CN112062503A - 一种防火堵料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防火堵料及其制备方法。该防火堵料的制备原料包括苯乙烯‑乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物、氯丁橡胶、氯化石蜡、白云石粉、硅微粉、抗氧剂和氧化铁红。本发明提供的防火堵料，在提高防火封堵料耐火性能的同时，燃烧时不脱落，保持了耐火持久性，降低了防火封堵料的成本。耐湿热性能好，耐火时间长。密度轻，粘性更好，使用时无需加热，可以直接捏塑成型进行封堵。满足高耐火性能(≥3.00h)。满足耐候性能，具体表现在有机防火堵料的耐水性(≥3d)和耐油性(≥3d)。

Description

一种防火堵料及其制备方法
技术领域
本发明属于防火制品领域，具体涉及一种防火堵料及其制备方法。
背景技术
在建筑火灾中，火和烟气往往通过电线、电缆和各类管道等穿越的孔洞向邻近房屋场所或其它楼层扩散，使火灾事故扩大，造成严重后果。为减少电线电缆火灾造成的经济损失，防火封堵料应运而生。其作用是堵塞各种管道、穿越体或楼板间形成的空洞和缝隙，在火灾发生时可有效阻止火焰及烟雾的扩散蔓延，将火灾控制在一定的范围内，减少损失。
防火封堵行业于20世纪80年代中期，首先由人们研制出有机和无机防火堵料开始，继而发展出了防火包、阻火圈等系列产品。随着火灾形势的不断复杂化和严峻化，人们对防火封堵材料的性能提出了更高的要求。现有的防火堵料耐火性能较差，在火灾中易烧裂而不能有效阻止火焰和烟气蔓延。并且堵料在使用过程中，由于粘结剂老化以及环境温度等原因而常常固化，固化后的堵料体积收缩形成缝隙，造成封堵不严密，留下了安全隐患。传统的有机防火堵料，在火灾中容易脱落，不能完全阻隔火源及热气，防火堵料密度大，填充料多，在高温燃烧时容易出现有机防火堵料脱落的问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种防火堵料及其制备方法。
本发明第一方面提供了一种防火堵料，所述防火堵料的制备原料包括苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氯丁橡胶、氯化石蜡、白云石粉、硅微粉、抗氧剂和氧化铁红。
其中，苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)和氯丁橡胶的作用是提供基材。
氯化石蜡的作用是起到粘接剂和增塑剂的作用。
白云石粉和硅微粉起到阻燃填料的作用。
根据本发明的一些实施方式，所述的一种防火堵料由以下重量份计的原料制备得到：
Figure BDA0002611404270000021
根据本发明的一些实施方式，所述苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为YH-501、YH-502、YH-503和YH-504中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，述氯丁橡胶为CR2441、CR2442、CR2461和CR2462中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述抗氧剂为胺类抗氧剂、酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述胺类抗氧剂选自抗氧剂264和抗氧剂1010中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述氯化石蜡选自CP42、CP52和CP70中的至少一种。
本发明第二方面提供了制备上述防火堵料的方法，包括以下步骤：
S1：按配比准备原料，将所述苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与氯丁橡胶进行混炼，得到混炼胶；
S2：将步骤S1得到的混炼胶移入捏合机中，加入所述抗氧剂和氯化石蜡后进行第一次捏合；
S3：向步骤S2的胶料中加入白云石粉、硅微粉和氧化铁红进行第二次捏合，下料后存放即得。
根据本发明的一些实施方式，步骤S1中，所述混炼的时间为5～30min，所述混炼的温度为100～150℃。
根据本发明的一些实施方式，步骤S2中，所述第一次捏合的温度为110～160℃，所述第一次捏合的时间为5～30min。
根据本发明的一些实施方式，步骤S3中，第二次捏合的时间为10～60min。第二次捏合后，翻转捏合机料斗下料，将防火封堵料下成条状。
根据本发明的一些实施方式，步骤S3中，存放的时间大于或等于24h。
根据本发明实施方式的防火堵料，至少具有如下技术效果：
本发明提供的防火堵料，在提高防火封堵料耐火性能的同时，燃烧时不脱落，保持了耐火持久性，降低了防火封堵料的成本。
本发明提供的防火堵料，耐湿热性能好，耐火时间长。
本发明提供的防火堵料，密度轻，粘性更好，使用时无需加热，可以直接捏塑成型进行封堵。
本发明提供的防火堵料，满足高耐火性能(≥3.00h)。满足耐候性能，具体表现在有机防火堵料的耐水性(≥3d)和耐油性(≥3d)。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
本例制备了一种防火堵料，具体原料和过程如下：
S1：将SEBS(分子量7万，牌号YH-501)6份和CR2442氯丁橡胶3份在开炼机进行共混炼。其中，混炼时应先将有机防火堵料的混炼胶在升温到120℃的开炼机中混炼15min，然后下成片状；
S2：将步骤S1的混炼胶投入升温到130℃捏合机，加入抗4份抗氧剂264、26份CP52氯化石蜡捏合10min；
S3：依次加入36份白云石粉、20份硅微粉、5份沉淀法氧化铁红，继续捏合30min，混匀后翻转捏合机料斗下料，将防火封堵料下成条状。存放24h后制样测试。
实施例2
本例制备了一种防火堵料，具体原料和过程如下：
S1：将SEBS(分子量10万，牌号YH-502)7份和CR2442氯丁橡胶1份、CR2441氯丁橡胶2份在开炼机进行共混炼。其中，混炼时应先将有机防火堵料的混炼胶在升温到125℃的开炼机中混炼17min，然后下成片状；
S2：将步骤S1的混炼胶投入升温到125℃捏合机，加入抗4份抗氧剂264、24份CP52氯化石蜡捏合10min；
S3：依次加入34份白云石粉、24份硅微粉、4份沉淀法氧化铁红，继续捏合30min，混匀后翻转捏合机料斗下料，将防火封堵料下成条状。存放24h后制样测试。
实施例3
本例制备了一种防火堵料，具体原料和过程如下：
S1：将SEBS(分子量22万，牌号YH-503)6份和CR2441氯丁橡胶4份在开炼机进行共混炼。其中，混炼时应先将有机防火堵料的混炼胶在升温到125℃的开炼机中混炼20min，然后下成片状；
S2：将步骤S1的混炼胶投入升温到120℃捏合机，加入抗3份抗氧剂1010、1份三(壬基苯基)亚磷酸酯(TNP)、24份CP42氯化石蜡捏合10min；
S3：依次加入34份白云石粉、24份硅微粉、4份沉淀法氧化铁红，继续捏合30min。混匀后翻转捏合机料斗下料，将防火封堵料下成条状。存放24h后制样测试。
实施例4
本例制备了一种防火堵料，具体原料和过程如下：
S1：将SEBS(分子量7万，牌号YH-501)6份和CR2461氯丁橡胶3份在开炼机进行共混炼。其中，混炼时应先将有机防火堵料的混炼胶在升温到120℃的开炼机中混炼15min，然后下成片状；
S2：将步骤S1的混炼胶投入升温到120℃捏合机，加入抗3份抗氧剂1010、1份三(壬基苯基)亚磷酸酯(TNP)、25份CP70氯化石蜡捏合10min；
S3：依次加入34份白云石粉、24份硅微粉、4份沉淀法氧化铁红，继续捏合30min。混匀后翻转捏合机料斗下料，将防火封堵料下成条状。存放24h后制样测试。
对比例1
本例参照实施例1的混炼制备过程，与实施例1不同的是，步骤S1中未加入氯丁橡胶。
对比例2
本例参照实施例2的混炼制备过程，与实施例2不同的是，增大了氯化石蜡的添加量，加入了36份氯化石蜡。
对比例3
本例参照实施例3的混炼制备过程，与实施例3不同的是，SEBS的添加量为1份。
对比例4
本例参照实施例4的混炼制备过程，与实施例4不同的是，本例未添加氧化铁红。
对比例5
本例参照实施例4的混炼制备过程，与实施例4不同的是，本例未添加白云石粉。
对比例6
本例参照实施例4的混炼制备过程，与实施例4不同的是，本例未添加硅微粉。
将实施例1～4和对比例1～6的原料明细汇总如表1所示。
表1原料明细
Figure BDA0002611404270000051
Figure BDA0002611404270000061
检测例
本例测试了实施例1～4和对比例1～6的防火堵料的各项性能，结果如表2所示。其中，密度的测试依据为GB 23864-2009，要求≤2.0g/cm3。耐火时间的测试依据为GB/T9978.1，要求耐火时间≥3.00h。试件背面不能出现连续10秒的火焰，不能点燃棉垫。被检试样背火面最高温＜180℃，任何贯穿物背火端距封堵材料25mm处表面温升＜180℃，背火面框架表面最高温升＜180℃。耐水性测试依据为GB 23864-2009，要求时间≥3天，不溶胀，不开裂，阻火包内装材料无明显变化，包体完整，无破损。耐油性测试依据为GB 23864-2009，要求时间≥3天，不溶胀，不开裂，阻火包内装材料无明显变化，包体完整，无破损。
表2防火堵料性能测试结果
Figure BDA0002611404270000071
对比例1中，常温放置15天，封堵料表面变干，出现龟裂。原因是对比例1中未添加氯丁橡胶，单独的SEBS与氯化石蜡相容性差，放置时间长，封堵料表面的氯化石蜡析出，导致封堵料表面变干、龟裂。加入氯丁橡胶后氯化石蜡与氯丁橡胶、SEBS两者的相容性好，不析出，因而不会出现表面变干、龟裂的现象。
对比例2与实施例2相比，氯化石蜡多加了12份，多加了12份氯化石蜡后封堵料高温下软化塌落，与试验装置脱离，导致耐火时间变短至0.1h。
对比例3与实施例3不同的是，SEBS的添加量为1份，添加量不够，低于最低限定的2份。防火封堵料的耐油性变差，浸泡3天后防火封堵料表面开裂。
对比例4与实施例3不同的是，本例未添加氧化铁红，氧化铁红作为着色剂，未加入氧化铁红的防火封堵料呈白色，添加氧化铁红的防火封堵料呈红色，市面上所售防火封堵料的色泽基本上为红色。
对比例5与实施例3不同的是，本例未添加白云石粉。白云石粉为阻燃填料，提高防火封堵料的耐火性能，与实施例3相比，未加白云石粉的防火封堵料密度减小，燃烧后产生大量黑烟，耐火时间仅为1.0h。
对比例6与实施例3不同的是，本对比例未添加硅微粉。硅微粉为辅助的阻燃填料，与白云石粉并用时可提高防火封堵料的的耐火性能，与实施例3相比，未加硅微粉的防火封堵料耐火时间为2.0h。
根据表2的实施例和对比例的测试结果可以看出，本发明的防火堵料，在苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氯丁橡胶、氯化石蜡、白云石粉、硅微粉、抗氧剂和氧化铁红的共同作用下，效果最优。
市售堵料1的耐火时间仅为2.0h。市售堵料2的耐火时间虽然达到了3.0h，但是灼烧10min后，灼烧面硬碳层发生脱落。为了弥补灼烧脱落的缺点，需要额外增加封堵厚度，这将导致成本增加。

Claims (10)

1.一种防火堵料，其特征在于，制备原料包括苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氯丁橡胶、氯化石蜡、白云石粉、硅微粉、抗氧剂和氧化铁红。
2.根据权利要求1所述的一种防火堵料，其特征在于，由以下重量份计的原料制备得到：
苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物：2～8份，
氯丁橡胶：1～5份，
氯化石蜡：10～30份，
白云石粉：20～45份，
硅微粉：12～24份，
抗氧剂：1～5份，
氧化铁红：1～10份。
3.根据权利要求1或2所述的一种防火堵料，其特征在于，所述苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为YH-501、YH-502、YH-503和YH-504中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的一种防火堵料，其特征在于，所述氯丁橡胶为CR2441、CR2442、CR2461和CR2462中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的一种防火堵料，其特征在于，所述抗氧剂为胺类抗氧剂、酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的一种防火堵料，其特征在于，所述胺类抗氧剂选自抗氧剂264和抗氧剂1010中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的一种防火堵料，其特征在于，所述氯化石蜡选自CP42、CP52和CP70中的至少一种。
8.一种制备如权利要求1～7任一项所述的防火堵料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按配比准备原料，将所述苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与氯丁橡胶进行混炼，得到混炼胶；
S2：将步骤S1得到的混炼胶移入捏合机中，加入所述抗氧剂和氯化石蜡后进行第一次捏合；
S3：向步骤S2的胶料中加入白云石粉、硅微粉和氧化铁红进行第二次捏合，下料后存放即得。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述混炼的时间为5～30min，所述混炼的温度为100～150℃。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述第一次捏合的温度为110～160℃，所述第一次捏合的时间为5～30min。
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