TW202319624A

TW202319624A - 防火建材及其製造方法

Info

Publication number: TW202319624A
Application number: TW110140963A
Authority: TW
Inventors: 徐碩宏
Original assignee: 瑾麗特殊建材製造有限公司
Priority date: 2021-11-03
Filing date: 2021-11-03
Publication date: 2023-05-16
Also published as: TWI817234B

Abstract

本發明主要揭示一種防火建材，其係用以取代習知的利用矽酸鈉、膨脹珍珠岩和聚甲基三乙氧基矽烷所製成的防火建材，且包括：由一水泥與一珍珠岩材料所組成的一底層、一內部結構強化層、以及由該水泥和該珍珠岩材料所組成的一頂層。相較於習知的防火建材，本發明之防火建材具有多個優點，包括：厚度僅需46mm便可以通過防火測試、比重只有0.27～0.33、可依據應用需求而彈性調整厚度與尺寸、耐熱程度超過1000℃等。

Description

防火建材及其製造方法

本發明為與例如門芯板等建材有關的技術領域，尤指一種防火建材及其製造方法。

應知道，當火災發生時，高樓大廈因其特殊的建物結構從而容易產生煙囪效應。更詳細地說明，煙囪效應是指戶內空氣沿著有垂直坡度的空間向上昇或下降，造成空氣加強對流的現象。其中，高樓大廈的樓梯間便屬於一種有垂直坡度的空間。因此，消防法規於是特別規定在高樓大廈的各樓層的樓梯間必須設置防火門，藉此預防火災發生之時連帶引發煙囪效應。

熟悉防火門之設計與製造的工程師必然知道，芯板為防火門的主體。台灣發明專利號I716734即揭示一種防火門芯板的結構與製造方法。因此，可以得知習知的防火門芯板的製造材料包括：矽酸鈉、膨脹珍珠岩以及聚甲基三乙氧基矽烷。其中，矽酸鈉又名玻璃膠，可想而知，其係作為膠結劑使用。

實務經驗顯示，利用矽酸鈉、膨脹珍珠岩和聚甲基三乙氧基矽烷所製成的防火門芯板的通常厚度係介於42mm至46mm之間。然而，隨著消防法規的變更，消防安檢基於測試的結果特別要求利用矽酸鈉、膨脹珍珠岩和聚甲基三乙氧基矽烷所製成的防火門芯板的厚度必須進一步地提高到48mm～52mm。可想而知，厚度增加不但造成防火門芯板的製造成本提高，同時也使得防火門芯板的變得更加厚重。

另一方面，在完成製造一批防火門芯板的製造之後，必須挑選幾片防火門芯板進行燒測。實務經驗顯示，由於水玻璃耐熱度只到900℃，因此，燒測時所使用的1000℃火焰會導致水玻璃溶解。從而，經過燒測之後，利用矽酸鈉、膨脹珍珠岩和聚甲基三乙氧基矽烷所製成的防火門芯板的支撐結構會變弱；嚴重者，還會出現變型、凹陷等現象。

由上述說明可知，習知技術之防火門芯板仍具有需要加以改善的空間。有鑑於此，本案之發明人係極力加以研究發明，而終於研發完成一種防火建材及其製造方法。

本發明之主要提供一種防火建材，其係用以取代習知的利用矽酸鈉、膨脹珍珠岩和聚甲基三乙氧基矽烷所製成的防火建材，且包括：由一水泥與一珍珠岩材料所組成的一底層、一內部結構強化層、以及由該水泥和該珍珠岩材料所組成的一頂層。相較於習知的防火建材，本發明之防火建材具有多個優點，包括：厚度僅需46mm便可以通過防火測試、比重只有0.27～0.33、可依據應用需求而彈性調整厚度與尺寸、耐熱程度超過1000℃等。

為達成上述目的，本發明提出所述防火建材的一實施例，其包括：一底層，係利用包括一水泥與一珍珠岩材料的一混合材料壓製而成；一內部結構強化層，設置在該底層之上；一頂層，設置在該內部結構強化層上，使得該內部結構強化層夾置於該底層與該頂層之間；其中，該頂層同樣是利用所述混合材料壓製而成。

在一實施例中，該水泥與該珍珠岩材料之間具有一重量比，且該重量比介於0.8:1至1:0.8之間。

在一實施例中，該珍珠岩材料包括複數個珍珠岩顆粒，且各個所述珍珠岩顆粒係覆有一防水層。

在一實施例中，該混合材料還包括一第一膠合劑與一第二膠合劑，且該第一膠合劑與該第二膠合劑之間具有一重量比，該重量比介於4.5:1至6.5:1之間。

在一實施例中，該第一膠合劑為樹脂膠粉，且該第二膠合劑包括海菜粉與滑石粉，或是澎潤土與滑石粉。

在一實施例中，該內部結構強化層為一鐵網。

在一實施例中，該底層與該頂層具有相同的長度和寬度。

在一實施例中，該底層與該頂層具有一側邊厚度比，且該側邊厚度比介於1:1.5至1:2之間。

在一實施例中，沿著一水平方向，該底層具有一橫向遞增之厚度且該頂層具有一橫向遞減之厚度，使得該底層與該頂層在其兩側邊分別具有一第一側邊厚度比與一第二側邊厚度比，該第一側邊厚度比介於1:1.5至1:2.5之間，且該第二側邊厚度比介於1.5:1至2.5:1之間。

在一實施例中，沿著一水平方向，該底層具有一橫向遞減之厚度，且該頂層具有一橫向遞增之厚度，使得該底層與該頂層在其兩側邊分別具有一第一側邊厚度比與一第二側邊厚度比，該第一側邊厚度比介於1.5:1至2.5:1之間，且該第二側邊厚度比介於1:1.5至1:2.5之間。

在一實施例中，一外部結構強化層貼覆在該底層的外表面及/或該頂層的外表面。並且，該外部結構強化層為一牛皮紙層。

並且，本發明同時提出用以置作出前述之防火建材的一製造方法，包括以下步驟： (1)提供包括一水泥與一珍珠岩材料的一混合材料，接著將該混合材料和水預混成一濕料，而後利用擠壓技術將該濕料壓製成一第一板件與一第二板件；其中，該水泥與該珍珠岩材料之間具有範圍介於0.8:1至1:0.8之間的一第一重量比，且該混合材料和水之間具有範圍介於1:1至1.5:1之間的一第二重量比；以及 (2)將一第一補強件放置於該第一板件與該第二板件之間，接著利用擠壓技術將該第一板件、該第一補強件與該第二板件加工成包含一底層、一內部結構強化層以及一頂層的一防火建材。

在一實施例中，該步驟(2)所獲得之所述防火建材係接著被執行一乾燥製程。

在一實施例中，一外部結構強化層貼覆在該步驟(2)所獲得之所述防火建材的該底層的外表面及/或該頂層的外表面。並且，該外部結構強化層為一牛皮紙層。

為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種防火建材及其製造方法，以下將配合圖式，詳盡說明本發明之較佳實施例。

防火建材

請參閱圖1，其顯示本發明之一種防火建材的立體分解圖。並且，圖2顯示本發明之防火建材的立體圖。如圖1與圖2所示，本發明之防火建材1包括：一底層1B、一頂層1T以及一內部結構強化層10。其中，該底層1B係利用包括一水泥與一珍珠岩材料的一混合材料壓製而成，且該內部結構強化層10係設置在該底層1B之上。更詳細地說明，該頂層1T同樣是利用所述混合材料壓製而成，且其係設置在該內部結構強化層10上，使得該內部結構強化層10夾置於該底層1B與該頂層1T之間。

圖3A顯示本發明之防火建材的第一側剖視圖。如圖1與圖2所示，該內部結構強化層10為一鐵網，且其目數介於0.33至1之間。應可理解，目數為鐵絲網的規格單位。依據定義，目數用以表示在1英寸(25.4mm)的長度上有多少個網孔。依據本發明之設計，該底層1B與該頂層1T具有相同的長度和寬度。並且，如圖3A所示，在一實施例中，該底層1B與該頂層1T具有一側邊厚度比，且該側邊厚度比介於1:1.5至1:2之間。舉例而言，所述側邊厚度比為1:2。

繼續地，圖3B顯示本發明之防火建材的第二側剖視圖。如圖3B所示，在另一實施例中，該底層1B與該頂層1T具有相同的長度和寬度。值得注意的是，沿著一水平方向，該底層1B具有一橫向遞增之厚度(Laterally-increased thickness)且該頂層1B具有一橫向遞減之厚度(Laterally-decreased thickness)，使得該底層1B與該頂層1T在其兩側邊分別具有一第一側邊厚度比與一第二側邊厚度比。依據本發明之設計，該第一側邊厚度比介於1:1.5至1:2.5之間，且該第二側邊厚度比介於1.5:1至2.5:1之間。

圖3C顯示本發明之防火建材的第三側剖視圖。如圖3C所示，在又一實施例中，該底層1B與該頂層1T具有相同的長度和寬度。值得注意的是，沿著一水平方向，該底層1B具有一橫向遞減之厚度(Laterally-decreased thickness)且該頂層1B具有一橫向遞增之厚度(Laterally-increased thickness)，使得該底層1B與該頂層1T在其兩側邊分別具有一第一側邊厚度比與一第二側邊厚度比。依據本發明之設計，該第一側邊厚度比介於1.5:1至2.5:1之間，且該第二側邊厚度比介於1:1.5至1:2.5之間。

圖4顯示本發明之防火建材的第四側剖視圖。如圖4所示，在可行的實施例中，可在該底層1B的外表面及/或該頂層1T的外表面貼覆一外部結構強化層11，且該外部結構強化層11例如為一牛皮紙層。

防火建材的製造方法

請參閱圖5，其顯示本發明之一種防火建材的製造方法的流程圖。本發明之防火建材的製造方法主要包括以下步驟：步驟S1：供包括一水泥與一珍珠岩材料的一混合材料，接著將該混合材料和水預混成一濕料，而後利用擠壓技術將該濕料壓製成一第一板件與一第二板件；以及步驟S2：將一第一補強件(例如鐵網)放置於該第一板件與該第二板件之間，接著利用擠壓技術將該第一板件、該第一補強件與該第二板件加工成如圖2所示之包含一底層1B、一內部結構強化層10以及一頂層11T的一防火建材1。

進一步地，完成該步驟S2之後，可接著將一外部結構強化層11貼覆在該步驟S2所獲得之所述防火建材1的該底層1B的外表面及/或該頂層1T的外表面，且該外部結構強化層11例如為一牛皮紙層。另一方面，由於所述防火建材1的主要成分為水泥與珍珠岩材料，因此，完成該步驟S2之後，可接著對步驟S2所獲得之防火建材1執行一乾燥製程。舉例而言，利用「蒸氧」製程，在75℃～85℃的一溫度嚼件下加速板材中心快速乾燥，從而在7～8小時內完成所述防火建材1的乾燥。相對地，若採自然乾燥的方式，則所述防火建材1需要歷時1～2周才能夠完全乾燥。

應可理解，該珍珠岩材料包括複數個珍珠岩顆粒。依據本發明之設計，執行步驟S1之前，係可先行在各個所述珍珠岩顆粒係覆上一防水層，例如：以四乙基原矽酸鹽(Tetraethyl orthosilicate, TEOS)為原料製成的防水層。並且，執行步驟S1時，可進一步地在該混合材料摻入一第一膠合劑與一第二膠合劑，使該水泥與該珍珠岩材料之間具有範圍介於0.8:1至1:0.8之間的一第一重量比，使該混合材料和水之間具有範圍介於1:1至1.5:1之間的一第二重量比，且使該第一膠合劑與該第二膠合劑之間範圍介於4.5:1至6.5:1之間的一第三重量比。在一實施例中，該第一膠合劑為樹脂膠粉，且該第二膠合劑包括海菜粉與滑石粉，亦或是澎潤土與滑石粉。應可理解，樹脂膠粉(即，第一膠合劑)是可購得的，且其主要成分包括：矽烷、EVA樹脂以及聚乙烯醇。同樣地，主要成分包括海菜粉與滑石粉，或是澎潤土與滑石粉的第二膠合劑亦為可購得的。

在該混合材料摻入第一膠合劑和第二膠合劑所起到的作用如下所述： (1)第一膠合劑和第二膠合劑提升水泥的黏著性與防水性； (2)水泥通常為鹼性，因此利用樹脂膠粉(即，第一膠合劑)所含有的EVA樹脂與水泥酸鹼中和，從而在水泥乾燥凝固之後，大幅提升其結構強度； (3)水泥乾燥之後硬化而容易破/龜裂、EVA樹脂具有彈性且伸長率佳，因此可以提升底層1B和頂層1T的彈性；以及 (4)第二膠合劑用以增加水泥的保濕度、潤滑度，從而達到減少底層1B和頂層1T的收縮、避免龜裂之功效。

下表(1)列有包含該混合材料和水的一所述濕料的示範性配比。補充說明的是，在壓製成型時，如水泥板材沒有彈性的話，會出現翹曲的狀況，尤其是大尺寸更加明顯。由此可知，執行步驟S1之時，是有必要在該混合材料摻入第一膠合劑和第二膠合劑。表(1)

成分	配比 (公斤)
水泥	13
珍珠岩	12.5～13
第一膠合劑	0.52
第二膠合劑	0.08
水	20～21

如此，上述已完整且清楚地說明本發明之一種防火建材及其製造方法；並且，經由上述可得知本發明具有下列優點：

(1)本發明揭示一種防火建材，其係用以取代習知的利用矽酸鈉、膨脹珍珠岩和聚甲基三乙氧基矽烷所製成的防火建材，且包括：由一水泥與一珍珠岩材料所組成的一底層、一內部結構強化層、以及由該水泥和該珍珠岩材料所組成的一頂層。相較於習知的防火建材，本發明之防火建材具有多個優點，包括：厚度僅需46mm便可以通過防火測試、比重只有0.27～0.33、可依據應用需求而彈性調整厚度與尺寸、耐熱程度超過1000℃等。

(2)本發明之防火建材具有多用途，舉例而言，其可以被用於製造防火門、防火隔間板材、電梯井道之牆體、防火磚等。

如此，上述已完整且清楚地說明本發明之一種防火建材及其製造方法。然而，必須加以強調的是，前述本案所揭示者乃為較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。

1:防火建材 1B:底層 1T:頂層 10:內部結構強化層 11:外部結構強化層 S1-S2:步驟

圖1為本發明之一種防火建材的立體分解圖；圖2為本發明之防火建材的立體圖；圖3A為本發明之防火建材的第一側剖視圖；圖3B為本發明之防火建材的第二側剖視圖；圖3C為本發明之防火建材的第三側剖視圖；圖4為本發明之防火建材的第四側剖視圖；以及圖5為本發明之一種防火建材的製造方法的流程圖。

1:防火建材

1B:底層

1T:頂層

10:內部結構強化層

Claims

一種防火建材，包括：一底層，係利用包括一水泥與一珍珠岩材料的一混合材料壓製而成；一內部結構強化層，設置在該底層之上；一頂層，設置在該內部結構強化層上，使得該內部結構強化層夾置於該底層與該頂層之間；其中，該頂層同樣是利用所述混合材料壓製而成。
如請求項1所述之防火建材，其中，該水泥與該珍珠岩材料之間具有一重量比，且該重量比介於0.8:1至1:0.8之間。
如請求項1所述之防火建材，其中，該珍珠岩材料包括複數個珍珠岩顆粒，且各個所述珍珠岩顆粒係覆有一防水層。
如請求項1所述之防火建材，其中，該混合材料還包括一第一膠合劑與一第二膠合劑，且該第一膠合劑與該第二膠合劑之間具有一重量比，該重量比介於4.5:1至6.5:1之間。
如請求項1所述之防火建材，其中，該第一膠合劑為樹脂膠粉，且該第二膠合劑包括海菜粉與滑石粉，或是澎潤土與滑石粉。
如請求項1所述之防火建材，其中，該內部結構強化層為一鐵網。
如請求項1所述之防火建材，其中，該底層與該頂層具有相同的長度和寬度。
如請求項7所述之防火建材，其中，該底層與該頂層具有一側邊厚度比，且該側邊厚度比介於1:1.5至1:2之間。
如請求項7所述之防火建材，其中，沿著一水平方向，該底層具有一橫向遞增之厚度且該頂層具有一橫向遞減之厚度，使得該底層與該頂層在其兩側邊分別具有一第一側邊厚度比與一第二側邊厚度比，該第一側邊厚度比介於1:1.5至1:2.5之間，且該第二側邊厚度比介於1.5:1至2.5:1之間。
如請求項7所述之防火建材，其中，沿著一水平方向，該底層具有一橫向遞減之厚度，且該頂層具有一橫向遞增之厚度，使得該底層與該頂層在其兩側邊分別具有一第一側邊厚度比與一第二側邊厚度比，該第一側邊厚度比介於1.5:1至2.5:1之間，且該第二側邊厚度比介於1:1.5至1:2.5之間。
如請求項1所述之防火建材，其中，一外部結構強化層貼覆在該底層的外表面及/或該頂層的外表面。
如請求項11所述之防火建材，其中，該外部結構強化層11為一牛皮紙層。
一種防火建材的製造方法，包括以下步驟： (1)提供包括一水泥與一珍珠岩材料的一混合材料，接著將該混合材料和水預混成一濕料，而後利用擠壓技術將該濕料壓製成一第一板件與一第二板件；其中，該水泥與該珍珠岩材料之間具有範圍介於0.8:1至1:0.8之間的一第一重量比，且該混合材料和水之間具有範圍介於1:1至1.5:1之間的一第二重量比；以及 (2)將一第一補強件放置於該第一板件與該第二板件之間，接著利用擠壓技術將該第一板件、該第一補強件與該第二板件加工成包含一底層、一內部結構強化層以及一頂層的一防火建材。
如請求項13所述之防火建材的製造方法，其中，該珍珠岩材料包括複數個珍珠岩顆粒，且各個所述珍珠岩顆粒係覆有一防水層。
如請求項13所述之防火建材的製造方法，其中，該步驟(2)所獲得之所述防火建材係接著被執行一乾燥製程。
如請求項13所述之防火建材的製造方法，其中，一外部結構強化層貼覆在該步驟(2)所獲得之所述防火建材的該底層的外表面及/或該頂層的外表面。
如請求項16所述之防火建材的製造方法，其中，該外部結構強化層為一牛皮紙層。
如請求項13所述之防火建材的製造方法，其中，該混合材料還包括一第一膠合劑與一第二膠合劑，且該第一膠合劑與該第二膠合劑之間具有範圍介於4.5:1至6.5:1之間的一第三重量比。
如請求項18所述之防火建材的製造方法，其中，該第一膠合劑為樹脂膠粉，且該第二膠合劑包括海菜粉與滑石粉，或是澎潤土與滑石粉。
如請求項13所述之防火建材的製造方法，其中，該內部結構強化層為一鐵網。