CN107314165B - 一种多功能耐火风管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多功能耐火风管，所述多功能耐火风管由以下重量份的原料制成：莫来石65～75份，天然锆英砂30～50份，镁橄榄石4～8份，酚醛树脂6～8份，消音剂0.69～1.275份和抗静电剂0.15～0.2份。所述抗静电剂为聚环氧乙烷，聚醚酯酰胺，羧基内铵盐接枝共聚体中的一种或几种。本发明的多功能耐火风管热震稳定性高，具有稳定的抗静电性，防堵塞，安全性能高；具有较强的消音性能，无需单独安装消声器，节约成本。

Description

一种多功能耐火风管
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种具有抗静电性和消音性的多功能耐火风管。
背景技术
耐火风管也称防火风管，为建筑中的安全救生系统，是指建筑物局部起火后，仍能维持一定时间正常功能的风管。它们主要应用于火灾时的排烟和正压送风的救生保障系统，一般可分为lh、2h、4h等的不同要求级别。目前，市面上采用的耐火风管主要有铁皮风管、玻璃纤维复合风管、氯氧镁水泥风管、水硬性无机玻璃钢风管，它们都是由管状体相互连接构成；虽然它们都具有防火、保温、防潮的功效，但由于它们固有的材料特性和组装方式(主要用0.6mm厚铁皮做包边材料或采用密封胶进行粘接)使得它们在应用上存在诸多不足，如铁皮风管中镀锌钢板在燃烧火焰下容易变形和损坏，其它三种风管虽均为难燃材料所制，但耐火时间偏短且材质脆性较大，施工耗损大，漏风量大，抗风压性能差，在潮湿环境易变形发霉，不耐酸碱；另外，以上所述风管均存在一个重大缺陷，即不具备消声性能，使用中要达到消声效果，必须在管道中额外加装消声器，增加成本。此外，现有的耐火风管不具有抗静电性，由于静电作用会导致经过管内外的杂物容易吸附于耐火风管壁，对风管造成堵塞，影响其正常使用。
中国专利文献上公开了“一种新型防排烟耐火风管”，其公告号为CN204435756U，该实用新型提供一种新型防排烟耐火风管，采用密封条胶合代替原有的插接的连接方式，并且在管道之间设置有构造缝，用于适度的冷胀冷缩。但是，该实用新型并未对耐火风管的抗静电性和消音性能做研究。
发明内容
本发明为了克服现有耐火风管噪音大、易堵塞的问题，提供了一种具有抗静电性和消音性的多功能耐火风管。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种多功能耐火风管，所述多功能耐火风管由以下重量份的原料制成：莫来石65～75份，天然锆英砂30～50份，镁橄榄石4～8份，酚醛树脂6～8份，消音剂0.69～1.275份和抗静电剂0.15～0.2份。
本发明采用莫来石与天然锆英砂作为多功能耐火风管的主料，既有氧化铝的轻质，又有氧化锆的增韧效果，使得多功能耐火风管的热震稳定性得到复合增强。
作为优选，所述抗静电剂为聚环氧乙烷，聚醚酯酰胺，羧基内铵盐接枝共聚体中的一种或几种。
本发明所选用聚环氧乙烷，聚醚酯酰胺和羧基内铵盐接枝共聚体均为高分子永久型抗静电剂，属亲水性聚合物，其作用原理如下：当其和多功能耐火风管的主料基体共混后，一方面由于其分子链的运动能力较强，分子间便于质子移动，通过离子导电来传导和释放产生的静电荷；另一方面，抗静电能力是通过其特殊的分散形态体现的。研究表明：高分子永久型抗静电剂主要是在制品表层呈微细的层状或筋状分布，构成导电性表层,而在中心部分几乎呈球状分布，形成所谓的“芯壳结构”，并以此为通路泄漏静电荷。因为高分子永久型抗静电剂是以降低材料体积电阻率来达到抗静电效果，不完全依赖表面吸水,所以受环境的湿度影响几乎没有，将本发明的多功能耐火风管中加入高分子永久型抗静电剂，能够使得多功能耐火风管具有稳定的抗静电能力，防堵塞，安全性能高。
作为优选，所述消音剂由以下重量份的原料制成：聚硅氧烷0.1～0.2份，高密度聚乙烯0.3～0.4份，聚氨酯0.1～0.2份，生物质衍生炭材料0.03～0.09份，硅微粉0.15～0.35份，石墨烯0.005～0.015份和空心微珠0.005～0.02份。
本发明的多功能耐火风管中消音剂的配方体系中加入石墨烯，石墨烯作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，具有优异的抗拉强度和大的比表面积，将其加入到体系中，可以作为消音剂的稳定剂，其原理为：石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。其网状结构在收到声波振动时，可以起到缓冲的作用，能够增强消音剂的吸音性能。本发明所用空心微珠外观为灰白色，是一种松散、流动性好的粉体材料，具有隔音性、阻燃性、电绝缘性好，密度小，吸油率低等优点，并且强度高。其性能稳定，耐候性好，并且价格低廉，能够降低多功能耐火风管的消音剂的成本，实现大规模应用。
作为优选，所述空心微珠内填充有环氧丙烯酸树脂。
环氧丙烯酸树脂具有优良的耐溶剂性、耐酸碱性以及对金属等的优良的附着力、较好的热稳定性和电绝缘性、保色性等，可以应用于高温工作环境下的耐火材料，解决传统消音剂不耐高温的弊端，增强其应用范围。
作为优选，所述生物质衍生炭材料为生物质活性碳纤维、生物质碳分子筛和生物质基活性炭中的一种或几种。
本发明采用生物质衍生炭材料替代传统的不可再生的碳素材料作为原料，生物质衍生炭材料是以原始生物质(树叶、茎杆、果壳)，生物质衍生物(纤维素、木质素、半纤维素、蛋白质、二糖、单糖)为原料经过煅烧热解处理，经活化剂活化后得到的生物材料，利用生物质原料制备各种碳材料，可以降低碳材料生产成本，实现碳材料的可持续发展。生物质衍生炭材料内部有许多微小的、互不贯通的独立气泡，没有通气性能，在一定程度上具有弹性的吸声材料。当声波入射到材料上时，激发材料作整体振动，为克服材料内部的摩擦而消耗了声能。它的吸声频率特性是高频声吸收系数很低，中、低频的吸声系数类似共振吸收，但无显著的共振吸收峰而呈复杂的起伏状态。
作为优选，所述石墨烯的层数小于10层，比表面积大于500m2/g。
将石墨烯的层数和比表面积优化控制，有利于其与配方体系中其他组分协同配合，形成更为均一、高分散性的三维网络结构，能够增强消音剂的吸音性能，使得多功能耐火风管的消音性能更高。
本发明具有如下有益效果：
(1)热震稳定性高，具有稳定的抗静电性，防堵塞，安全性能高；
(2)具有较强的消音性能，无需单独安装消声器，节约成本。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
实施例1
一种多功能耐火风管，由以下重量份的原料制成：莫来石65g，天然锆英砂30g，镁橄榄石4g，酚醛树脂6g，消音剂0.69g(聚硅氧烷0.1g，高密度聚乙烯0.3g，聚氨酯0.1g，生物质活性碳纤维0.03g，硅微粉0.15g，石墨烯(8层，550m2/g)0.005g，空心微珠(内填充有环氧丙烯酸树脂)0.005g)和聚环氧乙烷0.15g。
实施例2
一种多功能耐火风管，由以下重量份的原料制成：莫来石75g，天然锆英砂50g，镁橄榄石8g，酚醛树脂8g，消音剂1.275g(聚硅氧烷0.2g，高密度聚乙烯0.4g，聚氨酯0.2g，生物质碳分子筛0.03g，生物质基活性炭0.06g，硅微粉0.35g，石墨烯(5层，600m2/g)0.015g，空心微珠(内填充有环氧丙烯酸树脂)0.02g)，聚醚酯酰胺0.1g和0.1g羧基内铵盐接枝共聚体。
实施例3
一种多功能耐火风管，由以下重量份的原料制成：莫来石70g，天然锆英砂40g，镁橄榄石6g，酚醛树脂7g，消音剂0.98g(聚硅氧烷0.15g，高密度聚乙烯0.35g，聚氨酯0.15g，生物质基活性炭0.06g，硅微粉(粒径＜0.088mm)0.25g，石墨烯(7层，650m2/g)0.01g，空心微珠(内填充有环氧丙烯酸树脂)0.01g)和羧基内铵盐接枝共聚体0.18g。
对比例
对比例采用市售耐火风管。
对实施例1-3制得的多功能耐火风管和对比例的市售耐火风管的理化指标进行检测，结果如表1所示。
表1.理化指标结果
由以上结果可以看出，本发明多功能耐火风管相对于市售耐火风管具有较高的吸声系数和抗静电性，具有优良的耐热性能和热震稳定性能。
本发明的多功能耐火风管热震稳定性高，具有稳定的抗静电性，防堵塞，安全性能高；具有较强的消音性能，无需单独安装消声器，节约成本。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (4)

1.一种多功能耐火风管，其特征在于，所述多功能耐火风管由以下重量份的原料制成：莫来石65~75份，天然锆英砂30~50份，镁橄榄石4~8份，酚醛树脂6~8份，消音剂0.69~1.275份和抗静电剂0.15~0.2份；所述抗静电剂为聚环氧乙烷，聚醚酯酰胺，羧基内铵盐接枝共聚体中的一种或几种；所述消音剂由以下重量份的原料制成：聚硅氧烷0.1~0.2份，高密度聚乙烯0.3~0.4份，聚氨酯0.1~0.2份，生物质衍生炭材料0.03~0.09份，硅微粉0.15~0.35份，石墨烯0.005~0.015份和空心微珠0.005~0.02份，所述生物质衍生炭材料内部具有若干微小的、互不贯通的独立气泡；所述石墨烯与配方体系中其他组分协同配合，形成均一、高分散的三维网络结构。
2.根据权利要求1所述的一种多功能耐火风管，其特征在于，所述空心微珠内填充有环氧丙烯酸树脂。
3.根据权利要求1所述的一种多功能耐火风管，其特征在于，所述生物质衍生炭材料为生物质活性碳纤维、生物质碳分子筛和生物质基活性炭中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种多功能耐火风管，其特征在于，所述石墨烯的层数小于10层，比表面积大于500m2/g。
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