CN101560400A - 高效多功能水基阻燃液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高效多功能水基阻燃液及其制备方法，其特征在于它由下列质量份的原料组成：磷酸铵盐10－20份，硼化合物4－8份，三丁胺1－3份，葡萄糖2－8份，叔胺3－5份，尿素3－5份，渗透剂1－3份，表面活性剂1－2份，柔顺剂0－1份，水40－80份。具有澄清、无色、透明、中性、低烟、无毒、无刺激性、无腐蚀、低成本、高效的特点。对所有具有吸湿性的涤棉布、棉布、平绒布、棉绸、丝麻、针织品、帆布、纸板、纸箱等易燃材料进行处理后，即成为难燃性材料，并达到国家规定的难燃B1级标准，可广泛用于窗帘、地毯、墙纸、纸面装饰、木质家具、天花板等室内的高档装修，同时兼具施工简单、成本低廉的优势，是新一代高科技环保产品，具有广阔的市场前景。

Description

高效多功能水基阻燃液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水基阻燃液，尤其是一种无卤的高效多功能水基阻燃液及其制备方法，属于防火材料技术领域。

背景技术

现有的室内装修装饰材料大多使用木制品、纤维、棉、麻、毛、纸张等可燃性物质，且大多数没有经过阻燃处理，给火灾的发生带来极大的隐患，一旦发生火灾将带来人身伤亡和财产损失。为了预防火灾，各种阻燃剂的开发方兴未艾，各种阻燃剂新产品不断问世。在目前已开发的阻燃剂中，卤素系即溴系和氯系产品的用途十分广泛，但是此类阻燃剂有很大的缺点：它降低了被阻燃基材的抗紫外线稳定性，当被阻燃基材燃烧时会生成较多的烟气、腐蚀性气体和有毒气体，造成周围环境的污染及危害。目前，尽管人们对卤系阻燃产品的应用前景和危害程度尚未完全取得共识，但出于对环境保护和安全应用的考虑，目前阻燃研究纷纷转向了无卤的生态研究，希望使用的阻燃材料具有环境安全性和使用安全性，且无毒、无害。从形态上看，主要有：固体粉末状、树脂状、水乳状、水基状。由于水基阻燃产品使用方便、成本低，且附着容易，不仅可喷涂在制品的表面，还可通过浸泡让制品能够充分吸湿阻燃液，以方便进行阻燃处理。

传统的水基阻燃产品主要是发泡型产品，它包括下列三种成分：1)酸源；2)碳源；3)气源。作为酸源的物质主要有：卤化物、磷酸铵、聚磷酸铵、磷酸脲、硫酸盐、硼酸等；作为气源的物质主要有尿素、碳酸氢铵、三聚氰胺、二氰胺及其衍生物；碳源主要有多元醇、淀粉等。传统水基阻燃剂存在的最大问题是多数物质不是水溶性的，为此，不得不添加分散剂、防沉剂，使处理后的制品表面存在不透明，析出结晶严重等问题，极大地影响了制品的表面质量，而且有些成分吸湿性严重，对制品的力学性能影响较大；此外，有些成分不可降解，给生态环境带来危害。

美国专利US4514327报道了一种阻燃液的配方，包括：硫酸铵、硼酸、溴酸和磷酸一氢氨等，该种配方虽然可以达到很好的阻燃效果，但是该配方中含有溴酸，在施工和火灾发生时都有可能造成人身伤害。美国专利US5246652报道了一种新型的阻燃液配方，主要由可溶性的硼化合物与树脂等组成，但该配方中甲醛含量偏高，给环境造成危害。同类的专利如US4725382报道的阻燃液，其在进行阻燃处理时往往需要真空浸泡，存在设备投资大，处理周期长的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有烟少、无毒、无刺激性、无腐蚀性的高效多功能水基阻燃液。

本发明的另一个目的是提供一种高效多功能水基阻燃液的制备方法，以对具有吸湿性的易燃材料如涤棉布、纯棉布、平绒布、棉绸、丝麻、针织品、帆布、纸板、纸箱等进行处理，使之成为难燃性材料，处理后达到国家规定的难燃B1级标准，同时其它指标完全符合公共安全行业标准GA159-1997，可广泛用于窗帘、地毯、墙纸、纸面装饰、木质家具、天花板等室内的高档装修。

本发明通过下列技术方案实现：一种高效多功能水基阻燃液，其特征在于它由下列质量百分比的原料组成：

磷酸铵盐10-20份，    硼化合物    4-8份，

三丁胺    1-3份，    葡萄糖      2-8份，

叔胺      3-5份，    尿素        3-5份，

渗透剂    1-3份，    表面活性剂  1-2份，

柔顺剂    0-1份，    水          40-80份。

所述磷酸铵盐为：聚磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵中的一种或几种的混合，均为市购产品。

所述硼化合物为：硼酸、四硼酸钠、硼粉、硼石、元明粉中的一种或几种的混合，均为市购产品。

所述叔胺为：十二叔胺、十四叔胺、十八叔胺中的一种或几种的混合，均为市购产品。

所述渗透剂为：市购的快速渗透剂T。

所述柔顺剂为：十八烷基二甲基苄基氯化铵、氨基硅油、十八烷基二甲基叔胺、二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或几种的混合，均为市购产品。

所述表面活性剂为：十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基苯磺酸钠、石油磺酸钡、氮酮、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或者几种的混合，均为市购产品。

所述水采用去离子水。

本发明提供的高效多功能水基阻燃液的制备方法如下：

在常温常压下，将去离子水放入搅拌容器中，加热升温至50-70℃，并在搅拌状态下，先将三丁胺、硼化合物加入水中至完全溶解，之后加入磷酸铵盐、葡萄糖、叔胺、尿素及渗透剂、表面活性剂、柔顺剂，充分搅拌至溶解，同时控制溶液PH值为6-8，即得高效多功能水基阻燃液产品。

本发明采用磷酸铵盐作为酸源，葡萄糖作为碳源、尿素作为气源，制成高效多功能水基阻燃液，其阻燃作用机理是：当火灾发生时，磷酸铵盐和葡萄糖均受热分解，其中磷酸铵盐受热产生的磷酸与葡萄糖提供的碳源又发生磷酸酯燃烧反应，由于添加有三丁胺，极大提高了硼化合物的水溶性，从而有利于提高硼化合物的溶解度，使硼化合物能够与其它阻燃组分起到协同作用，有效提高产品的阻燃性能。

本发明具有下列优点和效果：采用上述方案，即采用水溶性的无卤阻燃原料配制成的高效多功能水基阻燃液，具有澄清、无色、透明、中性、低烟、无毒、无刺激性、无腐蚀、低成本、高效的特点。经本发明方法制得的产品都能达到国家难燃B1级阻燃效果，还能防霉、杀菌，而且具有良好的渗透性，处理织物时，其柔顺性较好，处理木质材料时，基本不改变原有材质的表面及力学特性，处理纸张时，基本不改变原有纸张的性能。另外所使用的原料都为化工常规工业原料，故原料易得，同时本发明提供的阻燃液中拥有较高含量的氮、磷元素，兼具氮、磷系发泡阻燃剂的协同效应优势。因此，实为一种阻燃效果明显，少烟、无毒、无刺激性和腐蚀性的水溶性阻燃液，另外还兼具施工简单、成本低廉的优势，具有广阔的市场前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

按下列配比取料：

聚磷酸铵                15kg，    硼酸                  6kg，

三丁胺                   2kg，    葡萄糖                4kg，

十二叔胺                 5kg，    尿素                  3kg，

快速渗透剂T              3kg，    十八烷基三甲基氯化铵  1kg，

十八烷基二甲基苄基氯化铵 1kg，    水                   60kg，

经下列方法：在常温常压下，将60kg水放入搅拌容器中，加热升温至50℃，并在搅拌状态下，先将2kg三丁胺、6kg硼酸加入水中至完全溶解，之后加入15kg聚磷酸铵、4kg葡萄糖、5kg十二叔胺、3kg尿素及3kg快速渗透剂T、1kg十八烷基三甲基氯化铵，充分搅拌至溶解后，控制溶液PH值为7，即得高效多功能水基阻燃液产品。将该阻燃液用于处理涤棉布后，经测试氧指数≥38，续燃时间≤5s，折痕回复角≥75°，对其强度无损失，表面质量及手感无变化。

实施例2

按下列配比取料：

磷酸一氢铵18kg，    四硼酸钠  4kg

三丁胺     1kg，    葡萄糖    5kg

十四叔胺   3kg，    尿素      5kg

快速渗透剂T   3kg，      氨基硅油  2kg

石油磺酸钡    0.5kg，    水        80kg

按实施例1的方法制得高效多功能水基阻燃液，将该阻燃液用于处理标准杉木试样达到国家标准难燃B1级，经强度测试折弯强度损失率≤10％，吸潮率≤5％，表观质量无变化。

实施例3

按下列配比取料：

磷酸二氢铵  17kg，   硼石            4kg，

三丁胺      2kg，    葡萄糖          4kg，

十八叔胺    5kg，    尿素            4kg，

快速渗透剂T 1kg，    壬基酚聚氧乙烯醚1kg，

水          60kg，

按实施例1的方法制得高效多功能水基阻燃液，将该无色均匀阻燃液用于处理标准纸板试样(单位面积质量：250g/m²-400g/m²)，平均炭化长度≤100mm，续焰时间≤5s，断裂强度损失率≤20％。

以上所述仅为本发明的若干个具体实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，可以做出许多变形和改进，所有未超出权利要求所述的变形与改进均应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1、一种高效多功能水基阻燃液，其特征在于它由下列质量份的原料组成：

磷酸铵盐    10-20份，  硼化合物      4-8份，

三丁胺      1-3份，    葡萄糖        2-8份，

叔胺        3-5份，    尿素          3-5份，

渗透剂      1-3份，    表面活性剂    1-2份，

柔顺剂      0-1份，    水            40-80份。

2、如权利要求1所述的高效多功能水基阻燃液，其特征在于所述磷酸铵盐为：聚磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵中的一种或几种的混合。

3、如权利要求1所述的高效多功能水基阻燃液，其特征在于所述硼化合物为：硼酸、四硼酸钠、硼粉、硼石、元明粉中的一种或几种的混合。

4、如权利要求1所述的高效多功能水基阻燃液，其特征在于所述叔胺为：十二叔胺、十四叔胺、十八叔胺中的一种或几种的混合。

6、如权利要求1所述的高效多功能水基阻燃液，其特征在于所述渗透剂为：快速渗透剂T。

7、如权利要求1所述的高效多功能水基阻燃液，其特征在于所述柔顺剂为：十八烷基二甲基苄基氯化铵、氨基硅油、十八烷基二甲基叔胺、二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或几种的混合。

8、如权利要求1所述的高效多功能水基阻燃液，其特征在于所述表面活性剂为：十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基苯磺酸钠、石油磺酸钡、氮酮、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或者几种的混合。

9、如权利要求1所述的高效多功能水基阻燃液，其特征在于其制备方法如下：

在常温常压下，将去离子水放入搅拌容器中，加热升温至50-70℃，并在搅拌状态下，先将三丁胺、硼化合物加入水中至完全溶解，之后加入磷酸铵盐、葡萄糖、叔胺、尿素及渗透剂、表面活性剂、柔顺剂，充分搅拌至溶解，同时控制溶液PH值为6-8，即得高效多功能水基阻燃液产品。