CN114702773A - 一种防火膨胀条及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防火膨胀条及其制备方法，所述防火膨胀条包括硬脂酸1～20份、膨胀石墨100～180份、高岭土5～20份、丙烯酸酯橡胶50～100份、三氮唑5～20份、1～5份三聚硫氰酸以及有机磷系阻燃剂10～40份，其中，所述膨胀石墨为1目～10目的鳞片石墨，所述鳞片石墨的膨胀倍数为300倍～400倍；在本发明中，所述防火膨胀条在遇高温和明火时会碳化并自动膨胀，形成的蠕虫状碳化体能够堵住可能过火的缝隙和通道，有效防止火灾产生的浓烟、有毒气体以及热气对人体的危害，防止火灾蔓延，起到防火阻燃的效果，杜绝重大火灾事故的发生，此外，该防火膨胀条可根据客户需求裁切成各种不同形状，适用于各种需防火隔离、排挤氧气等场景，实用性较强。
Description
技术领域
本发明涉及防火密封材料技术领域，特别是涉及一种防火膨胀条及其制备方法。
背景技术
随着生活质量与安全意识的提高，人们对于防火要求也越来越高。在日常生活中，当高压电气设备出现异常时，热失控会引起不同程度的火灾事故，虽然设备内部使用的所有材料都有阻燃等级的要求，但无法彻底阻止起火带来的安全隐患。
现有的防火材料中，如气凝胶、云母片和预氧丝毡等，虽然在高达1300℃的环境中能够碳化起到隔火效果，但无法填充高温变形产生的缝隙而让火势有可乘之机，无法有效地杜绝重大火灾事故的安全隐患，其原因一方面是由于阻燃等级只规定材料不助燃、离火自熄，而材料本身无法离开明火导致火势蔓延；另一方面即使部分材料不起火自燃，也会因为无法承受火焰高温而变形产生缝隙，给火势以及空气创造了蔓延通道，从而对人身财产安全造成损害。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中存在的问题，提供一种防火膨胀条及其制备方法。
一种防火膨胀条，按重量份计，包括如下原料组分：
所述膨胀石墨为1目～10目的鳞片石墨，所述鳞片石墨的膨胀倍数为300倍～400倍。
在其中一个实施例中，按重量份计，包括如下原料组分：
在其中一个实施例中，所述有机磷系阻燃剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯、磷酸甲苯二苯酯中的一种或多种。
上述一种防火膨胀条，在遇高温和明火时会碳化并自动膨胀，形成蓬松、隔热、阻燃的蠕虫状碳化体，堵住可能过火的缝隙和通道，能够有效防止火灾产生的浓烟、有毒气体以及热气对人体的危害，起到很好的防止火焰和烟雾穿透的作用，并且能够有效控制火灾蔓延，起到防火阻燃的效果，提升用户设备的安全系数，杜绝重大火灾事故的发生。
一种防火膨胀条的制备方法，包括如下步骤：
S1：首先，将所述硬脂酸放到开炼机中碾压10s～30s；
S2：接着，将所述丙烯酸酯橡胶投入开炼机中混炼2min～10min；
S3：接着，将所述高岭土投入开炼机中混炼2min～10min，并将混炼胶翻动2～5次；
S4：接着，将所述膨胀石墨投入开炼机中混炼10min～30min，期间使用Z字型混炼法把混炼胶翻动10～20次；
S5：接着，将所述三氮唑和所述有机磷系阻燃剂提前混合，然后投入开炼机中混炼5min～10min，并将混炼胶翻动5～10次；
S6：再接着，将所述硫化剂投入开炼机中混炼3min～10min，然后取出混炼胶，备用；
S7：最后，将S6步骤中得到的混炼胶投入挤出机中挤出，待挤出后将其投入至压延机上，再根据不同需求对幅宽和厚度进行调整，然后压延成型，制得防火膨胀条。
在其中一个实施例中，在制备过程中，所述开炼机的温度为35℃～45℃。
在其中一个实施例中，在S7步骤中，所述挤出机的挤出温度为50℃～150℃。
在其中一个实施例中，所述防火膨胀条的幅宽为500mm～1100mm，厚度为0.5mm～5mm。
在其中一个实施例中，在压延过程中，所述防火膨胀条的底部设有衬垫，所述衬垫为PET薄膜、PVDC薄膜或PE薄膜中的一种。
上述一种防火膨胀条的制备方法，工艺简单，操作方便，通过该方法制备成的防火膨胀条，能够根据客户不同需求裁切成各种不同的形状，适用于各种需防火隔离、排挤氧气等场景，且在使用过程中，可粘贴、过盈或卷曲包覆在部件上，安装方便快捷，实用性较强，具有推广价值。
附图说明
图1为本发明一种防火膨胀条的结构示意图。
其中，1、衬垫，2、载体。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种防火膨胀条，按重量份计，包括如下原料组分：
所述膨胀石墨为1目～10目的鳞片石墨，所述鳞片石墨的膨胀倍数为300倍～400倍。
在其中一个实施例中，按重量份计，所述防火膨胀条包括如下原料组分：
其中，所述有机磷系阻燃剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯、磷酸甲苯二苯酯中的一种或多种。
进一步地，所述防火膨胀条的制备方法，包括如下步骤：
S1：首先，将所述硬脂酸放到开炼机中碾压10s～30s；
S2：接着，将所述丙烯酸酯橡胶投入开炼机中混炼2min～10min；
S3：接着，将所述高岭土投入开炼机中混炼2min～10min，并将混炼胶翻动2～5次；
S4：接着，将所述膨胀石墨投入开炼机中混炼10min～30min，期间使用Z字型混炼法把混炼胶翻动10～20次；
S5：接着，将所述三氮唑和所述有机磷系阻燃剂提前混合，然后投入开炼机中混炼5min～10min，并将混炼胶翻动5～10次；
S6：再接着，将所述硫化剂投入开炼机中混炼3min～10min，然后取出混炼胶，备用；
S7：最后，将S6步骤中得到的混炼胶投入挤出机中挤出，待挤出后将其投入至压延机上，再根据不同需求对幅宽和厚度进行调整，然后压延成型，制得防火膨胀条。
需要说明的是，在S4步骤中，使用Z字型混炼法可以使得物料在混炼过程中更加均匀地分散在所述丙烯酸酯橡胶中；且在制备过程中，所述开炼机的温度为35℃～45℃，能够使塑炼效果达到最佳；所述挤出机的挤出温度为50℃～150℃，能够避免混炼胶在挤出时因温度过高而分解，进而保证产品的质量。
进一步地，本发明所制得的防火膨胀条可根据客户的需求对其幅宽及厚度进行调整，能适用于各种需防火隔离、排挤氧气等场景，实用性较强，且所述防火膨胀条的最适幅宽为500mm～1100mm，厚度为0.5mm～5mm，在这范围内能够确保该防火膨胀条能够达到最佳使用效果。
此外，为了增强产品的耐拉效果，在压延过程中，所述防火膨胀条的底部设有衬垫1，所述衬垫1为PET薄膜、PVDC薄膜或PE薄膜中的一种。
如图1所示，通过本发明的制备方法制备而成的防火膨胀条，是以合成橡胶作为载体2，将膨胀石墨大量填充或粘附在载体2上，使载体2内及其表面填充有膨胀石墨，并成型于衬垫1上。
实施例1
一种防火膨胀条，按重量份计，包括1份硬脂酸、100份膨胀石墨、5份高岭土、50份丙烯酸酯橡胶、5份三氮唑、10份磷酸三苯酯以及1份三聚硫氰酸。
进一步地，根据上述原料成分制备所述防火膨胀条，具体地，首先，将所述硬脂酸放到开炼机中碾压10s；接着，将所述丙烯酸酯橡胶投入开炼机中混炼2min；接着，将所述高岭土投入开炼机中混炼2min，并将混炼胶翻动2次；再接着，将所述膨胀石墨投入开炼机中混炼10min，期间使用Z字型混炼法把混炼胶翻动10次；然后，将所述三氮唑和所述磷酸三苯酯提前混合，混合后再投入开炼机中混炼5min，并将混炼胶翻动5次；再然后，将所述三聚硫氰酸投入开炼机中混炼3min，混炼完成后取出混炼胶，备用；最后，将得到的混炼胶投入挤出机中，在50℃的温度下进行挤出，待挤出后将其投入至压延机上，并在压延机的预设位置上放置PET薄膜，调整所需幅宽和厚度后，在所述PET薄膜上压延成型，制得防火膨胀条。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于原料组分的配比以及在制备过程中所需的时间和温度不同。
具体地，所述防火膨胀条，按重量份计，包括5份硬脂酸、120份膨胀石墨、10份高岭土、60份丙烯酸酯橡胶、10份三氮唑、20份磷酸三苯酯以及3份三聚硫氰酸。
进一步地，根据上述原料成分制备所述防火膨胀条，具体地，首先，将所述硬脂酸放到开炼机中碾压15s；接着，将所述丙烯酸酯橡胶投入开炼机中混炼5min；接着，将所述高岭土投入开炼机中混炼5min，并将混炼胶翻动2次；再接着，将所述膨胀石墨投入开炼机中混炼15min，期间使用Z字型混炼法把混炼胶翻动10次；然后，将所述三氮唑和所述磷酸三苯酯提前混合，混合后再投入开炼机中混炼5min，并将混炼胶翻动5次；再然后，将所述三聚硫氰酸投入开炼机中混炼5min，混炼完成后取出混炼胶，备用；最后，将得到的混炼胶投入挤出机中，在100℃的温度下进行挤出，待挤出后将其投入至压延机上，并在压延机的预设位置上放置PET薄膜，调整所需幅宽和厚度后，在所述PET薄膜上压延成型，制得防火膨胀条。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于原料组分的配比以及在制备过程中所需的时间和温度不同。
具体地，所述合成橡胶，按重量份计，包括10份硬脂酸、150份膨胀石墨、15份高岭土、80份丙烯酸酯橡胶、15份三氮唑、30份磷酸三苯酯以及5份三聚硫氰酸。
进一步地，根据上述原料成分制备所述防火膨胀条，具体地，首先，将所述硬脂酸放到开炼机中碾压20s；接着，将所述丙烯酸酯橡胶投入开炼机中混炼8min；接着，将所述高岭土投入开炼机中混炼10min，并将混炼胶翻动3次；再接着，将所述膨胀石墨投入开炼机中混炼20min，期间使用Z字型混炼法把混炼胶翻动15次；然后，将所述三氮唑和所述磷酸三苯酯提前混合，混合后再投入开炼机中混炼10min，并将混炼胶翻动8次；再然后，将所述三聚硫氰酸投入开炼机中混炼10min，混炼完成后取出混炼胶，备用；最后，将得到的混炼胶投入挤出机中，在120℃的温度下进行挤出，待挤出后将其投入至压延机上，并在压延机的预设位置上放置PET薄膜，调整所需幅宽和厚度后，在所述PET薄膜上压延成型，制得防火膨胀条。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于原料组分的配比以及在制备过程中所需的时间和温度不同。
具体地，所述合成橡胶，按重量份计，包括20份硬脂酸、180份膨胀石墨、20份高岭土、100份丙烯酸酯橡胶、20份三氮唑、40份磷酸三苯酯以及5份三聚硫氰酸。
进一步地，根据上述原料成分制备所述防火膨胀条，具体地，首先，将所述硬脂酸放到开炼机中碾压30s；接着，将所述丙烯酸酯橡胶投入开炼机中混炼10min；接着，将所述高岭土投入开炼机中混炼10min，并将混炼胶翻动5次；再接着，将所述膨胀石墨投入开炼机中混炼30min，期间使用Z字型混炼法把混炼胶翻动20次；然后，将所述三氮唑和所述磷酸三苯酯提前混合，混合后再投入开炼机中混炼10min，并将混炼胶翻动10次；再然后，将所述三聚硫氰酸投入开炼机中混炼10min，混炼完成后取出混炼胶，备用；最后，将得到的混炼胶投入挤出机中，在150℃的温度下进行挤出，待挤出后将其投入至压延机上，并在压延机的预设位置上放置PET薄膜，调整所需幅宽和厚度后，在所述PET薄膜上压延成型，制得防火膨胀条。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于所采用的膨胀石墨及阻燃剂不同。
具体地，一种防火膨胀条，按重量份计，包括1份硬脂酸、100份300目的颗粒膨胀石墨、5份高岭土、50份丙烯酸酯橡胶、5份三氮唑、10份十溴二苯乙烷以及1份三聚硫氰酸。
对比例2
本对比例与对比例1的不同之处在于所采用的硫化剂用量不同。
具体地，一种防火膨胀条，按重量份计，包括1份硬脂酸、100份300目的颗粒膨胀石墨、5份高岭土、50份丙烯酸酯橡胶、5份三氮唑、10份十溴二苯乙烷以及3份三聚硫氰酸。
对比例3
本对比例与对比例1的不同之处在于所采用的硫化剂用量不同。
具体地，一种防火膨胀条，按重量份计，包括1份硬脂酸、100份300目的颗粒膨胀石墨、5份高岭土、50份丙烯酸酯橡胶、5份三氮唑、10份十溴二苯乙烷以及6份三聚硫氰酸。
将实施例1-4及对比例1-3所制备的防火膨胀条进行如下性能测试：
1、膨胀性能：按照GB 23864-2009《防火封堵材料》中的规定方法测试样品的膨胀倍数；
2、燃烧性能：按照GB/T 2408-2008《塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》中规定的方法测试样品的阻燃等级；
3、拉伸性能：GB/T 528-2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》中规定的方法测试样品的拉伸强度。
上述实施例1-4及对比例1-3的测试结果如表1所示：
表1
根据上表可知，本发明的实施例1-4所制备的防火膨胀条相对于对比例1-3所制备的防火膨胀条，具有更好的膨胀性能及阻燃性能，且实施例1-4所制备的防火膨胀条的阻燃等级达到V-0级。
此外，对比例3的拉伸强度明显低于对比例2的拉伸强度，且大于实施例1-4及对比例1的拉伸强度，由此可知，在本发明中，所述防火膨胀条的拉伸强度受硫化剂的影响较大，且在达到一定值时，拉伸强度反而会下降。
上述一种防火膨胀条，以合成橡胶作为载体，将膨胀石墨大量填充或粘附在载体上，使载体内及其表面填充有膨胀石墨，并成型于衬垫上，该防火膨胀条在遇高温或明火时会碳化并自动膨胀，形成蓬松、隔热、阻燃的蠕虫状碳化体，堵住可能过火的缝隙和通道，能够有效防止火灾产生的浓烟、有毒气体以及热气对人体的危害，起到很好的防止火焰和烟雾穿透的作用，并且能够有效控制火灾蔓延，起到防火阻燃的效果，提升用户设备的安全系数，杜绝重大火灾事故的发生。
此外，通过本发明的制备方法制得的防火膨胀条，能够根据客户的不同需求裁切成各种不同形状，适用于各种需防火隔离、排挤氧气等场景，且在使用过程中，可粘贴、过盈或卷曲包覆在部件上，安装方便快捷，实用性较强，具有推广价值。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种防火膨胀条，其特征在于，按重量份计，包括如下原料组分：
所述膨胀石墨为1目～10目的鳞片石墨，所述鳞片石墨的膨胀倍数为300倍～400倍。
2.根据权利要求1所述的防火膨胀条，其特征在于，按重量份计，包括如下原料组分：
3.根据权利要求2所述的防火膨胀条，其特征在于，所述有机磷系阻燃剂为磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯、磷酸甲苯二苯酯中的一种或多种。
4.一种根据权利要求1-3中任意一项所述的防火膨胀条的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：首先，将所述硬脂酸放到开炼机中碾压10s～30s；
S2：接着，将所述丙烯酸酯橡胶投入开炼机中混炼2min～10min；
S3：接着，将所述高岭土投入开炼机中混炼2min～10min，并将混炼胶翻动2～5次；
S4：接着，将所述膨胀石墨投入开炼机中混炼10min～30min，期间使用Z字型混炼法把混炼胶翻动10～20次；
S5：接着，将所述三氮唑和所述有机磷系阻燃剂提前混合，然后投入开炼机中混炼5min～10min，并将混炼胶翻动5～10次；
S6：再接着，将所述硫化剂投入开炼机中混炼3min～10min，然后取出混炼胶，备用；
S7：最后，将S6步骤中得到的混炼胶投入挤出机中挤出，待挤出后将其投入至压延机上，再根据不同需求对幅宽和厚度进行调整，然后压延成型，制得防火膨胀条。
5.根据权利要求4所述的防火膨胀条的制备方法，其特征在于，在制备过程中，所述开炼机的温度为35℃～45℃。
6.根据权利要求4或5所述的防火膨胀条的制备方法，其特征在于，在S7步骤中，所述挤出机的挤出温度为50℃～150℃。
7.根据权利要求6所述的防火膨胀条的制备方法，其特征在于，所述防火膨胀条的幅宽为500mm～1100mm，厚度为0.5mm～5mm。
8.根据权利要求7所述的防火膨胀条的制备方法，其特征在于，在压延过程中，所述防火膨胀条的底部设有衬垫，所述衬垫为PET薄膜、PVDC薄膜或PE薄膜中的一种。
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