一種基于氣凝膠與納米水滑石協(xié)同增效的防火密封膠及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于氣凝膠與納米水滑石協(xié)同增效的防火密封膠，所述防火密封膠以硅酸鈉、聚異丁烯為基體膠，以納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂作為復(fù)合阻燃劑，以納米碳酸鈣作為填充劑，以改性氣凝膠與改性納米水滑石作為協(xié)同增效劑，并加入偶聯(lián)劑；所述改性氣凝膠是以硅/鋯復(fù)合氣凝膠顆粒為芯材，以聚合物作為壁材制得的改性氣凝膠；所述改性納米水滑石是在納米水滑石層間插入十二烷基磺酸根，并加入聚合物單體溶液進(jìn)行原位聚合改性制得。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了該防火密封膠的制備方法；本發(fā)明專利技術(shù)提供的防火密封膠，具有良好的密封性能、防火性能與力學(xué)性能，且制備簡(jiǎn)單。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于氣凝膠與納米水滑石協(xié)同增效的防火密封膠及其制備方法
：本專利技術(shù)涉及高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種基于氣凝膠與納米水滑石協(xié)同增效的防火密封膠及其制備方法。
技術(shù)介紹
：在建筑施工中，由于需要的功能和結(jié)構(gòu)的過程中，內(nèi)部具有大量的機(jī)械和電氣管道是縱橫交錯(cuò)在地板與墻之間的。因此，它導(dǎo)致地面和管道之間，或者墻壁與管道之前有許多孔隙。這些孔隙應(yīng)采取密封措施，一旦建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙霧會(huì)快速蔓延起來，迅速擴(kuò)大。防火密封膠是一種封堵用的密封材料，具有密封與防火的雙重性能。目前的防火密封膠很多，但是很難具有兼具有防火性能、力學(xué)性能均優(yōu)異的密封膠來滿足用戶的要求。因此高性能密封膠的發(fā)展迫在眉睫。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
：本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于氣凝膠與納米水滑石協(xié)同增效的防火密封膠；本專利技術(shù)采用改性氣凝膠與改性納米水滑石作為阻燃劑的協(xié)同增效劑，制得的密封膠不僅具有良好密封性能、防火性能，且力學(xué)性能佳。本專利技術(shù)還公開了該基于氣凝膠與納米水滑石協(xié)同增效的防火密封膠的制備方法，該方法操作簡(jiǎn)單，制備成本低。為更好的解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種基于氣凝膠與納米水滑石協(xié)同增效的防火密封膠，所述防火密封膠以硅酸鈉、聚異丁烯為基體膠，以納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂作為復(fù)合阻燃劑，以納米碳酸鈣作為填充劑，以改性氣凝膠與改性納米水滑石作為協(xié)同增效劑，并加入偶聯(lián)劑；所述改性氣凝膠是以硅/鋯復(fù)合氣凝膠為基體，并添加聚合物進(jìn)行交聯(lián)改性制得的改性氣凝膠；所述改性納米水滑石是在納米水滑石層間插入十二烷基磺酸根，并加入聚合物單體溶液進(jìn)行原位聚合改性制得。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述防火密封膠中各組分的用量以重量份計(jì)，分別為：硅酸鈉35～45份，聚異丁烯15～20份，納米氫氧化鋁3～5份，納米氫氧化鎂3～5份，納米碳酸鈣20～30份，改性氣凝膠1～3份，改性納米水滑石2～3份，偶聯(lián)劑0.5～1份。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述改性氣凝膠的制備方法具體為：首先將硅源、鋯源加入到無水乙醇、異丙醇的混合溶液中，然后滴加去離子水混合，混合均勻后向混合溶液中滴加鹽酸，調(diào)節(jié)混合溶液的pH至1～2；常溫下攪拌反應(yīng)1.5～3.5h，反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中緩慢滴加氨水，制得含硅/鋯濕凝膠；將含硅/鋯濕凝膠50～60℃水浴下老化后，將凝膠置于硅烷偶聯(lián)劑的乙醇中靜置處理1～4h，取出后進(jìn)行超臨界干燥，將干燥得到的氣凝膠加入到甲基丙烯酸甲酯的水溶液中，浸泡處理2～4h，加入過硫酸鉀，60～70℃下反應(yīng)2～3h，反應(yīng)結(jié)束自然冷卻至室溫，制得改性氣凝膠。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述硅源為硅酸四乙酯；所述鋯源為異丙醇鋯。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述硅源、鋯源、無水乙醇、異丙醇、去離子水的摩爾比為1:1:5:5:7。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述含硅/鋯濕凝膠、甲基丙烯酸甲酯、硅烷偶聯(lián)劑、過硫酸鉀的質(zhì)量比為1：(0.2～0.3)：(0.01～0.02)：0.001。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述改性納米水滑石的制備方法為：將納米水滑石粉末加入到十二烷基磺酸鈉的乙醇溶液中，超聲處理后，然后加入丙烯酸、丙烯酰胺，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，攪拌混合后，繼續(xù)加入過硫酸鉀作為引發(fā)劑，在60～80℃下反應(yīng)2～4h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫；過濾，將過濾得到的固體干燥后，研磨處理，制得改性納米水滑石。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述納米水滑石粉末、十二烷基磺酸鈉、丙烯酸、丙烯酰胺，N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、過硫酸鉀的質(zhì)量比為5：0.001：(0.8～1.2)：0.5:0.001：(0.001～0.003)。為了更好的解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：一種基于氣凝膠與納米水滑石協(xié)同增效的防火密封膠的制備方法，包括以下步驟：(1)將硅酸鈉、聚異丁烯加入到捏合機(jī)中進(jìn)行混合處理；然后加入偶聯(lián)劑、納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂、納米碳酸鈣，繼續(xù)混合處理，制得混合物料；(2)向上述混合物料中繼續(xù)加入改性氣凝膠、改性納米水滑石，攪拌混合均勻，制得防火密封膠。由于采用上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)具有以下有益效果：本專利技術(shù)提供的一種基于氣凝膠與納米水滑石協(xié)同增效的防火密封膠，以硅酸鈉、聚異丁烯為基體膠，以納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂作為復(fù)合阻燃劑，以納米碳酸鈣作為填充劑，以改性氣凝膠與改性納米水滑石作為協(xié)同增效劑，并加入偶聯(lián)劑；所述改性氣凝膠是以硅/鋯復(fù)合氣凝膠為基體，并添加聚合物進(jìn)行交聯(lián)改性制得的改性氣凝膠；所述改性納米水滑石是在納米水滑石層間插入十二烷基磺酸根，并加入聚合物單體溶液進(jìn)行原位聚合改性制得。納米氫氧化鎂、納米氫氧化鋁作為阻燃劑，在受熱后可以釋放結(jié)晶水，能夠有效吸收周圍熱量氣化，從而將可燃?xì)怏w進(jìn)行稀釋，從而達(dá)到阻燃的效果；而且其活性高，可以在阻燃物表面形成一層致密的碳化膜，進(jìn)一步阻燃。氣凝膠吸附性好，且活性大，具有良好的隔熱性能；而且氣凝膠的多孔結(jié)構(gòu)可以吸附納米氫氧化鎂、納米氫氧化鋁受熱釋放的結(jié)晶水，促進(jìn)金屬氧化物的產(chǎn)生，從而促進(jìn)被阻燃物表面碳化膜的形成。納米水滑石材料活性高，在受熱時(shí)會(huì)脫去層間水，吸收大量熱量，從而釋放出水蒸氣來稀釋可燃?xì)怏w，促進(jìn)被阻燃物表面碳化膜的形成；提高了密封膠的防火阻燃性能。本專利技術(shù)在制備防火密封膠的過程中，首先制備含鈦/鋯濕凝膠，然后老化后加入硅烷偶聯(lián)劑的乙醇溶液中進(jìn)行反應(yīng)；鈦/鋯凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中含有大量的活性基團(tuán)可與硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行有效結(jié)合，然后加入甲基丙烯酸甲酯，并加入引發(fā)劑進(jìn)行反應(yīng)，制得聚甲基丙烯酸甲酯改性的鈦/鋯氣凝膠；其分散性好，力學(xué)性能優(yōu)異。納米水滑石材料雖然性能優(yōu)異，但是其與基體膠的相容性不好；本專利技術(shù)首先在納米水滑石的層間插入十二烷基磺酸根，增大層間距離，然后加入到聚合物單體溶液中，在聚合物聚合的過程中，將納米水滑石進(jìn)行剝離處理，制得的改性水滑石材料分散性好，與基體的相容性好。本專利技術(shù)制得的密封膠不僅具有良好密封性能、防火性能，且力學(xué)性能佳。具體實(shí)施方式：下面通過實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)一步說明，實(shí)施例只用于解釋本專利技術(shù)，不會(huì)對(duì)本專利技術(shù)構(gòu)成任何的限定。實(shí)施例1一種基于氣凝膠與納米水滑石協(xié)同增效的防火密封膠，以重量份計(jì)，包括：硅酸鈉35份，聚異丁烯15份，納米氫氧化鋁3份，納米氫氧化鎂3份，納米碳酸鈣20份，改性氣凝膠1，改性納米水滑石2，偶聯(lián)劑0.5；其制備方法包括以下步驟：(1)首先將1mol硅酸四乙酯、1mol異丙醇鋯加入到5mol無水乙醇、5mol異丙醇的混合溶液中，然后滴加7mol去離子水混合，混合均勻后向混合溶液中滴加鹽酸，調(diào)節(jié)混合溶液的pH至1～2；常溫下攪拌反應(yīng)1.5h，反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中緩慢滴加氨水，制得含硅/鋯濕凝膠；將含硅/鋯濕凝膠50℃水浴下老化后，將10g老化后的凝膠置于含有0.1硅烷偶聯(lián)劑的乙醇中靜置處理1h，取出后進(jìn)行超臨界干燥，將干燥得到的氣凝膠加入到含有2g甲基丙烯酸甲酯的水溶液中，浸泡處理2h，加入0.01g過硫酸鉀，60℃下反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于氣凝膠與納米水滑石協(xié)同增效的防火密封膠，其特征在于：所述防火密封膠以硅酸鈉、聚異丁烯為基體膠，以納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂作為復(fù)合阻燃劑，以納米碳酸鈣作為填充劑，以改性氣凝膠與改性納米水滑石作為協(xié)同增效劑，并加入偶聯(lián)劑；所述改性氣凝膠是以硅/鋯復(fù)合氣凝膠為基體，并添加聚合物進(jìn)行交聯(lián)改性制得的改性氣凝膠；所述改性納米水滑石是在納米水滑石層間插入十二烷基磺酸根，并加入聚合物單體溶液進(jìn)行原位聚合改性制得。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于氣凝膠與納米水滑石協(xié)同增效的防火密封膠，其特征在于：所述防火密封膠以硅酸鈉、聚異丁烯為基體膠，以納米氫氧化鋁、納米氫氧化鎂作為復(fù)合阻燃劑，以納米碳酸鈣作為填充劑，以改性氣凝膠與改性納米水滑石作為協(xié)同增效劑，并加入偶聯(lián)劑；所述改性氣凝膠是以硅/鋯復(fù)合氣凝膠為基體，并添加聚合物進(jìn)行交聯(lián)改性制得的改性氣凝膠；所述改性納米水滑石是在納米水滑石層間插入十二烷基磺酸根，并加入聚合物單體溶液進(jìn)行原位聚合改性制得。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于氣凝膠與納米水滑石協(xié)同增效的防火密封膠，其特征在于：所述防火密封膠中各組分的用量以重量份計(jì)，分別為：硅酸鈉35～45份，聚異丁烯15～20份，納米氫氧化鋁3～5份，納米氫氧化鎂3～5份，納米碳酸鈣20～30份，改性氣凝膠1～3份，改性納米水滑石2～3份，偶聯(lián)劑0.5～1份。


3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于氣凝膠與納米水滑石協(xié)同增效的防火密封膠，其特征在于：所述改性氣凝膠的制備方法具體為：首先將硅源、鋯源加入到無水乙醇、異丙醇的混合溶液中，然后滴加去離子水混合，混合均勻后向混合溶液中滴加鹽酸，調(diào)節(jié)混合溶液的pH至1～2；常溫下攪拌反應(yīng)1.5～3.5h，反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系中緩慢滴加氨水，制得含硅/鋯濕凝膠；將含硅/鋯濕凝膠50～60℃水浴下老化后，將凝膠置于硅烷偶聯(lián)劑的乙醇中靜置處理1～4h，取出后進(jìn)行超臨界干燥，將干燥得到的氣凝膠加入到甲基丙烯酸甲酯的水溶液中，浸泡處理2～4h，加入過硫酸鉀，60～70℃下反應(yīng)2～3h，反應(yīng)結(jié)束自然冷卻至室溫，制得改性氣凝膠。


4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于氣凝膠與納米水滑石協(xié)同增效的防火密封膠，其特征在于：所述硅源為硅酸四乙酯；所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：范建康，徐志浩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海嗣高新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海;31