CN111777980A - 一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂，所述胶黏剂主要由无机粉末、中空微球、发泡剂、基础胶、添加剂混合而成；所述无机粉末包括含铝无机粉末、含钛无机粉末、含镁无机粉末、含硅无机粉末中的至少一种；按质量百分比计，所述中空微球的用量为所述无机粉末用量的5～20wt.％，所述发泡剂的用量为所述无机粉末用量的1～10wt.％，所述基础胶与所述无机粉末的质量比为1∶1～3∶1，所述添加剂的用量不超过所述无机粉末用量的10wt.％；所述胶粘剂在高温下形成蜂窝状烧结体。本发明提供的胶黏剂在高温下能够形成多孔陶瓷，使防火门具有更好的防火性能。

Description

一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂
技术领域
本发明涉及一种防火门组件，具体地说是涉及一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂。
背景技术
随着门窗密封行业的发展和人们对于防火安全意识的不断提高，人们对于门窗的密封性和防火性的要求也不断提高。防火门，是用来维持走火通道的耐火完整性及提供逃生途径的门。其目的是要确保在一段合理时间，通常是逃生时间内，保护走火通道内正在逃生的人免受火灾的威胁，包括阻隔浓烟及热力。防火门一般由防火门扇、防火门框、闭门器、防火膨胀密封条等组成。
防火门一般是用防火胶(胶黏剂)将防火板粘结在防火门的面板上制成的，常用的防火胶为聚氨酯发泡胶和无机粘结胶，聚氨酯发泡胶易燃，燃烧时产生的烟气对人体有害，无机粘结胶具有价格低廉，粘结强度高，产烟毒性低等优点，但耐久性略差，使用一段时间后，影响防火门的完整性和隔热性。
如申请号为201410835106.3的发明申请中公开了一种胶黏剂，具体涉及一种防火胶，由下列原料按照如下的质量份数配比制成：硅酸钠25-35份，硅酸钾15-25份、粉状高岭土15-20份、钛白粉2-6份、氢氧化铝4-8份、磷酸盐粉末2-6份、氧化镁粉末4-8份、水3-5份、憎水剂2-3份、0p-10乳化剂6-9份。该发明是由多种无机硅酸盐、磷酸盐和无机阻燃剂等复配而成的一种单组份防火门、防盗门专用胶黏剂，其具有耐高温、无毒、无污染、现场操作简便的特点。又如申请号为201310278624.5的发明申请中公开了一种新型无机防火胶，由下列原料按照如下的重量配比制成：钠水玻璃40-60份、硅微粉15-20份、铝粉+W粉4-8份、磷酸盐粉末1-4份、氧化镁粉末4-8份、水2-6份、憎水剂1-4份、0p-105-10份、阻燃剂5-10份。该发明是由多种无机硅酸盐、磷酸盐和无机阻燃剂等复配而成的一种单组份防火门、防盗门专用无机胶黏剂，其具有耐高温、无毒、无污染、现场操作简便的特点。然而，上述两种防火胶均具有无机粘结胶的劣势。
为了解决无机粘结胶的缺陷，申请号为201810342950.0发明申请中公开了一种防火门用防火胶及其制备方法，所述防火胶的组分及重量份数如下：液体硅酸盐：650-850份；可再分散性乳胶粉：15-25份；聚丙烯单丝纤维：2.2-2.8份；二氧化硅：110-170份；氧化铝：2-25份；氧化铁：3-20份；氧化镁：3-25份；氧化钙：2-10份；磷酸铝：15-60份；高岭土：50-500份；氢氧化铝：20-40份。该发明中制备得到的防火胶具有较好的粘结强度、抗裂性和耐久性，能耐高温且无毒，在一定程度上克服了无机粘结胶的缺陷，但其在高温下容易软化，软化后便会大大降低防火门的密封性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂，所述胶黏剂由无机粉末、中空微球、发泡剂、基础胶、添加剂混合制成，在高温下能够形成多孔陶瓷，使防火门具有更好的防火性能。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂，所述胶黏剂主要由无机粉末、中空微球、发泡剂、基础胶、添加剂混合而成；所述无机粉末包括含铝无机粉末、含钛无机粉末、含镁无机粉末、含硅无机粉末中的至少一种；按质量百分比计，所述中空微球的用量为所述无机粉末用量的5～20wt.％，所述发泡剂的用量为所述无机粉末用量的1～10wt.％，所述基础胶与所述无机粉末的质量比为1∶1～3∶1，所述添加剂的用量不超过所述无机粉末用量的10wt.％；所述胶粘剂在高温下形成蜂窝状烧结体。
进一步地，所述含铝无机粉末为氧化铝粉末或在空气中燃烧可生成氧化铝的物质粉末；所述氧化铝包括结晶质氧化铝、非晶质氧化铝中的任意一种或多种；所述在空气中燃烧可生成氧化铝的物质粉末包括无机铝盐、氢氧化铝中的任意一种或多种；所述含铝无机粉末的平均粒径为30～60μm。
进一步地，所述含钛无机粉末为氧化钛粉末或在空气中燃烧可生成氧化钛的物质粉末；所述氧化钛包括结晶质氧化钛、非晶质氧化钛中的任意一种或多种；所述在空气中燃烧可生成氧化钛的物质粉末包括无机钛盐、氢氧化钛、钛金属中的任意一种或多种；所述含钛无机粉末的平均粒径为5～25μm。
进一步地，所述含镁无机粉末为氧化镁粉末或在空气中燃烧可生成氧化镁的物质粉末；所述在空气中燃烧可生成氧化镁的物质粉末包括镁盐、氢氧化镁、氮化镁、金属镁中的任意一种或多种；所述含镁无机粉末的平均粒径为5～30μm。
进一步地，所述含硅无机粉末为二氧化硅粉末或在空气中燃烧可生成二氧化硅的物质粉末；所述在空气中燃烧可生成二氧化硅的物质粉末包括硅酸、碳化硅、氮化硅、硫化硅、四氯化硅、乙酸硅、硅酸钠、原硅酸钠、硅树脂、长石、玻璃料、玻璃纤维中的任意一种或多种；所述含硅无机粉末的平均粒径为0.5～20μm。
进一步地，所述含铝无机粉末与所述含钛无机粉末的质量为2∶3～3∶2；所述含镁无机粉末的用量为无机粉末总量的0～5wt.％；所述含硅无机粉末的用量为无机粉末总量的0～5wt.％。
进一步地，所述中空微球为无机中空微球或有机热膨胀微球中的一种，所述无机中空微球为氧化铝中空微球、二氧化钛中空微球或中空玻璃粒子中的一种或几种的组合；所述有机热膨胀微球为热塑性空心聚合物微球，由热塑性聚合物外壳和封入的液态烷烃气体组成，加热时，热塑性聚合物外壳内的气体压力增加并且热塑性聚合物外壳软化，从而使有机热膨胀微球的体积显著增加；所述热膨胀微球的平均粒径为1～50μm。
进一步地，所述发泡剂为三聚氰胺。
进一步地，所述基础胶为耐高温聚合物，具体为纤维素、环氧树脂、聚偏氟乙烯、有机硅树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氨酯、酚醛树脂或聚丙烯酸酯中的一种或多种的组合。
进一步地，所述添加剂包括硅烷偶联剂、阻燃剂、增塑剂、分散剂以及溶剂。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的防火门胶黏剂用于粘接各层防火门板，当火灾发生时，环境温度升高，胶黏剂中的发泡剂受热分解产生惰性气体可阻隔火源；温度继续升高下，胶黏剂中的有机成分分解，无机成分熔融，形成多孔耐高温陶瓷阻断层，多孔陶瓷中含有微孔，一方面可以起到阻隔热量的作用，另一方面由于陶瓷本身耐高温且坚硬，能够有效阻断火源，提高防火门的耐久性，可用于甲级防火门。另外，本发明中，采用多种有机、无机成分复配，预先混合成胶黏剂，可以抑制高温中的陶瓷成型收缩，有效地抑制所得陶瓷成形体的裂纹，高温下形成稳定的多孔陶瓷结构。此外，中空微球以及发泡剂的加入还可以调控通过高温而生成的多孔陶瓷的微孔形状。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂，所述胶黏剂主要由无机粉末、中空微球、发泡剂、基础胶、添加剂混合而成；所述无机粉末包括含铝无机粉末、含钛无机粉末、含镁无机粉末、含硅无机粉末中的至少一种；按质量百分比计，所述中空微球的用量为所述无机粉末用量的5～20wt.％，所述发泡剂的用量为所述无机粉末用量的1～10wt.％，所述基础胶与所述无机粉末的质量比为1∶1～3∶1，所述添加剂的用量不超过所述无机粉末用量的10wt.％；所述胶粘剂在高温下形成蜂窝状烧结体。
所述含铝无机粉末为氧化铝粉末或在空气中燃烧可生成氧化铝的物质粉末；所述氧化铝包括结晶质氧化铝、非晶质氧化铝中的任意一种或多种；当氧化铝为结晶质时，其晶型可以为γ型、δ型、θ型、α型。所述在空气中燃烧可生成氧化铝的物质粉末包括无机铝盐、氢氧化铝中的任意一种或多种；所述无机铝盐包括硝酸铝、硝酸铵铝、碳酸铵铝中的一种或几种混合物。所述含铝无机粉末的平均粒径为30～60μm。
所述含钛无机粉末为氧化钛粉末或在空气中燃烧可生成氧化钛的物质粉末；所述氧化钛包括结晶质氧化钛、非晶质氧化钛中的任意一种或多种；所述氧化钛可以为氧化钛(IV)、氧化钛(III)、氧化钛(II)。当氧化钛(IV)为结晶质时，其晶型可以为锐钛矿型、金红石型、板钛矿型。所述在空气中燃烧可生成氧化钛的物质粉末包括无机钛盐、氢氧化钛、钛金属中的任意一种或多种；所述无机钛盐可以为三氯化钛、四氯化钛、硫化钛(IV)、硫化钛(VI)、硫酸钛(IV)中的一种或几种混合物。所述含钛无机粉末的平均粒径为5～25μm。
所述含镁无机粉末为氧化镁粉末或在空气中燃烧可生成氧化镁的物质粉末；所述在空气中燃烧可生成氧化镁的物质粉末包括镁盐、氢氧化镁、氮化镁、金属镁中的任意一种或多种；所述镁盐可以为氯化镁、高氯酸镁、磷酸镁、焦磷酸镁、草酸镁、硝酸镁、碳酸镁、醋酸镁、硫酸镁、柠檬酸镁、乳酸镁、硬脂酸镁、水杨酸镁、肉豆蔻酸镁、葡糖酸镁、二甲基丙烯酸镁、苯甲酸镁中的一种或几种混合物。所述含镁无机粉末的平均粒径为5～30μm。通过调节含镁无机粉末的含量，可提高密封条的耐热性；另外，含镁无机粉末可改善密封条烧结后形成多孔陶瓷的多孔性。
所述含硅无机粉末为二氧化硅粉末或在空气中燃烧可生成二氧化硅的物质粉末；所述在空气中燃烧可生成二氧化硅的物质粉末包括硅酸、碳化硅、氮化硅、硫化硅、四氯化硅、乙酸硅、硅酸钠、原硅酸钠、硅树脂、长石、玻璃料、玻璃纤维中的任意一种或多种；所述含硅无机粉末的平均粒径为0.5～20μm。含硅无机粉末能够形成硅酸盐玻璃相，该硅酸盐玻璃相与钛酸铝系结晶一起在密封条高温烧结后形成的多孔陶瓷成形体中复合化。通过使用含硅无机粉末，可以提高多孔陶瓷成形体的耐热性，含硅无机粉末与中空微球和发泡剂一起使用时，可以显著提高多孔陶瓷成形体的多孔性、微孔特性，从而提高防火门的防火性能及高温阻隔。
所述含铝无机粉末与所述含钛无机粉末的质量为2∶3～3∶2；所述含镁无机粉末的用量为无机粉末总量的0～5wt.％；所述含硅无机粉末的用量为无机粉末总量的0～5wt.％。
所述中空微球为无机中空微球或有机热膨胀微球中的一种，所述无机中空微球为氧化铝中空微球、二氧化钛中空微球或中空玻璃粒子中的一种或几种的组合；所述有机热膨胀微球为热塑性空心聚合物微球，由热塑性聚合物外壳和封入的液态烷烃气体组成，加热时，热塑性聚合物外壳内的气体压力增加并且热塑性聚合物外壳软化，从而使有机热膨胀微球的体积显著增加；所述热膨胀微球的平均粒径为1～50μm。有机热膨胀微球如日本松本油脂的F-30、F-36、MSL-3030、F-48、F78、F100、F190D、F260D，阿克苏诺贝尔的ExpancelTM膨胀微球。通过使用中空微球，可提高高温陶瓷多孔性或微孔特性，增强防火门的密封效果，提高防火门的防火性能。
所述发泡剂为三聚氰胺。发泡剂在高温下分解产生氮气等惰性气体，一方面可以阻隔火源，另一方面形成的气体有助于形成多孔材料，利于多孔陶瓷阻断层的形成。
所述基础胶为耐高温聚合物，具体为纤维素、环氧树脂、聚偏氟乙烯、有机硅树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氨酯、酚醛树脂或聚丙烯酸酯中的一种或多种的组合。
所述添加剂包括硅烷偶联剂、阻燃剂、增塑剂、分散剂以及溶剂。硅烷偶联剂的加入可增加基础胶与无机粉末粒子以及防火门表面的粘结性能，它的结构通式为RSiX3，R为与固体界面分子有亲和力或反应能力的活性官能团，如氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基、甲基丙烯酰氧基，X为能够水解的烷氧基，作为偶联剂使用时，X基首先水解形成硅醇，然后再与固体表面上的羟基反应，增强基础胶的粘结性能。增塑剂包括癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯、己二酸二丁酯、二乙二醇苯甲酸酯、二丙二醇二苯甲酸酯、偏苯三酸三辛酯、己二酸聚酯和苯酚烷基磺酸盐的共混物。一些磷酸烷基酯基液体阻燃剂也可用作增塑剂，如磷酸三甲苯酯、三(磷酸2-乙基己酯)和二苯基磷酸2-乙基己酯。分散剂包括硝酸、盐酸、硫酸等无机酸，草酸、柠檬酸、醋酸、苹果酸、乳酸等有机酸，甲醇、乙醇、丙醇等醇类，聚羧酸铵、聚氧化烯烷基醚等表面活性剂等；分散剂的添加量，相对于无机粉末用量的为0～20wt.％，优选为2～8wt.％。
实施例1
将1.8kg聚氨酯树脂、300g氧化铝、250g二氧化钛、25g氧化镁、25g二氧化硅、6g热膨胀微球F190D、20g液体阻燃剂二苯基磷酸2-乙基己酯、10g增塑剂癸二酸二辛酯、3g硅烷偶联剂KH-590混合，混合过程使用混合器，将批次大小为200至300克的成分逐渐添加到混合器中，该混合器以60RPM运行并且加热到80～100℃。在材料完全混合均匀之后，混合继续4至5分钟，即可得到胶黏剂。
实施例2
将1.8kg聚偏氟乙烯、300g氧化铝、300g二氧化钛、15g氧化镁、20g长石、6g热膨胀微球F260D、20g液体阻燃剂二苯基磷酸2-乙基己酯、10g增塑剂癸二酸二辛酯混合，混合过程使用混合器，将批次大小为200至300克的成分逐渐添加到混合器中，该混合器以60RPM运行并且加热到80～100℃。在材料完全混合均匀之后，混合继续4至5分钟，即可得到胶黏剂。
实施例3
将1.8kg聚酰亚胺、300g氧化铝、300g二氧化钛、15g氧化镁、20g长石、6g中空玻璃微球、20g液体阻燃剂磷酸三甲苯酯、10g增塑剂癸二酸二丁酯混合，混合过程使用混合器，将批次大小为200至300克的成分逐渐添加到混合器中，该混合器以60RPM运行并且加热到80～100℃。在材料完全混合均匀之后，混合继续4至5分钟，即可得到胶黏剂。
实施例4
将1.1kg有机硅橡胶、150g氧化铝、150g二氧化钛、15g氧化镁、10g二氧化硅、15g热膨胀微球F100、3g硫化剂、20g液体阻燃剂二苯基磷酸2-乙基己酯混合，混合过程使用混合器，将批次大小为200至300克的成分逐渐添加到混合器中，该混合器以60RPM运行并且加热到80～100℃。在材料完全混合均匀后，混合继续4至5分钟，即可得到胶黏剂。
对比例1
将1.1kg有机硅橡胶、200g膨胀石墨、3g硫化剂、20g液体阻燃剂二苯基磷酸2-乙基己酯混合，混合过程使用混合器，将批次大小为200至300克的成分逐渐添加到混合器中，该混合器以60RPM运行并且加热到80～100℃。在材料完全混合均匀后，混合继续4至5分钟，即可得到胶黏剂。
将上述实施例1～4和对比例1中得到胶黏剂用于防火门，并进行性能测试，测试结果见下表。
实施例 耐火完整性 耐火隔热性 防火等级
实施例1 1.8h 1.8h 甲级
实施例2 1.9h 2.0h 甲级
实施例3 2.0h 1.8h 甲级
实施例4 1.6h 2.0h 甲级
对比实施例1 1.2h 1.1h 乙级
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂，其特征在于：所述胶黏剂主要由无机粉末、中空微球、发泡剂、基础胶、添加剂混合而成；所述无机粉末包括含铝无机粉末、含钛无机粉末、含镁无机粉末、含硅无机粉末中的至少一种；按质量百分比计，所述中空微球的用量为所述无机粉末用量的5～20wt.％，所述发泡剂的用量为所述无机粉末用量的1～10wt.％，所述基础胶与所述无机粉末的质量比为1∶1～3∶1，所述添加剂的用量不超过所述无机粉末用量的10wt.％；所述胶粘剂在高温下形成蜂窝状烧结体。
2.如权利要求1所述的一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂，其特征在于：所述含铝无机粉末为氧化铝粉末或在空气中燃烧可生成氧化铝的物质粉末；所述氧化铝包括结晶质氧化铝、非晶质氧化铝中的任意一种或多种；所述在空气中燃烧可生成氧化铝的物质粉末包括无机铝盐、氢氧化铝中的任意一种或多种；所述含铝无机粉末的平均粒径为30～60μm。
3.如权利要求1所述的一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂，其特征在于：所述含钛无机粉末为氧化钛粉末或在空气中燃烧可生成氧化钛的物质粉末；所述氧化钛包括结晶质氧化钛、非晶质氧化钛中的任意一种或多种；所述在空气中燃烧可生成氧化钛的物质粉末包括无机钛盐、氢氧化钛、钛金属中的任意一种或多种；所述含钛无机粉末的平均粒径为5～25μm。
4.如权利要求1所述的一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂，其特征在于：所述含镁无机粉末为氧化镁粉末或在空气中燃烧可生成氧化镁的物质粉末；所述在空气中燃烧可生成氧化镁的物质粉末包括镁盐、氢氧化镁、氮化镁、金属镁中的任意一种或多种；所述含镁无机粉末的平均粒径为5～30μm。
5.如权利要求1所述的一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂，其特征在于：所述含硅无机粉末为二氧化硅粉末或在空气中燃烧可生成二氧化硅的物质粉末；所述在空气中燃烧可生成二氧化硅的物质粉末包括硅酸、碳化硅、氮化硅、硫化硅、四氯化硅、乙酸硅、硅酸钠、原硅酸钠、硅树脂、长石、玻璃料、玻璃纤维中的任意一种或多种；所述含硅无机粉末的平均粒径为0.5～20μm。
6.如权利要求1所述的一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂，其特征在于：所述含铝无机粉末与所述含钛无机粉末的质量为2：3～3：2；所述含镁无机粉末的用量为无机粉末总量的0～5wt.％；所述含硅无机粉末的用量为无机粉末总量的0～5wt.％。
7.如权利要求1所述的一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂，其特征在于：所述中空微球为无机中空微球或有机热膨胀微球中的一种，所述无机中空微球为氧化铝中空微球、二氧化钛中空微球或中空玻璃粒子中的一种或几种的组合；所述有机热膨胀微球为热塑性空心聚合物微球，由热塑性聚合物外壳和封入的液态烷烃气体组成，加热时，热塑性聚合物外壳内的气体压力增加并且热塑性聚合物外壳软化，从而使有机热膨胀微球的体积显著增加；所述热膨胀微球的平均粒径为1～50μm。
8.如权利要求1所述的一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂，其特征在于：所述发泡剂为三聚氰胺。
9.如权利要求1所述的一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂，其特征在于：所述基础胶为耐高温聚合物，具体为纤维素、环氧树脂、聚偏氟乙烯、有机硅树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氨酯、酚醛树脂或聚丙烯酸酯中的一种或多种的组合。
10.如权利要求1所述的一种高温陶瓷阻断防火门的胶黏剂，其特征在于：所述添加剂包括硅烷偶联剂、阻燃剂、增塑剂、分散剂以及溶剂。
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