CN104761279B - 一种碳纤维硫氧镁水泥发泡防火门芯板及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种碳纤维硫氧镁水泥发泡防火门芯板及制作方法，原料重量比为：氧化镁、饱和硫酸镁溶液、脱硫石膏、超细碳纤维、超细硅灰、一级粉煤灰、酸性添加剂、发泡剂配比＝100：134：2：0.8：0.5：5：1：0.5。在搅拌状态下，将硫酸镁溶液和酸性添加剂加入到搅拌机内，再加入超细碳纤维，然后加入轻烧氧化镁、脱硫石膏、超细硅灰、一级粉煤灰及发泡液，搅拌成发泡料浆。将料浆浇筑在模具中，消除气泡后刮平，成垛推至养护炉窑内养护后脱模，脱模后板坯在养护炉窑内保湿控温养护，再控水至含水率≤10％。本发明门芯板绿色环保、轻质高强，成本低廉，便于实施，具有良好的耐高温性能，可在高温1200℃下耐火180分钟，达到防火燃烧性和安全性的要求。

Description

一种碳纤维硫氧镁水泥发泡防火门芯板及制作方法

技术领域

本发明属于建筑材料及制品技术领域，特别涉及一种碳纤维硫氧镁水泥发泡防火保温门芯板及其制造方法。

背景技术

目前，随着国家房地产行业的发展，防火建筑材料的需求越来越广，要求也越来越高。防火门具有封闭、阻火、隔断、安全、保温、隔音等多重功能和实用性，成为建筑防火系统中重要的组成部分，并越来越受到国家建筑部门及国家消防总局的高度重视。防火门施行许可证制度，生产防火门必须取得国家消防总局颁发的生产许可证，而防火门芯板是防火门必备的核心材料，在燃烧性能及安全性能上需要得到相关部门的形式检验，对防火门芯板的生产提出了更高的条件。

由于氧化镁的耐火特性，所以用氯氧镁水泥生产防火门芯板风靡一时。但因技术水平参差不齐，氯氧镁水泥防火门芯板在具体应用中出现了这样或那样的问题，如钢制防火门锈蚀、防火门开胶，防火门出现空洞、门芯板强度差、掉渣掉灰、容易吸潮使木质防火门变形等问题。尤其是钢制防火门锈蚀问题比较突出，给施工单位及开发商带来巨大损失，给社会造成极大的浪费，其负面效应远远大于该产品的经济效益。为此，很多防火门制造商开始寻找替代氯氧镁水泥的防火门门芯板产品。如水玻璃珍珠岩小板、岩棉板等防火门芯板产品，但这些门芯板产品在防火门生产过程中存在生产效率低、高档花形防火门无法生产的问题。生产效率低下是因为水玻璃珍珠岩目前只能生产小板，防火门生产过程中只能由小板拼接，铺装门芯板的时间一般在10分钟，甚至更长，而且拼接的缝隙对防火门的整体阻火效果有很大影响。岩棉板也是如此。另外，岩棉板不是环保产品，该产品老化后产生岩棉灰对人体有害。尤其是因其材质的问题无法满足带有花形的高档防火门的粘合。综上所述，防火门生产厂商在市场找不到能够满足防火门厂家的理想门芯板产品。

发明内容

本发明旨在解决目前防火门芯板存在的缺陷和问题，提供一种绿色环保、轻质高强、防火保温的大块碳纤维硫氧镁水泥发泡防火门芯板及其制作方法。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种碳纤维硫氧镁水泥发泡防火门芯板，其原料组分重量比为：氧化镁、饱和硫酸镁溶液、脱硫石膏、超细碳纤维、超细硅灰、一级粉煤灰、酸性添加剂、发泡剂之间的配比＝100：134：2：0.8：0.5：5：1：0.5。

所述氧化镁为含镁量≥85％、活性≥65％的轻烧氧化镁；

所述饱和硫酸镁溶液为常温下100公斤水加入33.7公斤的硫酸镁溶解而成；

所述脱硫石膏细度为180目以上；

所述超细碳纤维的纤维直径为3～10μm；

所述超细硅灰的细度为300目以上；

所述一级粉煤灰为热发电厂直接出厂的一级粉煤灰，细度200目以上；

所述酸性添加剂为浓度≤92.5％的工业硫酸；

所述发泡剂为水、骨胶、火碱、半乳甘露聚糖胶、动物蛋白、烷基酚聚氧乙烯醚、乳化剂OS-15、木质磺酸钠按重量比10：3：0.5：0.5：2：1：1.5：5合成的胶质发泡剂。

一种碳纤维硫氧镁水泥发泡防火门芯板的制作方法，其具体工艺步骤为：

1、按上述原料组分及比例分别调制好固体粉料和溶液备用。

2、将硫酸镁溶液和酸性添加剂依次加入到搅拌机内，搅拌28～32秒后停止搅拌；再加入超细碳纤维，搅拌28～32秒；然后依次加入轻烧氧化镁、脱硫石膏、超细硅灰、一级粉煤灰，再搅拌175～185秒，搅拌机不停的同时启动发泡机，将1公斤发泡剂配40公斤水搅拌均匀后形成的发泡液经发泡机打入搅拌机内，继续搅拌290～310秒，形成发泡料浆。

3、将发泡料浆浇筑在事先准备好的模具中，手工进行捣制，消除料浆中的气泡，使料浆分布均匀，然后用刮板刮平，测量料浆厚度，若厚度超过规格厚度，则需多次反复刮平，刮掉多余料浆，直至达到厚度要求。

4、将浇筑完毕的料浆模具成垛推至养护炉窑内，落垛高度不超过1.5米，在25～35℃温度下养护8～10小时后进行脱模。

5、将脱模后的发泡门芯板坯在养护炉窑内继续保湿控温，炉窑温度控制在为30～35℃之间，相对湿度控制在85～95％，养护48～72小时，使其强度达到95％以上，将发泡门芯板从养护炉窑中出来放置到室外养护115～120小时，使发泡门芯板坯中多余的水分自然蒸发掉，发泡门芯板坯含水率≤10％后，即制得碳纤维硫氧镁水泥发泡防火门芯板。

本发明的基本机理和有益效果为：

本发明防火门芯板中不含有氯离子，不吸潮反卤，对金属制品不产生锈蚀作用。在常温下固化时间短，适合于产业化生产。在常温下提高硫酸镁的浓度，使其在生产中既有物理的水化反应，产生热能。水化反应由工业硫酸加入到硫酸镁溶液当中后，由于工业硫酸遇水稀释是放热的水化反应，产生热量。水化反应产生的热能能提高料浆的温度，促使料浆固化，并且还有化学反应酸性添加剂和轻烧氧化镁反应生成硫酸镁，使硫酸镁的浓度增加，提高了胶凝材料固化的速度，使其在常温下8～10小时即可达到强度的70％，能够顺利脱模，实现产业化的生产。

本发明采用超细碳纤维能防止和减少硫氧镁水泥制品产生裂缝以及适量增加硬化后制品的韧性。

本发明利用超细硅灰独有的超细特性，将其加入到硫氧镁水泥料浆中，可显著提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。

本发明采用一级粉煤灰能明显改善硫氧镁水泥的工作性能、力学性能和耐久性能，提高粉煤灰的应用范围，有利于环境保护，降低原料成本，符合可持续发展的需要。

本发明防火门芯板绿色环保、轻质高强，防火保温性能好，原料来源充足，制作工艺简单，成本低廉，且便于实施，其中超细碳纤维、超细硅灰、一级粉煤灰三种材料都是经过高温后产生的，具有良好的耐高温性能，使防火门芯板制品可在高温1200℃下耐火180分钟，达到制品防火燃烧性和安全性的要求，属于国家公安部消防局重点推广发展的绿色产品。

具体实施方式

实施例采用的原料氧化镁为含镁量≥85％、活性≥65％的轻烧氧化镁；饱和硫酸镁溶液为常温下100公斤水加入33.7公斤的硫酸镁溶解而成；脱硫石膏细度为180目以上；超细碳纤维的纤维直径为3～10μm；超细硅灰的细度为300目以上；一级粉煤灰为热发电厂直接出厂的一级粉煤灰，细度200目以上；酸性添加剂为浓度≤92.5％的工业硫酸；所述发泡剂为水、骨胶、火碱、半乳甘露聚糖胶、动物蛋白、烷基酚聚氧乙烯醚、乳化剂OS-15、木质磺酸钠按重量比10：3：0.5：0.5：2：1：1.5：5合成的胶质发泡剂。

实施例1：

液体溶液制备：将33.7公斤的硫酸镁颗粒溶解在20℃的100公斤的水里，饱和后形成硫酸镁溶液。将0.5公斤的发泡剂溶解到25公斤的水里，形成均匀的发泡液。称量出浓度为92.5％的工业硫酸1公斤备用。

固体原料准备：分别称量出活性指标为65％的轻烧氧化镁100公斤、脱硫石膏2公斤、超细碳纤维0.8公斤、超细硅灰0.5公斤、一级粉煤灰5公斤，备用。

模具准备：将模具清理干净，模具边框涂抹脱模剂，模板上覆盖地膜。

搅拌：将硫酸镁溶液倒入搅拌机里，再加入工业硫酸，启动搅拌机搅拌30秒钟停止搅拌；然后再加入超细碳纤维，再搅拌30秒，使超细碳纤维均匀的分布在混合溶液当中；依次加入轻烧氧化镁、脱硫石膏、超细硅灰和一级粉煤灰，搅拌180秒。在搅拌的同时启动发泡机，将配制好的发泡液经发泡机全部打入搅拌机内，继续搅拌300秒，使各种原料搅拌均匀，形成发泡料浆。

浇筑：将适量搅拌均匀的发泡料浆浇筑到准备好的模具中，手工捣实，然后用刮板刮平，用测量工具检测料浆厚度，超过规格厚度，要再次刮掉多余料浆，直至达到规定厚度。

养护：将浇筑完毕的料浆模具成垛推至养护炉窑内，落垛高度为1.5米，在30℃养护10小时后脱模。

由于脱模后的发泡门芯板坯强度只达到强度的70％，因此将脱模后的发泡门芯板坯在温度31℃、相对湿度90％的养护炉窑内继续保湿控温养护55小时，使其强度达到95％以上，再将发泡门芯板从养护炉窑中移出放置到室外进行控水养护120小时，使门芯板坯中多余的水分蒸发掉，当门芯板坯含水率≤10％即可打包出厂。

实施例2：

液体溶液制备：将16.85公斤的硫酸镁颗粒溶解在20℃的50公斤的水里，饱和后形成硫酸镁溶液。将0.25公斤的发泡剂溶解到12.5公斤的水里，形成均匀的发泡液备用。称量出浓度为91.5％的工业硫酸0.5公斤备用。

固体原料准备：分别称量出活性指标为68％的轻烧氧化镁50公斤、脱硫石膏1公斤、超细碳纤维0.4公斤、超细硅灰0.25公斤、一级粉煤灰2.5公斤，备用。

模具准备：将模具清理干净，模具边框涂抹脱模剂，模板上覆盖地膜。

搅拌：将硫酸镁溶液倒入搅拌机里，再加入工业硫酸，启动搅拌机搅拌28秒钟停止搅拌；然后再加入超细碳纤维，再搅拌31秒，使超细碳纤维均匀的分布在混合溶液当中；依次加入轻烧氧化镁、脱硫石膏、超细硅灰和一级粉煤灰，搅拌178秒。在搅拌的同时启动发泡机，将配制好的发泡液经发泡机全部打入搅拌机内，继续搅拌295秒，使各种原料搅拌均匀，形成发泡料浆。

浇筑：将适量搅拌均匀的发泡料浆浇筑到准备好的模具中，手工捣实，然后用刮板刮平，用测量工具检测料浆厚度，超过规格厚度，要再次刮掉多余料浆，直至达到规定厚度。

养护：将浇筑完毕的料浆模具成垛推至养护炉窑内，落垛高度为1.4米，在35℃养护8.5小时后脱模。

由于脱模后的发泡门芯板坯强度只达到强度的70％左右，将脱模后的发泡门芯板坯在养护炉窑内继续保湿控温，炉窑温度控制在为34℃、相对湿度88％，养护66小时，使其强度达到95％以上，将发泡门芯板从养护炉窑中出来放置到室外养护117小时，使发泡门芯板坯中多余的水分自然蒸发掉，发泡门芯板坯含水率≤10％后即可打包出厂。

Claims (2)

1.一种碳纤维硫氧镁水泥发泡防火门芯板，其特征在于，其原料组分重量比为：氧化镁、饱和硫酸镁溶液、脱硫石膏、超细碳纤维、超细硅灰、一级粉煤灰、酸性添加剂、发泡剂之间的配比＝100：134：2：0.8：0.5：5：1：0.5；

所述氧化镁为含镁量≥85％、活性≥65％的轻烧氧化镁；

所述饱和硫酸镁溶液为常温下100公斤水加入33.7公斤的硫酸镁溶解而成；

所述脱硫石膏细度为180目以上；

所述超细碳纤维的纤维直径为3～10μm；

所述超细硅灰的细度为300目以上；

所述一级粉煤灰为热发电厂直接出厂的一级粉煤灰，细度200目以上；

所述酸性添加剂为浓度≤92.5％的工业硫酸；

所述发泡剂为水、骨胶、火碱、半乳甘露聚糖胶、动物蛋白、烷基酚聚氧乙烯醚、乳化剂OS-15、木质磺酸钠按重量比10：3：0.5：0.5：2：1：1.5：5合成的胶质发泡剂。

2.一种应用权利要求1所述碳纤维硫氧镁水泥发泡防火门芯板的制作方法，其特征在于，具体工艺步骤为：

(1)、按原料组分及比例调制好固体粉料和溶液备用；

(2)、将硫酸镁溶液和酸性添加剂依次加入到搅拌机内，搅拌28～32秒后停止搅拌；再加入超细碳纤维，搅拌28～32秒；然后依次加入轻烧氧化镁、脱硫石膏、超细硅灰、一级粉煤灰，再搅拌175～185秒，搅拌机不停的同时启动发泡机，将1公斤发泡剂配40公斤水搅拌均匀后形成的发泡液经发泡机打入搅拌机内，继续搅拌290～310秒，形成发泡料浆；

(3)、将发泡料浆浇筑在事先准备好的模具中，手工进行捣制，消除料浆中的气泡，然后用刮板刮平，测量料浆厚度，若厚度超过规格厚度，则多次反复刮平，刮掉多余料浆，直至达到厚度要求；

(4)、将浇筑完毕的料浆模具成垛推至养护炉窑内，落垛高度不超过1.5米，在25～35℃温度下养护8～10小时后进行脱模；

(5)、将脱模后的发泡门芯板坯在养护炉窑内继续保湿控温，炉窑温度控制在30～35℃，相对湿度控制在85％～95％，养护48～72小时，使其强度达到95％以上，将发泡门芯板从养护炉窑中移出放置到室外养护115～120小时，待发泡门芯板坯含水率≤10％后，即制得碳纤维硫氧镁水泥发泡防火门芯板。