CN1108352C - 一种防火包及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明用于阻止火蔓延的防火包，特征在于阻燃耐火材料采用含有以矿渣棉和/或岩棉层组成的低温层、主要以无机粘结剂和无机阻燃材料组成的无机膨胀层和由硅酸铝纤维组成的高温层三层结构；根据所需尺寸切割成块状，置于阻燃包装袋内构成；制造工艺简单，设备少，原材料易得；产品可用于电缆、电线管、煤气管、瓦斯管、风管穿过的孔洞等场所作为防火封堵材料，阻火效果好，耐火时间长，装拆方便且可重复使用。

Description

一种防火包及其制造方法

本发明涉及一种阻止火蔓延的防火封堵材料及其制造方法。

作为房屋建筑防火分区的墙和楼板的贯穿物(如电缆、电线管、煤气管、瓦斯管、风管等)穿过时所形成的开口，为了防止火灾发生时从一个分区蔓延到另一个分区以及有毒气体扩散，必须对其进行封堵，以便将火灾控制在一定的范围之内，减少事故损失。通常，人们采用防火封堵材料，包括防火包。最早防火堵料使用沙袋水泥封堵，在火灾发生时易炸裂达不到阻止火焰蔓延，且不可拆卸，而被取代；目前使用的含有有机粘结剂的防火堵料，在存放、使用过程中因有机粘结剂的挥发、老化和环境温度变化会造成硬化，因而可拆性较差；防火包主要用于孔隙较大的场所，其封堵、拆卸比较方便，且可重复使用。中国专利CN1073707公开的一种阻火包，主要采用岩棉、有机硅及其它填料混合造粒成形，工艺较复杂，制作麻烦，且使用设备较多，投资大；由于其粘结剂采用有机硅，在高温下易挥发和分解，会造成使用温度下降；且因其膨胀性材料白蛭石比重和使用量较大，使得整个阻火包重量增加，使用不方便；同时有机硅粘结剂的价格较贵，成本高，从而其使用上有一定的局限性。

本发明的目的是克服现有技术上述缺点，提供一种采用层状结构和无机粘结剂的防火包及其工艺简单的制造方法。

附图1为本发明含有三层结构阻燃耐火材料的防火包的结构示意图。

这种防火包，由置于阻燃包装袋4中的阻燃耐火材料构成，其特征在于所述阻燃耐火材料采用含有耐温为500℃到700℃的低温层1、耐温为500℃到1000℃的无机膨胀层2和耐温不低于1100℃的高温层3的三层结构构成。

所述低温层1一般选用矿渣棉和/或岩棉；

所述无机膨胀层2由按如下重量配比的材料组成：

(1)主体材料          30-98％

(2)阻燃剂            0.2-18％

(3)填料              0.5-35％

(4)增强剂            0.3-10％

(5)固化剂            0.1-10％

所述主体材料选用水玻璃(模数＞3.0)或磷酸二氢铝；所述阻燃剂从硼砂、聚磷酸铵、无水亚硫酸钠任选一种或多种；所述填料从膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、膨润土、生蛭石、炭黑中任选一种或多种；所述增强剂为玻璃纤维和/或硅酸铝纤维，一般采用长度为0.5-3mm的纤维；所述固化剂从氟硅酸钠、磷酸二氢钠、氯化钠中任选一种或多种；

所述高温层3一般选用硅酸铝纤维。

为使防火包在ISO834升温曲线下达到国家标准《建筑设计防火规范》GBJ16和《高层民用建筑设计防火规范》GB50045的要求，以及考虑各层的使用温度范围耐火时间和密封性能，上述各层厚度最低限分别设计为低温层1为10mm，无机膨胀层2为1.5mm，高温层3为10mm。实际应用时可根据使用要求确定具体产品中各层采用的厚度，以方便使用为原则。

本发明防火包制造方法如下：首先，混合研磨好无机膨胀层材料，即按无机膨胀层材料配比比例，将研细的填料、阻燃剂、增强剂、固化剂用球磨混合均匀，制成粉料，然后加入到主体材料基料中，搅拌均匀，得到可流动的无机膨胀层用的固液混合浆料，备用；接着在生产线上根据所设定的厚度展开硅酸铝纤维层，在其上均匀地喷洒一层设定厚度的无机膨胀层材料，然后铺上设定厚度的矿渣棉或岩棉层；再根据所需的尺寸切割成块状，用阻燃包装袋包装，即得到本发明的防火包。阻燃包装袋一般可选用阻燃聚丙烯、聚乙烯薄膜袋或编织袋。

本发明防火包在实际应用中还通常将阻燃耐火材料做成五层结构方式。附图2给出了这种五层结构防火包的结构示意图。最外边两层为低温层1(矿渣棉、岩棉层)，紧接着的次外层为无机膨胀层2，中间为高温层3(硅酸铝纤维层)。

根据美国UL1479、ASTM E814燃烧试验方法，采用ISO834标准升温曲线，当背面无火焰穿过和温升未达到163℃时，该防火包的耐火极限大于三小时。

本发明的防火包主要技术性能如下：

        1.容重：400kg/m³

        2.温度范围：-40℃～1200℃

        3.耐火极限：≥3hr(根据美国UL1479、ASTM E814燃烧试验方法)

本发明防火包在发生火灾期间的防火功能是这样实现的：(1)当火灾发生时，首先接触塑料包装物；当包装物被毁后，由于阻燃耐火材料呈层状结构，不易散落；在火灾初期，主要由低温层1的矿渣棉、岩棉层阻止火焰的传播；(2)随着温度的上升，到400℃左右，无机膨胀层2开始受热膨胀起泡，形成防火隔热密封层，阻止火焰的传播及有毒气体穿过；其中阻燃剂的主要作用是提高主体材料发泡过程的物理强度和耐火性能；填料的作用主要是为与主体材料相配合，具有隔热、轻质、耐火等特性；增强剂主要减少固化时主体材料的收缩率，防止产生裂缝；固化剂的主要作用是促进主体材料的固化，改善其固化条件，改进其物理化学性能；(3)当火焰温度继续升高到900至1000℃时，主要由高温层3(可耐温1200℃的硅酸铝纤维层)起到阻止火焰的传播的作用。由于本发明采用上述三层防火结构，以及在高温下不易分解的无机粘结剂水玻璃和磷酸二氢铝，克服了现有技术中采用有机硅粘结剂在高温下易挥发分解而造成使用温度下降及易散落的缺陷。

本发明防火包的生产工艺与现有技术相比，免去了多次的混合搅拌和造粒过程，工艺简单、所需设备少。同时由于本防火包的阻燃耐火材料采用层状结构，只需较薄的无机膨胀层即可达到使用效果，故可减少用材量，因而整个防火包重量轻，与现有防火包的容重560Kg/m³相比，本防火包的容重仅为400kg/m³。本发明防火包使用的主体材料为容易得到的无机材料，价格低廉，且无毒性，使用过程中不会释放出毒性气体；可适用于密封电缆、电线管、煤气管、瓦斯管、风管等各利场合，安装方便可靠，且很容易拆除，因而容易更换维修上述管道和电缆；拆下来的防火包还可重复使用。

以下为本发明的实施方式举例：

实施例1  按下述原料及重量百分比备料：

         水玻璃(模数为3.3)       65

         硼砂                    4

         聚磷酸铵                1

         膨胀蛭石                15

         炭黑                    8

         1cm长的玻璃纤维         5

         氟硅酸钠                2

将除水玻璃外的上述原料混合研磨，然后加入到水玻璃中混合搅拌得到无机膨胀层料，备用。

在生产线上展开厚度为10mm的硅酸铝纤维层，在其上均匀地喷洒一层厚度为1.5mm无机膨胀层材料，然后铺上厚度为10mm矿渣棉层，再切割成长×宽×高(mm)为300×150×40的块料，最后用阻燃聚乙烯薄膜袋包装，即得到本发明的防火包，每包重量为0.75Kg。根据美国UL1479、ASTM E814燃烧试验方法，采用ISO834标准升温曲线，当背面无火焰穿过和温升未达到163℃时，该防火包的耐火极限为三小时。

实施例2  按下述原料及重量百分比备料：

         磷酸二氢铝             65

         硼砂                   5

         膨胀蛭石               13

        生蛭石               2

        炭黑                 8

        1cm长的玻璃纤维      3

        氟硅酸钠             4

将除磷酸二氢铝外的上述原料混合研磨，然后加入到磷酸二氢铝中混合搅拌，得到无机膨胀层料备用；按实施例1同样的方式制成硅酸铝纤维层厚度为26mm，岩棉层厚度为20mm，无机膨胀层厚度为4mm的三层结构的阻燃耐火材料层状物，然后切割成长×宽×高(mm)为300×100×50的块状物，以阻燃聚丙烯薄膜袋包装成防火包，每包重量为0.6Kg。耐火试验测定方法同实施例1，测得其耐火时间为3.5小时。

实施例3  按下述原料及重量百分比备料：

         水玻璃(模数为3.3)       60

         硼砂                    4

         无水亚硫酸钠            1

         膨胀蛭石                16

         炭黑                    12

         1cm长的硅酸铝纤维       3

         磷酸二氢钠              4

将除水玻璃外的上述原料混合研磨，然后加入到水玻璃中混合搅拌得到无机膨胀层料，备用。按实施例1同样的方式制成硅酸铝纤维层厚度为50mm，岩棉层厚度为50mm，无机膨胀层厚度为15mm的三层结构阻燃耐火材料层状物，然后切割成长×宽×高(mm)为300×150×115的块状物，以阻燃聚丙烯编织袋包装成防火包，每包重量为2.1Kg。耐火试验测定方法同实施例1，测得其耐火时间为4.5小时。

实施例4  按下述原料及重量百分比备料：

         水玻璃(模数为3.3)     60

         硼砂                  5

         膨润土                2

         膨胀珍珠石            13

         炭黑                  10

         1cm长的玻璃纤维       5

         氟硅酸钠              4

         氯化钠                1

将除水玻璃外的上述原料混合研磨，然后加入到水玻璃中混合搅拌得到无机膨胀层料，备用。

采用硅酸铝纤维层厚度为20mm，作为中间层；然后在其两边分别喷洒无机膨胀层料，每层厚度为4mm；再在无机膨胀层外面分别铺放每层厚度为16mm的岩棉层，形成整个为五层的层状结构；然后切割成长×宽×高(mm)为300×150×60的块状物，最外面使用阻燃聚乙烯编织袋包装成防火包，其结构如附图2所示。每包重量为1.1Kg。根据美国UL1479、ASTM E814燃烧试验方法，采用ISO834标准升温曲线，当背面无火焰穿过和温升未达到163℃时，该防火包的耐火极限为3.5小时。

Claims (3)

1.一种防火包，由置于阻燃包装袋中的阻燃耐火材料构成，其特征在于所述阻燃耐火材料采用含有耐温为500到700℃的矿渣棉和/或岩棉层作为低温层、耐温不低于1100℃的硅酸铝纤维作为高温层和耐温为500到1000℃的无机膨胀层三层结构构成；所述无机膨胀层所用材料按如下重量配比：

(1)主体材料            30-98％

(2)阻燃剂              0.2-18％

(3)填料                0.5-35％

(4)增强剂              0.3-10％

(5)固化剂              0.1-10％

所述主体材料选用模数＞3.0的水玻璃或磷酸二氢铝；所述阻燃剂从硼砂、聚磷酸铵、无水亚硫酸钠任选一种或多种；所述填料从膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、膨润土、生蛭石、炭黑中任选一种或多种；所述增强剂为长度为0.5～3mm的玻璃纤维和/或硅酸铝纤维；所述固化剂从氟硅酸钠、磷酸二氢钠、氯化钠中任选一种或多种。

2.如权利要求1所述防火包，特征在于所述低温层厚度不小于10mm，无机膨胀层厚度不小于1.5mm，高温层厚度不小于10mm。

3.一种防火包的生产方法，特征在于

(1)首先按如下成分重量配比将原料研磨混合成无机膨胀层材料备用：

(a)主体材料         30-98％

(b)阻燃剂           0.2-18％

(c)填料             0.5-35％

(d)增强剂           0.3-10％

(e)固化剂           0.1-10％

所述主体材料选用模数＞3.0的水玻璃或磷酸二氢铝；

所述阻燃剂从硼砂、聚磷酸铵、无水亚硫酸钠任选一种或多种；

所述填料从膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、膨润土、生蛭石、炭黑中任选一种或多种；

所述增强剂为长度为0.5--3mm的玻璃纤维和/或硅酸铝纤维；

所述固化剂从氟硅酸钠、磷酸二氢钠、氯化钠中任选一种或多种；

(2)在生产线上展开设定厚度的耐温不低于1100℃的硅酸铝纤维层；

(3)在硅酸铝纤维层上按设定厚度均匀喷洒一层耐温为500--1000℃的无机膨胀层材料；

(4)再在无机膨胀层材料上铺上一层设定厚度的低温材料，所述低温材料选用耐温为500--700℃的矿渣棉和/或岩棉层；

(5)将上述层状结构物切割成所需尺寸的块状物，放入阻燃包装袋中，封口。