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CN106700422A - 一种防腐防火保温复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种防腐防火保温复合材料及其制备方法 Download PDF

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CN106700422A CN201611196575.0A CN201611196575A CN106700422A CN 106700422 A CN106700422 A CN 106700422A CN 201611196575 A CN201611196575 A CN 201611196575A CN 106700422 A CN106700422 A CN 106700422A
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Abstract

本发明公开了一种防腐防火保温复合材料，包含如下重量组份的各物质：环氧树脂20‑30份、聚氨酯10‑16份、环磷酰胺5‑9份、4'‑甲氧基乙酰苯胺4‑8份、三聚磷酸二氢铝1‑3份、纳米钛白粉2‑5份、硼镁石1‑4份、吡啶三苯基硼2‑4份、癸二酸二丁氧基乙酯9‑13份、交联醇胺纤维素7‑10份、烯丙氧基三甲硅烷3‑5份、1,2‑苯并异噻唑‑3‑酮1‑4份、季戊四醇10‑15份、正丁基缩水甘油醚7‑12份、没食子酸6‑10份。该新型复合材料同时具备防腐、防火和保温功能，能够满足人们的多功能使用需求，适应材料行业的发展。

Description

一种防腐防火保温复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种防腐防火保温复合材料及其制备方法。
背景技术
传统材料因其使用过程中局限性，催生了复合材料行业的快速发展。复合材料的发展程度已经成为衡量一个国家科学技术先进水平的重要标志之一，全球复合材料的市场增长快速，我国复合材料行业也发展迅猛。
复合材料是由金属材料、陶瓷材料或高分子材料等两种或两种以上的材料经过复合工艺而制备的多相材料，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料中由连续相的基体和被基体包容的相增强体组成。基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、石墨、橡胶、陶瓷、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、石棉纤维、碳化硅纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。
目前市面上的复合材料种类也比较多，不过，现有复合材料中还仅仅局限于保温、隔音等单一功能方向的改进上，无法同时满足多种需求。例如某些防腐效果、抗污效果好的复合材料在防火性能上往往较差，无法在突发火灾时起到防火的效果；一些防火效果好的复合材料却保温效果一般，既无法满足人们对保温的需求，也不利于节约能耗。因此，开发一种既能够防腐防火，又保温隔热的复合材料非常有必要。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种防腐防火保温复合材料及其制备方法，通过加入环磷酰胺、硼镁石、吡啶三苯基硼、癸二酸二丁氧基乙酯等物质，提高了复合材料的综合性能，使其同时具备防腐、防火、保温的功能，适应更高的使用需求。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种防腐防火保温复合材料，包含如下重量组份的各物质：环氧树脂20-30份、聚氨酯10-16份、环磷酰胺5-9份、4'-甲氧基乙酰苯胺4-8份、三聚磷酸二氢铝1-3份、纳米钛白粉2-5份、硼镁石1-4份、吡啶三苯基硼2-4份、癸二酸二丁氧基乙酯9-13份、交联醇胺纤维素7-10份、烯丙氧基三甲硅烷3-5份、1,2-苯并异噻唑-3-酮1-4份、季戊四醇10-15份、正丁基缩水甘油醚7-12份、没食子酸6-10份。
优选的，所述环氧树脂23-26份、聚氨酯12-15份、环磷酰胺7-9份、4'-甲氧基乙酰苯胺5-7份、三聚磷酸二氢铝2-3份、纳米钛白粉3-5份、硼镁石2-4份、吡啶三苯基硼3-4份、癸二酸二丁氧基乙酯10-12份、交联醇胺纤维素8-10份、烯丙氧基三甲硅烷4-5份、1,2-苯并异噻唑-3-酮2-4份、季戊四醇12-14份、正丁基缩水甘油醚9-11份、没食子酸7-9份。
优选的，所述环氧树脂25份、聚氨酯13份、环磷酰胺8份、4'-甲氧基乙酰苯胺6份、三聚磷酸二氢铝2.5份、纳米钛白粉4份、硼镁石3份、吡啶三苯基硼3.5份、癸二酸二丁氧基乙酯11份、交联醇胺纤维素9份、烯丙氧基三甲硅烷4.5份、1,2-苯并异噻唑-3-酮3份、季戊四醇13份、正丁基缩水甘油醚10份、没食子酸8份。
一种防腐防火保温复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将环氧树脂20-30份、聚氨酯10-16份、环磷酰胺5-9份、4'-甲氧基乙酰苯胺4-8份、交联醇胺纤维素7-10份和季戊四醇10-15份混合，以2-3℃/min的升温速率将温度升至80-90℃，随后搅拌反应20-40min，得混合液A；
S2：将三聚磷酸二氢铝1-3份、纳米钛白粉2-5份、硼镁石1-4份、吡啶三苯基硼2-4、正丁基缩水甘油醚7-12份和没食子酸6-10份混合，在温度50-60℃，以速率1000-1200r/min搅拌反应20-30min，得混合液B；
S3：将烯丙氧基三甲硅烷3-5份加入步骤S1内混合液A中，升高温度至100-120℃，静置反应15-20min，得混合液C；
S4：将1,2-苯并异噻唑-3-酮1-4份加入步骤S2中混合液B中，升高温度至80-90℃，静置反应10-20min，得混合液D；
S5：将步骤S3中混合液C、步骤S4中混合液D和癸二酸二丁氧基乙酯9-13份混合，设定反应温度为110-130℃，以速率1200-1500r/min搅拌反应1-2h；待反应液冷却后即可得到所述防腐防火保温复合材料。
优选的，步骤S1中所述温度为85℃，搅拌的速率为500-600r/min；搅拌反应30min。
优选的，步骤S2中所述温度为53℃，速率为1100r/min，搅拌反应25min。
优选的，步骤S3中所述温度为115℃，静置反应18min。
优选的，步骤S4中所述温度为86℃，静置反应15min。
优选的，步骤S5中所述温度为125℃，速率为1350r/min，搅拌反应1.5h。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明所述防腐防火保温复合材料的制备方法，在原有制备复合材料工艺中，通过加入环磷酰胺和交联醇胺纤维素提高复合材料的防腐性能；通过加入硼镁石、烯丙氧基三甲硅烷和吡啶三苯基硼提高复合材料的防火性能；通过加入癸二酸二丁氧基乙酯和1,2-苯并异噻唑-3-酮提高复合材料的保温性能；在添加上述几种关键物质及其合适配比下，使得防腐、防火、保温性能同时具备，不会因为彼此加入使得各个性能受到影响，制备得到了防腐防火保温性能好的新型复合材料。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
S1：将环氧树脂20份、聚氨酯10份、环磷酰胺5份、4'-甲氧基乙酰苯胺4份、交联醇胺纤维素7份和季戊四醇10份混合，以2℃/min的升温速率将温度升至80℃，随后以速率500r/min搅拌反应20min，得混合液A；
S2：将三聚磷酸二氢铝1份、纳米钛白粉2份、硼镁石1份、吡啶三苯基硼2份、正丁基缩水甘油醚7份和没食子酸6份混合，在温度50℃，以速率1000r/min搅拌反应20min，得混合液B；
S3：将烯丙氧基三甲硅烷3份加入步骤S1内混合液A中，升高温度至100℃，静置反应15min，得混合液C；
S4：将1,2-苯并异噻唑-3-酮1份加入步骤S2中混合液B中，升高温度至80℃，静置反应10min，得混合液D；
S5：将步骤S3中混合液C、步骤S4中混合液D和癸二酸二丁氧基乙酯9份混合，设定反应温度为110℃，以速率1200r/min搅拌反应1h；待反应液冷却后即可得到所述防腐防火保温复合材料。
对比例1
S1：将环氧树脂20份、聚氨酯10份、4'-甲氧基乙酰苯胺4份和季戊四醇10份混合，以2℃/min的升温速率将温度升至80℃，随后以速率500r/min搅拌反应20min，得混合液A；
S2：将三聚磷酸二氢铝1份、纳米钛白粉2份、正丁基缩水甘油醚7份和没食子酸6份混合，在温度50℃，以速率1000r/min搅拌反应20min，得混合液B；
S3：将步骤S1中混合液A、步骤S2中混合液B混合，设定反应温度为110℃，以速率1200r/min搅拌反应1h；待反应液冷却后即可得到复合材料。
实施例2
S1：将环氧树脂30份、聚氨酯16份、环磷酰胺9份、4'-甲氧基乙酰苯胺8份、交联醇胺纤维素10份和季戊四醇15份混合，以3℃/min的升温速率将温度升至90℃，随后以速率600r/min搅拌反应40min，得混合液A；
S2：将三聚磷酸二氢铝3份、纳米钛白粉5份、硼镁石4份、吡啶三苯基硼4份、正丁基缩水甘油醚12份和没食子酸10份混合，在温度60℃，以速率1200r/min搅拌反应30min，得混合液B；
S3：将烯丙氧基三甲硅烷5份加入步骤S1内混合液A中，升高温度至120℃，静置反应20min，得混合液C；
S4：将1,2-苯并异噻唑-3-酮4份加入步骤S2中混合液B中，升高温度至90℃，静置反应20min，得混合液D；
S5：将步骤S3中混合液C、步骤S4中混合液D和癸二酸二丁氧基乙酯13份混合，设定反应温度为130℃，以速率1500r/min搅拌反应2h；待反应液冷却后即可得到所述防腐防火保温复合材料。
对比例2
S1：将环氧树脂30份、聚氨酯16份、4'-甲氧基乙酰苯胺8份和季戊四醇15份混合，以3℃/min的升温速率将温度升至90℃，随后以速率600r/min搅拌反应40min，得混合液A；
S2：将三聚磷酸二氢铝3份、纳米钛白粉5份、正丁基缩水甘油醚12份和没食子酸10份混合，在温度60℃，以速率1200r/min搅拌反应30min，得混合液B；
S3：将步骤S1中混合液A、步骤S2中混合液B混合，设定反应温度为130℃，以速率1500r/min搅拌反应2h；待反应液冷却后即可得到复合材料。
实施例3
S1：将环氧树脂23份、聚氨酯12份、环磷酰胺7份、4'-甲氧基乙酰苯胺5份、交联醇胺纤维素8份和季戊四醇12份混合，以2℃/min的升温速率将温度升至90℃，随后以速率600r/min搅拌反应25min，得混合液A；
S2：将三聚磷酸二氢铝2份、纳米钛白粉5份、硼镁石2份、吡啶三苯基硼4份、正丁基缩水甘油醚9份和没食子酸7份混合，在温度55℃，以速率1000r/min搅拌反应25min，得混合液B；
S3：将烯丙氧基三甲硅烷4份加入步骤S1内混合液A中，升高温度至110℃，静置反应15min，得混合液C；
S4：将1,2-苯并异噻唑-3-酮2份加入步骤S2中混合液B中，升高温度至80℃，静置反应10min，得混合液D；
S5：将步骤S3中混合液C、步骤S4中混合液D和癸二酸二丁氧基乙酯10份混合，设定反应温度为120℃，以速率1300r/min搅拌反应1h；待反应液冷却后即可得到所述防腐防火保温复合材料。
实施例4
S1：将环氧树脂26份、聚氨酯15份、环磷酰胺9份、4'-甲氧基乙酰苯胺7份、交联醇胺纤维素10份和季戊四醇14份混合，以3℃/min的升温速率将温度升至80℃，随后以速率500r/min搅拌反应35min，得混合液A；
S2：将三聚磷酸二氢铝3份、纳米钛白粉3份、硼镁石4份、吡啶三苯基硼3份、正丁基缩水甘油醚11份和没食子酸9份混合，在温度60℃，以速率1200r/min搅拌反应30min，得混合液B；
S3：将烯丙氧基三甲硅烷5份加入步骤S1内混合液A中，升高温度至115℃，静置反应20min，得混合液C；
S4：将1,2-苯并异噻唑-3-酮4份加入步骤S2中混合液B中，升高温度至90℃，静置反应20min，得混合液D；
S5：将步骤S3中混合液C、步骤S4中混合液D和癸二酸二丁氧基乙酯12份混合，设定反应温度为115℃，以速率1400r/min搅拌反应2h；待反应液冷却后即可得到所述防腐防火保温复合材料。
实施例5
S1：将环氧树脂25份、聚氨酯13份、环磷酰胺8份、4'-甲氧基乙酰苯胺6份、交联醇胺纤维素9份和季戊四醇13份混合，以2.5℃/min的升温速率将温度升至85℃，随后以速率550r/min搅拌反应30min，得混合液A；
S2：将三聚磷酸二氢铝2.5份、纳米钛白粉4份、硼镁石3份、吡啶三苯基硼3.5份、正丁基缩水甘油醚10份和没食子酸8份混合，在温度53℃，以速率1100r/min搅拌反应25min，得混合液B；
S3：将烯丙氧基三甲硅烷4.5份加入步骤S1内混合液A中，升高温度至115℃，静置反应18min，得混合液C；
S4：将1,2-苯并异噻唑-3-酮3份加入步骤S2中混合液B中，升高温度至86℃，静置反应15min，得混合液D；
S5：将步骤S3中混合液C、步骤S4中混合液D和癸二酸二丁氧基乙酯11份混合，设定反应温度为125℃，以速率1350r/min搅拌反应1.5h；待反应液冷却后即可得到所述防腐防火保温复合材料。
将以上各个实施例和对比例所得到的复合材料进行性能测试，结果如下：
试验 耐酸性（5%硫酸溶液、25℃，50h） 耐碱性（5%氢氧化钠溶液、25℃，600h） 耐燃时间（min） 保温率（%）
实施例1 无气泡、无脱落 无气泡、无脱落 76 86.9
对比例1 有气泡、有腐蚀 有气泡、有腐蚀 20 34.5
实施例2 无气泡、无脱落 无气泡、无脱落 79 87.5
对比例2 有气泡、有腐蚀 有气泡、有腐蚀 29 39
实施例3 无气泡、无脱落 无气泡、无脱落 88 91.6
实施例4 无气泡、无脱落 无气泡、无脱落 85 93.2
实施例5 无气泡、无脱落 无气泡、无脱落 100 95.1
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防腐防火保温复合材料，其特征在于，包含如下重量组份的各物质：环氧树脂20-30份、聚氨酯10-16份、环磷酰胺5-9份、4'-甲氧基乙酰苯胺4-8份、三聚磷酸二氢铝1-3份、纳米钛白粉2-5份、硼镁石1-4份、吡啶三苯基硼2-4份、癸二酸二丁氧基乙酯9-13份、交联醇胺纤维素7-10份、烯丙氧基三甲硅烷3-5份、1,2-苯并异噻唑-3-酮1-4份、季戊四醇10-15份、正丁基缩水甘油醚7-12份、没食子酸6-10份。
2.根据权利要求1所述的一种防腐防火保温复合材料，其特征在于，所述环氧树脂23-26份、聚氨酯12-15份、环磷酰胺7-9份、4'-甲氧基乙酰苯胺5-7份、三聚磷酸二氢铝2-3份、纳米钛白粉3-5份、硼镁石2-4份、吡啶三苯基硼3-4份、癸二酸二丁氧基乙酯10-12份、交联醇胺纤维素8-10份、烯丙氧基三甲硅烷4-5份、1,2-苯并异噻唑-3-酮2-4份、季戊四醇12-14份、正丁基缩水甘油醚9-11份、没食子酸7-9份。
3.根据权利要求2所述的一种防腐防火保温复合材料，其特征在于，所述环氧树脂25份、聚氨酯13份、环磷酰胺8份、4'-甲氧基乙酰苯胺6份、三聚磷酸二氢铝2.5份、纳米钛白粉4份、硼镁石3份、吡啶三苯基硼3.5份、癸二酸二丁氧基乙酯11份、交联醇胺纤维素9份、烯丙氧基三甲硅烷4.5份、1,2-苯并异噻唑-3-酮3份、季戊四醇13份、正丁基缩水甘油醚10份、没食子酸8份。
4.一种防腐防火保温复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将环氧树脂20-30份、聚氨酯10-16份、环磷酰胺5-9份、4'-甲氧基乙酰苯胺4-8份、交联醇胺纤维素7-10份和季戊四醇10-15份混合，以2-3℃/min的升温速率将温度升至80-90℃，随后搅拌反应20-40min，得混合液A；
S2：将三聚磷酸二氢铝1-3份、纳米钛白粉2-5份、硼镁石1-4份、吡啶三苯基硼2-4份、正丁基缩水甘油醚7-12份和没食子酸6-10份混合，在温度50-60℃，以速率1000-1200r/min搅拌反应20-30min，得混合液B；
S3：将烯丙氧基三甲硅烷3-5份加入步骤S1内混合液A中，升高温度至100-120℃，静置反应15-20min，得混合液C；
S4：将1,2-苯并异噻唑-3-酮1-4份加入步骤S2中混合液B中，升高温度至80-90℃，静置反应10-20min，得混合液D；
S5：将步骤S3中混合液C、步骤S4中混合液D和癸二酸二丁氧基乙酯9-13份混合，设定反应温度为110-130℃，以速率1200-1500r/min搅拌反应1-2h；待反应液冷却后即可得到所述防腐防火保温复合材料。
5.根据权利要求4所述的一种防腐防火保温复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述温度为85℃，搅拌的速率为500-600r/min；搅拌反应30min。
6.根据权利要求4所述的一种防腐防火保温复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述温度为53℃，速率为1100r/min，搅拌反应25min。
7.根据权利要求4所述的一种防腐防火保温复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述温度为115℃，静置反应18min。
8.根据权利要求4所述的一种防腐防火保温复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述温度为86℃，静置反应15min。
9.根据权利要求4所述的一种防腐防火保温复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述温度为125℃，速率为1350r/min，搅拌反应1.5h。
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