【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料，具体涉及一种抗菌防水阻燃复合材料、制备方法及其在帐篷中的应用。
技术介绍
1、随着户外活动和探险旅游的普及，帐篷作为基本的户外装备，其性能要求日益提高。传统的帐篷材料虽然轻便且易于搭建，但在防水、阻燃和抗菌等方面存在局限性。雨水渗透、火灾隐患以及细菌和霉菌的滋生是户外活动中常见的风险。因此，开发一种集防水、阻燃和抗菌于一体的复合材料，对于提高帐篷的安全性和舒适性至关重要。
2、抗菌防水阻燃复合材料通常由基体材料（如聚合物）、抗菌剂、防水剂和阻燃剂组成。基体材料提供复合材料的基本物理性能，而添加剂则赋予材料特定的功能。抗菌剂能够抑制细菌、霉菌和藻类的生长，保持帐篷内部的卫生；防水剂能够降低材料的表面张力，使水珠无法在材料表面铺展，从而提高帐篷的防水性能；阻燃剂则可以减缓或阻止火焰的蔓延，提高帐篷的防火安全性。
3、制备方法方面，抗菌防水阻燃复合材料的制备通常涉及将基体材料与功能添加剂混合，通过熔融共混、溶液混合或原位聚合等方法制备。关键在于确保抗菌剂、防水剂和阻燃剂在基体材料中均匀分散，以实现最佳的性能表现。此外，制备过程中还需要考虑材料的成本效益、环境友好性和耐久性。
4、在帐篷应用中，抗菌防水阻燃复合材料的使用可以显著提升帐篷的性能。这种材料不仅能够提供更好的防护，减少因雨水、火灾和微生物污染带来的风险，还能够延长帐篷的使用寿命，提高其在各种恶劣环境下的稳定性和可靠性。此外，随着技术的进步，这类复合材料正逐渐向轻量化、多功能化和智能化方向发展，以满足更高标准的户外装备
5、中国专利技术专利cn118325324b公开了一种高耐热性户外帐篷用复合材料及其制备方法。高耐热性户外帐篷用复合材料由以下原料制成：含苯环的氟硅型热塑性聚氨酯弹性体75-85份、超支化聚醚酰亚胺环氧化合物15-25份、3,3'-二氨基-4,4'-二氟二苯砜3-5份、9,9-双(4-氨基苯基)芴1-3份、3,5-二氨基-1,2,4-三氮唑2-4份、4,4-氯甲酰基苯醚3-5份、2,6-吡啶二甲酰氯2-4份、催化剂2-4份、偶联剂3-5份、填料10-20份、抗氧剂0.8-1.5份、润滑剂1-2份、相容剂0.3-0.6份、环保增塑剂3-5份。尽管该复合材料耐热性高，耐候性和机械力学性能好，但是原料复杂，难以取得，成本太高，同时防水和抗菌性能均不佳。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种抗菌防水阻燃复合材料、制备方法及其在帐篷中的应用。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种抗菌防水阻燃复合材料，由以下重量份原料组成：50-100重量份聚氨酯、1-4重量份润滑剂、1-4重量份相容剂、2-5重量份山梨醇油酸脂聚氧乙烯醚、15-25重量份填料、8-12重量份功能助剂。
4、所述润滑剂为硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺、油酸酰胺中的至少一种。
5、所述相容剂为马来酸酐、丙烯酸和聚丙烯接枝马来酸酐中的至少一种。
6、所述填料为二氧化钛、氧化镧、碳酸钙、硅藻土、硅灰石中的任一种。
7、现有的帐篷中应用的抗菌防水阻燃复合材料在长时间的紫外线照射、极端气候条件和频繁使用下，其性能可能会逐渐下降，或者具有抗菌性能，但材料表面可能仍容易沾染污渍和灰尘，影响外观和清洁。因此，需要在抗菌防水阻燃的帐篷复合材料中添加性能较好的功能助剂，在达到抗菌、防水和阻燃的同事，提高帐篷使用寿命，能够适应各种复杂的户外环境，减少了火灾发生的风险，保障了使用者的安全。
8、所述功能助剂的制备方法如下：
9、将硅烷改性低聚物、双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、氢氧化钠、溶剂混合加热，再加入1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑继续搅拌，加入三乙胺和n,n-二甲基甲酰胺加热反应，得到功能助剂。
10、二氧化钛具有很高的化学稳定性，不易与其他化学物质反应，这使得帐篷材料在各种环境下都能保持性能稳定。可以有效的紫外线（uv）吸收剂，能够吸收和散射紫外线，保护帐篷材料不受紫外线的降解作用，延长帐篷的使用寿命；同时二氧化钛的光催化性质也能产生活性氧物种，这些物质能够杀死或抑制细菌、霉菌和藻类的生长，提供抗菌效果，因此采用二氧化钛作为填料为最佳选择。
11、在本专利技术中，添加了功能助剂可以有效提高帐篷的阻燃性能和防水性能，在阻燃性能方面：功能助剂中的硅烷改性低聚物和双(4-羧基苯基)苯基氧化膦作为阻燃剂在高温下能迅速形成稳定的炭层，隔绝氧气和热量，能够在燃烧过程中分解产生磷酸，催化成炭反应，形成致密的炭层，有效保护帐篷材料不被火焰穿透，减缓材料的热分解速度，1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑的加入可以降低材料的热释放速率，减少燃烧时产生的热量，从而降低火灾风险，从而提高帐篷的阻燃性能。在防水性能：全氟聚醚羧酸和硅烷偶联剂的加入，能够改变材料的表面性质，增加表面能，使水分子不易在材料表面铺展，通过硅烷偶联剂的接枝改性，增强了疏水层与基体材料之间的结合力，硅烷偶联剂中的丙烯酰氧基与材料表面的羟基反应，形成疏水层，增强帐篷的防水性能、防水层的耐久性和耐水洗性。
12、优选的，所述功能助剂的制备方法如下：
13、将全氟聚醚羧酸、氢氟醚混合搅拌；再加入乙二酰氯加热反应；再加入n,n-二甲基甲酰胺、硅烷偶联剂，在室温下搅拌，得到硅烷改性低聚物；
14、将双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、氢氧化钠、溶剂混合加热搅拌反应，再加入1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑，继续搅拌，得到阻燃剂；
15、将上述硅烷改性低聚物、上述阻燃剂、三乙胺和n,n-二甲基甲酰胺，加热反应，得到功能助剂。
16、具体的反应机理：s1：将全氟聚醚羧酸与溶剂氢氟醚混合，形成均匀的溶液，加入乙二酰氯（一种酰化剂）加入到上述溶液中，在50-70℃下，乙二酰氯与全氟聚醚羧酸发生酰化反应，形成酰胺键，通过减压蒸馏，移除反应溶剂氢氟醚，得到中间产物，再加入含有硅烷偶联剂加入到反应体系中，能够与全氟聚醚羧酸的末端基团反应，形成硅烷改性低聚物。
17、s2：以双(4-羧基苯基)苯基氧化膦与氢氧化钠反应，形成盐，加入1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑作为交联剂，与上述盐反应，形成具有阻燃效果的化合物。
18、s3：将硅烷改性低聚物与阻燃剂混合，形成均匀的溶液，三乙胺作为催化剂，促进硅烷改性低聚物与阻燃剂之间的反应，燥得到最终的功能助剂。
19、在上述机理中，硅烷偶联剂在该制备过程中起到关键的桥梁作用，其含有的活性基团（如丙烯酰氧基、羧基烯丙酰胺基、三乙氧基硅烷基等）能够与全氟聚醚羧酸和阻燃剂中的相应基团反应，形成稳定的化学键。这种改性不仅提高了材料的表面性能，如防水性和阻燃性，还增强了材料的机械性能和耐久性。
20、本专利技术制备出的功能助剂能够赋予复合材料以优异的防水和阻燃性能，同时保持材料的其他物理性能，这对于提高帐篷等户外装备的性能至关重要。
21、进本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗菌防水阻燃复合材料，其特征在于，由以下重量份原料组成：50-100重量份聚氨酯、1-4重量份润滑剂、1-4重量份相容剂、2-5重量份山梨醇油酸脂聚氧乙烯醚、15-25重量份填料、8-12重量份功能助剂。
2.如权利要求1所述的抗菌防水阻燃复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺、油酸酰胺中的至少一种。
3.如权利要求1所述的抗菌防水阻燃复合材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐、丙烯酸和聚丙烯接枝马来酸酐中的至少一种。
4.如权利要求1所述的抗菌防水阻燃复合材料，其特征在于，所述填料为二氧化钛、氧化镧、碳酸钙、硅藻土、硅灰石中的任一种。
5.如权利要求1所述的抗菌防水阻燃复合材料，其特征在于，所述功能助剂的制备方法如下：
6.如权利要求5所述的抗菌防水阻燃复合材料，其特征在于，
7.如权利要求6所述的抗菌防水阻燃复合材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为N-(3-丙烯酰氧基-2-羟丙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-[3-羧基烯丙酰胺基]丙基三乙氧基硅烷、[3-(三乙氧基硅烷基)丙基]
8.如权利要求6所述的抗菌防水阻燃复合材料，其特征在于，所述溶剂由水和N,N-二甲基甲酰胺组成。
9.如权利要求1-8任一项所述的抗菌防水阻燃复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚氨酯、润滑剂、相容剂、山梨醇油酸脂聚氧乙烯醚、填料、功能助剂投入密炼机中进行密炼，挤出造粒，即得抗菌防水阻燃复合材料。
10.如权利要求1-8任一项所述的抗菌防水阻燃复合材料在帐篷中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种抗菌防水阻燃复合材料，其特征在于，由以下重量份原料组成：50-100重量份聚氨酯、1-4重量份润滑剂、1-4重量份相容剂、2-5重量份山梨醇油酸脂聚氧乙烯醚、15-25重量份填料、8-12重量份功能助剂。
2.如权利要求1所述的抗菌防水阻燃复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸锌、乙撑双硬脂酰胺、油酸酰胺中的至少一种。
3.如权利要求1所述的抗菌防水阻燃复合材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐、丙烯酸和聚丙烯接枝马来酸酐中的至少一种。
4.如权利要求1所述的抗菌防水阻燃复合材料，其特征在于，所述填料为二氧化钛、氧化镧、碳酸钙、硅藻土、硅灰石中的任一种。
5.如权利要求1所述的抗菌防水阻燃复合材料，其特征在于，所述功能助剂的制备方法如下：
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：黄勇，高华，李荣浩，高嘉伟，
申请(专利权)人：山东茂华塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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