CN104311113B - 一种防火门芯板材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防火门芯板材，其组分及重量份数为：增强纤维5-30份；膨润土2-10份；胶粘剂6-30份；无机凝胶材料10-25份；界面剂1-12份；防火膨胀封堵料1-10份；防水剂0.2-2份；水150-260份。其中界面剂具有增进各原料的相容性和发泡作用，胶粘剂和无机凝胶材料将产生的泡沫保持住，增强纤维使材料具有一定的柔性和良好的机械强度。防火膨胀封堵料在受火时，膨胀形成陶瓷化炭层，能有效封堵板材受火时形成的裂缝，使防火门芯板材具有更佳的隔热和阻隔火灾烟气的性能。本发明涉及制备方法简单方便，易于操作和实现工业化生产。本发明的防火门芯板材，具有容重小、耐火时间长、不吸潮和不返卤等特点。

Description

一种防火门芯板材及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料和建筑防火技术领域。具体涉及一种可用作各类防火门(钢质、木质和钢木质等)用的防火门芯板材及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的高速发展，城市化进程不断加快，城市中高层建筑正在大量涌现。随着高层建筑的不断增多，近年来，我国发生的高层层建筑火灾呈现出愈演愈烈的局面。由于高层建筑火灾消防救援灭火难度大，高层火灾常导致人员伤亡大、经济损失严重等后果，造成极大的社会影响。因此，当火灾发生时，如何阻隔火势，延缓火灾蔓延，为火场中的人们逃生和消防部队灭火救援争取时间是一项重要课题，尤其在人口密集的住宅区或是大型的公共场所，若能在一定的时间内阻隔火势的蔓延，不仅可以降低伤亡人数，更能减少财产损失，最大限度的降低火灾的危害。

防火门作为公认的被动式防火装置，在一定时间内可用于建筑防火分区的防火墙开口、楼梯间出入口、疏散走道、管道井口等处的装置。一旦发生火灾时可起到阻止火灾蔓延和防止火灾烟气流动，并在正送风系统工作时起到密封的作用，能隔离火焰。更重要的是，火灾发生时，防火门是楼梯口等逃生通道的有效保护屏障。因此，耐火性能优良的防火门在建筑火灾救援和逃生中起着关键性作用，是保障人民生命财产安全的生命门。

防火门耐火性能的好坏，主要体现在防火门芯材料的选用上。菱镁防火板、膨胀蛭石板、泡沫水泥板、膨胀珍珠岩板等都是重要的防火门芯板材。但这些防火门芯板在实际应用中均存在一定问题，如：菱镁防火门芯板存在返卤返潮，腐蚀门板的问题；膨胀蛭石板和膨胀珍珠岩板存在韧性差、易碎和容重大等问题；泡沫水泥板存在易吸水、易碎和耐火性差等问题。

公开号为CN103214228A，公开日为2013年7月24日的中国发明专利公开了一种无机防火保温材料及其制备方法，该新型的防火板材虽已基本解决了上述问题，但存在受火条件下板材会发生变形且产生不规则裂缝，最终造成板材在长时间受火后不能保持良好的隔热性和完整性，达不到甲级防火门的国家标准要求。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术存在的问题，提供一种防火门芯板材，具有耐火性能优异、隔热性能好、受火不产生毒害气体、环保和容重小的特点。与此同时，本发明还提供了制备上述防火门芯板材的方法。

为了解决上述技术问题，本发明一种防火门芯板材，其组分及重量份数为：增强纤维5-30份，膨润土2-10份，胶粘剂12-35份，无机凝胶材料10-25份，界面剂1-12份，防火膨胀封堵材料1-10份；防水剂0.2-2份，水150-260份；其中，所述胶粘剂为聚乙烯醇和硅酸钠中的一种，或所述胶粘剂由具有下述重量份数的组分构成：石棉绒15-30份，聚乙烯醇10-30份，硅酸钠10-30份，水100份；所述防火膨胀封堵材料由具有下述重量份数的组分构成：聚磷酸铵10-40份；季戊四醇10-30份，可膨胀石墨20-60份，硼酸锌10-30份。

上述防火门芯板材的制备方法步骤如下：

步骤一、将5-30份的增强纤维加入到混有1-12份界面剂的100份水中，搅拌24小时；

步骤二、加入10-110份水，搅拌10-30分钟至纤维均匀分散到水溶液中；

步骤三、加入用40份水分散的12-35份胶粘剂，搅拌10-30分钟；

步骤四、加入2-10份膨润土、0.2-2份防水剂和1-10份防火膨胀封堵材料，搅拌10-20分钟至膨润土和防火膨胀封堵材料分散均匀；

步骤五、加入10-25份无机凝胶材料，搅拌10-20分钟至无机凝胶材料分散均匀，形成粘稠状的浆料；

步骤六、将浆料导入模具，静置至浆料凝结硬化为块材；

步骤七、打开模具，将已硬化的块材切割成板材；

步骤八、将板材在室温下养护7天，干燥后即为防火门芯板材；

上述各步骤均在常温、常压下进行，搅拌速度均为60-120r/min，各步骤中涉及到的搅拌均在容积为200-2000L的搅拌器中进行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)由于本发明提供的防火门芯板材组分中含有大量的增强纤维，可以有效分散实际应用中防火门芯板材的受力，避免防火门芯板材的破碎。

(2)由于本发明提供的防火门芯板材中添加的界面剂具有增进各原料的相容性和发泡作用，使产生的泡沫能均匀分布在浆料中。同时，胶粘剂和无机凝胶材料将产生的泡沫保持住，使最终制得的防火门芯板材中具有均匀的泡沫孔洞，具有良好的耐火和隔热性能。

(3)由于本发明提供的防火门芯板材中独有泡沫孔洞结构和其中添加的增强纤维，使其具有一定的弹性和良好的机械强度。

(4)本发明提供的防火门芯板材中添加的防火膨胀封堵材料具有在高温下膨胀成炭的作用，形成的陶瓷化炭层能有效封堵板材受热变形造成的缝隙，增强防火门的隔热作用，同时阻碍火灾烟气的扩散。

(5)本发明所提供的制备方法成熟，简单方便，易于操作和实现工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述。

本发明一种防火门芯板材，其组分及重量份数为：增强纤维5-30份，膨润土2-10份，胶粘剂12-35份，无机凝胶材料10-25份，界面剂1-12份，防火膨胀封堵材料1-10份，防水剂0.2-2份，水150-260份。

本发明中的增强纤维使材料具有一定的柔性和良好的机械强度，所述增强纤维为玻璃纤维、硅酸铝纤维、聚丙烯纤维、木纤维、竹纤维和麻纤维中的一种，优选木纤维或麻纤维。

本发明中的胶粘剂和无机凝胶材料可以将制备过程中产生的泡沫保持住；所述胶粘剂为聚乙烯醇和硅酸钠中的一种，或所述胶粘剂由具有下述重量份数的组分构成：石棉绒15-30份，聚乙烯醇10-30份，硅酸钠10-30份，水100份；优选本发明中提供的多组分配方；所述无机凝胶材料为水泥、石灰、石膏中的一种或多种。

本发明中界面剂具有增进各原料的相容性和发泡作用，所述界面剂为顺丁烯二酸酯磺酸盐、丁二酸酯磺酸盐、木质素磺酸盐和十二烷基磺酸钠中的一种，优选木质素磺酸盐，

本发明中所述防火膨胀封堵材料由具有下述重量份数的组分构成：聚磷酸铵10-40份；季戊四醇10-30份；可膨胀石墨20-60份，硼酸锌10-30份。聚磷酸铵和季戊四醇在受热时(300-400摄氏度，远低于火灾时的温度)易发生反应形成交联炭层，同时反应和分解生成的气体会使炭层膨胀，最终形成膨胀炭层，硼酸锌会催化并参与膨胀成炭过程，使形成的膨胀炭层陶瓷化；可膨胀石墨在受热时(250-350摄氏度以上)会膨胀成炭，但炭层呈蠕虫状不致密，聚磷酸铵和硼酸锌能在不破坏膨胀成炭的同时增强炭层的致密性；膨胀炭层的形成过程可以有效封堵各种缝隙，并且致密的陶瓷化膨胀炭层具有优异的隔热作用。因此，本发明所述的防火膨胀封堵材料在受火时，会膨胀形成陶瓷化炭层(火灾蔓延前)，有效封堵板材受火变形造成的裂缝，使防火门芯板材具有更佳的隔热和阻隔火灾烟气的性能。

所述防水剂为有机硅类防水剂。

制备本发明所述防火门芯板材的步骤如下：

步骤一：将5-30份的增强纤维加入到混有1-12份界面剂的100份水中，搅拌24小时；

步骤二：加入10-110份水，搅拌10-30分钟至纤维均匀分散到水溶液中；

步骤三：加入用40份水分散的12-35份胶粘剂，搅拌10-30分钟；

步骤四：加入2-10膨润土、0.2-2份防水剂和1-10份防火膨胀封堵材料，搅拌10-20分钟至膨润土和防火膨胀封堵材料分散均匀；

步骤五：加入10-25份无机凝胶材料，搅拌10-20分钟至无机凝胶材料分散均匀至浆料呈粘稠状；

步骤六：将浆料导入模具，静置至浆料凝结硬化为块材；

步骤七：打开模具，将已硬化的块材切割成板材；

步骤八：将板材在室温下养护，干燥后即为本发明所述的防火门芯板材。

上述各步骤均在常温、常压下进行，搅拌速度均为60-120r/min，各步骤中涉及到的搅拌均在容积为200-2000L的搅拌器中进行。

下面给出实施例是为了理解的方便，绝不是限制本发明。

表1中提供了20个实施例的组分及重量份数配制，同时，表1中还示出了各实施例所制备板材的基本性能，表1中所列举的各实施例的制备过程中所用到的搅拌器的容积为350L，步骤二至步骤五中所涉及到的搅拌时间均为10分钟。

表1

表1中，实施例1-11，15-20所用胶粘剂为本发明中提供的多组分配方形成的胶粘剂，其中，实施例1-11，16、18、19和20中胶粘剂的组分及重量份数为：15份石棉绒，30份聚乙烯醇，10份硅酸钠和100份水；实施例15中所用胶粘剂的组分及重量份数为：30份石棉绒，30份聚乙烯醇，10份硅酸钠和100份水；实施例17中所用胶粘剂的组分及重量份数为：20份石棉绒，10份聚乙烯醇，30份硅酸钠和100份水。其他实施例中的胶粘剂均为硅酸钠。

表1中，实施例1-8、10、11和19中防火膨胀封堵材料的组分及重量份数为：20份聚磷酸铵，10份季戊四醇，30份可膨胀石墨，20份硼酸锌；实施例12-16中防火膨胀封堵材料的组分及重量份数为：10份聚磷酸铵，30份季戊四醇，60份可膨胀石墨，10份硼酸锌；实施例17-18中防火膨胀封堵材料的组分及重量份数为：40份聚磷酸铵，20份季戊四醇，20份可膨胀石墨，30份硼酸锌。

表1中，实施例18所用水泥与石膏的比例为2:1。

在表1中提供的实施例9和实施例20不含防火膨胀封堵材料，作为对比实施例。从耐火时间的测试结果可以明显看到，防火膨胀封堵材料的添加使实施例7和实施例19的耐火时间从76分钟(见实施例9)和97分钟(见实施例20)分别增长到了115分钟和145分钟，即防火膨胀封堵材料大大提高板材的耐火时间。

以上所述，仅是本发明的部分实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，该领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，凡是依据本发明的技术方案对上述实施例作的任何简单的、非本质的改进和调整，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防火门芯板材，其组分及重量份数为：

其中，所述胶粘剂为聚乙烯醇和硅酸钠中的一种，或所述胶粘剂由具有下述重量份数的组分构成：

所述防火膨胀封堵材料由具有下述重量份数的组分构成：

2.根据权利要求1所述防火门芯板材，其特征在于，所述增强纤维为玻璃纤维、硅酸铝纤维、聚丙烯纤维、木纤维、竹纤维和麻纤维中的一种。

3.根据权利要求1所述防火门芯板材，其特征在于，所述无机凝胶材料为水泥、石灰、石膏中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述防火门芯板材，其特征在于，所述界面剂为顺丁烯二酸酯磺酸盐、丁二酸酯磺酸盐、木质素磺酸盐和十二烷基磺酸钠中的一种。

5.根据权利要求1所述防火门芯板材，其特征在于，所述防水剂为有机硅类防水剂。

6.一种如权利要求1所述防火门芯板材的制备方法，其步骤如下：

将5-30份的增强纤维加入到混有1-12份界面剂的100份水中，搅拌24小时；

加入10-110份水，搅拌10-30分钟至纤维均匀分散到水溶液中；

加入用40份水分散的12-35份胶粘剂，搅拌10-30分钟；

加入2-10份膨润土、0.2-2份防水剂和1-10份防火膨胀封堵材料，搅拌10-20分钟至膨润土和防火膨胀封堵材料分散均匀；

加入10-25份无机凝胶材料，搅拌10-20分钟至无机凝胶材料分散均匀，形成粘稠状的浆料；

将浆料导入模具，静置至浆料凝结硬化为块材；

打开模具，将已硬化的块材切割成板材；

将板材在室温下养护7天，干燥后即为防火门芯板材；

上述各步骤均在常温、常压下进行，搅拌速度均为60-120r/min，各步骤中涉及到的搅拌均在容积为200-2000L的搅拌器中进行。

7.根据权利要求6所述防火门芯板材的制备方法，其特征在于，所述增强纤维为玻璃纤维、硅酸铝纤维、聚丙烯纤维、木纤维、竹纤维和麻纤维中的一种。

8.根据权利要求6所述防火门芯板材的制备方法，其特征在于，所述界面剂为顺丁烯二酸酯磺酸盐、丁二酸酯磺酸盐、木质素磺酸盐和十二烷基磺酸钠中的一种。

9.根据权利要求6所述防火门芯板材的制备方法，其特征在于，所述无机凝胶材料为水泥、石灰、石膏中的一种或多种。

10.根据权利要求6所述防火门芯板材的制备方法，其特征在于，所述防水剂为有机硅类防水剂。