本發(fā)明涉及環(huán)保材料，具體地，涉及一種基于納米二氧化硅改性的環(huán)保阻燃材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

近年來由于建筑外墻保溫材料燃燒引起的重大火災(zāi)事故不斷發(fā)生造成了嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，建筑易燃可燃外墻保溫材料已成為一類新的火災(zāi)隱患。而現(xiàn)有的無機(jī)材料雖然耐熱、阻燃效果好，但存在細(xì)小的纖維，既污染空氣又易滋生細(xì)菌，已成為危害人們健康的隱患。

因此，提供一種具有極佳防火性能，又對(duì)人體健康影響較小的基于納米二氧化硅改性的環(huán)保阻燃材料及其制備方法是本發(fā)明亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于納米二氧化硅改性的環(huán)保阻燃材料及其制備方法，解決了現(xiàn)有的無機(jī)材料雖然耐熱、阻燃效果好，但存在細(xì)小的纖維，既污染空氣又易滋生細(xì)菌，已成為危害人們健康的隱患的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于納米二氧化硅改性的環(huán)保阻燃材料的制備方法，所述制備方法包括：

（1）將納米二氧化硅和鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，超聲分散后得到混合液m；

（2）將混合液m、酚醛樹脂、甘油三酯、無機(jī)纖維、二乙烯三胺、碳材料、分散劑、粘接劑和丙酮混合，經(jīng)發(fā)泡工藝得到所述環(huán)保阻燃材料；

其中，相對(duì)于100重量份的納米二氧化硅，鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為300-400重量份；

相對(duì)于100重量份的混合液m，酚醛樹脂的用量為20-40重量份，甘油三酯的用量為5-10重量份，無機(jī)纖維的用量為5-12重量份，二乙烯三胺的用量為2-8重量份，碳材料的用量為10-20重量份，分散劑的用量為1-2重量份，粘接劑的用量為1-2重量份，丙酮的用量為40-80重量份。

本發(fā)明還提供了一種基于納米二氧化硅改性的環(huán)保阻燃材料，所述基于納米二氧化硅改性的環(huán)保阻燃材料由上述的制備方法制得。

通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種基于納米二氧化硅改性的環(huán)保阻燃材料的制備方法，所述制備方法包括：將納米二氧化硅和鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，超聲分散后得到混合液m；將混合液m、酚醛樹脂、甘油三酯、無機(jī)纖維、二乙烯三胺、碳材料、分散劑、粘接劑和丙酮混合，經(jīng)發(fā)泡工藝得到所述環(huán)保阻燃材料；通過各原料之間的協(xié)同作用，使得制得的環(huán)保阻燃材料具備優(yōu)良的阻燃性能和隔熱性能，同時(shí)用于制備該環(huán)保阻燃材料的方法簡(jiǎn)單，原料易得。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本文中所披露的范圍的端點(diǎn)和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應(yīng)當(dāng)理解為包含接近這些范圍或值的值。對(duì)于數(shù)值范圍來說，各個(gè)范圍的端點(diǎn)值之間、各個(gè)范圍的端點(diǎn)值和單獨(dú)的點(diǎn)值之間，以及單獨(dú)的點(diǎn)值之間可以彼此組合而得到一個(gè)或多個(gè)新的數(shù)值范圍，這些數(shù)值范圍應(yīng)被視為在本文中具體公開。

本發(fā)明提供了一種基于納米二氧化硅改性的環(huán)保阻燃材料的制備方法，所述制備方法包括：

（1）將納米二氧化硅和鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，超聲分散后得到混合液m；

（2）將混合液m、酚醛樹脂、甘油三酯、無機(jī)纖維、二乙烯三胺、碳材料、分散劑、粘接劑和丙酮混合，經(jīng)發(fā)泡工藝得到所述環(huán)保阻燃材料；

其中，相對(duì)于100重量份的納米二氧化硅，鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為300-400重量份；

相對(duì)于100重量份的混合液m，酚醛樹脂的用量為20-40重量份，甘油三酯的用量為5-10重量份，無機(jī)纖維的用量為5-12重量份，二乙烯三胺的用量為2-8重量份，碳材料的用量為10-20重量份，分散劑的用量為1-2重量份，粘接劑的用量為1-2重量份，丙酮的用量為40-80重量份。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的材料的阻燃性能和隔熱性能，相對(duì)于100重量份的納米二氧化硅，鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為350-380重量份；

相對(duì)于100重量份的混合液m，酚醛樹脂的用量為25-35重量份，甘油三酯的用量為7-8重量份，無機(jī)纖維的用量為8-10重量份，二乙烯三胺的用量為4-6重量份，碳材料的用量為13-17重量份，分散劑的用量為1.3-1.6重量份，粘接劑的用量為1.3-1.6重量份，丙酮的用量為50-70重量份。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的材料的阻燃性能和隔熱性能，所述無機(jī)纖維選自玻璃纖維、硅酸鋁纖維和巖礦棉纖維中的一種或多種。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的材料的阻燃性能和隔熱性能，所述碳材料選自石墨、活性炭和木炭粉中的一種或多種。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的材料的阻燃性能和隔熱性能，所述分散劑選自甘油三酯三乙醇胺、椰子油二乙醇酰胺和十二烷基苯聚氧乙烯醚中的一種或多種。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的材料的阻燃性能和隔熱性能，所述粘接劑選自醋酸乙烯酯乳液、硅丙乳液和苯丙乳液中的一種或多種。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的材料的阻燃性能和隔熱性能，在步驟（1）中，超聲分散的條件包括：超聲分散的頻率為5-10khz，超聲分散的時(shí)間為5-10min。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步提高制得的材料的阻燃性能和隔熱性能，在步驟（2）中，發(fā)泡工藝的條件包括：發(fā)泡的溫度為300-500℃，發(fā)泡的時(shí)間為1-2h。

本發(fā)明還提供了一種基于納米二氧化硅改性的環(huán)保阻燃材料，所述基于納米二氧化硅改性的環(huán)保阻燃材料由上述的制備方法制得。

以下將通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

將100g納米二氧化硅和350g鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，超聲分散（超聲分散的頻率為5khz，超聲分散的時(shí)間為5min）后得到混合液m；將100g混合液m、25g酚醛樹脂、7g甘油三酯、8g玻璃纖維、4g二乙烯三胺、13g石墨、1.3g甘油三酯三乙醇胺、1.3g醋酸乙烯酯乳液和50g丙酮混合，經(jīng)發(fā)泡工藝（發(fā)泡的溫度為300℃，發(fā)泡的時(shí)間為1h）得到所述環(huán)保阻燃材料a1。

實(shí)施例2

將100g納米二氧化硅和380g鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，超聲分散（超聲分散的頻率為10khz，超聲分散的時(shí)間為10min）后得到混合液m；將100g混合液m、35g酚醛樹脂、8g甘油三酯、10g硅酸鋁纖維、6g二乙烯三胺、17g活性炭、1.6g椰子油二乙醇酰胺、1.6g硅丙乳液和70g丙酮混合，經(jīng)發(fā)泡工藝（發(fā)泡的溫度為500℃，發(fā)泡的時(shí)間為2h）得到所述環(huán)保阻燃材料a2。

實(shí)施例3

將100g納米二氧化硅和365g鈦酸酯偶聯(lián)劑混合，超聲分散（超聲分散的頻率為8khz，超聲分散的時(shí)間為7min）后得到混合液m；將100g混合液m、30g酚醛樹脂、7.5g甘油三酯、9g巖礦棉纖維、5g二乙烯三胺、15g木炭粉、1.4g十二烷基苯聚氧乙烯醚、1.4g苯丙乳液和60g丙酮混合，經(jīng)發(fā)泡工藝（發(fā)泡的溫度為400℃，發(fā)泡的時(shí)間為1.5h）得到所述環(huán)保阻燃材料a3。

實(shí)施例4

按照實(shí)施例3的方法進(jìn)行制備，不同的是，相對(duì)于100g的納米二氧化硅，鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為350g；相對(duì)于100g的混合液m，酚醛樹脂的用量為25g，甘油三酯的用量為7g，無機(jī)纖維的用量為8g，二乙烯三胺的用量為4g，碳材料的用量為13g，分散劑的用量為1.3g，粘接劑的用量為1.3g，丙酮的用量為50g，得到環(huán)保阻燃材料a4。

實(shí)施例5

按照實(shí)施例3的方法進(jìn)行制備，不同的是，相對(duì)于100g的納米二氧化硅，鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為380g；相對(duì)于100g的混合液m，酚醛樹脂的用量為35g，甘油三酯的用量為8g，無機(jī)纖維的用量為10g，二乙烯三胺的用量為6g，碳材料的用量為17g，分散劑的用量為1.6g，粘接劑的用量為1.6g，丙酮的用量為70g，得到環(huán)保阻燃材料a5。

對(duì)比例1

按照實(shí)施例3的方法進(jìn)行制備，不同的是，相對(duì)于100g的納米二氧化硅，鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為320g；相對(duì)于100g的混合液m，酚醛樹脂的用量為20g，甘油三酯的用量為5g，無機(jī)纖維的用量為5g，二乙烯三胺的用量為2g，碳材料的用量為10g，分散劑的用量為1.1g，粘接劑的用量為1.1g，丙酮的用量為40g，得到環(huán)保阻燃材料d1。

對(duì)比例2

按照實(shí)施例3的方法進(jìn)行制備，不同的是，相對(duì)于100g的納米二氧化硅，鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為400g；相對(duì)于100g的混合液m，酚醛樹脂的用量為38g，甘油三酯的用量為10g，無機(jī)纖維的用量為12g，二乙烯三胺的用量為8g，碳材料的用量為20g，分散劑的用量為1.8g，粘接劑的用量為1.8g，丙酮的用量為80g，得到環(huán)保阻燃材料d2。

測(cè)試?yán)?/p>

將制得的環(huán)保阻燃材料a1-a5、d1和d2進(jìn)行抗壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)以及燃燒速度測(cè)定。

表1

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。