CN107914423A - 一种逃生出口装置滑道复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种逃生出口装置滑道复合材料，滑道复合材料包括两层结构，由内至外分别为基体层和增强层，基体层包括以下重量份的原料：高强混合纤维70～110份，填充剂12～20份，热稳定剂4～7份，抗氧剂0.5～1.5份，增韧剂1～1.5份；增强层包括以下重量份的原料：阻燃剂10～55份，陶瓷纤维5～8份，尼龙织物30～67份，耐磨剂3～5份。本发明制得的滑道复合材料强度高，耐温和加工性能优良，阻燃效果好，综合性能优异，使滑道坚实耐用，保证安全性能，并且在火灾时能够起到有效耐火等效果，同时轻薄的复合材料大大提高了逃生出口滑道的实用性。

Description

一种逃生出口装置滑道复合材料
技术领域
本发明涉及高层建筑逃生装置领域，尤其是一种高层建筑逃生装置的出口装置的滑道材料。
背景技术
随着社会经济的高速发展，用于人们日常生活的办公、居住等的城市高层建筑越来越多，高楼大厦四处林立，形成了城市建筑群的景观；但其存在的安全隐患问题也在日益增多，影响着人们的日常生活。虽然高楼建筑物中均设置有消防器材，但是有时却会由于发现火情不及时等原因，导致不能及时有效地控制火势，同时一旦出现地震、爆炸等突发性灾难时，被困人员只能通过设置在高楼某一处位置的楼梯过道、软梯或者缓降器等逃生装置进行逃生，但由于在灾难前，人群慌乱无措，尤其是对于老弱病残以及小孩来说，在使用上述逃生方法在过程中往往会因为人多拥挤等现象导致逃生通道不顺畅，甚至在逃生过程中发生踩踏，出现人员伤亡的现象发生，不仅影响了上述逃生方式的正常运作，还不能达到良好逃生效果，逃生时间被白白浪费掉；同样的，现在高空飞行设备的使用，不管是用于娱乐的热气球、摩天轮等和用于作为交通根据的飞机等，其导致的灾难性时间也在日益增多，由于其高空运作的原因，面对灾难性事件逃生时，其逃生方法和逃生时间有限，降落伞的使用会花费大量时间，在坠落过程中其能够实现的人员逃亡有限，使得伤亡人员比例高，因此便于高处逃生的设备装置需要不断研发。
目前，大多数逃生装置虽然能达到高楼逃生这一功能，但其结构原理复杂，存在安装使用位置相对固定，占用空间大，收纳不方便等问题；其操作繁琐，安全性差，生产成本高，部分装置在需要电力控制时，当发生灾难断电时使得其使用局限性增加，逃生装置的实用性不佳，达到的逃生效果不理想，在发生上述灾难情况下，仍然存在由于逃生不及时等原因造成的大量的人员伤亡。
现有的很多逃生装置往往忽视了逃生出口的设计，人们通过逃生装置从高楼下来时往往速度很快，有时因重力或其他原因会导致而二次伤害，如何使人们从高楼下来时，能有效减缓速度，减少因重力或其他方面造成的二次伤害，保证不管是老人还是小孩都能迅速并且安全无恙的到达地面安全区域成为一个重要的问题。
逃生出口装置的材料也是一个重要的问题，逃生出口装置所用的材料必须要达到安全无毒、耐腐蚀、耐磨、耐火、耐老化等性能需要。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于逃生出口装置的滑道复合材料，满足耐腐蚀、耐火、耐老化等性能要求的轻薄逃生出口滑道。
本发明采用的技术方案如下：一种用于逃生出口装置的滑道复合材料，包括滑道复合材料包括两层结构，由内至外分别为基体层和增强层，基体层包括以下重量份的原料：
高强混合纤维 70～110份
填充剂 12～20份
热稳定剂 4～7份
抗氧剂 0.5～1.5份
增韧剂 1～1.5份
增强层包括以下重量份的原料：
阻燃剂 10～55份
陶瓷纤维 5～8份
尼龙织物 30～67份
耐磨剂 3～5份。
由于采用了上述技术方案，滑道复合材料采用基体层和加强层两层结构，能大大提高滑道复合材料的性能，基体层采用高强混合纤维能提高纤维的断裂强力和撕破强力，填充剂提高复合材料的阻燃性能，热稳定剂、抗氧剂、增韧剂的加入能综合提高滑道复合材料的性能；加强层中的阻燃剂、陶瓷纤维进一步加强了滑道复合材料的耐火性能，尼龙织物及耐磨剂使材料坚实耐用。通过采用上述原料，并严格控制各原料的重量配比，制得的滑道复合材料强度高，耐温和加工性能优良，阻燃效果好，综合性能优异，使滑道坚实耐用，保证安全性能，并且在火灾时能够起到有效耐火等效果，同时轻薄的复合材料大大提高了逃生出口滑道的实用性。
进一步地说，所述高强混合纤维由芳纶和维纶混纺织成，所述芳纶和维纶的混纺比为5-8:2-5。
由于采用了上述技术方案，芳纶纤维为聚间苯二甲酰胺二胺纤维，分子间结合力强、阻燃效果好，但芳纶纤维价格昂贵，因此采用芳纶和维纶混纺织成，能提高纤维的抗断裂性能和抗撕破能力，同时达到较好的阻燃效果，并且降低成本。
进一步地说，所述填充剂由重量份为40～65份纳米CaCO3、30～46份蒙脱土以及18～24份纳米Sb2O3组成。
上述技术方案中，纳米CaCO3是一种新型超细固体材料，具有粒子细，比表面积大，表面活化率高，能显著改善材料的阻燃性能、耐热性能。蒙脱土是一种层状结构的硅酸盐粘土，加入纤维中，是有效的阻燃剂。纳米Sb2O3与纳米CaCO3、蒙脱土产生协同效应，在燃烧初期下能形成保护膜隔绝空气，降低燃烧温度，在高温状态下被气化，释放空气中的氧浓度，起到阻燃的作用。填充剂的添加，能起到有效阻燃的效果，保证滑道在火灾时能正常安全使用。
进一步地说，所述热稳定剂为亚磷酸脂类稳定剂。
上述技术方案中，采用亚磷酸脂类稳定剂，能有效延缓材料的氧化过程，增加材料的热稳定性能。
进一步地说，所述抗氧剂为抗氧剂1098；所述增韧剂由8～12份棉纤维，1～3份戊二醛，0.4～1.1份碳纤维，0.3～0.5份促进剂组成。
上述技术方案中，抗氧剂1098为低挥发性的受阻酚类抗氧化剂，具有良好的热稳定性，并且与纤维、尼龙等具有良好的相容性，且安全无毒。增韧剂能有效增加材料的韧性。
进一步地说，所述阻燃剂为多磷酸铵类阻燃剂；所述陶瓷纤维直径为2-4微米。
上述技术方案中，在外层的加强层中再加入阻燃剂及陶瓷纤维，进一步提高材料的耐火性能，从而保证出口装置的滑道的实用性和安全性，保证人员在出口装置上的安全。磷系阻燃剂与传统卤素阻燃剂相比，燃烧过程中产生的有毒及腐蚀性气体少，可同时在气相和凝聚相起阻燃作用，此外陶瓷纤维一种优良的耐火材料，高温绝热性能良好。
进一步地说，所述尼龙织物的纤维直径在200d到300d之间。
进一步地说，所述耐磨剂为纳米硫酸钡。
上述技术方案中，纳米硫酸钡具有优良的耐磨性能，能提高材料的强度和几何稳定性。
进一步地说，一种用于逃生出口装置滑道复合材料的制备方法包括如下步骤：
（1）按组成原料的重量份称取混合纤维、填充剂、热稳定剂、抗氧剂和增韧剂混合；
将混合后的原料放入混合机中，在120～180°C温度下搅拌30～40分钟；
（2）将搅拌后的原料通过单螺杆挤出机挤出造粒，经预热，纺丝，制得滑道复合材料的基体层；
（3）将同样按上述方法制得的加强层采用树脂与基体层粘合，制得滑道复合材料。
上述技术方案中，本发明的制备方法工艺简单，易于控制，质量稳定，生产成本低，实用性强。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的一种用于出口装置的滑道复合材料的各项性能都超出标准，性能优异，强度高，阻燃效果好，耐老化，热稳定性好，具有优良的耐磨性能，高温绝热性能好，环保无毒，具有优良的综合性能，保证了逃生出口装置滑道的安全性和实用性，进而保证人员能顺利通过出口装置安全到达地面，使人们能够迅速安全地撤离。同时本发明的制备方法工艺简单，易于控制，质量稳定，生产成本低，实用性强。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
一种用于逃生出口装置的滑道复合材料，基体层包括以下重量份的原料：
高强混合纤维 70份
填充剂 12份
热稳定剂 4份
抗氧剂 0.5份
增韧剂 1份
增强层包括以下重量份的原料：
阻燃剂 10份
陶瓷纤维 5份
尼龙织物 30份
耐磨剂 3份。
所述芳纶和维纶的混纺比为6:4。
所述填充剂由重量份为40份纳米CaCO3、30份蒙脱土以及18份纳米Sb2O3组成。
所述热稳定剂为亚磷酸脂类稳定剂。
所述抗氧剂为抗氧剂1098；所述增韧剂由8份棉纤维，1份戊二醛，0.4份碳纤维，0.3份促进剂组成。
所述阻燃剂为多磷酸铵类阻燃剂；所述陶瓷纤维直径为2-3微米。
所述尼龙织物的纤维直径在200d左右。
所述耐磨剂为纳米硫酸钡。
一种用于逃生出口装置滑道复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按组成原料的重量份称取混合纤维、填充剂、热稳定剂、抗氧剂和增韧剂混合；
将混合后的原料放入混合机中，在120°C温度下搅拌30分钟；
（2）将搅拌后的原料通过单螺杆挤出机挤出造粒，经预热，纺丝，制得滑道复合材料的基体层；
（3）将同样按上述方法制得的加强层采用树脂与基体层粘合，制得滑道复合材料。
其中，单螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度210°C，二区温度220°C，三区温度200°C。
本实施例制得的复合材料的物理性能如表1所示。
实施例2
一种用于逃生出口装置的滑道复合材料，基体层包括以下重量份的原料：
高强混合纤维 80份
填充剂 15份
热稳定剂 6份
抗氧剂 0.8份
增韧剂 1.2份
增强层包括以下重量份的原料：
阻燃剂 20份
陶瓷纤维 6份
尼龙织物 45份
耐磨剂 4份。
所述芳纶和维纶的混纺比为7:3。
所述填充剂由重量份为45份纳米CaCO3、35份蒙脱土以及20份纳米Sb2O3组成。
所述热稳定剂为亚磷酸脂类稳定剂。
所述抗氧剂为抗氧剂1098；所述增韧剂由9份棉纤维，1.5份戊二醛，0.5份碳纤维，0.3份促进剂组成。
所述阻燃剂为多磷酸铵类阻燃剂；所述陶瓷纤维直径为3-4微米。
所述尼龙织物的纤维直径在250d左右。
所述耐磨剂为纳米硫酸钡。
一种用于逃生出口装置滑道复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按组成原料的重量份称取混合纤维、填充剂、热稳定剂、抗氧剂和增韧剂混合；
将混合后的原料放入混合机中，在140°C温度下搅拌35分钟；
（2）将搅拌后的原料通过单螺杆挤出机挤出造粒，经预热，纺丝，制得滑道复合材料的基体层；
（3）将同样按上述方法制得的加强层采用树脂与基体层粘合，制得滑道复合材料。
其中，单螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度220°C，二区温度230°C，三区温度210°C。
本实施例制得的复合材料的物理性能如表1所示。
实施例3
一种用于逃生出口装置的滑道复合材料，基体层包括以下重量份的原料：
高强混合纤维 90份
填充剂 17份
热稳定剂 5份
抗氧剂 0.7份
增韧剂 1.1份
增强层包括以下重量份的原料：
阻燃剂 30份
陶瓷纤维 7份
尼龙织物 48份
耐磨剂 4份。
所述芳纶和维纶的混纺比为5:5。
所述填充剂由重量份为50份纳米CaCO3、38份蒙脱土以及21份纳米Sb2O3组成。
所述热稳定剂为亚磷酸脂类稳定剂。
所述抗氧剂为抗氧剂1098；所述增韧剂由10份棉纤维，2份戊二醛，0.6份碳纤维，0.3份促进剂组成。
所述阻燃剂为多磷酸铵类阻燃剂；所述陶瓷纤维直径为3-4微米。
所述尼龙织物的纤维直径在250d左右。
所述耐磨剂为纳米硫酸钡。
一种用于逃生出口装置滑道复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按组成原料的重量份称取混合纤维、填充剂、热稳定剂、抗氧剂和增韧剂混合；
将混合后的原料放入混合机中，在150°C温度下搅拌35分钟；
（2）将搅拌后的原料通过单螺杆挤出机挤出造粒，经预热，纺丝，制得滑道复合材料的基体层；
（3）将同样按上述方法制得的加强层采用树脂与基体层粘合，制得滑道复合材料。
其中，单螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度200°C，二区温度210°C，三区温度190°C。
本实施例制得的复合材料的物理性能如表1所示。
实施例4
一种用于逃生出口装置的滑道复合材料，基体层包括以下重量份的原料：
高强混合纤维 100份
填充剂 18份
热稳定剂 6份
抗氧剂 1份
增韧剂 1.3份
增强层包括以下重量份的原料：
阻燃剂 32份
陶瓷纤维 7份
尼龙织物 54份
耐磨剂 5份。
所述芳纶和维纶的混纺比为8:2。
所述填充剂由重量份为55份纳米CaCO3、40份蒙脱土以及22份纳米Sb2O3组成。
所述热稳定剂为亚磷酸脂类稳定剂。
所述抗氧剂为抗氧剂1098；所述增韧剂由10份棉纤维，2份戊二醛，0.7份碳纤维，0.4份促进剂组成。
所述阻燃剂为多磷酸铵类阻燃剂；所述陶瓷纤维直径为2-4微米。
所述尼龙织物的纤维直径在250d左右。
所述耐磨剂为纳米硫酸钡。
一种用于逃生出口装置滑道复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按组成原料的重量份称取混合纤维、填充剂、热稳定剂、抗氧剂和增韧剂混合；
将混合后的原料放入混合机中，在160°C温度下搅拌35分钟；
（2）将搅拌后的原料通过单螺杆挤出机挤出造粒，经预热，纺丝，制得滑道复合材料的基体层；
（3）将同样按上述方法制得的加强层采用树脂与基体层粘合，制得滑道复合材料。
其中，单螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度230°C，二区温度240°C，三区温度210°C。
本实施例制得的复合材料的物理性能如表1所示。
实施例5
一种用于逃生出口装置的滑道复合材料，基体层包括以下重量份的原料：
高强混合纤维 110份
填充剂 20份
热稳定剂 7份
抗氧剂 1.5份
增韧剂 1.5份
增强层包括以下重量份的原料：
阻燃剂 35份
陶瓷纤维 8份
尼龙织物 67份
耐磨剂 5份。
所述芳纶和维纶的混纺比为6:4。
所述填充剂由重量份为65份纳米CaCO3、46份蒙脱土以及24份纳米Sb2O3组成。
所述热稳定剂为亚磷酸脂类稳定剂。
所述抗氧剂为抗氧剂1098；所述增韧剂由12份棉纤维，3份戊二醛，1.1份碳纤维，0.5份促进剂组成。
所述阻燃剂为多磷酸铵类阻燃剂；所述陶瓷纤维直径为3-4微米。
所述尼龙织物的纤维直径在200d左右。
所述耐磨剂为纳米硫酸钡。
一种用于逃生出口装置滑道复合材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）按组成原料的重量份称取混合纤维、填充剂、热稳定剂、抗氧剂和增韧剂混合；
将混合后的原料放入混合机中，在180°C温度下搅拌40分钟；
（2）将搅拌后的原料通过单螺杆挤出机挤出造粒，经预热，纺丝，制得滑道复合材料的基体层；
（3）将同样按上述方法制得的加强层采用树脂与基体层粘合，制得滑道复合材料。
其中，单螺杆挤出机的螺杆温度为：一区温度230°C，二区温度240°C，三区温度220°C。
本实施例制得的复合材料的物理性能如表1所示。
表1 为实施1-5的物理性能，其中阻燃性能采用锥形量热测试和极限氧指数测试。
表1
从表1可以看出，本发明制得的逃生出口装置用于滑道的复合材料的耐热性能优良，强度高，阻燃效果好，综合性能优异，适用于高层建筑火灾发生时用于逃生的装置，实现人员能够顺利安全到达地面安全区域。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (9)

1.一种用于逃生出口装置滑道复合材料，其特征在于：滑道复合材料包括两层结构，由内至外分别为基体层和增强层，基体层包括以下重量份的原料：
混合纤维 70～110份
填充剂 12～20份
热稳定剂 4～7份
抗氧剂 0.5～1.5份
增韧剂 1～1.5份
增强层包括以下重量份的原料：
阻燃剂 10～55份
陶瓷纤维 5～8份
尼龙织物 30～67份
耐磨剂 3～5份。
2.如权利要求1所述的一种用于逃生出口装置滑道复合材料，其特征在于：所述混合纤维由芳纶和维纶混纺织成，所述芳纶和维纶的混纺比为5-8:2-5。
3.如权利要求2所述的一种用于逃生出口装置滑道复合材料，其特征在于：所述填充剂由重量份为40～65份纳米CaCO3、30～46份蒙脱土以及18～24份纳米Sb2O3组成。
4.如权利要求3所述的一种用于逃生出口装置滑道复合材料，其特征在于：所述热稳定剂为亚磷酸脂类稳定剂。
5.如权利要求4所述的一种用于逃生出口装置滑道复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1098；所述增韧剂由8～12份棉纤维，1～3份戊二醛，0.4～1.1份碳纤维，0.3～0.5份促进剂组成。
6.如权利要求5所述的一种用于逃生出口装置滑道复合材料，其特征在于：所述阻燃剂为多磷酸铵类阻燃剂；所述陶瓷纤维直径为2-4微米。
7.如权利要求6所述的一种用于逃生出口装置滑道复合材料，其特征在于：所述尼龙织物的纤维直径在200d到300d之间。
8.如权利要求7所述的一种用于逃生出口装置滑道复合材料，其特征在于: 所述耐磨剂为纳米硫酸钡。
9.一种如权利要求1所述的一种用于逃生出口装置滑道复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）按组成原料的重量份称取混合纤维、填充剂、热稳定剂、抗氧剂和增韧剂混合；
（2）将混合后的原料放入混合机中，在120～180°C温度下搅拌30～40分钟；
（3）将搅拌后的原料通过单螺杆挤出机挤出造粒，经预热，纺丝，制得滑道复合材料的基体层；
（4）将同样按上述方法制得的加强层采用树脂与基体层粘合，制得滑道复合材料。
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