[发明专利]一种表面改性五氧化三钛、制备方法及其在阻燃涂层中的应用

说明书

本发明属于阻燃材料和复合板材技术领域，涉及一种表面改性五氧化三钛、制备方法及其在阻燃涂层中的应用。针对现有技术中预警类阻燃涂覆材料效应温度高，热还原速度慢，只有在遭遇明火或时，才能表现出灵敏的预警响应，且热还原具有不可逆和不可控性，预警响应是一次性的，以及使用强酸与强氧化剂，环保负荷大的技术问题，本申请通过将Ti₃O₅和氨基官能团硅烷偶联剂按质量比20:1～3分散在无水乙醇和/或去离子水的溶剂中，将混合物研磨，制得的表面改性Ti₃O₅，其具有热还原速度快，预警响应灵敏，可逆可控等优点，且组装时无需强酸、强氧化剂，仅使用水和/或乙醇，组装过程绿色、环保，环境负荷小。

技术领域

本发明属于阻燃材料和复合板材技术领域，具体地，涉及一种表面改性五氧化三钛、制备方法及其在阻燃涂层中的应用。

背景技术

木材广泛地应用于建筑、装饰、家具、交通运输等行业，未经阻燃处理的木材具有可燃性，近年来，与其间接或直接相关的公共建筑领域重大火灾屡见不鲜。使用阻燃剂可以有效提升木材的阻燃性能。然而，较低的阻燃效率和复杂的制备工艺限制了其广泛应用。此外，随着城市化发展、高层建筑增加，防火、灭火的复杂性和难度都随之增大。单纯的阻燃处理已无法满足日益复杂的防火需求。将具有对火灾识别的智能材料引入木材的阻燃处理，在火灾发生前或燃烧早期及时向外界发出火警信号，使其主动对外界“火灾”做出响应，并且在火灾发生时具备阻燃能力，对于降低火灾损害和保障人员的生命及财产安全具有重大意义。

阻燃预警功能的实现主要是向涂层中引入具有热致响应变化的功能粒子，如氧化石墨烯 (graphene oxide,GO)、碳纳米管等，在涂层表面着火时触发“扳机”，连通导电回路，实现对火灾的及时预警。如中国发明专利申请公布号CN111267193A，申请日为2020年02月10 日，名称为：一种镁铝层状双氢氧化物/氧化石墨烯/木材基复合材料及其制备方法及应用，公开了将木材浸入含有镁盐、铝盐和尿素的水溶液中，在低温水热条件下进行反应；将木材于 50℃条件下真空干燥12h，即可制得镁铝层状双氢氧化物修饰的木材；将氧化石墨烯加入到水中，经过机械搅拌和超声处理后，即可制得氧化石墨烯悬浮液；将氧化石墨烯悬浮液逐滴滴注在木材表面，将木材置于50℃条件下干燥3h，重复3～6次。该方案存在以下不足： GO涂层的热还原发生在200℃以上，且温度越低，热还原速度越慢。因此，GO涂层只有在遭遇明火或高温(500℃)时，才能表现出灵敏的预警响应。而当温度相对较低时，GO热还原速度慢导致预警响应时间长。然而，许多火灾在发生前存在一个较长的渐变升温过程，而GO涂层对于该过程无法有效及时响应。另外，GO基阻燃预警涂层主要利用了物质在高温下的还原反应来触发导电回路，GO涂层的热还原具有不可逆和不可控性，当涂层所处温度高于200℃时，GO的热还原就会自发进行，导致涂层电阻发生不可逆的下降。因此，GO基涂层在500℃以下预警能力差，且预警响应是一次性的，长时间处于热环境中容易失效。此类基于化学反应构建的火灾预警具有“一次性”，不具备循环响应性，限制了其实际应用的广泛性。此外，此类涂层在构建过程中往往使用强酸与强氧化剂，环保负荷大。

发明内容

1.发明要解决的技术问题