CN106953282A - 一种可抵御烃类火灾的组合式耐火槽盒及槽盒防火板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可抵御烃类火灾的组合式耐火槽盒及槽盒防火板，属于防火材料领域。本发明的组合式耐火槽盒包括槽盒防火板，其特征在于，所述防火板由外向内依次为：防火涂料层、金属板材层、热膨胀层；所述防火涂料层为以环氧树脂为基料，以颜填料、分散润湿剂、消泡剂、触变剂为助剂制备而成。本发明槽盒防火板遇火膨胀，阻火隔热，保证其内部被保护的槽盒以及被保护槽盒内线缆在烃类火灾一段时间内继续运行，最终达到复用的效果，特别适用于烃类火灾，并有着耐火极限高，起到双层防护的功效，且施工简单，方便维修拆卸，可重复使用。

Description

一种可抵御烃类火灾的组合式耐火槽盒及槽盒防火板

技术领域

本发明属于防火材料领域，涉及一种可抵御烃类火灾的组合式耐火槽盒及槽盒防火板。

背景技术

针对不同的可燃物和燃点，火灾可分为不同的等级。纤维和木质素等普通可燃物按照标准升温曲线燃烧，其在90min内可升温至1000℃；石化企业特别是热油泵区由于机械密封的损坏而发生火灾，则其可燃物多为纯CH化合物，属于烃类火灾，其升温速度快、火焰温度高，在6min内即可升温至1100℃。另外，对于不同的建筑和场所，对于防火材料的防火性能要求也不相同。对于石化企业、核能电厂、军事设施等大型工业设施来说，其内部的备用系统需要在烃类火灾下能保证3个小时水、气、电不断，特别是对于用于封装通信线路、电线等管线的耐火槽盒，通常要求其表面的防火材料在火灾中能实现以下防护要求：保证其内部的耐火槽盒在烃类火灾燃烧3个小时内耐火槽盒内的线缆不断电；火灾后去除防火材料后被保护的槽盒及内部线缆可继续使用；尺寸尽量薄，节省空间；抗火的同时隔热。

而目前市场上所使用的耐火槽盒包括被保护的装配有线缆的槽盒和设置在槽盒外的防火板，槽盒防火板一般有以下几种：1.金属槽盒，这类槽盒是以钢板、铝板、不锈钢板用折弯焊接等手段加工成直通槽盒和各种形状的组合弯头，再经组合而成，这类槽盒虽具有刚性好的优点，但却普遍存在着或耐腐蚀性差或本体笨重、造价昂贵、阻燃效果不理想；2.用环氧树脂和玻璃纤维布手工糊制的玻璃钢槽盒，这类槽盒虽具有较好的耐腐蚀性，但存在着工艺粗糙，生产效率低、强度差、使用寿命短、达到抗火标准厚度过大的缺点；3.在钢制外壳涂防火涂料，内装阻燃板及防火网构成的阻燃防火槽盒，虽阻燃效果有所提高，但外层直接是防火涂料，防腐性能无实质改善，由于防腐性能差，时间稍长，防火涂料层可能还没来得及发挥作用就被腐蚀掉部分或全部，且这种结构价格高使用寿命短，同时也有达到抗火标准厚度过大的问题。同时使用常规的防火涂料涂覆于槽盒表面显然不能满足烃类火灾中对耐火槽盒的耐火、隔热、防腐蚀等的要求，亟需开发一种可以实现烃类火灾中能有效保护槽盒中线缆的槽盒防火板。

发明内容

根据上述领域的需求和不足，本发明提供一种可抵御烃类火灾的组合式耐火槽盒及槽盒防火板，本发明的耐火槽盒适用于烃类火灾，并达到3h耐火极限，具有三层防护的功效，而且还可重复使用、方便维护拆卸。

本发明的技术方案如下：

一种可抵御烃类火灾的组合式耐火槽盒，包括被保护的槽盒和槽盒防火板，所述槽盒防火板安装在被保护的槽盒外以实现对其的保护，其特征在于，所述槽盒防火板包括三层，由外向内依次为：防火涂料层、金属板材层、热膨胀层；所述防火涂料层为以环氧树脂为基料，以颜填料、分散润湿剂、消泡剂、触变剂为助剂制备而成。

所述颜填料的组成成分为聚磷酸铵、三聚氰胺、双季戊四醇、钛白粉、高岭土、膨润土；所述分散润湿剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物乳液；所述消泡剂为有机硅聚合物；所述触变剂为改性脲溶液。

所述金属板材层为钢板；所述热膨胀层为聚氨酯发泡材料。

所述聚氨酯发泡材料由聚氨酯组合料和异氰酸酯按质量比4.5：1进行混合发泡所得；制备时，将聚氨酯组合料和异氰酸酯按质量比4.5：1进行混合搅拌均匀，倒入模具中，发泡定型后脱模熟化，熟化48h后裁切而成。

所述防火涂料层的涂刷厚度为0.5-3mm。

所述金属板材层的厚度为0.6-1.0mm。

所述热膨胀层的厚度为3-15cm。

一种槽盒防火板，其特征在于，由外向内依次为：防火涂料层、金属板材层、热膨胀层，所述防火涂料层为以环氧树脂为基料，以颜填料、分散润湿剂、消泡剂、触变剂为助剂制备而成。

所述颜填料的组成成分为聚磷酸铵、三聚氰胺、双季戊四醇、可膨胀石墨复合的高效阻燃体系、钛白粉、高岭土、膨润土；所述分散润湿剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物乳液；所述消泡剂为有机硅聚合物；所述触变剂为改性脲溶液。

所述金属板材层为钢板；所述热膨胀层为聚氨酯发泡材料。

所述聚氨酯发泡材料由聚氨酯组合料和异氰酸酯按质量比4.5：1进行混合发泡所得；制备时，将聚氨酯组合料和异氰酸酯按质量比4.5：1进行混合搅拌均匀，倒入模具中，发泡定型后脱模熟化，熟化48h后裁切而成。

所述防火涂料层的涂刷厚度为0.5-3mm。

所述金属板材层的厚度为0.6-1.0mm。

所述热膨胀层的厚度为3-15cm。15、根据权利要求14所述的槽盒防火板，其特征在于，所述槽盒防火板的同一面通过所述金属板材层进行分段、分片式组装，其连接部位采用搭接方式或用锚固件固定；组装时，不需要拆卸的部位用紧固件固定在被保护的槽盒上，常检修部位与不需要拆卸的部位采用卡扣或锚固件连接。

制备时，将防火涂料刷在金属板材层上，干燥后，再把预制好的膨胀层裁切好并粘结在金属钢板上；所述防火板的同一面通过所述金属板材层进行分段、分片式组装，其连接部位采用搭接方式或用锚固件连接；组装时，防火板中不需要拆卸的部位采用紧固件固定在被保护的槽盒上，常检修部位采用可拆卸方式组装。

本发明适用于烃类火灾，并有着耐火极限高，起到双层防护的功效，由于最外层既起到防腐蚀作用，又起到第一级的抗火作用，还起到膨胀后挤压金属板材的作用，因此不但在达到相同的抗火要求条件下可以减少第二级抗火作用的热膨胀层的厚度，可使整个槽盒防火板厚度大大降低，减轻重量，而且保证了整个槽盒防火板的长期有效使用。本发明的理念从钢板内层的膨胀层为主要抗火防护措施改变为以外层具有综合性能为主的抗火防护，使金属板层和热膨胀层的效能都能充分发挥，协同作用，以达到最有效的抗火防护。而且还能做到可拆卸，重复使用、方便维护和增容。

本发明的组合式耐火槽盒由于其槽盒防火板最外层采用了防火涂料，该防火涂料层封闭性好，耐火性强，平时对外起防腐蚀作用对内起封闭保护作用，由于这种涂料也具有膨胀性，遇火迅速膨胀，形成致密碳层，膨胀后的碳层导热系数较低，有良好的隔热性，并且碳层外壳坚实，抗烧蚀能力极强；中间层的金属板材层随着原结构的形状起到支撑作用，一旦遇火与防火涂料协效保证内部结构形状完整，并且加大热膨胀层的作用力驶向被保护槽盒，从而隔绝氧气，起阻火隔断保护作用；最内层的热膨胀层，遇热迅速膨胀成致密无氧碳层，把热量隔绝在所保护的槽盒之外。本发明适用于烃类火灾，并有着耐火极限高，起到双层防护的功效。本发明适用于烃类火灾，并有着耐火极限高，起到双层防护的功效，由于最外层既起到防腐蚀作用，又起到第一级的抗火作用，还起到膨胀后挤压金属板材的作用，因此不但在达到相同的抗火要求条件下可以减少第二级抗火作用的热膨胀层的厚度，可使整个槽盒防火板厚度大大降低，减轻重量，而且保证了整个槽盒防火板的长期有效使用。本发明的理念从钢板内层的膨胀层为主要抗火防护措施改变为以外层具有综合性能为主的抗火防护，使金属板层和热膨胀层的效能都能充分发挥，协同作用，以达到最有效的抗火防护。而且还能做到可拆卸，重复使用、方便维护和增容。

目前，现有技术中并无既具有耐腐蚀性、封闭性能好同时又具有耐火性能的涂料，而市场上通用的涂料，一般只具有耐酸耐碱性能，不具备封闭性能和防火性能；而市场上其他类型的涂料，一般只具有耐水性、耐酸碱性，耐盐雾性能，其封闭性能差，对内部小分子能析出不能起良好的封闭作用，对外部小分子能渗透进去不能起到屏蔽作用，且遇火极易燃烧，不具有耐火性能。

本发明中所用到的涂料为具有耐沾污性、耐冲洗性能、耐酸碱性好、耐烟雾腐蚀性好、封闭性好，同时耐火性能持久等多种性能于一体的防火涂料。本发明的组合式耐火槽盒的最外层防火涂料层为以封闭性能好、耐酸碱、耐盐雾性能极强的高分子树脂为基料、复合阻燃体系、颜填料和进口助剂制备而成，同时具有良好的封闭性能、耐火时间长、防腐蚀等作用，防火涂料的涂刷厚度为0.5-3mm，该厚度范围内与金属材料协效耐火极限整体可达到0.5h-3h。

其中间层的金属材料为钢板，且随着原结构的形状起到支撑作用，一旦遇火与防火涂料协效保证内部结构形状完整，并且加大热膨胀层的作用力驶向被保护槽盒，从而隔绝氧气，起阻火隔断以及进一步的保护作用，根据防火支撑的要求选用钢板厚度在0.6-1.0mm之间，该厚度的钢板能起到足够的支撑强度的要求。

其最内层热膨胀层为聚氨酯发泡材料，所述聚氨酯发泡材料可以是商购所得，也可以其是由聚氨酯组合料和异氰酸酯按综合性能最佳比例质量比4.5:1进行混合发泡而形成，其主要成分为聚氨基甲酸酯；制备时，将聚氨酯组合料和异氰酸酯按综合性能最佳比例质量比4.5:1进行混合，再倒入预先准好的模具中，发泡定型后进行脱模熟化，熟化48h后即可按不同的规格进行裁切，热膨胀层遇热膨胀形成致密碳层，阻止热量传递，碳层导热系数低，阻止热量向保护的槽盒传递，热膨胀层根据防火时间要求确定不同厚度，厚度在3-15cm之间，该厚度的耐火极限为0.5h-3h。

本发明组合式耐火槽盒防火板的各层之间的组成方式是：防火涂料刷在金属材料上，达到涂刷厚度后进行干燥，涂料实干后，把提前预制好的膨胀层进行裁切，裁切好的热膨胀层粘结在金属钢板上：安装方式以固定式和卡扣式组合，根据现场实际情况对不需要拆卸的部位用紧固件进行固定安装，将槽盒防火板不需要拆卸的部位固定在被保护的槽盒上，而对于常检修部位的槽盒防火板则采用卡扣与不需要拆卸的部位组合连接在一起，为了方便拆卸，金属板材需制定合适尺寸，连部位采用搭接方式，最后板材分段、分片式组装，槽盒防火板的同一面通过钢板进行分段、分片式组装，其连接部位采用搭接方式。

本发明组合式耐火槽盒的有益效果：

本发明组合式耐火槽盒遇火膨胀，阻火隔热，保证其内部的被保护槽盒内的线缆在烃类火灾燃烧3小时内不间断运行；保证该线缆表皮温度不超过100℃，最终达到复用效果，且施工简单，方便维修拆卸，可重复使用。

附图说明

图1为本发明可抵御烃类火灾的组合式耐火槽盒整体效果图；

图2为本发明可抵御烃类火灾的组合式耐火槽盒防火板结构示意图；

图3为本发明可抵御烃类火灾的组合式耐火槽盒防火板结构示意图；

其中，1-防火涂料层；2-金属板材层；3-热膨胀层；4-被保护槽盒，5-被保护槽盒内线缆，6-锚固件，7-紧固件，8-卡扣。

具体实施方式：

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。本发明中所用的材料，如无特殊说明，均为商业途径获得，或者以常规实验方法配制；实施例中所用试验方法，如无特殊说明，均为本领域技术人员熟知的常规实验方法。

本发明所使用的试剂材料：

环氧树脂：购于苏州圣杰特种树脂有限公司，5102特种环氧树脂；

聚磷酸铵：购于山东世安化工有限公司，高聚合度结晶Ⅱ型聚磷酸铵

三聚氰胺：购于河南省中原大化集团有限责任公司

双季戊四醇：购于江苏瑞阳化工股份有限公司，纯度≥90％；

钛白粉：购于美国杜邦公司，型号为钛白粉R-706；

高岭土:购于北京利国伟业超细分体有限公司，1250目；

膨润土：购于信阳市平桥区新兴膨润土厂，涂料膨润土；

分散润湿剂：购于国毕克化学公司，型号为BYK161；

消泡剂：购于国毕克化学公司，型号为BYKA-530；

触变剂：购于国毕克化学公司，型号为BYK410；

固化剂：购于苏州圣杰特种树脂有限公司，型号：4111。

可膨胀石墨：购于石家庄科鹏阻燃材料厂，型号：ADT802。

聚氨酯组合料：由北京慕成防火绝热特种材料有限公司提供，型号为FIREAL-PURF-JZ；

异氰酸酯：购于拜耳材料科技(中国)有限公司，型号为：3133；

聚氨酯发泡材料：由北京慕成防火绝热特种材料有限公司提供，型号为DP-A2-FIREAL601-GM。

说明：本发明中的聚氨酯发泡材料主要成分为聚氨基甲酸酯，可以使用商购的，也可以使用由聚氨酯组合料和异氰酸酯按质量比4.5:1进行混合发泡所制得的产品，使用二者均能实现本发明的发明目的。

本发明所用防火涂料A组分的制备过程：

1.检查分散机、料罐是否清洁，运行是否良好。

2.按照配料单数量，向料罐中加入环氧树脂300份，开启电机低速分散。

3.在低速(300-400转/分钟)搅拌下缓慢均匀依次加分散润湿剂6份，消泡剂3份，触变剂15份，再高速(1300-1500)转/分)分散30min，分散过程中控制料罐温度低于40℃

4.将转速缓慢降到到中低速(500-800转/分钟)，均匀加入聚磷酸铵250份、三聚氰胺130份、双季戊四醇160份、钛白粉70份、高岭土60份，膨润土6份，加料完成后把转速提到(800-1000)充分搅拌30min。

5.从罐中取料进行过程检验，用刮板细度计检验细度，取三次检验结果的平均值作为最终检验细度，结果保留整数，当细度达到70-90μm即判定合格，细度＞90μm要继续搅拌，直到细度达到≤90μm方可停机。

6.调漆完成后，整理卫生，填写操作记录。

7.出料，称重罐装。

8.将A组分，B组分(4111-固化剂)按质量比6:1进行混合，均匀搅拌后方可涂刷。产品检验结果：

需要说明的是，本发明实施方式中所用的防火涂料为上述制备过程所制得的，而实际上只要是以环氧树脂为基料，以现有技术的颜填料、分散润湿剂、消泡剂以及触变剂为助剂制备而成的防火涂料层均能实现本发明的发明目的。

参见图1-3。图1为本发明可抵御烃类火灾的组合式耐火槽盒整体效果图，如图1所示，本发明的可抵御烃类火灾的组合式耐火槽盒，包括被保护的槽盒4和槽盒防火板，所述槽盒防火板为三层由外向内依次为：防火涂料层1、金属板材层2、热膨胀层3。本发明中防火涂料层1平时对外起防腐蚀作用对内起封闭保护作用，遇火迅速膨胀，有良好的隔热性；中间层的金属板材层2随着原结构的形状起到支撑作用，一旦遇火与防火涂料协效保证内部结构形状完整，并且可加大热膨胀层3的作用力驶向被保护槽盒4，从而隔绝氧气，起阻火隔断保护作用；最内层的热膨胀层3，遇热迅速膨胀，把热量隔绝在被保护的槽盒4之外。

所述防火涂料层1为以环氧树脂为基料，以颜填料、分散润湿剂、消泡剂、防沉剂为助剂制备而成，其封闭性能好、耐酸碱、耐盐雾性能极强；所述颜填料组成成分为聚磷酸铵、三聚氰胺、双季戊四醇复合的高效阻燃体系、钛白粉、高岭土、膨润土；所述分散润湿剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物乳液；所述消泡剂为有机硅聚合物；所述触变剂为改性脲溶液。

所述金属板材层2为钢板，其支撑强度高；所述热膨胀层3为聚氨酯发泡材料主要成分为聚氨基甲酸酯，本发明中可以使用商购的，也可以使用由聚氨酯组合料和异氰酸酯按质量比4.5:1进行混合发泡所制得的产品，使用二者均能实现本发明的发明目的。使用商购的时，该聚氨酯发泡材料直接为发泡好的板材，直接可以用作热膨胀层，使用时只需根据实际需要进行剪裁即可。而使用由聚氨酯组合料和异氰酸酯进行制备所得的时，需将聚氨酯组合料和异氰酸酯按质量比4.5:1进行混合搅拌均匀，倒入模具中，发泡定型后脱模熟化，熟化48h后裁切而成。

所述防火涂料层1的涂刷厚度为0.5-3mm，该厚度范围内耐火极限为0.5h-3h，所述金属板材层2的厚度为0.6-1.0mm，该厚度的钢板能起到足够的支撑强度的要求。

所述热膨胀层3的厚度为3-15cm，该厚度的耐火极限为0.5h-3h。

制备时，将防火涂料刷在金属板材层2上，干燥后，再把预制好的热膨胀层3裁切好并粘结在金属钢板上；安装方式以固定式和卡扣式组合，所述槽盒防火板的同一面通过所述钢板进行分段、分片式组装，其连接部位采用搭接方式或是锚固件6连接；组装时，所述槽盒防火板中不需要拆卸的部位采用紧固件7固定在被保护的槽盒上，常检修部位采用可拆卸方式组装。

图2为本发明可抵御烃类火灾的组合式耐火槽盒防火板结构示意图，如图2所示，本发明的一种可抵御烃类火灾的组合式耐火槽盒防火板，其特征在于，由外向内依次为：防火涂料层1、金属板材层2、热膨胀层3；所述防火涂料层1的涂刷厚度为0.5-3mm，所述金属板材层2的厚度为0.6-1.0mm，所述热膨胀层3的厚度为3-15cm；所述槽盒防火板的同一面通过所述金属板材层进行分段、分片式组装，其连接部位采用搭接方式或用锚固件6连接；组装时，不需要拆卸的部位用紧固件7固定在被保护的槽盒上，常检修部位与不需要拆卸的部位采用卡扣8连接。该槽盒防火板遇火膨胀，阻火隔热，保证其内部的被保护槽盒4内的线缆在烃类火灾燃烧3小时内不间断运行；保证该线缆表皮温度不超过100℃，最终达到复用效果，且施工简单，方便维修拆卸，可重复使用。

以上详细描述了本发明的较佳的具体的实施例。应当理解，本领域普通技术人员无需付出创造性的劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡是本领域技术人员依照本发明的构思在现有技术的基础之上通过逻辑分析、推理或者是有限次的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明权利要求书所确定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可抵御烃类火灾的防火板，其特征在于，所述防火板包括三层，由外向内依次为：防火涂料层、金属板材层、热膨胀层；

所述防火涂料层为防火涂料涂刷在金属板材的外侧面上形成；

所述防火涂料包括下述组分：环氧树脂、颜填料、分散润湿剂、消泡剂、触变剂；

所述热膨胀层由聚氨酯发泡材料制成。

2.根据权利要求1所述的防火板，其特征在于，所述防火涂料包括下述重量份的组分：环氧树脂300份、颜填料676份、分散润湿剂6份、消泡剂3份、触变剂15份。

3.根据权利要求1或2所述的防火板，其特征在于，所述颜填料的组成成分为聚磷酸铵、三聚氰胺、双季戊四醇、钛白粉、高岭土、膨润土；

所述分散润湿剂为含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物乳液；

所述消泡剂为有机硅聚合物；

所述触变剂为改性脲溶液。

4.根据权利要求3所述的防火板，其特征在于，所述颜填料由下述重量份的成分组成：为聚磷酸铵250份、三聚氰胺130份、双季戊四醇160份、钛白粉70份、高岭土60份、膨润土6份。

5.根据权利要求1所述的防火板，其特征在于，所述金属板材层为钢板。

6.根据权利要求1所述的防火板，其特征在于，所述聚氨酯发泡材料为以聚氨基甲酸酯为主要成分的材料，或，由聚氨酯组合料和异氰酸酯按质量比4.5∶1进行下述步骤制备得到：将聚氨酯组合料和异氰酸酯按上述质量比进行混合搅拌均匀，倒入模具中，发泡定型后脱模熟化，熟化48h后裁切而成。

7.根据权利要求1所述的防火板，其特征在于，所述防火涂料的涂刷厚度为0.5-3mm。

8.根据权利要求1或3所述的防火板，其特征在于，所述金属板材层的厚度为0.6-1.0mm。

9.根据权利要求1所述的防火板，其特征在于，所述热膨胀层的厚度为3-15cm。

10.一种可抵御烃类火灾的组合式耐火槽盒，包括槽盒和权利要求1-9任一所述的防火板，所述防火板安装在被保护的槽盒外以实现对其的保护。