專利名稱：一種礦井用含竹粉、阻燃纖維的阻燃劑的制作方法
一種礦井用含竹粉、阻燃纖維的阻燃劑技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于礦井防火安全領(lǐng)域，具體涉及一種礦井用含竹粉、阻燃纖維的阻燃劑。
技術(shù)背景
目前我國(guó)的礦井事故頻發(fā)，尤其是發(fā)生瓦斯爆炸，造成大規(guī)模的礦井火災(zāi)，礦井火災(zāi)又叫礦內(nèi)火災(zāi)或井下火災(zāi)，是指發(fā)生在煤礦井下巷道、工作面、硐室、采空區(qū)等地點(diǎn)的火災(zāi)，嚴(yán)重波及和威脅到井下安全。而我國(guó)目前很多礦井的防火性能較差，因此亟待解決的問(wèn)題就是提礦井的防火性能，加強(qiáng)礦井的牢固度?，F(xiàn)有的礦井防火就是通過(guò)在最外層涂上一層普通防火涂料，起到的作用非常之微弱，一旦近距離有明火就會(huì)發(fā)生火災(zāi)，損失非常慘重。在此基礎(chǔ)上，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N新型礦井用含竹粉、阻燃纖維的阻燃劑來(lái)大大提高建筑的防火性能。
阻燃纖維是在國(guó)家“863”計(jì)劃研究成果基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的一種具有阻燃抗熔滴性能的高技術(shù)纖維新材料。該產(chǎn)品采用新一代纖維阻燃技術(shù)——溶膠凝膠技術(shù)，使無(wú)機(jī)高分子阻燃劑在粘膠纖維有機(jī)大分子中以納米狀態(tài)或以互穿網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)存在，既保證了纖維優(yōu)良的物理性能，又實(shí)現(xiàn)了低煙、無(wú)毒、無(wú)異味、不熔融滴落等特性。該纖維及紡織品同時(shí)具有阻燃、 隔熱和抗熔滴的效果，其應(yīng)用性能、安全性能和附加值大大提高，可廣泛應(yīng)用于民用、工業(yè)以及軍事等領(lǐng)域。產(chǎn)品特性
1、良好的阻燃性能。經(jīng)國(guó)際權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)SGS檢定極限氧指數(shù)LOI值》
2、安全性好。纖維遇火時(shí)不熔融，低煙不釋放毒氣。
3、永久性的阻燃作用。沖水和摩擦等不會(huì)影響阻燃性能。
4、環(huán)保性。發(fā)明內(nèi)容
一種礦井用含竹粉、阻燃纖維的阻燃劑，其特征在于含有以下重量比的組分無(wú)鹵阻燃聚酰胺10份、氫氧化鋁40 60份、氫氧化鎂20 25份、微膠囊紅磷10份、可膨脹石墨10份、聚磷酸銨(APP) 15份、硼酸鋅10份、阻燃纖維30份、竹粉20份、氧化膦5份、磷酸三甲苯酯5份、磷酸三苯酯5份、磷酸三異丙苯酯5份、磷酸三丁酯5份、磷酸三辛酯5份、 甲苯基二苯基磷酸酯5份、N-羥甲基丙酰胺類甲基膦酸酯5份，增強(qiáng)劑5份，所述增強(qiáng)劑為玻璃纖維、碳纖維、木纖維、膨潤(rùn)土、炭黑、蒙脫土、油頁(yè)巖灰中的一種；
所述無(wú)鹵阻燃聚酰胺由以下配比的原料配制成聚酰胺68 92%;氰尿酸三聚氰胺5 25% ；丙烯酸類聚合物(ACR) 2 15% ；三新酯0. 1 0. 5% ；雙十四碳醇酯抗氧劑 0. 1 ；有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑0. 1 2% ；促進(jìn)劑PMTM 0. 1 2% ；
進(jìn)一步地，所述阻燃纖維是一種三烯彈力阻燃纖維，其特征是由聚乙烯2.5%、聚氯乙烯1. 5%、聚丙烯96%樹(shù)脂構(gòu)成；
進(jìn)一步地，所述阻燃纖維是1 2厘米的短纖維，其成分是天然椰棕纖維。
進(jìn)一步地，所述微膠囊紅磷的表面使用氫氧化鎂、氫氧化鋁、金屬硫酸鹽、合成樹(shù)脂為包囊壁材；
進(jìn)一步地，所述可膨脹石墨是由天然石墨經(jīng)濃硫酸酸化處理，然后經(jīng)水洗、過(guò)濾、 干燥后，再在900-1000C下膨化制得；
進(jìn)一步地，所述竹粉是竹子經(jīng)過(guò)烘干經(jīng)微粉機(jī)研磨至觀0目后制得。
有益效果
該新型阻燃劑，燃燒時(shí)發(fā)煙量小，不產(chǎn)生有毒、腐蝕性氣體，燃燒時(shí)不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性氣體，屬于無(wú)公害阻燃劑，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢(shì)的新產(chǎn)品。具體實(shí)施例
具體實(shí)施例1
一種礦井用含竹粉、阻燃纖維的阻燃劑，其特征在于含有以下重量比的組分無(wú)鹵阻燃聚酰胺10份、氫氧化鋁40份、氫氧化鎂20份、微膠囊紅磷10份、可膨脹石墨10份、聚磷酸銨(APP) 15份、硼酸鋅10份、阻燃纖維30份、竹粉20份、氧化膦5份、磷酸三甲苯酯5 份、磷酸三苯酯5份、磷酸三異丙苯酯5份、磷酸三丁酯5份、磷酸三辛酯5份、甲苯基二苯基磷酸酯5份、N-羥甲基丙酰胺類甲基膦酸酯5份，增強(qiáng)劑5份，所述增強(qiáng)劑為玻璃纖維、 碳纖維、木纖維、膨潤(rùn)土、炭黑、蒙脫土、油頁(yè)巖灰中的一種；
所述無(wú)鹵阻燃聚酰胺由以下配比的原料配制成聚酰胺68 92%;氰尿酸三聚氰胺5 25% ；丙烯酸類聚合物(ACR) 2 15% ；三新酯0. 1 0. 5% ；雙十四碳醇酯抗氧劑 0. 1 ；有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑0. 1 2% ；促進(jìn)劑PMTM 0. 1 2% ；
進(jìn)一步地，所述阻燃纖維是一種三烯彈力阻燃纖維，其特征是由聚乙烯2.5%、聚氯乙烯1. 5%、聚丙烯96%樹(shù)脂構(gòu)成；
進(jìn)一步地，所述阻燃纖維是1 2厘米的短纖維，其成分是天然椰棕纖維。
進(jìn)一步地，所述微膠囊紅磷的表面使用氫氧化鎂、氫氧化鋁、金屬硫酸鹽、合成樹(shù)脂為包囊壁材；
進(jìn)一步地，所述可膨脹石墨是由天然石墨經(jīng)濃硫酸酸化處理，然后經(jīng)水洗、過(guò)濾、 干燥后，再在900-1000C下膨化制得；
進(jìn)一步地，所述竹粉是竹子經(jīng)過(guò)烘干經(jīng)微粉機(jī)研磨至觀0目后制得。
其中硼酸鋅的制備如下
硼酸中和法
1硼酸-氫氧化鋅法
2Zn (OH)2+6H3B03 = 2Ζη0 · 3B203 · 3. 5H20+7. 5H20
此法將硼酸和氫氧化鋅按一定的比例投入反應(yīng)器，控制一定的固液比，于 90-100°C下反應(yīng)5-7h。該路線的優(yōu)點(diǎn)就是產(chǎn)品單一、無(wú)三廢、硼酸的利用率較高。而該法的缺點(diǎn)是所需氫氧化鋅需要現(xiàn)場(chǎng)制備，因此不可避免地產(chǎn)生了副產(chǎn)物和廢水。
2硼酸-氧化鋅法
2Zn0+6H3B03 = 2Ζη0 · 3B203 · 3. 5H20+5. 5H20
此法的制備條件和硼酸-氫氧化鋅法差不多，并且消除了硼酸-氫氧化鋅法帶來(lái)的麻煩，具有工藝簡(jiǎn)單、工序少、產(chǎn)品單一等優(yōu)點(diǎn)，母液可以直接循環(huán)使用
3硼酸鹽-鋅鹽法
美國(guó)硼砂與化學(xué)品公司在專利中就此法報(bào)道了有10多條原料路線，下面是其中二條使用較為普遍的路線。
3. 5ZnS04+3. 5Na2B407+0. 5Zn0+10H20 = 2 (2Ζη0 ·3Β203 ·3· 5Η20) +3. 5Na2S04+2H3 Β03
此法硼砂、鋅鹽原料易得，成本較低，在粒度控制上有一定的優(yōu)勢(shì)；但是該法的缺點(diǎn)是反應(yīng)條件比較苛刻。硼砂是強(qiáng)堿弱酸鹽，使得體系溶液顯堿性，鋅以氫氧化鋅微溶物形式存在，使得復(fù)分解反應(yīng)速度減慢，反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，在一定程度上增加了能耗，提高了產(chǎn)品成本。另外，此方法生成硼酸和硫酸鈉兩種副產(chǎn)物，要將兩種副產(chǎn)物分離出來(lái)，母液循環(huán)使用，處理工序相當(dāng)繁雜。
具體實(shí)施例2
一種礦井用含竹粉、阻燃纖維的阻燃劑，其特征在于含有以下重量比的組分無(wú)鹵阻燃聚酰胺10份、氫氧化鋁50份、氫氧化鎂22. 5份、微膠囊紅磷10份、可膨脹石墨10份、 聚磷酸銨(APP) 15份、硼酸鋅10份、阻燃纖維30份、竹粉20份、氧化膦5份、磷酸三甲苯酯 5份、磷酸三苯酯5份、磷酸三異丙苯酯5份、磷酸三丁酯5份、磷酸三辛酯5份、甲苯基二苯基磷酸酯5份、N-羥甲基丙酰胺類甲基膦酸酯5份，增強(qiáng)劑5份，所述增強(qiáng)劑為玻璃纖維、 碳纖維、木纖維、膨潤(rùn)土、炭黑、蒙脫土、油頁(yè)巖灰中的一種；
所述無(wú)鹵阻燃聚酰胺由以下配比的原料配制成聚酰胺68 92%;氰尿酸三聚氰胺5 25% ；丙烯酸類聚合物(ACR) 2 15% ；三新酯0. 1 0. 5% ；雙十四碳醇酯抗氧劑 0. 1 ；有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑0. 1 2% ；促進(jìn)劑PMTM 0. 1 2% ；
進(jìn)一步地，所述阻燃纖維是一種三烯彈力阻燃纖維，其特征是由聚乙烯2.5%、聚氯乙烯1. 5%、聚丙烯96%樹(shù)脂構(gòu)成；
進(jìn)一步地，所述阻燃纖維是1 2厘米的短纖維，其成分是天然椰棕纖維。
進(jìn)一步地，所述微膠囊紅磷的表面使用氫氧化鎂、氫氧化鋁、金屬硫酸鹽、合成樹(shù)脂為包囊壁材；
進(jìn)一步地，所述可膨脹石墨是由天然石墨經(jīng)濃硫酸酸化處理，然后經(jīng)水洗、過(guò)濾、 干燥后，再在900-1000C下膨化制得；
進(jìn)一步地，所述竹粉是竹子經(jīng)過(guò)烘干經(jīng)微粉機(jī)研磨至觀0目后制得。
其中硼酸鋅的制備如下
硼酸中和法
1硼酸-氫氧化鋅法
2Zn (OH)2+6H3B03 = 2Ζη0 · 3B203 · 3. 5H20+7. 5H20
此法將硼酸和氫氧化鋅按一定的比例投入反應(yīng)器，控制一定的固液比，于 90-100°C下反應(yīng)5-7h。該路線的優(yōu)點(diǎn)就是產(chǎn)品單一、無(wú)三廢、硼酸的利用率較高。而該法的缺點(diǎn)是所需氫氧化鋅需要現(xiàn)場(chǎng)制備，因此不可避免地產(chǎn)生了副產(chǎn)物和廢水。
2硼酸-氧化鋅法
2Zn0+6H3B03 = 2Ζη0 · 3B203 · 3. 5H20+5. 5H20
此法的制備條件和硼酸-氫氧化鋅法差不多，并且消除了硼酸-氫氧化鋅法帶來(lái)的麻煩，具有工藝簡(jiǎn)單、工序少、產(chǎn)品單一等優(yōu)點(diǎn)，母液可以直接循環(huán)使用
3硼酸鹽-鋅鹽法
美國(guó)硼砂與化學(xué)品公司在專利中就此法報(bào)道了有10多條原料路線，下面是其中二條使用較為普遍的路線。
3. 5ZnS04+3. 5Na2B407+0. 5Zn0+10H20 = 2 (2Ζη0 ·3Β203 ·3· 5Η20) +3. 5Na2S04+2H3 Β03
此法硼砂、鋅鹽原料易得，成本較低，在粒度控制上有一定的優(yōu)勢(shì)；但是該法的缺點(diǎn)是反應(yīng)條件比較苛刻。硼砂是強(qiáng)堿弱酸鹽，使得體系溶液顯堿性，鋅以氫氧化鋅微溶物形式存在，使得復(fù)分解反應(yīng)速度減慢，反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，在一定程度上增加了能耗，提高了產(chǎn)品成本。另外，此方法生成硼酸和硫酸鈉兩種副產(chǎn)物，要將兩種副產(chǎn)物分離出來(lái)，母液循環(huán)使用，處理工序相當(dāng)繁雜。
具體實(shí)施例3
一種礦井用含竹粉、阻燃纖維的阻燃劑，其特征在于含有以下重量比的組分無(wú)鹵阻燃聚酰胺10份、氫氧化鋁60份、氫氧化鎂25份、微膠囊紅磷10份、可膨脹石墨10份、聚磷酸銨(APP) 15份、硼酸鋅10份、阻燃纖維30份、竹粉20份、氧化膦5份、磷酸三甲苯酯5 份、磷酸三苯酯5份、磷酸三異丙苯酯5份、磷酸三丁酯5份、磷酸三辛酯5份、甲苯基二苯基磷酸酯5份、N-羥甲基丙酰胺類甲基膦酸酯5份，增強(qiáng)劑5份，所述增強(qiáng)劑為玻璃纖維、 碳纖維、木纖維、膨潤(rùn)土、炭黑、蒙脫土、油頁(yè)巖灰中的一種；
所述無(wú)鹵阻燃聚酰胺由以下配比的原料配制成聚酰胺68 92%;氰尿酸三聚氰胺5 25% ；丙烯酸類聚合物(ACR) 2 15% ；三新酯0. 1 0. 5% ；雙十四碳醇酯抗氧劑 0. 1 ；有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑0. 1 2% ；促進(jìn)劑PMTM 0. 1 2% ；
進(jìn)一步地，所述阻燃纖維是一種三烯彈力阻燃纖維，其特征是由聚乙烯2.5%、聚氯乙烯1. 5%、聚丙烯96%樹(shù)脂構(gòu)成；
進(jìn)一步地，所述阻燃纖維是1 2厘米的短纖維，其成分是天然椰棕纖維。
進(jìn)一步地，所述微膠囊紅磷的表面使用氫氧化鎂、氫氧化鋁、金屬硫酸鹽、合成樹(shù)脂為包囊壁材；
進(jìn)一步地，所述可膨脹石墨是由天然石墨經(jīng)濃硫酸酸化處理，然后經(jīng)水洗、過(guò)濾、 干燥后，再在900-1000C下膨化制得；
進(jìn)一步地，所述竹粉是竹子經(jīng)過(guò)烘干經(jīng)微粉機(jī)研磨至觀0目后制得。
其中硼酸鋅的制備如下
硼酸中和法
1硼酸-氫氧化鋅法
2Zn (OH)2+6H3B03 = 2Ζη0 · 3B203 · 3. 5H20+7. 5H20
此法將硼酸和氫氧化鋅按一定的比例投入反應(yīng)器，控制一定的固液比，于 90-100°C下反應(yīng)5-7h。該路線的優(yōu)點(diǎn)就是產(chǎn)品單一、無(wú)三廢、硼酸的利用率較高。而該法的缺點(diǎn)是所需氫氧化鋅需要現(xiàn)場(chǎng)制備，因此不可避免地產(chǎn)生了副產(chǎn)物和廢水。
2硼酸-氧化鋅法
2Zn0+6H3B03 = 2Ζη0 · 3B203 · 3. 5H20+5. 5H20
此法的制備條件和硼酸-氫氧化鋅法差不多，并且消除了硼酸-氫氧化鋅法帶來(lái)的麻煩，具有工藝簡(jiǎn)單、工序少、產(chǎn)品單一等優(yōu)點(diǎn)，母液可以直接循環(huán)使用
3硼酸鹽-鋅鹽法
美國(guó)硼砂與化學(xué)品公司在專利中就此法報(bào)道了有10多條原料路線，下面是其中二條使用較為普遍的路線。
3. 5ZnS04+3. 5Na2B407+0. 5Zn0+10H20 = 2 (2Ζη0 ·3Β203 ·3· 5Η20) +3. 5Na2S04+2H3 Β03
此法硼砂、鋅鹽原料易得，成本較低，在粒度控制上有一定的優(yōu)勢(shì)；但是該法的缺點(diǎn)是反應(yīng)條件比較苛刻。硼砂是強(qiáng)堿弱酸鹽，使得體系溶液顯堿性，鋅以氫氧化鋅微溶物形式存在，使得復(fù)分解反應(yīng)速度減慢，反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，在一定程度上增加了能耗，提高了產(chǎn)品成本。另外，此方法生成硼酸和硫酸鈉兩種副產(chǎn)物，要將兩種副產(chǎn)物分離出來(lái)，母液循環(huán)使用，處理工序相當(dāng)繁雜。
最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種礦井用含竹粉、阻燃纖維的阻燃劑，其特征在于含有以下重量比的組分無(wú)鹵阻燃聚酰胺10份、氫氧化鋁40 60份、氫氧化鎂20 25份、微膠囊紅磷10份、可膨脹石墨10份、聚磷酸銨(APP) 15份、硼酸鋅10份、阻燃纖維30份、竹粉20份、氧化膦5份、磷酸三甲苯酯5份、磷酸三苯酯5份、磷酸三異丙苯酯5份、磷酸三丁酯5份、磷酸三辛酯5份、 甲苯基二苯基磷酸酯5份、N-羥甲基丙酰胺類甲基膦酸酯5份，增強(qiáng)劑5份，所述增強(qiáng)劑為玻璃纖維、碳纖維、木纖維、膨潤(rùn)土、炭黑、蒙脫土、油頁(yè)巖灰中的一種；所述無(wú)鹵阻燃聚酰胺由以下配比的原料配制成聚酰胺68 92% ；氰尿酸三聚氰胺 5 25%;丙烯酸類聚合物(ACR) 2 15%;三新酯0. 1 0.5%;雙十四碳醇酯抗氧劑0. 1 1% ；有機(jī)錫熱穩(wěn)定劑0. 1 2% ；促進(jìn)劑PMTM 0. 1 2%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井用含竹粉、阻燃纖維的阻燃劑，其特征在于所述阻燃纖維是一種三烯彈力阻燃纖維，其特征是由聚乙烯2. 5%、聚氯乙烯1. 5%、聚丙烯96% 樹(shù)脂構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的一種礦井用含竹粉、阻燃纖維的阻燃劑，其特征在于所述阻燃纖維是1 2厘米的短纖維，其成分是天然椰棕纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的一種礦井用含竹粉、阻燃纖維的阻燃劑，其特征在于所述微膠囊紅磷的表面使用氫氧化鎂、氫氧化鋁、金屬硫酸鹽、合成樹(shù)脂為包囊壁材。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的一種礦井用含竹粉、阻燃纖維的阻燃劑，其特征在于所述可膨脹石墨是由天然石墨經(jīng)濃硫酸酸化處理，然后經(jīng)水洗、過(guò)濾、干燥后，再在900-1000C 下膨化制得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的一種礦井用含竹粉、阻燃纖維的阻燃劑，其特征在于所述竹粉是竹子經(jīng)過(guò)烘干經(jīng)微粉機(jī)研磨至觀0目后制得。
全文摘要
一種礦井用含竹粉、阻燃纖維的阻燃劑，其特征在于含有以下重量比的組分無(wú)鹵阻燃聚酰胺10份、氫氧化鋁40～60份、氫氧化鎂20～25份、微膠囊紅磷10份、可膨脹石墨10份、聚磷酸銨(APP)15份、硼酸鋅10份、阻燃纖維30份、竹粉20份、氧化膦5份、磷酸三甲苯酯5份、磷酸三苯酯5份、磷酸三異丙苯酯5份、磷酸三丁酯5份、磷酸三辛酯5份、甲苯基二苯基磷酸酯5份、N-羥甲基丙酰胺類甲基膦酸酯5份，增強(qiáng)劑5份，所述增強(qiáng)劑為玻璃纖維、碳纖維、木纖維、膨潤(rùn)土、炭黑、蒙脫土、油頁(yè)巖灰中的一種。
文檔編號(hào)C09K21/14GK102517041SQ20111036247
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者唐計(jì)海, 宋慶忠, 朱昆倫, 袁興友, 顏景雪 申請(qǐng)人:山東合興科技發(fā)展有限公司