℃燃燒分解出氯化氫氣體和含有雙鍵的二烯烴，然後在400-470℃發生碳的燃燒。熱解過程中240℃左右時首先脫去H 生成高共軛的碳骨架，溫度繼續升高後熱降解過程加劇PA 脫H 形成共軛雙鍵的多烯烴並進一步裂解生成碳含量高的殘留物、氣態飽和烴類混合物及不飽和烴類混合物。400—470℃時裂解加劇，當達到一定濃度時與氧氣反應生成明火燃燒。由此燃燒不完全的可燃物氣體由於聚合生成芳香族或高分子化合物，進而縮聚成石墨生成碳粒子，由此生成黑煙最大產煙量可達720％。由此可見降低PA 熱解產物的濃度就不會有大量的煙和明火生成。研究發現PA 熱解可燃產物在空氣中的濃度低於15％一下時不會有明火產生。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種防火門填充材料的製備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種防火門填充材料的製備方法，包括以下按重量份的組分：膨脹型阻燃劑0.2-0.6，六溴環十二烷10-30，助溶劑2-9，硼酸鋅15-25，色母0.1-3，氫氧化物20-40，三氧化二銻1-10，阻燃聚醚15-20，偶聯劑0.05-0.5，可膨脹石墨10-20，木粉8-15，鈦白粉5-10，發泡板材5-10，聚醯胺PA 50-70，成炭劑15-20，硼砂12-18，三氧化鉬1-5。
作為本發明的優選方案：所述膨脹型阻燃劑為為APP。
作為本發明的優選方案：所述可膨脹石墨塗料在模具中一次或者多次塗後經晾乾脫模後成型。
作為本發明的優選方案：所述成炭劑為季戊四醇、丙三醇、乙二醇中的一種或多種；所述穩定劑為硬酯酸鋇、硬脂酸鉛、硬脂酸鈣中的一種或多種。
作為本發明的優選方案：所述助溶劑為鄰苯二甲酸二(2- 乙基已) 酯或鄰苯二甲酸二(2- 丙基庚基) 酯，所述氫氧化物為氫氧化鎂和/ 或氫氧化鋁。
作為本發明的優選方案：所述阻燃聚醚採用以下方法製備而得：質量份數分別為1-2、0.5-0.8、1.4-2.3、1.5-3 的溴化物、環氧丁烷、催化劑、聚四氟乙烯、在溫度為500-700℃、壓力為50 ～ 80MPa、電壓1.2-2.0 萬伏反應條件下，經過2-4 小時反應得到；其中，所述溴化物為溴化鑭、溴化鈉、溴化稀土、溴化鈰、溴化銪中的一種或多種；所述催化劑為甲醇0.6-0.8 質量份、矽油0.4-0.7 質量份、矽酸鈉0.3-0.5 質量份、碳酸氫鈉0.1-0.3 質量份的混合物。
作為本發明的優選方案：所述製備阻燃聚醚的反應在密閉的反應容器中進行，所述反應容器充以非氧化性氣體，所述非氧化性氣體為100 份氮氣或氬氣和1-3 份、二氧化碳的混合物；所述反應容器內設置有頻率為80GHz-140GHz 的微波發生器。
作為本發明的優選方案：所述製備阻燃聚醚的反應在密閉的反應容器中進行，所述反應容器充以非氧化性氣體，所述非氧化性氣體為100 份氮氣或氬氣和1-3 份、二氧化碳的混合物；所述反應容器內設置有頻率為80GHz-140GHz 的微波發生器。
作為本發明的優選方案：所述木粉為經過氧化處理的木粉，所述氧化處理是將木粉浸泡在重鉻酸鉀10％水溶液中，經過10-20 小時後乾燥即可；所述木粉的顆粒大小為1250-2000。
作為本發明的優選方案：包括步驟：1) 將六溴環十二烷、三氧化二銻、可膨脹石墨、硼酸鋅、氫氧化物、偶聯劑、穩定劑一起放入高速混料機中混料攪拌3 分鐘，混料溫度控制在60— 80 度之間；2) 將阻燃聚醚、三氧化鉬與木粉在加溫混拌機中混拌，溫度95-120 度，時間10 分鐘；然後用冷風降溫至80 度以下；3) 將步驟1) 和步驟2) 所得混合物在混料機混攪拌2 分鐘，然後順次加入成炭劑、硼砂、蔗糖、色母、鈦白粉，攪拌5 分鐘；4) 將步驟3) 所得混合物與聚醯胺混勻，再加助溶劑攪拌均勻。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明設置至少一層可膨脹石墨塗料層，受熱時可膨脹石墨塗料層形成了膨脹炭層，膨脹的塗層充滿了安裝防火封堵材料時所形成的空間，可有效阻止熱量和火焰的傳播，從而達到阻火目的，同時運用的自製阻燃聚醚是由溴化物、聚醚、催化劑在微波的環境下經高溫、高氣壓、高電壓環境反應3 小時製成的。高溫時半游離狀態溴離子捕捉高溫分解活性基H+、OH-生成穩定的基團，這種反應一直伴隨PA 高聚物分解完畢。有效地降低了可燃氣體的濃度，從而達到抑制明火生成的目的。
具體實施方式
下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明實施例中，一種防火門填充材料的製備方法，包括以下按重量份的組分：膨脹型阻燃劑0.2-0.6，六溴環十二烷10-30，助溶劑2-9，硼酸鋅15-25，色母0.1-3，氫氧化物20-40，三氧化二銻1-10，阻燃聚醚15-20，偶聯劑0.05-0.5，可膨脹石墨10-20，木粉8-15，鈦白粉5-10，發泡板材5-10，聚醯胺PA 50-70，成炭劑15-20，硼砂12-18，三氧化鉬1-5。
膨脹型阻燃劑為為APP。
可膨脹石墨塗料在模具中一次或者多次塗後經晾乾脫模後成型。
成炭劑為季戊四醇、丙三醇、乙二醇中的一種或多種；所述穩定劑為硬酯酸鋇、硬脂酸鉛、硬脂酸鈣中的一種或多種。
助溶劑為鄰苯二甲酸二(2- 乙基已) 酯或鄰苯二甲酸二(2- 丙基庚基) 酯，所述氫氧化物為氫氧化鎂和/ 或氫氧化鋁。
阻燃聚醚採用以下方法製備而得：質量份數分別為1-2、0.5-0.8、1.4-2.3、1.5-3 的溴化物、環氧丁烷、催化劑、聚四氟乙烯、在溫度為500-700℃、壓力為50 ～ 80MPa、電壓1.2-2.0 萬伏反應條件下，經過2-4 小時反應得到；其中，所述溴化物為溴化鑭、溴化鈉、溴化稀土、溴化鈰、溴化銪中的一種或多種；所述催化劑為甲醇0.6-0.8 質量份、矽油0.4-0.7 質量份、矽酸鈉0.3-0.5 質量份、碳酸氫鈉0.1-0.3 質量份的混合物。
製備阻燃聚醚的反應在密閉的反應容器中進行，所述反應容器充以非氧化性氣體，所述非氧化性氣體為100 份氮氣或氬氣和1-3 份、二氧化碳的混合物；所述反應容器內設置有頻率為80GHz-140GHz 的微波發生器。
製備阻燃聚醚的反應在密閉的反應容器中進行，所述反應容器充以非氧化性氣體，所述非氧化性氣體為100 份氮氣或氬氣和1-3 份、二氧化碳的混合物；所述反應容器內設置有頻率為80GHz-140GHz 的微波發生器。
木粉為經過氧化處理的木粉，所述氧化處理是將木粉浸泡在重鉻酸鉀10％水溶液中，經過10-20 小時後乾燥即可；所述木粉的顆粒大小為1250-2000。
包括步驟：1) 將六溴環十二烷、三氧化二銻、可膨脹石墨、硼酸鋅、氫氧化物、偶聯劑、穩定劑一起放入高速混料機中混料攪拌3 分鐘，混料溫度控制在60— 80 度之間；2) 將阻燃聚醚、三氧化鉬與木粉在加溫混拌機中混拌，溫度95-120 度，時間10 分鐘；然後用冷風降溫至80 度以下；3) 將步驟1) 和步驟2) 所得混合物在混料機混攪拌2 分鐘，然後順次加入成炭劑、硼砂、蔗糖、色母、鈦白粉，攪拌5 分鐘；4) 將步驟3) 所得混合物與聚醯胺混勻，再加助溶劑攪拌均勻。
實施例1 ：阻燃聚醚的製備
1.5米高、圓柱形密閉的反應容器，在反應容器中設置電弧發生器，反應器壁1.2m 高度處設置微波發生器。在反應開始之前，抽真空後用氮氣和二氧化碳( 體積比50:1 充滿容器，使容器內壓力為80MPa。
催化劑為甲醇0.6 質量份、矽油0.5 質量份、矽酸鈉0.3 質量份、碳酸氫鈉0.1 質量份的混合物。
質量份數分別為1、0.5、1.5、1.5 的溴化稀土、環氧丁烷、催化劑、聚四氟乙烯在溫度為560℃、壓力為75MPa、電壓1.5 萬伏、微波頻率200GHz 反應條件下，經過2小時反應得到。
實施例2 ：阻燃聚醚的製備
設備和壓力控制同實施例1。
催化劑為甲醇0.7 質量份、矽油0.6 質量份、矽酸鈉0.5 質量份、碳酸氫鈉0.2 質量份的混合物。
質量份數分別為1、0.5、2.0、1.5 的溴化鈰、環氧丁烷、催化劑、聚四氟乙烯在溫度為550℃、壓力為75MPa、電壓1.5 萬伏、微波頻率100GHz 反應條件下，經過3 小時反應得到。
實施例3 ：阻燃聚醚的製備
設備和壓力控制同實施例1。
催化劑同實施例2。質量份數分別為1、0.5、2.0、1.5 的溴化鑭( 購自宜興新威利成稀土有限公司)、環氧丁烷、催化劑、聚四氟乙烯在溫度為550℃、壓力為75MPa、電壓1.5萬伏、微波頻率100GHz 反應條件下，經過3 小時反應得到。