CN109574616A

CN109574616A - 一种无机矿物质防火材料

Info

Publication number: CN109574616A
Application number: CN201910036272.XA
Authority: CN
Inventors: 王磊; 李翠丽
Original assignee: Hebei Suoteng Wire And Cable Co Ltd
Current assignee: Hebei Suoteng Wire And Cable Co Ltd
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2019-04-05

Abstract

本发明公开了一种无机矿物质防火材料，其组成包括氢氧化镁、氢氧化铝、氧化钙、低温熔融玻璃粉、硅酸钠。该防火材料具有良好的防火隔热性能，且无毒、环保，使用寿命长于50年，适用于多种防火产品隔氧层的生产和制造。

Description

一种无机矿物质防火材料

技术领域

本发明涉及防火材料技术领域，具体涉及一种含有无机矿物质的防火材料。

背景技术

目前市场上的无机防火材料有很多种，组分也多种多样，也存在着各种各样的问题。

中国专利申请CN105777150A公开了防火电线电缆用改进型隔离隔离层防火材料及其制作方法，给出了防火材料的组分包括硅酸钠15-40份，珍珠岩2-6份，氢氧化钙4-10份，氢氧化铝25-40份，氢氧化镁2-5份，陶瓷粉3-10份，玻璃粉3-8份，膨润土3-10份，云母粉3-10，制作方法为将上述组分与胶水混合均匀后挤出成型。此发明专利申请公开的防火材料组分中添加了珍珠岩，作为建筑用防火材料时，会导致产品后期保温性能降低、易开裂，且与基层粘结强度低易空鼓等。同时，在拌制、运输、停放过程中，珍珠岩聚合物易呈现分层、离析、泌水现场，施工性能差，会影响硬化后产品性能。另外，珍珠岩吸水率高、耐水性差会导致在生产搅拌中体积收缩变形大。珍珠岩与膨润土配合使用是可以起到一定的膨胀作用，但也会影响到后期产品外观开裂变形。玻璃粉与云母粉配合使用，需要用到低温玻璃粉，还需要玻璃粉对云母有相当的浸润性，才能保证云母和玻璃的牢固结合。由于云母粉是鳞片状结构矿物质粉末，玻璃粉与云母粉配合使用后会使得产品硬度上升，拉伸强度下降。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无机矿物质防火材料，该防火材料具有良好的防火性能，且无毒环保，由该材料制成的防火产品容重轻，隔音效果好。

关于本发明所述的无机矿物质防火材料，发明人提供了以下技术方案。

一种无机矿物质防火材料，其组成包括无机矿物质粉剂和胶剂，其中，无机矿物质粉剂包括氢氧化镁、氢氧化铝、氧化钙、低温熔融玻璃粉，胶剂包括硅酸钠。

上述无机矿物质防火材料中，所述无机矿物质粉剂与胶剂的重量比为1.6-1.7:1，优选为1.65:1。

上述无机矿物质防火材料中，所述氢氧化镁、氢氧化铝、氧化铝、低温熔融玻璃粉均选用纳米级材料。

纳米级粒子的表面积相对增大，且表面布满了阶梯状结构，此结构代表具有高表面能的不安定原子，这类不安定原子极易与外来原子吸附键结。同时，粒径的缩小也提供了大表面的活性原子。就熔点来说，纳米粉末中由于每一粒子组成原子少，表面原子处于不安定状态，使其表面晶格震动的振幅较大，所以具有较高的表面能量，造成超微粒子特有的热性质，也就是造成熔点下降，同时纳米粉末将比传统粉末容易在较低温度烧结，而成为良好的烧结促进材料。本发明采用纳米级原料制成的防火材料晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上运动，因此，防火材料具有极高的强度、韧性以及良好的延展性，这些特性也使得防火材料可在常温或次高温下进行冷加工。如果在次高温下将防火材料加工成形，然后做表面退火处理，就可以使防火材料成为一种表面保持常规陶瓷材料的硬度和化学稳定性，而内部仍具有纳米材料的延展性的高性能陶瓷。

上述无机矿物质防火材料中，所述无机矿物质粉剂中，氢氧化镁、氢氧化铝、氧化铝、低温熔融玻璃粉的重量百分比依次为55.2％、7.5％、21.3％、16％。

上述无机矿物质防火材料中，所述硅酸钠的模数为2.2-2.4，优选模数为2.3。

本发明同时还提供了上述无机矿物质防火材料的制备方法，操作步骤包括：

首先将氢氧化镁与氢氧化铝放入搅拌机中搅拌均匀，优选≤500转/分钟的转速条件下搅拌20分钟，然后加入氧化钙继续搅拌至物料混合均匀，优选≤500转/分钟的转速条件下搅拌15分钟，随后加入低温熔融玻璃粉继续搅拌至物料混合均匀，优选≤300转/分钟的转速条件下搅拌25分钟，接着在≤300转/分钟转速条件下搅拌5分钟对物料进行表面处理，使其改性，制得无机矿物质粉剂。

接下来，将硅酸钠水溶液倒入搅拌机中，然后倒入前述制得的无机矿物质粉剂，启动搅拌机，搅拌5-10分钟，将硅酸钠与无机矿物质粉剂混合均匀，得到混合料浆，然后将混合料浆放入挤出机进行挤出，即可得到本发明所述的无机矿物质防火材料。此步骤中，所述硅酸钠水溶液的浓度为51％-55％。

本发明所提供的防火材料的组成成分中，氢氧化镁为增强材料，具有提高防火材料的耐火性能，增加其吸附力，消烟，阻滴，增加物料流动性，提高阻燃效率，提高成浆粘度的作用。组分中的氢氧化铝也为增强材料，不仅可提高阻燃聚合物的有限氧指数，增加阻燃性能，增加物料流动性，且有助于改善聚合物制品的表面光洁度和力学、电学性能，增强其抗漏电、耐电弧和耐磨损能力，还用于消烟和减少材料燃烧时腐蚀气体的生成量。组分中的氧化钙为助熔材料，填充剂，二氧化碳吸收剂，干燥剂，能够提高材料的耐火性能，增加物料的流动性。组分中的低温熔融玻璃粉为助熔材料，能够提高材料的耐火性能，增加耐温性度，增加耐酸碱腐蚀，降低导热性，增加绝缘性能和抗电弧性能，提高硬度，降低固化物的线膨胀系数和收缩率，从而消除固化物的内应力，防止开裂，同时可使固化物的抗拉、抗压强度增强，耐磨性能提高，并能增大固化物的导热系数，增加阻燃性能。组分中的胶剂硅酸钠是粘结材料，能够提高材料的抗风化能力，提高耐酸性，提高耐热性，使防火材料密实抗渗。

本发明提供的防火材料无需特殊工序加工，可在常温陶瓷化，受热后发生膨胀。遇火后，防火材料表面结成陶瓷壳体，内部形成中空发泡体。在火中，内部的中空发泡体具有隔热作用，坚硬的陶瓷壳体可以起到很好的阻燃、耐火、隔火、防火的作用，能够有效保障产品完整性能。

本发明所提供的防火材料适用于多种防火产品隔氧层的生产和制造。例如，在建筑行业中，用于高层建筑吊顶与墙体，制成防火吊顶、墙体防火板、外墙防火板；金属复合板的芯材填充材料；防火构件，防火隔热板材。还可用于防火门中间的填充材料，用于由双层材质制成的防火容器中间芯材的填充材料，以及防火电缆的填充材料，防火地板、防火夹芯地板芯材的填充材料，防火涂料、防火喷浆等。

本发明所提供的无机矿物质防火材料具有以下特性：

①防火隔热性

防火材料为A级不燃无机保温材料，有良好的防火性能，1200℃高温烘烤3小时，仍能保持完整性，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能。因其闭孔率>95％，从而具有很好的隔热性能。

②轻质耐震性

容重轻，密度为1.8-1.9g/cm³，由该防火材料制成的防火板通过了国家测试中心150万次的抗疲劳振动实验，该板与钢结构焊接为一个整体，可抵9级地震。

③隔音性

防火材料内部由无数独立的蜂窝状气泡形成，吸音效果比一般的混凝土高出5倍左右，隔声系数大于45dB。

④无毒、环保

防火材料在高温下不会燃烧，且没有有毒氯体释放，属于安全性环保材料，烟密度很低，无卤素产生，材料产烟毒性危险分级为安全级AQ2。

⑤寿命长

我国目前的建筑设计寿命一般为50-100年，本发明所提供的防火材料的寿命大于50年，用作建筑防火材料时，能与建筑同寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明所述内容做进一步详细的说明。

实施例1

分别称取纳米级氢氧化镁55.2kg、氢氧化铝7.5kg、氧化铝21.3kg、低温熔融玻璃粉16kg，备用。

称取硅酸钠10kg，加水配置成浓度为55％的硅酸钠水溶液，备用。硅酸钠的模数为2.2。

先将氢氧化镁与氢氧化铝放入搅拌机中，转速500转/分钟，搅拌20分钟，搅拌均匀；然后加入氧化钙继续搅拌至物料混合均匀，转速500转/分钟，搅拌15分钟；随后加入低温熔融玻璃粉继续搅拌至物料混合均匀，转速300转/分钟搅拌25分钟；接着在转速300转/分钟条件下搅拌5分钟对物料进行表面处理，使其改性，制得无机矿物质粉剂。

接下来，将55％的硅酸钠水溶液10kg倒入搅拌机中，然后倒入16kg无机矿物质粉剂，启动搅拌机，搅拌10分钟，将硅酸钠与无机矿物质粉剂混合均匀，得到混合料浆，然后将混合料浆放入挤出机进行挤出，即可得到本发明所述的无机矿物质防火材料。

实施例2

称取硅酸钠10kg，加水配置成浓度为51％的硅酸钠水溶液，备用。硅酸钠的模数为2.4。

先将氢氧化镁与氢氧化铝放入搅拌机中，转速300转/分钟，搅拌20分钟，搅拌均匀；然后加入氧化钙继续搅拌至物料混合均匀，转速300转/分钟，搅拌15分钟；随后加入低温熔融玻璃粉继续搅拌至物料混合均匀，转速200转/分钟搅拌25分钟；接着在转速200转/分钟条件下搅拌5分钟对物料进行表面处理，使其改性，制得无机矿物质粉剂。

接下来，将51％的硅酸钠水溶液10kg倒入搅拌机中，然后倒入17kg无机矿物质粉剂，启动搅拌机，搅拌5分钟，将硅酸钠与无机矿物质粉剂混合均匀，得到混合料浆，然后将混合料浆放入挤出机进行挤出，即可得到本发明所述的无机矿物质防火材料。

经检测，本发明所提供的防火材料符合TICW8-2012耐火隔离层要求。制成的电缆能满足BS6387标准的C.W.Z级别要求(950℃耐火，喷淋和震动试验)。

Claims

1.一种无机矿物质防火材料，其特征在于，组成包括无机矿物质粉剂和胶剂，其中，无机矿物质粉剂包括氢氧化镁、氢氧化铝、氧化钙、低温熔融玻璃粉，胶剂包括硅酸钠。

2.根据权利要求1所述的一种无机矿物质防火材料，其特征在于，所述无机矿物质粉剂与胶剂的重量比为1.6-1.7:1。

3.根据权利要求2所述的一种无机矿物质防火材料，其特征在于，所述无机矿物质粉剂与胶剂的重量比为1.65:1。

4.根据权利要求1所述的一种无机矿物质防火材料，其特征在于，上述无机矿物质防火材料中，所述氢氧化镁、氢氧化铝、氧化铝、低温熔融玻璃粉均为纳米级材料。

5.根据权利要求1所述的一种无机矿物质防火材料，其特征在于，所述无机矿物质粉剂中，氢氧化镁、氢氧化铝、氧化铝、低温熔融玻璃粉的重量百分比依次为55.2％、7.5％、21.3％、16％。

6.根据权利要求1所述的一种无机矿物质防火材料，其特征在于，所述硅酸钠的模数为2.2-2.4。

7.根据权利要求6所述的一种无机矿物质防火材料，其特征在于，所述硅酸钠的模数为2.3。