一种低温高效成瓷阻燃粉体及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种低温高效成瓷阻燃粉体及其制备方法与应用，涉及无机陶瓷阻燃粉体材料技术领域，本发明专利技术所述低温高效成瓷阻燃粉体包括硅酸盐及沉积在硅酸盐表面的钙、铝、硅无机化合物；并将所述低温高效成瓷阻燃粉体应用于陶瓷化阻燃复合材料的制备。本发明专利技术制备的低温高效成瓷阻燃粉体与聚合物复合而成的新型复合材料在400℃左右可以形成高强度且结构完整的陶瓷层，能耐1500℃高温，同时具备很好的阻燃性能。阻燃性能。阻燃性能。

【技术实现步骤摘要】
一种低温高效成瓷阻燃粉体及其制备方法与应用

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[0001]本专利技术涉及无机陶瓷阻燃粉体材料
，具体涉及一种低温高效成瓷阻燃粉体及其制备方法与应用。

技术介绍
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[0002]随着科技的发展、多领域对耐高温耐火、防火及烧蚀材料的需求不断提出新的要求，一方面需要较低的温度下能够形成陶瓷壳体，起到支撑和保护内部器件正常运行的作用；另一方面需要在更高的温度下能够抵抗高温或火焰的冲击烧蚀，保证设备器件能够不被损坏。因此低温高效成瓷粉体材料的制备及其与有机物复合而成的新型热失控耐高温复合材料的开发就尤为重要。
[0003]以可瓷化硅橡胶为代表的一类聚合物复合材料即是其中一种新型的耐热防护材料，在室温环境下具有聚合物优良的力学性能和耐腐蚀性，在高温环境或者失火情况下可以形成具有自支撑性能的陶瓷体，从而阻止火焰、热量及空气向材料内部蔓延，抑制聚合物分解而成的易燃气体向火焰层的扩散，达到阻燃防火隔热的作用。但普通硅橡胶的成瓷温度较高且成瓷强度较低，同时形成的陶瓷保护层结构完整性差，很难起到最佳的防护作用，因此市场上需要一种能够低温高效成瓷且能与聚合物材料配合使用达到更佳的高温或火焰保护性能的防护材料。

技术实现思路
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[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种低温高效成瓷阻燃粉体及其制备方法，该粉体与聚合物材料复合而成的新型复合材料在400℃左右可以形成高强度的陶瓷层，随着温度的升高，陶瓷强度随之升高，且陶瓷结构能保持完整，耐1500℃高温，同时具备很好的阻燃性能。
[0005]本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
[0006]本专利技术的目的之一是提供一种低温高效成瓷阻燃粉体，包括硅酸盐及沉积在硅酸盐表面的钙、铝、硅无机化合物。
[0007]本专利技术的目的之二是提供一种低温高效成瓷阻燃粉体的制备方法，采用溶胶凝胶法，包括以下步骤：
[0008](1)将钙源溶于第一溶剂中配成溶液A；
[0009](2)将铝源溶于第二溶剂中配成溶液或溶胶B；
[0010](3)将硅源溶于第三溶剂中配成溶液或溶胶C；
[0011](4)将硅酸盐溶于第四溶剂中配成硅酸盐浆料；
[0012](5)将硅酸盐浆料、溶液A、溶液或溶胶B、溶液或溶胶C加入反应釜中，并加入沉淀剂，搅拌，清洗、烘干、粉碎，所得粉体用表面活性剂进行进行表面改性，得到成瓷阻燃粉体。
[0013]本专利技术的目的之三是提供一种根据前述的制备方法得到的低温高效成瓷阻燃粉体。
[0014]本专利技术的目的之四是提供一种陶瓷化阻燃复合材料，包括聚合物和前述的低温高效成瓷阻燃粉体。
[0015]本专利技术的目的之五是提供前述的陶瓷化阻燃复合材料在航空航天、新能源、电线电缆、建筑材料、装饰材料、电子电器、信息和交通运输等
中的应用。
[0016]本专利技术的有益效果是：本专利技术制备的低温高效成瓷阻燃粉体与聚合物复合而成的新型复合材料在400℃左右可以形成高强度且结构完整的陶瓷层，能耐1500℃高温，同时具备很好的阻燃性能；另外该低温高效成瓷阻燃粉体的制备方法简便易行，重复性好，适用于工业化生产。
附图说明：
[0017]图1为原料硅灰石的SEM图；
[0018]图2为实施例1制得的成瓷阻燃粉体A的SEM图；
[0019]图3为实施例2制得的成瓷阻燃粉体B的SEM图；
[0020]图4为实施例3制得的成瓷阻燃粉体C的SEM图；
[0021]图5为实施例4制得的成瓷阻燃粉体D的SEM图。
具体实施方式：
[0022]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本专利技术。
[0023]本专利技术提供了一种低温高效成瓷阻燃粉体，包括硅酸盐及沉积在硅酸盐表面的钙、铝、硅无机化合物。
[0024]本专利技术还提供了一种低温高效成瓷阻燃粉体的制备方法，采用溶胶凝胶法，包括以下步骤：
[0025](1)将钙源溶于第一溶剂中配成溶液A；
[0026](2)将铝源溶于第二溶剂中配成溶液或溶胶B；
[0027](3)将硅源溶于第三溶剂中配成溶液或溶胶C；
[0028](4)将硅酸盐溶于第四溶剂中配成硅酸盐浆料；
[0029](5)将硅酸盐浆料、溶液A、溶液或溶胶B、溶液或溶胶C加入反应釜中，并加入沉淀剂，搅拌，清洗、烘干、粉碎，所得粉体用表面活性剂进行表面改性，得到成瓷阻燃粉体。
[0030]优选地，所述硅酸盐为钠长石、钾长石、硅灰石、云母石、滑石、凹凸棒土中的至少一种，进一步优选为硅灰石。
[0031]优选地，所述钙源为碳酸钙、碳酸氢钙、硝酸钙、次氯酸钙、氧化钙中的至少一种，进一步优选为碳酸氢钙。
[0032]优选地，所述铝源为勃姆石、硝酸铝、氢氧化铝、铝溶胶中的至少一种，进一步优选为铝溶胶。
[0033]优选地，所述硅源为正硅酸乙酯、硅溶胶中的至少一种，进一步优选为硅溶胶。
[0034]优选地，所述第一溶剂、第二溶剂、第三溶剂、第四溶剂为水或由水与有机溶剂组成的混合溶剂，进一步优选为水。
[0035]优选地，所述表面活性剂为γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
巯丙基三
甲氧基硅烷、硬脂酸中的至少一种；表面活性剂的添加量为粉体质量的0.5
‑
2％。
[0036]进一步优选地，表面活性剂为γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，添加量为粉体质量的1％。
[0037]优选地，所述钙源、铝源、硅源的质量比为(1～4):(1～4):(3～9)，钙源以氧化钙计，铝源以氧化铝计，硅源以二氧化硅计。
[0038]优选地，所述钙源、铝源、硅源的总包覆量在成瓷阻燃粉体中的比例为1～30％，进一步优选为5～15％，钙源以氧化钙计，铝源以氧化铝计，硅源以二氧化硅计。
[0039]优选地，所述沉淀剂为氨水或氨水与碳酸铵、碳酸钠、碳酸钾中的一种的组合。当钙源为碳酸氢钙时加入氨水生成碳酸钙沉淀；当钙源为硝酸钙、铝源为硝酸铝时加入碳酸铵或碳酸钠或碳酸钾生成碳酸钙沉淀，再加入氨水生成氢氧化铝沉淀；氨水的另一个作用是通过改变二氧化硅表面电荷，破坏体系的稳定性，使硅溶胶沉积下来。
[0040]优选地，所述搅拌的温度为40～80℃，时间为1
‑
3h。
[0041]本专利技术还提供了一种根据前述的制备方法得到的低温高效成瓷阻燃粉体。
[0042]本专利技术还提供了一种陶瓷化复合材料，包括聚合物和前述的低温高效成瓷阻燃粉体。
[0043]优选地，所述聚合物为聚氯乙烯、氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、硅橡胶、氟硅橡胶、乙丙橡胶、天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、氯醇橡胶、氟橡胶、全氟醚橡胶、聚烯烃、聚苯醚树脂、聚酰胺树脂、聚碳酸酯、环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、聚丙烯腈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温高效成瓷阻燃粉体，其特征在于：包括硅酸盐及沉积在硅酸盐表面的钙、铝、硅无机化合物。2.一种低温高效成瓷阻燃粉体的制备方法，其特征在于：采用溶胶凝胶法，包括以下步骤：(1)将钙源溶于第一溶剂中配成溶液A；(2)将铝源溶于第二溶剂中配成溶液或溶胶B；(3)将硅源溶于第三溶剂中配成溶液或溶胶C；(4)将硅酸盐溶于第四溶剂中配成硅酸盐浆料；(5)将硅酸盐浆料、溶液A、溶液或溶胶B、溶液或溶胶C加入反应釜中，并加入沉淀剂，搅拌，清洗、烘干、粉碎，所得粉体用表面活性剂进行表面改性，得到成瓷阻燃粉体。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述硅酸盐为钠长石、钾长石、硅灰石、云母石、滑石、凹凸棒土中的至少一种；所述钙源为碳酸钙、碳酸氢钙、硝酸钙、次氯酸钙、氧化钙中的至少一种；所述铝源为勃姆石、硝酸铝、氢氧化铝、铝溶胶中的至少一种；所述硅源为正硅酸乙酯、硅溶胶中的至少一种；所述钙源、铝源、硅源的质量比为(1～4):(1～4):(3～9)，钙源以氧化钙计，铝源以氧化铝计，硅源以二氧化硅计；所述钙源、铝源、硅源的总包覆量在成瓷阻燃粉体中的比例为1～30％，钙源以氧化钙计，铝源以氧化铝计，硅源以二氧化硅计。4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述第一溶剂、第二溶剂、第三溶剂、第四溶剂为水或由水与有机溶剂组成的混合溶剂。5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为γ<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王韶晖，辛乐，蒋学鑫，
申请(专利权)人：蚌埠壹石通聚合物复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：