CN105793393A - 耐火材料 - Google Patents

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Abstract

耐火复合材料，包含：包含一种或多种液体和周期表第1、2、13和/或14族的元素的硅酸盐、周期表第13族的元素的磷酸盐和/或周期表第13族的元素的有机化合物中的一种或多种的基体；和包含MOH、M2O、M2SO4、MHSO4、M(PO3)3、MxH3?xPO4(其中x＝0至3)、M2CO3、MHCO3、硼酸盐如M2[B4O5(OH)4](其中M＝Li、Na、K和/或NH4)、M’(OH)2、M’O、M’CO3、M’SO4、M’PO4(其中M’＝Ca、Mg、Ba、Sr和/或Fe)、Al(OH)3、Fe(OH)3、Si(OH)4、SiO(OH)2、FeO(OH)、AlO(OH)、其盐、硅胶、分子筛、二醇、多元醇、不燃性有机溶剂、干燥的碱金属硅酸盐和/或糖类中的一种或多种的冷却剂；和/或包含中空微球,泡沫微球、玻璃片体、陶瓷片体、木屑和/或纤维素片中的一种或多种的隔离剂。

Description

耐火材料
本发明涉及耐火材料、制备所述耐火材料的方法和所述耐火材料的用途。本发明还涉及并入所述材料的用于耐火窗玻璃框(glazing frame)的嵌插件(insert)，以及并入所述嵌插件的框架、建筑和组装件。
并入夹在两个相对的玻璃板之间的膨胀型无机硅酸盐夹层的耐火玻璃叠层由NSG Group以商标PYROSTOP和PYRODUR销售。当此类叠层暴露于火时，该无机夹层膨胀和扩张，形成泡沫层。该泡沫提供了绝热层，所述绝热层保护玻璃板避开火焰，以便更长时间地保持玻璃单元(其充当防止火焰蔓延的屏障)的结构完整性。并入此类膨胀夹层的玻璃叠层已经成功地用作耐火玻璃构件。这些叠层可以包含超过两个玻璃板，夹持超过一个膨胀夹层。该膨胀无机层通常由硅酸钠水玻璃或其与硅酸钠或硅酸锂水玻璃的混合物形成。该层通常通过如下方式形成：制备硅酸盐溶液、将该溶液铺展在该玻璃面上并干燥来自该溶液的过量水以形成该膨胀无机层。
耐火窗玻璃安装在其中的框架系统可以并入一个或多个耐火嵌插件，其对整个系统的耐火性能是至关重要的。准确地说，该框架必须提供与该窗玻璃相同的耐火性。但是，要注意的是，许多目前可用的耐火嵌插件表现出缺点，如低的水稳定性、机械稳定性和形状稳定性。
低水稳定性意味着该嵌插件当浸没在水中时将随时间改变其尺寸，所述水可能因空气的高水分含量而凝结在该框架中。在任何情况下，水溶性组分如盐和水玻璃将转移到周围的水中。几种已知的嵌插件表现出低劣的水稳定性，因为设计为吸收功能组分的基体本身是水溶性的，因此可能洗出甚至不溶性的组分。
低形状稳定性意味着在制造过程中，特别是在干燥过程中，该嵌插件将改变其形状，例如通过在边缘处弯曲。如果发生失水的话，在标准大气条件下也会发生这种效应。此外，如果该混合物中碱金属硅酸盐含量过高，这可在发生机械应变时导致塑性行为。
DE 102012220176 A1描述了一种组合物，所述组合物具有至少两种不同的水玻璃和至少一种作为碳给体的其它有机化合物，包括一元醇、多元醇、碳水化合物、糖醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、环氧乙烷/环氧丙烷多元醇和任选它们的碱金属盐。独立权利要求还包括：(1)包含上述组合物和至少一种载体材料的复合材料；(2)用该组合物装备该载体材料，包括提供上述组合物，提供该载体材料，并使上述组合物与该载体材料接触；(3)制造成型体，包括(i)将上述组合物转化为对应于适当的所需成型体的形状，和(ii)将步骤(i)中获得的预成型组合物暴露于能量；(4)可以通过上述方法获得的成型体；以及(5)至少一种有机化合物用于改善膨胀组合物的柔性、用于改善膨胀化合物的溶胀行为和/或用于改善膨胀化合物在基材上的粘合性的用途。
US 2014/0145104 Al描述了含有至少一种轻质填料、一种有机-无机混合粘合剂的热固化的反应产物、一种消除水的矿物以及纤维和/或硅灰石的绝热防火成型体。
期望提供一种改善的耐火材料，其在结构、化学和审美上适用于耐火窗玻璃系统的嵌插件例如框架、隔板墙、地板、板材或建筑物中的填充条。嵌插件形式的此类材料将有利地改善已知材料的冷却性能，并满足防火测试标准如EI 3O或以上。此外，临时流体混合物将可用于浇铸成所需形式并随时间硬化。
按照本发明的第一方面，提供了一种耐火复合材料，包含：
包含一种或多种液体以及一种或多种周期表第1、2、13和/或14族的元素的硅酸盐、周期表第13族的元素的磷酸盐和/或周期表第13族的元素的有机化合物中的基体；和
冷却剂，其包含以下的一种或多种：MOH、M2O、M2SO4、MHSO4、M(PO3)3、MxH3-xPO4(其中x＝0至3)、M2CO3、MHCO3、硼酸盐例如M2[B4O5(OH)4](其中M＝Li、Na、K和/或NH4)、M’(OH)2、M’O、M’CO3、M’SO4、M’PO4(其中M’＝Ca、Mg、Ba、Sr和/或Fe)、Al(OH)3、Fe(OH)3、Si(OH)4、SiO(OH)2、FeO(OH)、AlO(OH)、其盐、硅胶、分子筛、二醇、多元醇、不燃性有机溶剂、干燥的碱金属硅酸盐和/或糖类；和/或
包含中空微球、泡沫微球、玻璃片体、陶瓷片体、木屑和/或纤维素片中的一种或多种的隔离剂。
根据本发明的第二方面，提供了用于制备耐火复合材料的混合物，其包含：
包含一种或多种液体和一种或多种周期表第1、2、13和/或14族的元素的硅酸盐、周期表第13族的元素的磷酸盐和/或周期表第13族的元素的有机化合物中的的基体；和
冷却剂，其包含以下的一种或多种：MOH、M2O、M2SO4、MHSO4、M(PO3)3、MxH3-xPO4(其中x＝0至3)、M2CO3、MHCO3、硼酸盐如M2[B4O5(OH)4](其中M＝Li、Na、K和/或NH4)、M’(OH)2、M’O、M’CO3、M’SO4、M’PO4(其中M’＝Ca、Mg、Ba、Sr和/或Fe)、Al(OH)3、Fe(OH)3、Si(OH)4、SiO(OH)2、FeO(OH)、AlO(OH)、其盐、硅胶、分子筛、二醇、多元醇、不燃性有机溶剂、干燥的碱金属硅酸盐和/或糖类；和/或
包含中空微球、泡沫微球、玻璃片体、陶瓷片体、木屑和/或纤维素片中的一种或多种的隔离剂。
本发明的发明人已经使人惊讶地确定，第一方面的材料在并入用于耐火系统如窗玻璃框、门、隔板、百叶窗和/或墙壁的嵌插件时提供改善的耐火性，特别是提高的冷却性能。这种材料的基体与冷却剂和/或隔离剂的特定组合提供了结构和化学稳定性以及耐火性能，使得该材料能够用于所述嵌插件、隔板墙、地板、板材或建筑物中的填充条。
该基体如化学稳定的胶水那样起作用以便将该材料的各种组分粘结在一起。例如，A1PO4、A1(PO3)3、有机铝化合物、聚磷酸铝和/或Ca(OH)2可以与碱金属硅酸盐如液体水玻璃反应以形成稳定的硅酸盐，优选硅酸铝和/或硅酸钙，其硬化该基体并确保其是水稳定的，即该基体当浸没在水中时不会随时间改变其尺寸。
该冷却剂通过利用火的热能发生吸能、优选吸热反应来起作用。该反应可能涉及液体如水的蒸发或产物的分解，例如氢氧化铝转化为水和氧化铝。冷却效应也可能来自于消耗能量(尤其是热能)的其它反应，如相变，例如熔融、盐溶剂化、结晶水释放和其它反应。
隔离剂控制着火过程中冷却剂的消耗以帮助确保冷却剂逐渐用尽而不是在火灾开始时完全耗竭。这是有益的，因为在用于耐火窗玻璃框的嵌插件的实例中，如果在着火末期不存在足够的冷却剂的话，玻璃窗将损坏，不能满足必要的耐火试验要求(其指示保护居住者的最低水平)。该隔离剂有助于减少在整个材料中的热传递以避免冷却剂在短时间内被消耗。此外，该隔离剂充当屏障以降低可能具有冷却效果的液体和气体(例如水和水蒸气)损失的速率。在一些情况下，该隔离剂可以具有夹层结构，例如含有一层隔热体，接着是含有水或水蒸气的空腔，接着是另一层隔热体。
这些不同的优点使得嵌插件形式的本发明的材料能够满足耐火测试标准如EI3O和以上。此外，该材料可以用市售工具加工，如钻头和刀具，不会收缩或随时间发生最低程度的收缩，具有高的随时间形状稳定性，具有良好的机械稳定性，发生最低程度的热膨胀，在水中随时间而形状稳定，并具有针对焊接和粉末涂覆的良好稳定性。
在本发明的以下讨论中，参数的允许范围的上限或下限的替代值的公开，结合所述值之一与其它值相比是更高度优选的，应解释为隐含声明了落在更优选或不那么优选的所述替代值之间的所述参数的各个中间值本身对所述不那么优选的替代值以及对落在所述不那么优选的值与所述中间值之间的各个值是优选的，除非有相反的说明。
该混合物优选包含该混合物总重量的至少5重量％的一种或多种液体，更优选至少10重量％、甚至更优选至少15重量％、最优选至少20重量％、但优选最多50重量％的一种或多种液体，更优选最多40重量％、甚至更优选最多35重量％、最优选最多30重量％。这些优选的范围确保了充足的冷却效果，而不具有不可接受的机械稳定性的损失。这些范围还使得一种或多种周期表第13族的元素的磷酸盐和/或有机化合物(例如一种或多种铝磷酸盐和/或有机铝化合物)和/或周期表第2族的元素的化合物(例如Ca(OH)2)能够与任何碱金属硅酸盐以所述方式至少反应至一定程度。如果液体含量过低，因为铝磷酸盐和/或有机铝化合物不能充分溶解，该反应不能发生。如果液体含量过高，该反应仅产生短链硅酸铝而不是所追求的增强基体硬度的三维网络。通常该液体也是该材料和/或混合物的至少一种组分的溶剂。所述一种或多种液体优选包含水。
该材料优选包含该材料总重量的至少3重量％的一种或多种液体，更优选至少7重量％、甚至更优选至少10重量％、最优选至少15重量％、但优选最多50重量％的一种或多种液体，更优选最多35重量％、甚至更优选最多30重量％、最优选最多25重量％。这些优选范围确保充足的冷却效果，而不具有不可接受的机械稳定性的损失。所述一种或多种液体优选包含水。
在该混合物或该材料的情况下，一种或多种所述周期表第1、2、13和/或14族的元素的硅酸盐、周期表第13族的元素的磷酸盐和/或周期表第13族的元素的有机化合物优选以该混合物或该材料总重量的至少2重量％、更优选至少5重量％、甚至更优选至少8重量％、最优选至少10重量％、但优选最多60重量％、更优选最多40重量％、甚至更优选最多25重量％、最优选最多15重量％的总浓度存在。这些优选范围确保该基体对存在于该混合物和材料中的各种其它组分提供充足的支撑和空间。
所述一种或多种周期表第13族的元素的磷酸盐和/或有机化合物优选具有小于5毫米、更优选小于2毫米、甚至更优选小于1毫米、甚至更优选小于0.5毫米、最优选小于0.25毫米的基于体积的平均粒度(其中给定粒子的尺寸等于具有与给定粒子相同的体积的球体的直径)。这些优选范围是有益的，因为较小的粒度导致更高的与碱金属硅酸盐的反应速率。粒度可以使用Malvern Mastersizer(RTM)测得。
一种或多种周期表第1、2、13和/或14族的元素的硅酸盐优选包含层状硅酸盐，例如硅灰石和/或沸石，和/或包含熟料(粘土熟料)、莫来石和/或膨润土。周期表第2、13和/或14族的元素的硅酸盐，尤其是层状硅酸盐形式的，也可以充当水和/或水蒸气屏障以稳定地控制冷却剂的效果。周期表第1族的元素的硅酸盐(即碱金属硅酸盐)可以是硅酸锂、硅酸钠和/或硅酸钾。周期表第1族的元素的硅酸盐优选是硅酸钾。周期表第2族的元素的硅酸盐可以是硅酸铍、硅酸镁和/或硅酸钙。周期表第2族的元素的硅酸盐优选是硅酸钙。周期表第13族的元素的硅酸盐优选是硼硅酸盐和/或硅酸铝。周期表第14族的元素的硅酸盐可以是有机硅酸盐。周期表第13族的元素的磷酸盐优选是硼磷酸盐和/或铝磷酸盐如A1PO4、A1(PO3)3、聚磷酸铝、正磷酸铝和/或偏磷酸铝。铝磷酸盐可以通过使碱金属(例如钠)磷酸盐或磷酸与氢氧化铝反应来制备。所述周期表第13族的元素的有机化合物优选是有机硼和/或有机铝化合物。铝硅酸盐和碱土金属硅酸盐可以充当触变剂以确保该混合物和材料的组分保持均匀分布而不是分离出来。周期表第1族的元素的硅酸盐(即碱金属硅酸盐)可以包含液体和/或固体硅酸盐。周期表第1族的元素的硅酸盐优选是干燥的硅酸盐。
所述一种或多种周期表第13族的元素的磷酸盐和/或有机化合物优选在该液体(优选水)中具有足够的溶解度，以使它们可以与该混合物中的组分如硅酸盐反应。该基体优选具有大于7、更优选大于9的pH。太小的溶解度意味着该磷酸盐和/或有机化合物没有机会发生反应，而过大的溶解度意味着该化合物可以立刻反应(并因此硬化)，这使该混合物非常难以处理。
在该混合物或该材料的情况下，在某些实施方案中，周期表第13族的元素的一种或多种硅酸盐优选以该混合物或该材料总重量的至少0.5重量％、更优选至少1重量％、甚至更优选至少2重量％、最优选至少5重量％、但优选最多50重量％、更优选最多30重量％、甚至更优选最多10重量％、最优选最多8重量％的总浓度存在。
在该混合物或该材料的情况下，在某些实施方案中，一种或多种周期表第1族的元素的硅酸盐(即碱金属硅酸盐)优选以该混合物或该材料总重量的至少1重量％、更优选至少5重量％、甚至更优选至少8重量％、最优选至少10重量％、但优选最多50重量％、更优选最多30重量％、甚至更优选最多20重量％、最优选最多15重量％的总浓度存在。这些优选范围提供了充足的机械稳定性，同时允许存在足够的冷却剂。
在该混合物或该材料的情况下，在某些实施方案中，一种或多种周期表第2族的元素的硅酸盐(即碱土金属硅酸盐)优选以该混合物或该材料总重量的至少0.1重量％、更优选至少1重量％、甚至更优选至少2重量％、最优选至少5重量％、但优选最多50重量％、更优选最多30重量％、甚至更优选最多10重量％、最优选最多8重量％的总浓度存在。这些优选范围能够获得所需水平的触变性、水稳定性和机械稳定性。
该基体可以进一步包含以下的一种或多种：Ca(Hal)2、Mg(Hal)2(其中Hal＝F、Cl、Br或I)、铝酸盐、锌化合物、锆化合物、钛化合物、硅溶胶、合成粘土；有机化合物如聚合物和/或含有聚合物的物质，如丙烯酸/甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸酯，例如苯乙烯丙烯酸酯或其它衍生物，胶乳、乙酸乙烯酯，例如聚乙酸乙烯酯或衍生物，聚乙烯基聚合物、聚乙烯、聚丙烯、PET、聚乙醇化物(polyethanolate)、聚氨酯、聚酯、棉、纤维素如甲基纤维素和/或羟甲基纤维素、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯醚和/或尼龙；纸张，优选嵌有聚合物线、网、织物、带和/或玄武岩、玻璃、陶瓷、有机聚合物、棉的纤维和/或玻璃纤维；纱布绷带，硅氧烷如八甲基环四硅氧烷(OMCTS)、六甲基二硅氧烷(HMDSO)和/或原硅酸四乙酯(TEOS)和/或有机硅。铝酸盐和/或磷酸盐可以与碱金属硅酸盐反应以提供水稳定性。硅溶胶可以与碱金属硅酸盐反应以形成硬化该基体的透明网络。Zn、Zr和/或Ti化合物(其可以以有机化合物例如钛酸酯的形式或以盐例如ZnCl2、ZrSO4的形式引入)可以改善该基体的耐化学性。聚合物可以帮助稳定该基体的结构，提高其形状和机械稳定性，可以改变该基体的流变性(例如聚碳酸酯醚可以充当液化剂)，可以改善水稳定性并可以增强表面结构。存在聚合物还能够更容易地机械处理该材料，例如在锯割该材料时产生更少的灰尘，并且该材料更不容易破裂，还可以改善该水稳定性。在一些实施方案中，有机化合物，例如聚合物，可以形成稳定的泡沫，通过封装气体产生固有孔隙，这可以提高绝热性质。所述有机化合物优选是表面活性剂。在制造过程中，表面活性剂可以形成稳定的泡沫，该泡沫随时间硬化，提供提高的热绝缘。硅氧烷和有机硅可以与碱金属硅酸盐反应以形成稳定的网络。
在一个实施方案中，在该混合物或该材料的情况下，该聚合物和/或含有聚合物的物质优选以该混合物或该材料总重量的至少1重量％、更优选至少3重量％、甚至更优选至少4重量％、最优选至少5重量％、但优选最多40重量％、更优选最多25重量％、甚至更优选最多20重量％、最优选最多15重量％的总浓度存在。要记住的是，聚合物和含有聚合物的物质可以是可燃的，这些优选范围提供了前述段落的相应益处，而不牺牲耐火性。该材料的聚合物和/或含有聚合物的物质优选通过单体和/或低聚物的聚合来原位制备(即在该混合物中)。
该基体优选包含无机和有机组分。此类基体可以表现出提高的机械稳定性。该有机组分可以优选包含甲基纤维素、羟甲基纤维素和/或其它纤维素衍生物。该甲基纤维素和/或其它纤维素衍生物优选以该混合物或该材料总重量的至少1重量％、更优选至少3重量％、甚至更优选至少4重量％、但优选最多15重量％、更优选最多10重量％、甚至更优选最多7重量％、最优选最多5重量％的总浓度存在。
该基体优选进一步包含1)玄武岩、2)玻璃、3)陶瓷、4)有机聚合物如聚丙烯和/或PET、5)棉和/或6)玻璃纤维的网、织物、带和/或纤维；衍生自黄麻、亚麻、大麻和/或纤维素纤维的材料，纺织材料和/或纱布绷带。玄武岩或玻璃网是耐火的并提供优异的机械稳定性。其它上面提到的组分，即网、织物、带和/或纤维也提供了优异的增强特性。向该材料中并入上述组分提供了以下优点：确保即使在该材料中出现裂纹，所述裂纹也不会蔓延超出上述组分。此外，由于该材料对上述组分使人惊讶的出色粘合性，如果该材料开裂的话，分离的块更有可能保持在适当的位置而不是掉落出来。大部分纤维、带、织物、网和/或纱布绷带优选位于该材料中，即在该材料的表面下方。该纤维、带、织物、网和/或纱布绷带优选位于整个材料的横截面上。该网、织物、带和/或纤维优选以层状结构与不包含网、织物、带和/或纤维的材料交替。该材料优选包含至少一个、更优选至少两个网、织物、带和/或纤维的层。各个网、织物、带和/或纤维的层优选直接与不包含网、织物、带和/或纤维的两个材料层直接接触定位。网、织物、带和/或纤维和不含网、织物、带和/或纤维的材料的交替层的数量越高，该耐火复合材料的机械和/或形状稳定性越高。该网可以充当隔热层，其提供良好的绝热性。所述带和/或纤维优选基本彼此平行布置。
在一些实施方案中，该网、织物、带和/或纤维的至少一部分具有优选至少0.2毫米、更优选至少0.5厘米、甚至更优选至少1厘米、但优选最多5厘米、更优选最多4厘米、甚至更优选最多3厘米的最长的尺寸。此类组分可以添加到该基体中用于进一步增强。
该纱布绷带可以包含玄武岩、玻璃、有机聚合物和/或棉纤维。所述有机聚合物可以优选包含聚丙烯。玄武岩、玻璃或有机聚合物的纱布绷带在纤维之间可以具有足够的空间以允许该材料在制造过程中和在着火的情况下流过该间隙。纱布绷带提供与玄武岩网所赋予的那些类似的优点。玄武岩纤维是优选的，因为它们比棉纤维更牢固，并且不可燃。
所述纤维和/或带优选包含无机和/或有机聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、PET、聚酯和/或尼龙。所述带可以包含织物带。
在该混合物或该材料的情况下，在某些实施方案中，该冷却剂，不考虑任何相关的结晶水，优选以该混合物或该材料总重量的至少5重量％、更优选至少25重量％、甚至更优选至少35重量％、最优选至少45重量％、但优选最多80重量％、更优选最多70重量％、甚至更优选最多60重量％、最优选最多55重量％的总浓度存在。此类范围特别适于其中该材料在表现出低劣的热隔离的框架中使用的应用。由于该框架的低热隔离，这些范围允许存在更多隔离剂以防止冷却液体和蒸气的过快损失。
在该混合物或该材料的情况下，在一些其它实施方案中，该冷却剂，不考虑任何相关的结晶水，优选以该混合物或该材料总重量的至少35重量％、更优选至少55重量％、甚至更优选至少75重量％、最优选至少80重量％、但优选最多95重量％、更优选最多90重量％、甚至更优选最多87重量％、最优选最多85重量％的总浓度存在。此类范围特别适于其中该材料在表现出良好的热隔离的框架中使用的应用。在这种情况下，更少需要隔离剂，因此可以使用更多的冷却剂。
该冷却剂优选是颗粒状的。该颗粒状冷却剂优选具有小于5毫米、更优选小于2毫米、甚至更优选小于1毫米、甚至更优选小于0.2毫米、最优选小于0.1毫米的基于体积的平均粒度(其中给定粒子的尺寸等于具有与给定粒子相同的体积的球体的直径)。这些优选范围是有益的，因为如果粒子太大可在材料中造成不均匀性，这和影响稳定性和耐火性能。该颗粒状冷却剂优选为粉末。该冷却剂的粒度越小，该材料的形状稳定性越高，但是需要被基体粘结的表面积也越大。可以使用MalvernMastersizer(RTM)测量粒度。该颗粒状冷却剂优选包含具有至少两种、更优选至少三种、甚至更优选至少四种不同的基于体积的平均粒度的粒子的混合物。在一种混合物中结合不同的粒度有助于实现粒子的更致密的堆积，这改善了形状稳定性，降低了孔隙率并更有效地利用了可用空间。
在一个实施方案中，该冷却剂优选包含至少两种冷却剂。如果该材料随后不用粉末涂覆的话，这种布置是特别合适的。
优选该冷却剂包含第一冷却剂，所述第一冷却剂包含以下的一种或多种：水合盐如MgSO4.7H2O、NaSO4.xH2O(其中x＝0-10)、NaHCO3和/或CaSO4.xH2O(其中x＝0-2)、硅胶、分子筛、碱金属硼酸盐如Na2[B4O5(OH)4].8H2O、锌硼酸盐、有机锌硼酸盐、二醇、多元醇、不燃性有机溶剂如DMSO和/或干燥的碱金属硅酸盐。该第一冷却剂在约90℃至180℃的相对低温下分解，释放冷却液体，这有助于降低着火初始阶段的温度。该第一冷却剂特别适于在着火的情况下需要大量冷却的应用，如在包含非常敏感的内容(例如气瓶、计算机设备)的房间中。在某些实施方案中，当存在于该混合物或该材料中时，所述第一冷却剂，不考虑任何相关的结晶水，优选以该混合物或该材料总重量的至少2重量％、更优选至少10重量％、甚至更优选至少15重量％、最优选至少20重量％、但优选最多40重量％、更优选最多35重量％、甚至更优选最多30重量％、最优选最多25重量％的总浓度存在。干燥的碱金属硅酸盐可以含有最多15重量％的水，优选最多10重量％、甚至更优选最多5重量％。
该冷却剂优选进一步包含第二冷却剂，所述第二冷却剂包含Al(OH)3、AlO(OH)、Zn(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3、FeO(OH)、Ca(OH)2和/或Mg(OH)2中的一种或多种。该第二冷却剂在较低的温度下稳定，但是在约200℃至600℃的更高温度下分解，释放冷却液体，这有助于在火焰进展时降低温度，并帮助保持该材料的形状，即有助于防止弹性、下垂等等。该第二冷却剂特别适于涂覆有粉末的材料，例如用于粉末涂覆的门、隔板、百叶窗或框架。对于粉末涂覆的材料，考虑到高温涂覆方法，如果该材料可以保持最高180℃,优选最高220℃的温度至少30分钟、优选最多90分钟的话，这是优选的。在粉末涂覆材料的情况下，所述材料优选不包含干燥的碱金属硅酸盐。在一些优选实施方案中，该第二冷却剂，优选Al(OH)3，具有小于300微米,更优选小于100微米,甚至更优选小于50微米,最优选小于40微米的基于体积的平均粒度(其中给定粒子的尺寸等于具有与给定粒子相同的体积的球体的直径)。这些优选的粒度有助于使该Al(OH)3封闭该材料中的孔隙成为可能。在一些实施方案中，该材料不包含第二冷却剂。
在某些实施方案中，当存在于该混合物或该材料中时，所述第二冷却剂，不考虑任何相关的结晶水，优选以该混合物或该材料总重量的至少5重量％、更优选至少20重量％、甚至更优选至少30重量％、最优选至少35重量％、但优选最多75重量％、更优选最多55重量％、甚至更优选最多45重量％、最优选最多40重量％的总浓度存在。此类范围特别适于其中该材料在表现出低劣的热隔离的框架中使用的应用。由于该框架的低热隔离，这些范围允许存在更多隔离剂以防止冷却液体和蒸气的过快损失。
在一些其它实施方案中，当存在于该混合物或该材料中时，所述第二冷却剂，不考虑任何相关的结晶水，优选以该混合物或该材料总重量的至少30重量％、更优选至少45重量％、甚至更优选至少60重量％、最优选至少65重量％、但优选最多90重量％、更优选最多85重量％、甚至更优选最多80重量％、最优选最多75重量％的总浓度存在。此类范围特别适于其中该材料在表现出良好的热隔离的框架中使用的应用。在这种情况下，更少需要隔离剂，因此可以使用更多的冷却剂。
优选地，包含MOH、M2O、M2SO4、MHSO4、M(PO3)3、MxH3-xPO4(其中x＝0至3)、M2CO3、MHCO3、硼酸盐如M2[B4O5(OH)4](其中M＝Li、Na、K和/或NH4)、M’(OH)2、M’O、M’CO3、M’SO4、M’PO4(其中M’＝Ca、Mg、Ba、Sr和/或Fe)、Al(OH)3、Fe(OH)3、Si(OH)4、SiO(OH)2、FeO(OH)、AlO(OH)和/或其盐中的一种或多种的冷却剂是水合的，即所述冷却剂具有一定量的结晶水。例如，所述冷却剂可以包含M2[B4O5(OH)4]·8H2O(其中M＝Li、Na、K和/或NH4)。
该硅胶可以优选通过使碱金属硅酸盐与酸，如H2SO4和/或H3PO4反应来制造。市售硅胶通常已经干燥过，以使其能够降低局部湿度。但是，如果将其直接加入到液体(例如水)中的话，此类硅胶的结构将会被破坏，并因此不能保持水。为了将水混入市售硅胶，其可以通过放置在富含水蒸气的气氛中来装载。该繁重步骤可以通过使碱金属硅酸盐与酸反应(这使在水基液体中形成高水含量硅胶成为可能)来避免。可以将该硅胶干燥除去任何过量的水以避免本发明的材料随后的收缩。如果该材料包含硅胶的话，所述硅胶能够通过提高其自己的水含量(并因此提高其冷却行为)来降低局部湿度。
该硅胶优选包含该混合物总重量的至少5重量％的水，更优选至少10重量％、甚至更优选至少15重量％、最优选至少20重量％、但优选最多45重量％的水，更优选最多30重量％、最优选最多25重量％。这些优选范围确保足够的冷却效应，而不具有该材料的不期望的收缩。
该冷却剂可以进一步包含一种或多种吸湿性化合物。这些化合物能够通过降低局部湿度来提高该材料中的水含量。在一些实施方案中，作为替代或补充，该基体可以包含层状硅酸盐，例如硅灰石和/或沸石，和/或包含熟料(粘土熟料)、莫来石和/或膨润土，其可用于储存水。
该冷却剂可以包含一种或多种二醇和/或多元醇。该二醇优选是乙二醇。该多元醇优选是甘油和/或聚乙二醇。当存在于该混合物或该材料中时，该多元醇优选以该混合物或该材料总重量的至少1重量％、更优选至少2重量％、甚至更优选至少4重量％、最优选至少4重量％、但优选最多20重量％、更优选最多15重量％、甚至更优选最多10重量％、最优选最多8重量％的总浓度存在。当多元醇浓度提高时，当干燥或固化该混合物时制得的材料的柔性提高。但是，掺入过高比例的多元醇可为不利的，因为可燃性提高。
所述一种或多种碱金属硅酸盐可以是颗粒状的。该颗粒状碱金属硅酸盐优选具有超过0.001毫米、更优选超过0.01毫米、甚至更优选超过0.1毫米、但优选小于5毫米、更优选小于2毫米、甚至更优选小于1毫米、甚至更优选小于0.5毫米、最优选小于0.25毫米的基于体积的平均粒度(其中给定粒子的尺寸等于具有与给定粒子相同的体积的球体的直径)。这些优选范围是有益的，因为如果粒子太小的话，它们可能溶解在该混合物中，但是如果粒子太大的话，这可在该材料中导致不均匀性，这会影响稳定性和耐火性能。该颗粒状碱金属硅酸盐优选为粉末。该颗粒状碱金属硅酸盐在掺入到该混合物和/或材料中之前可以经受干燥过程。
本发明的混合物与材料中碱金属硅酸盐的SiO2:M2O摩尔比(其中M代表碱金属阳离子)优选为至少1.6:1，更优选为2.0:1至6.0:1、甚至更优选2.0:1至5.0:1、最优选2.0:1至4.0:1。SiO2:M2O摩尔比为2:1至4:1的硅酸盐溶液可以作为商业制品获得。具体而言，其中该比为2.0:1、2.5:1、2.85:1、3.0:1和3.3:1的溶液可以作为商业制品获得。SiO2:M2O摩尔比在这些值之间的溶液可以通过掺混这些市售材料来制得。在一些优选实施方案中，通过混合NaOH水溶液与含水硅溶胶来制备硅酸钠溶液。可能有益的是将此类硅酸盐溶液与诸如Ca(OH)2的组分预混合，从而通过防止与硅酸盐的瞬时反应来提供更好的控制。
该隔离剂优选包含一种或多种中空微球和/或泡沫微球。所述中空微球优选包含中空玻璃微球和/或中空陶瓷微球。所述泡沫微球优选包含泡沫玻璃颗粒和/或泡沫陶瓷颗粒。在一些情况下，该隔离剂可以作为替代或补充地包含聚合物微球。聚合物微球是有利的，因为它们的性质可以以很大程度改变。因此可以优化与该基体的粘合性，这提高了形状稳定性。在一些实施方案中，该微球涂有官能团。这些官能团可以与该基体反应。此类反应可以进一步稳定该基体。该中空微球优选具有超过40微米,更优选超过80微米,甚至更优选超过100微米,但优选小于2毫米、更优选小于500微米的基于体积的平均粒度(其中给定粒子的尺寸等于具有与给定粒子相同的体积的球体的直径)。在一些实施方案中，该隔离剂可以作为替代或补充地包含金属、玻璃和/或陶瓷的片体。中空玻璃微球和/或玻璃片体在约900℃下熔融以形成玻璃膜，该玻璃膜隔离该冷却剂并充当释放冷却液体和蒸气的屏障以确保它们被逐渐释放。该玻璃片体优选包含硼硅酸盐玻璃。陶瓷片体在约900℃的温度下不熔融，因此在着火的情况下仅充当屏障。尽管金属，例如金属箔和/或金属箔片体具有良好的热传递速率，但它们也可以被用作隔离剂，因为由于它们对水和/或水蒸气的阻隔功能，它们有助于减少着火过程中水的损失。该金属可以例如是铝、锌和/或任何金属，其在这些条件下被氧化。该金属可以为粒子形式，如纳米粒子。该金属可以以载液中的悬浮液形式引入。该金属还可以在碱性条件下反应，并形成稳定的固有泡沫(intrinsic foam)。例如，铝粒子(或锌粒子)，例如金属的纳米粒子和/或小块(即，基于体积的平均粒度小于1毫米)在加入到该混合物中时可以导致形成铝酸盐并释放氢气(其形成稳定的泡沫)。一些实施方案可以包含一种或多种碱金属氢氧化物，其可以活化该金属。铝酸盐如Na[Al(OH)4]能够在热的存在下反应，这提供了进一步的冷却性质。
在一些实施方案中，将该冷却剂封装在一种或多种箔包装中，优选一种或多种金属箔包装。这对于其冷却性能可能受基体影响的冷却剂来说是有益的。该箔在加热下可以熔融并释放该冷却剂。在该实施方案中，该冷却剂优选包含一种或多种含水凝胶和/或溶液，如盐溶液、至少部分有机的液体和/或碱金属硅酸盐。不同的冷却剂可以封装在单独的箔包装中。在一些实施方案中，两种或更多种箔包装可以含有能够在接触时彼此反应的冷却剂，例如如果所述包装的箔在着火的情况下熔融的话。该包装的尺寸可能是受限的，使得能进行锯割、钻孔和其它过程而不会对耐火性产生不利影响。该包装优选含有最多100立方厘米、更优选25立方厘米、甚至更优选100立方厘米、最优选低于5立方厘米的体积的冷却剂。
在另一实施方案中，该耐火复合材料可以被箔包装封装。这种布置减少了未结合的水的损失。
当存在于该混合物或该材料中时，所述隔离剂优选以该混合物或该材料总重量的至少0.1重量％、更优选至少1重量％、甚至更优选至少2重量％、最优选至少3重量％、但优选最多50重量％、更优选最多25重量％、甚至更优选最多10重量％、最优选最多5重量％的总浓度存在。这些优选范围有助于确保冷却液体和蒸气隔离的适当水平并降低该材料的密度。
当存在于该混合物或该材料中时，所述中空微球优选以该混合物或该材料总重量的至少0.5重量％、更优选至少1重量％、甚至更优选至少2重量％、最优选至少3重量％、但优选最多75重量％、更优选最多25重量％、甚至更优选最多10重量％、最优选最多5重量％的总浓度存在。这些优选范围有助于确保冷却液体和蒸气隔离的适当水平并降低该材料的密度。更高量的中空微球在低密度下提供优异的隔热性，这可在航天和/或航空行业中是有益的。
当存在于该混合物或该材料中时，该木材和/或纤维素片优选掺入碱金属硅酸盐。
作为替代或补充，该隔离剂可以包含一种或多种可膨胀聚合物，如聚苯乙烯，优选Styropor(RTM)。这些隔离剂是有益的，因为它们能降低系统的U值，显示改善的隔热性。
作为替代或补充，该隔离剂可以包含一种或多种矿物如滑石、高岭土、叶腊石、膨润土、绿泥石、蛭石和/或云母。此类矿物是有利的，因为它们通过有效封闭孔隙有助于在该材料中保持任何未结合的水。所述一种或多种矿物可以与一种或多种碱金属硅酸盐结合。所述矿物与所述碱金属硅酸盐的组合可以为液体形式，例如通过进一步包含水。所述组合可以在该材料上以涂层形式提供。
该材料和/或混合物可以进一步包含一种或多种缓凝剂(retarder)，如D(-)酒石酸、L(+)酒石酸、碱金属磷酸盐、硼酸盐如硼砂或硼酸和/或葡糖酸和/或其盐，优选葡糖酸钠、葡庚糖酸盐和/或无水葡庚糖酸钠。多元醇如甘油，以及盐类如CaO、MgO和/或(NH4)3PO4也可用于影响硬化时间。缓凝剂减缓了固化过程，使该混合物更容易处理，并因此简化该材料的制造。该缓凝剂可以优选以该混合物或该材料总重量的至少0.1重量％、更优选至少0.5重量％、甚至更优选至少1重量％、最优选至少3重量％、但优选最多20重量％、更优选最多10重量％、甚至更优选最多7重量％、最优选最多5重量％的总浓度存在。
在一个实施方案中，该材料优选封装在管中，优选封装在热收缩管中。在另一实施方案中，该材料封装在固体护套(sheathing)中。该管和/或护套可以包含一种或多种聚合物和/或含有聚合物的物质，如丙烯酸/甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸酯，例如苯乙烯丙烯酸酯或其它衍生物，胶乳、乙酸乙烯酯，例如聚乙酸乙烯酯或衍生物，聚乙烯基聚合物、聚烯烃如聚乙烯和/或聚丙烯、PET、聚乙醇化物(polyethanolate)、聚氨酯、聚酯、纤维素如甲基纤维素和/或羟甲基纤维素、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯醚、尼龙、含氟聚合物(如FEP、PTFE或Kynar)、PVC、氯丁橡胶、有机硅弹性体、玻璃纤维、蜡和/或氯橡胶。该材料可以通过用所述聚合物和/或含有聚合物的物质喷雾、涂覆和/或涂饰和/或浸渍在所述聚合物和/或含有聚合物的物质中来封装。此类管提高了该材料的机械稳定性和耐火性能，因为该管能够捕捉任何未结合的水，防止其随时间蒸发。当然还可在金属箔(优选铝金属箔)中封装该材料以避免溶剂(优选水和/或水蒸气)的损失。
该材料在外观上可以是不透明的。在其中私密性至关重要的情况下，如在隔板墙、门和地板的情况下，不透明材料可能是有利的。此外，该材料的美感使其对这些应用富有吸引力。
本发明的材料可以为层、棒、管、板或块的形式。所述棒或管可以是多角形的。所述层、棒、板、块、板或管可以具有至少一个凹口和/或凸起。该材料的至少一部分可以是直的、分支的和/或弯曲的。该材料可以进一步包含一个或多个开口或狭槽。此类布置使得该材料能够锁定到单独的元件如框架或另一段材料上。该材料的层厚度可以在宽范围内变化，如1至300毫米、优选5至100毫米、更优选10至25毫米。该材料的棒或块的长度可以为1至400厘米、优选5至300厘米、更优选10至150厘米不等。该材料的棒或块的深度和/或宽度可以为1至200厘米、优选5至100厘米、更优选10至70厘米不等。
该材料可以与金属如铁、钢和/或氧化铝、陶瓷、玻璃、有机聚合物、塑料、含有纤维和/或玻璃纤维的有机聚合物组合。例如，该材料可以封装线和/或棒。该材料可以包含一个或多个空腔。所述空腔使得线和/或棒能够插入。所述线和/或棒可以提供增强和/或使该材料和/或其它元件能够被锁定就位。该材料优选是抗压强度为至少10牛/平方毫米、更优选至少100牛/平方毫米、最优选至少200牛/平方毫米的组分和抗弯强度为至少10牛/平方毫米、更优选至少100牛/平方毫米、最优选至少200牛/平方毫米的组分的组合。在一些实施方案中，该压缩应力随时间随温度而提高。这是有益的，因为在着火中，材料通常因提高的温度而开始随时间而软化。因此，玻璃纤维(在室温和略微升高的温度下具有优异的性质)和本发明的材料(在加热下优异的性质)的组合是有益的。
根据本发明的第三方面，提供了用于耐火制品如窗玻璃框、墙壁、隔板、百叶窗和/或门、或其一部分的嵌插件，其中所述嵌插件并入本发明的第一方面的材料。
该嵌插件可以包含超过一种根据第一方面的材料。在一些实施方案中，该嵌插件可以包含至少两个层。所述至少两个层各自优选包含一种根据第一方面的材料。当任何层彼此直接接触时，直接接触的所述层优选包含不同的材料。该嵌插件可以包含至少三个层。所述至少三个层各自可以包含至少两种根据第一方面的材料中的一种。在一个实施方案中，该层可以在两种不同材料之间交替。该嵌插件可以包含至少四个或五个层。在一个实施方案中，该层可以包含位于两个第二材料的层之间的一个或多个第一材料的芯层。所述两个第二材料的层可以位于两个第三材料的层之间。在另一实施方案中，该嵌插件可以包含被根据第一方面的不同的材料所封装的一种或多种根据第一方面的材料。
该嵌插件可以封装在诸如金属、塑料和/或玻璃纤维的材料中。
根据本发明的第四方面，提供了一种并入本发明的第三方面的嵌插件的耐火制品，如窗玻璃框、墙壁、隔板、百叶窗、电缆管道和/或门，或其一部分。
在复杂制品如框架、墙壁、隔板、百叶窗、电缆管道和/或门，或其一部分中，可以有利的是，同时使用不同类型的材料。复杂制品可以提供超过一个用于嵌插件的空间。根据位置，可以优化冷却剂和隔离剂的量。
例如，框架、门、隔板、百叶窗、电缆管道和/或墙壁，或其一部分可以包含至少一个空腔，如至少两个或至少三个空腔。所述至少三个空腔可以包含至少一个、优选一个内空腔和至少两个、优选两个外空腔。例如，该框架、门、隔板、百叶窗、电缆管道和/或墙壁，或其一部分可以包含三个空腔，布置所述三个空腔以使得内空腔夹在两个外空腔之间。所述框架、门、隔板、百叶窗、电缆管道和/或墙壁，或其一部分可以各自包含至少一个接触外部环境(例如其中可能发生着火)的主要表面。各个外空腔可能邻接所述主要表面之一。各外空腔和/或内空腔可以至少部分、优选完全被外壳包围，所述外壳通常为金属、玻璃纤维或塑料外壳。在其中外空腔基本完全或完全被外壳包围的情况下，该外空腔几乎不与或不与外部环境接触。此类外空腔可以经由至少一个桥连接在一起，构成在所述外空腔之间的内空腔。所述桥可以包含栅格、网、管、棒和/或板等等，通常由金属和/或玻璃纤维制成。所述内空腔通常可以接触与可能发生着火的外部环境分隔开的环境，例如所述内空腔可以通过窗玻璃边缘和/或密封件的存在与外部环境分隔开。内空腔的外壳沿可接触外部环境的一侧可以包含一个或多个缝隙，所述接触外部环境的一侧不同于接触另一空腔的一侧。此外，在一些实施方案中，可接触外部环境的所述侧的内空腔的外壳可以完全不存在，或在沿所述侧的所述内空腔的表面积的最多95％、最多90％或最多80％上方不存在所述外壳。外空腔可以通过一个或多个缝隙和/或棒，优选金属棒连接至该内空腔。所述一个或多个缝隙可以包含在所述外空腔的外壳中的缝隙。在一些实施方案中，该桥的至少一部分可以包含第一方面的材料。这种布置可以进一步减少空腔之间的热传递，提高耐火性能。例如该桥可以包含至少一个栅格和/或至少部分填充有第一方面的材料的中空体。该中空体优选是中空管或中空多边形棒。所述中空体可以是T形或L形中空管或棒。各个空腔可以具有任何合适的形状如多面体，例如长方体形状。该空腔的一个或多个可以具有圆形边缘。
优选的是，所述框架、门、隔板、百叶窗、电缆管道和/或墙壁，或其一部分包含至少三个空腔，布置所述三个空腔以使得在两个外空腔之间夹有一个或多个内空腔。优选至少一个所述内空腔通过外壳至少部分或完全与外部环境和/或至少一个所述外空腔分隔开。所述外壳可以由一种或多种金属、塑料和/或玻璃纤维制得。优选至少一个所述内空腔含有根据本发明的第一材料和i)空隙和/或i i)根据本发明的第二材料。
优选至少一个所述内空腔通过外壳至少部分或完全与至少一个所述外空腔分隔开。在一些实施方案中，优选的是该外壳包含多个部分，其中该外壳的至少一个部分包含第一耐火材料，其中所述第一耐火材料在所述部分处将该内空腔与外部环境分隔。所述内空腔优选仅通过第一耐火材料在所述部分处与外部环境分隔。所述第一耐火材料在这种情况下可以充当外壳，使得任何进一步的外壳可以不存在或仅部分存在于该外壳的所述部分处。
所述空隙可以含有气体，优选空气，或真空。该气体充当隔离物，阻止外空腔之间的热传递。如果该空隙含有不同的气体或真空而不是空气的话，那么需要足够的封装。该空隙可以密封在该外壳和/或任何合适的封装中。
根据本发明的所述第二材料优选包含一种或多种中空微球和/或泡沫微球。这些微球可以封装气体，如空气、水蒸气、CO2、SOx、NOx和/或N2，或真空，这改善了第二材料的隔绝性质。所述中空微球优选包含中空玻璃微球和/或中空陶瓷微球。所述泡沫微球优选包含泡沫玻璃颗粒和/或泡沫陶瓷颗粒。作为替代或补充，该中空微球可以包含聚合物微球。中空玻璃微球和中空陶瓷微球提供改善的隔绝和机械稳定性特性。泡沫微球通常包含更开放孔隙结构，使得它们更好地能够吸收物质，例如水蒸气，这意味着泡沫微球在着火的情况下可以通过吸收任何相邻的本发明的材料所释放的水蒸气来提高耐火性能，冷却所述吸收的水并储存水直到温度高到足以导致水再次蒸发时。
所述制品优选并入至少两个不同的嵌插件。并入外空腔的外部嵌插件优选包含至少40重量％、更优选至少60重量％、甚至更优选至少70重量％的冷却剂。并入外空腔的外部嵌插件优选包含最多20重量％、更优选最多10重量％、甚至更优选最多5重量％的隔离剂。因为通过金属外壳的热传递可能非常高，所以在着火的情况下来自着火一侧的热可快速到达该外部嵌插件。因此，在着火一侧的外部嵌插件将由外至内被消耗。在外部嵌插件中存在的任何隔离剂可有助于确保冷却剂不会过快消耗。
并入内空腔中的内部嵌插件优选包含至少20重量％、更优选至少40重量％、甚至更优选至少70重量％的隔离剂。并入内空腔中的内部嵌插件优选包含最多20重量％、更优选最多10重量％、甚至更优选最多5重量％的冷却剂。该内部嵌插件可以如同用于非火侧的外部嵌插件的屏障那样起作用，因为来自着火的热仅能够经由至少一个桥传递，且内部嵌插件并未被热包围，而是承受主要来自一侧的热。在这种情况下，由隔离剂提供的隔绝行为特别有益。
根据本发明的第五方面，提供了耐火窗玻璃组装件，包含至少一个连接至本发明的第四方面的耐火窗玻璃框的耐火窗玻璃。
根据本发明的第六方面，提供了并入本发明的第一方面的材料、第四方面的耐火制品和/或第五方面的耐火窗玻璃组装件的建筑物。
根据本发明的第七方面，提供了制备本发明的第一方面的材料的方法，包含：干燥和/或固化根据本发明的第二方面的混合物。
根据本发明的第八方面，提供了制备本发明的第二方面的混合物的方法，包括混合：
a)一种或多种液体，一种或多种周期表第1、2、13和/或14族的元素的硅酸盐、周期表第13族的元素的磷酸盐和/或周期表第13族的元素的有机化合物，Ca(Hal)2、Mg(Hal)2(其中Hal＝OH、F、Cl、Br或I)；和
b)一种或多种MOH、M2O、M2SO4、MHSO4、M(PO3)3、MxH3-xPO4(其中x＝0至3)、M2CO3、MHCO3、硼酸盐如M2[B4O5(OH)4](其中M＝Li、Na、K和/或NH4)、M’(OH)2、M’O、M’CO3、M’SO4、M’PO4(其中M’＝Ca、Mg、Ba、Sr和/或Fe)、Al(OH)3、Fe(OH)3、Si(OH)4、SiO(OH)2、FeO(OH)、AlO(OH)、其盐、硅胶、分子筛、二醇、多元醇、不燃性有机溶剂、干燥的碱金属硅酸盐和/或糖类；和/或
c)一种或多种中空微球、泡沫微球、玻璃片体、陶瓷片体、木屑和/或纤维素片。
该材料的层可以通过将该混合物涂铺到基材表面上并干燥和/或固化该混合物来方便地制得。为了制造具有所需厚度的材料层，有时需要在基材上提供边缘阻挡体，其将在蒸发过程中保留该混合物。该材料的一些其它形式，如棒、块、管、多角形和弯曲形式，以及具有空腔、凹陷和/或开口的形式，可以通过将该混合物倾入模具或构件如窗玻璃框中并随后干燥和/或固化该混合物来制造。该干燥和/或固化过程优选在提高的温度下进行，例如至少30℃、优选至少60℃，但是优选最多110℃、更优选最多100℃、最优选最多90℃。该干燥和/或固化过程可以进行优选至少2小时、更优选至少6小时的时段。在室温下，所述干燥和/或固化花费更长的时间，取决于该形式的厚度和周围的湿度。
根据本发明的第九方面，提供了根据本发明的第一方面的材料用于防止火焰传播的用途。
所述用途优选为在隔板、墙壁、地板、天花板中，作为门和窗玻璃框中的嵌插件，在车体中，作为线或棒的封装。所述用途可以附加地作为结构元件或以其它方式取代或增强使用金属型材如铁、钢和/或铝型材、陶瓷、塑料、木材、有机聚合物、含有纤维和/或玻璃纤维的有机聚合物。作为补充或替代，所述用途可以用作漆料、密封剂(例如作为电缆和/或管道密封剂)、涂料、胶水、fugue和/或砂浆，例如在消防总管和接头和/或防火阀中。
根据本发明的第十方面，提供了耐火制品诸如框架、隔板、门、百叶窗、电缆管道和/或墙壁，或其一部分，其包含至少一个空腔，其中所述至少一个空腔通过外壳至少部分与外部环境分隔开，
其中所述至少一个空腔含有第一耐火材料，和
i)空隙和/或
ii)第二耐火材料。
所述至少一个空腔优选通过外壳完全与外部环境分隔。所述外壳可以包含金属、玻璃纤维和/或塑料的外壳。在一些实施方案中，优选的是该外壳包含多个部分，其中该外壳的至少一个部分包含该第一耐火材料，其中该第一耐火材料在所述部分处将该内空腔与外部环境分隔开。所述内空腔优选仅通过该第一耐火材料在所述部分处与外部环境分隔开。所述第一耐火材料在这种情况下可以充当外壳，使得任何进一步的外壳可以不存在或仅部分存在于该外壳的所述部分处。
该制品可以包含至少两个或至少三个空腔。所述至少三个空腔可以包含至少一个、优选一个内空腔和至少两个、优选两个外空腔。例如，该制品可以包含三个空腔，布置所述三个空腔以使得内空腔夹在两个外空腔之间。所述制品可以包含至少一个接触外部环境(例如其中可发生着火)的主要表面。各个外空腔可能邻接所述主要表面之一。各外空腔和/或内空腔可以至少部分、优选完全被外壳包围，所述外壳通常为金属、玻璃纤维或塑料外壳。在其中外空腔基本完全或完全被外壳包围的情况下，该外空腔几乎不与或不与外部环境接触。此类外空腔可以经由至少一个桥连接，构成在所述外空腔之间的内空腔。所述桥可以包含栅格、管、棒和/或板等等，通常由金属和/或玻璃纤维制成。所述内空腔通常可以接触与可能发生着火的外部环境分隔开的环境，例如所述内空腔可以通过窗玻璃边缘的存在与外部环境分隔开。内空腔的外壳沿可接触外部环境的一侧可以包含一个或多个缝隙，可接触外部环境的所述侧不同于接触另一空腔的侧。此外，在一些实施方案中，可接触外部环境的所述侧的内空腔的外壳可以完全不存在，或在沿所述侧的所述内空腔的表面积的最多95％、最多90％或最多80％上方不存在所述外壳。外空腔可以通过一个或多个缝隙和/或棒，优选金属棒连接至该内空腔。所述一个或多个缝隙可以包含在所述外空腔的外壳中的缝隙。在一些实施方案中，该桥的至少一部分可以包含第一方面的材料。这种布置可以进一步减少空腔之间的热传递，提高耐火性能。例如该桥可以包含至少一个栅格和/或至少部分填充有第一方面的材料的中空体。该中空体优选是中空管或中空多边形棒。所述中空体可以是T形或L形中空管或棒。各个空腔可以具有任何合适的形状如多面体，例如长方体形状。该空腔的一个或多个可以具有圆形边缘。
当该制品仅包含一个空腔时，优选该空腔不包含空隙。在该实施方案中，该第一与第二耐火材料优选是相同的。该第一与第二耐火材料优选如本发明所述。
优选的是，该制品包含至少三个空腔，布置所述至少三个空腔以使得一个或多个内空腔夹在两个外空腔之间。优选所述内空腔的至少一个是通过外壳至少部分或完全与外部环境和/或至少一个所述外空腔分隔开。所述外壳可以由一种或多种金属、塑料和/或玻璃纤维制得。优选至少一个所述内空腔含有第一耐火材料和i)空隙和/或ii)第二耐火材料。
至少一个所述内空腔优选通过外壳至少部分或完全与至少一个所述外空腔分隔开。在此情形中，所述至少一个内空腔优选通过第一耐火材料与外部环境分隔开。所述第一耐火材料在这种情况下可以充当外壳，使得任何进一步的外壳可以不存在或当所述内空腔接触外部环境时仅部分存在。
所述空隙可以含有气体，优选空气，或真空。该气体充当隔离物，阻止外空腔之间的热传递。如果该空隙含有不同的气体或真空而不是空气的话，那么需要足够的封装。该空隙可以密封在该外壳和/或任何合适的封装中。
所述第二耐火材料优选包含一种或多种中空微球和/或泡沫微球。这些微球可以封装气体，如水蒸气、CO2、SOx、NOx和/或N2，或真空，这改善了第二材料的隔绝性质。所述中空微球优选包含中空玻璃微球和/或中空陶瓷微球。所述泡沫微球优选包含泡沫玻璃颗粒和/或泡沫陶瓷颗粒。作为替代或补充，该中空微球可以包含聚合物微球。中空玻璃微球和中空陶瓷微球提供改善的隔绝和机械稳定性特性。泡沫微球通常包含更开放孔隙结构，使得它们更好地能够吸收物质，例如水蒸气，这意味着泡沫微球在着火的情况下可以通过吸收任何相邻的本发明的材料所释放的水蒸气来提高耐火性能，冷却所述吸收的水并储存水直到温度高到足以导致水再次蒸发时。
所述第一和/或第二耐火材料可以是基于碱金属硅酸盐、石膏、氢氧化铝和/或矿物如硅灰石和/或膨润土的材料。优选该第一和第二耐火材料是不同的。所述第一和/或第二耐火材料可以是根据本发明的材料。该材料优选是抗压强度为至少10牛/平方毫米、更优选至少100牛/平方毫米、最优选至少200牛/平方毫米的组分和抗弯强度为至少10牛/平方毫米、更优选至少100牛/平方毫米、最优选至少200牛/平方毫米的组分的组合。
要理解的是，适用于本发明的一个方面的任选特征也可以以任意组合和以任意数量使用。此外，它们可以以任意组合和以任意数量与本发明的其它方面一起使用。这些包括但不限于在本申请的权利要求书中的任何权利要求的从属权利要求用作任何其它权利要求的从属权利要求。
读者的注意力被引导至与本申请相关的本说明书同时提交或先于本说明书提交的所有论文和文献，所述论文和文献向对本说明书的公共检查开放，所有此类论文和文献的内容经此引用并入本文。
本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征和/或由此公开的任何方法或工艺的所有步骤可以以任意组合结合，除了其中至少部分此类特征和/或步骤互相排斥的组合。
本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的各个特征可以被起到相同、等效或类似目的的替代特征代替，除非另行明确说明。由此，公开的各个特征仅仅是等效或类似特征的一般系列的一个实例，除非另行明确说明。
现在将参照附图借助以下具体实施方案进一步描述本发明，所述实施方案以说明而非限制的方式给出，在所述附图中：
图1是在两个外空腔中并入本发明的材料的耐火窗玻璃框的一部分的横截面示意图；
图2是在两个外空腔中和在两个内空腔中并入本发明的材料的耐火窗玻璃框的一部分的横截面示意图；
图3是在两个外空腔中并入本发明的材料和在内空腔中并入本发明的其它材料的耐火窗玻璃框的一部分的横截面示意图，在外空腔与内空腔之间存在多个通道；
图4是交替层布置部件形式的在两个外空腔中并入本发明的材料并在并排的内空腔中并入本发明的其它材料的耐火窗玻璃框的一部分的横截面示意图；
图5显示了当使用实施例1的嵌插件时随时间而改变的八个框架传感器各自检测的温度的曲线图；
图6显示了当使用实施例2的嵌插件时随时间而改变的八个框架传感器各自检测的温度的曲线图；
图7显示了当使用实施例3的嵌插件时随时间而改变的八个框架传感器检测的平均温度的曲线图；和
图8显示了当使用实施例5的嵌插件时随时间而改变的八个框架传感器各自检测的温度的曲线图。
图1显示了耐火窗玻璃框1的一部分的横截面图，即用于给耐火窗玻璃的一个边缘装框(frame)的细长部分。沿平行于部件1最短尺寸(垂直于部件1的最长边缘)的任何假想平面采取该横截面图。部件1包含两个外空腔2、3和内空腔4。空腔2、3、4包封在金属外壳中，尽管可以使用聚合物外壳。如该实施方案中所示，所述空腔2、3、4是长方体形状的，尽管外空腔2、3可以具有圆形边缘。内空腔4夹在外空腔2、3之间，使得内空腔4的外壳的具有最大表面积的两个外表面在外空腔2、3各自的外壳的具有较大表面积的两个外表面之一处各自接触不同的外空腔2、3。外空腔2、3在大多数情况下具有相同的尺寸，而内空腔4具有通常较小的尺寸，如该特定实施方案中所示。在一些替代实施方案中，外空腔2、3可以分为可变形状的较小子空腔。在所示实施方案中，与外空腔2、3的邻接表面相比，位于部件1的细长侧边6、7处的内空腔4的暴露的细长表面是凹陷的。此外，在该实施方案中，在横跨细长侧边6、7观察的尺寸方面，内空腔4比外空腔2、3更薄，尽管这可能并非某些布置中的情况。外空腔2、3填充有本发明的材料5。内空腔4不含有所述材料5，即其含有空气。作为替代或补充，该内空腔4可以含有一个或多个棒、管、板和/或网，其可以在外空腔2、3之间构成一个或多个支架或桥。在一个替代实施方案中，该内空腔4的外壳可以沿细长侧边6、7的一个或两个包含一个或多个缝隙。此外，在一些实施方案中，在细长侧边6、7的一个或两个处的内空腔4的外壳可以完全不存在，或在沿细长侧边6、7之一的所述内空腔4的表面积的最多95％、最多90％、或最多80％上方不存在。在使用中，耐火窗玻璃边缘邻接并平行于部件1的细长侧边6、7布置。外空腔2、3的一个或两个可以在细长侧边6或7处进一步包含凸缘，所述凸缘垂直于所述侧边6、7突出，这有助于将此类窗玻璃保持就位。标有“热”的箭头指示可以首先暴露于火的部件1的侧面(或者，部件1的相对侧，即邻接外空腔3，可以首先暴露于着火)。空气是良好的绝热体，因此在该实施方案中，着火的热不容易由一个外空腔转移到其它外空腔。这有助于框架绝热和保持其完整性。
图2显示了耐火窗玻璃框10的细长部件的另一实施方案的横截面图。部件10与图1中显示的部件1相同，但不同的是，在图2的实施方案中，部件10包含三个内空腔13、14、15而不是一个。布置所述内空腔使得中央内空腔15的外壳被外空腔11、12和内空腔13、14各自的外壳环绕并与之接触。所有空腔均填充有本发明的材料16，除了中央内空腔15是空的(即含有空气)或填充有不同于材料16的组合物的隔绝物。任一空腔11-15还可以含有加强件以改善该框架的稳定性。在一个替代实施方案中，该内空腔13、14可以部分或完全不具有外壳。与图1的实施方案相比，图2的实施方案包含附加的填充的空腔13、14，其在着火的情况下提供了提高的冷却特性。
图3显示了耐火窗玻璃框20的细长部件的另一实施方案的横截面图。部件20与图1中显示的部件1相同，但不同的是，在图3的实施方案中，部件20的内空腔23填充有本发明的材料25，所述材料25不同于填充外空腔21、22的本发明的材料24。另一差别在于部件20在外空腔21、22和内空腔23之间在该外壳中包含多个缝隙26。在该实施方案中，该缝隙在着火开始的侧上提供了组分如水蒸气由外空腔21、22进入内空腔23的途径。水蒸气在内空腔23中的循环提供了进一步冷却的优点。在替代实施方案中，内空腔23可以含有加强材料如玄武岩网，其可以改善该框架的稳定性。
图4显示了耐火窗玻璃框30的细长部件的另一实施方案的横截面图。部件30与图1中显示的部件1相同，但不同的是，在图4的实施方案中，内空腔33更厚，且含有本发明的材料34、35的交替层的五层布置。材料34也填充外空腔31、32。内空腔33中的层由邻接外空腔31的侧向邻接外空腔32的侧交替。邻接外空腔31、32的内空腔33的两个层与内空腔33的中心层由不同于材料34(其填充外空腔31、32，并且提供该材料用于保持内空腔33的两个层)的材料35组成。这种布置能够进一步控制通过该框架的热传递速率。同样，材料35可以包含多孔结构，所述多孔结构可以储存在着火的情况下由材料34释放的水蒸气。在这种情况下，材料35可以类似于海绵那样起作用，将水保持在该系统中以提高其冷却性质。在替代实施方案中，由材料35组成的内空腔33的三个层各自可以含有加强材料(如玄武岩网)或被加强材料替代。
实施例
按照下表1-3中显示的量制备样品。将硅酸钾(实施例1和2)、硅酸钠1(实施例3)或硅酸钠溶液(56重量％的水)(实施例4和5)放置在容器中。
在实施例3的情况下，通过混合50重量％的NaOH溶液(50重量％的水)与50重量％的硅溶胶(50重量％的水)来制备硅酸钠2(50重量％的水)。接着，将该Ca(OH)2分散在硅酸钠2中，随后将所得混合物在搅拌下添加到该容器中的硅酸钠1中。这种方法防止Ca(OH)2与硅酸钠1即刻反应。
对于实施例1、2、4和5，将固体组分(除了中空玻璃微球和玄武岩网)混合在一起并在搅拌下添加到该容器中。对于实施例3，将剩余的固体组分混合在一起并在搅拌下添加到该容器中。随后将剩余液体(例如甘油和/或水，取决于各实施例的组分)加入到该混合物中，随后加入中空玻璃微球(实施例1、2和4)。稍后加入中空玻璃微球，因为它们缺乏机械稳定性，这意味着应当避免过度搅拌。随后，将该混合物倾入模具(类似于烤盘)并摇振以消除任何气泡。该混合物随后在60℃下干燥2-3小时，取决于特定的实施例。
在将玄武岩网并入实施例1的情况下，将该混合物的一半首先倾入托盘中。在硬化该混合物后，将网层放置在材料的板上，并随后在该网上方倾倒该混合物的另一半。将该网首先浸泡在该混合物中(因为该网不具有高润湿性)，随后加入到首先硬化的一半混合物中，并在加入该混合物的另一半之前通过铺展该网除去任何截留的空气。在冷却后，除去模具，并在格栅(grating)上进一步干燥该材料的“板”。
如前面详细描述的那样，当然可使用框架如窗玻璃框作为模具。其优点在于可以通过简单填充框架来容易地实现困难的形状，这避免了后继去除模具的需要。
最后，可以将该材料锯成合适的尺寸，并在必要时钻孔。在一些实施方案中，有可能在适度加热下将最终产品雕刻成所需形状。
表1：用于制备本发明的实施例1和2的材料的混合物中存在的组分的量，以及所述材料的尺寸
表2：用于制备本发明的实施例3的材料的混合物中存在的组分的量
表3：用于制备本发明的实施例4和5的材料的混合物中存在的组分的量，以及所述材料的尺寸
实施例1-3和5的材料在使用燃油炉的按照EI 30标准的燃烧试验中用作耐火窗玻璃框的嵌插件。将已知通过EI 30试验的PilkingtonPyrostop(RTM)30-10耐火窗玻璃(尺寸15毫米×790毫米×790毫米)用于这些试验。框架为60毫米宽，15毫米深，围绕该窗玻璃的整个周边。在该燃烧试验的标准条件下，通过围绕框架表面间隔设置的8个传感器监控该框架的温度。为了通过EI 30试验，传感器在该试验的头30分钟内均不允许检测到大于180K的温度变化。在25℃的室温下进行该试验，因此为了通过该试验，传感器必须不得检测到大于205℃的温度。
由实施例1-3和5的材料制备各种长度的尺寸为18厘米×35厘米的嵌插件。如上文详细描述的那样，将这些实施例的嵌插件插入环绕该窗玻璃的单独的框架中，并按照EI 30燃烧试验进行测试。
图5显示了当在图1的框架中使用实施例1的嵌插件时随时间而改变的八个热元件(传感器)各自检测的温度的曲线图(M1-8是八个传感器的曲线图)。在30分钟的点时，八个传感器均未检测到甚至接近150℃的温度，更不用说205℃。因此，实施例1的嵌插件轻易地通过了EI 30燃烧试验。在图5的图中，在燃烧试验过程中该曲线没有限定的平台区，这表明冷却剂在更高温度下起作用。因此，这些嵌插件可用于粉末涂覆工艺。
图6显示了当在图2的框架中使用实施例2的嵌插件时随时间而改变的八个框架传感器各自检测的温度的曲线图(M1-8是八个传感器的曲线图)。再次，在30分钟的点时，八个传感器均未检测到高达150℃的温度，更不要说205℃。因此，实施例2的嵌插件也轻易地通过了EI 30燃烧试验。实施例2的嵌插件表现出约13-22分钟的延长的冷却效应，由此框架温度保持在100℃或保持低于100℃，因此该曲线在此期间出现平台。实施例2的嵌插件含有更大量的水和冷却剂(其在约90℃至180℃的相对低温度下分解，释放冷却液体)。这些嵌插件特别可用于需要在较低温度下的大规模冷却的情况，例如，如果存在气瓶或计算机设备的话。
图7显示了当使用实施例3的嵌插件时随时间而改变的八个框架传感器检测的平均温度的曲线图。八个传感器检测的平均温度在30分钟的点时为约150℃。传感器均未检测到大于205℃的温度。因此，实施例3的嵌插件也轻易地通过了EI 30燃烧试验。实施例3的嵌插件在温和加热下是弹性的，这意味着它们可能被雕刻成所需的形状。这种特征可用于其中要求该嵌插件配合不常见形状的框架的情况。
实施例4涉及具有高隔离剂含量的材料，由于其热隔绝性质，该材料特别适合于内空腔(即包含至少三个空腔的框架、墙壁或门的芯空腔)。
实施例5涉及具有高冷却剂含量的材料，其特别适于需要冷却性质的外空腔(即邻接该框架、墙壁或门的着火侧表面的该框架、墙壁或门的空腔)。图8显示了当使用实施例5的嵌插件时随时间而改变的八个框架传感器各自检测的温度的曲线图(M1-8是八个传感器的曲线图)。在30分钟的点时，八个传感器中的一个检测到约160℃的温度，但其它传感器检测到低得多的温度。因此，实施例5的嵌插件也轻易地通过了EI 30燃烧试验。实施例5的嵌插件具有与实施例2的那些的类似性，在于它们在该试验的约12-24分钟处也表现出延长的冷却效应，由此框架温度保持在100℃或保持低于100℃。
本发明不限于前述实施例的细节。本发明扩展至本说明书(包括任何所述权利要求、摘要和附图)中公开的特征的任何新颖的一个或任何新颖的组合，或扩展至公开的任何方法或工艺的步骤的任何新颖的一个或任何新颖的组合。

Claims (34)

1.耐火复合材料，包含：
基体，其包含一种或多种液体以及周期表第1、2、13和/或14族的元素的硅酸盐、周期表第13族的元素的磷酸盐和/或周期表第13族的元素的有机化合物中的一种或多种；和
冷却剂，其包含以下的一种或多种：MOH、M2O、M2SO4、MHSO4、M(PO3)3、MxH3-xPO4(其中x＝0至3)、M2CO3、MHCO3、硼酸盐如M2[B4O5(OH)4](其中M＝Li、Na、K和/或NH4)、M’(OH)2、M’O、M’CO3、M’SO4、M’PO4(其中M’＝Ca、Mg、Ba、Sr和/或Fe)、Al(OH)3、Fe(OH)3、Si(OH)4、SiO(OH)2、FeO(OH)、AlO(OH)、其盐、硅胶、分子筛、二醇、多元醇、不燃性有机溶剂、干燥的碱金属硅酸盐和/或糖类；和/或
包含中空微球、泡沫微球、玻璃片体、陶瓷片体、木屑和/或纤维素片中的一种或多种的隔离剂。
2.用于制备耐火复合材料的混合物，包含：
基体，其包含一种或多种液体以及周期表第1、2、13和/或14族的元素的硅酸盐、周期表第13族的元素的磷酸盐和/或周期表第13族的元素的有机化合物中的一种或多种；和
冷却剂，其包含以下的一种或多种：MOH、M2O、M2SO4、MHSO4、M(PO3)3、MxH3-xPO4(其中x＝0至3)、M2CO3、MHCO3、硼酸盐如M2[B4O5(OH)4](其中M＝Li、Na、K和/或NH4)、M’(OH)2、M’O、M’CO3、M’SO4、M’PO4(其中M’＝Ca、Mg、Ba、Sr和/或Fe)、Al(OH)3、Fe(OH)3、Si(OH)4、SiO(OH)2、FeO(OH)、AlO(OH)、其盐、硅胶、分子筛、二醇、多元醇、不燃性有机溶剂、干燥的碱金属硅酸盐和/或糖类；和/或
隔离剂，其包含中空微球、泡沫微球、玻璃片体、陶瓷片体、木屑和/或纤维素片中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的材料或如权利要求2所述的混合物，其中所述材料或混合物包含所述材料或混合物总重量的至少5重量％的一种或多种液体，但最多50重量％的一种或多种液体，其中所述一种或多种液体包括水。
4.如权利要求1或3任一项所述的材料，或如权利要求2或3任一项所述的混合物，其中周期表第1、2、13和/或14族的元素的硅酸盐、周期表第13族的元素的磷酸盐和/或周期表第13族的元素的有机化合物中的一种或多种以该混合物或该材料总重量的至少5重量％、但是最多40重量％的总浓度存在。
5.如权利要求1、3或4任一项所述的材料，或如权利要求2至4任一项所述的混合物，其中一种或多种周期表第1、2、13和/或14族的元素的硅酸盐包含层状硅酸盐，例如硅灰石和/或沸石，和/或包含熟料、莫来石和/或膨润土。
6.如权利要求1或3至5任一项所述的材料，或如权利要求2至5任一项所述的混合物，其中周期表第1族的元素的硅酸盐是硅酸钠和/或硅酸钾，其中周期表第2族的元素的硅酸盐是硅酸镁和/或硅酸钙，其中周期表第13族的元素的硅酸盐是硼硅酸盐和/或铝硅酸盐，并且其中周期表第14族的元素的硅酸盐是有机硅酸盐。
7.如权利要求1或3至6任一项所述的材料，或如权利要求2至6任一项所述的混合物，其中周期表第13族的元素的磷酸盐是硼磷酸盐和/或铝磷酸盐。
8.如权利要求1或3至7任一项所述的材料，或如权利要求2至7任一项所述的混合物，其中周期表第13族的元素的有机化合物是有机硼和/或有机铝化合物。
9.如权利要求1或3至8任一项所述的材料，或如权利要求2至8任一项所述的混合物，其中所述基体进一步包含以下的一种或多种：Ca(Hal)2、Mg(Hal)2(其中Hal＝F、Cl、Br或I)、铝酸盐、锌化合物、锆化合物、钛化合物、硅溶胶、合成粘土；有机化合物如聚合物和/或含有聚合物的物质，如丙烯酸/甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸酯，例如苯乙烯丙烯酸酯或其它衍生物，胶乳、乙酸乙烯酯，例如聚乙酸乙烯酯或衍生物，聚乙烯基聚合物、聚乙醇化物、聚氨酯、棉、纤维素如甲基纤维素和/或羟甲基纤维素、环氧树脂、酚醛树脂、聚碳酸酯醚和/或尼龙；纸张，优选嵌有聚合物线；网、织物、带和/或玄武岩、玻璃、陶瓷、有机聚合物、棉的纤维和/或玻璃纤维；衍生自黄麻、亚麻、大麻和/或纤维素纤维的材料，纺织材料、纱布绷带，硅氧烷如八甲基环四硅氧烷(OMCTS)、六甲基二硅氧烷(HMDSO)和/或原硅酸四乙酯(TEOS)和/或有机硅。
10.如权利要求9所述的材料或混合物，其中至少一种有机化合物是表面活性剂。
11.如权利要求1或3至10任一项所述的材料，或如权利要求2至10任一项所述的混合物，其中所述冷却剂，不考虑任何相关的结晶水，以该混合物或该材料总重量的至少15重量％、但是最多70重量％的总浓度存在。
12.如权利要求1或3至10任一项所述的材料，或如权利要求2至10任一项所述的混合物，其中所述冷却剂，不考虑任何相关的结晶水，以该混合物或该材料总重量的至少35重量％、但是最多95重量％的总浓度存在。
13.如权利要求1或3至12任一项所述的材料，或如权利要求2至12任一项所述的混合物，其中所述冷却剂包含：
第一冷却剂，其包含以下的一种或多种：水合盐如MgSO4.7H2O、NaSO4.xH2O(其中x＝0-10)、NaHCO3和/或CaSO4.xH2O(其中x＝0-2)、硅胶、分子筛、碱金属硼酸盐如Na2[B4O5(OH)4].8H2O、锌硼酸盐、有机锌硼酸盐、二醇、多元醇、不燃性有机溶剂如DMSO和/或干燥的碱金属硅酸盐；和/或
第二冷却剂，其包含Al(OH)3、AlO(OH)、Zn(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3、FeO(OH)、Ca(OH)2和/或Mg(OH)2中的一种或多种。
14.如权利要求1或3至13任一项所述的材料，或如权利要求2至13任一项所述的混合物，其中所述硅胶通过使碱金属硅酸盐与酸如H2SO4和/或H3PO4反应来制造。
15.如权利要求1或3至14任一项所述的材料，或如权利要求2至14任一项所述的混合物，其中所述隔离剂包含中空玻璃微球、泡沫微球、中空陶瓷微球和/或中空聚合物微球中的一种或多种。
16.如权利要求1或3至15任一项所述的材料，或如权利要求2至15任一项所述的混合物，其中所述冷却剂封装在一个或多个箔包装中，优选一个或多个金属箔包装中。
17.如权利要求1或3至16任一项所述的材料，或如权利要求2至16任一项所述的混合物，其中，当存在于所述混合物或所述材料中时，所述隔离剂以所述混合物或所述材料总重量的至少0.5重量％、但是最多50重量％的总浓度存在。
18.如权利要求1或3至17任一项所述的材料，或如权利要求2至17任一项所述的混合物，进一步包含一种或多种缓凝剂，如硼砂、D(-)酒石酸和/或L(+)酒石酸。
19.如权利要求1或3至18任一项所述的材料，其中所述材料封装在管中，优选热收缩管中。
20.如权利要求1或3至19任一项所述的材料，其中所述材料为层、棒、管、板或块的形式。
21.用于耐火窗玻璃框、墙壁和/或门的嵌插件，其中所述嵌插件并入权利要求1或3至20任一项的材料。
22.如权利要求21所述的嵌插件，其中所述嵌插件包含超过一种如权利要求1或3至20任一项所述的材料，其中所述嵌插件包含至少两个层，且其中当任意层彼此直接接触时，直接接触的所述层包含不同的材料。
23.如权利要求21或22所述的嵌插件，其中所述嵌插件包含被不同的如权利要求1或3至20任一项所述的材料封装的一种或多种如权利要求1或3至20任一项所述的材料。
24.如权利要求21至23任一项所述的嵌插件，其中所述嵌插件封装在金属、塑料和/或玻璃纤维中。
25.耐火制品，如窗玻璃框、墙、隔板、百叶窗和/或门，并入权利要求21至24任一项的嵌插件。
26.如权利要求25所述的耐火制品，包含至少一个空腔，如至少两个或至少三个空腔。
27.如权利要求26所述的耐火制品，其中所述至少三个空腔包含一个内空腔和两个外空腔，其中并入外空腔中的外部嵌插件包含至少40重量％的冷却剂和最多20重量％的隔离剂，并且其中并入内空腔中的内部嵌插件包含至少40重量％的隔离剂和最多20重量％的冷却剂。
28.耐火窗玻璃组装件，包含至少一种连接至如权利要求25至27任一项所述的耐火窗玻璃框的耐火窗玻璃。
29.如权利要求1或3至20任一项所述的材料用于防止火焰传播的用途。
30.耐火制品，例如框架、隔板、门、百叶窗、电缆管道和/或墙壁，或其一部分,包含至少一个空腔，
其中所述至少一个空腔通过外壳至少部分与外部环境分隔，
其中所述至少一个空腔含有第一耐火材料，和
i)空隙和/或
ii)第二耐火材料。
31.如权利要求30所述的制品，其中所述至少一个空腔通过外壳完全与外部环境分隔。
32.如权利要求30或权利要求31所述的制品，其中所述外壳包含金属、玻璃纤维和/或塑料外壳。
33.如权利要求30至32任一项所述的制品，其中所述外壳包含多个部分，其中所述外壳的至少一个部分包含所述第一耐火材料，其中所述第一耐火材料在所述部分处将所述内空腔与外部环境分隔。
34.如权利要求30至33任一项所述的制品，其中所述第二耐火材料包含一种或多种中空微球和/或泡沫微球。
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