CN109458113B - 一种隔音防火垫片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种集防火和隔音功能为一体的隔音防火门用垫片及包括其的防火门，该垫片的尺寸大小与门扇相当，并留有锁具装配用孔眼。所诉隔音防火垫片通过在树脂成分中合理调配阻燃剂、隔音材料和云母的用量，同时兼具阻燃和隔音的作用，并且柔软可折叠，将其用于门窗，能够代替传统的隔音和防火材料组合，不仅提高了防火和隔音效果，而且大大减轻了门窗重量。

Description

一种隔音防火垫片及其制备方法
技术领域
本发明属于门窗及其相关配件领域，特别涉及一种用于门上的隔音防火二合一垫片。
背景技术
防火和隔音是对于高档门窗的两个常规的要求，现有技术中有多种防火隔音门，但是其防火隔音的手段通常是采用单独的防火层和单独的隔音层组合，很少有将同时具有防火隔音效果的材料直接用作门板的防火隔音组件。
例如，CN10537017A公开了一种隔音防火门，其包括门扇和门框，所述门扇包括防爆板、防火玻璃和防火隔音板，在所述防爆板和防火玻璃之间设有第一支撑骨架，在所述第一支撑骨架内填充有防火材料，在所述防火玻璃和防火隔音板之间设有第二支撑骨架，在所述第二支撑骨架内填充有隔音材料，在所述防火玻璃相对防火隔音板的一侧涂有隔音材料，另一侧涂有阻燃材料，所述防火材料为岩棉，所述隔音材料为聚酯吸音棉层，所述防火隔音板为孔木吸音板。
CN205689083U公开了一种防火隔音木门板，包括：基体、第一隔音层、第二隔音层、第一阻燃层、第二阻燃层，基体包括轻钢龙骨和四块真空玻璃，轻钢龙骨位于基体中部，轻钢龙骨具有“十”型截面，所述“十”型截面形成四个中空部，四块真空玻璃分别设置在所述中空部内，并与轻钢龙骨相抵，第一隔音层和第二隔音层分别位于基体两侧，第一阻燃层位于第一隔音层远离基体的一侧，第二阻燃层位于第二隔音层远离基体的一侧，第一阻燃层远离第一隔音层一侧设有第一薄木板，第二阻燃层远离第二隔音层一侧设有第二薄木板，第一薄木板和第二薄木板上均涂有防火涂料，第一隔音层和第二隔音层均为隔音毡或隔音棉层，第一阻燃层和第二阻燃层均为陶瓷硅橡胶层。
CN102294726A公开了一种尺寸稳定防火隔音木门的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：表板的加工：将表板浸渍聚磷酸铵至5-10mm厚度，两步法浸渍CaO和Na2CO3至表板全厚度，在通入蒸汽的条件下，将浸渍阻燃剂后的表板采用真空干燥箱进行炭化，再涂饰清漆；第二步：将木骨架浸渍聚磷酸铵，木骨架间孔隙中填充膨胀珍珠岩、凹凸棒土、少量三聚氰胺脲醛树脂和植物碎料；第三步：将木骨架上面放置封闭层木板；第四步：将凹凸棒土、聚磷酸铵、三聚氰胺脲醛树脂混合均匀并用偶联剂处理，该混合物料作为无机增强层铺装于表板上；第五步：按照七层结构：表板、无机增强层、封闭层木板、龙骨与隔音层、封闭层木板、无机增强层、表板的顺序铺装、加压、固化，即得到一种尺寸稳定防火隔音木门。
CN204402289U公开了一种隔音防火双开门，包括门窗、门框和门锁组件；所述门窗共有两组，每一组门窗包括内芯层、玻镁纤板、夹板；内芯层包括珍珠岩和阻燃实木，其中珍珠岩包裹在阻燃实木内，玻镁纤板布置在内芯层的两侧，其中每一侧玻镁纤板的外侧还具有夹板；所述门框包括阻燃实木、玻镁纤板、夹板。
CN204252770U公开了一种木质单扇防火隔音门，包括门框和门扇；所述门扇通过防火合页与门框连接；所述门框与门扇侧面的接触面嵌有防火密封条；所述门框和门扇之间设有防火镶锁；所述门扇为经阻燃处理的木质框架结构，两面及周边均包裹经阻燃处理的面板，面板内设有门芯；其改进之处在于：所述门框为经阻燃处理的木质结构，其表面设有隔音层，隔音层外表面覆盖一层轻质防火装饰板材Ⅰ；所述门扇的面板内表面设有隔音层。所述隔音层为聚酯纤维吸声板或吸音装饰板。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种集防火和隔音功能为一体的隔音防火门用垫片，该垫片的尺寸大小与门扇相当，并留有锁具装配用孔眼。本发明的申请人预料不到地发现，在树脂成分中，合理调配阻燃剂、隔音材料和云母的用量，能够得到一种柔性树脂垫片，同时兼具阻燃和隔音的作用，将其用于门窗，能够代替传统的隔音和防火材料组合，不仅提高了防火和隔音效果，而且大大减轻了门窗重量。
提供一种隔音防火垫片，其制备原料包括柔性树脂、可膨胀石墨、硅烷处理的白炭黑、三聚磷酸硅、成碳剂、云母和聚酯纤维。
优选地，还包括氨基硅油和增韧剂例如环氧树脂，申请人预料不到地发现，二者的加入不仅可以改善防火垫片的柔韧性，而且可以有效提高其隔音效果。
优选地，所述防火垫片由含有如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0001834380240000031
优选地，其中所述柔性树脂选自聚硅氧烷树脂、聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂；所述成碳剂为季戊四醇、其二聚体或三聚体，或者为淀粉。
优选地，所述含磷阻燃剂为磷酸铵、聚磷酸铵、磷酸酯或磷腈化合物，更优选磷酸铵或聚磷酸铵；所述增韧剂为环氧树脂；所述无烟剂(又名销烟剂)为氢氧化铝、氢氧化镁或碳酸钙。
优选地，其中处理白炭黑的所述硅氧烷可以为乙烯基三乙氧基硅烷、KH-550、KH560。
本发明还提供一种门，其中，在门扇的正面和背面都贴合了所述隔音防火垫片，所述隔音防火垫片的尺寸大小与门扇的扇面相当。
优选地，所述门扇的侧边缘和/或门框的边缘固定有一体化成型硬质防火条或一体化成型柔性防火条。
所述一体化成型硬质防火条呈条状长方体型，包括可膨胀石墨内芯(下称第一可膨胀石墨内芯)和硬质塑料外壳，所述硬质塑料外壳包括正面、两个侧面以及背面，所述正面、侧面和背面由同种材料形成，共同构成长方体型框体，所述背面延纵向开口，所述第一可膨胀石墨内芯紧密贴合在硬质塑料外壳包围形成的长方体型框体内，并且在背面的纵向开口处呈裸漏状。所述硬质塑料外壳的材料以硬质聚氯乙烯树脂为基础树脂原料。该硬质防火条的结构改进，防止了可膨胀石墨内芯从外壳中掉出，防止了第一可膨胀石墨内芯外泄，防止了第一可膨胀石墨内芯的断裂。
优选地，所述硬质塑料外壳有颜色。
优选地，所述硬质塑料外壳的背面贴有双面胶。
优选的，所述硬质塑料外壳的制备原料中含有聚氯乙烯和氢化苯乙烯-丁二烯共聚物。
优选地，所述硬质塑料外壳的制备原料中含有聚氯乙烯、氢化苯乙烯-丁二烯共聚物、二氧化硅填料、阻燃剂和增塑剂。
所述增塑剂为含有硅和氮的有机硅化合物，该物质同时能够起到增塑、阻燃和偶联的作用，例如氨基硅油。或者能够起到增塑和阻燃作用的磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己酯)、环氧油酸酯、氯化石蜡。
优选地，所述硬质塑料外壳的制备原料包括30-50重量份聚氯乙烯、10-30重量份氢化苯乙烯-丁二烯共聚物、10-30重量份二氧化硅填料、2-10重量份阻燃剂和5-10重量份增塑剂。
优选地，在该硬质防火条中，所述可膨胀石墨内芯的制备原料包括柔性树脂、可膨胀石墨、白炭黑、云母、成碳剂。
优选地，所述第一可膨胀石墨内芯由含有如下重量份的原料制备而成：
Figure BDA0001834380240000051
优选地所述柔性树脂选自聚硅氧烷树脂、聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂；或者优选地，所述成碳剂为季戊四醇、其二聚体或三聚体；或者优选地，所述阻燃剂为磷酸铵、聚磷酸铵、磷酸酯或磷腈化合物，更优选磷酸铵或聚磷酸铵；或者优选地所述无烟剂(又名销烟剂)为氢氧化铝、氢氧化镁或碳酸钙；或者优选地，所述固化剂为三聚磷酸硅。
优选地，本发明所述硬质防火条的制备包括：挤出树脂外壳，冷却树脂外壳到能够保持形状但仍然能够从背面开口处撑开的温度，撑开树脂外壳的背面开口，注入熔融的第一可膨胀石墨内芯流体，继续冷却，压延。优选可以在整个背面贴合双面胶，以方便使用。优选，硬质塑料外壳的挤出加工温度为150-180℃，注入熔融第一可膨胀石墨内芯流体时树脂外壳的温度为70-100℃，第一可膨胀石墨内芯流体注入的温度为160-180℃。
更优选的，本申请的优选方案中，硬质塑料外壳与第一可膨胀石墨内芯的遇冷收缩性能基本相当，以更好地保证成型加工性，例如，保持宽度不变，选择160℃测试时厚度R1为1厘米的柔性树脂外层，将其冷却到20℃，测得其厚度为R2，选择160℃测试时厚度r1为1厘米的可膨胀石墨内芯，将其冷却到20℃，测得其厚度为r2，由下式计算收缩比S：
S＝(R1-R2)/(r1-r2)
其中1≧S％≦1.05。
S值越大，说明加工过程中硬质树脂外壳的尺寸相对第一可膨胀石墨内芯变化大，在由高温到低温的过程中收缩严重，容易使得所得防火条的外层撑破或者变形，S值越小，说明加工工程中第一可膨胀石墨内芯的尺寸相对硬质塑料外壳变化大，在由高温到低温的过程中收缩严重，容易使得内芯层与硬质塑料外壳脱离。
所述柔性防火条呈条状长方体型，包括可膨胀石墨内芯(下称第二可膨胀石墨内芯)和柔性树脂外层，所述柔性树脂外层从正面、两个侧面和背面对第二可膨胀石墨内芯紧密包裹，所述柔性树脂外层的正面具有竖向或横向纹路，或者图案，所述正面和两个侧面一体化成型，所述背面与两个侧面在与正面相对一侧无缝结合。所述柔性树脂外层的材料为柔性树脂或热塑性橡胶。该防火条的结构改进，防止了第二可膨胀石墨内芯从外壳中掉出，防止了第二可膨胀石墨内芯外泄，防止了第二可膨胀石墨内芯的断裂，并且柔软可以完全对折不变型，方便多种场合使用，以及可以直接固定于门扇或门框的外周，起到美观，以及改善防撞击能力的作用。
优选地，所述柔性树脂外层的正面和两个侧面与背面可以含有不同的颜料，从而导致颜色的不同。
优选地，所述柔性树脂外层的正面和两个侧面与背面的厚度可以不同，例如，所述正面和侧面的厚度大于背面的厚度。
优选地为了使用方便，可以在所述柔性防火条的背面贴合一层双面胶，使用时，将双面胶撕掉就可以将防火条贴合到门窗的边框处。
优选地，所述柔性防火条通过挤出或注塑包覆成型，优选注塑温度：130～190℃，挤出温度：120～160℃。
优选的，所述柔性树脂外层的制备原料中含有热塑性TPR材料(Thermo-Plastic-Rubber material)。
优选地，所述TPR材料的制备原料包括热塑性丁苯橡胶SBS、二氧化硅填料、阻燃剂、增塑剂以及可有可无的添加树脂。优选，添加有聚氯乙烯PVC树脂。
所述增塑剂为含有硅和氮的有机硅化合物，该物质同时能够起到增塑、阻燃和偶联的作用，例如氨基硅油。或者能够起到增塑和阻燃作用的磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己酯)、环氧油酸酯、氯化石蜡。
优选地，所述TPR材料的制备原料包括40-70重量份热塑性丁苯橡胶SBS、10-30重量份二氧化硅填料、2-10重量份阻燃剂、15-25重量份增塑剂以及20-40重量份聚丙烯、聚苯乙烯或聚氯乙烯树脂。TPR制备原料组成的选择既保证了最终所得防火条的柔性、阻燃性、强度，也保证了可成型加工性，例如，能够成型为1mm左右后的薄皮层包覆在可膨胀石墨内芯外表面，并且能够有利于压制纹路。
优选地，上述聚苯乙烯树脂或聚氯乙烯树脂中使用含有颜料的色母粒，所述颜料根据需要可以是红色、黑色、黄色、蓝色、棕色等。
优选地，所述第二可膨胀石墨内芯的制备同第一可膨胀石墨内芯。
更优选的，本申请的优选方案中，柔性树脂外层与第二可膨胀石墨内芯的遇冷收缩性能基本相当，以更好地保证成型加工性，例如，保持宽度不变，选择160℃测试时厚度R1为1厘米的柔性树脂外层，将其冷却到20℃，测得其厚度为R2，选择160℃测试时厚度r1为1厘米的第二可膨胀石墨内芯，将其冷却到20℃，测得其厚度为r2，由下式计算收缩比S：
S＝(R1-R2)/(r1-r2)
其中1≧S％≦1.05。
S值越大，说明加工工程中柔性树脂外层的尺寸相对第二可膨胀石墨内芯变化大，在由高温到低温的过程中收缩严重，容易使得所得防火条的外层撑破或者变形，S值越小，说明加工过程中第二可膨胀石墨内芯的尺寸相对柔性树脂外层变化大，在由高温到低温的过程中收缩严重，容易使得内芯层与柔性树脂外层脱离。
附图说明
图1示出本发明所述柔性防火条的实物正面照；
图2示出本发明所述柔性防火条的实物背面照；
图3示出本发明所述柔性防火条的实物侧面照；
图4示出本发明所述柔性防火条的实物横断面照；
图5为本发明所述硬质防火条的实物正面照；
图6为本发明所述硬质防火条的实物背面照；
图7为本发明所述硬质防火条的实物侧面照；
图8为本发明所述硬质防火条的实物横断面照。
图9为本发明所述隔音防火垫片的使用状态示意图。
具体实施方式
柔性防火条制备实施例1
1-1柔性树脂外层的原料组成
40重量份热塑性丁苯橡胶SBS、20重量份二氧化硅填料、5重量份聚磷酸铵阻燃剂、15重量份磷酸三(2-乙基己酯)增塑剂以及40重量份聚氯乙烯树脂。
1-2可膨胀石墨内芯的原料组成
Figure BDA0001834380240000081
1-3防火条的制备
将可膨胀石墨内芯原料和柔性外层树脂层的原料分别放入到挤出机的相应部件中，控制挤出温度140～160℃，挤出，压纹，冷却，得到所述防火条。
柔性防火条制备实施例2
其他条件与实施例1相同，不同之处在于2-1柔性树脂外层的原料组成中，塑性丁苯橡胶SBS的用量为70重量份，聚氯乙烯树脂的用量为20重量份。
柔性防火条制备实施例3
其他条件与实施例1相同，不同之处在于用15重量份氨基硅油代替15重量份磷酸三(2-乙基己酯)增塑剂，其他效果与实施例1类似，效果方面的不同在于提高了防火条外层的着火点，并使得外层具有一定的自熄性。
表1柔性防火条制备实施例的性能
Figure BDA0001834380240000091
硬质防火条制备实施例1
1-1硬质塑料外壳的原料组成
包括30重量份聚氯乙烯、30重量份氢化苯乙烯-丁二烯共聚物SEBS、20重量份二氧化硅填料、5重量份聚磷酸铵阻燃剂和5重量份磷酸三丁酯增塑剂。
1-2可膨胀石墨内芯的原料组成
Figure BDA0001834380240000092
1-3防火条的制备
将可膨胀石墨内芯原料和硬质塑料外壳的原料分别放入到挤出机的相应部件中，控制挤出温度140～160℃，挤出，压纹，冷却，得到所述防火条。
硬质防火条制备实施例2
其他条件与硬质防火条的制备实施例1相同，不同之处在于2-2可膨胀石墨内芯的原料组成中，云母的用量是25重量份。
硬质防火条制备实施例3
其他条件与硬质防火条的制备实施例1相同，不同之处在于用5重量份的氨基硅油代替5重量份磷酸三丁酯增塑剂，其他效果与实施例1类似，效果方面的不同在于提高了防火条外层的着火点，并使得外层具有一定的自熄性。
表2硬质防火条制备实施例的性能
Figure BDA0001834380240000101
隔音防火垫片制备实施例1
称取下列重量份数的原料：
Figure BDA0001834380240000102
Figure BDA0001834380240000111
将上述原料混合，加入挤出造粒机中制成母粒，然后挤出，水冷制成片状材料，然后经切割冲压形成所需垫片。对所需垫片的燃烧性能、柔韧性和防火等级进行测试，结果示于表3。
隔音防火垫片制备实施例2
其他条件与实施例1相同，不同之处在于用聚硅氧烷树脂代替实施例1中的聚乙烯树脂。对所需垫片的燃烧性能、柔韧性和防火等级进行测试，结果示于表3。
隔音防火垫片制备实施例3
其他条件与实施例1相同，不同之处在于不加环氧树脂。对所需垫片的燃烧性能、柔韧性和防火等级进行测试，结果示于表3。
隔音防火垫片制备实施例4
其他条件与实施例1相同，不同之处在于不加氨基硅油。对所需垫片的燃烧性能、柔韧性和防火等级进行测试，结果示于表3。
隔音防火垫片制备实施例5
其他条件与实施例1相同，不同之处在于云母的用量为25重量份。对所需垫片的燃烧性能、柔韧性和防火等级进行测试，结果示于表3。
隔音防火垫片制备实施例6
其他条件与实施例1相同，不同之处在于云母的用量为30重量份。对所需垫片的燃烧性能、柔韧性和防火等级进行测试，结果示于表3。
隔音防火垫片制备实施例7
其他条件与实施例1相同，不同之处在于云母的用量为10重量份。对所需垫片的燃烧性能、柔韧性和防火等级进行测试，结果示于表3。
隔音防火垫片对比例1
其他条件与实施例1相同，不同之处在于不加云母。对所需垫片的燃烧性能、柔韧性和防火等级进行测试，结果示于表3。
隔音防火垫片对比例2
其他条件与实施例1相同，不同之处在于不加白炭黑。对所需垫片的燃烧性能、柔韧性和防火等级进行测试，结果示于表3。
隔音防火垫片对比例3
其他条件与实施例1相同，不同之处在于不加聚酯纤维。对所需垫片的燃烧性能、柔韧性和防火等级进行测试，结果示于表3。
表3隔音防火垫片制备实施例和对比例的性能
Figure BDA0001834380240000121
防火门实施例1-7
分别按照BS EN ISO 10140-2：2010标准制作防火门，对所述防火门的隔音性进行测试。
防火门实施例8-10
其他条件同实施例1，不同之处在于门扇和门框的四周边贴合柔性防火条制备实施例1-3中制得的柔性防火条，对所述防火门的隔音性进行测试。
防火门实施例11-13
其他条件同实施例1，不同之处在于门扇和门框的四周边贴合硬质防火条制备实施例1-3中制得的硬质防火条，对所述防火门的隔音性进行测试。
防火门对比例1
其他条件同实施例1，不同之处在于使用隔音防火垫片对比例1中得到的垫片，对所述防火门的隔音性进行测试。
防火门对比例2
其他条件同实施例1，不同之处在于使用隔音防火垫片对比例2中得到的垫片，对所述防火门的隔音性进行测试。
防火门对比例3
其他条件同实施例1，不同之处在于使用隔音防火垫片对比例3中得到的垫片，对所述防火门的隔音性进行测试。
表4防火门实施例和对比例的隔音性能测试
实施例 Rw(Ctr；C) 实施例 Rw(Ctr；C)
防火门实施例1 47(-2，-4) 防火门实施例9 47(0，-3)
防火门实施例2 47(-2，-3) 防火门实施例10 47(0，-3)
防火门实施例3 47(-3，-8) 防火门实施例11 47(-1，-3)
防火门实施例4 47(-2，-6) 防火门实施例12 47(-1，-3)
防火门实施例5 47(-2，-4) 防火门实施例13 47(-1，-3)
防火门实施例6 47(-2，-3) 防火门对比例1 47(-8，-12)
防火门实施例7 47(-4，-8) 防火门对比例2 47(-3，-5)
防火门实施例8 47(0，-3) 防火门对比例3 47(-6，-10)
防火门隔音效果分析：BS EN ISO 10140-2：2010的测试方法与国标GB/T 8485-2008中的测试方法基本一致，因此，其隔声效果也可以参考国标GB/T 8485-2008进行解读，根据国标GB/T 8485-2008中的如下分级：
Figure BDA0001834380240000141
该等级中的Rw+Ctr和Rw+C，对应于BS EN ISO 10140-2：2010中的Rw(Ctr；C)。当Rw+Ctr的值越大时，说明其外门、外窗的隔音效果更好，当Rw+C的值越大，说明内门、内窗的隔音效果更好。例如，实施例1中47(-2，-4)，其相应的Rw+Ctr和Rw+C分别为45和41。
应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种隔音防火垫片，所述隔音防火垫片的尺寸大小与门扇的扇面相当，其由含有如下重量份的原料制备而成：
Figure FDA0002566551030000011
三聚磷酸硅0至8，且不为0
Figure FDA0002566551030000012
2.权利要求1所述的隔音防火垫片，其中所述柔性树脂选自聚硅氧烷树脂、聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂；所述成碳剂为季戊四醇、其二聚体或三聚体，或者为淀粉。
3.权利要求1或2所述的隔音防火垫片，所述含磷阻燃剂为磷酸铵、聚磷酸铵、磷酸酯或磷腈化合物；所述无烟剂为氢氧化铝、氢氧化镁或碳酸钙。
4.权利要求1或2所述的隔音防火垫片，其中所述白炭黑经过硅烷类物质处理。
5.一种隔音防火门，其中，在门扇的正面和背面都贴合了权利要求1-4任一项所述隔音防火垫片，所述隔音防火垫片的尺寸大小与门扇的扇面相当。
6.权利要求5所述的隔音防火门，所述门扇的侧边缘和/或门框的边缘固定有一体化成型硬质防火条，所述一体化成型硬质防火条呈条状长方体型，包括第一可膨胀石墨内芯和硬质塑料外壳，所述硬质塑料外壳包括正面、两个侧面以及背面，所述正面、侧面和背面由同种材料形成，共同构成长方体型框体，所述背面延纵向开口，所述第一可膨胀石墨内芯紧密贴合在硬质塑料外壳包围形成的长方体型框体内，并且在背面的纵向开口处呈裸漏状。
7.权利要求5所述的隔音防火门，所述门扇的侧边缘和/或门框的边缘固定有一体化成型柔性防火条，所述一体化成型柔性防火条呈条状长方体型，包括第二可膨胀石墨内芯和柔性树脂外层，所述柔性树脂外层从正面、两个侧面和背面对第二可膨胀石墨内芯紧密包裹，所述柔性树脂外层的正面具有竖向或横向纹路，或者图案，所述正面和两个侧面一体化成型，所述背面与两个侧面在与正面相对一侧无缝结合。
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