CN109704794B - 一种可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料，所述材料的原料包括按照重量份计的以下组分：高铝灰20‑45份，辅料40‑85份，所述辅料包括：氧化钙5‑15份、二氧化硅5‑35份、水玻璃复合液25‑55份。本发明提供的一种可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料及其制备方法，本发明电缆料采用高铝回收料、氢氧化物阻燃剂制备的阻燃耐火电缆，有效地消除了传统工业生产产生铝粉等固废垃圾，且利用其高含量铝、氧化铝合氧化镁等耐火材料，使用在耐火电缆上，其不仅提高了原有的阻燃性能差、耐火性能差、寿命短的缺陷，更节约了社会资源。
Description
技术领域
本发明涉及防火电缆技术领域，尤其是一种可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料及其制备方法。
背景技术
随着柔性耐火电缆在各类建筑等多个环境中的使用，城市的建设也在不断地跟进，批量化的智能化建筑物也拔地而起。在城市化的工厂和商业大厦建筑物内，为了维持建筑物内部稳定的运作，需要使用大量可以提供照明、动力和信息、数据传输的电缆。耐火电缆的应用越来越受到市场的欢迎，这些电缆的铺设方式大部分以隧道、沟道、竖井及悬挂等形式实施。但是电缆自身发生故障时产生的电弧以及附近发生的火灾非常容易引起电缆发生火灾。电缆着火以后，火势会沿着电缆燃烧，又因为电缆大多以成束的方式铺设在隧道、沟道、竖井内，这些空间不仅有限的而且相对封闭，极易造成燃烧释放出的热量散发不出去，起火后使得热量迅速积累、温度骤升，导致火势迅猛发展。此外，电缆燃烧时产生的浓烟和毒气，不仅对环境造成严重的污染，而且严重的危及人生命安全。
目前，市面上已有很多种电缆料，但是现有的这些电缆料耐火性能不佳，原材料成本高，造成此料生产的电缆，价格高，无法大面积推广使用。为了克服现有技术中电缆料在使用过程中易氧化、阻燃性能差、耐火性能差、寿命短、原材价格贵等缺陷，本发明提供一种可循环使用的阻燃耐火复合材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料及其制备方法，克服现有技术中电缆料在使用过程中易氧化、阻燃性能差、耐火性能差、寿命短、原材价格贵等缺陷。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料，所述材料的原料包括按照重量份计的以下组分：高铝灰20-45份，辅料40-85份；
所述辅料包括按照重量份计的以下组分：氧化钙5-15份、二氧化硅5-35份、水玻璃复合液25-55份。
优选的，所述高铝灰包括按照重量份计的以下组分：三氧化二铝30-50份，氢氧化铝25-55份，氧化镁5-25份，三氧化二铁≤3份。
优选的，所述水玻璃复合液按照重量份计的以下组分：硅酸钠20-50份，氧化钠10-30份，二氧化硅10-40份，水40-60份。水玻璃复合液具有粘结强度较高、耐热性好、耐酸性强等优点，可抵抗瞬间火焰，使着火点降低。
优选的，所述水玻璃复合液的波美度为40-60。
优选的，原料中三氧化二铝、氢氧化铝、氧化镁、三氧化二铁、氧化钙、二氧化硅组成的混合物中，粒度50-200目、100-200目、200-300目、300-400目、400-1000目的重量比为10-30：20-50：10-30：15-45：20-40。不同颗粒粒度，使得该材料混合密实，利于耐火材料保湿，便于挤出成型，同时，利于固定在电缆周围，火灾中，电缆耐火泥容易结壳成型，隔离高温，真正起到其耐火作用。
一种可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料，其制作方法包括以下步骤，
步骤一：将水玻璃复合液混合均匀；
步骤二：在步骤一所得到的溶液中加入高铝灰、氧化钙、二氧化硅，然后搅拌均匀；
步骤三：将步骤二中得到的材料加压，得到可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料。
优选的，所述步骤一的搅拌条件为1个标准大气压下，环境湿度5%-75%，零下5℃-零下40℃。
优选的，所述步骤三加压条件为：将步骤二中得到的材料，加压至500kPa-1000kPa，并保持5-10分钟。
优选的，所述高铝灰的处理过程如下，
步骤A：对回收的高铝灰废料进行筛选，保留粒度在300目以上的颗粒，筛出粒度在300目以下的颗粒，将其破碎为粒度为300-1000目的颗粒；
步骤B：对步骤A中的颗粒进行水洗，然后烘干；
步骤C：对烘干之后的颗粒再次进行破碎，制成原料。
本发明提供的一种可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料及其制备方法，本发明电缆料采用高铝回收料、氢氧化物阻燃剂制备的阻燃耐火电缆，有效地消除了传统工业生产产生铝粉等固废垃圾，且利用其高含量铝、氧化铝合氧化镁等耐火材料，使用在耐火电缆上，其不仅提高了原有的阻燃性能差、耐火性能差、寿命短的缺陷，更节约了社会资源。同时，本发明制备方法简单，适于大规模工业化生产，不仅拥有较好的力学性能，同时还具有较高的阻燃性能和耐火性能。本材料的耐火温度可达1000℃。
具体实施方式
实施例一
一种可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料，所述材料的原料包括按照重量份计的以下组分：高铝灰20份，辅料80份，所述辅料包括按照重量份计的以下组分：氧化钙10份、二氧化硅12份、水玻璃复合液55份。
优选的，所述高铝灰包括按照重量份计的以下组分：三氧化二铝30份，氢氧化铝25份，氧化镁5份，三氧化二铁0.5份。
优选的，所述水玻璃复合液按照重量份计的以下组分：硅酸钠20份，氧化钠20份，二氧化硅10份，水40份。
优选的，所述水玻璃复合液的波美度为40。
优选的，原料中三氧化二铝、氢氧化铝、氧化镁、三氧化二铁、氧化钙、二氧化硅组成的混合物中，粒度50目、100目、200目、300目、400目的重量比为10：20：10：15：20。
一种可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料，其制作方法包括以下步骤，
步骤一：将水玻璃复合液混合均匀；
步骤二：在步骤一所得到的溶液中加入高铝灰、氧化钙、二氧化硅，然后搅拌均匀；
步骤三：将步骤二中得到的材料加压，得到可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料。
优选的，所述步骤一的搅拌条件为1个标准大气压下，环境湿度5%，零下40℃。
优选的，所述步骤三加压条件为：将步骤二中得到的材料，加压至500kPa，并保持5分钟。
优选的，所述高铝灰的处理过程如下，
步骤A：对回收的高铝灰废料进行筛选，保留粒度在300目以上的颗粒，筛出粒度在300目以下的颗粒，将其破碎为粒度为300-1000目的颗粒；
步骤B：对步骤A中的颗粒进行水洗，然后烘干；
步骤C：对烘干之后的颗粒再次进行破碎，制成原料。
本实施例中耐火材料的耐火温度可达850℃。
实施例二
一种可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料，所述材料的原料包括按照重量份计的以下组分：高铝灰35份，辅料60份，所述辅料包括按照重量份计的以下组分：氧化钙10份、二氧化硅20份、水玻璃复合液40份。
优选的，所述高铝灰包括按照重量份计的以下组分：三氧化二铝40份，氢氧化铝40份，氧化镁15份，三氧化二铁1.5份。
优选的，所述水玻璃复合液按照重量份计的以下组分：硅酸钠35份，氧化钠20份，二氧化硅25份，水50份。
优选的，所述水玻璃复合液的波美度为50。
优选的，原料中三氧化二铝、氢氧化铝、氧化镁、三氧化二铁、氧化钙、二氧化硅组成的混合物中，粒度50-200目、100-200目、200-300目、300-400目、400-1000目的重量比为20：35：20：30：30。
一种可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料，其制作方法包括以下步骤，
步骤一：将水玻璃复合液混合均匀；
步骤二：在步骤一所得到的溶液中加入高铝灰、氧化钙、二氧化硅，然后搅拌均匀；
步骤三：将步骤二中得到的材料加压，得到可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料。
优选的，所述步骤一的搅拌条件为1个标准大气压下，环境湿度5%-75%，零下5℃-零下40℃。
优选的，所述步骤三加压条件为：将步骤二中得到的材料，加压至500kPa-1000kPa，并保持5-10分钟。
优选的，所述高铝灰的处理过程如下，
步骤A：对回收的高铝灰废料进行筛选，保留粒度在300目以上的颗粒，筛出粒度在300目以下的颗粒，将其破碎为粒度为300-1000目的颗粒；
步骤B：对步骤A中的颗粒进行水洗，然后烘干；
步骤C：对烘干之后的颗粒再次进行破碎，制成原料。
本实施例中的耐火材料的耐火温度可达1000℃。
实施例三
一种可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料，所述材料的原料包括按照重量份计的以下组分：高铝灰45份，辅料85份，所述辅料包括按照重量份计的以下组分：氧化钙15份、二氧化硅35份、水玻璃复合液45份。
优选的，所述高铝灰包括按照重量份计的以下组分：三氧化二铝50份，氢氧化铝55份，氧化镁25份，三氧化二铁3份。利用其高含量铝、氧化铝合氧化镁等耐火材料，使用在耐火电缆上，其不仅提高了原有的阻燃性能差、耐火性能差、寿命短的缺陷，更节约了社会资源。
优选的，所述水玻璃复合液按照重量份计的以下组分：硅酸钠50份，氧化钠30份，二氧化硅40份，水60份。
优选的，所述水玻璃复合液的波美度为60。
优选的，原料中三氧化二铝、氢氧化铝、氧化镁、三氧化二铁、氧化钙、二氧化硅组成的混合物中，粒度50-200目、100-200目、200-300目、300-400目、400-1000目的重量比为30：50：30：45：40。
一种可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料，其制作方法包括以下步骤，
步骤一：将水玻璃复合液混合均匀；
步骤二：在步骤一所得到的溶液中加入高铝灰、氧化钙、二氧化硅，然后搅拌均匀；
步骤三：将步骤二中得到的材料加压，得到可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料。
优选的，所述步骤一的搅拌条件为1个标准大气压下，环境湿度75%，零下5℃。
优选的，所述步骤三加压条件为：将步骤二中得到的材料，加压至1000kPa，并保持10分钟。
优选的，所述高铝灰的处理过程如下，
步骤A：对回收的高铝灰废料进行筛选，保留粒度在300目以上的颗粒，筛出粒度在300目以下的颗粒，将其破碎为粒度为300-1000目的颗粒；
步骤B：对步骤A中的颗粒进行水洗，然后烘干；
步骤C：对烘干之后的颗粒再次进行破碎，制成原料。
本实施例中耐火材料的耐火温度可达900℃。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤，
步骤一：将水玻璃复合液混合均匀；
步骤二：在步骤一所得到的溶液中加入高铝灰、氧化钙、二氧化硅，然后搅拌均匀；
步骤三：将步骤二中得到的材料加压，得到可循环使用的高铝阻燃耐火复合材料；所述步骤一的搅拌条件为1个标准大气压下，环境湿度5%-75%，零下5℃-零下40℃；所述材料的原料包括按照重量份计的以下组分：高铝灰20-45份，辅料40-85份；
所述辅料包括按照重量份计的以下组分：氧化钙5-15份、二氧化硅5-35份、水玻璃复合液25-55份；
所述高铝灰包括按照重量份计的以下组分：三氧化二铝30-50份，氢氧化铝25-55份，氧化镁5-25份，三氧化二铁≤3份。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，原料中三氧化二铝、氢氧化铝、氧化镁、三氧化二铁、氧化钙、二氧化硅组成的混合物中，粒度50-200目、100-200目、200-300目、300-400目、400-1000目的重量比为10-30：20-50：10-30：15-45：20-40。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水玻璃复合液按照重量份计的以下组分：硅酸钠20-50份，氧化钠10-30份，二氧化硅10-40份，水40-60份。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述水玻璃复合液的波美度为40-60。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤三加压条件为：将步骤二中得到的材料，加压至500kPa-1000kPa，并保持5-10分钟。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述高铝灰的处理过程如下，
步骤A：对回收的高铝灰废料进行筛选，保留粒度在300目以上的颗粒，筛出粒度在300目以下的颗粒，将其破碎为粒度为300-1000目的颗粒；
步骤B：对步骤A中的颗粒进行水洗，然后烘干；
步骤C：对烘干之后的颗粒再次进行破碎，制成原料。
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