CN114040900B - 防火隔离材料及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种防火隔离材料，由可硬化的复合物组成，基于该材料的总重量，该复合物含有‑19‑40wt％的具有0.3至1mm的直径的多孔玻璃球、‑60‑81wt％的具有在1370‑1400kg/m3范围内的密度以及在3.2‑3.4范围内的SiO2与Na2O的摩尔比的硅酸钠水溶液、‑0.1‑1wt％的水玻璃粘合剂稳定剂、‑2‑10wt％的短切玄武岩纤维、‑0.1‑0.9wt％的炭黑，其中多孔玻璃球的表面提供有炭黑。一种用于生产防火隔离材料的连续方法，根据该方法‑首先，将多孔玻璃球与炭黑水溶液混合以使其整个表面被炭黑涂覆，‑然后将具有炭黑的多孔球与短切玄武岩纤维混合并混合以形成隔离复合物，‑其次，将水玻璃稳定剂加入到硅酸钠水溶液中，然后在该溶液中加入硬化剂，然后将溶液搅拌1至10分钟以形成粘合剂溶液，‑第三，在不断搅拌的同时将隔热复合物倒入粘合剂溶液中，并且整体混合，以及‑然后将所得混合物倒入应用部位，并且‑最后，将所得混合物静置直至硬化。

Description

防火隔离材料及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种防火隔离材料，特别是一种由含有水玻璃的复合物组成的防火隔离材料，并且涉及其生产方法。
背景技术
从目前的技术，已知各种砂浆和混凝土混合物，它们不仅用作普通的建筑材料，而且还用于建筑物的防火和隔热。
在已知的膨胀隔离砌体材料中可以列出例如聚苯乙烯混凝土。它的基础是直径为2至6mm的各种尺寸的发泡聚苯乙烯球。这些球经过表面处理以保持独立以消除静电吸引力。聚苯乙烯混凝土与混凝土类似地应用于水平表面或制成面板。
从专利文献CZ PV 2003-2196中已知一种用于灰泥顶层的砂浆，旨在作为吸音和防火层，其含有珍珠岩作为填料和作为隔离体的膨润土。这种砂浆的缺点是膨润土的防火和隔热性能较低。另一个缺点是膨润土具有高吸收性并且在水中会溶胀，这就是它不适合作为外用灰泥的原因。
从另一专利文献RU 2687816已知一种具有珍珠岩和高岭土羊毛、纤维素和硅酸盐纤维的膨胀混凝土。缺点是这种材料没有显著的防火性能，而且机械强度低且脆。
从专利文献CZ PV 2004-536已知一种砌体材料，其粘合剂是灰溶液。填料为矿渣、粘土、碎石英和石灰石。该材料用钢丝增强。缺点是它不是隔离材料。另一个缺点是它相对吸收性强。
从另一专利文献CZ PV 1990-6611已知一种砌体和包覆材料，其具有可溶性纤维素和分散体形式的粘合剂。这种材料含有水玻璃，但在此并不能起到粘合剂的作用，而是一种添加剂。除了基本的研磨填料外，还添加粒状聚苯乙烯或珍珠岩。这种材料的缺点是它的隔热和隔音性能低，甚至不防火。
从实用新型CZ 23529已知一种基于矿渣和水玻璃的地质聚合物。水玻璃用氢氧化钠处理。它们添加陶瓷球来减轻它。缺点是这种材料很重，没有耐热性且吸收性相对较强。
从另一个专利文献CN102964107已知一种由珍珠岩、玻璃纤维、粘土和硅胶组成的面板，其中主要粘合剂是粘土。缺点是面板隔热性能低，吸水且不防火。
从实用新型CZ 31096已知一种用于基于玻璃的渗透性防火膨胀隔热系统的复合物，其含有具有高达1000℃的热稳定性的玻璃球。缺点是抗压强度较低，且耐热性较低。
从上述当前技术可以清楚地看出，当前技术的主要缺点是已知材料的耐热性和耐火性低，但同时它们通常具有很强的吸收性。
本发明的目的是构造一种具有高耐火性，同时具有优良隔离性能的防火隔热材料。
发明内容
通过一种防火隔离材料，特别是一种用于包含水玻璃的防火隔离材料的复合物，在很大程度上消除了这些提到的缺点并且实现了本发明的目的，根据本发明，其特征在于其由硬化复合物组成，含有19至40wt％的多孔玻璃球、60至81wt％的密度在1370至1400kg/m3范围内且SiO2与Na2O的摩尔比在3.2至3.4范围内的硅酸钠水溶液，和0.1至1wt％的水玻璃粘合剂稳定剂，同时还包含2至10wt％的短切玄武岩纤维，并且直径为0.3至1mm的多孔玻璃球的表面提供有炭黑，该炭黑占总重量的0.1至0.9wt％。这种隔离材料的优点是高耐火性的并且具有优良的隔离性能。这种隔离材料还具有优异的抗真菌效果，并且环境友好。这种防火隔离材料的优点是显著的高耐火性和优良的隔离性能。使用硅酸钠水溶液的优点是所得材料具有优异的胶合和密封效果。其耐热性超过1000℃。硬化后，其具有玻璃形式，因此具有足够的硬度、强度和防水性，并同时还是蒸气可渗透的。硅石与氧化钠的摩尔质量比以及溶液的相关密度和溶液浓度对作为聚合物混合物的水玻璃的流变性能、对在如电解质中的电性能、可压缩性和粘合强度有显著影响，进一步对硬度、强度等有影响。上述参数的优点在于，所得隔离材料在固化后是部分柔韧的和可弯曲的。为多孔玻璃球的表面提供炭黑的优点是如此提供的炭黑不会增加热导性，炭黑有利于包裹所述多孔玻璃球，从而增加辐射不可渗透性。
所述玄武岩纤维有利的是长度为6mm且厚度为0.014mm。该纤维具有柔韧、高强度和柔韧性，具有低热导性、高耐热性、耐水且化学耐受碱、酸和有机溶剂，具有高吸声系数，并且不易燃。
如果所述多孔玻璃球含有12至16wt％的氧化铝，也是非常有利的。由于这一点，它们具有更高的耐热性并且非常坚硬，还具有化学和机械耐受性。因为它们具有纯无机来源，所以它们是生态的并且对健康无害。与传统的玻璃球不同，它们可以承受高达1,400℃的温度。同时，与例如陶瓷球不同，它们是薄壁的，含有大量空气，因此是优异的绝热体。
还有利的是，所述水玻璃稳定剂是亲水性烷氧基烷基铵盐。
还有利的是，所述防火隔离材料含有水玻璃硬化剂。优点是可以优化硬化速度。
通过一种生产耐火隔离材料的方法，特别是一种生产含有水玻璃的耐火隔离材料的方法，很大程度上消除了上述缺点并且实现了本发明的目的，根据本发明，其特征在于首先将多孔玻璃球与炭黑水溶液混合，其方式是使其整个表面都被涂覆，然后将具有炭黑的多孔玻璃球与短切玄武岩纤维混合，混合形成隔热复合物，并且将水玻璃稳定剂加入到硅酸钠水溶液中，然后向该溶液中加入固化剂，然后将溶液搅拌1至10分钟以形成粘合剂溶液，然后在不断搅拌的同时将所述隔热复合物倒入所述粘合剂溶液中，并整体混合，然后将所得混合物倒入应用部位，并且将所得混合物静置直至硬化。
进一步有利的是所述应用部位是模具。优点是可以轻松生产具有精确参数的产品。
根据本发明的防火隔离材料及其生产方法的主要优点是所得材料具有优异的防火和隔离性能，同时具有可渗透性和相对较轻的特性。优点还在于所使用的水玻璃确保了整个复合物的不易燃性。另一个优点是玻璃球、玄武岩纤维、炭黑和硅酸钠-水玻璃的组合创造了一种同时非常坚硬和坚固、耐高压的材料。它不易燃，同时具有可与耐火粘土或砂石土(dinas earth，硅石)相媲美的耐热性能。同时，它是一种纯无机材料，因此是生态且无害的材料。它可以类似地用作膨胀混凝土的复合物，用作地板填充物等，也可以在干燥和硬化后用于制造面板和砌块。这些可用作砌体材料，也可用于隔热或保护现有砌体。
具体实施方式
实施例1
防火隔离材料由可硬化的复合物组成，该复合物含有30wt％的多孔玻璃球、64wt％的硅酸钠水溶液和0.5wt％的水玻璃粘合剂稳定剂。
所述防火隔离材料还含有5wt％的短切玄武岩纤维。
所述多孔玻璃球的直径为0.5mm且含有15wt％的氧化铝。
所述多孔玻璃球的表面提供有炭黑，所述炭黑占总重量的0.5wt％。
所述水玻璃稳定剂是亲水性烷氧基烷基铵盐，为98％的N,N,N',N'-四(2-羟丙基)乙二胺水溶液的形式。
所述防火隔离材料还含有水玻璃硬化剂，其为纯二乙酸甘油酯/三乙酸甘油酯按体积份7:3比例的混合物，其相对于纯水玻璃的浓度为2wt％。
所述硅酸钠水溶液的密度为1380kg/m3并且SiO2与Na2O的摩尔比为3.3。
根据生产隔离材料的方法，首先将多孔玻璃球与炭黑水溶液混合，其方式是使其整个表面被包覆，然后将具有炭黑的多孔玻璃球与短切玄武岩纤维混合并且混合形成隔热复合物，并且将水玻璃稳定剂加入到硅酸钠水溶液中，然后在该溶液中加入硬化剂，然后将该溶液搅拌5分钟以形成粘合剂溶液，然后在不断搅拌的同时将所述隔热复合物倒入所述粘合剂溶液中，并整体混合，然后将所得混合物倒入应用部位，即硅模具中，并且将所得混合物静置直至硬化。所述炭黑以浓度为25wt％的水溶液形式加入到所述复合物中。
实施例2
防火隔离材料由可硬化的复合物组成，该复合物含有37wt％的多孔玻璃球、60wt％的硅酸钠水溶液和0.9wt％的水玻璃粘合剂稳定剂。
所述防火隔离材料还包含2wt％的短切玄武岩纤维。
所述多孔玻璃球的直径为1mm且含有12wt％的氧化铝。
所述多孔玻璃球的表面提供有炭黑，该炭黑占总重量的0.1wt％。
所述水玻璃稳定剂是亲水性烷氧基烷基铵盐，为98％的N,N,N',N'-四(2-羟丙基)乙二胺水溶液的形式。
所述防火隔离材料还包括水玻璃硬化剂，其为纯二乙酸甘油酯/三乙酸甘油酯按体积份7:3比例的混合物，其相对于纯水玻璃的浓度为0.5wt％。
所述硅酸钠水溶液的密度为1370kg/m3并且SiO2与Na2O的摩尔比为3.2。
根据生产隔离材料的方法，首先将多孔玻璃球与炭黑水溶液混合，方式是使其整个表面都被包覆，然后将具有炭黑的多孔玻璃球与短切玄武岩纤维混合并且混合以形成隔热复合物，并且将水玻璃稳定剂加入到硅酸钠水溶液中，然后在该溶液中加入硬化剂，然后将该溶液搅拌1分钟以形成粘合剂溶液，然后在不断搅拌的同时将所述隔热复合物倒入所述粘合剂溶液中，并整体混合，然后将所得混合物倒入应用部位，即硅模具中，将所得混合物静置直至硬化。所述炭黑以浓度为25wt％的水溶液形式加入到所述复合物中。
实施例3
防火隔离材料由可硬化的复合物组成，该复合物含有19wt％的多孔玻璃球、70wt％的硅酸钠水溶液和0.1wt％的水玻璃粘合剂稳定剂。
所述防火隔离材料还含有10wt％的短切玄武岩纤维。
所述多孔玻璃球直径为0.5mm且含有16wt％的氧化铝。
所述多孔玻璃球的表面提供有炭黑，该炭黑占总重量的0.9wt％。
所述水玻璃稳定剂是亲水性烷氧基烷基铵盐，为98％的N,N,N',N'-四(2-羟丙基)乙二胺水溶液的形式。
所述防火隔离材料还包括水玻璃硬化剂，其为纯二乙酸甘油酯/三乙酸甘油酯按体积份7:3比例的混合物，其相对于清水玻璃浓度为5wt％。
所述硅酸钠水溶液的密度为1400kg/m3并且SiO2与Na2O的摩尔比为3.4。
根据生产隔离材料的方法，首先将多孔玻璃球与炭黑水溶液混合，方式是使其整个表面都被包覆，然后将具有炭黑的多孔玻璃球与短切玄武岩纤维混合并且混合形成隔热复合物，并且将水玻璃稳定剂加入到硅酸钠水溶液中，然后在该溶液中加入硬化剂，然后将该溶液搅拌10分钟以形成粘合剂溶液，然后在不断搅拌的同时将所述隔热复合物倒入所述粘合剂溶液中，并且整体混合，然后将所得混合物倒入应用部位，即硅模具中，并且将所得混合物静置直至硬化。所述炭黑以浓度为25wt％的水溶液形式加入到所述复合物中。
工业应用
根据本发明的防火隔离材料具有广泛的应用，特别是在建筑工业中。例如，它可以作为膨胀混凝土的替代品，以最小的施工负荷来平整地板和天花板，并作为防火、隔热和防水的隔离材料。此外，可以用它生产面板或块，作为隔热、防火、渗透和抗真菌的砌体材料或作为现有砌体的覆层。

Claims (5)

1.一种防火隔离材料，其特征在于由可硬化的复合物组成，所述复合物含有19至40wt％的多孔玻璃球、60至81wt％的具有在1370至1400kg/m3范围内的密度和在3.2至3.4范围内的SiO2与Na2O的摩尔比的硅酸钠水溶液、和0.1至1wt％的亲水性烷氧基烷基铵盐，还含有2至10wt％的短切玄武岩纤维，并且具有0.3至1mm的直径的多孔玻璃球的表面提供有炭黑，所述炭黑占总重量的0.1至0.9wt％。
2.根据权利要求1所述的防火隔离材料，其特征在于，基于所述多孔玻璃球的重量，所述多孔玻璃球含有12至16wt％的氧化铝。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的防火隔离材料，其特征在于所述材料还含有水玻璃硬化剂。
4.一种用于生产根据权利要求1至3中任一项所述的防火隔离材料的方法，其特征在于首先将多孔玻璃球与炭黑水溶液混合使所述多孔玻璃球的整个表面被炭黑涂覆，然后将具有炭黑的多孔球与短切玄武岩纤维混合并且混合以形成隔离复合物，并且将亲水性烷氧基烷基铵盐加入到硅酸钠水溶液中，然后将硬化剂加入所述溶液中，然后将溶液搅拌1至10分钟以形成粘合剂溶液，然后在不断搅拌的同时将隔热复合物倒入所述粘合剂溶液中，并且整体混合，然后将所得混合物倒入应用部位，最后使所得混合物静置直至硬化。
5.根据权利要求4所述的用于生产防火隔离材料的方法，其特征在于所述应用部位为模具。
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