一种纳米增强玄武岩芳纶混纺防火布的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种纳米增强玄武岩芳纶混纺防火布，由下列重量份的原料制备制成：间位芳纶短纤维50?55、连续玄武岩纤维45?50、100目鳞片石墨8?10、浓度为20wt%的氢氧化钠溶液适量、浓度为20wt%的硝酸溶液适量、羧甲基纤维素钠0.5?0.6、现配的浓度为10wt%的银氨溶液12?15、无水乙醇适量、乙醛6?7.5、水性环氧树脂8?10、六次甲基四胺1.5?2、去离子水适量、硅烷偶联剂kh5700.8?1、纳米二氧化硅6?7、硬酯酸聚氧乙烯酯0.8?1、水性聚氨酯9?10、阳离子醚化淀粉1.2?1.4。本发明不仅适合于化工、冶金、军工等通风防火，还适合制造防护用品等。
【专利说明】
一种纳米増强玄武岩芳纶混纺防火布
技术领域
[0001]本发明涉及防火布技术领域，尤其涉及一种纳米增强玄武岩芳纶混纺防火布。
【背景技术】
[0002]火灾是现代建筑不可忽视的威胁之一，为了减少火灾发生时的损失并保障大众的安全，各种防火材料已经广泛应用于人的生活环境之中。玄武岩纤维，是玄武岩石料在1450°C?1500°C熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，玄武岩纤维防火布是用GBF的7_9μπι连续玄武岩纤维细纱编织而成的，其中有平纹布和缎纹布等，由于它不燃性、耐高温、无有毒气体排出、绝热性好、无熔或滴落、强度高、无热收缩现象等优点，经耐高温、无毒害的涂层处理。它用作避火防护服内衬、阻燃、隔热面料、防火布和防火帘最佳的防火材料。然而玄武岩纤维的密度大，且纤维脆性大，使得其在生产、运输及使用过程中要避免纤维的折叠。
[0003]在实际制作过程中，为保证玄武岩纤维布具有更好的使用性能，还会对玄武岩纤维与其他纤维进行混纺，制成的材料不仅能够满足工业用途，还能够用作防护服面料等，如《阻燃消防防护纤维及织物的研究》一文中，研究了多种混纺纤维制成的面料，其中采用芳纶、玄武岩纤维进行混纺织物制成消防服表层，成本适中，纤维韧性佳，具有一定的防火隔热效果。但是由于在石油化工等行业的工作环境中，静电也有可能成为点火源，引起火灾，所以防静电性能是防火布的制备中应该考虑的因素，这就需要对玄武岩纤维防火布进行一系列的工艺改性已达到最佳使用效果。
【发明内容】
[0004]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种纳米增强玄武岩芳纶混纺防火布。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种纳米增强玄武岩芳纶混纺防火布，由下列重量份的原料制备制成:间位芳纶短纤维50-55、连续玄武岩纤维45-50、100目鳞片石墨8-10、浓度为20^%的氢氧化钠溶液适量、浓度为20wt%的硝酸溶液适量、羧甲基纤维素钠0.5-0.6、现配的浓度为10wt%的银氨溶液12-15、无水乙醇适量、乙醛6-7.5、水性环氧树脂8-10、六次甲基四胺1.5-2、去离子水适量、硅烷偶联剂kh5700.8-1、纳米二氧化硅6-7、硬酯酸聚氧乙烯酯0.8_1、水性聚氨酯9_10、阳离子醚化淀粉1.2-1.4。
[0006]所述一种纳米增强玄武岩芳纶混纺防火布，由以下具体步骤制成:
(I)将100目鳞片石墨在浓度为20wt%的氢氧化钠溶液中煮沸10-12分钟，用去离子水洗涤至中性后加入浓度为20^%的硝酸溶液中煮沸10-12分钟，继续洗涤至中性后在60-70 °C下真空干燥8-10小时，冷却后将预处理的鳞片石墨与羧甲基纤维素钠混合，加入总量2-2.5倍量的去离子水中，搅拌均匀，得到鳞片石墨悬浮液待用；将乙醛溶于2-2.5倍量的无水乙醇中，得到乙醛溶液待用;将鳞片石墨悬浮液加热至60-65°C，同时滴加现配的浓度为10wt%的银氨溶液与乙醛溶液，以300-400转/分的速度搅拌反应直至反应物颜色不在变化，取出固体，用无水乙醇洗涤后用去离子水洗至中性，最后烘干，得到镀银鳞片石墨粉；
(2)将环氧乳液、六次甲基四胺混合，加入总量10-12倍量的去离子水中，然后加入镀银鳞片石墨粉，以300-400转/份的速度搅拌30-40分钟形成浸渍浆料，再将间位芳纶短纤维浸入其中，取出后在75-85°C干燥，得到镀银石墨包覆芳纶纤维；
(3)将步骤(2)得到的镀银石墨包覆芳纶纤维与玄武岩纤维混合，经梳棉、并条、粗纱、细纱，得到混纺纱线，最后将混纺纱线编织成网，得到防火布基布；
(4)将纳米二氧化硅中加入2-3倍量的去离子水进行球磨分散90-120分钟形成分散液，然后加入。将该纳米粒子加入硅烷偶联剂kh570，加热至80-90°C，以1000-1200转/分的速度搅拌2.5-3小时后冷却至室温，过滤、水洗、烘干后再加热10-12倍量的去离子水得到二氧化硅分散液待用;将水性聚氨酯用去离子水稀释4-5倍后与二氧化硅分散液混合，加入其余剩余成分，以400-500转/分的速度搅拌60-80分钟，得到涂层浆料；
(5)将步骤(4)得到的涂层浆料涂刷在步骤(3)得到的防火布基布表面，用刮刀刮平，在90-100 °C干燥90-120分钟，即得本发明。
[0007]本发明的优点是:本发明通过化学反应将鳞片石墨表面镀银，然后将镀银鳞片石墨通过浸渍的方法包覆在芳纶纤维表面，不仅提升了纤维的机械性能，可纺性，同时使得芳纶纤维阻燃性、抗静电性能大大提升;再将芳纶纤维与玄武岩纤维混纺编织成布，制成的防火布密度适中，不仅能阻燃防火性，同时抗静电、耐酸碱、具有优异的表面性能、力学性能。
[0008]本发明将纳米二氧化硅等成分添加到涂层浆料的制备中，经这种浆料涂覆的产品，即不损坏本身的结构，又大大提高纤维的力学性能;本发明制成的产品工艺便于工业控制，适合大规模生产，不仅适合于化工、冶金、军工等通风防火，还适合制造防护用品等。
【具体实施方式】
[0009]—种纳米增强玄武岩芳纶混纺防火布，由下列重量份(公斤)的原料制备制成:间位芳纶短纤维50、连续玄武岩纤维45、100目鳞片石墨8、浓度为20被％的氢氧化钠溶液适量、浓度为20wt%的硝酸溶液适量、羧甲基纤维素钠0.5、现配的浓度为10wt%的银氨溶液12、无水乙醇适量、乙醛6、水性环氧树脂8、六次甲基四胺1.5、去离子水适量、硅烷偶联剂kh5700.8、纳米二氧化硅6、硬酯酸聚氧乙烯酯0.8、水性聚氨酯9、阳离子醚化淀粉1.2。
[0010]所述一种纳米增强玄武岩芳纶混纺防火布，由以下具体步骤制成:
(1)将100目鳞片石墨在浓度为20wt%的氢氧化钠溶液中煮沸10分钟，用去离子水洗涤至中性后加入浓度为20^%的硝酸溶液中煮沸10分钟，继续洗涤至中性后在60 °C下真空干燥8小时，冷却后将预处理的鳞片石墨与羧甲基纤维素钠混合，加入总量2倍量的去离子水中，搅拌均匀，得到鳞片石墨悬浮液待用;将乙醛溶于2倍量的无水乙醇中，得到乙醛溶液待用；将鳞片石墨悬浮液加热至60°C，同时滴加现配的浓度为10wt%的银氨溶液与乙醛溶液，以300转/分的速度搅拌反应直至反应物颜色不在变化，取出固体，用无水乙醇洗涤后用去离子水洗至中性，最后烘干，得到镀银鳞片石墨粉；
(2)将环氧乳液、六次甲基四胺混合，加入总量10倍量的去离子水中，然后加入镀银鳞片石墨粉，以300转/份的速度搅拌30分钟形成浸渍浆料，再将间位芳纶短纤维浸入其中，取出后在75 °C干燥，得到镀银石墨包覆芳纶纤维； (3)将步骤(2)得到的镀银石墨包覆芳纶纤维与玄武岩纤维混合，经梳棉、并条、粗纱、细纱，得到混纺纱线，最后将混纺纱线编织成网，得到防火布基布；
(4)将纳米二氧化硅中加入2倍量的去离子水进行球磨分散90分钟形成分散液，然后加入。将该纳米粒子加入硅烷偶联剂kh570，加热至80°C，以1000转/分的速度搅拌2.5小时后冷却至室温，过滤、水洗、烘干后再加热10倍量的去离子水得到二氧化硅分散液待用;将水性聚氨酯用去离子水稀释4倍后与二氧化硅分散液混合，加入其余剩余成分，以400转/分的速度搅拌60分钟，得到涂层浆料；
(5)将步骤(4)得到的涂层浆料涂刷在步骤(3)得到的防火布基布表面，用刮刀刮平，在90°C干燥90分钟，S卩得本发明。
[0011]经测量本发明防火布的断裂强度12.4 MPa，断裂伸长率19.2%，极限氧指数大于30，不易燃烧。
【主权项】
1.一种纳米增强玄武岩芳纶混纺防火布，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成:间位芳纶短纤维50-55、连续玄武岩纤维45-50、100目鳞片石墨8-10、浓度为20^%的氢氧化钠溶液适量、浓度为20^%的硝酸溶液适量、羧甲基纤维素钠0.5-0.6、现配的浓度为10wt%的银氨溶液12-15、无水乙醇适量、乙醛6-7.5、水性环氧树脂8-10、六次甲基四胺1.5-2、去离子水适量、硅烷偶联剂kh5700.8-1、纳米二氧化硅6-7、硬酯酸聚氧乙烯酯0.8-1、水性聚氨酯9-10、阳离子醚化淀粉1.2-1.4。2.根据权利要求1所述一种纳米增强玄武岩芳纶混纺防火布，其特征在于，由以下具体步骤制成: (1)将100目鳞片石墨在浓度为20wt%的氢氧化钠溶液中煮沸10-12分钟，用去离子水洗涤至中性后加入浓度为20^%的硝酸溶液中煮沸10-12分钟，继续洗涤至中性后在60-70 °C下真空干燥8-10小时，冷却后将预处理的鳞片石墨与羧甲基纤维素钠混合，加入总量2-2.5倍量的去离子水中，搅拌均匀，得到鳞片石墨悬浮液待用；将乙醛溶于2-2.5倍量的无水乙醇中，得到乙醛溶液待用;将鳞片石墨悬浮液加热至60-65°C，同时滴加现配的浓度为10wt%的银氨溶液与乙醛溶液，以300-400转/分的速度搅拌反应直至反应物颜色不在变化，取出固体，用无水乙醇洗涤后用去离子水洗至中性，最后烘干，得到镀银鳞片石墨粉； (2)将环氧乳液、六次甲基四胺混合，加入总量10-12倍量的去离子水中，然后加入镀银鳞片石墨粉，以300-400转/份的速度搅拌30-40分钟形成浸渍浆料，再将间位芳纶短纤维浸入其中，取出后在75-85°C干燥，得到镀银石墨包覆芳纶纤维； (3)将步骤(2)得到的镀银石墨包覆芳纶纤维与玄武岩纤维混合，经梳棉、并条、粗纱、细纱，得到混纺纱线，最后将混纺纱线编织成网，得到防火布基布； (4)将纳米二氧化硅中加入2-3倍量的去离子水进行球磨分散90-120分钟形成分散液，然后加入;将该纳米粒子加入硅烷偶联剂kh570，加热至80-90°C，以1000-1200转/分的速度搅拌2.5-3小时后冷却至室温，过滤、水洗、烘干后再加热10-12倍量的去离子水得到二氧化硅分散液待用;将水性聚氨酯用去离子水稀释4-5倍后与二氧化硅分散液混合，加入其余剩余成分，以400-500转/分的速度搅拌60-80分钟，得到涂层浆料； (5)将步骤(4)得到的涂层浆料涂刷在步骤(3)得到的防火布基布表面，用刮刀刮平，在90-100 °C干燥90-120分钟，即得本发明。
【文档编号】D06M15/55GK106012502SQ201610475869
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】胡中华
【申请人】安徽忆特斯阻燃科技有限公司