專利名稱：一種光觸媒型隔火防煙霧復(fù)合材料及其頭套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料，特別涉及一種光觸媒型隔火防煙霧復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段城市的人口密度逐漸增大，居住以及辦公等公共場所多為高層建筑，人員大量聚集，一旦發(fā)生公共安全緊急事件人員不易疏散，極易造成嚴(yán)重的后果。這種情況下公共安全應(yīng)當(dāng)備受關(guān)注。在高層建筑中火災(zāi)的發(fā)生是一大安全隱患，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)火焰的蔓延需要一段時(shí)間，人們在逃生過程中被火直接燒死的占很少一部分，大部分是由于燃燒產(chǎn)生大量濃煙進(jìn)入人體，導(dǎo)致窒息死亡。目前，市場上防火防毒頭套多為硬質(zhì)，耐高溫的材料組成，當(dāng)遇火溫較高時(shí)容易變形，且市場上的聚乙烯燃燒速度快，放熱量大，不能有效降低廢氣的排出。而防煙性面罩大多通過活性炭來過濾，但是較為笨重，還有部分頭套采用碳纖維濾片，雖然減輕重量，但是耐火性較差，且成本較高。因此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的各種缺點(diǎn)，市場急需一種能同時(shí)具備防火性能和防煙性能都高的頭套，能在特殊場合使人們得到有效保護(hù)。本發(fā)明針對火災(zāi)時(shí)煙霧對人體的傷害，制備出一種含有光觸媒的隔火防煙霧復(fù)合材料，經(jīng)過簡單的加工后形成簡易的頭套，可以在火災(zāi)發(fā)生時(shí)幫助人們在一定時(shí)間內(nèi)自助急救。這種含有光觸媒的材料可以使人避免吸入大量的煙霧和有害氣體，在一定范圍內(nèi)防止燒傷和燙傷，從而贏得逃生時(shí)間，減少傷亡
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于公開一種光觸媒型復(fù)合材料及其制備方法，同時(shí)還公開了一種由其復(fù)合材料制成的隔火防煙頭套。本發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)—種光觸媒型隔火防煙復(fù)合材料，該材料包括如下原料低密度聚乙烯(LDPE)樹脂I重量份氫氧化鋁(Al (OH) 3)顆粒0. 05-0. 5重量份氫氧化鎂(Mg (OH) 2)顆粒0. 05-0. 5重量份納米碳酸鈣(CaCO3)顆粒0. 005-0. 09重量份
硅樹脂微粉改性劑0. 001-0. 25重量份其中，該材料所需涂覆兩種溶液，一種為光觸媒溶液；另一種為一種混合溶液,其配比關(guān)系為每100體積份溶液中分別加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纖維素鈉、0. 01-5重量份聚乙烯醇。在上述原料中，所述的光觸媒溶液是納米二氧化鈦光觸媒溶液、納米氧化鋅光觸媒溶液、納米氧化錫光觸媒溶液、納米二氧化鋯光觸媒溶液、納米硫化鎘光觸媒溶液中的一種或幾種，優(yōu)選為納米二氧化鈦光觸媒溶液。所述的光觸媒溶液的濃度為lg/L-50g/L，光觸媒溶液在聚乙烯薄膜上的噴涂量為l_50g/m2。其中，低密度聚乙烯原料的熔融指數(shù)為2-6g/10min。氫氧化鋁(Al(OH)3)顆粒粒徑為5nm-8 u m,氫氧化鎂(Mg (OH) 2)顆粒粒徑為5nm_8 u m,納米CaCO3粒徑為5_900nm。所述甘油脂肪酸酯為六聚甘油硬脂酸六酯、三聚甘油單硬脂酸酯、二聚甘油硬脂酸一倍半酯、三聚甘油油酸三酯、十聚甘油單月桂酸酯、六聚甘油單油酸酯、三聚甘油單油酸酯中的一種或幾種，所述甘油脂肪酸酯的混合溶液在聚乙烯薄膜上的噴涂量為l_50ml/m2。在上述原料中，還可以加入淀粉。其中，所述淀粉為土豆淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯粉、玉米淀粉、葛粉中的一種或幾種，添加量為0. 01-0. 25重量份。一種光觸媒型隔煙防火復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟低密度聚乙烯(LDPE)樹脂I重量份氫氧化鋁(Al (OH) 3)顆粒0. 05-0. 5重量份氫氧化鎂(Mg (OH) 2)顆粒0. 05-0. 5重量份納米碳酸鈣(CaCO3)顆粒0. 005-0. 09重量份
硅樹脂微粉改性劑0. 001-0. 25重量份將低密度聚乙烯(LDPE)樹脂、氫氧化鋁(Al(OH)3)顆粒、氫氧化鎂(Mg(OH)2)顆粒、納米碳酸鈣(CaCO3)顆粒和硅樹脂微粉改性劑加入高速混合機(jī)中進(jìn)行混合，將混合樹脂通過吹塑法得到聚乙烯薄膜。配置在聚乙烯薄膜表面涂覆的混合溶液，配置比例為，在每100體積份溶液中分別加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纖維素鈉、
0.01-5重量份聚乙烯醇，形成的混合溶液均勻涂覆到聚乙烯薄膜表面上，然后再將光觸媒溶液涂覆在聚乙烯薄膜上既得。在上述制備方法中，所述的光觸媒溶液是納米二氧化鈦光觸媒溶液、納米氧化鋅光觸媒溶液、納米氧化錫光觸 媒溶液、納米二氧化鋯光觸媒溶液、納米硫化鎘光觸媒溶液中的一種或幾種。優(yōu)選為納米二氧化鈦光觸媒溶液。所述的光觸媒溶液的濃度為lg/L-50g/L，光觸媒溶液在聚乙烯薄膜上的噴涂量為l_50g/m2。其中，低密度聚乙烯原料的熔融指數(shù)為2_6g/10min。氫氧化鋁(Al(OH)3)顆粒粒徑為5nm-8 u m,氫氧化鎂(Mg (OH) 2)顆粒粒徑為5nm_8 u m,納米CaCO3粒徑為5_900nm。所述甘油脂肪酸酯為六聚甘油硬脂酸六酯、三聚甘油單硬脂酸酯、二聚甘油硬脂酸一倍半酯、三聚甘油油酸三酯、十聚甘油單月桂酸酯、六聚甘油單油酸酯、三聚甘油單油酸酯中的一種或幾種，所述甘油脂肪酸酯的混合溶液在聚乙烯薄膜上的噴涂量為l_50ml/m2。在上述原制備方法中，還可以加入淀粉。其中，所述淀粉為土豆淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯粉、玉米淀粉、葛粉中的一種或幾種，添加量為0. 01-0. 25重量份。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案中，所述制備方法包括如下步驟低密度聚乙烯(LDPE)樹脂I重量份氫氧化鋁(Al (OH) 3)顆粒0. 05-0. 5重量份氫氧化鎂(Mg (OH) 2)顆粒0. 05-0. 5重量份納米碳酸鈣(CaCO3)顆粒0. 005-0. 09重量份淀粉0. 01-0. 25重量份硅樹脂微粉改性劑0. 001-0. 25重量份A :將熔融指數(shù)為2-6g/10min的低密度聚乙烯(LDPE)樹脂、粒徑為5nm_8 u m的氫氧化鋁(Al(OH)3)顆粒、粒徑為5nm-8iim氫氧化鎂(Mg(OH)2)顆粒、粒徑為5_900nm納米碳酸鈣(CaCO3)顆粒、淀粉和硅樹脂微粉改性劑加入高速混合機(jī)中進(jìn)行混合；B :將混合樹脂經(jīng)過擠出機(jī)通過吹塑法得到聚乙烯薄膜；C :配置在聚乙烯薄膜表面涂覆的混合溶液，配置比例為，在每100體積分溶液中分別加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纖維素鈉、0.01-5重量份聚乙烯醇，形成的混合溶液涂覆到聚乙烯薄膜表面上，其中，甘油脂肪酸酯的混合溶液在聚乙烯薄膜上的噴涂量為l_50ml/m2 ；D :將濃度為lg/L_50g/L光觸媒溶液涂覆在聚乙烯薄膜上既得，其中，光觸媒溶液在聚乙烯薄膜上的噴涂量為l_50g/m2?！N隔煙防火頭套，其材料包括如下原料低密度聚乙烯(LDPE)樹脂I重量份氫氧化鋁(Al (OH) 3)顆粒0. 05-0. 5重量份氫氧化鎂(Mg (OH) 2)顆粒0. 05-0. 5重量份納米碳酸鈣(CaCO3)顆粒0. 005-0. 09重量份

硅樹脂微粉改性劑0. 001-0. 25重量份其中，該材料所需涂覆兩種溶液，一種為光觸媒溶液；另一種為一種混合溶液,其配比關(guān)系為每100體積份溶液中分別加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纖維素鈉、0. 01-5重量份聚乙烯醇。在上述原料中，所述的光觸媒溶液是納米二氧化鈦光觸媒溶液、納米氧化鋅光觸媒溶液、納米氧化錫光觸媒溶液、納米二氧化鋯光觸媒溶液、納米硫化鎘光觸媒溶液中的一種或幾種。優(yōu)選為納米二氧化鈦光觸媒溶液。所述的光觸媒溶液的濃度為lg/L_50g/L，光觸媒溶液在聚乙烯薄膜上的噴涂量為l_50g/m2。其中，低密度聚乙烯原料的熔融指數(shù)為2_6g/10min。氫氧化鋁(Al(OH)3)顆粒粒徑為5nm-8 u m,氫氧化鎂(Mg (OH) 2)顆粒粒徑為5nm_8 u m,納米CaCO3粒徑為5_900nm。所述甘油脂肪酸酯為六聚甘油硬脂酸六酯、三聚甘油單硬脂酸酯、二聚甘油硬脂酸一倍半酯、三聚甘油油酸三酯、十聚甘油單月桂酸酯、六聚甘油單油酸酯、三聚甘油單油酸酯中的一種或幾種，所述甘油脂肪酸酯的混合溶液在聚乙烯薄膜上的噴涂量為l_50ml/m2。在上述原料中，還可以加入淀粉。其中，所述淀粉為土豆淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯粉、玉米淀粉、葛粉中的一種或幾種，添加量為0. 01-0. 25重量份。一種光觸媒型隔煙防火頭套的制備方法，該方法包括如下步驟低密度聚乙烯(LDPE)樹脂I重量份氫氧化鋁(Al (OH) 3)顆粒0. 05-0. 5重量份氫氧化鎂(Mg (OH) 2)顆粒0. 05-0. 5重量份納米碳酸鈣(CaCO3)顆粒0. 005-0. 09重量份硅樹脂微粉改性劑0. 001-0. 25重量份將低密度聚乙烯(LDPE)樹脂、氫氧化鋁(Al(OH)3)顆粒、氫氧化鎂(Mg(OH)2)顆粒、納米碳酸鈣(CaCO3)顆粒和硅樹脂微粉改性劑加入高速混合機(jī)中進(jìn)行混合，將混合樹脂通過吹塑法得到聚乙烯薄膜，配置在聚乙烯薄膜表面涂覆的混合溶液，配置比例為，在每100體積份溶液中分別加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纖維素鈉、
0.01-5重量份聚乙烯醇，形成的混合溶液均勻涂覆到聚乙烯薄膜上，然后再將光觸媒溶液涂覆在聚乙烯薄膜上，噴涂一側(cè)作為頭套的內(nèi)表面既得。在上述制備方法中，所述的光觸媒溶液是納米二氧化鈦光觸媒溶液、納米氧化鋅光觸媒溶液、納米氧化錫光觸媒溶液、納米二氧化鋯光觸媒溶液、納米硫化鎘光觸媒溶液中的一種或幾種。優(yōu)選為納米二氧化鈦光觸媒溶液。所述的光觸媒溶液的濃度為lg/L_50g/L,光觸媒溶液在聚乙烯薄膜上的噴涂量為l_50g/m2。其中，低密度聚乙烯原料的熔融指數(shù)為2_6g/10min。氫氧化鋁(Al(OH)3)顆粒粒徑為5nm-8 u m,氫氧化鎂(Mg (OH) 2)顆粒粒徑為5nm_8 u m,納米CaCO3粒徑為5_900nm。其中，所述甘油脂肪酸酯為六聚甘油硬脂酸六酯、三聚甘油單硬脂酸酯、二聚甘油硬脂酸一倍半酯、三聚甘油油酸三酯、十聚甘油單月桂酸酯、六聚甘油單油酸酯、三聚甘油單油酸酯中的一種或幾種，所述甘油脂肪酸酯的混合溶液在聚乙烯薄膜上的噴涂量為l_50ml/m2o在上述制備方法中，還可以加入淀粉。其中，所述淀粉為土豆淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯粉、玉米淀粉、葛粉中的一種或幾種，添加量為0. 01-0. 25重量份。本發(fā)明所述的重量份/體積份分別指g/ml。本材料中添加了氫氧化鋁和氫氧化鎂作為阻燃劑，兼具填充、阻燃、抑煙等多重功能，而且燃燒后的產(chǎn)物無毒無害，如遇明火，本材料比普通的聚乙烯燃燒速度慢，放熱量少，并且能有效的降低有害氣體的放出。在體系中還加入了 Dow Coming公司開發(fā)的D-CRM系列硅樹脂微粉改性劑，這種改性劑在用于含大量非鹵素類阻燃劑塑料體系中時(shí)，可有效減少熱量及煙的釋放，抑制煙的產(chǎn)生，增強(qiáng)沖擊強(qiáng)度、改善體系的加工性能，并降低阻燃劑用量。納米CaC03有較好的紅外線阻透能力，可以在一定程度上防止由于紅外線強(qiáng)烈的熱效應(yīng)對人體的傷害。綜上將本材料加工成頭套在發(fā)生火災(zāi)時(shí)可以減少煙霧進(jìn)入人體的呼吸系統(tǒng)，降低面部周圍的溫度，從而達(dá)到自助急救的目的。同時(shí)，內(nèi)表面涂有光觸媒，使表面具有良好的親水性，即使有水汽的 存在也可以使薄膜保持良好的透光性，而且可以有效的去除有害氣體和微生物。由于硅樹脂微粉改性劑加入到體系中本材料還具有一定的沖擊強(qiáng)度，作為頭罩在一定范圍內(nèi)可以作為支撐保護(hù)頭部。由于本產(chǎn)品大量使用于公共場所，人員聚集處備用量會(huì)更大，為了保護(hù)環(huán)境并且使廢棄或失效的產(chǎn)品方便回收我們在本材料中加入一定量的淀粉有利于生物降解。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述，給出的實(shí)施例僅為了闡明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。原料及試劑
權(quán)利要求
1.一種光觸媒型防火防煙復(fù)合材料，其特征在于該材料包括如下原料 低密度聚乙烯(LDPE)樹脂I重量份 氫氧化鋁(Al (OH) 3)顆粒0. 05-0. 5重量份 氫氧化鎂(Mg(OH)2)顆粒0. 05-0. 5重量份 納米碳酸鈣(CaCO3)顆粒0. 005-0. 09重量份 硅樹脂微粉改性劑0. 001-0. 25重量份 其中，該材料所需涂覆兩種溶液，一種為光觸媒溶液；另一種為一種混合溶液，其配比關(guān)系為每100體積份溶液中分別加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纖維素鈉、0. 01-5重量份聚乙烯醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，低密度聚乙烯原料的熔融指數(shù)為2_6g/10mino
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，氫氧化鋁(Al(OH)3)顆粒粒徑為5nm_8 u m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，氫氧化鎂(Mg(OH)2)顆粒粒徑為5nm_8 u m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，納米CaCO3粒徑為5-900nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述甘油脂肪酸酯為六聚甘油硬脂酸六酯、三聚甘油單硬脂酸酯、二聚甘油硬脂酸一倍半酯、三聚甘油油酸三酯、十聚甘油單月桂酸酯、六聚甘油單油酸酯、三聚甘油單油酸酯中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述甘油脂肪酸酯的混合溶液在聚乙烯薄膜上的噴涂量為l-50ml/m2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述的光觸媒溶液為納米二氧化鈦光觸媒溶液、納米氧化鋅光觸媒溶液、納米氧化錫光觸媒溶液、納米二氧化鋯光觸媒溶液、納米硫化鎘光觸媒溶液中的一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述的光觸媒溶液是納米二氧化鈦光觸媒溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述的光觸媒溶液的濃度為Ig/L_50g/L。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述光觸媒溶液在聚乙烯薄膜上的噴涂量為l_50g/m2。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的復(fù)合材料，其特征在于，加入淀粉。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述淀粉為土豆淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯粉、玉米淀粉、葛粉中的一種或幾種。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述淀粉的添加量為0.01-0. 25重量份。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一所述的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 將低密度聚乙烯(LDPE)樹脂、氫氧化鋁(Al(OH)3)顆粒、氫氧化鎂(Mg(OH)2)顆粒、納米碳酸鈣(CaCO3)顆粒和硅樹脂微粉改性劑加入高速混合機(jī)中進(jìn)行混合，將混合樹脂通過吹塑法得到聚乙烯薄膜，配置在聚乙烯薄膜表面涂覆的混合溶液，配置比例為，在每100體積份溶液中分別加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纖維素鈉、0. 01-5重量份聚乙烯醇，形成的混合溶液均勻涂覆到聚乙烯薄膜上，然后再將光觸媒溶液涂覆在聚乙烯薄膜上既得。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，加入淀粉。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述淀粉為土豆淀粉、馬鈴薯淀粉、木薯粉、玉米淀粉、葛粉中的一種或幾種。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述淀粉的添加量為0.01-0. 25 重量份。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于， 低密度聚乙烯(LDPE)樹脂I重量份 氫氧化鋁(Al (OH)3)顆粒0. 05-0. 5重量份 氫氧化鎂(Mg(OH)2)顆粒0. 05-0. 5重量份 納米碳酸鈣(CaCO3)顆粒0. 005-0. 09重量份 淀粉0.01-0. 25重量份 硅樹脂微粉改性劑0. 001-0. 25重量份 A :將粒徑為5nm-8iim、熔融指數(shù)為2_6g/10min的低密度聚乙烯(LDPE)樹脂、粒徑為5nm-8 ii m的氫氧化鋁(Al(OH)3)顆粒、粒徑為5nm_8 y m氫氧化鎂(Mg(OH)2)顆粒、粒徑為5-900nm納米碳酸韓(CaCO3)顆粒、淀粉和娃樹脂微粉改性劑加入高速混合機(jī)中進(jìn)行混合；B :將混合樹脂經(jīng)過擠出機(jī)通過吹塑法得到聚乙烯薄膜； C :在每100體積分溶液中分別加入0. 1-10重量份甘油脂肪酸酯、0. 1-15重量份羧甲基纖維素鈉、0. 01-5重量份聚乙烯醇三溶液混合，形成的混合溶液涂覆到聚乙烯薄膜上，其中，甘油脂肪酸酯的混合溶液在聚乙烯薄膜上的噴涂量為l_50ml/m2 ； D :將濃度為lg/L-50g/L光觸媒溶液涂覆在聚乙烯薄膜上既得，其中，光觸媒溶液在聚乙烯薄膜上的噴涂量為l-50g/m2。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一所述的防火防煙復(fù)合材料制成的頭套，其特征在于光觸媒溶液涂覆在聚乙烯薄膜上，噴涂一側(cè)作為頭套的內(nèi)表面。
21.根據(jù)權(quán)利要求15-19中任一所述的復(fù)合材料制成的頭套的制備方法，其特征在于光觸媒溶液涂覆在聚乙烯薄膜上，噴涂一側(cè)作為頭套的內(nèi)表面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光觸媒型復(fù)合材料和頭套及其制備方法，同時(shí)還提供了一種由其復(fù)合材料制成的防火防煙頭罩。該復(fù)合材料由低密度聚乙烯(LDPE)樹脂、氫氧化鋁(Al(OH)3)顆粒、氫氧化鎂(Mg(OH)2)顆粒、納米碳酸鈣(CaCO3)顆粒，其中，該材料所需涂覆兩種溶液，一種為光觸媒溶液；另一種為一種混合溶液，其配比關(guān)系為每100體積份溶液中分別加入0.1-10重量份甘油脂肪酸酯、0.1-15重量份羧甲基纖維素鈉、0.01-5重量份聚乙烯醇。將光觸媒溶液和混合溶液涂覆在聚乙烯薄膜上，噴涂一側(cè)作為頭罩的內(nèi)表面。本材料具有一定的隔火防煙霧的性能，加工成頭罩在發(fā)生火災(zāi)時(shí)可以減少煙霧進(jìn)入人體的呼吸系統(tǒng)，降低面部周圍的溫度，減少熱源對人體的危害，從而達(dá)到自助急救的目的。
文檔編號C08L3/02GK103059370SQ20111032146
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者郁實(shí), 郭姝, 陳卓 申請人:北京市理化分析測試中心