CN107118510A - 一种用于消防工程的防火材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于消防工程的防火材料及其制备方法，涉及防火材料领域，用于消防工程的防火材料包括以下重量份的原料：酚醛树脂80‑110份、粉煤灰5‑9份、微硅灰1‑3份、氢氧化镁1‑2份、玻璃纤维6‑12份、陶瓷纤维7‑11份、聚氨酯橡胶12‑16份、凹凸棒土13‑17份、膨胀玻化微珠14‑18份、气凝胶15‑19份、发泡剂3‑7份、热稳定剂2‑6份、光稳定剂1‑3份、阻燃剂3‑5份、抗氧化剂1‑5份和固化剂15‑23份；制备方法包括以下步骤：(1)称取原料、(2)制备搅拌料、(3)制备混合料、(4)制备混合浆料、(5)入模成型。本发明解决了现有的防火材料存在着防火性能一般、保温隔热性能一般、抗拉强度低、成本高和制作工艺复杂的问题。

Description

一种用于消防工程的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，具体涉及一种用于消防工程的防火材料及其制备方法。
背景技术
随着经济和社会的发展，人们对建筑的功能提出了更高的要求，尤其是建筑中的消防工程，消防工程建设直接关系到每个家庭住户的生命安全。而消防工程中对于防火起到关键作用的莫过于防火材料，但是现有的防火材料普遍存在着防火性能一般的问题。
在用于多功能、综合性能要求的建筑时，现有的防火材料除了具有良好的防火性能外，还需要具有保温隔热性好、抗拉强度高、成本低和制作工艺简单的特点。
发明内容
为了解决现有的防火材料存在着防火性能一般、保温隔热性能一般、抗拉强度低、成本高和制作工艺复杂的问题，本发明的目的是提供一种用于消防工程的防火材料及其制备方法，制得的用于消防工程的防火材料具有防火性能好、保温隔热性好、抗拉强度高、成本低和制作工艺简单的优点。
本发明提供了如下的技术方案：
一种用于消防工程的防火材料，包括以下重量份的原料：酚醛树脂80-110份、粉煤灰5-9份、微硅灰1-3份、氢氧化镁1-2份、玻璃纤维6-12份、陶瓷纤维7-11份、聚氨酯橡胶12-16份、凹凸棒土13-17份、膨胀玻化微珠14-18份、气凝胶15-19份、发泡剂3-7份、热稳定剂2-6份、光稳定剂1-3份、阻燃剂3-5份、抗氧化剂1-5份和固化剂15-23份。
本发明的原料中添加了玻璃纤维，玻璃纤维具有耐高温、不燃、抗腐蚀、隔音性好和抗拉强度高的特点，有助于提高制备的防火材料的防火和抗拉性能。
本发明的原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有质轻、耐高温、热稳定性好、保温隔热性好和抗拉抗折强度高的特点，有助于提高制备的防火材料的保温隔热和抗拉性能。
本发明的原料中添加了聚氨酯橡胶，聚氨酯橡胶具有硬度高、强度高、弹性好、耐磨性好和耐老化，有助于提高制备的防火材料的抗拉性能。
本发明的原料中添加了凹凸棒土，凹凸棒土具有触变性好、流平性好、耐候性好和绝热性好的优点，有助于提高制备的防火材料的保温隔热和抗拉性能。
本发明的原料中添加了膨胀玻化微珠内部多孔、表面玻化封闭，其具有轻质和保温隔热的特点。
本发明的原料中添加了气凝胶，气凝胶具有导热系数低、密度小、柔韧性好和防火的优点。
优选地，包括以下重量份的原料：酚醛树脂95份、粉煤灰7份、微硅灰2份、氢氧化镁1.5份、玻璃纤维9份、陶瓷纤维9份、聚氨酯橡胶14份、凹凸棒土15份、膨胀玻化微珠16份、气凝胶17份、发泡剂5份、热稳定剂4份、光稳定剂2份、阻燃剂4份、抗氧化剂3份和固化剂19份。
优选地，所述发泡剂为碳酸氢钠，加热放出二氧化碳，发泡效果好。
优选地，所述热稳定剂为硬脂酸铝，能够提高用于消防工程的防火材料的热稳性。
优选地，所述光稳定剂为碳黑，能够遮蔽或反射紫外线的物质，使光不能透入用于消防工程的防火材料，达到保护用于消防工程的防火材料的目的。
优选地，所述阻燃剂为有机磷类阻燃剂，有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更稳定的交联状固体物质或碳化层，碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
优选地，所述抗氧化剂为聚羟基对苯二甲酸锌，能够防止或延缓用于消防工程的防火材料氧化。
优选地，所述固化剂为二氨基环己烷，有利于树脂固化。
一种用于消防工程的防火材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照用于消防工程的防火材料原料的重量份数称取原料；
(2)将酚醛树脂、粉煤灰、微硅灰、氢氧化镁、玻璃纤维、陶瓷纤维、聚氨酯橡胶、凹凸棒土、膨胀玻化微珠、气凝胶和阻燃剂加入搅拌机中混合均匀，即得搅拌料；
(3)往步骤(2)的搅拌料中加入发泡剂、热稳定剂、光稳定剂和抗氧化剂，继续搅拌，即得混合均匀的混合料；
(4)往步骤(3)的混合料加入固化剂，搅拌得到混合浆料；
(5)将步骤(4)的混合浆料倒入模具中，将模具置于70-80℃的温度下进行发泡固化，固化时间控制在15-20min，脱模得到防火板材。
本发明的有益效果是：
1、本发明解决了现有的防火材料存在着防火性能一般、保温隔热性能一般、抗拉强度低、成本高和制作工艺复杂的问题。
2、本发明的原料中添加了玻璃纤维，玻璃纤维具有耐高温、不燃、抗腐蚀、隔音性好和抗拉强度高的特点，有助于提高制备的防火材料的防火和抗拉性能。
3、本发明的原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有质轻、耐高温、热稳定性好、保温隔热性好和抗拉抗折强度高的特点，有助于提高制备的防火材料的保温隔热和抗拉性能。
4、本发明的原料中添加了聚氨酯橡胶，聚氨酯橡胶具有硬度高、强度高、弹性好、耐磨性好和耐老化，有助于提高制备的防火材料的抗拉性能。
5、本发明的原料中添加了凹凸棒土，凹凸棒土具有触变性好、流平性好、耐候性好和绝热性好的优点，有助于提高制备的防火材料的保温隔热和抗拉性能。
6、本发明的原料中添加了膨胀玻化微珠内部多孔、表面玻化封闭，其具有轻质和保温隔热的特点。
7、本发明的原料中添加了气凝胶，气凝胶具有导热系数低、密度小、柔韧性好和防火的优点。
8、本发明中所述发泡剂为碳酸氢钠，加热放出二氧化碳，发泡效果好。
9、本发明中所述热稳定剂为硬脂酸铝，能够提高用于消防工程的防火材料的热稳性。
10、本发明中所述光稳定剂为碳黑，能够遮蔽或反射紫外线的物质，使光不能透入用于消防工程的防火材料，达到保护用于消防工程的防火材料的目的。
11、本发明中所述阻燃剂为有机磷类阻燃剂，有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更稳定的交联状固体物质或碳化层，碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
12、本发明中所述抗氧化剂为聚羟基对苯二甲酸锌，能够防止或延缓用于消防工程的防火材料氧化。
13、本发明中所述固化剂为二氨基环己烷，有利于树脂固化。
具体实施方式
实施例1
一种用于消防工程的防火材料，包括以下重量的原料：酚醛树脂95kg、粉煤灰7kg、微硅灰2kg、氢氧化镁1.5kg、玻璃纤维9kg、陶瓷纤维9kg、聚氨酯橡胶14kg、凹凸棒土15kg、膨胀玻化微珠16kg、气凝胶17kg、发泡剂5kg、热稳定剂4kg、光稳定剂2kg、阻燃剂4kg、抗氧化剂3kg和固化剂19kg。
本发明的原料中添加了玻璃纤维，玻璃纤维具有耐高温、不燃、抗腐蚀、隔音性好和抗拉强度高的特点，有助于提高制备的防火材料的防火和抗拉性能。
本发明的原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有质轻、耐高温、热稳定性好、保温隔热性好和抗拉抗折强度高的特点，有助于提高制备的防火材料的保温隔热和抗拉性能。
本发明的原料中添加了聚氨酯橡胶，聚氨酯橡胶具有硬度高、强度高、弹性好、耐磨性好和耐老化，有助于提高制备的防火材料的抗拉性能。
本发明的原料中添加了凹凸棒土，凹凸棒土具有触变性好、流平性好、耐候性好和绝热性好的优点，有助于提高制备的防火材料的保温隔热和抗拉性能。
本发明的原料中添加了膨胀玻化微珠内部多孔、表面玻化封闭，其具有轻质和保温隔热的特点。
本发明的原料中添加了气凝胶，气凝胶具有导热系数低、密度小、柔韧性好和防火的优点。
发泡剂为碳酸氢钠，加热放出二氧化碳，发泡效果好。
热稳定剂为硬脂酸铝，能够提高用于消防工程的防火材料的热稳性。
光稳定剂为碳黑，能够遮蔽或反射紫外线的物质，使光不能透入用于消防工程的防火材料，达到保护用于消防工程的防火材料的目的。
阻燃剂为有机磷类阻燃剂，有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更稳定的交联状固体物质或碳化层，碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
抗氧化剂为聚羟基对苯二甲酸锌，能够防止或延缓用于消防工程的防火材料氧化。
固化剂为二氨基环己烷，有利于树脂固化。
一种用于消防工程的防火材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照用于消防工程的防火材料原料的重量称取原料；
(2)将酚醛树脂、粉煤灰、微硅灰、氢氧化镁、玻璃纤维、陶瓷纤维、聚氨酯橡胶、凹凸棒土、膨胀玻化微珠、气凝胶和阻燃剂加入搅拌机中混合均匀，即得搅拌料；
(3)往步骤(2)的搅拌料中加入发泡剂、热稳定剂、光稳定剂和抗氧化剂，继续搅拌，即得混合均匀的混合料；
(4)往步骤(3)的混合料加入固化剂，搅拌得到混合浆料；
(5)将步骤(4)的混合浆料倒入模具中，将模具置于70-80℃的温度下进行发泡固化，固化时间控制在15-20min，脱模得到防火板材。
实施例2
一种用于消防工程的防火材料，包括以下重量的原料：酚醛树脂80kg、粉煤灰5kg、微硅灰1kg、氢氧化镁1kg、玻璃纤维6kg、陶瓷纤维7kg、聚氨酯橡胶12kg、凹凸棒土13kg、膨胀玻化微珠14kg、气凝胶15kg、发泡剂3kg、热稳定剂2kg、光稳定剂1kg、阻燃剂3kg、抗氧化剂1kg和固化剂15kg。
本发明的原料中添加了玻璃纤维，玻璃纤维具有耐高温、不燃、抗腐蚀、隔音性好和抗拉强度高的特点，有助于提高制备的防火材料的防火和抗拉性能。
本发明的原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有质轻、耐高温、热稳定性好、保温隔热性好和抗拉抗折强度高的特点，有助于提高制备的防火材料的保温隔热和抗拉性能。
本发明的原料中添加了聚氨酯橡胶，聚氨酯橡胶具有硬度高、强度高、弹性好、耐磨性好和耐老化，有助于提高制备的防火材料的抗拉性能。
本发明的原料中添加了凹凸棒土，凹凸棒土具有触变性好、流平性好、耐候性好和绝热性好的优点，有助于提高制备的防火材料的保温隔热和抗拉性能。
本发明的原料中添加了膨胀玻化微珠内部多孔、表面玻化封闭，其具有轻质和保温隔热的特点。
本发明的原料中添加了气凝胶，气凝胶具有导热系数低、密度小、柔韧性好和防火的优点。
发泡剂为碳酸氢钠，加热放出二氧化碳，发泡效果好。
热稳定剂为硬脂酸铝，能够提高用于消防工程的防火材料的热稳性。
光稳定剂为碳黑，能够遮蔽或反射紫外线的物质，使光不能透入用于消防工程的防火材料，达到保护用于消防工程的防火材料的目的。
阻燃剂为有机磷类阻燃剂，有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更稳定的交联状固体物质或碳化层，碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
抗氧化剂为聚羟基对苯二甲酸锌，能够防止或延缓用于消防工程的防火材料氧化。
固化剂为二氨基环己烷，有利于树脂固化。
一种用于消防工程的防火材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照用于消防工程的防火材料原料的重量称取原料；
(2)将酚醛树脂、粉煤灰、微硅灰、氢氧化镁、玻璃纤维、陶瓷纤维、聚氨酯橡胶、凹凸棒土、膨胀玻化微珠、气凝胶和阻燃剂加入搅拌机中混合均匀，即得搅拌料；
(3)往步骤(2)的搅拌料中加入发泡剂、热稳定剂、光稳定剂和抗氧化剂，继续搅拌，即得混合均匀的混合料；
(4)往步骤(3)的混合料加入固化剂，搅拌得到混合浆料；
(5)将步骤(4)的混合浆料倒入模具中，将模具置于70-80℃的温度下进行发泡固化，固化时间控制在15-20min，脱模得到防火板材。
实施例3
一种用于消防工程的防火材料，包括以下重量的原料：酚醛树脂110kg、粉煤灰9kg、微硅灰3kg、氢氧化镁2kg、玻璃纤维12kg、陶瓷纤维11kg、聚氨酯橡胶16kg、凹凸棒土17kg、膨胀玻化微珠18kg、气凝胶19kg、发泡剂7kg、热稳定剂6kg、光稳定剂3kg、阻燃剂5kg、抗氧化剂5kg和固化剂23kg。
本发明的原料中添加了玻璃纤维，玻璃纤维具有耐高温、不燃、抗腐蚀、隔音性好和抗拉强度高的特点，有助于提高制备的防火材料的防火和抗拉性能。
本发明的原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维具有质轻、耐高温、热稳定性好、保温隔热性好和抗拉抗折强度高的特点，有助于提高制备的防火材料的保温隔热和抗拉性能。
本发明的原料中添加了聚氨酯橡胶，聚氨酯橡胶具有硬度高、强度高、弹性好、耐磨性好和耐老化，有助于提高制备的防火材料的抗拉性能。
本发明的原料中添加了凹凸棒土，凹凸棒土具有触变性好、流平性好、耐候性好和绝热性好的优点，有助于提高制备的防火材料的保温隔热和抗拉性能。
本发明的原料中添加了膨胀玻化微珠内部多孔、表面玻化封闭，其具有轻质和保温隔热的特点。
本发明的原料中添加了气凝胶，气凝胶具有导热系数低、密度小、柔韧性好和防火的优点。
发泡剂为碳酸氢钠，加热放出二氧化碳，发泡效果好。
热稳定剂为硬脂酸铝，能够提高用于消防工程的防火材料的热稳性。
光稳定剂为碳黑，能够遮蔽或反射紫外线的物质，使光不能透入用于消防工程的防火材料，达到保护用于消防工程的防火材料的目的。
阻燃剂为有机磷类阻燃剂，有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更稳定的交联状固体物质或碳化层，碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
抗氧化剂为聚羟基对苯二甲酸锌，能够防止或延缓用于消防工程的防火材料氧化。
固化剂为二氨基环己烷，有利于树脂固化。
一种用于消防工程的防火材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照用于消防工程的防火材料原料的重量称取原料；
(2)将酚醛树脂、粉煤灰、微硅灰、氢氧化镁、玻璃纤维、陶瓷纤维、聚氨酯橡胶、凹凸棒土、膨胀玻化微珠、气凝胶和阻燃剂加入搅拌机中混合均匀，即得搅拌料；
(3)往步骤(2)的搅拌料中加入发泡剂、热稳定剂、光稳定剂和抗氧化剂，继续搅拌，即得混合均匀的混合料；
(4)往步骤(3)的混合料加入固化剂，搅拌得到混合浆料；
(5)将步骤(4)的混合浆料倒入模具中，将模具置于70-80℃的温度下进行发泡固化，固化时间控制在15-20min，脱模得到防火板材。
对比例1
一种防火材料，包括以下重量的原料：酚醛树脂110kg、粉煤灰9kg、微硅灰3kg、氢氧化镁2kg、发泡剂7kg、热稳定剂6kg、阻燃剂5kg和固化剂23kg。
一种防火材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照防火材料原料的重量份数称取原料；
(2)将酚醛树脂、粉煤灰、微硅灰、氢氧化镁和阻燃剂加入搅拌机中混合均匀，即得搅拌料；
(3)往步骤(2)的搅拌料中加入发泡剂和热稳定剂，继续搅拌，即得混合均匀的混合料；
(4)往步骤(3)的混合料加入固化剂，搅拌得到混合浆料；
(5)将步骤(4)的混合浆料倒入模具中，将模具置于70-80℃的温度下进行发泡固化，固化时间控制在15-20min，脱模得到防火板材。
将实施例1、实施例2和实施例3制得的用于消防工程的防火材料与对比例1制得的防火材料进行性能测试，测试结果如表1所示：
指标 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
导热系数(w/m﹒k) 0.024 0.026 0.027 0.035
抗拉强度(MPa) 11.5 9.4 7.2 1.1
氧指数(％) 82 79 76 72
从表1数据比较可以看出，本发明的优点是：
1、一种用于消防工程的防火材料及其制备方法，从测得的导热系数可以看出，实施例1-3的导热系数均低于对比例1，说明本发明用于消防工程的防火材料的保温隔热性好。
2、一种用于消防工程的防火材料及其制备方法，从测得的抗拉强度值可以看出，实施例1-3的抗拉强度值均高于对比例1，说明本发明用于消防工程的防火材料的抗拉强度高。
3、一种用于消防工程的防火材料及其制备方法，从测得的氧指数可以看出，实施例1-3的氧指数高于对比例1，说明本发明用于消防工程的防火材料的防火性好。
4、一种用于消防工程的防火材料及其制备方法，从测得的各个指标的数据可以看出，实施例1均优于实施例2、实施例3和对比例1，说明本发明用于消防工程的防火材料的原料配方和制备方法的合理性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于消防工程的防火材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：酚醛树脂80-110份、粉煤灰5-9份、微硅灰1-3份、氢氧化镁1-2份、玻璃纤维6-12份、陶瓷纤维7-11份、聚氨酯橡胶12-16份、凹凸棒土13-17份、膨胀玻化微珠14-18份、气凝胶15-19份、发泡剂3-7份、热稳定剂2-6份、光稳定剂1-3份、阻燃剂3-5份、抗氧化剂1-5份和固化剂15-23份。
2.根据权利要求1所述的用于消防工程的防火材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：酚醛树脂95份、粉煤灰7份、微硅灰2份、氢氧化镁1.5份、玻璃纤维9份、陶瓷纤维9份、聚氨酯橡胶14份、凹凸棒土15份、膨胀玻化微珠16份、气凝胶17份、发泡剂5份、热稳定剂4份、光稳定剂2份、阻燃剂4份、抗氧化剂3份和固化剂19份。
3.根据权利要求1所述的用于消防工程的防火材料，其特征在于：所述发泡剂为碳酸氢钠。
4.根据权利要求1所述的用于消防工程的防火材料，其特征在于：所述热稳定剂为硬脂酸铝。
5.根据权利要求1所述的用于消防工程的防火材料，其特征在于：所述光稳定剂为碳黑。
6.根据权利要求1所述的用于消防工程的防火材料，其特征在于：所述阻燃剂为有机磷类阻燃剂。
7.根据权利要求1所述的用于消防工程的防火材料，其特征在于：所述抗氧化剂为聚羟基对苯二甲酸锌。
8.根据权利要求1所述的用于消防工程的防火材料，其特征在于：所述固化剂为二氨基环己烷。
9.一种如权利要求1—8任意一项所述的用于消防工程的防火材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照用于消防工程的防火材料原料的重量份数称取原料；
(2)将酚醛树脂、粉煤灰、微硅灰、氢氧化镁、玻璃纤维、陶瓷纤维、聚氨酯橡胶、凹凸棒土、膨胀玻化微珠、气凝胶和阻燃剂加入搅拌机中混合均匀，即得搅拌料；
(3)往步骤(2)的搅拌料中加入发泡剂、热稳定剂、光稳定剂和抗氧化剂，继续搅拌，即得混合均匀的混合料；
(4)往步骤(3)的混合料加入固化剂，搅拌得到混合浆料；
(5)将步骤(4)的混合浆料倒入模具中，将模具置于70-80℃的温度下进行发泡固化，固化时间控制在15-20min，脱模得到防火板材。
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