專利名稱：高效多功能水基阻燃液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水基阻燃液，尤其是一種無鹵的高效多功能水基阻燃 液及其制備方法，屬于防火材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的室內(nèi)裝修裝飾材料大多使用木制品、纖維、棉、麻、毛、紙張 等可燃性物質(zhì)，且大多數(shù)沒有經(jīng)過阻燃處理，給火災(zāi)的發(fā)生帶來極大的隱 患， 一旦發(fā)生火災(zāi)將帶來人身傷亡和財產(chǎn)損失。為了預(yù)防火災(zāi)，各種阻燃 劑的開發(fā)方興未艾，各種阻燃劑新產(chǎn)品不斷問世。在目前已開發(fā)的阻燃劑 中，鹵素系即溴系和氯系產(chǎn)品的用途十分廣泛，但是此類阻燃劑有很大的 缺點它降低了被阻燃基材的抗紫外線穩(wěn)定性，當(dāng)被阻燃基材燃燒時會生 成較多的煙氣、腐蝕性氣體和有毒氣體，造成周圍環(huán)境的污染及危害。目 前，盡管人們對鹵系阻燃產(chǎn)品的應(yīng)用前景和危害程度尚未完全取得共識， 但出于對環(huán)境保護和安全應(yīng)用的考慮，目前阻燃研究紛紛轉(zhuǎn)向了無鹵的生 態(tài)研究，希望使用的阻燃材料具有環(huán)境安全性和使用安全性，且無毒、無 害。從形態(tài)上看，主要有固體粉末狀、樹脂狀、水乳狀、水基狀。由于 水基阻燃產(chǎn)品使用方便、成本低，且附著容易，不僅可噴涂在制品的表面， 還可通過浸泡讓制品能夠充分吸濕阻燃液，以方便進行阻燃處理。
傳統(tǒng)的水基阻燃產(chǎn)品主要是發(fā)泡型產(chǎn)品，它包括下列三種成分1)酸 源；2)碳源；3)氣源。作為酸源的物質(zhì)主要有鹵化物、磷酸銨、聚磷 酸銨、磷酸脲、硫酸鹽、硼酸等；作為氣源的物質(zhì)主要有尿素、碳酸氫銨、 三聚氰胺、二氰胺及其衍生物；碳源主要有多元醇、淀粉等。傳統(tǒng)水基阻 燃劑存在的最大問題是多數(shù)物質(zhì)不是水溶性的，為此，不得不添加分散劑、 防沉劑，使處理后的制品表面存在不透明，析出結(jié)晶嚴(yán)重等問題，極大地
3影響了制品的表面質(zhì)量，而且有些成分吸濕性嚴(yán)重，對制品的力學(xué)性能影 響較大；此外，有些成分不可降解，給生態(tài)環(huán)境帶來危害。
美國專利US4514327報道了一種阻燃液的配方，包括硫酸銨、硼酸、
溴酸和磷酸一氫氨等，該種配方雖然可以達到很好的阻燃效果，但是該配 方中含有溴酸，在施工和火災(zāi)發(fā)生時都有可能造成人身傷害。美國專利
US5246652報道了一種新型的阻燃液配方，主要由可溶性的硼化合物與樹脂 等組成，但該配方中甲醛含量偏高，給環(huán)境造成危害。同類的專利如 US4725382報道的阻燃液，其在進行阻燃處理時往往需要真空浸泡，存在設(shè) 備投資大，處理周期長的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有煙少、無毒、無刺激性、無腐蝕性的高 效多功能水基阻燃液。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種高效多功能水基阻燃液的制備方法， 以對具有吸濕性的易燃材料如滌棉布、純棉布、平絨布、棉綢、絲麻、針 織品、帆布、紙板、紙箱等進行處理，使之成為難燃性材料，處理后達到 國家規(guī)定的難燃B1級標(biāo)準(zhǔn)，同時其它指標(biāo)完全符合公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) GA159-1997,可廣泛用于窗簾、地毯、墻紙、紙面裝飾、木質(zhì)家具、天花 板等室內(nèi)的高檔裝修。
本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實現(xiàn) 一種高效多功能水基阻燃液，其特征 在于它由下列質(zhì)量百分比的原料組成-
磷酸銨鹽 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，
滲透劑 1-3份， 表面活性劑 1-2份,
柔順劑 0-1份， 水 40-80份。
所述磷酸銨鹽為聚磷酸銨、磷酸一氫銨、磷酸二氫銨中的一種或幾 種的混合，均為市購產(chǎn)品。所述硼化合物為硼酸、四硼酸鈉、硼粉、硼石、元明粉中的一種或 幾種的混合，均為市購產(chǎn)品。
所述叔胺為十二叔胺、十四叔胺、十八叔胺中的一種或幾種的混合， 均為市購產(chǎn)品。
所述滲透劑為市購的快速滲透劑T。
所述柔順劑為十八垸基二甲基芐基氯化銨、氨基硅油、十八烷基二 甲基叔胺、二甲基二烯丙基氯化銨中的一種或幾種的混合，均為市購產(chǎn)品。
所述表面活性劑為十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基苯磺酸鈉、石 油磺酸鋇、氮酮、壬基酚聚氧乙烯醚中的一種或者幾種的混合，均為市購
口
廣叩o
所述水采用去離子水。
本發(fā)明提供的高效多功能水基阻燃液的制備方法如下
在常溫常壓下，將去離子水放入攪拌容器中，加熱升溫至50-7(TC，并 在攪拌狀態(tài)下，先將三丁胺、硼化合物加入水中至完全溶解，之后加入磷 酸銨鹽、葡萄糖、叔胺、尿素及滲透劑、表面活性劑、柔順劑，充分?jǐn)嚢?至溶解，同時控制溶液PH值為6-8，即得高效多功能水基阻燃液產(chǎn)品。
本發(fā)明采用磷酸銨鹽作為酸源，葡萄糖作為碳源、尿素作為氣源，制 成高效多功能水基阻燃液，其阻燃作用機理是當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，磷酸銨鹽 和葡萄糖均受熱分解，其中磷酸銨鹽受熱產(chǎn)生的磷酸與葡萄糖提供的碳源 又發(fā)生磷酸酯燃燒反應(yīng)，由于添加有三丁胺，極大提高了硼化合物的水溶 性，從而有利于提高硼化合物的溶解度，使硼化合物能夠與其它阻燃組分 起到協(xié)同作用，有效提高產(chǎn)品的阻燃性能。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點和效果采用上述方案，即采用水溶性的無卣阻
燃原料配制成的高效多功能水基阻燃液，具有澄清、無色、透明、中性、 低煙、無毒、無刺激性、無腐蝕、低成本、高效的特點。經(jīng)本發(fā)明方法制
得的產(chǎn)品都能達到國家難燃B1級阻燃效果，還能防霉、殺菌，而且具有良
好的滲透性，處理織物時，其柔順性較好，處理木質(zhì)材料時，基本不改變
5原有材質(zhì)的表面及力學(xué)特性，處理紙張時，基本不改變原有紙張的性能。 另外所使用的原料都為化工常規(guī)工業(yè)原料，故原料易得，同時本發(fā)明提供 的阻燃液中擁有較高含量的氮、磷元素，兼具氮、磷系發(fā)泡阻燃劑的協(xié)同 效應(yīng)優(yōu)勢。因此，實為一種阻燃效果明顯，少煙、無毒、無刺激性和腐蝕 性的水溶性阻燃液，另外還兼具施工簡單、成本低廉的優(yōu)勢，具有廣闊的 市場前景。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步描述。 實施例1
按下列配比取料: 聚磷酸銨 三丁胺 十二叔胺 快速滲透劑T
15kg， 硼酸 6 kg，
2 kg， 葡萄糖 4 kg， 5 kg， 尿素 3 kg，
3 kg, 十八垸基三甲基氯化銨lkg， 水 60 kg，
十八烷基二甲基芐基氯化銨lkg，
經(jīng)下列方法在常溫常壓下，將60 kg水放入攪拌容器中，加熱升溫 至5(TC，并在攪拌狀態(tài)下，先將2 kg三丁胺、6 kg硼酸加入水中至完全 溶解，之后加入15 kg聚磷酸銨、4 kg葡萄糖、5 kg十二叔胺、3 kg尿素 及3 kg快速滲透劑T、 lkg十八垸基三甲基氯化銨，充分?jǐn)嚢柚寥芙夂螅?控制溶液PH值為7，即得高效多功能水基阻燃液產(chǎn)品。將該阻燃液用于處 理滌棉布后，經(jīng)測試氧指數(shù)》38，續(xù)燃時間《5s，折痕回復(fù)角》75。，對其 強度無損失，表面質(zhì)量及手感無變化。
實施例2
按下列配比取料:
磷酸一氫銨
三丁胺
十四叔胺
18 kg， 1 kg， 3 kg，
四硼酸鈉
4 kg
5 kg 5 kg快速滲透劑T 3 kg, 氨基硅油 2 kg
石油磺酸鋇 0.5 kg, 水 80 kg
按實施例1的方法制得高效多功能水基阻燃液，將該阻燃液用于處理 標(biāo)準(zhǔn)杉木試樣達到國家標(biāo)準(zhǔn)難燃B1級，經(jīng)強度測試折彎強度損失率《10%， 吸潮率《5%，表觀質(zhì)量無變化。
實施例3
按下列配比取料
磷酸二氫銨 17 kg
三丁胺 2 kg
十八叔胺 5 kg
快速滲透劑T 1 kg，
水 60 kg
按實施例1的方法制得高效多功能水基阻燃液，將該無色均勻阻燃液 用于處理標(biāo)準(zhǔn)紙板試樣(單位面積質(zhì)量250g/m2-400g/m2),平均炭化長度 《lOOmm，續(xù)焰時間《5s，斷裂強度損失率《20%。
以上所述僅為本發(fā)明的若干個具體實施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員來說，可以做出許多變形和改進，所有未超出權(quán)利要求所 述的變形與改進均應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
硼石
葡萄糖
尿素
壬基酚聚氧乙烯醚
4 kg， 4 kg， 4 kg， 1 kg，
權(quán)利要求
1、一種高效多功能水基阻燃液，其特征在于它由下列質(zhì)量份的原料組成磷酸銨鹽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，滲透劑 1-3份，表面活性劑1-2份，柔順劑 0-1份，水40-80份。
2、 如權(quán)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 銨鹽為聚磷酸銨、磷酸一氫銨、磷酸二氫銨中的一種或幾種的混合。
3、 如權(quán)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 合物為硼酸、四硼酸鈉、硼粉、硼石、元明粉中的一種或幾種的混合。
4、 如權(quán)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 為十二叔胺、十四叔胺、十八叔胺中的一種或幾種的混合。
5、 如權(quán)利要求1所述的高效多功能水基阻燃液，其特征在于所述滲透 劑為快速滲透劑T。
6、 如權(quán)利要求1所述的高效多功能水基阻燃液，其特征在于所述柔順 劑為十八烷基二甲基芐基氯化銨、氨基硅油、十八烷基二甲基叔胺、二 甲基二烯丙基氯化銨中的一種或幾種的混合。
7、 如權(quán)利要求l所述的高效多功能水基阻燃液，其特征在于所述表面 活性劑為十八烷基三甲基氯化銨、十二烷基苯磺酸鈉、石油磺酸鋇、氮 酮、壬基酚聚氧乙烯醚中的一種或者幾種的混合。
8、 如權(quán)利要求1所述的高效多功能水基阻燃液，其特征在于其制備方 法如下在常溫常壓下，將去離子水放入攪拌容器中，加熱升溫至50-7CTC，并 在攪拌狀態(tài)下，先將三丁胺、硼化合物加入水中至完全溶解，之后加入磷 酸銨鹽、葡萄糖、叔胺、尿素及滲透劑、表面活性劑、柔順劑，充分?jǐn)嚢?至溶解，同時控制溶液PH值為6-8，即得高效多功能水基阻燃液產(chǎn)品。磷酸銨鹽 三丁胺 叔胺 滲透劑 10-20份 1-3份 3-5份 l-3份 0-1份硼化合物葡萄糖尿素表面活性劑 水40-80份。4-8份,2- 8份，3- 5份, l-2份，
全文摘要
本發(fā)明提供一種高效多功能水基阻燃液及其制備方法，其特征在于它由下列質(zhì)量份的原料組成磷酸銨鹽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，滲透劑1-3份，表面活性劑1-2份，柔順劑0-1份，水40-80份。具有澄清、無色、透明、中性、低煙、無毒、無刺激性、無腐蝕、低成本、高效的特點。對所有具有吸濕性的滌棉布、棉布、平絨布、棉綢、絲麻、針織品、帆布、紙板、紙箱等易燃材料進行處理后，即成為難燃性材料，并達到國家規(guī)定的難燃B1級標(biāo)準(zhǔn)，可廣泛用于窗簾、地毯、墻紙、紙面裝飾、木質(zhì)家具、天花板等室內(nèi)的高檔裝修，同時兼具施工簡單、成本低廉的優(yōu)勢，是新一代高科技環(huán)保產(chǎn)品，具有廣闊的市場前景。
文檔編號C09K21/04GK101560400SQ200910094489
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者劉應(yīng)杰, 勁 胡, 郭玉忠, 陳冬華 申請人:昆明理工大學(xué)