CN110204860A - 一种电气竖井用膨胀型防火隔板 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电气设备防火装置技术领域。本发明公开了一种电气竖井用膨胀型防火隔板，由膨胀型防火堵泥及位于膨胀型防火堵泥层上方的顶板、下方的隔网及四周的边框组成；防火堵泥由以下重量份的原料制得，环氧树脂100份，改性蛭石80～100份，尿素10～20份，三聚氰胺甲醛树脂15～20份，水镁石10～15份，抗氧化剂2～4份，硅氧烷8～10份，硅酸钠6～14份，溶剂60～80份。本发明电气竖井用膨胀型防火隔板具有结构简单的特点，并且具有阻燃防火隔热的效果，其中的膨胀型防火堵泥在受热后能够发生膨胀，特别是在电缆发生烧毁后其能够迅速的填补因电缆烧毁留下的孔洞，有效阻止火势的蔓延，也能阻止烟雾等的蔓延，起到隔火阻火的效果。

Description

一种电气竖井用膨胀型防火隔板
技术领域
本发明涉及电气设备防火装置技术领域，尤其是涉及一种电气竖井用膨胀型防火隔板。
背景技术
电气竖井是多层或高层建筑内垂直配电线采用的主要铺设方式，实际工程中，同一电气竖井内往往铺设大量的电力线路电缆，并且这些电缆中高压、低压及应急电源的电气线路电缆混杂铺设，由于常年处于运行发热状态，并且加上电气竖井通风不良等情况，极易发生火灾事故。电气竖井内发生火灾事故极易因烟囱效应造成火灾的迅速蔓延，且由于电缆外层塑胶层燃烧产生大量的高温、有毒烟雾，严重影响人员的安全疏散，一旦发生火灾将造成极其严重的后果。
现有技术中，为防止电气竖井中火灾的蔓延，在电气竖井中会每隔相应的高度设置一个防火隔板层，以阻止火灾发生后火势在电气竖井内的向上蔓延。但是，现有技术中防火隔板设置后就无法发生改变，火灾时由于线缆被烧毁，火势仍能通过烧毁线缆留下的线缆孔中进行蔓延，尤其是对于线缆众多的电气竖井，线缆烧毁后留下的线缆孔较大，火势蔓延严重；实际上难以起到完全阻隔火势蔓延的效果。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种在电气竖井内发生火灾后及时填补线缆烧毁后留下的线缆孔并阻止火势蔓延的电气竖井用膨胀型防火隔板。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种电气竖井用膨胀型防火隔板，由膨胀型防火堵泥及位于膨胀型防火堵泥层上方的顶板、下方的隔网及四周的边框组成；防火堵泥由以下重量份的原料制得，环氧树脂100份，改性蛭石80～100份，尿素10～20份，三聚氰胺甲醛树脂15～20份，水镁石10～15份，抗氧化剂2～4份，硅氧烷8～10份，硅酸钠6～14份，溶剂60～80份。
作为优选，电气竖井用膨胀型防火隔板还设有若干允许电缆通过的通孔。
作为优选，顶板为不锈钢板，隔网为不锈钢六边孔网。
作为优选，不锈钢六边孔网的孔径为1～5mm。
顶板与隔网起到固定膨胀型防火堵泥的作用，虽然在施工时由于膨胀型防火堵泥处于一种可塑固体形态并且在施工后能后发生硬化，但是在高温情况或者火烧情况下，单纯的膨胀型防火堵泥会因受热膨胀而发生坍落的情况，因此需要顶板与隔网在这种情况下将膨胀型防火堵泥支撑住，而下表面采用六边孔网的目的是保证防火堵泥膨胀后有适当排除空间使不至于过分地冲击上下隔板造成结构损坏的情况。
防火堵泥中主要成分为环氧树脂及改性蛭石，环氧树脂属于热固性树脂，在高温下其不会软化变形能够持续提供强度并且其具有良好可塑性能够给堵泥提供可塑性性能，蛭石是一种具有受热膨胀性能的无机矿物，根据温度不同其膨胀体积能够达到几十倍，对于在电缆外表面塑胶烧失后产生的空隙具有快速并良好填补效果，但是未改性的蛭石与环氧树脂等有机材料结合性能较差，如不对其进行改性则容易在受热后与堵泥主体发生剥落，影响整个结构的强度，尿素、水镁石等受热能够自身分解或失去结晶水能够起到阻燃的作用，三聚氰胺甲醛树脂具有自熄性，也能增加阻燃效果。
作为优选，溶剂由二甲苯、正丁醇和N-甲基吡咯烷酮按重量比6：(2～3)：(0.5～1)组成。
作为优选，改性蛭石由以下方法制得，将蛭石粉碎，然后将其进行热处理，接着将蛭石中加入到硝酸-硝酸钾混合溶液中浸泡处理并干燥，将处理后的蛭石分散于水中，并向其中加入N,N-二乙基乙酰酮乙酰胺混合后球磨处理，球磨处理后进行热处理并烘干制得改性蛭石，将改性蛭石与聚乙烯醇进行混炼处理并干燥制得聚乙烯醇改性蛭石。
作为优选，改性蛭石由以下方法制得，将蛭石粉碎至100～120微米，然后将其在90～100℃下处理1～1.5小时，接着将蛭石中加入到硝酸-硝酸钾混合溶液中在60～80℃浸泡处理1～1.5小时并干燥，将处理后的蛭石分散于水中，并向其中加入N,N-二乙基乙酰酮乙酰胺混合后以1000～1500rpm转速球磨处理3～5小时，球磨处理后进行在90～100℃热处理并烘干制得改性蛭石，将改性蛭石与聚乙烯醇在80～110℃下进行混炼处理30～50分钟并干燥制得聚乙烯醇改性蛭石。
作为优选，聚乙烯醇在添加前先溶解于无水乙醇中制得聚乙烯醇无水乙醇溶液，其中聚乙烯醇的含量不高于50wt％。
作为优选，改性蛭石原料的重量份如下：
蛭石100份，硝酸-硝酸钾溶液130～150份，N,N-二乙基乙酰酮乙酰胺50～65份，聚乙烯醇30～45份。
作为优选，硝酸-硝酸钾溶液中，氢离子的浓度为1～1.5mol/L，钾离子的浓度为0.7～1.0mol/L。
蛭石的改性主要由两步组成，其中第一步是蛭石层间的插层改性，以扩大蛭石层间距以使后续的长链大分子能够进入层间并接枝到蛭石的层间上，并且经过这一步改性还能改变蛭石的亲水性特点，使其具有疏水亲油性；第二步就是长链大分子的接枝。第一步的改性主要通过除去蛭石层间的层间离子及层间水实现，第一步粉碎热处理，尽力除去蛭石的层间水，然后进行硝酸-硝酸钾溶液的除杂及活化处理，利用氢离子除去吸附在蒙脱石层间的一些杂质并利用硝酸及硝酸钾的组合作用活化蛭石的层间离子，使其更易发生层间离子的置换，接着将处理后的蛭石与N,N-二乙基乙酰酮乙酰胺球磨并热处理，使N,N-二乙基乙酰酮乙酰胺能够通过置换蛭石层间离子嫁接到蛭石的层间上，同时也改善蛭石及蛭石层间对长链大分子的亲和力，第二步顺理成章地采用聚乙烯醇对上述处理后的蒙脱石进行进一步的改性，由于经过之前步骤针对蒙脱石的改性处理，在这一步中聚乙烯醇不仅仅是与之前经过处理的蒙脱石机械混合而是部分聚乙烯醇分子链接枝到蒙脱石的层间，部分甚至全部进入蒙脱石的层间，进一步撑大蒙脱石的层间距，同时部分聚乙烯醇分子链也包围在蒙脱石的外侧，进而形成了一个内外都被聚乙烯醇分子链围绕的蒙脱石材料，包围在蒙脱石外侧的聚乙烯醇分子链也赋予了蒙脱石与防火堵泥其他原料间良好的亲和性，使其无需进行另外的表面改性就可以与防火堵泥其他原料如环氧树脂等良好的混合并融合在一起。
作为优选，防火堵泥由以下方法制得，将环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂溶于溶剂中，然后将改性蛭石、尿素、水镁石、抗氧化剂、硅氧烷、硅酸钠加入其中并混炼制得防火堵泥。
作为优选，防火堵泥由以下方法制得，将环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂加入到溶剂中并在40～50℃下混合溶解，然后将改性蛭石、尿素、水镁石、抗氧化剂、硅氧烷、硅酸钠加入其中并在80～90℃下混炼制得防火堵泥。
因此，本发明具有以下有益效果：本发明电气竖井用膨胀型防火隔板具有结构简单的特点，并且具有阻燃防火隔热的效果，其中的膨胀型防火堵泥在受热后能够发生膨胀，特别是在电缆发生烧毁后其能够迅速的填补因电缆烧毁留下的孔洞，有效阻止火势的蔓延，也能阻止烟雾等的蔓延，起到隔火阻火的效果。
附图说明
图1为本发明中电气竖井用膨胀型防火隔板的一种截面示意图；
图2为本发明中电气竖井用膨胀型防火隔板的一种俯视示意图；
图中：膨胀型防火堵泥1，顶板2，隔网3，边框4，通孔5。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。
显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，若非特指，所有的设备和原料均可从市场上购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
实施例1
如图1、2所示，一种电气竖井用膨胀型防火隔板，由膨胀型防火堵泥1及位于膨胀型防火堵泥层上方的顶板2、下方的隔网3及四周的边框4组成，顶板为不锈钢板，隔网为不锈钢六边孔网，其还设有若干允许电缆通过的通孔5；其中膨胀型防火堵泥厚度为100mm，不锈钢板的厚度为5mm，不锈钢六边孔网的厚度为10mm，不锈钢六边孔网的孔径为1mm。
防火堵泥由以下重量份的原料制得，环氧树脂100份，改性蛭石80份，尿素10份，三聚氰胺甲醛树脂15份，水镁石10份，抗氧化剂2份，硅氧烷8份，硅酸钠6份，溶剂60份；溶剂由二甲苯、正丁醇和N-甲基吡咯烷酮按重量比6：2：0.5组成；防火堵泥由以下方法制得，将环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂加入到溶剂中并在40℃下混合溶解，然后将改性蛭石、尿素、水镁石、抗氧化剂、硅氧烷、硅酸钠加入其中并在80℃下混炼制得防火堵泥；改性蛭石由以下重量份的原料制得，蛭石100份，硝酸-硝酸钾溶液130份，N,N-二乙基乙酰酮乙酰胺50份，聚乙烯醇30份；硝酸-硝酸钾溶液中，氢离子的浓度为1mol/L，钾离子的浓度为0.7mol/L；
改性蛭石由以下方法制得，将蛭石粉碎至100微米，然后将其在90℃下处理1小时，接着将蛭石中加入到硝酸-硝酸钾混合溶液中在60℃浸泡处理1小时并干燥，将处理后的蛭石分散于水中，并向其中加入N,N-二乙基乙酰酮乙酰胺混合后以1000rpm转速球磨处理3小时，球磨处理后进行在90℃热处理并烘干制得改性蛭石，将聚乙烯醇溶解于无水乙醇中制得聚乙烯醇的含量为40wt％的聚乙烯醇无水乙醇溶液，将改性蛭石与聚乙烯醇乙醇溶液在80℃下进行混炼处理30分钟并干燥制得聚乙烯醇改性蛭石。
实施例2
一种电气竖井用膨胀型防火隔板，其结构与实施例1中相同，其中膨胀型防火堵泥厚度为100mm，不锈钢板的厚度为10mm，不锈钢六边孔网的厚度为20mm，不锈钢六边孔网的孔径为2mm。
防火堵泥由以下重量份的原料制得，环氧树脂100份，改性蛭石90份，尿素13份，三聚氰胺甲醛树脂17份，水镁石12份，抗氧化剂2.5份，硅氧烷8.5份，硅酸钠9份，溶剂65份；溶剂由二甲苯、正丁醇和N-甲基吡咯烷酮按重量比6：2.5：0.7组成；防火堵泥由以下方法制得，将环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂加入到溶剂中并在45℃下混合溶解，然后将改性蛭石、尿素、水镁石、抗氧化剂、硅氧烷、硅酸钠加入其中并在85℃下混炼制得防火堵泥；改性蛭石由以下重量份的原料制得，蛭石100份，硝酸-硝酸钾溶液135份，N,N-二乙基乙酰酮乙酰胺55份，聚乙烯醇35份；硝酸-硝酸钾溶液中，氢离子的浓度为1.2mol/L，钾离子的浓度为0.8mol/L；
改性蛭石由以下方法制得，将蛭石粉碎至110微米，然后将其在95℃下处理1.2小时，接着将蛭石中加入到硝酸-硝酸钾混合溶液中在70℃浸泡处理1.2小时并干燥，将处理后的蛭石分散于水中，并向其中加入N,N-二乙基乙酰酮乙酰胺混合后以1100rpm转速球磨处理3.5小时，球磨处理后进行在95℃热处理并烘干制得改性蛭石，将聚乙烯醇溶解于无水乙醇中制得聚乙烯醇的含量为35wt％的聚乙烯醇无水乙醇溶液，将改性蛭石与聚乙烯醇乙醇溶液在90℃下进行混炼处理35分钟并干燥制得聚乙烯醇改性蛭石。
实施例3
一种电气竖井用膨胀型防火隔板，其结构与实施例1中相同，其中膨胀型防火堵泥厚度为100mm，不锈钢板的厚度为10mm，不锈钢六边孔网的厚度为15mm，不锈钢六边孔网的孔径为4mm。
防火堵泥由以下重量份的原料制得，环氧树脂100份，改性蛭石95份，尿素17份，三聚氰胺甲醛树脂18份，水镁石13份，抗氧化剂3.5份，硅氧烷9.5份，硅酸钠11份，溶剂70份；溶剂由二甲苯、正丁醇和N-甲基吡咯烷酮按重量比6：2.5：0.8组成；防火堵泥由以下方法制得，将环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂加入到溶剂中并在45℃下混合溶解，然后将改性蛭石、尿素、水镁石、抗氧化剂、硅氧烷、硅酸钠加入其中并在85℃下混炼制得防火堵泥；
改性蛭石由以下重量份的原料制得，蛭石100份，硝酸-硝酸钾溶液145份，N,N-二乙基乙酰酮乙酰胺60份，聚乙烯醇40份；硝酸-硝酸钾溶液中，氢离子的浓度为1.3mol/L，钾离子的浓度为0.9mol/L；
改性蛭石由以下方法制得，将蛭石粉碎至110微米，然后将其在95℃下处理1.3小时，接着将蛭石中加入到硝酸-硝酸钾混合溶液中在70℃浸泡处理1.3小时并干燥，将处理后的蛭石分散于水中，并向其中加入N,N-二乙基乙酰酮乙酰胺混合后以1400rpm转速球磨处理4.5小时，球磨处理后进行在95℃热处理并烘干制得改性蛭石，将聚乙烯醇溶解于无水乙醇中制得聚乙烯醇的含量为30wt％的聚乙烯醇无水乙醇溶液，将改性蛭石与聚乙烯醇乙醇溶液在100℃下进行混炼处理45分钟并干燥制得聚乙烯醇改性蛭石。
实施例4
一种电气竖井用膨胀型防火隔板，其结构与实施例1中相同，其中膨胀型防火堵泥厚度为100mm，不锈钢板的厚度为15mm，不锈钢六边孔网的厚度为10mm，不锈钢六边孔网的孔径为5mm。
防火堵泥由以下重量份的原料制得，环氧树脂100份，改性蛭石100份，尿素20份，三聚氰胺甲醛树脂20份，水镁石15份，抗氧化剂4份，硅氧烷10份，硅酸钠14份，溶剂80份；溶剂由二甲苯、正丁醇和N-甲基吡咯烷酮按重量比6：3：1组成；防火堵泥由以下方法制得，将环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂加入到溶剂中并在50℃下混合溶解，然后将改性蛭石、尿素、水镁石、抗氧化剂、硅氧烷、硅酸钠加入其中并在90℃下混炼制得防火堵泥；改性蛭石由以下重量份的原料制得，蛭石100份，硝酸-硝酸钾溶液150份，N,N-二乙基乙酰酮乙酰胺65份，聚乙烯醇45份；硝酸-硝酸钾溶液中，氢离子的浓度为1.5mol/L，钾离子的浓度为1.0mol/L；
改性蛭石由以下方法制得，将蛭石粉碎至120微米，然后将其在100℃下处理1.5小时，接着将蛭石中加入到硝酸-硝酸钾混合溶液中在80℃浸泡处理1.5小时并干燥，将处理后的蛭石分散于水中，并向其中加入N,N-二乙基乙酰酮乙酰胺混合后以1500rpm转速球磨处理5小时，球磨处理后进行在100℃热处理并烘干制得改性蛭石，将聚乙烯醇溶解于无水乙醇中制得聚乙烯醇的含量为50wt％的聚乙烯醇无水乙醇溶液，将改性蛭石与聚乙烯醇乙醇溶液在110℃下进行混炼处理50分钟并干燥制得聚乙烯醇改性蛭石。
耐火性能测试及结果
耐火性能测试：
采用1200mm×1000mm×200的混凝土框架安装试件，在框架800mm×600mm×200mm内框口设置上述实施例1～4中的电气竖井用膨胀型防火隔板一层，且顶板为背火面，隔网为受火面，在中部穿过不带孔钢质电缆桥架(宽500mm，高100mm，厚1.5mm)，并在电缆桥架上布置6根(7×1.5)mm2KVV电缆、3根(3×50+1×25)mm2YJV电缆、4根(3×50+1×25)mm2YJV电缆、一根DN32钢管，长度均为1500mm，板材与框架、电缆束中间挤四周、贯穿物结合处无空隙或采用本发明中的膨胀型防火堵泥填充空隙并抹平，在钢管内填充100mm的膨胀型防火堵泥，所有贯穿物暴露于火场的长度均为300mm，形成试件。
耐火测试时，在电气竖井用膨胀型防火隔板背火面距贯穿物25mm处布置两支热电偶，在贯穿物表面距电气竖井用膨胀型防火隔板背面25mm处各布置一支热电偶(共四支)，在电缆桥架表面距电气竖井用膨胀型防火隔板背火面25mm处布置一支热电偶，在距电气竖井用膨胀型防火隔板背火面25mm处混凝土框架表面布置一支热电偶用以测定试件背火面的温度，在距电气竖井用膨胀型防火隔板背火面100mm处设置感烟探测器。
测试结果：
由上述检测结果可知，本发明中的电气竖井用膨胀型防火隔板具有良好的耐久性，同时其还具有良好的耐火性能，并且其遇火后膨胀，其膨胀性能在200％及以上，能够封堵因着火端电缆外胶皮及电缆然后产生的孔洞，阻止火势蔓延至背火端。
应当理解的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电气竖井用膨胀型防火隔板，其特征在于：其由膨胀型防火堵泥及位于膨胀型防火堵泥层上方的顶板、下方的隔网及四周的边框组成；
所述的防火堵泥由以下重量份的原料制得，环氧树脂100份，改性蛭石80～100份，尿素10～20份，三聚氰胺甲醛树脂15～20份，水镁石10～15份，抗氧化剂2～4份，硅氧烷8～10份，硅酸钠6～14份，溶剂60～80份。
2.根据权利要求1所述的一种电气竖井用膨胀型防火隔板，其特征在于：
还设有若干允许电缆通过的通孔。
3.根据权利要求1或2所述的一种电气竖井用膨胀型防火隔板，其特征在于：
所述的顶板为不锈钢板，所述的隔网为不锈钢六边孔网。
4.根据权利要求3所述的一种电气竖井用膨胀型防火隔板，其特征在于：
所述不锈钢六边孔网的孔径为1～5mm。
5.根据权利要求1所述的一种电气竖井用膨胀型防火隔板，其特征在于：
所述的溶剂由二甲苯、正丁醇和N-甲基吡咯烷酮按重量比6：2～3：0.5～1组成。
6.根据权利要求1所述的一种电气竖井用膨胀型防火隔板，其特征在于：
所述的改性蛭石由以下方法制得，将蛭石粉碎，然后将其进行热处理，接着将蛭石中加入到硝酸-硝酸钾混合溶液中浸泡处理并干燥，将处理后的蛭石分散于水中，并向其中加入N,N-二乙基乙酰酮乙酰胺混合后球磨处理，球磨处理后进行热处理并烘干制得改性蛭石，将改性蛭石与聚乙烯醇进行混炼处理并干燥制得聚乙烯醇改性蛭石。
7.根据权利要求6所述的一种电气竖井用膨胀型防火隔板，其特征在于：
所述聚乙烯醇在添加前先溶解于无水乙醇中制得聚乙烯醇无水乙醇溶液，其中聚乙烯醇的含量不高于50wt%。
8.根据权利要求6所述的一种电气竖井用膨胀型防火隔板，其特征在于所述改性蛭石原料的重量份如下：
蛭石100份，硝酸-硝酸钾溶液130～150份，N,N-二乙基乙酰酮乙酰胺50～65份，聚乙烯醇30～45份。
9.根据权利要求6或8所述的一种电气竖井用膨胀型防火隔板，其特征在于：
所述硝酸-硝酸钾溶液中，氢离子的浓度为1～1.5mol/L，钾离子的浓度为0.7～1.0mol/L。
10.根据权利要求1所述的一种电气竖井用膨胀型防火隔板，其特征在于：
所述防火堵泥由以下方法制得，将环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂溶于溶剂中，然后将改性蛭石、尿素、水镁石、抗氧化剂、硅氧烷、硅酸钠加入其中并混炼制得防火堵泥。
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