CN114702774A - 一种阻燃隔热有机材料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃隔热有机材料及其制备方法与应用。本发明的阻燃隔热有机材料的原料包括质量比为20～40:0.2～0.3:0.1～0.2:0.005～0.002的甲基丙烯酸甲酯、偶氮二丁异晴、二氧化硅气凝胶和石墨烯。本发明将气凝胶成分与甲基丙烯酸甲酯阻燃成分相复合制成阻燃隔热有机材料，该材料结合了气凝胶良好的隔热性能与甲基丙烯酸甲酯良好的阻燃性能，由其与PVB膜复合制作的阻燃隔热复合夹胶玻璃透光率高、导热系数低、具有良好的阻燃隔热性能，可根据防火等级要求，进行多层的复合夹胶膜的加工，满足市场使用的要求；本发明的阻燃隔热有机材料的制备工艺简单，适于大规模生产，具有良好的应用前景。

Description

一种阻燃隔热有机材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种阻燃隔热有机材料及其制备方法与应用，属于防火材料技术领域。
背景技术
阻燃有机玻璃是指遇火焰不燃或燃烧速度缓慢且离开火焰即自行熄燃的有机玻璃，属于环保新材料，它融合了有机玻璃(压克力)和聚碳酸脂(PC)的优点,其强度和冲击韧性优于有机玻璃，被广泛应用于对消防级别要求较高的建筑物中。
遇火焰不燃或燃烧速度缓慢且离开火焰即自行熄燃的有机玻璃。光学、力学和加工性能和普通有机玻璃相近，阻燃性能决定于氧指数，其氧指数一般大于25(普通有机玻璃为17.5)。目前常用的阻燃有机玻璃是将阻燃剂加入单体甲基丙烯酸甲酯中加热预聚制成浆液，或直接加入已制得的预聚浆液中，铸型聚合而成。分共聚型和添加型两种：共聚型阻燃剂是含溴或含磷的甲基丙烯酸酯；添加型阻燃剂是含卤素和含磷的化合物。适用于作建筑物窗玻璃，室内装饰和车辆船舶的照明灯具等防火阻燃透明塑料。目前，阻燃有机玻璃重点在于阻燃性能的研究，如果阻燃玻璃能够在隔热性能上进行提升，有望进一步提升其阻燃性能。
气凝胶是一种由纳米级颗粒堆积而成的、具有纳米级孔洞的轻质固体材料，因此具有极高的孔隙率、比表面积，优异的化学稳定性和不燃性，表现出优异的轻质、透光、隔热、保温、隔音、防火、抗冲击性能。目前，还没有关于将气凝胶与阻燃有机玻璃相结合的相关报道。
发明内容
本发明解决的技术问题是：如何将气凝胶与阻燃有机玻璃相结合得到透明性好和阻燃隔热性能好的玻璃门窗。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种阻燃隔热有机材料，原料包括甲基丙烯酸甲酯、偶氮二丁异晴、二氧化硅气凝胶和石墨烯；所述甲基丙烯酸甲酯、偶氮二丁异晴、二氧化硅气凝胶和石墨烯的质量比为20～40:0.2～0.3:0.1～0.2:0.005～0.002。
本发明还提供了上述的阻燃隔热有机材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：称取甲基丙烯酸甲酯、偶氮二丁异晴、二氧化硅气凝胶和石墨烯搅拌混合均匀后，加热水解，得到混合溶液；
步骤2：水解完成后，将混合溶液加入到成型模具内，形成有机玻璃胶体雏形；
步骤3：将步骤2得到的机玻璃胶体加热至固化成型。
优选地，所述步骤1中加热水解的温度为70-75℃，时间为0.5h。
优选地，所述步骤3中加热的温度为70-75℃。
本发明还提供了上述的阻燃隔热有机材料在制备阻燃隔热有机玻璃中的应用。
优选地，包括在制备阻燃隔热复合夹胶玻璃中的应用。
优选地，所述的阻燃隔热复合夹胶玻璃包括两片玻璃基片及设于两片玻璃基片之间的复合夹胶膜，所述的复合夹胶膜由PVB膜及阻燃隔热有机材料复合而成。
优选地，所述的复合夹胶膜由两张PVB膜及阻燃隔热有机材料复合而成，所述的阻燃隔热有机材料设于两张PVB膜之间。
优选地，所述的阻燃隔热复合夹胶玻璃包括多层复合夹胶膜，多层所述的复合夹胶膜之间设有玻璃基片。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.本发明将气凝胶成分与甲基丙烯酸甲酯阻燃成分相复合制成阻燃隔热有机材料，该材料结合了气凝胶良好的隔热性能与甲基丙烯酸甲酯良好的阻燃性能，由其与PVB膜复合制作的阻燃隔热复合夹胶玻璃透光率高、导热系数低、具有良好的阻燃隔热性能，可根据防火等级要求，进行多层的复合夹胶膜的加工，满足市场使用的要求；
2.本发明的阻燃隔热有机材料的制备工艺简单，适于大规模生产，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的阻燃隔热有机材料制作的阻燃隔热复合夹胶玻璃在燃烧时的状态。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例
一种阻燃隔热复合夹胶玻璃的制作方法，包括以下步骤：
1、制备阻燃隔热有机材料
(1)将甲基丙烯酸甲酯30mL，偶氮二丁异晴0.267g，二氧化硅气凝胶0.13，石墨烯0.01g加入烧杯中，搅拌10分钟，混合均匀后放置在70-75℃的水浴锅中水解0.5h；
(2)在步骤(1)中水解完成后，将混合溶液加入到成型模具内，形成有机玻璃胶体雏形；
(3)将步骤2)得到的机玻璃胶体置水槽中继续70-75℃的水浴，直至固化成形。
2、制备玻璃防火夹胶膜
(1)将，在常温下将耐火隔热有机玻璃置于中间。
(2)制备好两个玻璃框架，中间夹入步骤1制备所得的防火阻燃耐火有机材料1份与PVB膜2张，并在加热条件下抽真空进行合成有机玻璃-PVB夹胶玻璃，完成后搁置在通风阴凉处进行凝固成形，并去除边角料。
(2)待成形后，将有机玻璃-PVB夹胶玻璃复合成2层(根据防火等级要求，可复合成2～6层)的防火玻璃材料，然后再放入层压机处理使多层的防火膜片成形，即得阻燃隔热复合夹胶玻璃。
上述制作的阻燃隔热复合夹胶玻璃在高温燃烧后，如图1所示，首先玻璃变成乳白色的，然后夹膜产生大量的汽泡，不断的使玻璃变形，有时引起受火面的那面开裂，但由于与膜非直接接触，没法使膜燃烧，这样一直僵持状态，由于玻璃材料有二氧化硅和二氧化碳以及水汽产生，阻断了热辐射的热能，和热能的传导作用，实现了防火隔热的性能要求。当然，复合夹层膜的厚度以及夹层的层数，与隔热的能力和隔热的效率有正比关系。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种阻燃隔热有机材料，其特征在于，原料包括甲基丙烯酸甲酯、偶氮二丁异晴、二氧化硅气凝胶和石墨烯；所述甲基丙烯酸甲酯、偶氮二丁异晴、二氧化硅气凝胶和石墨烯的质量比为20～40:0.2～0.3:0.1～0.2:0.005～0.002。
2.权利要求1所述的阻燃隔热有机材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：称取甲基丙烯酸甲酯、偶氮二丁异晴、二氧化硅气凝胶和石墨烯搅拌混合均匀后，加热水解，得到混合溶液；
步骤2：水解完成后，将混合溶液加入到成型模具内，形成有机玻璃胶体雏形；
步骤3：将步骤2得到的机玻璃胶体加热至固化成型。
3.如权利要求2所述的阻燃隔热有机材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中加热水解的温度为70-75℃，时间为0.5h。
4.如权利要求2所述的阻燃隔热有机材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中加热的温度为70-75℃。
5.权利要求1所述的阻燃隔热有机材料在制备阻燃隔热有机玻璃中的应用。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，包括在制备阻燃隔热复合夹胶玻璃中的应用。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述的阻燃隔热复合夹胶玻璃包括两片玻璃基片及设于两片玻璃基片之间的复合夹胶膜，所述的复合夹胶膜由PVB膜及阻燃隔热有机材料复合而成。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的复合夹胶膜由两张PVB膜及阻燃隔热有机材料复合而成，所述的阻燃隔热有机材料设于两张PVB膜之间。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的阻燃隔热复合夹胶玻璃包括多层复合夹胶膜，多层所述的复合夹胶膜之间设有玻璃基片。
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