一種阻燃抑煙材料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種阻燃抑煙材料及其制備方法，屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域，材料中二價(jià)金屬離子和三價(jià)金屬離子的摩爾比為1.3:1?1.7:1，其中，二價(jià)金屬離子為Mg2+，三價(jià)金屬離子為摩爾比為14:1?18:1的Al3+和Ce3+；制備時(shí)將鎂鹽、鋁鹽、鈰鹽溶解于去離子水中得到溶液A，將NaOH和Na2CO3溶解于去離子水中得到溶液B，用溶液B調(diào)節(jié)溶液A的pH值為7.5?8后，置于140℃下熱處理10~12h，將沉淀過(guò)濾、洗滌、干燥、壓片、篩分，得到阻燃抑煙材料；本發(fā)明制備成本低，過(guò)程簡(jiǎn)單，條件要求低，材料具有類(lèi)水滑石結(jié)構(gòu)，比表面積大，阻燃抑煙效果好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種阻燃抑煙材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種阻燃抑煙材料及其制備方法，屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車(chē)，航空航天等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)阻燃劑和抑制煙氣的無(wú)機(jī)型材料的需 求越來(lái)越迫切。
[0003] 由于無(wú)機(jī)型的阻燃劑和抑煙材料是填料型的，毒性低，在樹(shù)脂中添加量大，往往會(huì) 不同程度的影響材料的加工性能和機(jī)械性能。
[0004] 類(lèi)水滑石與其他無(wú)機(jī)阻燃劑相比，在獲得優(yōu)良的阻燃效果的同時(shí)，還能夠抑制煙 霧，并且材料無(wú)毒性，無(wú)腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，即阻燃和消煙同時(shí)具備，是一種環(huán)境友好型綠色材 料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種阻燃抑煙材料，所述材料中二價(jià)金屬離子和三價(jià)金屬 離子的摩爾比為1.3:1-1.7:1，其中，二價(jià)金屬離子為Mg 2+，三價(jià)金屬離子為Al3+、Ce3+，Al3+ 和Ce 3+的摩爾比為14:1-18:1。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供所述阻燃抑煙材料的制備方法，具體包括以下步驟： (1) 按照摩爾比為Al3+: Ce3+=H: 1-18:1的比例，將鋁鹽和鈰鹽溶于去離子水，得到三價(jià) 金屬溶液； (2) 按照Mg2+與三價(jià)金屬離子的摩爾比為1.3:1-1.7 :1的比例，將鎂鹽加入步驟（1)得 到的三價(jià)金屬溶液中，得到溶液A; (3) 按照NaOH與Na2CO3的摩爾比為1.2:1 -2:1的比例，將NaOH和Na2CO3溶解于去離子水 中，得到溶液B; (4) 邊攪拌邊將溶液B以0.5 mL/s-1. OmL/s的速度滴加溶液A中，調(diào)整溶液A的pH值為 7.5-8，繼續(xù)攪拌得懸濁液，將懸濁液置于105-160°(：溫度下處理10-1211; (5) 將步驟(4)的懸濁液過(guò)濾，水洗濾餅至洗滌液pH=7,將濾餅在60-KKTC干燥8-12h; (6) 將步驟(5)得到的濾餅壓片、篩分，得到阻燃抑煙材料。
[0007] 所述鋁鹽為硝酸鋁和/或氯化鋁。
[0008] 所述鈰鹽為硝酸鈰。
[0009] 所述鎂鹽為硝酸鎂和/或氯化鎂。
[0010] 本發(fā)明所述材料具類(lèi)水滑石結(jié)構(gòu)，而此類(lèi)結(jié)構(gòu)是典型的層狀結(jié)構(gòu)，比表面積大，能 夠吸附大量煙氣;材料制備成本低，過(guò)程簡(jiǎn)單，條件要求低。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所制備材料的XRD圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于所 述內(nèi)容。
[0013] 實(shí)施例1 本實(shí)施例所述阻燃抑煙材料中二價(jià)金屬離子和三價(jià)金屬離子的摩爾比為1.3:1，其中， 二價(jià)金屬離子為Mg2+，三價(jià)金屬離子為摩爾比為14: U^Al3IPCe3'
[0014] 本實(shí)施例所述阻燃抑煙材料的制備方法，具體包括以下步驟： (1) 按照摩爾比為Al3+:Ce3+=14:l的比例，將Al(NO3) 3 · 9H20、AlCl3、Ce(N03)3 · 6H20溶 解于去離子水，其中Al(NO3)3 · 9H20和AlCl3的摩爾比為2:1，充分溶解后，得到三價(jià)金屬溶 液； (2) 按照Mg2+與三價(jià)金屬離子的摩爾比為1.3:1的比例，將Mg(NO3)2 · 6H20加入步驟（1) 得到的三價(jià)金屬溶液中，充分溶解，得到溶液A; (3) 按照NaOH與Na2CO3的摩爾比為1.2:1的比例，將NaOH和Na2CO 3溶解于去離子水中，得 到溶液B; (4) 邊攪拌邊將溶液B以0.5mL/s的速度滴加到溶液A中，調(diào)整溶液A的pH=7.5，繼續(xù)攪拌 得懸濁液，然后將懸濁液置于水浴溫度為140°C條件下處理I Ih; (5) 將步驟(4)中的懸濁液過(guò)濾，去離子水洗滌濾餅至洗滌液pH=7，將濾餅在100°C溫度 下干燥8h; (6) 將步驟(5)得到的濾餅壓片、篩分，得到阻燃抑煙材料。
[0015] 實(shí)施例1所得材料進(jìn)行XRD檢測(cè)，圖中，在2Θ=11°，23°，35°，39°，47°和61°處 的特征峰所對(duì)應(yīng)的（003)，（006)，（009)，（015)，（018)和（110)，這是典型的類(lèi)水滑 石結(jié)構(gòu)，即得出本實(shí)施例所得材料具有類(lèi)水滑石結(jié)構(gòu)。
[0016] 本實(shí)施例所制備的材料通過(guò)BET分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所制備材料的比表面積為 88·41m2/g〇
[0017] 實(shí)施例2 本實(shí)施例所述阻燃抑煙材料中二價(jià)金屬離子和三價(jià)金屬離子的摩爾比為1.7:1，其中， 二價(jià)金屬離子為Mg2+，三價(jià)金屬離子為摩爾比為16:1的Al3IPCe3'
[0018] 本實(shí)施例提供所述阻燃抑煙材料的制備方法，具體包括以下步驟： (1) 按照摩爾比為Al3+:Ce3+=16:l的比例，將AlCl3Xe(NO 3)3 · 6H20溶解于去離子水，充 分溶解，得到三價(jià)金屬溶液； (2) 按照Mg2+與三價(jià)金屬離子的摩爾比為1.7:1的比例，將Mg(NO3)2 · 6H20加入步驟（1) 得到的三價(jià)金屬溶液中，充分溶解，得到溶液A; (3) 按照NaOH與Na2CO3的摩爾比為2:1的比例，將NaOH和Na2CO 3溶解于去離子水中，得到 溶液B; (4) 邊攪拌邊將溶液B以0.8mL/s的速度滴加到溶液A中，調(diào)整溶液A的pH=8，繼續(xù)攪拌得 懸濁液，然后將懸濁液置于水浴溫度為105°C條件下處理12h; (5) 將步驟(4)中的懸濁液過(guò)濾，去離子水洗滌濾餅至洗滌液pH=7,將濾餅在90°C溫度 下干燥IOh; (6)將步驟(5)得到的濾餅壓片、篩分，得到阻燃抑煙材料。
[0019] 實(shí)施例3 本實(shí)施例所述阻燃抑煙材料中二價(jià)金屬離子和三價(jià)金屬離子的摩爾比為1.5:1，其中， 二價(jià)金屬離子為Mg2+，三價(jià)金屬離子為摩爾比為18:1的Al3IPCe3'
[0020] 本實(shí)施例所述阻燃抑煙材料的制備方法，具體包括以下步驟： (1) 按照摩爾比為Al3+:Ce3+=18:l，將Al(NO3)3 · 9H20Xe(NO3)3 · 6H20溶解于去離子水， 充分溶解，得到三價(jià)金屬溶液； (2) 按照Mg2+與三價(jià)金屬離子的摩爾比為1.5:1，將摩爾比為2:1的Mg Cl2和Mg(NO3)2 · 6H20混合后加入步驟(1)得到的三價(jià)金屬溶液中，充分溶解，得到溶液A; (3) 按照NaOH與Na2CO3的摩爾比為1.5:1，將NaOH和Na2CO 3溶解于去離子水中，得到溶液 B； (4) 邊攪拌邊將溶液B以lmL/s的速度滴加到溶液A中，調(diào)整溶液A的pH=7.8，繼續(xù)攪拌得 懸濁液，然后將懸濁液置于水浴溫度為160°C條件下處理IOh; (5) 將步驟(4)中的懸濁液過(guò)濾，去離子水洗滌濾餅至洗滌液pH=7，將濾餅在60°C干燥 12h； (6) 將步驟(5)得到的濾餅壓片、篩分，得到阻燃抑煙材料。
[0021] 實(shí)施例4 本實(shí)施例所述阻燃抑煙材料中二價(jià)金屬離子和三價(jià)金屬離子的摩爾比為1.6:1，其中， 二價(jià)金屬離子為Mg2+，三價(jià)金屬離子為摩爾比為15:1的Al3IPCe3'
[0022] 本實(shí)施例所述阻燃抑煙材料的制備方法，具體包括以下步驟： (1) 按照摩爾比為Al3+:Ce3+=15:l，將Al(NO3)3 · 9H20、AlCl3、Ce(N03)3 · 6H20溶解于去 離子水，其中Al(NO3)3 · 9H20和AlCl3的摩爾比為1:3，充分溶解，得到三價(jià)金屬溶液； (2) 按照Mg2+與三價(jià)金屬離子的摩爾比為1.6:1，將摩爾比為1:4的Mg Cl2和Mg(NO3)2 · 6H20混合后加入步驟(1)得到的三價(jià)金屬溶液中，充分溶解，得到溶液A; (3) 按照NaOH與Na2CO3的摩爾比為1.8:1，將NaOH和Na2CO 3溶解于去離子水中，得到溶液 B； (4) 邊攪拌邊將溶液B以lmL/s的速度滴加到溶液A中，調(diào)整溶液A的pH=7.5，繼續(xù)攪拌得 懸濁液，然后將懸濁液置于水浴溫度為150°C條件下處理IOh; (5) 將步驟(4)中的懸濁液過(guò)濾，去離子水洗滌濾餅至洗滌液pH=7，將濾餅在80°C干燥 15h； (6) 將步驟(5)得到的濾餅壓片、篩分，得到阻燃抑煙材料。
[0023] 對(duì)以上實(shí)施例所得材料進(jìn)行阻燃和抑煙效果測(cè)試，實(shí)驗(yàn)方案如下： (1) 將所制備的材料在空氣下點(diǎn)燃，觀察其燃燒情況； (2) 使用極限氧指數(shù)測(cè)試儀測(cè)試材料燃燒性能； (3) 使用煙密度測(cè)試箱測(cè)試其抑煙效果。
[0024] 將實(shí)施例1、2、3、4所制備的材料在空氣中點(diǎn)燃觀察發(fā)現(xiàn)，材料均不燃燒，在極限氧 指數(shù)測(cè)試儀內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，因?yàn)閷?shí)施例1、2、3、4所制備的材料在空氣中不燃燒，空氣的氧指數(shù) 為22,當(dāng)氧指數(shù)增加到83、88、81，79時(shí)，實(shí)施例1、2、3、4所制備的材料燃燒，而氧指數(shù)大于27 屬難燃材料，可以說(shuō)明該實(shí)施例1、2、3、4所制備的材料具有很好的阻燃性能。
[0025]將實(shí)施例1、2、3、4所制備的材料通過(guò)煙密度測(cè)試箱后，煙密度分別為85，82，88，89 所對(duì)應(yīng)的煙密度等級(jí)分別為72，72，72，72，小于75，參照GBT20284-2006標(biāo)準(zhǔn)，屬于Bl級(jí)材 料，符合抑煙材料的要求。
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【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種阻燃抑煙材料，其特征在于:材料中二價(jià)金屬離子和三價(jià)金屬離子的摩爾比為 1.3:1-1.7:1，其中，二價(jià)金屬離子為1% 2+，三價(jià)金屬離子為413+、(^3+，八13+和(^ 3+的摩爾比 為 14:卜18:1〇2. 權(quán)利要求1所述的阻燃抑煙材料的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟： (1) 按照摩爾比為Al3+:Ce3+=14:l-18:l的比例，將鋁鹽和鈰鹽溶于去離子水，得到三價(jià) 金屬溶液； (2) 按照Mg2+與三價(jià)金屬離子的摩爾比為1.3:1-1.7:1的比例，將鎂鹽加入步驟（1)得到 的三價(jià)金屬溶液中，得到溶液A; (3) 按照NaOH與Na2C03的摩爾比為1.2 :1 -2:1的比例，將NaOH和Na2C03溶解于去離子水 中，得到溶液B; (4) 邊攪拌邊將溶液B以0.5 mL/s-1. OmL/s的速度滴加溶液A中，調(diào)整溶液A的pH值為 7.5-8，繼續(xù)攪拌得懸濁液，將懸濁液置于105-160°(：溫度下處理10-1211; (5) 將步驟(4)的懸濁液過(guò)濾，水洗濾餅至洗滌液?!1=7，將濾餅在60-100°(：干燥8-1211; (6) 將步驟(5)得到的濾餅壓片、篩分，得到阻燃抑煙材料。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻燃抑煙材料的制備方法，其特征在于：所述鋁鹽為硝酸鋁 和/或氯化鋁。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻燃抑煙材料的制備方法，其特征在于:所述鈰鹽為硝酸鈰。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻燃抑煙材料的制備方法，其特征在于：所述鎂鹽為硝酸鎂 和/或氯化鎂。
【文檔編號(hào)】C01F17/00GK106006705SQ201610363501
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日
【發(fā)明人】湯立紅, 郭惠斌, 李凱, 寧平, 包雙友, 朱婷婷, 金旭, 張秀英
【申請(qǐng)人】昆明理工大學(xué)