CN106517970B - 一种防火材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防火材料及其制备方法,上述防火材料，由包含以下重量份的组分制成：硅酸铝45‑58份、三聚磷酸铝3‑6份、聚铝硅氧烷8‑11份、氢氧化镁6‑9份、水玻璃3‑5份、玻璃纤维2‑4份、金刚砂1‑3份、滑石粉1‑2份、三聚氰胺0.5‑1份、硅烷偶联剂0.05‑0.8份。本发明还提供了一种防火材料的制备方法。

Description

一种防火材料及其制备方法
技术领域
本发明属于防火材料领域，特别涉及一种防火材料及其制备方法。
背景技术
净化车间由于其特殊的机构和工作要求，除了对车间所使用的板材力学方面的要求外，还需要板材具有一定的防火性，从而对车间的安全提供一定的保障。
卤素材料常被作为阻燃添加剂，使制得的材料具有良好的阻燃性能，卤素阻燃剂是热塑性聚合物通用的防燃烧剂，常和三氧化二锑材料结合使用。但含卤素的产品在燃烧时，会产生高浓度毒性和腐蚀性气体，不但给穿着该阻燃服装的消防员带来一定程度的毒气危害，同时使最终成品回收利用复杂化。
中国专利CN1158323A公开了一种轻质墙体保温防火膏体及其生产方法。它由超细玻璃棉、粉煤灰、生石灰、膨胀珍珠岩粉粒、石膏粉、琥珀酸二辛酯磺酸钠、硅酸钠、羧甲基纤维素与水制得，该材料以硅酸钠为粘结剂会与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钠，从而出现碳酸钙盐析，降低了材料的耐久使用性，同时该材料以硅酸钠作粘结剂的材料熔点低，在火场温度下会出现涂层熔化和滴落，故难以满足防火要求。
发明内容
针对上述的需求，本发明特别提供了一种防火材料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种防火材料，由包含以下重量份的组分制成：
硅酸铝 45-58份，
三聚磷酸铝 3-6份，
聚铝硅氧烷 8-11份，
氢氧化镁 6-9份，
水玻璃 3-5份，
玻璃纤维 2-4份，
金刚砂 1-3份，
滑石粉 1-2份，
三聚氰胺 0.5-1份，
硅烷偶联剂 0.05-0.8份。
所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，所述无碱玻璃纤维的直径为8-12微米。
所述组分还包括碳化钛0-1重量份。
所述组分还包括色粉0-1重量份。
所述组分还包括氮化硅，所述氮化硅与所述金刚砂的质量比为1:2。
所述硅烷偶联剂为KH-550。
一种防火材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）称取硅酸铝45-58重量份、三聚磷酸铝3-6重量份、聚铝硅氧烷8-11重量份、水玻璃3-5重量份、玻璃纤维2-4重量份、三聚氰胺0.5-1重量份、硅烷偶联剂0.05-0.8重量份、碳化钛0-1重量份、色粉0-1重量份，混合均匀；
（2）加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁6-9重量份、金刚砂1-3重量份、滑石粉1-2重量份，熔融、挤出、干燥、切粒，得到防火材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度190-220℃，二区温度230-250℃，三区温度250-270℃，四区温度200-230℃。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明制得的防火材料以硅酸铝为主要原料，通过加入三聚磷酸铝、聚铝硅氧烷、水玻璃、玻璃纤维、三聚氰胺、硅烷偶联剂、氢氧化镁、金刚砂、滑石粉，制得的防火材料在具有良好的防火性能的同时，具有良好的力学强度，能够长期使用，且使用寿命长，性能稳定。
（2）本发明制得的防火材料通过加入碳化钛来提高材料的防火性能，且通过加入碳化钛提高了材料的抗冲击性能。
（3）本发明制得的防火材料通过加入一定量的氮化硅，使材料的耐刮擦性能有一定程度的提高。
（4）本发明的防火材料，其制备方法简单，易于工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
（1）称取硅酸铝45kg、三聚磷酸铝3kg、聚铝硅氧烷8kg、水玻璃3kg、直径为8微米的无碱玻璃纤维2kg、三聚氰胺0.5kg和0.05kg硅烷偶联剂KH-550，混合均匀；
（2）加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁6kg、金刚砂1kg、滑石粉1kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到防火材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度190℃，二区温度230℃，三区温度250℃，四区温度200℃。
制得防火材料的性能测试结果如表1所示。
实施例2
（1）称取硅酸铝58kg、三聚磷酸铝6kg、聚铝硅氧烷11kg、水玻璃5kg、直径为12微米的无碱玻璃纤维4kg、三聚氰胺1kg和0.8kg硅烷偶联剂KH-550，混合均匀；
（2）加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁9kg、金刚砂3kg、滑石粉2kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到防火材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度220℃，二区温度250℃，三区温度270℃，四区温度230℃。
制得防火材料的性能测试结果如表1所示。
实施例3
（1）称取硅酸铝50kg、三聚磷酸铝4kg、聚铝硅氧烷9kg、水玻璃4kg、直径为9.8微米的无碱玻璃纤维3kg、三聚氰胺0.5kg和0.5kg硅烷偶联剂KH-550，混合均匀；
（2）加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁7kg、金刚砂2kg、滑石粉1kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到防火材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度260℃，四区温度220℃。
制得防火材料的性能测试结果如表1所示。
实施例4
（1）称取硅酸铝50kg、三聚磷酸铝4kg、聚铝硅氧烷9kg、水玻璃4kg、直径为9.8微米的无碱玻璃纤维3kg、三聚氰胺0.5kg和0.5kg硅烷偶联剂KH-550，混合均匀；
（2）加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁7kg、金刚砂2kg、滑石粉1kg和氮化硅1kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到防火材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度260℃，四区温度220℃。
制得防火材料的性能测试结果如表1所示。
实施例5
（1）称取硅酸铝50kg、三聚磷酸铝4kg、聚铝硅氧烷9kg、水玻璃4kg、直径为9.8微米的无碱玻璃纤维3kg、三聚氰胺0.5kg、0.5kg硅烷偶联剂KH-550、碳化钛1kg、色粉1kg，，混合均匀；
（2）加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁7kg、金刚砂2kg、滑石粉1kg和氮化硅1kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到防火材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度260℃，四区温度220℃。
制得防火材料的性能测试结果如表1所示。
对比例1
（1）称取硅酸铝50kg、三聚磷酸铝30kg、聚铝硅氧烷9kg、水玻璃4kg、玻璃纤维3kg、三聚氰胺0.5kg和0.5kg硅烷偶联剂KH-550，混合均匀；
（2）加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁7kg、金刚砂2kg、滑石粉1kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到防火材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度260℃，四区温度220℃。
制得防火材料的性能测试结果如表1所示。
对比例2
（1）称取硅酸铝80kg、三聚磷酸铝4kg、聚铝硅氧烷9kg、水玻璃4kg、玻璃纤维3kg、三聚氰胺0.5kg和0.5kg硅烷偶联剂KH-550，混合均匀；
（2）加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁7kg、金刚砂2kg、滑石粉1kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到防火材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度260℃，四区温度220℃。
制得防火材料的性能测试结果如表1所示。
对比例3
（1）称取硅酸铝50kg、聚铝硅氧烷9kg、水玻璃4kg、直径为9.8微米的无碱玻璃纤维3kg、三聚氰胺0.5kg和0.5kg硅烷偶联剂KH-550，混合均匀；
（2）加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁7kg、金刚砂2kg、滑石粉1kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到防火材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度260℃，四区温度220℃。
制得防火材料的性能测试结果如表1所示。
对比例4
（1）称取硅酸铝50kg、三聚磷酸铝4kg、水玻璃4kg、直径为9.8微米的无碱玻璃纤维3kg、三聚氰胺0.5kg和0.5kg硅烷偶联剂KH-550，混合均匀；
（2）加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁7kg、金刚砂2kg、滑石粉1kg，熔融、挤出、干燥、切粒，得到防火材料。
所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度260℃，四区温度220℃。
制得防火材料的性能测试结果如表1所示。
将实施例1-5的和对比例1-4的材料进行测试，具体请见表1。
表1
测试项目 阻燃等级（UL94） 抗冲击强度(MPa) 表面硬度
实施例1 V-0 46 4H
实施例2 V-0 49 4H
实施例3 V-0 47 4H
实施例4 V-0 58 5H
实施例5 V-0 62 5H
对比例1 V-1 38 2H
对比例2 V-2 22 2H
对比例3 V-2 20 H
对比例4 V-2 24 H
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种防火材料，其特征在于，由包含以下重量份的组分制成：
硅酸铝45-58份，
三聚磷酸铝3-6份，
聚铝硅氧烷8-11份，
氢氧化镁6-9份，
水玻璃3-5份，
玻璃纤维2-4份，
金刚砂1-3份，
滑石粉1-2份，
三聚氰胺0.5-1份，
硅烷偶联剂0.05-0.8份；
其中，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，所述无碱玻璃纤维的直径为8-12微米；
其中，所述组分还包括碳化钛1重量份。
2.根据权利要求1所述防火材料，其特征在于，所述组分还包括色粉0-1重量份。
3.根据权利要求1所述防火材料，其特征在于，所述组分还包括氮化硅，所述氮化硅与所述金刚砂的质量比为1:2。
4.根据权利要求1所述防火材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH-550。
5.一种防火材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)称取硅酸铝45-58重量份、三聚磷酸铝3-6重量份、聚铝硅氧烷8-11重量份、水玻璃3-5重量份、玻璃纤维2-4重量份、三聚氰胺0.5-1重量份、硅烷偶联剂0.05-0.8重量份、碳化钛1重量份、色粉0-1重量份，混合均匀；
(2)加入双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机的侧加料口加入研磨过的氢氧化镁6-9重量份、金刚砂1-3重量份、滑石粉1-2重量份，熔融、挤出、干燥、切粒，得到防火材料。
6.根据权利要求5所述的防火材料的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机各区段温度为：一区温度190-220℃，二区温度230-250℃，三区温度250-270℃，四区温度200-230℃。
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