CN114907092A - 一种耐高温气凝胶防排烟风管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐高温气凝胶防排烟风管，包括金属管道，金属管道内壁和/或外壁设置有热屏蔽层，其特征在于，热屏蔽层包括绝热层；绝热层包括陶瓷纤维、绝热填料，所述陶瓷纤维是氧化铝纤维、硅酸铝纤维的一种或多种，陶瓷纤维表面具有陶瓷枝晶，所述绝热填料具有疏水特性，并包裹于陶瓷纤维表面。本发明还提供一种耐高温气凝胶防排烟风管的制造方法，使得二氧化硅气凝胶在高温情况下保持稳定，同时复合的颗粒具有较好的隔热性能，还可以维持比较好的物理化学性能，将其应用于绝热层可以满足防排烟通风管道的使用要求。

Description

一种耐高温气凝胶防排烟风管及其制造方法
技术领域
本发明涉及消防排烟技术领域，尤其涉及一种防排烟风管。
背景技术
防排烟风管用于防排烟系统中的通风管道，防烟系统采用机械加压送风方式或自然通风方式，防止烟气进入疏散通道，并将将烟气排至建筑物外的系统。防排烟系统的作用主要有两个方面：一是在疏散通道和人员密集的部位设置防烟设施，有利于人员的安全疏散；二是将火灾现场产生的有毒高温烟气及时排出，消除灭火的障碍。
目前人们对于建筑的安全性要求越来越高，而防排烟系统的隔热防火性能是建筑安全性的重要保障。2018年8月1日实施的国家标准GB51251-2017《建筑防烟排烟系统技术标准》对防排烟风管提出了严格的耐火时间要求。
为达到新标准的要求，现有的技术方案是增加耐火材料的厚度。这样会导致防排烟风管占据更大的空间，同时一部分现有建筑在进行消防改造时还会遇到空间受限的问题，很难实现新标准的要求。不仅如此，传统的防排烟风管的耐火材料主要为岩棉毡、硅酸铝毡等材料，吸水性问题严重，耐火材料吸水后会导致内部结构坍塌，使得防排烟风管的寿命较短。
发明内容
发明人经大量研究发现，由于传统的隔热材料的特性，使得现有的防排烟风管存在诸多不足。现有技术中防排烟风管使用的隔热材料会出现吸水导致隔热结构坍塌、寿命短，同时由于导热系数高的原因导致占用空间较大。在实际中火场风管在局部受热的情况下，还会出现风管结构变化坍塌、风管出现缺陷，导致管内风压变化、漏风，也会使得风管排风性能下降。
气凝胶具有优秀的隔热性能，发明人发现现有技术中还未发现使用气凝胶材料的防排烟耐火通风管道。在实现本发明的过程中，发明人提供了一种气凝胶绝热层(绝热层)，该绝热层可应用于防排烟风管，解决了气凝胶无法达到防排烟风管耐温防火要求的问题，同时使其具备良好的保温、消声吸音、防潮、漏风量小、使用寿命长、性价比合理等特点。发明人还发现虽然二氧化硅气凝胶的隔热性能非常好，但是其耐高温性能存在一定程度的缺陷，传统二氧化硅气凝胶在超过600℃开始融化，在800℃以上纳米孔道开始坍塌，在温度高于1000℃场合已基本失去保温效果，无法满足防排烟风管标准的要求。
本发明提供了一个技术方案，发明人通过对二氧化硅气凝胶毡(绝热层)的骨架进行了改性和优化，使用了耐高温性能更好的陶瓷纤维，同时使得作为骨架的陶瓷纤维表面生长出了晶须，这些晶须可以使骨架与二氧化硅气凝胶结合的更紧密，使二样氧化硅气凝胶更好的包裹在纤维表面。这样做的好处是提升绝热层的隔热效果，因为陶瓷纤维纤维的传热较快，互相搭接在一起后由于热传导的效应会降低整个绝热层的隔热效果。二氧化硅气凝胶具有更好的隔热效果，更好的把纤维包裹起来，使得纤维间被隔热性能更好的二氧化硅互相分隔开，从而提高整个绝热层的隔热保温效果。
陶瓷纤维具有吸水的特性，在潮湿环境中长期使用，会吸收环境中的水分。吸水后陶瓷纤维的内部结构受到影响，从而降低隔热性能，影响产品寿命。一种优选的技术方案是，晶须/枝晶外所包覆的气凝胶具备疏水特性；进一步的，陶瓷纤维可以被疏水气凝胶完全包覆。另一种优选的技术方案是，晶须/枝晶以及纤维经过表面处理具备疏水特性。
本发明提供了一个技术方案，发明人通过对绝热层中的绝热填料进行了改进和优化，合成和使用了由二氧化硅与氧化铝复合的二氧化硅/氧化铝复合气凝胶，复合气凝胶中的二氧化硅部分提供优秀的隔热能力，氧化铝部分提供优秀的耐温性能。氧化铝与二氧化硅分子结合，微观上可以抑制和降低二氧化硅分子在高温情况下的收缩、融化和晶型变化，宏观情况下减少绝热层(气凝胶毡)的掉粉情况，使得绝热填料在高温情况下仍有隔热性能，以及以维持比较好的物理化学性能，满足使用要求。
本发明提供一种防排烟耐火通风管道，包括金属管道，金属管道内壁和/或外壁设置有热屏蔽层，热屏蔽层包括绝热层、导热层、热反射层一种或多种。绝热层包含骨架、绝热填料、抗收缩添加剂和耐高温添加剂。绝热填料包括二氧化硅气凝胶、硅酸铝气凝胶、氧化铝气凝胶的一种或多种。骨架由纤维材料制成，纤维材料可以是氧化铝纤维、玻璃纤维、莫来石纤维的一种或多种。耐高温添加剂可以是硅酸铝、石英粉等。气凝胶包含二氧化硅材料、硅酸铝材料。骨架可以是表面枝接陶瓷晶须/枝晶；具有晶须/枝晶的陶瓷纤维骨架表面被气凝胶包裹。气凝胶可以是二氧化硅与氧化铝复合的二氧化硅/氧化铝复合气凝胶
本发明提供了一个技术方案，发明人对复合的二氧化硅氧化铝气凝胶做了进一步的改性和优化，但是在高温情况下二氧化硅气凝胶部分本身仍有可能出现收缩坍塌的问题，发明人向复合气凝胶中加入抗收缩添加剂添加剂(硅微粉)，通过抗收缩添加剂添加剂(硅微粉)在高温下的晶型变化、体积变化，可以抑制和减少二氧化硅部分的收缩坍塌问题，进一步提高复合气凝胶的耐温性能，增强绝热层性能从而改善防排烟耐火通风管道的高温表现。
发明人提出，应用增强的气凝胶材料于防排烟风管中，可以在实现较低的传热系数同时承受高温，使得气凝胶材料可以应用于防排烟风管的领域中，增强防排烟风管的耐热能力，在火灾发生时候使得防排烟风管正常的发挥作用。应用气凝胶隔热材料于防排烟风管中，还可以减少隔热材料的空间占用。
一种耐高温防排烟风管，包括金属管道，金属管道内壁和/或外壁设置有热屏蔽层，其中，热屏蔽层包括绝热层；绝热层包括骨架、绝热填料、抗收缩添加剂，绝热填料的结构是二氧化硅与氧化铝复合的气凝胶颗粒，所述气凝胶颗粒具有疏水特性，抗收缩添加剂是硅微粉。
一种耐高温防排烟风管，包括金属管道，金属管道内壁和/或外壁设置有热屏蔽层，其中，热屏蔽层包括绝热层；绝热层包括纤维材料、绝热填料，所述纤维材料是氧化铝纤维、玻璃纤维、莫来石纤维的一种或多种，所述绝热填料具有疏水特性，所述纤维材料表面枝接陶瓷晶须/枝晶，并包裹于纤维材料表面。
进一步的，所述绝热填料的结构是二氧化硅气凝胶或二氧化硅与氧化铝复合的气凝胶颗粒；所述纤维材料为陶瓷纤维，所述陶瓷纤维是氧化铝纤维、硅酸铝纤维的一种或多种；陶瓷纤维表面具有陶瓷枝晶。
进一步的，所述绝热层还包括抗收缩添加剂，所述添加剂是硅微粉。
进一步的，所述陶瓷纤维表面生长有陶瓷枝晶，所述二氧化硅气凝胶包裹于陶瓷纤维表面。
进一步的，所述绝热填料的导热率范围是0.01W/m·K-0.06W/m·K。
进一步的，所述绝热层的在600-800℃下的导热系数是0.015W/m·K-0.02W/m·K。
进一步的，所述硅微粉的粒径是1000-3000目或10到800nm。
进一步的，所述硅微粉的添加量是1-20％。
进一步的，所述硅微粉的表面覆有二氧化钛膜。
进一步的，所述二氧化钛是氮掺杂或者氟掺杂的二氧化钛。
进一步的，所述绝热层包括遮光剂，所述遮光剂是二氧化钛粉、石墨粉。
进一步的，所述绝热填料的粒径范围是10μm-900μm。
进一步的，所述热屏蔽层还包括导热层、热反射层一种或多种；所述导热层、所述热反射层、所述绝热层依次叠加构成所述热屏蔽层；所述绝热层与所述金属管道内壁和/或外壁贴合。
进一步的，所述导热层的导热系数范围是20W/m·K-50W/m·K。
进一步的，所述导热层的形式包括硅胶散热膜、石墨散热膜、金属导热板、热管式导热板。
进一步的，所述金属板的材料可以是铜板、铝板。
进一步的，所述导热层是具有导热结构通道，所述导热结构通道是双层中空金属板。
进一步的，所述吸热层的吸热能力是500kJ-1000kJ/kg。
进一步的，所述吸热层是相变材料，所述相变材料的相变温度是800℃或1000℃或1200℃。
进一步的，所述相变材料是熔融盐，所述熔融盐包括碳酸盐、氯化盐、氟化盐。
进一步的，所述绝热层的拉伸强度≥1.0MPA，25℃；≥0.3MPA，800℃。
进一步的，所述绝热层的挠曲模量≥6000psi，25℃；≥4000psi，800℃。
进一步的，所述的耐高温防排烟风管的制造方法，包括将所述热屏蔽层与所述金属管道内壁和/或外壁通过耐火密封胶贴合。其中，所述绝热层的生产方法是
(1)二氧化硅溶胶制备；将硅源、水、醇、硅微粉混合，加入容器中搅拌，得到二氧化硅溶胶；
(2)二氧化硅凝胶制备：向值得的二氧化硅溶胶中加入碱，调节ph值后静置，二氧化硅凝胶；
(3)溶剂置换：使用乙醇对二氧化硅凝胶进行溶剂置换；
(4)干燥：使用常温常压干燥或超临界干燥方式对溶剂置换后的二氧化硅凝胶进行干燥。
进一步的，所述金属管道内壁和/或外壁涂有抗菌涂层。
进一步的，所述热屏蔽层还包括高温膨胀层，所述高温膨胀层位于相对于金属内壁和/或外壁的最外侧。
进一步的，所述高温膨胀层包含高温发泡剂、气凝胶、多功能碳颗粒和稳定剂。
进一步的，所述高温发泡剂的发泡温度大于500℃，所述高温发泡剂是碳化硅粉末或颗粒。
进一步的，所述多功能碳颗粒可以是石墨、石墨烯；所述稳定剂是二氧化锰。
进一步的，所述高温膨胀层的厚度是1-5mm，膨胀后的厚度是20-100mm。
优选的，在绝热层中添加遮光剂，遮光剂包括表面镀有二氧化钛的硅微粉，二氧化钛作为一种遮光剂可以减少高温下的辐射传热，增强二氧化硅气凝胶的高温隔热性能。但由于二氧化钛本身容易团聚的特性，使得将二氧化钛直接加入气凝胶中的高温隔热效果不好。因此将二氧化钛镀膜至硅微粉表面，再加入气凝胶中，既可以发挥硅微粉在高温情况下调节抑制二氧化硅气凝胶收缩的特点，还可以解决二氧化钛团聚的问题，从而进一步的提升二氧化硅气凝胶的高温隔热性能。
另外，优选的，热屏蔽层还包括导热层，导热层可以迅速的将局部高温分散，降低局部高温对防排烟风管结构的破坏。在另外一些实施例中，热屏蔽层还包括吸热层，吸热层由储热材料构成，储热材料可以吸收热量并保持温度恒定。导热层和吸热层都可以进一步保证防排烟风管的整体稳定性。还可以降低防排烟风管的绝热层的隔热需求，从而降低成本。
另外，优选的，热屏蔽层还包括高温膨胀层，高温膨胀层在达到设定的高温后迅速膨胀，其隔热性能在膨胀后迅速增强，从而增强整个热屏蔽层在高温情况下的隔热量性能，减少正常情况下的热屏蔽层体积，降低成本。
为了在高温情况下具有较好的隔热性能，除了需要很低的导热系数外，还需要材料具备一定的厚度。然而在实际使用中，对于防排烟风管来说，只有在火灾等紧急情况下才会面对高温，并用到防排烟风管的优异隔热性能，并且对这些优异隔热性能的需求时一次性的。在平时的大部分情况下不需要如此优异的隔热耐温性能，且如果为了达到优异隔热耐温性能，保温层的厚度较大，占用空间，另外更多更厚的保温层也增加了制造成本。
为了降低厚度、减少空间占用，降低制造成本，在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种防排烟耐火通风管道，防排烟耐火通风管道包括金属管道，金属管道内壁和/或外壁设置有热屏蔽层，热屏蔽层包括高温膨胀层，以及绝热层、导热层、热反射层的一种或多种。
附图说明
图1防排烟风管示意图
图2热屏蔽层示意图
图3二氧化硅包裹耐高温保护层示意图
图4绝热层包裹耐高温保护层示意图
图5具有枝晶陶瓷纤维承载气凝胶示意图
图6硅微粉表面镀二氧化钛镀层示意图
图7高温膨胀层在不同温度下形态示意图
图8排烟风管结构示意图
图9晶须硅酸铝纤维增强的二氧化硅气凝胶制备流程
图10氧化铝与二氧化硅气凝胶复合温度导热率特性图
图11莫来石纤维晶须骨架绝热层与硅酸铝纤维绝热层的温度-导热率特性图
图12添加硅微粉的莫来石纤维晶须骨架绝热层与硅酸铝纤维绝热层的温度-导热率特性图
图13添加硅微粉的绝热层凝胶颗粒绝热层的温度-导热率/收缩率特性图
图14添加镀有二氧化钛硅微粉的绝热层与添加硅微粉绝热层的导热率/收缩率特性图
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
术语解释
热屏蔽层：热屏蔽层设置于防排烟风管金属壁的内侧或外侧，用于屏蔽防排烟风管内部或者外部的热量。
绝热层：绝热层是热屏蔽层的一部分，通过自身低热导率的特性保护防排烟风管的金属结构。
导热层：导热层是热屏蔽层的一部分，通过自身高热导率的特性，将集中的热量迅速分散，降低局部高温导致的金属结构破坏风险。
热反射层：热反射层是热屏蔽层的一部分，通过自身的反射功能将高温情况下的热辐射反射出去，降低内部的温度。
耐高温添加剂：耐高温添加剂是绝热层的一种配方，用于提高绝热层在高温情况下的理化性能。
实施例1(硅铝复合)
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种防排烟耐火通风管道，防排烟耐火通风管道包括金属管道，金属管道内壁和/或外壁设置有热屏蔽层，热屏蔽层包括绝热层、导热层、热反射层的一种或多种。
绝热层包含骨架、绝热填料、耐高温添加剂、抗收缩添加剂、遮光剂。绝热填料是硅铝复合的气凝胶。硅铝复合的气凝胶填充于骨架中。耐高温添加剂是氧化铝、硅酸铝等耐热材料。骨架由纤维材料制成，纤维材料可以是氧化铝纤维、玻璃纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维的一种或多种。
绝热层的防火等级是不燃A级。绝热层的密度是50-500kg/m3，优选的密度是60kg/m3、70kg/m3、80kg/m3、90kg/m3、100kg/m3、150kg/m3、200kg/m3、250kg/m3、300kg/m3、350kg/m3、400kg/m3、450kg/m3、500kg/m3。绝热层的导热系数，W/(m·K)范围是：≤0.025(25℃)，优选的范围是≤0.020(25℃)；≤0.080(600℃)；优选的范围是≤0.060(600℃)。绝热层的厚度范围是≥20mm；优选的厚度范围是≥30mm。
金属管道具有抗菌能力，抗菌能力通过抗菌涂层实现，抗菌率≥95％,优选的抗菌率≥96％、97％、98％、99％。金属管道的管道壁厚度范围是0.2-1.5mm，优选的厚度是0.4mm、0.5mm、0.6mm。金属管道材料的抗压强度(厚度0.5mm)≥0.8Mpa，优选的抗压强度≥0.9Mpa、1.0Mpa、1.1Mpa。
防排烟耐火通风管道的单位重量范围是≤40kg/m2。防排烟耐火通风管道的耐火极限时间≥1h。防排烟耐火通风管道的抗压性能(风速，≤20m/s)≤1500Pa。防排烟耐火通风管道的比摩阻(风速，≤20m/s)≤24Pa/m。防排烟耐火通风管道的漏风量(1500Pa)≤4.08{m3/(h.㎡)}。防排烟耐火通风管道的耐压变形量(1500Pa)≤1.0％。
本发实施例要解决的技术问题是热屏蔽层的绝热层材料在高温情况下，会发生内部二氧化硅微观结构坍塌的问题，采用了通过工艺手段将耐火、耐高温性能更强的氧化铝材料与二氧化硅气凝胶复合的方法，以及加入硅微粉调节结构收缩的方法，提升绝热层的高温性能。
使用硅铝复合的气凝胶颗粒，可以避免单纯的二氧化硅气凝胶结构在600℃以上融化，同时提高比单纯的氧化铝气凝胶的隔热性能。使得绝热层在高温情况下仍能位置隔温效果，满足防排烟风管的使用要求。
硅铝复合的气凝胶颗粒在800℃情况下的导热系数范围是0.01W/m·K-0.2W/m·K，硅铝复合的气凝胶颗粒的起始融化温度是1000℃。绝热层的导热系数是0.01W/m·K-0.1W/m·K。硅铝复合的气凝胶颗粒径范围是10μm-900μm。
绝热层、导热层、热反射层通过粘合、热压的方式相互固定。热屏蔽层外部还可以使用玻纤布、铝箔层包裹，防止绝热填料碎裂掉粉的现象发生。
实施例2(莫来石晶须增强)
在本发明所涉及的一个技术方案中，绝热层包括晶须增强莫来石纤维二氧化硅气凝胶毡。由于硅酸铝可以在1200℃环境下长期使用，通过浸渍和冷冻干燥法在硅酸铝纤维表面原位生长出莫来石晶须。以莫来石纤维/晶须为骨架，结合真空浸渍法、溶胶凝胶工艺在莫来石纤维/晶须的基础上制备具有耐高温、低导热率的莫来石晶须增强SiO2气凝胶隔热材料。其制造方法如下。
硅铝枝连结构：以陶瓷纤维为骨架，骨架表面枝接陶瓷晶须/枝晶；骨架承载连接气凝胶材料，气凝胶可以是二氧化硅气凝胶、氧化铝气凝胶。
由于硅酸铝材料具有吸水的特性，在潮湿环境中长期使用，会吸收环境中的水分。吸水后硅酸铝纤维的内部结构受到影响，从而降低隔热性能，影响产品寿命。一种优选的技术方案是，晶须/枝晶外所包覆的气凝胶具备疏水特性。另一种优选的技术方案是，晶须/枝晶以及纤维经过表面处理具备疏水特性。
莫来石晶须制备：
(1)浸渍：将硅酸铝纤维毡浸入浸渍液中，浸渍液是硅溶胶。浸渍环境可以是低压、真空，浸渍的时间为15mn。
(2)冷冻干燥：将浸渍硅溶胶的硅酸铝纤维毡进行冷冻处理，冷冻温度是-20℃，冷冻时间30摄氏度。
(3)重复操作：重复步骤(1)浸渍和(2)干燥步骤，第二次浸渍的浸渍液是AINO3溶液，第三次为NHAF溶液。三次浸渍的硅源、铝源、氟源的摩尔比例是1:3:12。
(4)热处理：完成三次浸渍及冷冻干燥后，将浸渍后的硅酸铝纤维毡放入高温烧结炉中进行热处理。热处理时，起始温度为50℃，先以2℃/min的升温速率升至200℃，然后以5℃/min的升温速率升至1200℃，保温2h，最后让烧结炉自然冷却至室温。
莫来石晶须增强二氧化硅气凝胶毡制备：
溶胶制备：将硅源、水、醇混合，还可以加入水解催化剂加速水解获得含硅溶胶。硅源包括硅酸钠、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯等，水解催化剂包括盐酸、草酸、硝酸、硫酸等。溶胶中还可以加入遮光剂增强在高温情况下的隔温性能，抑制红外辐射，遮光剂包括二氧化钛、炭黑、SiC、六钛酸钾晶须、ZrO2等。
凝胶制备：加入凝胶催化剂使得含硅溶胶转变为凝胶。凝胶催化剂可以是氨水、二甲基甲酰胺等。加入凝胶催化剂后，静置24-72h获得凝胶。还可以加入凝胶催化剂后，将其浇筑至纤维预制件中后静置24-72h获得凝胶。还可以在加入凝胶催化剂后，再加入增强纤维以及纤维分散剂，并静置静置24-72h获得凝胶；增强纤维是晶须增强莫来石纤维＝；纤维分散剂可以是十二烷基磺酸钠、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠等。
老化/陈化：加入乙醇后，静置24-48h。
溶剂置换：在硅源中含有金属离子的情况下，先用水洗去除金属离子，再使用有机溶剂进行溶剂置换。若硅源中不含有金属离子，使用有机溶剂进行溶剂置换。有机溶剂可以是乙醇、异丙醇、正己烷的一种或混合。
干燥：干燥的方法可以是常温常压干燥、超临界干燥等。常温常压干燥的条件是，分别在60、80和120℃干燥2h，最后得白色SiO2气凝胶粉末。在溶剂是乙醇的情况下，在在5℃，5.5MPa下用液态二氧化碳浸泡3天，并放出置换出的乙醇；然后升温至35℃，10.5MPa并保持3h，然后以0.5MPa/h的速度缓慢泄压至常压，即得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，升温至超过240℃，压力超过8Mpa后，缓慢泄压，得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，按预设程序升温升压至临界点后，在恒定温度状态下，以缓慢的速度释放反应釜内部的流体，直至内外压力平衡。随后当温度降至室温时，得到成品。
本发实施例要解决的技术问题是热屏蔽层的绝热层材料在不耐受高温情况的问题，采用了在具有晶须的莫来石纤维，使得绝热层可以承受更高的温度。
实施例3(多功能-硅微粉耐高温/防收缩增强)
气凝胶的体积在高温情况下(800度以上)会发生体积收缩的现象，导致结构变化而降低隔热保温性能。
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种防排烟耐火通风管道，防排烟耐火通风管道包括金属管道，金属管道内壁和/或外壁设置有热屏蔽层，热屏蔽层包括绝热层、导热层、热反射层的一种或多种。
绝热层包含骨架、绝热填料、抗收缩添加剂和耐高温添加剂。绝热填料填充于骨架中。绝热填料还可以是被耐高温添加剂包覆二氧化硅气凝胶颗粒，耐高温添加剂可以是氧化铝、硅酸铝等耐热材料。绝热填料还可以是使用二氧化硅气凝胶包裹的铝盐或铝氧化物颗粒。二氧化硅气凝胶是以二氧化硅气凝胶颗粒形式填充于骨架中。骨架由纤维材料制成，纤维材料可以是氧化铝纤维、玻璃纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维的一种或多种。抗收缩添加剂是硅微粉，所述硅微粉可以是晶态二氧化硅粉粒，也可以是非晶态(无定型)二氧化硅粉粒。
利用硅微粉，特别是非晶态二氧化硅粉粒在高温情况下的晶相变化导致的体积变化，调整和抑制绝热层在高温下的收缩情况，同时非晶态硅微粉还可以提升绝热层的温度耐受能力。非晶态硅微粉是二氧化硅材料，在温度变化下会有晶型的转变带来的体积变化的现象。非晶态硅微粉体积的膨胀在绝热层经历高温过程中会抑制和降低内应力，从而减少绝热层内部的结构变化而稳定其在高温情况下的隔热保温性能。
硅微粉在高温并含有铝元素的情况下，会向莫来石方向进行反应和转变，莫来石是一种优秀的耐火材料，因此硅微粉的加入进一步提高了二氧化硅气凝胶毡的耐高温能力。
二氧化硅气凝胶是以二氧化硅气凝胶颗粒形式填充于骨架中。二氧化硅气凝胶颗粒经过工艺处理后，二氧化化硅气凝胶颗粒外表面被耐高温添加剂包覆，耐高温添加剂可以是氧化铝、硅酸铝等耐热材料。
非晶态硅微粉的粒径是800-8000目、1000-2000目、2000-3000目、3000-4000目、4000-5000目、5000-6000目、6000-7000目、7000-8000目、1000-1500目、1500目-3000目，或10-800nm、10-100nm、50-200nm、100-400nm、300-800nm。优选的粒径是800-1000目、1000-1200目、1000-3000目。硅微粉添加量是3-25％、1-10％、3-15％、5-20％、5-25％、10-25％，优选的添加量是2-10％、3-8％、3-6％。非晶态硅微粉的添加量为1-20％、1-15％、2-10％、3-8％。优选的粒径可以更好的促进硅、铝和氧键的结合，使得结构更加稳定。优选的添加量可以更好的提升材料在高温的抗收缩的能力，同时保持较高的隔热性能与机械强度。
添加了非晶态硅微粉的绝热层制造方法如下：
溶胶制备：将硅源、水、醇混合，还可以加入水解催化剂加速水解获得含硅溶胶。硅源包括硅酸钠、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯等，水解催化剂包括盐酸、草酸、硝酸、硫酸等。溶胶中还可以加入遮光剂增强在高温情况下的隔温性能，遮光剂包括二氧化钛、炭黑、SiC、六钛酸钾晶须、ZrO2等。
耐高温/防收缩增强：向制备好的溶胶中加入硅微粉。
凝胶制备：加入凝胶催化剂使得含硅溶胶转变为凝胶。凝胶催化剂可以是氨水、二甲基甲酰胺等。加入凝胶催化剂后，静置24-72h获得凝胶。还可以加入凝胶催化剂后，将其浇筑至纤维预制件中后静置24-72h获得凝胶。还可以在加入凝胶催化剂后，再加入增强纤维以及纤维分散剂，并静置静置24-72h获得凝胶；增强纤维可以是水镁石纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、石英纤维；纤维分散剂可以是十二烷基磺酸钠、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠等。
老化/陈化：加入乙醇后，静置24-48h。
溶剂置换：在硅源中含有金属离子的情况下，先用水洗去除金属离子，再使用有机溶剂进行溶剂置换。若硅源中不含有金属离子，使用有机溶剂进行溶剂置换。有机溶剂可以是乙醇、异丙醇、正己烷的一种或混合。
改性：使用改性剂对溶剂置换后的凝胶进行改性处理。改性剂可以是TMCS/正已烷体系、三甲基氯硅烷/正己烷体系(体积比1：9)等，使用改性剂浸泡24-48h进行改性，改性后用正己烷洗涤。改性后的气凝胶具备疏水特性。改性温度是20-50℃。
干燥：干燥的方法可以是常温常压干燥、超临界干燥等。常温常压干燥的条件是，分别在60、80和120℃干燥2h，最后得白色SiO2气凝胶粉末。在溶剂是乙醇的情况下，在在5-20℃，4-8MPa下用液态二氧化碳浸泡2-5天，并放出置换出的乙醇；然后升温至30-50℃，9-15MPa并保持1-3h，然后以0.1-1MPa/h的速度缓慢泄压至常压，即得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，升温至超过200℃，压力超过8Mpa后，缓慢泄压，得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，按预设程序升温升压至临界点后，在恒定温度状态下，以缓慢的速度释放反应釜内部的流体，直至内外压力平衡。随后当温度降至室温时，得到成品。
实施例4(多功能-硅微粉镀二氧化钛/团聚)
在高温情况下，热辐射的现象增强。为了减少高温情况下由于热辐射现象导致的隔热性能变差的情况，可以在材料中添加遮光剂，降低辐射现象。二氧化钛是一种常用的遮光剂，但是二氧化钛在添加的过程中容易出现团聚的现象，使得二氧化钛无法均匀分散，尤其在溶胶-凝胶过程中会出现团聚现象，影响最终的遮光效果。
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种防排烟耐火通风管道，防排烟耐火通风管道包括金属管道，金属管道内壁和/或外壁设置有热屏蔽层，热屏蔽层包括绝热层、导热层、热反射层的一种或多种。
遮光剂是二氧化钛，由于二氧化钛在添加过程中容易团聚，因此在添加过程中还加入分散剂抑制二氧化钛的团聚现象。
还可以通过将二氧化钛镀膜至硅微粉表面，使其稳定的与硅微粉表面结合，从而抑制二氧化钛的团聚现象。二氧化钛可以采用氟掺杂或者氮掺杂的二氧化钛纳米颗粒，增强红外波段的遮光效果。二氧化钛晶型可以是锐钛矿型。
绝热层包含骨架、绝热填料、遮光剂、耐高温添加剂。绝热填料填充于骨架中。绝热填料还可以是被耐高温添加剂包覆二氧化硅气凝胶颗粒，耐高温添加剂可以是氧化铝、硅酸铝等耐热材料。绝热填料还可以是使用二氧化硅气凝胶包裹的铝盐或铝氧化物颗粒。二氧化硅气凝胶是以二氧化硅气凝胶颗粒形式填充于骨架中。骨架由纤维材料制成，纤维材料可以是氧化铝纤维、玻璃纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维的一种或多种。
还可已应用增透膜原理，通过设置镀膜的厚度增强对红外波段辐射的吸收，还可已通过设置多层增透膜进一步的增强对红外波段辐射的吸收。
溶胶制备：将硅源、水、醇混合，还可以加入水解催化剂加速水解获得含硅溶胶。硅源包括硅酸钠、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯等，水解催化剂包括盐酸、草酸、硝酸、硫酸等。溶胶中还可以加入遮光剂增强在高温情况下的隔温性能，遮光剂包括二氧化钛、炭黑、SiC、六钛酸钾晶须、ZrO2等。
遮光剂增强：向制备好的溶胶中加入二氧化钛，以及分散剂，或者向制备好的溶胶中加入镀有二氧化钛膜的硅微粉。
分散剂可以是：硅酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、聚羧酸酯、聚甲基丙烯酸铵、聚乙二醇。
凝胶制备：加入凝胶催化剂使得含硅溶胶转变为凝胶。凝胶催化剂可以是氨水、二甲基甲酰胺等。加入凝胶催化剂后，静置24-72h获得凝胶。还可以加入凝胶催化剂后，将其浇筑至纤维预制件中后静置24-72h获得凝胶。还可以在加入凝胶催化剂后，再加入增强纤维以及纤维分散剂，并静置静置24-72h获得凝胶；增强纤维可以是水镁石纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、石英纤维；纤维分散剂可以是十二烷基磺酸钠、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠等。
老化/陈化：加入乙醇后，静置24-48h。
溶剂置换：在硅源中含有金属离子的情况下，先用水洗去除金属离子，再使用有机溶剂进行溶剂置换。若硅源中不含有金属离子，使用有机溶剂进行溶剂置换。有机溶剂可以是乙醇、异丙醇、正己烷的一种或混合。
改性：使用改性剂对溶剂置换后的凝胶进行改性处理。改性剂可以是TMCS/正已烷体系、三甲基氯硅烷/正己烷体系(体积比1：9)等，使用改性剂浸泡24-48h进行改性，改性后用正己烷洗涤。改性后的气凝胶具备疏水特性。改性温度是20-50℃。
干燥：干燥的方法可以是常温常压干燥、超临界干燥等。常温常压干燥的条件是，分别在60、80和120℃干燥2h，最后得白色SiO2气凝胶粉末。在溶剂是乙醇的情况下，在在5℃，5.5MPa下用液态二氧化碳浸泡3天，并放出置换出的乙醇；然后升温至35℃，10.5MPa并保持3h，然后以0.5MPa/h的速度缓慢泄压至常压，即得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，升温至超过240℃，压力超过8Mpa后，缓慢泄压，得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，按预设程序升温升压至临界点后，在恒定温度状态下，以缓慢的速度释放反应釜内部的流体，直至内外压力平衡。随后当温度降至室温时，得到成品。
硅微粉二氧化钛镀膜方法如下。
二氧化钛前驱体制备：配方包括钛源、去离子水、酸、水解抑制剂、溶剂；钛源可以是钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四丙酯等钛酸酯中的一种或多种。
含硅前驱体制备：配方包括硅源、酸性催化剂、溶剂、pH调节剂；硅源可以是正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷等硅氧烷中的一种或多种，或者二氧化钛粉末。含硅前驱体还可以包括聚丙二醇、环氧乙烷。
二氧化钛溶胶液制备：将二氧化钛前驱体与含硅前驱体混合制得二氧化钛溶胶。或者直接使用二氧化钛前驱体作为二氧化钛溶胶。
硅微粉镀膜：将硅微粉浸渍于二氧化钛溶胶中5-15min后取出，并至于400-600℃烘干。
在二氧化钛溶胶中加入含硅前驱体，其中的硅源可以更好的使得钛源/二氧化钛与硅微粉表面结合。
实施例5(硅铝复合)
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种绝热填料，绝热填料包括二氧化硅气凝胶，二氧化硅气凝胶的制造方法如下。
二氧化硅溶胶制备：将硅源、水、醇混合，取正硅酸乙酯440ml、水72ml、乙醇720ml、盐酸1ml，加入容器中搅拌，得到硅溶胶。
氧化铝溶胶制备：异丙醇铝30g，270ml水，加入0.1ml乙酰乙酸乙酯，将异丙醇铝水解，水解温度是75℃，水解时间3h，得到稳定的氧化铝溶胶。
凝胶制备：取200ml二氧化硅溶胶，150ml氧化铝溶胶，加入1ml氨水，静置36h获得凝胶。
溶剂置换：使用乙醇溶剂进行溶剂置换。
干燥：在5℃，5.5MPa下用液态二氧化碳浸泡，并放出置换出的乙醇；然后升温至35℃，10.5MPa并保持3h，然后以0.5MPa/h的速度缓慢泄压至常压，即得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，升温至超过240℃，压力超过8Mpa后，缓慢泄压，得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，按预设程序升温升压至临界点后，在恒定温度状态下，以缓慢的速度释放反应釜内部的流体，直至内外压力平衡。随后当温度降至室温时，得到成品。
表1二氧化硅气与氧化铝复合气凝胶绝热层B与常规二氧化硅绝热层A参数表
绝热层B 绝热层A
温度(℃) 导热率(W/m·K) 导热率(W/m·K)
300 0.040 0.038
400 0.051 0.0490
500 0.052 0.061
600 0.061 ＞0.1
700 0.063 ＞0.1
800 0.065 ＞0.1
900 0.070 ＞0.1
1000 0.072 ＞0.1
实施例6(晶须莫来石气凝胶毡)
莫来石晶须制备：
(1)浸渍：将硅酸铝纤维毡浸入浸渍液中，浸渍液是硅溶胶。浸渍环境可以是低压、真空，浸渍的时间为15mn。
(2)冷冻干燥：将浸渍硅溶胶的硅酸铝纤维毡进行冷冻处理，冷冻温度是-20℃，冷冻时间30摄氏度。
(3)重复操作：重复步骤(1)浸渍和(2)干燥步骤，第二次浸渍的浸渍液是AlNO3溶液，第三次为NHAF溶液。三次浸渍的硅源、铝源、氟源的摩尔比例是1:3:12。
(4)热处理：完成三次浸渍及冷冻干燥后，将浸渍后的硅酸铝纤维毡放入高温烧结炉中进行热处理。热处理时，起始温度为50℃，先以2℃/min的升温速率升至200℃，然后以5℃/min的升温速率升至1200℃，保温2h，最后让烧结炉自然冷却至室温。
莫来石晶须增强二氧化硅气凝胶毡制备：
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种莫来石晶须增强二氧化硅气凝胶毡，其制造方法如下。
二氧化硅溶胶制备：将硅源、水、醇混合，取正硅酸乙酯440ml、水72ml、乙醇720ml、盐酸1ml，15g硅微粉，加入容器中搅拌，得到硅溶胶。
凝胶制备：取200ml二氧化硅溶胶，150ml氧化铝溶胶，加入1ml氨水，静置36h获得凝胶，并将其浇筑至具有晶须的莫来石纤维预制件中后，静置大于36h，获得凝胶。
溶剂置换：使用乙醇溶剂进行溶剂置换。
干燥：在5℃，5.5MPa下用液态二氧化碳浸泡，并放出置换出的乙醇；然后升温至35℃，10.5MPa并保持3h，然后以0.5MPa/h的速度缓慢泄压至常压，即得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，升温至超过240℃，压力超过8Mpa后，缓慢泄压，得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，按预设程序升温升压至临界点后，在恒定温度状态下，以缓慢的速度释放反应釜内部的流体，直至内外压力平衡。随后当温度降至室温时，得到成品。
凝胶时间需要大于36h，这样操作可以使得二氧化硅气凝胶完全包覆莫来石纤维，增强莫来石纤维的疏水性能。
表2具有莫来石纤维晶须骨架的绝热层C与硅酸铝纤维绝热层参数表
Figure BDA0003615795840000131
Figure BDA0003615795840000141
实施例7(晶须莫来石气凝胶毡-硅微粉)
莫来石晶须制备：
(1)浸渍：将硅酸铝纤维毡浸入浸渍液中，浸渍液是硅溶胶。浸渍环境可以是低压、真空，浸渍的时间为15mn。
(2)冷冻干燥：将浸渍硅溶胶的硅酸铝纤维毡进行冷冻处理，冷冻温度是-20℃，冷冻时间30摄氏度。
(3)重复操作：重复步骤(1)浸渍和(2)干燥步骤，第二次浸渍的浸渍液是AlNO3溶液，第三次为NHAF溶液。三次浸渍的硅源、铝源、氟源的摩尔比例是1:3:12。
(4)热处理：完成三次浸渍及冷冻干燥后，将浸渍后的硅酸铝纤维毡放入高温烧结炉中进行热处理。热处理时，起始温度为50℃，先以2℃/min的升温速率升至200℃，然后以5℃/min的升温速率升至1200℃，保温2h，最后让烧结炉自然冷却至室温。
莫来石晶须增强二氧化硅气凝胶毡制备：
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种莫来石晶须增强二氧化硅气凝胶毡，其制造方法如下。
二氧化硅溶胶制备：将硅源、水、醇混合，取正硅酸乙酯440ml、水72ml、乙醇720ml、盐酸1ml，加入容器中搅拌，得到硅溶胶。
凝胶制备：取200ml二氧化硅溶胶，150ml氧化铝溶胶，加入1ml氨水，静置36h获得凝胶，并将其浇筑至具有晶须的莫来石纤维预制件中后，静置36h获得凝胶。
溶剂置换：使用乙醇溶剂进行溶剂置换。
干燥：在5℃，5.5MPa下用液态二氧化碳浸泡，并放出置换出的乙醇；然后升温至35℃，10.5MPa并保持3h，然后以0.5MPa/h的速度缓慢泄压至常压，即得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，升温至超过240℃，压力超过8Mpa后，缓慢泄压，得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，按预设程序升温升压至临界点后，在恒定温度状态下，以缓慢的速度释放反应釜内部的流体，直至内外压力平衡。随后当温度降至室温时，得到成品。
表3具有莫来石纤维晶须骨架和硅微粉的绝热层D与绝热层C参数表
Figure BDA0003615795840000142
Figure BDA0003615795840000151
实施例8(硅微粉)
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种绝热填料，其制造方法如下。
二氧化硅溶胶制备：将硅源、水、醇混合，取正硅酸乙酯440ml、水72ml、乙醇720ml、盐酸1ml，硅微粉20g，硅微粉粒径为1000目，加入容器中搅拌，还可以增加超声分散步骤更好的分散硅微粉，得到硅溶胶。
凝胶制备：取500ml硅溶胶，加入1ml氨水，静置36h获得凝胶。
溶剂置换：使用乙醇溶剂进行溶剂置换。
干燥：在5℃，5.5MPa下用液态二氧化碳浸泡，并放出置换出的乙醇；然后升温至35℃，10.5MPa并保持3h，然后以0.5MPa/h的速度缓慢泄压至常压，即得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，升温至超过240℃，压力超过8Mpa后，缓慢泄压，得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，按预设程序升温升压至临界点后，在恒定温度状态下，以缓慢的速度释放反应釜内部的流体，直至内外压力平衡。随后当温度降至室温时，得到成品。
表4添加硅微粉二氧化硅气凝胶绝热层E与常规二氧化硅绝热层A参数表
Figure BDA0003615795840000152
Figure BDA0003615795840000161
实施例9(硅微粉-凝胶改性)
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种绝热填料，其制造方法如下。
二氧化硅溶胶制备：将硅源、水、醇混合，取正硅酸乙酯440ml、水72ml、乙醇720ml、盐酸1ml，硅微粉20g，加入容器中搅拌，得到硅溶胶。
凝胶制备：取500ml硅溶胶，加入1ml氨水，静置36h获得凝胶。
溶剂置换：使用乙醇溶剂进行溶剂置换。
改性：使用三甲基氯硅烷/正己烷体系改性剂对凝胶浸泡24-48h进行改性，三甲基氯硅烷/正己烷体积比1：9，温度是40℃。
干燥：在5℃，5.5MPa下用液态二氧化碳浸泡，并放出置换出的乙醇；然后升温至35℃，10.5MPa并保持3h，然后以0.5MPa/h的速度缓慢泄压至常压，即得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，升温至超过240℃，压力超过8Mpa后，缓慢泄压，得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，按预设程序升温升压至临界点后，在恒定温度状态下，以缓慢的速度释放反应釜内部的流体，直至内外压力平衡。随后当温度降至室温时，得到成品。
实施例10(硅微粉-二氧化钛镀膜)
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种绝热填料，其制造方法如下。
二氧化硅溶胶制备：将硅源、水、醇混合，取正硅酸乙酯440ml、水72ml、乙醇720ml、盐酸1ml，表面镀有二氧化钛镀膜的硅微粉20g，加入容器中搅拌，得到硅溶胶。
凝胶制备：取500ml硅溶胶，加入1ml氨水，静置36h获得凝胶。
溶剂置换：使用乙醇溶剂进行溶剂置换。
干燥：在5℃，5.5MPa下用液态二氧化碳浸泡，并放出置换出的乙醇；然后升温至35℃，10.5MPa并保持3h，然后以0.5MPa/h的速度缓慢泄压至常压，即得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，升温至超过240℃，压力超过8Mpa后，缓慢泄压，得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，按预设程序升温升压至临界点后，在恒定温度状态下，以缓慢的速度释放反应釜内部的流体，直至内外压力平衡。随后当温度降至室温时，得到成品。
表5添加具有二氧化钛镀膜的硅微粉的绝热层H与绝热层E参数表
Figure BDA0003615795840000162
Figure BDA0003615795840000171
本发实施例要解决的技术问题是为了抑制高温情况下热辐射增强，加入二氧化钛遮光剂，但二氧化钛遮光剂会发生团聚的问题。采用加入表面镀有二氧化钛镀膜的硅微粉。在解决二氧化钛团聚问题的同时，还可以抑制气凝胶材料高温收缩的问题。
实施例11(硅微粉/二氧化钛镀膜，铝包硅)
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种绝热填料，其制造方法如下。
二氧化硅溶胶制备：将硅源、水、醇混合，取正硅酸乙酯440ml、水72ml、乙醇720ml、盐酸1ml，表面镀有二氧化钛镀膜的硅微粉20g，加入容器中搅拌，得到硅溶胶。
凝胶制备：取500ml硅溶胶，加入1ml氨水，静置36h获得凝胶。机械破碎制得的二氧化硅凝胶。
制备氧化铝溶胶：异丙醇铝30g，270ml水，加入0.1ml乙酰乙酸乙酯，将异丙醇铝水解，水解温度是75℃，水解时间3h，得到稳定的氧化铝溶胶。
氧化铝包裹：将破碎的二氧化硅凝50g分散混合至200ml制得的氧化铝溶胶中，并加入15g聚乙二醇使氧化铝溶胶凝胶化，并将其浇筑至硅酸铝纤维预制件中后静置36h获得凝胶。
溶剂置换：使用乙醇溶剂进行溶剂置换。
干燥：在5℃，5.5MPa下用液态二氧化碳浸泡，并放出置换出的乙醇；然后升温至35℃，10.5MPa并保持3h，然后以0.5MPa/h的速度缓慢泄压至常压，即得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，升温至超过240℃，压力超过8Mpa后，缓慢泄压，得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，按预设程序升温升压至临界点后，在恒定温度状态下，以缓慢的速度释放反应釜内部的流体，直至内外压力平衡。随后当温度降至室温时，得到成品。
表6添加具有二氧化钛镀膜的硅微粉，以及颗粒为氧化铝包裹二氧化硅气凝胶的绝热层I与常规二氧化硅绝热层A参数表
绝热层I 绝热层A
温度(℃) 导热率(W/m·K) 导热率(W/m·K)
300 0.041 0.038
400 0.051 0.0490
500 0.054 0.061
600 0.055 ＞0.1
700 0.062 ＞0.1
800 0.064 ＞0.1
900 0.069 ＞0.1
实施例12(硅微粉二氧化钛-凝胶改性)
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种绝热填料，其制造方法如下。
二氧化硅溶胶制备：将硅源、水、醇混合，取正硅酸乙酯440ml、水72ml、乙醇720ml、盐酸1ml，表面镀有二氧化钛镀膜的硅微粉20g，加入容器中搅拌，得到硅溶胶。
凝胶制备：取500ml硅溶胶，加入1ml氨水，静置36h获得凝胶。
溶剂置换：使用乙醇溶剂进行溶剂置换。
改性：使用三甲基氯硅烷/正己烷体系改性剂对凝胶浸泡24-48h进行改性，三甲基氯硅烷/正己烷体积比1：9，温度是40℃。
干燥：在5℃，5.5MPa下用液态二氧化碳浸泡，并放出置换出的乙醇；然后升温至35℃，10.5MPa并保持3h，然后以0.5MPa/h的速度缓慢泄压至常压，即得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，升温至超过240℃，压力超过8Mpa后，缓慢泄压，得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，按预设程序升温升压至临界点后，在恒定温度状态下，以缓慢的速度释放反应釜内部的流体，直至内外压力平衡。随后当温度降至室温时，得到成品。
实施例13(整体处理耐温)
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种防排烟耐火通风管道，防排烟耐火通风管道包括金属管道，金属管道内壁和/或外壁设置有热屏蔽层，热屏蔽层包括绝热层、导热层、热反射层的一种或多种。
绝热层包含骨架、绝热填料。绝热填料包括二氧化硅气凝胶、硅酸铝气凝胶的一种或多种。气凝胶包含二氧化硅材料、硅酸铝。骨架由纤维材料制成，纤维材料可以是氧化铝纤维、玻璃纤维、硅酸铝纤维、莫来石纤维的一种或多种。二氧化硅气凝胶可以是二氧化硅气凝胶颗粒形式填充于骨架中；还可以是一体成型的方式，填充于骨架中。气凝胶中还可以添加硅微粉作为抗收缩添加剂，减少高温情况下的气凝胶收缩问题。
耐高温保护层覆盖于绝热层表面，或者包裹绝热层。耐高温保护层可以是氧化铝、硅酸铝等耐热材料。绝热层通过将二氧化硅气凝胶毡浸渍含铝浆料，并经过高温烘干后得到具有氧化铝耐温外壳的二氧化硅气凝胶毡
耐高温添加剂包覆后的气凝胶颗粒的导热系数范围是0.01W/m·K-0.2W/m·K，耐高温添加剂包覆后的二氧化硅气凝胶的起始融化温度是1000℃。绝热层的导热系数是0.01W/m·K-0.1W/m·K。耐高温添加剂包覆后的二氧化硅气凝胶粒径范围是10μm-900μm。耐高温添加剂包覆层的厚度范围是5μm-500μm。
绝热层、导热层、热反射层通过粘合、热压的方式相互固定。热屏蔽层外部还可以使用玻纤布、铝箔层、聚合物薄膜包裹，防止绝热填料碎裂掉粉的现象发生，同时还可以防潮疏水。
绝热层覆盖耐高温保护层的方法是：
耐高温浆料制备：将氢氧化铝、陶瓷纤维、水按照一定比例混合制成浆料。或者还可以将铝盐、陶瓷纤维、水按照一定比例混合后，调节酸碱度生成含有氢氧化铝的浆料。
耐高温浆料涂覆：将绝热层浸渍至耐高温浆料中。
耐高温保护层干燥：将经过耐高温浆料浸渍的绝热层加热进行高温处理，烘干浆料制得含有耐高温保护层的绝热层。
疏水性处理：在绝热层外部包裹疏水材料，疏水材料可以是聚合物包膜、疏喷剂等。
绝热层覆盖耐高温保护层后，可以避免内部的二氧化硅气凝胶颗粒在高温如600℃以上融化，使得耐高温绝热层在高温情况下仍能维持隔温效果，满足防排烟风管的使用要求。
实施例14(导热&吸热)
常规防排烟风管为了实现隔温、耐高温的性能，通常使用更厚的隔温材料，更高等级的耐火材料，阻断热量传递，从而达到隔温、耐高温的要求。发明人发现，防排烟耐火通风管道的在紧急情况下，往往是局部受到高温影响，从而影响到其结构稳定性。防排烟的其余大部分位置，并没有达到设计极限而出现性能问题。因此发明人认为，可以使用导热而隔热、耐温的方法，将局部的高温扩散至防排烟风管其余的位置，降低局部的高温从而使得防排烟风管可以承受更高的温度。
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种防排烟耐火通风管道，防排烟耐火通风管道包括金属管道，金属管道内壁和/或外壁设置有热屏蔽层，热屏蔽层包括绝热层、导热层、热反射层的一种或多种。
导热层可以是导热金属板，如铜、铝等高导热性能的金属材料；还可以是导热金属结构，如中空的导热夹层；还可以是设置有热管的装置的导热层。
其中导热层、热反射层、绝热层依次叠加构成热屏蔽层。另外一种布置方式是热反射层、导热层、绝热层依次叠加构成热屏蔽层。绝热层与金属管道内壁和/或外壁贴合。
导热层的形式包括硅胶散热膜、石墨散热膜、金属导热板、热管式导热板。金属板的材料可以是铜板、铝板。导热层的形式还可以是具有导热结构的通道，如双层中空金属板。导热层的在800℃情况下的导热系数范围是20W/m·K-50W/m·K。
在防排烟风管设置导热层可以强化防排烟耐火通风管道的导热、散热性能，防止局部高温，可以避免内部的二氧化硅气凝胶颗粒在高温如600℃以上融化，使得绝热层在高温情况下仍能保维持结构稳定，满足防排烟风管的使用要求。
发明人还认为，可以在防排烟风管内部设置吸热层的方式降低局部高温，从而使得防排烟风管可以承受更高的温度。
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种防排烟耐火通风管道，防排烟耐火通风管道包括金属管道，金属管道内壁和/或外壁设置有热屏蔽层，热屏蔽层包括绝热层，热屏蔽层还可以包括导热层、热反射层、吸热层的一种或多种。
一种优选的方式是导热层、热反射层、吸热层、绝热层依次叠加构成热屏蔽层。另外一种布置方式是热反射层、吸热层、绝热层依次叠加构成热屏蔽层。绝热层与金属管道内壁和/或外壁贴合。
吸热层由储热材料构成，储热材料可以是相变材料、受热挥发材料等，还可以是预置的降温材料如预置水仓、预置二氧化碳仓等，在遇到高温时候可以释放装载的水、二氧化碳等降温载体，吸收热量。相变材料可以吸收热量并保持温度恒定，从而在局部有高温的情况下，吸收热量产生相变而温度不升高，进而保护绝热层的气凝胶结构不坍塌，使得绝热层维持隔热效果，从而使得整个热屏蔽层在高温下仍能保持隔温效果。
相变材料为融盐类，熔融盐包括碳酸盐、氯化盐、氟化盐。
在防排烟风管设置吸热层可以降低防排烟耐火通风管道的温度，防止局部高温，可以避免内部的二氧化硅气凝胶颗粒在高温如600℃以上融化，使得气凝胶绝热达到使用要求。
绝热层、导热层、热反射层、吸热层通过粘合、热压的方式相互固定。热屏蔽层外部还可以使用玻纤布、铝箔层包裹，防止绝热填料碎裂掉粉的现象发生。
实施例15(多功能-高温时膨胀增强耐高温能力)
为了在高温情况下具有较好的隔热性能，除了需要很低的导热系数外，还需要材料具备一定的厚度。然而在实际使用中，对于防排烟风管来说，只有在火灾等紧急情况下才会面对高温，并用到防排烟风管的优异隔热性能，并且对这些优异隔热性能的需求时一次性的。在平时的大部分情况下不需要如此优异的隔热耐温性能，且如果为了达到优异隔热耐温性能，保温层的厚度较大，占用空间，另外更多更厚的保温层也增加了制造成本。
为了降低厚度、减少空间占用，降低制造成本，在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种防排烟耐火通风管道，防排烟耐火通风管道包括金属管道，金属管道内壁和/或外壁设置有热屏蔽层，热屏蔽层包括高温膨胀层，以及绝热层、导热层、热反射层的一种或多种。
晶须增强莫来石纤维二氧化硅气凝胶的隔热性能低于二氧化硅气凝胶，因此在单独使用晶须增强莫来石纤维二氧化硅气凝胶毡为达到隔热需求，仍然会占用较大空间。因此可以将晶须增强莫来石纤维二氧化硅气凝胶毡与高温膨胀层复合，组成隔热层，即减少了空间占用，同时还可以保证隔热层在高温情况下的隔热性能。
高温膨胀层包括高温发泡剂、多功能碳颗粒、稳定剂。高温发泡剂的发泡温度大于500℃，高温发泡剂是碳化硅粉末或颗粒。多功能碳颗粒可以是石墨、石墨烯。稳定剂是二氧化锰。高温膨胀层的厚度是1-5mm，膨胀后的厚度是20-100mm。一种优选的方案是还包括气凝胶颗粒，以提升高温膨胀层的隔热性能。气凝胶颗粒的添加的质量比例是3-5％。高温膨胀层还可以包含减水剂，减水剂为三聚磷酸钠或六偏磷酸钠。
高温膨胀层在遇到高温时候碳化硅会膨胀发泡，高温膨胀层的厚度增加、导热率降低，同时内部添加的多功能碳颗粒在高温情况下兼具遮光剂的作用，减少高温情况下的热辐射。保护防排烟风管在高温情况下的结构稳定。多功能碳颗粒在高温膨胀层未发泡情况下(500℃以下)，由于还处于紧密压合状态，其具有比较好的导热功能，可以快速分散热量，降低局部过热的情况。当温度超过500℃以上时，通过导热分散也无法使得整体温度低于排烟风管可耐受的温度时候，高温膨胀层膨胀发泡，其中的多功能碳颗粒由于被分散不在紧密连接导热性能消失，高温膨胀层由导热功能变为具有高温隔热性能的功能层。同时这些多功能碳颗粒在这种状况下，具有对红外线的吸收作用，起到了遮光剂的作用，进一步提高了高温状态下的隔热性能。
表7含高温膨胀的热屏蔽层与常规二氧化硅绝热层A参数表
含高温膨胀的热屏蔽层 绝热层A 绝热层C
温度(℃) 导热率(W/m·K) 导热率(W/m·K) 导热率(W/m·K)
300 0.039 0.038 0.029
400 0.048 0.0490 0.036
500 0.054 0.061 0.039
600 0.058 ＞0.1 0.045
700 0.062 ＞0.1 0.049
800 0.041 ＞0.1 0.052
900 0.049 ＞0.1 0.076
1000 0.052 ＞0.1 0.089
1100 0.063 ＞0.1 0.106
1200 0.067 ＞0.1 0.118
实施例16(氧化铝气凝胶包裹)
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种绝热层，绝热层包含骨架、绝热填料。绝热填料包括二氧化硅气凝胶、硅酸铝气凝胶的一种或多种。骨架由纤维材料制成，纤维材料可以是陶瓷纤维、玻璃纤维的一种或多种。二氧化硅气凝胶可以是二氧化硅气凝胶颗粒形式填充于骨架中；还可以是一体成型的方式，填充于骨架中。
绝热填料是二氧化硅气凝胶颗粒的形式，二氧化硅气凝胶颗粒表面经过耐高温保护层包裹，耐高温保护层可以是氧化铝、硅酸铝等耐热材料。
二氧化硅气凝胶颗粒表面经过耐高温保护层包裹的一种方法(有机醇铝法)是：
(1)制备(氢)氧化铝溶胶：先将含有机铝先驱体在水中将其分散水解，还可以添加水解催化剂加强水解反应。含铝先驱体包括异丙醇铝、仲丁醇铝的一种或多种。水解催化剂包括硝酸、乙酰乙酸乙酯、盐酸等。水解温度是60℃-90℃。水解时间3-4h。
(2)耐高温保护层包裹：将二氧化硅气凝胶颗粒分散混合至(氢)氧化铝溶胶中，并加入凝胶催化剂使得(氢)氧化铝溶胶凝胶化。所述凝胶催化剂可以是环氧丙烷、冰醋酸、乙酰乙酸乙酯、乙酰丙酮、碱等。还可以加入甲醇调节耐高温保护层的气凝胶密度。
(3)干燥：通过高温、常压、超临界等干燥的方式，将包裹了耐高温保护层的二氧化硅颗粒进行干燥。
二氧化硅气凝胶颗粒表面经过耐高温保护层包裹的一种方法(无机铝盐法)是：
(1)制备(氢)氧化铝溶胶：先在碱性条件下使铝盐水解，待完全水解生成沉淀后离心分离或蒸发水分，将沉淀物洗涤去除阴离子，加胶溶剂使沉淀物胶溶，控制溶胶pH值，可形成稳定的澄清透明的(氢)氧化铝溶胶。所述铝盐包括六水氯化铝、九水硝酸铝、硫酸铝胺等。所述的碱性条件可以通过氨水等碱性物质的获得。
(2)耐高温保护层包裹：将二氧化硅气凝胶颗粒分散混合至(氢)氧化铝溶胶中，并加入凝胶网络诱导剂使得(氢)氧化铝溶胶凝胶化，凝胶网络诱导剂包括聚乙二醇。
(3)干燥：通过高温、常压、超临界等干燥的方式，将包裹了耐高温保护层的二氧化硅颗粒进行干燥。
二氧化硅气凝胶颗粒表面经过耐高温保护层包裹的一种方法(粉体分散法)是：
(1)制备(氢)氧化铝溶胶：应用粉体分散法(或物理化学粉法)，以水合氧化铝粉体如SB粉(德国Condea公司产纯勃姆石粉体)、PB粉(拟薄水铝石)为先驱体，将其分散在介质中形成悬浮液，介质可以是水，加入胶溶剂借助物理化学反应使固体粒子分散变小成(氢)氧化铝溶胶粒子。悬浮液所述温度是85℃。溶胶剂包括硝酸、盐酸，酸的浓度可以是1.6mol/L。酸铝比为(H+/Al)＝0.09。
(2)耐高温保护层包裹：将二氧化硅气凝胶颗粒分散混合至(氢)氧化铝溶胶中，并加入凝胶网络诱导剂使得(氢)氧化铝溶胶凝胶化，凝胶网络诱导剂包括聚乙二醇。凝胶化的时间至少5h，温度60-90℃
(3)干燥：通过高温、常压、超临界等干燥的方式，将包裹了耐高温保护层的二氧化硅颗粒进行干燥。
二氧化硅颗粒经过耐高温保护层处理后，可以避免内部的二氧化硅气凝胶颗粒在高温如600℃以上融化，使得绝热层在高温情况下仍能位置隔温效果，满足防排烟风管的使用要求。
实施例17(常规二氧化硅气凝胶制备)
在本发明所涉及的一个技术方案中，提供一种绝热填料，绝热填料包括二氧化硅气凝胶，二氧化硅气凝胶的制造方法如下。
溶胶制备：将硅源、水、醇混合，还可以加入水解催化剂加速水解获得含硅溶胶。硅源包括硅酸钠、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯等，水解催化剂包括盐酸、草酸、硝酸、硫酸等。溶胶中还可以加入遮光剂增强在高温情况下的隔温性能，遮光剂包括二氧化钛、炭黑、SiC、六钛酸钾晶须、ZrO2等。
凝胶制备：加入凝胶催化剂使得含硅溶胶转变为凝胶。凝胶催化剂可以是氨水、二甲基甲酰胺等。加入凝胶催化剂后，静置24-72h获得凝胶。还可以加入凝胶催化剂后，将其浇筑至纤维预制件中后静置24-72h获得凝胶。还可以在加入凝胶催化剂后，再加入增强纤维以及纤维分散剂，并静置静置24-72h获得凝胶；增强纤维可以是水镁石纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、石英纤维；纤维分散剂可以是十二烷基磺酸钠、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠等。
老化/陈化：加入乙醇后，静置24-48h。
溶剂置换：在硅源中含有金属离子的情况下，先用水洗去除金属离子，再使用有机溶剂进行溶剂置换。若硅源中不含有金属离子，使用有机溶剂进行溶剂置换。有机溶剂可以是乙醇、异丙醇、正己烷的一种或混合。
改性：使用改性剂对溶剂置换后的凝胶进行改性处理。改性剂可以是TMCS/正已烷体系、三甲基氯硅烷/正己烷体系(体积比1：9)等，使用改性剂浸泡24-48h进行改性，改性后用正己烷洗涤。改性后的气凝胶具备疏水特性。改性温度是20-50℃。
干燥：干燥的方法可以是常温常压干燥、超临界干燥等。常温常压干燥的条件是，分别在60、80和120℃干燥2h，最后得白色SiO2气凝胶粉末。在溶剂是乙醇的情况下，在在5℃，5.5MPa下用液态二氧化碳浸泡3天，并放出置换出的乙醇；然后升温至35℃，10.5MPa并保持3h，然后以0.5MPa/h的速度缓慢泄压至常压，即得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，升温至超过240℃，压力超过8Mpa后，缓慢泄压，得到气凝胶块体。在溶剂是乙醇的情况下，按预设程序升温升压至临界点后，在恒定温度状态下，以缓慢的速度释放反应釜内部的流体，直至内外压力平衡。随后当温度降至室温时，得到常规二氧化硅气凝胶绝热层A。
实施例18(结构)
本快速连接固定的便于安装的防排烟风管结构，要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种快速连接固定的便于安装的风管结构，并且方便风管的安装和拆卸，可实现两个风管之间的快速连接，提高了工作效率，同时保证了风管的防排烟密闭性及耐火性能不会下降，实用性较强，可有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的提供如下技术方案：
一种具有可用于快速连接固定结构的防排烟风管，风管通过风管单元拼接而成。
每个风管单元的主体结构包括金属主体框架、与框架内壁贴合的内壁热屏蔽层，与框架外壁贴合的外壁热屏蔽层，以及外壁热屏蔽层外侧相贴合的耐火密封胶。其中，所述内壁热屏蔽层、金属主体框架、外壁热屏蔽层、外侧耐火密封胶依次覆盖连接，连接方式可以为铆钉固定、粘连等常见的物理或化学连接方法。内壁热屏蔽层与外壁热屏蔽层可由绝热层、导热层、反射层中的单层或多层构成。此外，为使风管单元间能够紧密相连，实现密闭、隔热、防止热桥的功能，每个风管单元的两端分别设有延伸层与接收区域。
优选的，金属主体框架为彩钢板
优选的，金属主体框架表面涂覆有抗菌涂层
其中延伸层是指在一个风管单元的一端，沿平行于管壁方向从主体结构向外延伸的结构层。接收区域是指在风管单元上延伸层的另一端，为与另一个风管单元延伸层相连接所预留的区域，当两个风管单元相连接时，应为有延伸层的一端与有接收区域的一端相连接，连接后，两个风管单元在连接处可以紧密贴合，并在连接处通过连接组件固定。视延伸层的结构，在有接收区域的一端，风管单元的结构可以根据延伸层的结构进行单层或多层的延伸，以便于在风管单元间连接时可与延伸层贴合，该部分在接收端进行延伸的结构，定义为延伸接收层。
优选的，有两个待连接的风管单元，两个风管的结构相同，结构均包括风管单元主体、延伸层与接收区域，不包括延伸接收层。其中风管单元主体由金属管道、金属管道内壁热屏蔽层和金属管道外壁热屏蔽层构成，延伸层由外壁热屏蔽层沿平行于管壁方向进行向外延伸构成，延伸层沿平行于管壁方向的延伸长度与接收区域沿平行于管壁方向的预留宽度相同。
连接方式为：一个风管单元有延伸层的一端与另一个风管单元有接收区域的一端相连接，且两个风管单元的金属管道相接触，所延伸出的外壁热屏蔽层相接触，一个风管单元有延伸层的一端所延伸出的外壁热屏蔽层，覆盖另一个风管单元有接收区域的一端的金属管道。连接后，两个风管单元贴合紧密，并通过连接组件固定。
优选的，上述连接组件包括：金属或其他耐高温材料制成的环绕式固定箍、螺栓、螺母。其中环绕式固定箍还包括限位孔，环绕式固定箍的宽度不小于风管延伸出的外壁热屏蔽层及的长度。
两个风管单元连接后的固定方式可以为：环绕式固定箍覆盖住两个风管单元金属管道与热屏蔽层连接的缝隙，螺栓穿过相应的限位孔，并用螺母旋紧固定。
风管可以是矩形的，风管长边边长b≤500mm，支吊架间距d≤2800mm；500mm≤风管长边边长b≤1000mm，支吊架间距d≤2400mm；1000mm≤风管长边边长b≤2000mm，支吊架间距d≤1400。
矩形风管尺寸可以是120mm、160mm、200mm、250mm、320mm、400mm、500mm、630mm、800mm、1000mm、1250mm、1600mm、2000mm、2500mm、3000mm、3500mm、4000mm。
优选的，两个待连接的风管单元在两端分别设有用于连接的角钢法兰结构，法兰由金属或其他耐高温材料制成，当两个风管单元连接后，位于两个风管单元连接缝两侧的两个角钢法兰结构可以紧密贴合，并通过连接组件固定。
优选的，上述连接组件包括：金属或其他耐高温材料制成的多个螺栓及螺母。连接方式为螺母穿过相应的角钢法兰上的限位孔，并通过螺栓固定锁紧。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种耐高温气凝胶防排烟风管，包括金属管道，金属管道内壁和/或外壁设置有热屏蔽层，其特征在于，热屏蔽层包括绝热层；绝热层包括纤维材料、绝热填料，所述纤维材料是氧化铝纤维、玻璃纤维、莫来石纤维的一种或多种，所述绝热填料具有疏水特性，所述纤维材料表面枝接陶瓷晶须/枝晶，并包裹于纤维材料表面。
2.根据权利要求1所述的耐高温气凝胶防排烟风管，其特征在于，所述绝热填料的结构是二氧化硅气凝胶或二氧化硅与氧化铝复合的气凝胶颗粒；所述纤维材料为陶瓷纤维，所述陶瓷纤维是氧化铝纤维、硅酸铝纤维的一种或多种；陶瓷纤维表面具有陶瓷枝晶。
3.根据权利要求1或2所述的耐高温气凝胶防排烟风管，其特征在于，所述绝热层还包括抗收缩添加剂，所述添加剂是硅微粉；所述硅微粉的粒径是1000-3000目，所述硅微粉的添加量是1-15％，所述硅微粉的表面覆有二氧化钛膜，所述二氧化钛是氮掺杂或者氟掺杂的二氧化钛。
4.根据权利要求1所述的耐高温气凝胶防排烟风管，其特征在于，所述热屏蔽层还包括导热层、热反射层、吸热层的一种或多种，所述热屏蔽层还包括高温膨胀层，所述高温膨胀层位于相对于金属内壁和/或外壁的最外侧，所述高温膨胀层包含高温发泡剂、多功能碳颗粒和稳定剂。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的耐高温气凝胶防排烟风管，其特征在于，所述绝热填料的导热率范围是0.01W/m·K-0.06W/m·K，所述绝热层的在600-800℃下的导热系数是0.015W/m·K-0.02W/m·K，所述绝热填料的粒径范围是10μm-900μm。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的耐高温气凝胶防排烟风管，其特征在于，所述绝热层还包括遮光剂，所述遮光剂是二氧化钛粉、石墨粉；所述绝热层的拉伸强度≥1.0MPA，25℃；≥0.3MPA，800℃，所述绝热层的挠曲模量≥6000psi，25℃；≥4000psi，800℃。
7.根据权利要求4所述的耐高温气凝胶防排烟风管，其特征在于，所述导热层的形式包括硅胶散热膜、石墨散热膜、金属导热板、热管式导热板，所述金属板的材料是铜板或铝板，所述导热层是具有导热结构通道，所述导热结构通道是双层中空金属板，所述导热层的导热系数范围是20W/m·K-50W/m·K。
8.根据权利要求4所述的耐高温气凝胶防排烟风管，其特征在于，所述吸热层是相变材料，所述相变材料的相变温度是800℃或1000℃或1200℃；所述相变材料是熔融盐，所述熔融盐包括碳酸盐、氯化盐、氟化盐；所述吸热层的吸热能力是500kJ-1000kJ/kg。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的耐高温气凝胶防排烟风管的制造方法，其特征在于，包括将所述热屏蔽层与所述金属管道内壁和/或外壁通过耐火密封胶贴合；其中，所述绝热层的生产方法是：
(1)二氧化硅溶胶制备；将硅源、水、醇、硅微粉混合，加入容器中搅拌，得到二氧化硅溶胶；
(2)二氧化硅凝胶制备：向值得的二氧化硅溶胶中加入碱，调节ph值后静置，二氧化硅凝胶；
(3)溶剂置换：使用乙醇对二氧化硅凝胶进行溶剂置换；
(4)干燥：使用常温常压干燥或超临界干燥方式对溶剂置换后的二氧化硅凝胶进行干燥。
10.根据权利要求9所述的耐高温气凝胶防排烟风管的制造方法，其特征在于，所述金属管道内壁和/或外壁涂有抗菌涂层；所述高温发泡剂的发泡温度大于500℃，所述高温发泡剂是碳化硅粉末或颗粒；所述多功能碳颗粒可以是石墨、石墨烯；所述稳定剂是二氧化锰；所述高温膨胀层的厚度是1-5mm，膨胀后的厚度是20-100mm。
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