【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種阻燃材料，尤其涉及一種分子篩基阻燃材料及其制備方法。
技術介紹
1、在安防領域，特別是銀行專用鋼板防護墻，由于其特殊性，不僅需要具備較強的防爆、防盜性能，還需要具備較強的防火性能。例如申請號為：202223122677.1，專利名稱：一種鋼板墻模塊及防火隔熱鋼板防護墻，其內部采用的使常規的防火層涂料以及防火隔熱層，整體厚度較大，成本也會比較高，實際的防火性能不夠好。
2、而分子篩基阻燃材料是一類將分子篩與聚合物基體結合，通過提升材料的耐熱性、抑煙性和阻燃性能的復合材料。分子篩因其規則的微孔結構、較大的比表面積和優異的吸附性能，能夠在材料燃燒過程中發揮物理屏障和催化作用，減少熱量傳遞并促進炭化層形成。近年來，納米分子篩的應用使阻燃材料的性能進一步提升，具有更好的分散性和表面活性。此外，隨著環保要求的提高，分子篩基阻燃材料逐漸與無鹵環保阻燃劑結合，成為開發綠色、高效阻燃材料的重要方向，廣泛應用于電子電器、建筑材料等領域。
3、目前已開發的分子篩基阻燃材料主要包括分子篩與聚合物基體復合的各種材料，通常采用將分子篩與傳統阻燃劑(如磷系、氮系等)協同作用的方式，來增強阻燃效果。
4、1、分子篩/聚乙烯復合材料：通過在聚乙烯中添加分子篩，可以改善其熱穩定性和抑煙性能。分子篩的微孔結構在燃燒過程中形成物理屏障，阻礙熱量和氧氣傳遞，降低燃燒速率。
5、2、分子篩/聚丙烯復合材料：聚丙烯是一種常見的熱塑性材料，但其阻燃性較差，加入分子篩后，材料的耐熱性能和阻燃性顯著提高，并且分子篩
6、3、分子篩/環氧樹脂復合材料：環氧樹脂廣泛應用于電子電器和建筑領域。通過引入分子篩，環氧樹脂的熱穩定性和阻燃性大幅提升，且分子篩的存在有助于減少有毒煙霧的釋放。
7、4、納米分子篩基材料：納米化的分子篩因其更大的比表面積，表現出更好的阻燃效果。納米分子篩與聚合物基體的相容性更強，能顯著增強材料的機械性能和耐熱性。
8、盡管分子篩基阻燃材料在阻燃性能方面具有顯著優勢，但仍存在一些缺點和挑戰：
9、1、分散性不佳：分子篩在聚合物基體中的分散性較差，容易發生團聚，影響材料的均勻性。尤其在納米分子篩中，團聚問題更加突出，這會削弱其阻燃效果并降低復合材料的力學性能。
10、2、與基體相容性差：分子篩是無機材料，與有機聚合物基體的界面相容性較差，可能導致界面缺陷，進而影響材料的整體性能，如機械強度和韌性。需要對分子篩進行表面改性，以改善其與基體的結合。
11、3、加工難度大：分子篩基阻燃材料的加工工藝復雜，尤其是納米分子篩的使用要求精確的分散和復合工藝。材料的制備過程往往需要復雜的表面處理和添加步驟，增加了生產成本和難度。
12、4、材料脆性增加：分子篩在復合材料中的高含量可能導致材料的脆性增加，降低材料的韌性和耐沖擊性能，這在實際應用中限制了其使用范圍。
13、5、高成本：分子篩，特別是經過改性或納米化處理的分子篩，其生產成本較高，限制了其在一些成本敏感領域的大規模應用。制備高性能的分子篩基阻燃材料需要較昂貴的工藝，這增加了整體生產成本。
14、6、阻燃效率有限：盡管分子篩在某些方面表現優異，但其阻燃效率單獨使用時可能不及某些傳統的高效阻燃劑，如鹵素類阻燃劑。因此，通常需要與其他阻燃劑配合使用，才能達到理想的阻燃效果。
技術實現思路
1、本專利技術目的是提供一種分子篩基阻燃材料及其制備方法，通過使用該材料及方法，有效的提高了材料的熱穩定性、阻燃性及耐火性，還能夠減少有毒氣體和煙霧的產生。
2、為達到上述目的，本專利技術采用的技術方案是：一種分子篩基阻燃材料，包括中空分子篩及阻燃劑，所述中空分子篩為具有微孔的中空結構，所述阻燃劑被包覆或嵌入于所述中空分子篩的微孔及中空結構內和/或中空分子篩的晶體表面。
3、上述技術方案中，所述阻燃劑包括有機磷系阻燃劑、氫氧化鋁、氫氧化鎂或其他無機阻燃劑。
4、本專利技術還提供了一種中空分子篩的制備方法，用于制備上述的分子篩基阻燃材料中的中空分子篩，其步驟為：
5、s1、混合物的制備：所述混合物由硅源和結構導向劑制備而成；
6、s2、前驅體ⅰ的制備：將混合物水熱晶化，獲得前驅體ⅰ；
7、s3、煅燒：將前驅體ⅰ在空氣中煅燒；
8、s4、成品：將步驟s3中煅燒后的前驅體ⅰ在結構導向劑溶液中進行刻蝕，然后進行干燥，得到中空分子篩；
9、所述硅源包括硅溶膠、硅酸鈉、硅酸四乙酯中的一種或多種，所述結構導向劑包括四乙基氫氧化氨、四丙基氫氧化氨、四丁基氫氧化銨、四乙基氯化氨、四丙基氯化氨、四乙基溴化氨、四丙基溴化氨中的一種或多種。
10、上述技術方案中，所述混合物的制備步驟如下：
11、a1、將硅源與結構導向劑攪拌均勻，得到溶液ⅰ；
12、a2、溶液ⅰ中加入去離子水并攪拌，得到溶液，所述溶液為所述混合物；
13、所述步驟a1中，將硅源和結構導向劑混合后，在25℃下攪拌0.5h～2h，得到溶液ⅰ；
14、所述步驟a2中，在溶液ⅰ中加入去離子水，在25℃下攪拌0.5h～1h，得到溶液。
15、上述技術方案中，所述步驟s2中，將混合物在80℃～200℃的條件下水熱晶化8h～96h；
16、和/或，所述前驅體ⅰ在500℃～700℃的條件下煅燒4h～8h；
17、和/或，所述前驅體ⅰ在馬弗爐中以500℃～700℃的條件下煅燒4h～8h；
18、上述技術方案中，所述步驟s4中，包括如下步驟：
19、b1、將煅燒后的前驅體ⅰ與結構導向劑溶液混合進行刻蝕反應；
20、其中，在50℃～170℃的條件下攪拌刻蝕反應1h～48h；
21、b2、將刻蝕反應后的溶液通過離心或者過濾分離出分子篩；
22、b3、將分離出的分子篩用去離子水清洗，去除殘余的結構導向劑溶液和反應副產物；
23、b4、將b3中清洗之后的分子篩離心分離出固體，然后在60℃～90℃的烘箱中干燥，得到中空分子篩。
24、上述技術方案中，所述結構導向劑溶液為含有結構導向劑的溶液，含有結構導向劑的溶液的摩爾濃度為0.1m～2m，所述前驅體ⅰ與結構導向劑溶液的投料比為1g/10ml。
25、上述技術方案中，所述步驟b4中，固體在烘箱中干燥之后，再對中空分子篩進行焙燒，焙燒溫度在500℃～700℃，焙燒時間為1h～8h。
26、本專利技術還提供了一種分子篩基阻燃材料的制備方法，用于制備上述的分子篩基阻燃材料，其步驟為：
27、c1、將阻燃劑通過浸漬或溶解法引入到中空分子篩中，使阻燃劑部分吸附于所述中空分子篩的微孔內和/或表面；
28、c2、將含有阻燃劑的中空分子篩與晶化溶液混合，在120℃～18本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種分子篩基阻燃材料，其特征在于：包括中空分子篩及阻燃劑，所述中空分子篩為具有微孔的中空結構，所述阻燃劑被包覆或嵌入于所述中空分子篩的微孔及中空結構內和/或中空分子篩的晶體表面。
2.根據權利要求1所述的分子篩基阻燃材料，其特征在于：所述阻燃劑包括有機磷系阻燃劑、氫氧化鋁、氫氧化鎂或其他無機阻燃劑。
3.一種中空分子篩的制備方法，其特征在于：用于制備如權利要求1-2中任一項所述的分子篩基阻燃材料中的中空分子篩，其步驟為：
4.根據權利要求3所述的中空分子篩的制備方法，其特征在于：所述混合物的制備步驟如下：
5.根據權利要求3所述的中空分子篩的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中，將混合物在80℃～200℃的條件下水熱晶化8h～96h；
6.根據權利要求3所述的中空分子篩的制備方法，其特征在于：所述步驟S4中，包括如下步驟：
7.根據權利要求6所述的中空分子篩的制備方法，其特征在于：所述結構導向劑溶液為含有結構導向劑的溶液，含有結構導向劑的溶液的摩爾濃度為0.1M～2M，所述前驅體Ⅰ與結構導向劑溶液的投料比
8.根據權利要求6所述的中空分子篩的制備方法，其特征在于：所述步驟B4中，固體在烘箱中干燥之后，再對中空分子篩進行焙燒，焙燒溫度在500℃～700℃，焙燒時間為1h～8h。
9.一種分子篩基阻燃材料的制備方法，其特征在于：用于制備如權利要求1-2任一項所述的分子篩基阻燃材料，其步驟為：
10.根據權利要求9所述的分子篩基阻燃材料的制備方法，其特征在于：所述晶化溶液中添加有結構導向劑及堿性溶液；
...【技術特征摘要】
1.一種分子篩基阻燃材料，其特征在于：包括中空分子篩及阻燃劑，所述中空分子篩為具有微孔的中空結構，所述阻燃劑被包覆或嵌入于所述中空分子篩的微孔及中空結構內和/或中空分子篩的晶體表面。
2.根據權利要求1所述的分子篩基阻燃材料，其特征在于：所述阻燃劑包括有機磷系阻燃劑、氫氧化鋁、氫氧化鎂或其他無機阻燃劑。
3.一種中空分子篩的制備方法，其特征在于：用于制備如權利要求1-2中任一項所述的分子篩基阻燃材料中的中空分子篩，其步驟為：
4.根據權利要求3所述的中空分子篩的制備方法，其特征在于：所述混合物的制備步驟如下：
5.根據權利要求3所述的中空分子篩的制備方法，其特征在于：所述步驟s2中，將混合物在80℃～200℃的條件下水熱晶化8h～96h；
6.根據權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭喜，劉光莆，
申請(專利權)人：中蘇圓科技集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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