CN112266501A - 一种阻燃性消烟剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃性消烟剂，包括以下组分(按照质量百分比表示)：二茂铁13‑14，三氢化钼13‑14，氢氧化铝12‑13，氢氧化镁12‑13，微孔玻璃11‑12，玻璃纤维9‑10，聚磷酸铵12‑13，三嗪酸6‑7，三聚氰胺6‑7，表面活性剂2‑3；本发明通过聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺协同作用，能够在燃烧物表面形成发泡炭层，不仅能够阻碍气体扩散，而且能够阻止热分解生产的可燃性气体发生扩散，同时阻隔外界氧气流通到未裂解的阻燃剂表面，从而减少阻燃剂的消耗；因此该阻燃性消烟剂能够降低烟雾的产生，而且能够起到很好的阻燃作用。

Description

一种阻燃性消烟剂
技术领域
本发明涉及消烟剂技术领域，具体为一种阻燃性消烟剂。
背景技术
消烟剂是一种消除各种材料在燃烧中产生的烟雾和有害气体的化合物，通过特殊的化学作用，能够使阻燃材料在燃烧时的生烟量降低50％～90％，同时能够在一定程度上提高阻燃性和氧指数，适用各种阻燃材料，包括塑料，橡胶，涂料和其他聚合物，可应用于卤系阻燃体系，磷系阻燃体系和其他阻燃体系，具有添加比例低，消烟效率高，使用方便，热稳定性好、无毒等特性。
烟是塑料，橡胶，涂料和其他聚合物分解或不完全燃烧时所产生的固体、液体小颗粒悬浮在空气中形成的一种溶胶，烟对人体危害很大，除了烟本身的化学成分对人造成毒害以外，其主要危害在于烟的产生和移动速度很快，通常比火焰传播速度快很多，而大量的烟雾使人的直视距离缩短，能见度降低，在火灾增加下使人迷失方向无法逃离和难以救援，严重威胁生命财产的安全。
为了提高塑料，橡胶，涂料和其他聚合物的阻燃性能，会在塑料，橡胶，涂料和其他聚合物中添加阻燃剂，在塑料，橡胶，涂料和其他聚合物中添加阻燃剂后，会遇到燃烧时，会使发烟量增加，因此消烟就成为了重要的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻燃性消烟剂，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阻燃性消烟剂，包括以下组分(按照质量百分比表示)：二茂铁13-14，三氢化钼13-14，氢氧化铝12-13，氢氧化镁12-13，微孔玻璃11-12，玻璃纤维9-10，聚磷酸铵12-13，三嗪酸6-7，三聚氰胺6-7，表面活性剂2-3。
其中，所述聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺的质量比为2:1:1。
其中，所述表面活性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或两种以上。
一种阻燃性消烟剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂依次加入到烘干箱内，将烘干箱的温度调节至160℃～170℃，通过烘干箱依次对二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂烘烤25～30分钟，将二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂中的游离水分脱除；
S2、按分量通过电子秤分别称取脱除游离水分的二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂；
S3、将称取后的二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺依次加入到高速搅拌机内，将高速搅拌机的温度调节至60℃～65℃，搅拌速度调节至500转/分钟，通过高速搅拌机搅拌8～10分钟，使得二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺均匀混合到一起；
S4、然后将高速搅拌机的温度调节至120℃～125℃，搅拌速度调节至2800转/分钟，然后将称取后的表面活性剂加入到高速搅拌机内，通过高速搅拌机继续搅拌15～18分钟完成包裹，然后关闭高速搅拌机，待高速搅拌机内部的混合物冷却至常温后取出，即形成该阻燃性消烟剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过科学合理的配比，将二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂均匀混合到一起制成该阻燃性消烟剂，在燃烧时，其中二茂铁能够迅速转化为α-Fe2O3存在于碳化层中，然后α-Fe2O3能够引起碳化层灼烧，催化氧化碳化层成为CO和CO2，从而减少黑烟的生成；其中三氢化钼不仅具有很好的阻燃效果，而且能够降低燃烧的发烟量；其中氢氧化铝和氢氧化镁受热分解吸热，能够带走燃烧产生的大量热量，降低燃烧截面的温度，同时分解产生的水蒸气能够降温和稀释氧气浓度的作用，并且分解产物氧化铝和氧化镁为致密的无机氧化物粉体，可以覆盖燃烧物表面，形成一层具有隔热隔氧作用的保护层，同时具有抑烟的效果；其中微孔玻璃和玻璃纤维中的二氧化硅具有很好的阻燃作用，提高了该消烟剂的阻燃效果，同时微孔玻璃表面的微孔有助有吸收烟尘的功能，燃烧产生的烟尘能够吸附到微孔玻璃表面的微孔内，从而降低燃烧烟尘的排放；其中聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺协同作用，能够在燃烧物表面形成发泡炭层，不仅能够阻碍气体扩散，而且能够阻止热分解生产的可燃性气体发生扩散，同时阻隔外界氧气流通到未裂解的阻燃剂表面，从而减少阻燃剂的消耗；因此该阻燃性消烟剂能够降低烟雾的产生，而且能够起到很好的阻燃作用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，本发明提供一种技术方案：一种阻燃性消烟剂，包括以下组分(按照质量百分比表示)：二茂铁14，三氢化钼14，氢氧化铝13，氢氧化镁13，微孔玻璃11，玻璃纤维9，聚磷酸铵12，三嗪酸6，三聚氰胺6，表面活性剂2。
其中，聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺的质量比为2:1:1。
其中，表面活性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂的混合物，且硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂的混合比例为1:1:1。
一种阻燃性消烟剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂依次加入到烘干箱内，将烘干箱的温度调节至160℃～170℃，通过烘干箱依次对二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂烘烤25～30分钟，将二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂中的游离水分脱除；
S2、按分量通过电子秤分别称取脱除游离水分的二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂；
S3、将称取后的二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺依次加入到高速搅拌机内，将高速搅拌机的温度调节至60℃～65℃，搅拌速度调节至500转/分钟，通过高速搅拌机搅拌8～10分钟，使得二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺均匀混合到一起；
S4、然后将高速搅拌机的温度调节至120℃～125℃，搅拌速度调节至2800转/分钟，然后将称取后的表面活性剂加入到高速搅拌机内，通过高速搅拌机继续搅拌15～18分钟完成包裹，然后关闭高速搅拌机，待高速搅拌机内部的混合物冷却至常温后取出，即形成该阻燃性消烟剂。
实施例2，本发明提供一种技术方案：一种阻燃性消烟剂，包括以下组分(按照质量百分比表示)：二茂铁14，三氢化钼14，氢氧化铝12，氢氧化镁12，微孔玻璃12，玻璃纤维10，聚磷酸铵12，三嗪酸6，三聚氰胺6，表面活性剂2。
其中，聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺的质量比为2:1:1。
其中，表面活性剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的混合物，且硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂的混合比例为1:1。
一种阻燃性消烟剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂依次加入到烘干箱内，将烘干箱的温度调节至160℃～170℃，通过烘干箱依次对二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂烘烤25～30分钟，将二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂中的游离水分脱除；
S2、按分量通过电子秤分别称取脱除游离水分的二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂；
S3、将称取后的二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺依次加入到高速搅拌机内，将高速搅拌机的温度调节至60℃～65℃，搅拌速度调节至500转/分钟，通过高速搅拌机搅拌8～10分钟，使得二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺均匀混合到一起；
S4、然后将高速搅拌机的温度调节至120℃～125℃，搅拌速度调节至2800转/分钟，然后将称取后的表面活性剂加入到高速搅拌机内，通过高速搅拌机继续搅拌15～18分钟完成包裹，然后关闭高速搅拌机，待高速搅拌机内部的混合物冷却至常温后取出，即形成该阻燃性消烟剂。
实施例3，本发明提供一种技术方案：一种阻燃性消烟剂，包括以下组分(按照质量百分比表示)：二茂铁14，三氢化钼13，氢氧化铝12，氢氧化镁13，微孔玻璃12，玻璃纤维9，聚磷酸铵12，三嗪酸6，三聚氰胺6，表面活性剂3。
其中，聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺的质量比为2:1:1。
其中，表面活性剂为钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂的混合物，且钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂的混合比例为1:1。
一种阻燃性消烟剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂依次加入到烘干箱内，将烘干箱的温度调节至160℃～170℃，通过烘干箱依次对二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂烘烤25～30分钟，将二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂中的游离水分脱除；
S2、按分量通过电子秤分别称取脱除游离水分的二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂；
S3、将称取后的二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺依次加入到高速搅拌机内，将高速搅拌机的温度调节至60℃～65℃，搅拌速度调节至500转/分钟，通过高速搅拌机搅拌8～10分钟，使得二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺均匀混合到一起；
S4、然后将高速搅拌机的温度调节至120℃～125℃，搅拌速度调节至2800转/分钟，然后将称取后的表面活性剂加入到高速搅拌机内，通过高速搅拌机继续搅拌15～18分钟完成包裹，然后关闭高速搅拌机，待高速搅拌机内部的混合物冷却至常温后取出，即形成该阻燃性消烟剂。
其中，选取四份相同重量的PVC塑料颗粒，分别标记为A组份、B组份、C组份和D组份，然后将上述三个实施例制成的阻燃性消烟剂分别加入到A组份、B组份和C组份的PVC塑料颗粒中，并将阻燃性消烟剂分别与A组份、B组份和C组份中的PVC塑料颗粒均匀混合，然后在相同温度、湿度、氧含量的条件下对A组份、B组份、C组份和D组份进行燃烧试验，并测定其氧指数、防火等级UL-94和烟雾指数，得到的结果如下表所示：。
Figure BDA0002749887870000071
由上表可知，通过A组份、B组份、C组份和D组份的试验结果进行对比可以看出，同样重量的PVC塑料颗粒分别加入不同重量的阻燃性消烟剂的情况下，没有加入阻燃性消烟剂的D组份产生的烟密度指数最高，因此没有加入阻燃性消烟剂的PVC塑料颗粒在燃烧时产生的烟雾最多，因此没有加入阻燃性消烟剂的PVC塑料颗粒的防火等级最低；根据A组份、B组份和C组份的试验结果进行对比可以看出，加入阻燃性消烟剂的含量越多，PVC塑料颗粒的防火等级越高，并且PVC塑料颗粒燃烧产生的烟雾越少；因此本发明制成的阻燃性消烟剂能够起到很好的阻燃和消烟的作用。
综上所述，通过科学合理的配比，将二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂均匀混合到一起制成该阻燃性消烟剂，在燃烧时，其中二茂铁能够迅速转化为α-Fe2O3存在于碳化层中，然后α-Fe2O3能够引起碳化层灼烧，催化氧化碳化层成为CO和CO2，从而减少黑烟的生成；其中三氢化钼不仅具有很好的阻燃效果，而且能够降低燃烧的发烟量；其中氢氧化铝和氢氧化镁受热分解吸热，能够带走燃烧产生的大量热量，降低燃烧截面的温度，同时分解产生的水蒸气能够降温和稀释氧气浓度的作用，并且分解产物氧化铝和氧化镁为致密的无机氧化物粉体，可以覆盖燃烧物表面，形成一层具有隔热隔氧作用的保护层，同时具有抑烟的效果；其中微孔玻璃和玻璃纤维中的二氧化硅具有很好的阻燃作用，提高了该消烟剂的阻燃效果，同时微孔玻璃表面的微孔有助有吸收烟尘的功能，燃烧产生的烟尘能够吸附到微孔玻璃表面的微孔内，从而降低燃烧烟尘的排放；其中聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺协同作用，能够在燃烧物表面形成发泡炭层，不仅能够阻碍气体扩散，而且能够阻止热分解生产的可燃性气体发生扩散，同时阻隔外界氧气流通到未裂解的阻燃剂表面，从而减少阻燃剂的消耗；因此该阻燃性消烟剂能够降低烟雾的产生，而且能够起到很好的阻燃作用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种阻燃性消烟剂，其特征在于，包括以下组分(按照质量百分比表示)：二茂铁13-14，三氢化钼13-14，氢氧化铝12-13，氢氧化镁12-13，微孔玻璃11-12，玻璃纤维9-10，聚磷酸铵12-13，三嗪酸6-7，三聚氰胺6-7，表面活性剂2-3。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃性消烟剂，其特征在于：所述聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺的质量比为2:1:1。
3.根据权利要求2所述的一种阻燃性消烟剂，其特征在于：所述表面活性剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1至3所述的一种阻燃性消烟剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂依次加入到烘干箱内，将烘干箱的温度调节至160℃～170℃，通过烘干箱依次对二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂烘烤25～30分钟，将二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂中的游离水分脱除；
S2、按分量通过电子秤分别称取脱除游离水分的二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸、三聚氰胺和表面活性剂；
S3、将称取后的二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺依次加入到高速搅拌机内，将高速搅拌机的温度调节至60℃～65℃，搅拌速度调节至500转/分钟，通过高速搅拌机搅拌8～10分钟，使得二茂铁、三氢化钼、氢氧化铝、氢氧化镁、微孔玻璃、玻璃纤维、聚磷酸铵、三嗪酸和三聚氰胺均匀混合到一起；
S4、然后将高速搅拌机的温度调节至120℃～125℃，搅拌速度调节至2800转/分钟，然后将称取后的表面活性剂加入到高速搅拌机内，通过高速搅拌机继续搅拌15～18分钟完成包裹，然后关闭高速搅拌机，待高速搅拌机内部的混合物冷却至常温后取出，即形成该阻燃性消烟剂。
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