CN111909615B - 一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料 - Google Patents
一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111909615B CN111909615B CN202010820945.3A CN202010820945A CN111909615B CN 111909615 B CN111909615 B CN 111909615B CN 202010820945 A CN202010820945 A CN 202010820945A CN 111909615 B CN111909615 B CN 111909615B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- flame retardant
- water
- polyvinyl alcohol
- aqueous solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 103
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 101
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 61
- 239000004753 textile Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 47
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims abstract description 31
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000012796 inorganic flame retardant Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 33
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 20
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 claims description 18
- 239000004114 Ammonium polyphosphate Substances 0.000 claims description 17
- 235000019826 ammonium polyphosphate Nutrition 0.000 claims description 17
- 229920001276 ammonium polyphosphate Polymers 0.000 claims description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 16
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 14
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 11
- TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 2-[[3-hydroxy-2,2-bis(hydroxymethyl)propoxy]methyl]-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(CO)(CO)COCC(CO)(CO)CO TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 10
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims description 9
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 9
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims description 9
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910000388 diammonium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 235000019838 diammonium phosphate Nutrition 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 6
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 4
- 229920000604 Polyethylene Glycol 200 Polymers 0.000 claims description 2
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 229940113115 polyethylene glycol 200 Drugs 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 2
- 239000005696 Diammonium phosphate Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 abstract 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 34
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000003251 Pruritus Diseases 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000006136 alcoholysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007803 itching Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D183/04—Polysiloxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/18—Fireproof paints including high temperature resistant paints
- C09D5/185—Intumescent paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B7/00—Details of, or auxiliary devices incorporated in, rope- or cable-making machines; Auxiliary apparatus associated with such machines
- D07B7/02—Machine details; Auxiliary devices
- D07B7/14—Machine details; Auxiliary devices for coating or wrapping ropes, cables, or component strands thereof
- D07B7/145—Coating or filling-up interstices
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
- C08K2003/321—Phosphates
- C08K2003/322—Ammonium phosphate
- C08K2003/323—Ammonium polyphosphate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/38—Boron-containing compounds
- C08K2003/382—Boron-containing compounds and nitrogen
- C08K2003/385—Binary compounds of nitrogen with boron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料。该水性阻燃涂料，其原料组分包括：胶黏剂8～10份、膨胀复合阻燃剂3～4份、耐火填料7～10份、分散剂0.1～0.15份、消泡剂0.1～0.2份以及水40～50份；其中，所述膨胀复合阻燃剂为采用聚乙烯醇和硼酸交联结构包裹无机阻燃剂的获得核壳结构。本发明提供的一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料具有阻燃效果好、价格低廉和加工方法简单的优点，适合大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料。
背景技术
纺织绳是由多股纱或线捻合而成的纺织材料，其应用很广泛，包括服装、民用和特种材料等。棉花是最常用的纺织材料之一，与一些合成聚合物纤维相比，棉纤维的主要优点是蓬松、柔软、触感温、无刺痒感(纤维末端特别细)、可散湿、一般环境下无静电、燃烧时不会产生熔滴。但棉纤维制成的纺织绳主要缺点是易燃，且在燃烧过程中会造成环境污染，限制了棉纤维纺织绳进一步用于特殊纺织品中的应用。
为了降低这种材料易燃性，提高其对火焰耐久性，棉纺织绳的阻燃方法是在绳成型之前将棉与有机阻燃剂进行反应，将含阻燃成分的材料接枝到棉纺织绳表面；或者利用层层自组装的原理，将电荷相反的有机/无机阻燃成分贴敷到棉纺织绳的表面，在此基础上在再涂敷一层耐水保护层，这种做法的缺点是阻燃效率低，工艺复杂，成本高，且对加工条件要求严格。
基于此，有必要提出一种阻燃效果好、价格低廉且加工方便的棉纺织绳用阻燃涂料。
发明内容
针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料，能够解决现有技术棉纺织绳阻燃方法阻燃效率低、成本和加工条件严格的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料，按照重量份数计，其原料组分包括：胶黏剂8～10份、膨胀复合阻燃剂3～4份、耐火填料7～10份、分散剂0.1～0.15份、消泡剂0.1～0.2份以及水40～50份；
其中，所述膨胀复合阻燃剂为采用聚乙烯醇和硼酸交联结构包裹无机阻燃剂获得。
作为优选的技术方案，所述聚乙烯醇、所述硼酸和所述无机阻燃剂的质量之比为5：(1～2)：(10～15)。
作为优选的技术方案，所述无机阻燃剂为聚磷酸铵。
作为优选的技术方案，所述膨胀复合阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
1)将聚乙烯醇溶于水制备得到质量浓度4％～6％的聚乙烯醇水溶液；
2)将聚磷酸铵分散于步骤1)所述聚乙烯醇水溶液中，进行超声至形成均匀的分散液；
3)在搅拌下，将质量浓度4％～6％的硼酸水溶液缓慢滴加至步骤2)所述分散液中得到混合液，所述硼酸水溶液为采用硼酸溶于水制备得到；
4)将步骤3)所述混合液进行洗涤、抽滤、干燥、研磨，制得所述膨胀复合阻燃剂。
优选地，所述膨胀复合阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
S1.配制5％的聚乙烯醇水溶液500重量份和5％的硼酸水溶液100～200重量份；
S2.称取50～75重量份聚磷酸铵分散到S1中的聚乙烯醇水溶液中，进行超声，直至形成均匀的分散液为止；
S3.将上述S1中硼酸水溶液慢滴入分散液中，并不停搅拌；
S4.最后将所得的材料进行洗涤、抽滤、干燥、研磨，制得膨胀复合阻燃剂。
在上述膨胀复合阻燃剂的制备过程中，将含有聚磷酸铵和聚乙烯醇的分散液滴入硼酸水溶液中，聚乙烯醇上的羟基和硼酸上的羧基发生酯化交联，将聚磷酸铵包裹在聚乙烯醇和硼酸形成的交联结构内，从而获得具有核壳结构的膨胀复合阻燃剂，制备得到的三元一体的膨胀阻燃复合材料中，以硼酸作为酸源，以聚乙烯醇作为碳源，聚磷酸铵作为气源，通过水溶性聚合物聚乙烯醇处理过的聚磷酸铵与有机硅乳液有更好的相容性，且干燥之后在有机硅乳液的作用下与棉纺织绳接触更加牢靠，同时，由于硼酸和聚乙烯醇的交联作用，对聚乙烯醇上的羟基进行了部分封闭，有效提高水性阻燃涂料的耐水洗度。
其中，聚乙烯醇PVA是一种环保材料，对人体无毒无害，其分子结构中含有大量碳-羟基，能够在膨胀阻燃体系中充当碳源。硼酸又是一种优异的硼系阻燃剂，在燃烧时会催化聚乙烯醇和双季戊四醇脱水炭化，附着在保护的基材表面。
在本申请中，所述聚乙烯醇可选择常规的聚乙烯醇，优选地，采用的聚乙烯醇为PVA2088。
申请人发现，选择PVA2088所制备得到的膨胀复合阻燃剂在水性阻燃涂料中具有很好的分散性，涂刷在棉纺织绳表面也具有较好的耐水性。其余不在上述分子量和低醇解度的聚乙烯醇制备的膨胀复合阻燃剂与本申请中的水性阻燃涂料的分散性，和耐水性较差。
作为优选的技术方案，所述研磨所得复合阻燃剂的平均粒径为100～200μm。
作为优选的技术方案，所述胶黏剂为水性有机硅乳液，本申请中使用的水性有机硅乳液为瑞士汽巴嘉基公司生产的UltrateX FSA有机硅乳液。
作为优选的技术方案，所述耐火填料选自磷酸氢二铵、高岭土、氮化硼和双季戊四醇中至少一种。
作为优选的技术方案，所述分散剂为聚乙二醇-200。
作为优选的技术方案，本申请选用的消泡剂为T503。
根据本发明提供优选实施例提供的一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料，按照重量份数计，其原料组分包括：UltrateX FSA有机硅乳液8份、膨胀复合阻燃剂4份、磷酸氢二铵2份、高岭土2.3份，氮化硼1.2份、双季戊四醇2.2份、聚乙二醇-200 0.15份、T503 0.1～0.2份以及去离子水42kg；
其中，所述膨胀复合阻燃剂的制备方法为：
S1.首先配制5％的聚乙烯醇2088型的聚乙烯醇水溶液500重量份和5％的硼酸水溶液100重量份；
S2.称50重量份聚磷酸铵分散到S1中的聚乙烯醇水溶液中，进行超声，直至形成均匀的分散液为止；
S3.将上述S1中硼酸水溶液慢滴入S2分散液中，并不停搅拌；
S4.最后将所得的材料进行洗涤、抽滤、干燥、研磨，制得膨胀复合阻燃剂。
经试验证明，上述配方的水性阻燃涂料具有很好的分散性，用于棉纺织绳的阻燃涂料，具有最佳的阻燃性和耐水性效果。
作为优选的技术方案，所述水性阻燃涂料的制备方法为：将配方量所述胶黏剂、配方量所述水、配方量所述膨胀复合阻燃剂、配方量所述耐火填料和配方量所述分散剂加入搅拌桶中，持续搅拌0.5～1h得到粗料，将所述粗料在砂磨机中充分研磨5～10h，出料后再加入配方量所述消泡剂，搅拌均匀即可。
本发明针对棉纺织绳易燃烧的缺点，研发出一种膨胀型的阻燃水性涂料。该膨胀型阻燃水性涂料具有很好的阻燃性和分散性，其阻燃防火机理为：在燃烧过程中，PVA和双季戊四醇在聚磷酸铵和硼酸酯分别分解出的磷酸和硼酸催化作用下迅速成炭，与此同时，聚磷酸铵又能在高温下分解出不燃性含氮气体(NH3)，在气体逸出经过炭层时，就会快速膨胀，形成厚厚的保护层，在涂料中添加高岭土和氮化硼为了增加膨胀炭层的致密性和隔热性，这有利于对内部棉纺织绳的保护。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：本发明中制备的膨胀复合阻燃剂，其与有机硅乳液有很好的相容性，且能较好地固定在棉纺织绳上，与棉纺织绳之间的附着性好，提高阻燃涂料在绳上的耐水性，延长棉纺织绳的使用寿命。此外，该水性阻燃涂料在燃烧过程中会在绳表面生成厚厚的膨胀层，具有较强的耐火性，扩宽了棉纺织绳的应用领域，提高了其使用价值。经试验证明，经涂料处理的棉纺织绳极限氧指数可以达到35％以上，在垂直燃烧测试中不会出现持续的明火现象。使用本发明涂料处理的棉纺织绳具有防火性能好和发烟量少的特点。
具体实施方式
下述实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法。下述实施例涉及的原料若无特别说明，均为普通市售品，皆可通过市场购买获得。下面结合实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
S1.首先配制5％的聚乙烯醇(2088型)水溶液500g和5％的硼酸水溶液100g。
S2.称50g聚磷酸铵分散到S1中的PVA水溶液中，进行超声，直至形成均匀的分散液为止。
S3.将上述S1中硼酸水溶液慢滴入S2分散液中，并不停搅拌。
S4.最后将所得的材料进行洗涤、抽滤、干燥、研磨，制得膨胀复合阻燃剂。
实施例2
S1.首先配制5％的聚乙烯醇(2088型)水溶液500g和5％的硼酸水溶液200g。
S2.称75g聚磷酸铵分散到S1中的PVA水溶液中，进行超声，直至形成均匀的分散液为止。
S3.将上述S1中硼酸水溶液慢滴入S2分散液中，并不停搅拌。
S4.最后将所得的材料进行洗涤、抽滤、干燥、研磨，制得膨胀复合阻燃剂。
实施例3
S1.首先取有机硅乳液10kg，去离子水40kg，搅拌均匀5min；
S2.分别加入实施例1中的膨胀复合阻燃剂3.5kg，磷酸氢二铵2.5kg，高岭土2kg，氮化硼1kg，搅拌60min；
S3.之后加入聚乙二醇-200 0.1kg，双季戊四醇2kg，持续搅拌30min；
S4.最后将制得粗料加入到砂磨机充分研磨10h后出料，加入消泡剂0.1kg缓慢搅拌直到无大量泡沫为止，制得用于耐火棉纺织绳的水性涂料。
实施例4
S1.首先取有机硅乳液8kg，去离子水42kg，搅拌2min；
S2.分别加入实施例1中的膨胀复合阻燃剂4kg，磷酸氢二铵2kg，高岭土2.3kg，氮化硼1.2kg，搅拌40min；
S3.之后加入聚乙二醇-200 0.15kg，双季戊四醇2.2kg，持续搅拌20min；
S4.最后将制得粗料加入到砂磨机充分研磨8h后出料，加入消泡剂0.12kg缓慢搅拌直到无大量泡沫为止，制得用于耐火棉纺织绳的水性涂料。
实施例5
S1.首先取有机硅乳液10kg，去离子水40kg，搅拌3min；
S2.分别加入实施例1中的膨胀复合阻燃剂3kg，磷酸氢二铵3kg，高岭土2.3kg，氮化硼1.3kg，搅拌30min；
S3.之后加入聚乙二醇-200 0.1kg双季戊四醇2.5kg，继续搅拌20min；
S4.最后将制得粗料加入到砂磨机充分研磨5h后出料，加入消泡剂0.1kg缓慢搅拌直到无大量泡沫为止，制得耐火棉纺织绳水性涂料。
实施例6
按照实施例1提供的方法制备膨胀复合阻燃剂，与实施例1的区别点仅在于，使用的聚乙烯醇的型号为PVA1788，将制备得到的阻燃剂替代实施例3中膨胀复合阻燃剂制备水性阻燃涂料。
实施例7
按照实施例1提供的方法制备膨胀复合阻燃剂，与实施例1的区别点仅在于，使用的聚乙烯醇的型号为PVA2099，将制备得到的阻燃剂替代实施例3中膨胀复合阻燃剂制备水性阻燃涂料。
实施例8
按照实施例1提供的方法制备膨胀复合阻燃剂，与实施例1的区别点仅在于，使用的聚乙烯醇的型号为PVA2488，将制备得到的阻燃剂替代实施例3中膨胀复合阻燃剂制备水性阻燃涂料。
试验例1
对实施例3～8制得的水性阻燃涂料进行阻燃性能测试，耐火棉纺织绳的制备方法为：首先将棉纺织绳穿过沙架，再通过涂料槽进行浸渍涂料，之后通过双辊碾压，在经过120℃的高温烘道进行干燥，最后以20m/min的速度进行收卷，即得耐火棉纺织绳，同时设置不用水性阻燃涂料处理的棉纺织绳纯样品作对照，检测结果见表1。
表1水性阻燃涂料的阻燃性能检测
从表1可以看到，纯样品十分易燃，而经本发明实施例3～8水性涂料处理之后，样品在火焰加热下没有持续明火出现，且极限氧指数均超过了35％。从六个实施例中可以发现实施例4的综合性能是最佳的，实施例3、4相比，实施例4中的改性膨胀阻燃剂含量更高，因此在测试火焰处理后的绳子时，其具有更加厚实的膨胀层，这样就更加有利于绳子的耐火，此外，因其使用的胶黏剂较少，因此具有更低的增重。实施例3、5相比，二者总的膨胀阻燃体系添加量相等，但实施例5中含有较多的高岭土和氮化硼，这就在一定程度上限制了炭层的膨胀，因此，在测试结果中可以看到其膨胀厚度较小。
试验例2
对本申请实施例3～8的阻燃水性涂料进行分散性能测试，试验同时，设置对照组(将实施例3中的膨胀复合阻燃剂替换为等量聚磷酸铵，其余相同)，试验方法为，采用100ml试管分别量取实施例3～8中的阻燃水性涂料各100ml，垂直放置于观察架上，每隔12h检查试管中涂料是否有沉降情况，结果见表2。
表2水性阻燃涂料的分散性能检测
由表2可知，对照组在12h内发生沉降，其分散性最差，实施例3～5提供的阻燃水性涂料具有很好的分散性能，在36h后无沉降情况，而实施例6～8中的膨胀复合阻燃剂，所得涂料分散性稍差，在24小时内无沉降，但随着时间延长，在36h内即发生沉降。
试验例3
对实施例3～8制得的水性阻燃涂料采用试验例1中的方法制备耐火棉纺织绳，并将耐火棉纺织绳在水中浸泡12h后取出，干燥后，观察棉纺织绳上涂膜外观，并进行阻燃性能测试，测试结果见表3
表3水性阻燃涂料的耐水性
由表3可知，实施例3～5的耐水性好于实施例6～8，经水浸泡之后实施例6～8中的耐火棉纺织绳，其极限氧指数显著低于实施例3～5，说明实施例6～8提供的水性阻燃涂料用于纺织绳的阻燃，其耐水性较差，在浸泡之后其阻燃效果显著低于实施例3～5。
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料，其特征在于，按照重量份数计，其原料组分包括：胶黏剂 8～10份、膨胀复合阻燃剂3～4份、耐火填料7～10份、分散剂0.1～0.15份、消泡剂0.1～0.2份以及水40～50份；
其中，所述膨胀复合阻燃剂为采用聚乙烯醇和硼酸交联结构包裹无机阻燃剂获得；所述聚乙烯醇、所述硼酸和所述无机阻燃剂的质量之比为5：(1～2)：(10～15)；所述无机阻燃剂为聚磷酸铵；所述胶黏剂为水性有机硅乳液；
所述聚乙烯醇为PVA2088；
所述膨胀复合阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
1）将聚乙烯醇溶于水制备得到质量浓度4%～6%的聚乙烯醇水溶液；
2）将聚磷酸铵分散于步骤1）所述聚乙烯醇水溶液中，进行超声至形成均匀的分散液；
3）在搅拌下，将质量浓度4%～6%的硼酸水溶液滴加至步骤2）所述分散液中得到混合液，所述硼酸水溶液为采用硼酸溶于水制备得到；
4）将步骤3）所述混合液进行洗涤、抽滤、干燥、研磨，制得所述膨胀复合阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料，其特征在于，
所述膨胀复合阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
S1.配制5%的聚乙烯醇水溶液500重量份和5%的硼酸水溶液100～200重量份；
S2.称取50～75重量份聚磷酸铵分散到S1中的聚乙烯醇水溶液中，进行超声，直至形成均匀的分散液为止；
S3.将上述S1中硼酸水溶液慢滴入分散液中，并不停搅拌；
S4.最后将所得的材料进行洗涤、抽滤、干燥、研磨，制得膨胀复合阻燃剂。
3.根据权利要求2所述的一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料，其特征在于，所述研磨所得膨胀复合阻燃剂的平均粒径为100～200μm。
4.根据权利要求1所述的一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料，其特征在于，所述耐火填料选自磷酸氢二铵、高岭土、氮化硼和双季戊四醇中至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料，其特征在于，所述分散剂为聚乙二醇-200。
6.根据权利要求1所述的一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料，其特征在于，按照重量份数计，其原料组分包括：UltrateX FSA有机硅乳液8份、膨胀复合阻燃剂4份、磷酸氢二铵2份、高岭土2.3 份，氮化硼 1.2 份、双季戊四醇 2.2份、聚乙二醇-200 0.15份、T5030.1～0.2份以及去离子水42份；
其中，所述膨胀复合阻燃剂的制备方法为：
S1.首先配制5%的聚乙烯醇2088型的聚乙烯醇水溶液500重量份和5%的硼酸水溶液100重量份；
S2.称50重量份聚磷酸铵分散到S1中的聚乙烯醇水溶液中，进行超声，直至形成均匀的分散液为止；
S3.将上述S1中硼酸水溶液慢滴入S2分散液中，并不停搅拌；
S4.最后将所得的材料进行洗涤、抽滤、干燥、研磨，制得膨胀复合阻燃剂。
7.根据权利要求1～6任一项所述的一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料，其特征在于，所述水性阻燃涂料的制备方法为将配方量所述胶黏剂、配方量所述水、配方量所述膨胀复合阻燃剂、配方量所述耐火填料和配方量所述分散剂加入搅拌桶中，持续搅拌0.5～1h得到粗料，将所述粗料在砂磨机中充分研磨 5～10h，出料后再加入配方量所述消泡剂，搅拌均匀即可。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010820945.3A CN111909615B (zh) | 2020-08-14 | 2020-08-14 | 一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010820945.3A CN111909615B (zh) | 2020-08-14 | 2020-08-14 | 一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111909615A CN111909615A (zh) | 2020-11-10 |
| CN111909615B true CN111909615B (zh) | 2021-12-03 |
Family
ID=73278077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010820945.3A Active CN111909615B (zh) | 2020-08-14 | 2020-08-14 | 一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111909615B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114481599B (zh) * | 2022-01-26 | 2023-04-25 | 江西省安安科技有限公司 | 一种复合阻燃剂体系及纺织绳用高性能阻燃液的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104403603A (zh) * | 2014-10-22 | 2015-03-11 | 上海大学 | 阻燃交联型聚乙烯醇粘结剂及其制备方法 |
| CN104862966A (zh) * | 2015-05-04 | 2015-08-26 | 江苏耐斯数码科技股份有限公司 | 一种宽幅阻燃油画布及其制备方法 |
| CN110527206A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-12-03 | 安徽壹石通材料科技股份有限公司 | 一种氮-磷-硼膨胀型阻燃剂的制备及其应用 |
| CN111118885A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-08 | 江西龙泰新材料股份有限公司 | 一种高阻燃棉纺织水性阻燃涂料、制备方法及其填充绳工艺 |
-
2020
- 2020-08-14 CN CN202010820945.3A patent/CN111909615B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104403603A (zh) * | 2014-10-22 | 2015-03-11 | 上海大学 | 阻燃交联型聚乙烯醇粘结剂及其制备方法 |
| CN104862966A (zh) * | 2015-05-04 | 2015-08-26 | 江苏耐斯数码科技股份有限公司 | 一种宽幅阻燃油画布及其制备方法 |
| CN110527206A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-12-03 | 安徽壹石通材料科技股份有限公司 | 一种氮-磷-硼膨胀型阻燃剂的制备及其应用 |
| CN111118885A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-08 | 江西龙泰新材料股份有限公司 | 一种高阻燃棉纺织水性阻燃涂料、制备方法及其填充绳工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111909615A (zh) | 2020-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rao et al. | Highly efficient, transparent, and environment-friendly flame-retardant coating for cotton fabric | |
| Qi et al. | Chitosan/sodium polyborate based micro-nano coating with high flame retardancy and superhydrophobicity for cotton fabric | |
| CN109942891B (zh) | 一种磷氮锌二维超分子包覆二硫化钼杂化阻燃剂及其应用 | |
| CN107524009B (zh) | 聚乙酰亚胺/聚双酚酸苯基磷酸酯/海藻酸钠三组分阻燃改性苎麻织物及其制备方法 | |
| CN113322676A (zh) | 一种生物质基环保耐洗阻燃剂pd阻燃整理织物及其制备方法 | |
| Qin et al. | Construction of flame retardant coating on polyester fabric with ammonium polyphosphate and carbon microspheres | |
| CN111909615B (zh) | 一种用于耐火棉纺织绳的水性阻燃涂料 | |
| CN114318589B (zh) | 一种高阻燃超细海岛丝及其制备工艺 | |
| CN114990876A (zh) | 一种可用于防护服的新型阻燃织物及其制备方法 | |
| CN109944070B (zh) | 一种自熄性阻燃棉织物及其制备方法和应用 | |
| Su et al. | Multifunctional design integrating the flame-retardant and antifouling functionality into superhydrophobic cotton fabric | |
| CN112359597B (zh) | 一种有机/无机杂化薄膜包覆棉纺织品及其制备方法 | |
| CN113279143B (zh) | 一种可降解的阻燃植物纤维无纺布 | |
| CN113527969A (zh) | 一种木材用防水阻燃涂料及其应用方法 | |
| WO2024087714A1 (zh) | 一种阻燃型海泡石基杂化溶胶包覆涤棉织物及其制备方法 | |
| CN112694711A (zh) | 一种无卤低烟阻燃电缆绕包带及制造工艺 | |
| CN114990877B (zh) | 一种用于防护服的新型阻燃复合材料及其制备方法和应用 | |
| Zhu et al. | Pyrolysis properties and flame retardant effects of fabrics finished by hybrid silica-based sols | |
| CN114481599B (zh) | 一种复合阻燃剂体系及纺织绳用高性能阻燃液的制备方法 | |
| CN107630352A (zh) | 一种石墨烯增强的间位芳香族聚酰胺纤维束及其制备方法 | |
| CN113802212A (zh) | 一种阻燃纤维及其制备方法以及阻燃面料 | |
| CN112029157A (zh) | 一种抗熔滴复合膨胀阻燃剂及其制备方法和应用 | |
| CN115612332B (zh) | 一种气凝胶非膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法 | |
| CN116163156B (zh) | 一种导热阻燃的纤维材料及其制备方法 | |
| Gao et al. | Highly efficient, durable and eco-friendly intumescent flame retardant for wool fabrics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A water-based flame-retardant coating for fire-resistant cotton textile ropes Effective date of registration: 20231012 Granted publication date: 20211203 Pledgee: Shangyou County Sub branch of Agricultural Bank of China Co.,Ltd. Pledgor: JIANGXI LONGTAI NEW MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2023980060962 |