CN111303749A - 一种耐高温阻燃复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种耐高温阻燃复合材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种耐高温阻燃复合材料，包括组分A和组分B，各组分用量配比按质量份计：组分A：80～90份有机氟硅改性聚氨酯、1～5份聚四氟乙烯微粉、1～5份三氧化二锑、5～10份六氟丙烯三聚体，组分B：5～10份聚碳化二亚胺、1～5份六氟异丙醇、90～95份六氟丙烯三聚体，并具体限定了有机氟硅改性聚氨酯的制备方法。本发明还公开了其制备方法和应用。本发明复合材料耐高温阻燃性能高，将复合材料喷涂到木板上，在1000℃高温下对复合材料进行燃烧测试，火焰在30秒内熄灭，没有燃烧物掉下，达到了阻燃标准V‑0级。本发明复合材料同时具有较佳物理性能。作为涂料喷涂到木板上，木板阻燃性能好，从而满足特定场合的需求。

Description

一种耐高温阻燃复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及阻燃材料技术领域，具体涉及一种耐高温阻燃复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着经济的发展和社会的进步，人们对生活环境的要求越来越高，对功能性材料的需求也越来越强烈。耐高温阻燃材料，具有良好的综合性能，被广泛应用于航空、船舶、高铁、汽车、机械设备、电子、电气、建筑、家装等领域中，已成为高分子材料中的重要发展方向。
木制品伴随着人们的生活和发展，为人类提供了大量的方便。由于木制品易风化变形，易腐蚀或腐烂，人们经过油品或油漆处理后虽然解决了许多问题，但是，又出现了易燃的不足。因此，利用耐高温阻燃复合材料进行涂膜加以保护成为目前最为前沿的研究方向，能够研究开发一类耐高温阻燃复合材料市场前景非常看好。
发明内容
本发明的目的是提供一种双组份耐高温和阻燃性能好、环保污染小的耐高温阻燃复合材料及其制备方法和应用，以解决现有技术的不足。
本发明采用以下技术方案：
本发明第一方面提供了一种耐高温阻燃复合材料，包括组分A和组分B，各组分用量配比按质量份计：
组分A：
有机氟硅改性聚氨酯：80～90份
聚四氟乙烯微粉：1～5份
三氧化二锑：1～5份
六氟丙烯三聚体：5～10份
组分B：
聚碳化二亚胺：5～10份
六氟异丙醇：1～5份
六氟丙烯三聚体：90～95份
其中，有机氟硅改性聚氨酯由如下方法制备得到：将质量份的甲苯-2，4-二异氰酸酯1～3份、全氟环氧丙烷或双酚AF 3～7份、羟基硅油1～3份、二月桂酸二丁基锡0.05～0.1份、六氟丙酮1～10份加入到装有氮气导管的密封容器中，在氮气的保护下升温到80～100℃时，再滴入甲苯-2，4-二异氰酸酯1～5份，反应5～10小时后，加入乙二胺0.2～2份，再反应1～10小时，制得所述有机氟硅改性聚氨酯；
使用时，将组分A和组分B按体积比为1:1混合均匀。
本发明第二方面提供了上述耐高温阻燃复合材料的制备方法，包括如下步骤：
组分A的制备：将组分A的物料成分放入反应器中，在20～50℃，900～1000r/min的转速下搅拌3～10小时，混合均匀以形成组分A；
组分B的制备：将组分B的物料成分放入容器中，搅拌混合均匀以形成组分B；
将组分A和组分B分别保存，使用时，将组分A和组分B按体积比为1:1混合均匀。
本发明第三方面提供了上述耐高温阻燃复合材料作为涂料的应用。
进一步地，所述涂料为木板阻燃涂料。
本发明的有益效果：
1)本发明复合材料为双组份，包括组分A和组分B，组分A与组分B分别包装，使用时再按配比混合。本发明复合材料耐高温阻燃性能高，将复合材料喷涂到木板上，在1000℃高温下对复合材料燃烧测试，火焰在30秒内熄灭，没有燃烧物掉下，达到了阻燃标准V-0级。本发明复合材料同时具有较佳物理性能。作为涂料喷涂到木板上，木板阻燃性能好，从而满足特定场合的需求。
2)本发明耐高温阻燃复合材料制备工艺简单，无复杂工序，无需特殊的设备，成本低，适合工业化大规模生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
一种耐高温阻燃复合材料，包括组分A和组分B，各组分用量配比按质量份计：
组分A：
有机氟硅改性聚氨酯：80～90份
聚四氟乙烯微粉：1～5份
三氧化二锑：1～5份
六氟丙烯三聚体：5～10份
组分B：
聚碳化二亚胺：5～10份
六氟异丙醇：1～5份
六氟丙烯三聚体：90～95份
其中，有机氟硅改性聚氨酯由如下方法制备得到：将质量份的甲苯-2，4-二异氰酸酯1～3份、全氟环氧丙烷或双酚AF 3～7份、羟基硅油1～3份、二月桂酸二丁基锡0.05～0.1份、六氟丙酮1～10份加入到装有氮气导管的密封容器中，在氮气的保护下升温到80～100℃时，再滴入甲苯-2，4-二异氰酸酯1～5份，反应5～10小时后，加入乙二胺0.2～2份，再反应1～10小时，制得所述有机氟硅改性聚氨酯；
使用时，将组分A和组分B按体积比为1:1混合均匀。
上述耐高温阻燃复合材料的制备方法，包括如下步骤：
组分A的制备：将组分A的物料成分放入反应器中，在20～50℃，900～1000r/min的转速下搅拌3～10小时，混合均匀以形成组分A；
组分B的制备：将组分B的物料成分放入容器中，搅拌混合均匀以形成组分B；
将组分A和组分B分别包装在各自容器中，然后组合成对统一包装成桶或成盒，即为耐高温阻燃复合材料商品，使用时，将组分A和组分B按体积比为1:1混合均匀后直接进行喷涂使用。
本发明耐高温阻燃复合材料技术性能如下：
1.适用温度：≤1000℃；
2.硬度：70±5A；
3.阻燃等级:V-0级(UL94)；
4.拉伸:无龟裂现象。
上述耐高温阻燃复合材料作为涂料的应用，所述涂料为木板阻燃涂料。
以下实施例涉及的聚四氟乙烯微粉购于沈阳市天宇祥微粉材料厂，聚四氟乙烯微粉PTFE-A系列，聚碳化二亚胺购于上海尤恩化工有限公司，羟基硅油购于佛山市华谷有机硅有限公司。
一、组分A的制备
实施例1
将质量份的甲苯-2，4-二异氰酸酯1份、全氟环氧丙烷3份、羟基硅油1份、二月桂酸二丁基锡0.05份、六氟丙酮1份加入到装有氮气导管的密封容器中，在氮气的保护下升温到80℃时，再滴入甲苯-2，4-二异氰酸酯1份，反应5小时后，加入乙二胺0.2份，再反应1小时，制得有机氟硅改性聚氨酯。
将有机氟硅改性聚氨酯80公斤，聚四氟乙烯微粉5公斤，三氧化二锑1公斤，六氟丙烯三聚体5公斤，放入反应器中，在20℃，900～1000r/min的转速下搅拌3小时，混合均匀即可。
实施例2
将质量份的甲苯-2，4-二异氰酸酯3份、双酚AF 5份、羟基硅油1份、二月桂酸二丁基锡0.1份、六氟丙酮5份加入到装有氮气导管的密封容器中，在氮气的保护下升温到100℃时，再滴入甲苯-2，4-二异氰酸酯5份，反应10小时后，加入乙二胺2份，再反应10小时，制得所述有机氟硅改性聚氨酯。
将有机氟硅改性聚氨酯90公斤，聚四氟乙烯微粉1公斤，三氧化二锑5公斤，六氟丙烯三聚体10公斤，放入反应器中，在50℃，900～1000r/min的转速下搅拌10小时，混合均匀冷却即可。
实施例3
将质量份的甲苯-2，4-二异氰酸酯2份、双酚AF7份、羟基硅油2份、二月桂酸二丁基锡0.08份、六氟丙酮6份加入到装有氮气导管的密封容器中，在氮气的保护下升温到90℃时，再滴入甲苯-2，4-二异氰酸酯4份，反应7小时后，加入乙二胺1份，再反应5小时，制得有机氟硅改性聚氨酯。
将有机氟硅改性聚氨酯85公斤，聚四氟乙烯微粉3公斤，三氧化二锑3公斤，六氟丙烯三聚体8公斤，放入反应器中，在30℃，900～1000r/min的转速下搅拌7小时，混合均匀冷却即可。
二、组分B的制备
实施例4
将聚碳化二亚胺10公斤，六氟异丙醇1公斤，六氟丙烯三聚体95公斤放入容器中，搅拌混合均匀即可。
实施例5
将聚碳化二亚胺5公斤，六氟异丙醇5公斤，六氟丙烯三聚体95公斤放入容器中，搅拌混合均匀即可。
实施例6
将聚碳化二亚胺8公斤，六氟异丙醇3公斤，六氟丙烯三聚体95公斤放入容器中，搅拌混合均匀即可。
三、耐高温阻燃复合材料的商品化
将组分A和组分B根据客户要求容量进行分别包装在各自容器中，然后组合成对统一包装成桶或成盒。
实施例7
将实施例1制备的组分A和实施例4制备的组分B，按体积比1:1混合，制备成耐高温阻燃复合材料。将所述耐高温阻燃复合材料均匀喷涂实木木板上，经1000℃高温下的喷枪喷涂有涂膜的木板，木板涂膜无燃烧，只有一个喷点痕迹。
实施例8
将实施例2制备的组分A和实施例5制备的组分B，按体积比1:1混合，制备成耐高温阻燃复合材料。将所述耐高温阻燃复合材料均匀喷涂在实木木板上，经1000℃高温下的喷枪喷涂有涂膜的木板，木板涂膜无燃烧，只有一个喷点痕迹。
实施例9
将实施例3制备的组分A和实施例6制备的组分B，按体积比1:1混合，制备成耐高温阻燃复合材料。将所述耐高温阻燃复合材料均匀喷涂在实木木板上，经1000℃高温下的喷枪喷涂有涂膜的木板，木板涂膜无燃烧，只有一个喷点痕迹。
实施例10
将实施例1制备的组分A和实施例5制备的组分B，按体积比1:1混合，制备成耐高温阻燃复合材料。将所述耐高温阻燃复合材料均匀喷涂在实木木板上，经1000℃高温下的喷枪喷涂有涂膜的木板，木板涂膜无燃烧，只有一个喷点痕迹。

Claims (4)

1.一种耐高温阻燃复合材料，其特征在于，包括组分A和组分B，各组分用量配比按质量份计：
组分A：
有机氟硅改性聚氨酯：80～90份
聚四氟乙烯微粉：1～5份
三氧化二锑：1～5份
六氟丙烯三聚体：5～10份
组分B：
聚碳化二亚胺：5～10份
六氟异丙醇：1～5份
六氟丙烯三聚体：90～95份
其中，有机氟硅改性聚氨酯由如下方法制备得到：将质量份的甲苯-2，4-二异氰酸酯1～3份、全氟环氧丙烷或双酚AF 3～7份、羟基硅油1～3份、二月桂酸二丁基锡0.05～0.1份、六氟丙酮1～10份加入到装有氮气导管的密封容器中，在氮气的保护下升温到80～100℃时，再滴入甲苯-2，4-二异氰酸酯1～5份，反应5～10小时后，加入乙二胺0.2～2份，再反应1～10小时，制得所述有机氟硅改性聚氨酯；
使用时，将组分A和组分B按体积比为1:1混合均匀。
2.权利要求1所述的耐高温阻燃复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
组分A的制备：将组分A的物料成分放入反应器中，在20～50℃，900～1000r/min的转速下搅拌3～10小时，混合均匀以形成组分A；
组分B的制备：将组分B的物料成分放入容器中，搅拌混合均匀以形成组分B；
将组分A和组分B分别保存，使用时，将组分A和组分B按体积比为1:1混合均匀。
3.权利要求1所述的耐高温阻燃复合材料作为涂料的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述涂料为木板阻燃涂料。
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