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    一种 强度 阻燃 建筑
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    摘要
    申请专利号:

    CN201610768566.8

    申请日:

    2016.08.30

    公开号:

    CN106337287A

    公开日:

    2017.01.18

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):D06N 3/00申请日:20160830|||公开
    IPC分类号: D06N3/00; D06N3/04 主分类号: D06N3/00
    申请人: 海宁杰特玻纤布业有限公司
    发明人: 竺林; 沈海平
    地址: 314407 浙江省嘉兴市海宁市周王庙镇华锦路16号
    优先权:
    专利代理机构: 嘉兴永航专利代理事务所(普通合伙) 33265 代理人: 侯兰玉
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610768566.8

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2019.01.29|||2017.02.15|||2017.01.18

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种复合材料的生产方法,具体涉及一种高强度阻燃建筑膜材的生产方法。本发明针对目前国内产品阻燃能力差、强度较低的现状,提供满足功能要求、耐久性好与经济的阻燃膜材,在提高现有产品的质量的同时,开发具有高强度、高阻燃性等特点的高强度阻燃建筑膜材。一种高强度阻燃建筑膜材,该膜材以超细玻璃纤维纱线编织而成的玻璃纤维布作为基布,在玻璃纤维基布上涂覆第一聚四氟乙烯(PTFE)树脂层,在第一PTFE树脂层上涂覆第二PTFE树脂层,在第二PTFE树脂层上涂覆第三PTFE树脂层,在第三PTFE树脂层上涂覆第四PTFE树脂层,在第四PTFE树脂层上涂覆第五PTFE树脂层。

    权利要求书

    1.一种高强度阻燃建筑膜材,其特征在于该膜材以超细玻璃纤维纱线编织而成的玻璃
    纤维布作为基布,在玻璃纤维基布上涂覆第一聚四氟乙烯(PTFE)树脂层,在第一PTFE树脂
    层上涂覆第二PTFE树脂层,在第二PTFE树脂层上涂覆第三PTFE树脂层,在第三PTFE树脂层
    上涂覆第四PTFE树脂层,在第四PTFE树脂层上涂覆第五PTFE树脂层;所述第一、第二、第三、
    第四、第五PTFE树脂层厚度为0.01~0.02mm;
    所述第一PTFE树脂层中PTFE含量为45-55 wt %;和
    所述第二PTFE树脂层中PTFE含量为40-50 wt %;和
    所述第三PTFE树脂层中PTFE含量为35-50 wt %;和
    所述第四PTFE树脂层中PTFE含量为30-45 wt %;和
    所述第五PTFE树脂层中PTFE含量为30-40 wt %;
    所述第一PTFE树脂层中包含含氮硼酸酯类化合物;
    所述第一PTFE树脂层中包含磷酸酯类化合物或多种磷酸酯类化合物的混合物,其在第
    一PTFE树脂层中的含量为2-10wt%。
    2.根据权利要求1所述的一种高强度阻燃建筑膜材,其特征在于,所述的磷酸酯类化合
    物为烷基磷酸酯类化合物,所述的烷基磷酸酯类化合物或多种磷酸酯类化合物的混合物为
    磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、磷酸二甲苯酯、磷酸二甲苯二苯酯中的
    一种或多种的混合物。
    3.根据权利要求1所述的一种高强度阻燃建筑膜材,其特征在于,所述的含氮硼酸酯类
    化合物,其在第一PTFE树脂层中的含量为1-10wt%。
    4.根据权利要求1所述的一种高强度阻燃建筑膜材,其特征在于,含氮硼酸酯类化合物
    为三乙醇胺硼酸酯。
    5.根据权利要求1所述的一种高强度阻燃建筑膜材,其特征在于,对第一PTFE树脂层进
    行浸扎、干燥、烘培工艺后,在氮气氛中进行烧结工艺。
    6.根据权利要求1所述的一种高强度阻燃建筑膜材,其特征在于,在第五PTFE树脂层上
    涂覆第六PTFE树脂层,所述第六PTFE树脂层厚度为0.01-0.02mm,所述第六PTFE树脂层中
    PTFE含量为30-40 wt %。
    7.根据权利要求6所述的一种高强度阻燃建筑膜材,其特征在于,在第六PTFE树脂层上
    涂覆第七PTFE树脂层,所述第七PTFE树脂层厚度为0.01-0.02mm,所述第七PTFE树脂层中
    PTFE含量为30-40 wt %。
    8.根据权利要求7所述的一种高强度阻燃建筑膜材,其特征在于,在第七PTFE树脂层上
    涂覆第八PTFE树脂层,所述第八PTFE树脂层厚度为0.01-0.02mm,所述第八PTFE树脂层中
    PTFE含量为30-40 wt %。
    9.根据权利要求8所述的一种高强度阻燃建筑膜材,其特征在于,所述第二、第三、第
    四、第五、第六、第七、第八PTFE树脂层中的1层或多层包含2-10wt%的磷酸酯类化合物。

    说明书

    一种高强度阻燃建筑膜材

    技术领域

    本发明涉及一种复合材料的生产方法,具体涉及一种高强度阻燃建筑膜材的生产
    方法。

    技术背景

    新型膜结构复合材料是近年来建筑结构中发展起来的一种新形式,膜结构在国外
    已逐渐应用于体育建筑、商场、展览中心、交通服务设施等大型公共建筑中,已成为结构设
    计选型中的一个主要方案。目前的膜结构建筑大多应用以高强涤纶织物为基布,表面涂覆
    PVC树脂的PVC建筑膜材,但PVC膜材在防火性、耐老化性、自洁性等方面的劣势使其寿命在
    15年以下。由于PVC膜材的易燃性,以及昂贵的维护及清洗费用,使性能优异的PTFE建筑膜
    材逐渐被青睐,其采用以超细玻璃纤维织物为基布,表面涂覆PTFE树脂,使PTFE膜材既能充
    分发挥玻璃纤维高强等力学性能方面的优势,又能发挥聚四氟乙烯耐老化、自洁性等物理
    特性的优势,尤其在防火方面表现出其优越性。

    玻璃纤维在拉丝过程中,为减少对纤维的磨损、提高纤维单丝的集束性,需要采用
    浸润剂对纤维进行处理。含有浸润剂的无碱玻纤不利于与有机物质的界面连接,影响复合
    材料的强度。目前去除浸润剂的方法主要是热处理法,在高温下使玻纤表面的浸润剂分解、
    碳化或燃烧而脱除。但经过热处理法脱除表面浸润剂的玻璃纤维织物由于失去浸润剂的保
    护,导致力学性能大幅降低。氮化硼可以弥补玻璃纤维表面的缺陷,同时耐高温、抗氧化,可
    提高玻璃纤维的强度,另外氮化硼还可以提高玻璃纤维和有机树脂之间的界面结合力,提
    高力学性能。而含氮的硼酸酯类化合物在320-400℃氮气氛中可热解生产氮化硼。

    同时,随着国家对建筑防火安全的要求不断加强,膜结构材料作为在公共场所使
    用较多的蓬盖材料,其阻燃性能需达到国标A级标准。用于涂覆玻璃纤维的有机物质中,聚
    四氟乙烯是一种很好的阻燃材料,其分子式为:

    虽然分子中的稳定的烯良好的化学稳定性和耐高温性能,但
    在长时间处于高温环境中时,还会裂解产生副产物氟光气等剧毒物质。磷酸酯膨胀型助燃
    剂是以P、N、C等元素为主要成分的复合阻燃剂,具有阻燃效果好、低烟、低毒等特点。经改性
    的膜材在受热时,磷酸酯类复合阻燃剂膨胀吸热,可减少对聚四氟乙烯中C-F键的热冲击,
    阻止了氧原子取代氟原子;磷酸酯在受热燃烧时分解为磷酸和聚磷酸,不仅可以捕获树脂
    燃烧过程中产生的活泼自由基,同时也可以脱水成炭,在材料表面形成具有隔热效果的膨
    胀炭层,从而提高阻燃性能。

    发明内容

    本发明提供一种高强度阻燃建筑膜材,使该膜材具有强度高、阻燃性高等特点。

    为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

    一种高强度阻燃建筑膜材,该膜材以超细玻璃纤维纱线编织而成的玻璃纤维布作
    为基布,在玻璃纤维基布上涂覆第一聚四氟乙烯(PTFE)树脂层,在第一PTFE树脂层上涂覆
    第二PTFE树脂层,在第二PTFE树脂层上涂覆第三PTFE树脂层,在第三PTFE树脂层上涂覆第
    四PTFE树脂层,在第四PTFE树脂层上涂覆第五PTFE树脂层;所述第一、第二、第三、第四、第
    五PTFE树脂层厚度为0.01~0.02mm;

    所述第一PTFE树脂层中PTFE含量为45-55wt%;和

    所述第二PTFE树脂层中PTFE含量为40-50wt%;和

    所述第三PTFE树脂层中PTFE含量为35-50wt%;和

    所述第四PTFE树脂层中PTFE含量为30-45wt%;和

    所述第五PTFE树脂层中PTFE含量为30-40wt%;

    所述第一PTFE树脂层中包含含氮硼酸酯类化合物;

    所述第一PTFE树脂层中包含磷酸酯类化合物或多种磷酸酯类化合物的混合物,其
    在第一PTFE树脂层中的含量为2-10wt%。

    本发明针对目前国内产品阻燃能力差、强度较低的现状,提供满足功能要求、耐久
    性好与经济的阻燃膜材,在提高现有产品的质量的同时,开发具有高强度、高阻燃性等特点
    的高强度阻燃建筑膜材。

    作为优选,所述第一、第二、第三、第四、第五PTFE树脂层厚度为0.01~0.02mm。

    为保证膜材的强度和使用要求,PTFE树脂层需达到一定的厚度,另外,树脂层中
    PTFE的含量直接影响膜材的厚度、平整度和力学性能,含量过大时,每次涂层的树脂层厚度
    变厚,干燥后会导致表面龟裂,为保证质量,应该经多次涂层,形成较低PTFE含量的树脂层。
    本发明设计了在玻璃纤维基布表面依次涂覆第一、第二、第三、第四、第五PTFE树脂层的技
    术方案,采用较低含量的PTFE树脂层,在保证膜材强度的前提下,保持了膜材料的平整度和
    光洁度。

    另外,依次靠近玻璃纤维基布的第一、第二、第三、第四PTFE树脂层,由于需将PTFE
    颗粒紧密地附在玻璃纤维表面和空隙中,使成为密集连续的整体,本发明在以上方案基础
    上,适当提高了靠近玻璃纤维基布PTFE树脂层的PTFE含量,提高玻璃纤维基布与PTFE树脂
    层的结合力,从而获得高强度的膜材。

    作为优选,所述的磷酸酯类化合物为烷基磷酸酯类化合物,所述的烷基磷酸酯类
    化合物或多种磷酸酯类化合物的混合物为磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯
    酯、磷酸二甲苯酯、磷酸二甲苯二苯酯中的一种或多种的混合物。含有上述磷酸酯类化合物
    或多种磷酸酯类化合物的混合物的第一PTFE树脂层,在高温受热时,一可膨胀吸热,二可捕
    获活泼自由基,三可形成隔热膨胀碳层,与玻璃纤维和PTFE材料达到良好的协同阻燃效果。

    作为优选,所述的含氮硼酸酯类化合物,其在第一PTFE树脂层中的含量为1-
    10wt%。

    作为优选,含氮硼酸酯类化合物为三乙醇胺硼酸酯。

    作为优选,对第一PTFE树脂层进行浸扎、干燥、烘培工艺后,在氮气氛中进行烧结
    工艺。采用上述的含有含氮硼酸酯类化合物的第一PTFE树脂层,在氮气氛中进行烧结,烧结
    温度350-400℃,在PTFE树脂层成膜的同时,含氮硼酸酯类化合物热解为陶瓷结构氮化硼,
    含有氮化硼的PTFE树脂涂层可提高膜材的强度。

    作为优选,在以上技术方案基础上,可在第五PTFE树脂层上涂覆第六PTFE树脂层,
    所述第六PTFE树脂层厚度为0.01-0.02mm,所述第六PTFE树脂层中PTFE含量为30-40wt%。

    作为优选,在以上技术方案基础上,可在第六PTFE树脂层上涂覆第七PTFE树脂层,
    所述第七PTFE树脂层厚度为0.01-0.02mm,所述第七PTFE树脂层中PTFE含量为30-40wt%。

    作为优选,在以上技术方案基础上,可在第七PTFE树脂层上涂覆第八PTFE树脂层,
    所述第七PTFE树脂层厚度为0.01-0.02mm,所述第八PTFE树脂层中PTFE含量为30-40wt%。

    作为优选,采用在5层PTFE树脂层上再涂覆1-3层PTFE树脂层,可获得强度更大的
    建筑膜材,并且满足克重、透光性等其他性能要求。

    作为优选,上述第二、第三、第四、第五PTFE树脂层,甚至第六、第七、第八PTFE树脂
    层中,其中1层或多层包含2-10wt%的磷酸酯类化合物,这样可提高膜材的阻燃性。

    通过本实施方案,可以在玻璃纤维基布上形成紧密的、具有一定厚度的PTFE树脂
    层,获得具有高强度、高阻燃性能的建筑膜材。由本发明技术方案制作的膜材,其经向抗拉
    负荷可达6800N/5cm以上,纬向抗拉负荷可达5800N/5cm以上,抗拉负荷按照GB/T 1040.3的
    规定测定;其燃烧性能可达GB8624标准规定的A(A2)级。

    具体实施方式

    下面通过具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解,本发
    明的实施并不局限于下面的实施例,对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落
    入本发明?;し段?。

    在本发明中,若非特指,所有的份、百分比均为重量单位,所采用的设备和原料等
    均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域的常
    规方法。

    实施例1

    在超细玻璃纤维基布上涂覆含有55wt%PTFE、5wt%三乙醇胺硼酸酯、5wt%磷酸
    三乙酯、5wt%表面活性剂、30wt%水的第一PTFE树脂层,即对第一PTFE树脂层依次进行浸
    扎、干燥、烘培、烧结工艺,其中烧结工艺在氮气气氛中进行,烧结温度380℃,完成第一层
    PTFE树脂层的涂覆后,在玻璃纤维表面形成0.02mm厚的第一PTFE树脂层。

    在第一PTFE树脂层表面涂覆含有50wt%PTFE、10wt%表面活性剂、40wt%水的第
    二PTFE树脂层,形成0.02mm厚的第二PTFE树脂层。

    在第二PTFE树脂层表面涂覆含有50wt%PTFE、10wt%表面活性剂、40wt%水的第
    三PTFE树脂层,形成0.02mm厚的第三PTFE树脂层。

    在第三PTFE树脂层表面涂覆含有45wt%PTFE、10wt%表面活性剂、45wt%水的第
    四PTFE树脂层,形成0.02mm厚的第四PTFE树脂层。

    在第四PTFE树脂层表面涂覆含有40wt%PTFE、12wt%表面活性剂、48wt%水的第
    五PTFE树脂层,形成0.02mm厚的第五PTFE树脂层。

    通过以上方案制得的膜材,按照GB/T 1040.3的测试方法测定,其经向抗拉负荷可
    达6800-7200N/5cm,纬向抗拉负荷可达5800-6000N/5cm;其燃烧性能可达GB8624标准规定
    的A(A2)级。

    实施例2

    在超细玻璃纤维基布上涂覆含有50wt%PTFE、2wt%三乙醇胺硼酸酯、2wt%磷酸
    三乙酯和磷酸三辛酯的混合物、6wt%表面活性剂、40wt%水的第一PTFE树脂层,即对第一
    PTFE树脂层依次进行浸扎、干燥、烘培、烧结工艺,其中烧结工艺在氮气气氛中进行,烧结温
    度400℃,完成第一层PTFE树脂层的涂覆后,在玻璃纤维表面形成0.01mm厚的第一PTFE树脂
    层。

    在第一PTFE树脂层表面涂覆含有45wt%PTFE、10wt%表面活性剂、45wt%水的第
    二PTFE树脂层,形成0.01mm厚的第二PTFE树脂层。

    在第二PTFE树脂层表面涂覆含有45wt%PTFE、10wt%表面活性剂、45wt%水的第
    三PTFE树脂层,形成0.01mm厚的第三PTFE树脂层。

    在第三PTFE树脂层表面涂覆含有45wt%PTFE、10wt%表面活性剂、45wt%水的第
    四PTFE树脂层,形成0.01mm厚的第四PTFE树脂层。

    在第四PTFE树脂层表面涂覆含有35wt%PTFE、15wt%表面活性剂、50wt%水的第
    五PTFE树脂层,形成0.01mm厚的第五PTFE树脂层。

    通过以上方案制得的膜材,按照GB/T 1040.3的测试方法测定,其经向抗拉负荷可
    达6800-7100N/5cm,纬向抗拉负荷可达5800-5950N/5cm;其燃烧性能可达GB8624标准规定
    的A(A2)级。

    实施例3

    在实施例2的第五PTFE树脂层表面涂覆含有35wt%PTFE、15wt%表面活性剂、
    50wt%水的第六PTFE树脂层,形成0.01mm厚的第六PTFE树脂层。

    通过以上方案制得的膜材,按照GB/T 1040.3的测试方法测定,其经向抗拉负荷可
    达6800-7300N/5cm,纬向抗拉负荷可达5800-6200N/5cm;其燃烧性能可达GB8624标准规定
    的A(A2)级。

    实施例4

    在实施例3的第六PTFE树脂层表面涂覆含有35wt%PTFE、15wt%表面活性剂、
    50wt%水的第七PTFE树脂层,形成0.01mm厚的第七PTFE树脂层。

    通过以上方案制得的膜材,按照GB/T 1040.3的测试方法测定,其经向抗拉负荷可
    达6800-7500N/5cm,纬向抗拉负荷可达5800-6400N/5cm;其燃烧性能可达GB8624标准规定
    的A(A2)级。

    实施例5

    在实施例4的第七PTFE树脂层表面涂覆含有35wt%PTFE、15wt%表面活性剂、
    50wt%水的第八PTFE树脂层,形成0.01mm厚的第八PTFE树脂层。

    通过以上方案制得的膜材,按照GB/T 1040.3的测试方法测定,其经向抗拉负荷可
    达6800-7500N/5cm,纬向抗拉负荷可达5800-6400N/5cm;其燃烧性能可达GB8624标准规定
    的A(A2)级。

    实施例6

    在实施例4的第七PTFE树脂层表面涂覆含有35wt%PTFE、2wt%磷酸三苯酯、
    15wt%表面活性剂、48wt%水的第八PTFE树脂层,形成0.01mm厚的第八PTFE树脂层。

    通过以上方案制得的膜材,按照GB/T 1040.3的测试方法测定,其经向抗拉负荷可
    达6800-7800N/5cm,纬向抗拉负荷可达5800-6600N/5cm;其燃烧性能可达GB8624标准规定
    的A(A2)级。

    以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案,并非对本发明作任何形式上的
    限制,在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

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