CN115772297B - 一种具有自粘性的膨胀型阻火包带及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有自粘性的膨胀型阻火包带及其制备方法和应用，所述阻火包带包括橡胶、塑料、膨胀石墨、阻燃剂、增粘剂、补强剂、加工助剂。本发明的阻火包带通过添加适量的高膨胀倍率的石墨，可使阻火包带以柔软带材的形式缠绕在贯穿件的表面，采用安装于孔洞内部或者配合固定件安装在贯穿孔洞表面，当火灾发生时，能够快速膨胀响应，对贯穿的塑料管道进行挤压封闭或者快速填充孔洞，以阻止火势通过贯穿的孔洞蔓延，从而减少有毒气体的扩散，并有效地将火势控制在一定范围内，从而为救灾抢险工作留出更多的时间。同时本发明通过优化塑料基材、膨胀石墨和/或增粘剂的类型及用量，能够使制得的阻火包带在保持强度的同时，还具有较好的柔韧性。

Description

一种具有自粘性的膨胀型阻火包带及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于防火技术领域，尤其涉及一种具有自粘性的膨胀型阻火包带及其制备方法和应用。

背景技术

目前，针对建筑、电力等贯穿场景大多采用防火泥，防火膨胀胶或阻火包带进行封堵，然而上述方法不仅存在操作繁琐、材料反应定型时间长等问题，还存在如下技术缺陷：①采用防火泥进行封堵时，在施工过程中需要手动将防火泥填充至孔洞，且当火灾发生时，防火泥的膨胀倍率不足以膨胀填充孔洞或者挤压塑料管道以实现封堵，因而使得阻挡火势蔓延具有不确定性。②采用防火膨胀胶进行封堵时，施工时需要使用胶枪将膨胀胶从胶管中挤出，其出胶速度胶慢，对大孔洞进行封堵时，不仅需要耗费大量的胶进行填充，而且挤出来的胶往往粘度低，不易定型，且成型后对孔洞填充不密实；但若采用手动涂抹填充的方式，又存在粘手、不易定型、且填充密实度不够等问题；同时防火膨胀胶的膨胀倍率不足，遇到火灾时仍难以膨胀填充孔洞或者挤压塑料管道以实现封堵，因而使得阻挡火势蔓延仍具有不确定性。③市面上的阻火包带存在柔韧性不足的问题，当过度弯折时，容易表面断裂产生裂痕；同时阻火包带不具有粘性，常常需采用背胶的形式，在胶带缠绕时粘贴或者通过扎带进行预固定，使其施工不方便。

因此，如何开发出新的具有自粘性能、且膨胀倍率高的阻火包带成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了改善上述技术问题，本发明提供一种具有自粘性的膨胀型阻火包带，所述阻火包带的制备原料包括：橡胶、塑料、膨胀石墨、阻燃剂、增粘剂、补强剂和加工助剂。

根据本发明的实施方案，所述橡胶的含量可以为15-40wt％，如20-35wt％。

根据本发明的实施方案，所述橡胶基体可以为EPDM橡胶、丁基橡胶中的一种或两种组合。

根据本发明的实施方案，所述EPDM橡胶可以为3640、4640、725P、4869C和8550C中的一种、两种或更多种；优选为3640和725P中的一种或两种。

根据本发明的实施方案，所述丁基橡胶可以为532、552、1751F、BK1675N中的一种、两种或更多种；优选为BK1675N。

根据本发明的实施方案，所述塑料的含量可以为5-20wt％，如5～15wt％。

根据本发明的实施方案，所述塑料可以为聚乙烯(PE)、聚丙烯、聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA中的一种或多种。

根据本发明的实施方案，所述膨胀石墨的含量可以为25-55wt％，如35-50wt％。

根据本发明的实施方案，所述膨胀石墨为高膨胀倍率的石墨。例如，膨胀倍率在200倍以上，优选为200-500倍，示例性为200倍、300倍、400倍、500倍。

根据本发明的实施方案，所述膨胀石墨的粒径可以为目数在100目以下，例如为80目。

根据本发明的实施方案，所述阻燃剂的含量可以为5-20wt％，如8-15wt％。

根据本发明的实施方案，所述阻燃剂可以为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、硼酸、聚磷酸铵、磷酸三苯酯、三聚氰胺、三聚氰胺脲酸盐、三聚氰胺磷酸酯、红磷、季戊四醇、双季戊四醇、季戊四醇磷酸酯中的一种、两种或更多种；优选为氢氧化铝、三聚氰胺脲酸盐、磷酸三苯酯中的一种、两种或三种。

根据本发明的实施方案，所述增粘剂的含量可以为5-20wt％，如5-15wt％。

根据本发明的实施方案，所述增粘剂可以为萜烯树脂、古马隆树脂、液体酚醛树脂和聚异丁烯树脂中的一种、两种或更多种；优选为古马隆树脂、液体酚醛树脂和聚异丁烯树脂中的一种、两种或三种。

根据本发明的实施方案，所述补强剂的含量可以为2-8wt％，如3-6wt％。

根据本发明的实施方案，所述补强剂可以选自白炭黑、炭黑、轻质碳酸钙、重质碳酸钙和硅微粉等中的至少一种。

根据本发明的实施方案，所述加工助剂的含量可以为2-10wt％，如2-7wt％。

根据本发明的实施方案，所述加工助剂可以选自硬脂酸锌或硬脂酸等中的至少一种。

根据本发明的实施方案，所述阻火包带中各组分的重量百分比之和为100％。

本发明还提供上述具有自粘性的膨胀型阻火包带的制备方法，包括将上述橡胶、塑料、膨胀石墨、阻燃剂、增粘剂、补强剂、加工助剂按上述配比混合。

根据本发明的实施方案，所述制备方法可以包括如下步骤：

按上述配比称取橡胶、塑料、膨胀石墨、阻燃剂、增粘剂、补强剂、加工助剂，然后混合，得到混炼胶，再在在挤出机中挤出成型，以制成阻火包带带材，收卷包装。

本发明对上述阻火包带制备方法中的挤出成型条件不做特别限定，本领域技术人员可以选用已知常规的挤出设备在常规条件下进行挤出。

根据本发明的实施方案，所述混合可通过密炼机密炼混合。

本发明还提供上述具有自粘性的膨胀型阻火包带在通信、电力、轨道交通、家居建材等领域中的应用。

例如，所述阻火包带产品可广泛应用于建筑、电力行业等中在墙壁或楼板贯穿打孔的场景。

本发明还提供上述阻火包带的应用方法，包括将上述阻火包带与贯穿件接触。例如，将上述阻火包带通过缠绕方式安装至贯穿件表面。优选地，可以将缠绕好的阻火包带移动至孔洞内部(暗装法)和/或将缠绕好的阻火包带移动至孔洞边缘配合固定件固定至孔洞边缘(明装法)。

优选地，所述贯穿件例如为塑料管道或者电缆。

本发明的有益效果:

(1)本发明的阻火包带通过在产品中添加适量的高膨胀倍率的石墨，可使阻火包带以柔软带材的形式缠绕在贯穿件的表面，安装于孔洞内部或者配合固定件安装在贯穿孔洞表面，当火灾发生时，能够快速膨胀响应，对贯穿的塑料管道进行挤压封闭或者快速填充孔洞，以阻止火势通过贯穿的孔洞蔓延，从而减少有毒气体的扩散，并有效地将火势控制在一定范围内，从而为救灾抢险工作留出更多的时间。

(2)本发明通过优化阻火包带中橡胶基材的类型及用量，可使成型后的阻火包带材具有优异的柔软度。

(3)本发明通过优化阻火包带中塑料基材的类型及用量，通过塑料与膨胀石墨的协同作用，使得成型后的阻火包带材能够在保持所需强度的同时，具有较好的柔韧性。

(4)本发明通过优化阻火包带中膨胀石墨的用量，使得成型后的阻火包带材在受火或受热情况下，能够迅速膨胀挤压管道，以填充管道中的孔洞。

(5)本发明通过优化阻火包带中增粘剂的类型及用量，使得成型后的阻火包带材具有合适的粘性，以增加各组分间自融合的倾向，以便于施工操作。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。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。

除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。

本发明中，除非另有指明，否则份数和“wt％”均基于质量/重量计。

实施例1

一种具有自粘性的膨胀型阻火包带，其组份包含以下：

其中：膨胀石墨的膨胀倍率为300倍，目数为80目。

所述阻火包带带材的制备方法，包括如下步骤：

①按照上述重量配比依次称取橡胶、塑料、膨胀石墨、阻燃剂、增粘剂、补强剂和加工助剂，并通过密炼机密炼混合，得到混炼胶；

②在挤出机中挤出成型，以制成阻火包带带材，收卷包装。

实施例2

一种具有自粘性的膨胀型阻火包带，其组份包含以下：

其中：膨胀石墨的膨胀倍率为300倍，目数为80目。

制备方法与实施例1相同。

实施例3

一种具有自粘性的膨胀型阻火包带，其组份包含以下：

其中：膨胀石墨的膨胀倍率为300倍，目数为80目。

制备方法与实施例1相同。

对比例1

一种具有自粘性的膨胀型阻火包带，其组份包含以下：

其中：膨胀石墨的膨胀倍率为300倍，目数为80目。

制备方法与实施例1相同。

对比例2

一种具有自粘性的膨胀型阻火包带，其组份包含以下：

其中：膨胀石墨的膨胀倍率为300倍，目数为80目。

制备方法与实施例1相同。

本发明实施例1-3中制得的的阻火包带均能够满足GB 23864中对于阻火包带的理化性能要求。

对上述实施例1-3和对比例1-2制备得到的阻火包带进行性能测试，具体测试方法如下：

(1)膨胀倍率

测试过程为：参考GB 23864，将试样切割成三个20mm×20mm的试块，在钢质容器(内部尺寸为50mm×30mm，高度为80mm)中放人隔板并加上压板，采用高度游标卡尺测量压板四角距离钢质容器底面的高度，计算其平均值，精确到0.1mm,然后取下压板并取出隔板，从冷却后的芯材上随机称取约2g试样，精确至0.01g，放人钢质容器中并放人隔板加上压板。

将装有试样的钢质容器置于温度为(540±10)℃的电阻炉内，恒温30min后取出。侍充分冷却后，采用高度游标卡尺测量压板四角距离钢质容器底面的高度，计算其平均值，精确到0.1mm，按式(1)计算芯材的膨胀体积，精确至小数点后一位:

n＝1.5(H2-H1)/G ........................(1)

式中:

n—膨胀体积，单位为毫升每克(mL/g)；

H1—放入试样前压板距离钢质容器底面的高度，单位为毫米(mm)；

H2—试验后压板距离钢质容器底面的高度，单位为毫米(mm)；

G—试样质量，单位为克(g)。

按以上方法共进行3次试验，取3次试验的算术平均值n作为试验结果，精确至小数点后一位。

(2)柔软度

测试过程为：将带材进行180度对折，观察对折处现象，是否出现裂纹、开裂。

(3)耐火封闭管道时间

测试方法：参考GB 23864耐火性试验，采用双点燃烧测试方法；将长度35cm外径75mm的PVC管道插入C30混凝土模具中，受火面将阻火包带于管道和模具相接处缠绕四圈(厚度10mm，宽度40mm)，使用限制项圈固定并用不锈钢扎带捆扎，管道背面距框架表面边缘25mm处的塑料管道表面，安装两个热电偶进行表面温度测量，正面采用丁烷气源火焰进行受火3H，从背火面管道内观察孔洞处是否完全封闭，计算时间

(4)自粘性

测试过程为：将胶带缠绕四圈固定至将长度35cm外径75mm的PVC管道，观察胶带能否依靠自身进行粘黏固定。

下表为实施例1～3的性能测试结果：

通过以上性能测试数据对比发现，本发明提供的一种具有自粘性的阻火包带，带材柔软可弯曲，对折不开裂，同时能够保持和市面上厂家相近的膨胀倍率，在受火的情况下响应迅速，能在较短的时间能受热挤压管道进行封闭，同时，胶带本身具有自粘性，在施工时重叠缠绕便可自粘合，不需要外加扎带固定，提高施工的便捷性；对比例1中加入石蜡油，使得带材不具有自粘性；对比例2中，只使用EPDM橡胶作为基材，成型后的带材对折开裂。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种具有自粘性的膨胀型阻火包带，其特征在于，所述阻火包带的制备原料由如下重量百分比的组分组成：橡胶15-25wt％、塑料5-20wt％、膨胀石墨25-55wt％、阻燃剂5-20wt％、增粘剂5-20wt％、补强剂2-8wt％和加工助剂2-10wt％；

所述橡胶基体为EPDM橡胶、丁基橡胶中的一种或两种组合；

塑料为聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA中的一种或多种；

所述增粘剂为古马隆树脂、液体酚醛树脂和聚异丁烯树脂中的一种、两种或更多种；

所述补强剂选自白炭黑、炭黑、轻质碳酸钙中的至少一种；

所述加工助剂选自硬脂酸锌或硬脂酸中的至少一种。

2.如权利要求1所述的阻火包带，其特征在于，所述EPDM橡胶为3640、4640、725P、4869C和8550C中的一种、两种或更多种；

所述丁基橡胶为532、552、1751F、BK1675N中的一种、两种或更多种。

3.如权利要求1所述的阻火包带，其特征在于，所述塑料的含量为5～15wt％。

4.如权利要求1所述的阻火包带，其特征在于，所述膨胀石墨的含量为35-50wt％；

所述膨胀石墨为高膨胀倍率的石墨，膨胀倍率为200-500倍；

所述膨胀石墨的粒径为目数在100目以下。

5.如权利要求1所述的阻火包带，其特征在于，所述阻燃剂的含量为8-15wt％。

所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、硼酸、聚磷酸铵、磷酸三苯酯、三聚氰胺、三聚氰胺脲酸盐、三聚氰胺磷酸酯、红磷、季戊四醇、双季戊四醇、季戊四醇磷酸酯中的一种、两种或更多种。

6.如权利要求1所述的阻火包带，其特征在于，所述增粘剂的含量为5-15wt％。

7.如权利要求1所述的阻火包带，其特征在于，所述补强剂的含量为3-6wt％。

8.如权利要求1所述的阻火包带，其特征在于，所述加工助剂的含量为2-7wt％。

9.权利要求1-8任一项所述的阻火包带的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将上述橡胶、塑料、膨胀石墨、阻燃剂、增粘剂、补强剂、加工助剂按上述配比混合。

10.如权利要求9所述制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按上述配比称取橡胶、塑料、膨胀石墨、阻燃剂、增粘剂、补强剂、加工助剂，然后混合，得到混炼胶，再在在挤出机中挤出成型，以制成阻火包带带材，收卷包装。

11.权利要求1-8任一项所述的阻火包带和/或权利要求9或10所述的制备方法制得的阻火包带在通信、电力、轨道交通、家居建材领域中的应用。

12.如权利要求11所述的应用，其特征在于，所述阻火包带产品应用于建筑、电力行业中在墙壁或楼板贯穿打孔的场景。