CN108751880A - 一种防火窗用可膨胀隔热材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种本发明的防火窗用可膨胀隔热材料，包括隔热层和膨胀层，所述隔热层包括下列质量分数的组分：焦宝石、水渣、氢氧化铝、氧化铝粉、硅粉、聚苯颗粒、水化结合剂、固化剂，所述膨胀层包括下列质量分数的组分：改性蛭石、粘结剂。本发明用预成型膨胀隔热材料来代替目前使用的灌注阻燃材料，简化了防火窗的生产工艺，降低了生产成本，价格低廉，而且预成型膨胀隔热材料在防火窗腔体内有一定支撑强度，在受热后迅速膨胀，充满腔体，起到很好的隔热作用，质量轻便。

Description

一种防火窗用可膨胀隔热材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及连铸用功能耐火材料领域，尤其涉及一种防火窗用可膨胀隔热材料及其制备方法。
背景技术
随着人们防火意识的提高，越来越多的建筑物要求安装防火窗。目前市场上的防火窗主要是依靠往窗体空腔中灌注阻燃材料来达到隔热的效果，操作复杂，人工成本较高，而且灌注阻燃材料后窗体重量大增，增加搬运和安装过程中的困难。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种防火窗用可膨胀隔热材料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的防火窗用可膨胀隔热材料，包括隔热层和膨胀层，所述隔热层包括下列质量分数的组分：
所述膨胀层包括下列质量分数的组分：
改性蛭石 45-55份
粘结剂 45-55份
优选的，所述水化结合剂为铝酸钙水泥。
优选的，所述水化结合剂为铝酸钙水泥。
优选的，水渣、氢氧化铝、二氧化硅、氧化铝粉、硅粉的粒径小于50um，所述焦宝石的粒径为0-1mm，所述聚苯颗粒的粒径为1-2mm。
本发明还涉及防火窗用可膨胀隔热材料的制备方法，包括下列步骤：
隔热层的制备：
(1)按照配方中各组分的比例备料，将备好的原料混合均匀；
(2)将混合均匀的原料加入质量比为10％的自来水充分搅拌；
(3)将搅拌好的物料倒入成型模具中，按照所需尺寸加压成型，在25℃下固化48h，烘干，得到隔热层材料；
膨胀层的制备：(1)制备改性蛭石；(2)制备粘结剂；
隔热层与膨胀层复合：
将膨胀层的改性蛭石与粘接剂原料按照比例备料，并混合均匀，用膨胀层材料均匀的涂抹在隔热层表面，并在膨胀层上面贴一层玻璃纤维纸，在30℃下干燥24h。
所述改性蛭石的制备包括下列步骤，将蛭石粉料放入1mol/L的氯化镁溶液中，60℃下水浴加热并充分搅拌8h，用清水冲洗3遍，放入烘箱中烘干。
所述改性粘结剂的制备包括下列步骤，每650g蒸馏水中加入40g聚乙烯醇颗粒和25mL无水乙醇，置于90℃水浴锅中搅拌加热，待颗粒完全溶解后加入20mL丙三醇，继续搅拌5min，从水浴锅取出放入60℃烘箱中烘8h；(烘干至水分含量)
所述膨胀层的厚度为1.5-2.5mm，玻璃纤维纸厚度为0.1-0.3mm。
所述隔热层的制备中的烘干温度为180-220℃，烘干时间为1h。
本发明用预成型膨胀隔热材料来代替目前使用的灌注阻燃材料，简化了防火窗的生产工艺，降低了生产成本，价格低廉，而且预成型膨胀隔热材料在防火窗腔体内有一定支撑强度，在受热后迅速膨胀，充满腔体，起到很好的隔热作用，质量轻便，可操作性强。经过实验测试，将插入预成型膨胀隔热条的防火窗框体放入高温炉升温至1000℃，在燃烧过程中防火窗背火面没有出现火苗，没有塌陷，框体结构依然完好。
具体实施方式
本发明的本发明的防火窗用可膨胀隔热材料，包括隔热层和膨胀层，所述隔热层包括下列质量分数的组分：焦宝石30-40份，水渣20-30份，氢氧化铝3-5份，氧化铝粉 3-5份，硅粉1-3份，聚苯颗粒0.5份，水化结合剂15-20份，固化剂5-10份。
水化结合剂为一种需水量非常低、纯度非常高的耐高温铝酸钙水泥，固化剂为一种水溶性渗透固化剂，可增强硬度和耐磨性。水渣、氢氧化铝、二氧化硅、氧化铝粉、硅粉的粒径小于50um。焦宝石的粒径为0-1mm。聚苯颗粒的粒径为1-2mm。改性蛭石粒径为0-1mm。
膨胀层包括下列质量分数的组分：改性蛭石45-55份，粘结剂45-55份。
隔热层的制备：
按照配方中各组分的比例备料，将备好的原料混合均匀；
将混合均匀的原料加入质量比为10％的自来水充分搅拌；将搅拌好的物料倒入成型模具中，按照所需尺寸加压成型，在25℃下固化48h，烘干，烘干温度为180-220℃，烘干1h，得到隔热层材料。
膨胀层的制备：
(1)制备改性蛭石：将蛭石粉料放入1mol/L的氯化镁溶液中，60℃下水浴加热并充分搅拌8h，用清水冲洗3遍，放入烘箱中烘干。
(2)制备粘结剂：每650g蒸馏水中加入40g聚乙烯醇颗粒和25mL无水乙醇，置于90℃水浴锅中搅拌加热，待颗粒完全溶解后加入20mL丙三醇，继续搅拌5min，从水浴锅取出放入60℃烘箱中烘8h，封口存放。
(3)隔热层与膨胀层复合：
将膨胀层的改性蛭石与粘接剂原料按照比例备料，并混合均匀，用膨胀层材料均匀的涂抹在隔热层表面，并在膨胀层上面贴一层玻璃纤维纸，在30℃下干燥24h。膨胀层的厚度为1.5-2.5mm；玻璃纤维纸厚度为0.1-0.3mm，面积大小根据隔热材料裁剪。
设置了四个实施例来考察材料中各个组分的取值的不同效果。
实施例1
按照质量份数计，隔热层包括：
膨胀层包括：
改性蛭石 45份
粘结剂 55份
实施例2
按照质量份数计，隔热层包括：
膨胀层包括：
改性蛭石 50份
粘结剂 50份
实施例3
按照质量份数计，隔热层包括：
膨胀层包括：
改性蛭石 55份
粘结剂 45份
实施例4
按照质量份数计，隔热层包括：
膨胀层包括：
改性蛭石 55份
粘结剂 45份
对上述四个实施例的防火材料进行测试，得到下表：
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
体积密度(g/cm3) 1.21 1.23 1.96 1.23
抗折强度(MPa) 4.67 4.68 4.67 4.70
燃烧最高温度(℃) 1000 1000 1000 1000
燃烧时间(h) 2 2 2 2
背火面温度(℃) 421 409 425 411
是否坍塌 否 否 否 否
可知，本发明的材料的各项性能比现有技术中的材料更好。
在另一种实施方式中，制备改性蛭石时，每升氯化镁溶液中添加20-30ml质量分数为5-10％的次氯酸，然后在溶液中加入蛭石粉，在密闭容器中加压至1.5-2atm，同时在30-35℃下水浴加热并充分搅拌5-10分钟，冷却后泄压，然后加入氢氧化钠至溶液呈中性。上述中和后的溶液中加入可膨胀石墨粉末。60℃下水浴加热并充分搅拌8h，用清水冲洗3遍，放入烘箱中烘干。
加入次氯酸，加热并搅拌，次氯酸分解，产生氧气和盐酸，用盐酸浸泡让蛭石晶片破裂，呈现出多孔特征，颗粒通道中的杂质被溶出，孔道疏通，从而有利于吸附质分子的扩散，吸附能力得以提高。产生的氧气形成小气泡，进入蛭石的层间，产生压力，使得蛭石的壁层产生一个恰好的空间，石墨粉末进入此空间。改性后的蛭石制成的膨胀层在受热时，石墨颗粒受热膨胀撑开蛭石，使得膨胀速度更快，短时间内膨胀一定距离。使得膨胀层对火的反应更快。较之普通方法改性的膨胀层，可以起到更好的防火作用。由于石墨的作用，游离氯化镁可以更好的与蛭石结合，更好的防止防火材料受潮变形产生缝隙。

Claims (9)

1.一种防火窗用可膨胀隔热材料，其特征在于：包括隔热层和膨胀层，
所述隔热层包括下列质量分数的组分：
焦宝石 30-40份
水渣 20-30份
氢氧化铝 3-5份
氧化铝粉 3-5份
硅粉 1-3份
聚苯颗粒 0.5份
水化结合剂 15-20份
固化剂 5-10份
所述膨胀层包括下列质量分数的组分：
改性蛭石 45-55份
粘结剂 45-55份。
2.按照权利要求1所述的防火窗用可膨胀隔热材料，其特征在于：所述水化结合剂为铝酸钙水泥。
3.按照权利要求1所述的防火窗用可膨胀隔热材料，其特征在于：所述水化结合剂为铝酸钙水泥。
4.按照权利要求1所述的防火窗用可膨胀隔热材料，其特征在于：所述水渣、氢氧化铝、二氧化硅、氧化铝粉、硅粉的粒径小于50um，所述焦宝石的粒径为0-1mm，所述聚苯颗粒的粒径为1-2mm。
5.一种权利要求1-4任意一项防火窗用可膨胀隔热材料的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：
隔热层的制备：
（1）按照配方中各组分的比例备料，将备好的原料混合均匀；
（2）将混合均匀的原料加入质量比为10%的自来水充分搅拌；
（3）将搅拌好的物料倒入成型模具中，按照所需尺寸加压成型，在25℃下固化48h，烘干，得到隔热层材料；
膨胀层的制备：（1）制备改性蛭石；（2）制备粘结剂；
隔热层与膨胀层复合：
将膨胀层的改性蛭石与粘接剂原料按照比例备料，并混合均匀，用膨胀层材料均匀的涂抹在隔热层表面，并在膨胀层上面贴一层玻璃纤维纸，在30℃下干燥24h。
6.按照权利要求5所述的防火窗用可膨胀隔热材料的制备方法，其特征在于：所述改性蛭石的制备包括下列步骤，将蛭石粉料放入1mol/L的氯化镁溶液中，60℃下水浴加热并充分搅拌8h，用清水冲洗3遍，放入烘箱中烘干。
7.按照权利要求5所述的防火窗用可膨胀隔热材料的制备方法，其特征在于：所述改性粘结剂的制备包括下列步骤，每650g蒸馏水中加入40g聚乙烯醇颗粒和25mL无水乙醇，置于90℃水浴锅中搅拌加热，待颗粒完全溶解后加入20mL丙三醇，继续搅拌5min，从水浴锅取出放入60℃烘箱中烘8h。
8.按照权利要求5所述的防火窗用可膨胀隔热材料的制备方法，其特征在于：膨胀层的厚度为1.5-2.5mm，玻璃纤维纸厚度为0.1-0.3mm。
9.按照权利要求5所述的防火窗用可膨胀隔热材料的制备方法，其特征在于：所述隔热层的制备中的烘干温度为180-220℃，烘干时间为1h。
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