本发明涉及聚合物材料阻燃,特别涉及一种高防火性pu泡沫复合材料制作方法及pu泡沫阻燃结构。
背景技术:
1、聚氨酯(pu)泡沫自从面世以后,因其固有性能的优异性,广泛地应用于航空、电子、建筑、家具等领域。通常情况下pu泡沫是无毒的,但其高度易燃,在燃烧以后,会产生剧毒气体氰化物,有毒气体co,no2等,对人民生命财产造成了严重的威胁,因此赋予pu泡沫的高阻燃性,从源头上解决其火灾风险,具有重要的科学与应用意义。
2、传统的阻燃方式为本体阻燃,在pu泡沫制备原料中添加阻燃成分实现阻燃。并根据是否参与发泡反应的化学过程,本体阻燃又分为反应型阻燃和添加型阻燃。然而本体阻燃的制作过程复杂,阻燃成分易迁出,并且存在恶化pu泡沫本身固有的优异阻燃性能等。
3、近年来,在本体阻燃之后,研发出了一种表面阻燃方式实现阻燃效果。其凭借工艺简单、对材料固有性能影响较小的特点受到了人们的广泛关注。经研究表明,pu泡沫的燃烧始于表面,火焰在表面蔓延速度远大于纵向燃烧的速度。相较于本体阻燃(添加型阻燃、反应型阻燃)只有表面燃烧的部分起到阻燃作用,表面阻燃涂层的利用率会更高、且在燃烧情况下对pu泡沫的形状保持地更加完整。
4、尽管对比在聚合物材料内部构筑阻燃防线,表面阻燃存在诸多优势,但表面阻燃想要更多地应用于工程领域,仍然存在着一定的进步空间,如涂层的高阻燃性取决于阻燃成分的含量,往往需要足够多的组装层数,实际操作起来工艺复杂耗时等等。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是提供一种高防火性pu泡沫复合材料制备方法及pu泡沫阻燃结构,旨在解决现有技术中表面阻燃方式受成分含量影响,导致阻燃效果较差的技术问题。
2、为实现上述目的,本发明提出一种高防火性pu泡沫复合材料制作方法,所述高防火性pu泡沫复合材料制作方法包括:
3、a:将基材在质子化溶液中浸泡第一预设时长;
4、b:将所述基材在所述负离子沉积溶液中浸泡第二预设时长;
5、c:将所述基材在所述正离子沉积溶液中浸泡所述第二预设时长;
6、d:按照预设次数重复执行的b、c的步骤;
7、e:对所述基材进行烘干。
8、可选地,步骤a之前,还包括以下步骤:
9、向预设容量的乙酸中添加预设质量分数的壳聚糖;
10、将所述乙酸溶液与所述壳聚糖搅拌均匀,以制备得到所述质子化溶液;
11、其中,所述乙酸的浓度为0.5mol/l~1.5mol/l。
12、可选地,所述预设容量为20ml~30ml,所述预设质量分数为1%~3%。
13、可选地,步骤a之后,还包括:
14、将浸泡后的所述基材在常温环境下进行干燥第三预设时长;
15、其中,所述第一预设时长与所述第三预设时长均为15min~45min。
16、可选地,步骤b之前,还包括以下步骤:
17、b1:向去离子水中添和聚丙烯酸,并搅拌以制备得到paa溶液;
18、b2:向所述paa溶液中添加第一阻燃物质,并搅拌以制备得到所述负离子沉积溶液;
19、步骤c之前,还包括以下步骤:
20、c1:向去离子水中添加聚乙烯亚胺,并搅拌以制备得到pei溶液;
21、c2:向所述pei溶液中添加第二阻燃物质,并搅拌以制备得到所述正离子沉积溶液;
22、其中,所述pei溶液与所述paa溶液的质量百分比为0.1wt~0.5wt;所述聚乙烯亚胺的浓度为0.15wt%~0.45wt%,所述聚乙烯亚胺的浓度为0.15wt%~0.45wt%。
23、可选地,所述第一阻燃物质的质量百分比为所述paa溶液质量百分比的两倍,所述第二阻燃物质的质量百分比为所述pei溶液质量百分比的两倍。
24、可选地,步骤b2包括:
25、向所述paa溶液中添加第一阻燃物质并搅拌;
26、对所述paa溶液与所述第一阻燃物质震荡第四预设时长,以制备得到所述负离子沉积溶液;
27、步骤c2包括:
28、向所述pei溶液中添加第二阻燃物质并搅拌;
29、对所述pei溶液与所述第二阻燃物质震荡所述第四预设时长,以制备得到所述负离子沉积溶液。
30、可选地,步骤b之后还包括:
31、f:使用去离子水对浸泡后的所述基材进行第一次清洗;
32、步骤c之后还包括:
33、g:使用去离子水对浸泡后的所述基材进行第二次清洗;
34、步骤d包括:
35、按照预设次数重复执行的b、f、g、c的步骤。
36、可选地,将步骤e中的所述第二预设时长替换为第五预设时长,其中,所述第二预设时长大于所述第五预设时长。
37、此外,为解决上述问题,本发明还提出了一种pu泡沫阻燃结构,所述pu泡沫阻燃结构通过如上述高防火性pu泡沫复合材料制作方法制备而成。
38、本发明技术方案利用逐层静电自组装方法,通过来回在所述负离子沉积溶液和所述正离子沉积溶液中浸泡。简化工艺步骤,提高制备效率。且利用各聚电解质与各阻燃成分之间的性质,实现了阻燃成分在基材上高效负载的前提下,一定程度上提升了pu泡沫抗压缩性能以及隔热性能,最终在维持pu泡沫固有优异性能的前提下,解决了其在工程应用上低阻燃性的难题。
1.一种高防火性pu泡沫复合材料制作方法,其特征在于,所述高防火性pu泡沫复合材料制作方法包括:
2.根据权利要求1所述的高防火性pu泡沫复合材料制作方法,其特征在于,步骤a之前,还包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的高防火性pu泡沫复合材料制作方法,其特征在于,所述预设容量为20ml~30ml,所述预设质量分数为1%~3%。
4.根据权利要求1所述的高防火性pu泡沫复合材料制作方法,其特征在于,步骤a之后,还包括:
5.根据权利要求1所述的高防火性pu泡沫复合材料制作方法,其特征在于,步骤b之前,还包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的高防火性pu泡沫复合材料制作方法,其特征在于,所述第一阻燃物质的质量百分比为所述paa溶液质量百分比的两倍,所述第二阻燃物质的质量百分比为所述pei溶液质量百分比的两倍。
7.根据权利要求5所述的高防火性pu泡沫复合材料制作方法,其特征在于,步骤b2包括:
8.根据权利要求1所述的高防火性pu泡沫复合材料制作方法,其特征在于,步骤b之后还包括:
9.根据权利要求1~8中任一项所述的高防火性pu泡沫复合材料制作方法,其特征在于,将步骤e中的所述第二预设时长替换为第五预设时长,其中,所述第二预设时长大于所述第五预设时长。
10.一种pu泡沫阻燃结构,其特征在于,所述pu泡沫阻燃结构通过如权利要求1~9中任一项所述高防火性pu泡沫复合材料制作方法制备而成。
