专利名称：一种光触媒型隔火防烟雾复合材料及其头套的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种复合材料，特别涉及一种光触媒型隔火防烟雾复合材料。
背景技术：
现阶段城市的人口密度逐渐增大，居住以及办公等公共场所多为高层建筑，人员大量聚集，一旦发生公共安全紧急事件人员不易疏散，极易造成严重的后果。这种情况下公共安全应当备受关注。在高层建筑中火灾的发生是一大安全隐患，当火灾发生时火焰的蔓延需要一段时间，人们在逃生过程中被火直接烧死的占很少一部分，大部分是由于燃烧产生大量浓烟进入人体，导致窒息死亡。目前，市场上防火防毒头套多为硬质，耐高温的材料组成，当遇火温较高时容易变形，且市场上的聚乙烯燃烧速度快，放热量大，不能有效降低废气的排出。而防烟性面罩大多通过活性炭来过滤，但是较为笨重，还有部分头套采用碳纤维滤片，虽然减轻重量，但是耐火性较差，且成本较高。因此，为了克服现有技术中的各种缺点，市场急需一种能同时具备防火性能和防烟性能都高的头套，能在特殊场合使人们得到有效保护。本发明针对火灾时烟雾对人体的伤害，制备出一种含有光触媒的隔火防烟雾复合材料，经过简单的加工后形成简易的头套，可以在火灾发生时帮助人们在一定时间内自助急救。这种含有光触媒的材料可以使人避免吸入大量的烟雾和有害气体，在一定范围内防止烧伤和烫伤，从而赢得逃生时间，减少伤亡
发明内容
本发明的一个目的在于公开一种光触媒型复合材料及其制备方法，同时还公开了一种由其复合材料制成的隔火防烟头套。本发明目的是通过如下技术方案实现—种光触媒型隔火防烟复合材料，该材料包括如下原料低密度聚乙烯(LDPE)树脂I重量份氢氧化铝(Al (OH) 3)颗粒0. 05-0. 5重量份氢氧化镁(Mg (OH) 2)颗粒0. 05-0. 5重量份纳米碳酸钙(CaCO3)颗粒0. 005-0. 09重量份
硅树脂微粉改性剂0. 001-0. 25重量份其中，该材料所需涂覆两种溶液，一种为光触媒溶液；另一种为一种混合溶液,其配比关系为每100体积份溶液中分别加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纤维素钠、0. 01-5重量份聚乙烯醇。在上述原料中，所述的光触媒溶液是纳米二氧化钛光触媒溶液、纳米氧化锌光触媒溶液、纳米氧化锡光触媒溶液、纳米二氧化锆光触媒溶液、纳米硫化镉光触媒溶液中的一种或几种，优选为纳米二氧化钛光触媒溶液。所述的光触媒溶液的浓度为lg/L-50g/L，光触媒溶液在聚乙烯薄膜上的喷涂量为l_50g/m2。其中，低密度聚乙烯原料的熔融指数为2-6g/10min。氢氧化铝(Al(OH)3)颗粒粒径为5nm-8 u m,氢氧化镁(Mg (OH) 2)颗粒粒径为5nm_8 u m,纳米CaCO3粒径为5_900nm。所述甘油脂肪酸酯为六聚甘油硬脂酸六酯、三聚甘油单硬脂酸酯、二聚甘油硬脂酸一倍半酯、三聚甘油油酸三酯、十聚甘油单月桂酸酯、六聚甘油单油酸酯、三聚甘油单油酸酯中的一种或几种，所述甘油脂肪酸酯的混合溶液在聚乙烯薄膜上的喷涂量为l_50ml/m2。在上述原料中，还可以加入淀粉。其中，所述淀粉为土豆淀粉、马铃薯淀粉、木薯粉、玉米淀粉、葛粉中的一种或几种，添加量为0. 01-0. 25重量份。一种光触媒型隔烟防火复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤低密度聚乙烯(LDPE)树脂I重量份氢氧化铝(Al (OH) 3)颗粒0. 05-0. 5重量份氢氧化镁(Mg (OH) 2)颗粒0. 05-0. 5重量份纳米碳酸钙(CaCO3)颗粒0. 005-0. 09重量份
硅树脂微粉改性剂0. 001-0. 25重量份将低密度聚乙烯(LDPE)树脂、氢氧化铝(Al(OH)3)颗粒、氢氧化镁(Mg(OH)2)颗粒、纳米碳酸钙(CaCO3)颗粒和硅树脂微粉改性剂加入高速混合机中进行混合，将混合树脂通过吹塑法得到聚乙烯薄膜。配置在聚乙烯薄膜表面涂覆的混合溶液，配置比例为，在每100体积份溶液中分别加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纤维素钠、
0.01-5重量份聚乙烯醇，形成的混合溶液均匀涂覆到聚乙烯薄膜表面上，然后再将光触媒溶液涂覆在聚乙烯薄膜上既得。在上述制备方法中，所述的光触媒溶液是纳米二氧化钛光触媒溶液、纳米氧化锌光触媒溶液、纳米氧化锡光触 媒溶液、纳米二氧化锆光触媒溶液、纳米硫化镉光触媒溶液中的一种或几种。优选为纳米二氧化钛光触媒溶液。所述的光触媒溶液的浓度为lg/L-50g/L，光触媒溶液在聚乙烯薄膜上的喷涂量为l_50g/m2。其中，低密度聚乙烯原料的熔融指数为2_6g/10min。氢氧化铝(Al(OH)3)颗粒粒径为5nm-8 u m,氢氧化镁(Mg (OH) 2)颗粒粒径为5nm_8 u m,纳米CaCO3粒径为5_900nm。所述甘油脂肪酸酯为六聚甘油硬脂酸六酯、三聚甘油单硬脂酸酯、二聚甘油硬脂酸一倍半酯、三聚甘油油酸三酯、十聚甘油单月桂酸酯、六聚甘油单油酸酯、三聚甘油单油酸酯中的一种或几种，所述甘油脂肪酸酯的混合溶液在聚乙烯薄膜上的喷涂量为l_50ml/m2。在上述原制备方法中，还可以加入淀粉。其中，所述淀粉为土豆淀粉、马铃薯淀粉、木薯粉、玉米淀粉、葛粉中的一种或几种，添加量为0. 01-0. 25重量份。在本发明的一个具体实施方案中，所述制备方法包括如下步骤低密度聚乙烯(LDPE)树脂I重量份氢氧化铝(Al (OH) 3)颗粒0. 05-0. 5重量份氢氧化镁(Mg (OH) 2)颗粒0. 05-0. 5重量份纳米碳酸钙(CaCO3)颗粒0. 005-0. 09重量份淀粉0. 01-0. 25重量份硅树脂微粉改性剂0. 001-0. 25重量份A :将熔融指数为2-6g/10min的低密度聚乙烯(LDPE)树脂、粒径为5nm_8 u m的氢氧化铝(Al(OH)3)颗粒、粒径为5nm-8iim氢氧化镁(Mg(OH)2)颗粒、粒径为5_900nm纳米碳酸钙(CaCO3)颗粒、淀粉和硅树脂微粉改性剂加入高速混合机中进行混合；B :将混合树脂经过挤出机通过吹塑法得到聚乙烯薄膜；C :配置在聚乙烯薄膜表面涂覆的混合溶液，配置比例为，在每100体积分溶液中分别加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纤维素钠、0.01-5重量份聚乙烯醇，形成的混合溶液涂覆到聚乙烯薄膜表面上，其中，甘油脂肪酸酯的混合溶液在聚乙烯薄膜上的喷涂量为l_50ml/m2 ；D :将浓度为lg/L_50g/L光触媒溶液涂覆在聚乙烯薄膜上既得，其中，光触媒溶液在聚乙烯薄膜上的喷涂量为l_50g/m2。—种隔烟防火头套，其材料包括如下原料低密度聚乙烯(LDPE)树脂I重量份氢氧化铝(Al (OH) 3)颗粒0. 05-0. 5重量份氢氧化镁(Mg (OH) 2)颗粒0. 05-0. 5重量份纳米碳酸钙(CaCO3)颗粒0. 005-0. 09重量份
硅树脂微粉改性剂0. 001-0. 25重量份其中，该材料所需涂覆两种溶液，一种为光触媒溶液；另一种为一种混合溶液,其配比关系为每100体积份溶液中分别加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纤维素钠、0. 01-5重量份聚乙烯醇。在上述原料中，所述的光触媒溶液是纳米二氧化钛光触媒溶液、纳米氧化锌光触媒溶液、纳米氧化锡光触媒溶液、纳米二氧化锆光触媒溶液、纳米硫化镉光触媒溶液中的一种或几种。优选为纳米二氧化钛光触媒溶液。所述的光触媒溶液的浓度为lg/L_50g/L，光触媒溶液在聚乙烯薄膜上的喷涂量为l_50g/m2。其中，低密度聚乙烯原料的熔融指数为2_6g/10min。氢氧化铝(Al(OH)3)颗粒粒径为5nm-8 u m,氢氧化镁(Mg (OH) 2)颗粒粒径为5nm_8 u m,纳米CaCO3粒径为5_900nm。所述甘油脂肪酸酯为六聚甘油硬脂酸六酯、三聚甘油单硬脂酸酯、二聚甘油硬脂酸一倍半酯、三聚甘油油酸三酯、十聚甘油单月桂酸酯、六聚甘油单油酸酯、三聚甘油单油酸酯中的一种或几种，所述甘油脂肪酸酯的混合溶液在聚乙烯薄膜上的喷涂量为l_50ml/m2。在上述原料中，还可以加入淀粉。其中，所述淀粉为土豆淀粉、马铃薯淀粉、木薯粉、玉米淀粉、葛粉中的一种或几种，添加量为0. 01-0. 25重量份。一种光触媒型隔烟防火头套的制备方法，该方法包括如下步骤低密度聚乙烯(LDPE)树脂I重量份氢氧化铝(Al (OH) 3)颗粒0. 05-0. 5重量份氢氧化镁(Mg (OH) 2)颗粒0. 05-0. 5重量份纳米碳酸钙(CaCO3)颗粒0. 005-0. 09重量份硅树脂微粉改性剂0. 001-0. 25重量份将低密度聚乙烯(LDPE)树脂、氢氧化铝(Al(OH)3)颗粒、氢氧化镁(Mg(OH)2)颗粒、纳米碳酸钙(CaCO3)颗粒和硅树脂微粉改性剂加入高速混合机中进行混合，将混合树脂通过吹塑法得到聚乙烯薄膜，配置在聚乙烯薄膜表面涂覆的混合溶液，配置比例为，在每100体积份溶液中分别加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纤维素钠、
0.01-5重量份聚乙烯醇，形成的混合溶液均匀涂覆到聚乙烯薄膜上，然后再将光触媒溶液涂覆在聚乙烯薄膜上，喷涂一侧作为头套的内表面既得。在上述制备方法中，所述的光触媒溶液是纳米二氧化钛光触媒溶液、纳米氧化锌光触媒溶液、纳米氧化锡光触媒溶液、纳米二氧化锆光触媒溶液、纳米硫化镉光触媒溶液中的一种或几种。优选为纳米二氧化钛光触媒溶液。所述的光触媒溶液的浓度为lg/L_50g/L,光触媒溶液在聚乙烯薄膜上的喷涂量为l_50g/m2。其中，低密度聚乙烯原料的熔融指数为2_6g/10min。氢氧化铝(Al(OH)3)颗粒粒径为5nm-8 u m,氢氧化镁(Mg (OH) 2)颗粒粒径为5nm_8 u m,纳米CaCO3粒径为5_900nm。其中，所述甘油脂肪酸酯为六聚甘油硬脂酸六酯、三聚甘油单硬脂酸酯、二聚甘油硬脂酸一倍半酯、三聚甘油油酸三酯、十聚甘油单月桂酸酯、六聚甘油单油酸酯、三聚甘油单油酸酯中的一种或几种，所述甘油脂肪酸酯的混合溶液在聚乙烯薄膜上的喷涂量为l_50ml/m2o在上述制备方法中，还可以加入淀粉。其中，所述淀粉为土豆淀粉、马铃薯淀粉、木薯粉、玉米淀粉、葛粉中的一种或几种，添加量为0. 01-0. 25重量份。本发明所述的重量份/体积份分别指g/ml。本材料中添加了氢氧化铝和氢氧化镁作为阻燃剂，兼具填充、阻燃、抑烟等多重功能，而且燃烧后的产物无毒无害，如遇明火，本材料比普通的聚乙烯燃烧速度慢，放热量少，并且能有效的降低有害气体的放出。在体系中还加入了 Dow Coming公司开发的D-CRM系列硅树脂微粉改性剂，这种改性剂在用于含大量非卤素类阻燃剂塑料体系中时，可有效减少热量及烟的释放，抑制烟的产生，增强冲击强度、改善体系的加工性能，并降低阻燃剂用量。纳米CaC03有较好的红外线阻透能力，可以在一定程度上防止由于红外线强烈的热效应对人体的伤害。综上将本材料加工成头套在发生火灾时可以减少烟雾进入人体的呼吸系统，降低面部周围的温度，从而达到自助急救的目的。同时，内表面涂有光触媒，使表面具有良好的亲水性，即使有水汽的 存在也可以使薄膜保持良好的透光性，而且可以有效的去除有害气体和微生物。由于硅树脂微粉改性剂加入到体系中本材料还具有一定的冲击强度，作为头罩在一定范围内可以作为支撑保护头部。由于本产品大量使用于公共场所，人员聚集处备用量会更大，为了保护环境并且使废弃或失效的产品方便回收我们在本材料中加入一定量的淀粉有利于生物降解。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。原料及试剂
权利要求
1.一种光触媒型防火防烟复合材料，其特征在于该材料包括如下原料 低密度聚乙烯(LDPE)树脂I重量份 氢氧化铝(Al (OH) 3)颗粒0. 05-0. 5重量份 氢氧化镁(Mg(OH)2)颗粒0. 05-0. 5重量份 纳米碳酸钙(CaCO3)颗粒0. 005-0. 09重量份 硅树脂微粉改性剂0. 001-0. 25重量份 其中，该材料所需涂覆两种溶液，一种为光触媒溶液；另一种为一种混合溶液，其配比关系为每100体积份溶液中分别加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纤维素钠、0. 01-5重量份聚乙烯醇。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，低密度聚乙烯原料的熔融指数为2_6g/10mino
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，氢氧化铝(Al(OH)3)颗粒粒径为5nm_8 u m。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，氢氧化镁(Mg(OH)2)颗粒粒径为5nm_8 u m。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，纳米CaCO3粒径为5-900nm。
6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述甘油脂肪酸酯为六聚甘油硬脂酸六酯、三聚甘油单硬脂酸酯、二聚甘油硬脂酸一倍半酯、三聚甘油油酸三酯、十聚甘油单月桂酸酯、六聚甘油单油酸酯、三聚甘油单油酸酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述甘油脂肪酸酯的混合溶液在聚乙烯薄膜上的喷涂量为l-50ml/m2。
8.根据权利要求1-7中任一所述的复合材料，其特征在于，所述的光触媒溶液为纳米二氧化钛光触媒溶液、纳米氧化锌光触媒溶液、纳米氧化锡光触媒溶液、纳米二氧化锆光触媒溶液、纳米硫化镉光触媒溶液中的一种或几种。
9.根据权利要求8所述的复合材料，其特征在于，所述的光触媒溶液是纳米二氧化钛光触媒溶液。
10.根据权利要求8所述的复合材料，其特征在于，所述的光触媒溶液的浓度为Ig/L_50g/L。
11.根据权利要求8所述的复合材料，其特征在于，所述光触媒溶液在聚乙烯薄膜上的喷涂量为l_50g/m2。
12.根据权利要求11所述的复合材料，其特征在于，加入淀粉。
13.根据权利要求12所述的复合材料，其特征在于，所述淀粉为土豆淀粉、马铃薯淀粉、木薯粉、玉米淀粉、葛粉中的一种或几种。
14.根据权利要求13所述的复合材料，其特征在于，所述淀粉的添加量为0.01-0. 25重量份。
15.根据权利要求1-11中任一所述的复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤 将低密度聚乙烯(LDPE)树脂、氢氧化铝(Al(OH)3)颗粒、氢氧化镁(Mg(OH)2)颗粒、纳米碳酸钙(CaCO3)颗粒和硅树脂微粉改性剂加入高速混合机中进行混合，将混合树脂通过吹塑法得到聚乙烯薄膜，配置在聚乙烯薄膜表面涂覆的混合溶液，配置比例为，在每100体积份溶液中分别加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纤维素钠、0. 01-5重量份聚乙烯醇，形成的混合溶液均匀涂覆到聚乙烯薄膜上，然后再将光触媒溶液涂覆在聚乙烯薄膜上既得。
16.根据权利要求15所述的复合材料的制备方法，其特征在于，加入淀粉。
17.根据权利要求16所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述淀粉为土豆淀粉、马铃薯淀粉、木薯粉、玉米淀粉、葛粉中的一种或几种。
18.根据权利要求16所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述淀粉的添加量为0.01-0. 25 重量份。
19.根据权利要求15所述的复合材料的制备方法，其特征在于， 低密度聚乙烯(LDPE)树脂I重量份 氢氧化铝(Al (OH)3)颗粒0. 05-0. 5重量份 氢氧化镁(Mg(OH)2)颗粒0. 05-0. 5重量份 纳米碳酸钙(CaCO3)颗粒0. 005-0. 09重量份 淀粉0.01-0. 25重量份 硅树脂微粉改性剂0. 001-0. 25重量份 A :将粒径为5nm-8iim、熔融指数为2_6g/10min的低密度聚乙烯(LDPE)树脂、粒径为5nm-8 ii m的氢氧化铝(Al(OH)3)颗粒、粒径为5nm_8 y m氢氧化镁(Mg(OH)2)颗粒、粒径为5-900nm纳米碳酸韩(CaCO3)颗粒、淀粉和娃树脂微粉改性剂加入高速混合机中进行混合；B :将混合树脂经过挤出机通过吹塑法得到聚乙烯薄膜； C :在每100体积分溶液中分别加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纤维素钠、0. 01-5重量份聚乙烯醇三溶液混合，形成的混合溶液涂覆到聚乙烯薄膜上，其中，甘油脂肪酸酯的混合溶液在聚乙烯薄膜上的喷涂量为l_50ml/m2 ； D :将浓度为lg/L-50g/L光触媒溶液涂覆在聚乙烯薄膜上既得，其中，光触媒溶液在聚乙烯薄膜上的喷涂量为l-50g/m2。
20.根据权利要求1-14中任一所述的防火防烟复合材料制成的头套，其特征在于光触媒溶液涂覆在聚乙烯薄膜上，喷涂一侧作为头套的内表面。
21.根据权利要求15-19中任一所述的复合材料制成的头套的制备方法，其特征在于光触媒溶液涂覆在聚乙烯薄膜上，喷涂一侧作为头套的内表面。
全文摘要
本发明提供一种光触媒型复合材料和头套及其制备方法，同时还提供了一种由其复合材料制成的防火防烟头罩。该复合材料由低密度聚乙烯(LDPE)树脂、氢氧化铝(Al(OH)3)颗粒、氢氧化镁(Mg(OH)2)颗粒、纳米碳酸钙(CaCO3)颗粒，其中，该材料所需涂覆两种溶液，一种为光触媒溶液；另一种为一种混合溶液，其配比关系为每100体积份溶液中分别加入0.1-10重量份甘油脂肪酸酯、0.1-15重量份羧甲基纤维素钠、0.01-5重量份聚乙烯醇。将光触媒溶液和混合溶液涂覆在聚乙烯薄膜上，喷涂一侧作为头罩的内表面。本材料具有一定的隔火防烟雾的性能，加工成头罩在发生火灾时可以减少烟雾进入人体的呼吸系统，降低面部周围的温度，减少热源对人体的危害，从而达到自助急救的目的。
文档编号C08L3/02GK103059370SQ20111032146
公开日2013年4月24日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者郁实, 郭姝, 陈卓 申请人:北京市理化分析测试中心