CN109574618A - 改性菱镁防火门芯板及其制备方法与应用 - Google Patents

改性菱镁防火门芯板及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性菱镁防火门芯板及其制备方法和应用。本发明改性菱镁防火门芯板包括氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂、二氧化钛、二氧化硅以及水性粘结剂，且所述氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂、二氧化钛、二氧化硅、水性粘结剂的质量比为(39‑54)：(44‑51)：(0.1‑5)：(5‑15)：(0.1‑0.5)：(0.1‑0.5)：(0.5‑5)。本发明改性菱镁防火门芯板具有良好的抗折强度高、结构稳定、耐火和防火性能等特性以及对人体和环境无害等特性，应用范围广。其制备方法有效保证了本发明改性菱镁防火门芯板性能的稳定性，提高了其耐火和防火性能。

Description

改性菱镁防火门芯板及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种改性菱镁防火门芯板及其制备方法和该改性菱镁防火门芯板的应用。
背景技术
随着社会发展，人口密集，高楼丛立，建筑材料防火关系到很多人的生命，寻求物美价廉的防火保温材料一直是建材界关注的问题。防火门是众多防火环节中的重要的环节之一，防火门芯板则是防火门防火的关键。
目前防火门芯板主要有两大类，一类是有机保温材料，如XPS、PVC、PUR、PE、EPS等，由于其燃烧后的发烟量及烟毒可能带来更大的火灾危害，近几年的重大火灾危害，都有他们的身影，已逐渐被淘汰。另一类是无机防火材料，如岩棉、玻璃棉、石棉、珍珠岩、蛭石、微孔硅酸钙、泡沫玻璃等。岩棉、玻璃棉、石棉等材料自身强度差，需要骨架支撑，骨架又会带来新的防火烟毒问题，并且烟气毒性指标不合格，目前已被禁止使用。珍珠岩、蛭石等耐火度不高，并且吸湿性大。微孔硅酸钙、泡沫玻璃等生产能耗高，产品价格高。而采用轻质菱镁材料防火门芯板，自身强度高，不用骨架支撑，简化防火门的制作过程，提高生产效率，降低了生产成本；其生产过程无三废排放，绿色环保；养护为自然干燥固化，不需要额外能耗，节能；燃烧烟毒测试为AQ1级，耐火极限可以到2h，安全，作为防火门芯板已被广泛接受。但是其也存在一定的问题，不合格的菱镁产品成分里含大量游离的氯离子，在高温潮湿的环境下，极易发生吸潮，出现“反卤”现象，腐蚀防火门的框架材料而大大缩短防火门的服役期限。此外由于对菱镁材料制备生产的不规范，传统配方的固有属性，其生产的防火门耐火时间大打折扣，企业大多选择增加密度及厚度，以满足耐火要求，门芯板质量的增加，成本增大，同时又会造成防火门其他配件要求增加，成本大大增加。另外，纵观国内生产的防火门芯板抗折强度低、防火性能较差，在高温烘烧过程中结构易坍塌。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种改性菱镁防火门芯板及其制备方法和其应用，以解决现有防火门芯板存在还存在吸潮、防火性能较差和抗折强度低、高温烘烧过程中结构易坍塌的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种改性菱镁防火门芯板。所述改性菱镁防火门芯板包括氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂、二氧化钛、二氧化硅以及水性粘结剂，且所述氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂、二氧化钛、二氧化硅、水性粘结剂的质量比为(39-54)：(44-51)：(0.1-5)：(5-15)：(0.1-0.5)：(0.1-0.5)：(0.5-5)。
本发明的另一方面，提供一种改性菱镁防火门芯板的制备方法。本发明制备方法包括以下基本步骤：
按照本发明改性菱镁防火门芯板浆料所含的组分及其比例分别量取各组分原料；
将称取的各组分加入溶剂中进行混料处理，形成膏状混合物；
将所述膏状混合物进行模压固化成型，形成改性菱镁防火门芯板。
根据本发明的再一方面，提供了本发明改性菱镁防火门芯板或本发明制备方法制备的改性菱镁防火门芯板在木质防火门、钢质防火门、工艺门、建筑装饰板、外墙保温材料、隔墙板中的应用。
与现有技术相比，本发明改性菱镁防火门芯板通过对所含组分的种类选择和含量的控制，发挥各组分之间的协效增效作用，使得本发明改性菱镁防火门芯板抗折强度高和结构稳定性，耐火性能优异，其中，所含的特定配比的二氧化钛、二氧化硅等组分能够与其他组分起到增效作用，在失火时，能有效的反射、散射红外线，从而提高所述改性菱镁防火门芯板的耐火性能。另外，所述改性菱镁防火门芯板具有轻质特点，还能有效避免吸潮、返卤现象等不良现象发生。
本发明改性菱镁防火门芯板制备方法只需将含有改性菱镁防火门芯板组分的膏状混合物模压固化成型处理，使得制备的改性菱镁防火门芯板不仅抗折强度和结构稳定性高以及优异的耐火性能，而且还能使其该些性能稳定。另外，该制备方法的工艺条件易控制，对设备要求低，提高了其生产效率，降低了其生产成本，且环保，对人体和环境无害。
正是由于本发明改性菱镁防火门芯板及其制备方法具有上述的性能和优点，因此，将其在木质防火门、钢质防火门、工艺门、建筑装饰板、外墙保温材料、隔墙板中应用时，使得含有本发明改性菱镁防火门芯板的木质防火门、钢质防火门、工艺门、建筑装饰板、外墙保温材料、隔墙板具有优异的防火性能，而且强度高和结构稳定，成本低。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例说明书中所提到的相关成分的质量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间质量的比例关系，因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
本发明实施例提供一种具有抗折强度高、结构稳定的改性菱镁防火门芯板。在一实施例中，该改性菱镁防火门芯板包括氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂、二氧化钛、二氧化硅以及水性粘结剂。在一实施例中，所述氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂、二氧化钛、二氧化硅、水性粘结剂的质量比为(39-54)：(44-51)：(0.1-5)：(5-15)：(0.1-0.5)：(0.1-0.5)：(0.5-5)。这样，以氧化镁、硫酸镁作为本发明实施例改性菱镁防火门芯板的基体材料，从而赋予本发明实施例改性菱镁防火门芯板耐高温高湿特性，在所述复配改性添加剂等组分协同增效作用下，从而避免了现有菱镁发泡防火门芯板的高温易发生吸潮、返卤现象，而且对人体和环境无害。其所含的二氧化钛、二氧化硅在复配改性添加剂等组分协同增效作用下，在失火时，能有效的反射和散射红外线，从而提高所述改性菱镁防火门芯板的耐火性能。而且，通过所述改性菱镁防火门芯板所含各组分的协同增效作用，赋予所述改性菱镁防火门芯板优异的抗压抗折强度，而且结构稳定，在高温环境中不发生塌陷现象。
在一些具体实施例中，所述改性菱镁防火门芯板所含的氧化镁可以选用符合WB/T1019-2002，JC/T 449-2008标准中一等品及以上品质。所述氯化镁可以选用符合QB/T2605-2003，JC/T 449-2008标准卤片中氯化镁有效含量43％以上品质。
所述复配改性添加剂能够对其他组分作用和改性，并使得各组分之间起到增效协同作用，从而赋予所述改性菱镁防火门芯板抗折强度高，防火性能优异，同时有效避免吸潮、返卤现象等不良现象发生。一实施例中，所述复配改性添加剂包括缓凝剂、减水剂、早强剂、抗返卤剂、偶联剂等中的至少两种。具体可以根据板材配方，季节等外界因素，根据生产、质量等综合需求复配而成。
其中，所述缓凝剂可以选用柠檬酸、酒石酸、磷酸盐等中的至少一种，所述减水剂可以选用木质磺酸盐、OP-10等中的至少一种，所述早强剂可以选用氯化钙、亚硝酸盐等中的至少一种，所述抗返卤剂可以选用氟硅酸盐、铁铝酸盐等中的至少一种，所述偶联剂可以选用EVA乳液、硅灰等中的至少一种。
所述复配发泡剂一方面能够有效调节和改善改性菱镁防火门芯板的密度，已达到轻质的效果，降低生产成本；另一方面，通过对其组分和含量的控制，保证了所述改性菱镁防火门芯板的抗折强度高，耐火和防火性能优异，不发生避免吸潮、返卤现象等不良现象。一实施例中，所述复配发泡剂可以是AB型动植物蛋白发泡剂，具体可以根据板材配方，所需密度与自来水复配而成。
所述二氧化钛和二氧化硅在复配改性添加剂等组分协同增效作用下，在失火时，能有效的反射和散射红外线，从而提高所述改性菱镁防火门芯板的耐火性能。一实施例中，所述二氧化钛的粒度可以控制在1-20μm之间，具体的，所述二氧化钛可以是金红石型。另一实施例中，所述二氧化硅的粒度可以控制在1-20μm之间。
所述水性粘结剂可以包括硅酸钠、硅溶胶、PVAC乳液等中的一种或几种混合物。选用的该些水性粘结剂不仅具有良好的水溶性，能够在改性菱镁防火门芯板均匀分散，从而将各组分粘结一体，使各组分发挥作用，且各组分之间起到协效作用，从而提高本发明实施例改性菱镁防火门芯板高的抗折强度和结构稳定性。
相应地，在上文所述改性菱镁防火门芯板的基础上，本发明实施例还提供了上文所述改性菱镁防火门芯板的一种制备方法。所述改性菱镁防火门芯板的制备方法包括如下步骤：
S01：按照上文所述的本发明实施例改性菱镁防火门芯板所含的组分及组分比例分别量取各组分原料；
S02：将称取的各组分加入溶剂中进行混料处理，形成膏状混合物；
S03：将所述膏状混合物进行模压固化成型，形成改性菱镁防火门芯板。
具体地，上述步骤S01中称取各组分及组分均如上文改性菱镁防火门芯板浆料中所含的组分原料和含量，为了节约篇幅，在此不再赘述。
上述步骤S02中的混料处理包括如下步骤：
将称取的所述氯化镁配制成氯化镁溶液，然后在搅拌处理的条件下依次加入包括复配改性添加剂、氧化镁粉和复配发泡剂，搅拌处理后，再加入二氧化钛、二氧化硅以及水性粘结剂，形成所述膏状混合物。
其中，所述氯化镁溶液可以是将卤片与溶剂配成氯化镁溶液，所述氯化镁溶液的波美度可以控制在21-30之间。另外，所述溶剂只要是能够起到溶剂载体的作用，有能够避免溶剂与各组分之间产生化学反应的所有溶剂均可以用于本发明实施例中，如在具体实施例中，该溶剂可以是但不仅仅是水。通过上述混料处理，使得各原料组分在溶剂中能够充分分散，从而使得最终制备的膏状混合物分散体系稳定，那么能够提高制备的改性菱镁防火门芯板的质量稳定性。搅拌处理可以采用常规的搅拌速率，只要使得各组分混合均匀即可。
上述步骤S03中所述的模压固化成型是将步骤S02制备的膏状混合物加至改性菱镁防火门芯板的模具中，在一定的压力等条件下，使得该膏状混合物在模具内进行固化成型。在一实施例中，所述模压固化成型可以采用为复压固化处理。
另外，理所当然的是，在上述步骤S03的模压固化处理后，还可以包括后续处理步骤，如脱模处理和根据尺寸的要求进行的裁剪处理等步骤。
因此，所述改性菱镁防火门芯板的制备方法通过对工艺步骤和工艺条件的控制，使得制备的改性菱镁防火门芯板不仅抗折强度和结构稳定性高以及优异的防火性能，而且还能使其该些性能稳定。另外，所述制备方法的工艺条件易控制，对设备要求低，提高了其生产效率，降低了其生产成本。
正是由于上文所述的改性菱镁防火门芯板及其制备方法具有上述的如具有抗折强度高、耐火和防火性能好、结构稳定、环保性能高等性能和优点，因此，将其在木质防火门、钢质防火门、工艺门、建筑装饰板、外墙保温材料、隔墙板中应用时，使得含有所述改性菱镁防火门芯板的木质防火门、钢质防火门、工艺门、建筑装饰板、外墙保温材料、隔墙板具有优异的防火性能，而且强度高和结构稳定，成本低，相应提高了含有本发明实施例改性菱镁防火门芯板的相关产品的性能。
以下结合具体优选实施例对本发明改性菱镁防火门芯板及其制备方法进行详细阐述。
实施例1
本实施例提供一种改性菱镁防火门芯板及其制备方法。本实施例改性菱镁防火门芯板包括氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂、二氧化钛、二氧化硅以及水性粘结剂，且所述氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂、二氧化钛、二氧化硅以及水性粘结剂的质量比40:42:0.2:6:0.2:0.2:1，所述改性菱镁防火门芯板的厚度为15mm。
本实施例改性菱镁防火门芯板的制备方法如下：
S01：按照本实施例1改性菱镁防火门芯板所含的组分及组分比例分别量取各组分原料；
S02：将称取的所述氯化镁配制成氯化镁溶液，然后在搅拌处理的条件下依次加入包括复配改性添加剂、氧化镁粉和复配发泡剂，搅拌处理后，再加入二氧化钛、二氧化硅以及水性粘结剂，形成所述膏状混合物；
S03：将所述膏状混合物进行模压固化成型，形成改性菱镁防火门芯板。
S04：用切割机将半成品改性菱镁防火门芯板切割成产品所需大小。
实施例2
本实施例提供一种改性菱镁防火门芯板及其制备方法。本实施例改性菱镁防火门芯板包括氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂、二氧化钛、二氧化硅以及水性粘结剂，且所述氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂、二氧化钛、二氧化硅以及水性粘结剂的质量比50:48:4:12:0.5:0.5:5，所述改性菱镁防火门芯板的厚度为43mm。
本实施例2改性菱镁防火门芯板的制备方法参照实施例1中改性菱镁防火门芯板的制备方法。
实施例3
本实施例提供一种改性菱镁防火门芯板及其制备方法。本实施例改性菱镁防火门芯板包括氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂、二氧化钛、二氧化硅以及水性粘结剂，且所述氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂、二氧化钛、二氧化硅以及水性粘结剂的质量比45:46:3:10:0.3:0.3:3，所述改性菱镁防火门芯板的厚度为55mm。
本实施例3改性菱镁防火门芯板的制备方法参照实施例1中改性菱镁防火门芯板的制备方法。
对比例1
本对比例1提供一种传统菱镁防火门芯板及其制备方法。本对比例传统菱镁防火门芯板包括氧化镁、氯化镁、复配发泡剂、且所述氧化镁、氯化镁、复配发泡剂的质量比40:42:6，所述传统菱镁防火门芯板的厚度为15mm。
对比例2
本对比例2提供一种传统改性菱镁防火门芯板及其制备方法。本对比例传统改性菱镁防火门芯板包括氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂，且所述氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂的质量比50:48:4:12，所述传统改性菱镁防火门芯板的厚度为43mm。
性能测试：
将实施例1至3以及对比例1至2提供的改性菱镁防火门芯板、传统菱镁防火门芯板以及传统改性菱镁防火门芯板进行如下相关性能测试，测试结果如下表1中所示：
表1
抗折强度(自重倍数) 返卤 耐火性能 密度(Kg/m<sup>3</sup>) 说明
实施例1 1.9 合格 * 320 A级耐火材料
实施例2 1.8 合格 105min 280
实施例3 1.8 合格 130min 300
对比例1 1.4 不合格 * 350 不合格
对比例2 1.5 合格 70min 300
*：薄板只做耐高温测试，不适合做防火门芯板，故未作相关测试，可以用在其他领域。
由表1中实验数据可知，本发明实施例改性菱镁防火门芯板抗折强度高，耐火防火性能优异，能有效避免吸潮、返卤现象等不良现象发生，且耐火性能好。
以上是对本发明所提供的改性菱镁防火门芯板及其制备方法进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改性菱镁防火门芯板，其特征在于，所述改性菱镁防火门芯板包括氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂、二氧化钛、二氧化硅以及水性粘结剂，且所述氧化镁、氯化镁、复配改性添加剂、复配发泡剂、二氧化钛、二氧化硅、水性粘结剂的质量比为(39-54)：(44-51)：(0.1-5)：(5-15)：(0.1-0.5)：(0.1-0.5)：(0.5-5)。
2.根据权利要求1所述的改性菱镁防火门芯板，其特征在于：所述复配改性添加剂包括缓凝剂、减水剂、早强剂、抗返卤剂、偶联剂中的至少两种；和/或
所述复配发泡剂是AB型动植物蛋白发泡剂。
3.根据权利要求1所述的改性菱镁防火门芯板，其特征在于：所述二氧化钛的粒度为1-20μm。
4.根据权利要求1或3所述的改性菱镁防火门芯板，其特征在于：所述二氧化钛为金红石型。
5.根据权利要求1所述的改性菱镁防火门芯板，其特征在于：所述水性粘结剂包括硅酸钠、硅溶胶、PVAC乳液等中的一种或几种混合物。
6.根据权利要求1-3、5任一项所述的改性菱镁防火门芯板，其特征在于：所述改性菱镁防火门芯板的密度为300±20Kg/m3；和/或
所述改性菱镁防火门芯板的厚度为5-57mm。
7.一种改性菱镁防火门芯板的制备方法，其特征在于，包括以下基本步骤：
按照权利要求1-6任一所述的改性菱镁防火门芯板浆料所含的组分及其比例分别量取各组分原料；
将称取的各组分加入溶剂中进行混料处理，形成膏状混合物；
将所述膏状混合物进行模压固化成型，形成改性菱镁防火门芯板。
8.权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述混料处理包括如下步骤：
将称取的所述氯化镁配制成氯化镁溶液，然后在搅拌处理的条件下依次加入包括复配改性添加剂、氧化镁粉和复配发泡剂，搅拌处理后，再加入二氧化钛、二氧化硅以及水性粘结剂，形成所述膏状混合物。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于：所述模压固化成型为复压固化处理。
10.根据权利要求1-6任一所述的改性菱镁防火门芯板或由权利要求7-9任一所述的制备方法制备的改性菱镁防火门芯板在木质防火门、钢质防火门、工艺门、建筑装饰板、外墙保温材料、隔墙板中的应用。
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