技术领域
[0001] 本
发明涉及防火技术领域,尤其涉及一种防火材料及其制备方法。
背景技术
[0002] 目前,不定型防火材料由于制备简单、施工方便、效果显著等优点,已得到广泛的应用,如在建筑防火、隧道防火、
钢结构防火、设备防火等方面尤其常见。现有不定型防火材料,在施工过程中,
固化时间长,有些还需要高温固化,施工效率低;同时,现有材料硬度小,韧性差,不耐磨损,使用寿命低;另外,现有材料配方繁杂,大部分掺有或产生有气味的有毒物质,影响环境,对人体健康产生危害。因此,如何提高防火材料的性能使其更好的应用,成为本领域技术人员研究的热点。
发明内容
[0003] 有鉴于此,本发明的目的在于提供一种防火材料及其制备方法,本发明提供的防火材料具有较好的性能。
[0004] 本发明提供了一种防火材料,由包括以下物料的原料制备得到:
[0005]
磷酸二氢
铝、
氧化铝、无机耐火
纤维、
硅灰石、
硫酸钡、镁砂、
缓凝剂、助剂和
水。
[0006] 优选的,所述无机耐火纤维选自玻璃纤维、
硅酸铝纤维、硅酸镁纤维、含锆纤维和氧化铝纤维中的一种或几种。
[0007] 优选的,所述无机耐火纤维的直径为1~10μm;长度为1~20mm。
[0008] 优选的,所述缓凝剂选自
硼砂、硼酸、尿素和三聚磷酸钠中的一种或几种。
[0009] 优选的,所述助剂选自分散剂、
流平剂、成膜剂和消泡剂中的一种或几种。
[0010] 优选的,所述磷酸二氢铝、氧化铝、无机耐火纤维、硅灰石、硫酸钡、镁砂、缓凝剂、助剂和水的
质量比为(10~20):(10~20):(10~20):(3~10):(3~10):(3~10):(0.5~2):(0.5~1.5):(10~50)。
[0011] 优选的,所述氧化铝、硅灰石、硫酸钡和镁砂的粒度独立的选自80~500目。
[0012] 本发明提供了一种上述技术方案所述的防火材料的制备方法,包括:
[0013] 将磷酸二氢铝和水混合,得到磷酸二氢铝溶液;
[0014] 将无机耐火纤维和所述磷酸二氢铝溶液混合,得到分散液;
[0015] 将氧化铝、硅灰石、硫酸钡、镁砂、缓凝剂、助剂和所述分散液混合,得到防火材料。
[0016] 优选的,所述无机耐火纤维和磷酸二氢铝溶液混合在搅拌的条件下进行,所述搅拌的速度为550~650r/min;所述搅拌的时间为8~12min。
[0017] 优选的,所述氧化铝、硅灰石、硫酸钡、镁砂、缓凝剂、助剂和分散液混合在搅拌的条件下进行,所述搅拌的速度为750~850r/min;所述搅拌的时间为10~20min。
[0018] 本发明制备了磷酸铝镁类不定型防火材料,硬度大,
凝结固化时间短,常温下即可固化,提高了施工效率;使用磷酸二氢铝(而不是磷酸二氢
钾)作为
粘合剂,又加入了耐火填料,提高了耐火性;加入无机耐火纤维,增加抗折性和韧性;加入耐磨填料,增强
耐磨性能。本发明提供的防火材料减少了固化时间,常温下可以固化;增加了硬度、抗折性、韧性及耐磨性;增加了耐火性能;环境友好。
具体实施方式
[0019] 下面将对本发明
实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例,都属于本发明保护的范围。
[0020] 本发明提供了一种防火材料,由包括以下物料的原料制备得到:
[0021] 磷酸二氢铝、氧化铝、无机耐火纤维、硅灰石、硫酸钡、镁砂、缓凝剂、助剂和水。
[0022] 本发明使用磷酸二氢铝而不是磷酸二氢钾,减少容易生成低熔物的钾元素,提高了耐火性能。
[0023] 在本发明中,所述无机耐火纤维优选选自玻璃纤维、硅酸铝纤维、硅酸镁纤维、含锆纤维和氧化铝纤维中的一种或几种。在本发明中,所述无机耐火纤维的直径优选为1~10μm,更优选为2~8μm,最优选为3~6μm;所述无机耐火纤维的长度优选为1~20mm,更优选为5~15mm,最优选为8~12mm。在本发明中,所述无机耐火纤维能够增加防火材料的耐火性能、抗折性和韧性。
[0024] 在本发明中,所述氧化铝和硅灰石能够增加防火材料的耐火性能。
[0025] 在本发明中,所述硫酸钡能够增加防火材料的耐磨性能。
[0026] 在本发明中,所述镁砂优选为轻烧镁砂。本发明加入轻烧镁砂的比例相对较低,确保耐火性能,这种比例下也可以形成高强度、快速常温固化的不定型防火材料,防火性能更佳。
[0027] 在本发明中,所述缓凝剂能够减缓
凝固时间,以便于留出施工时间。在本发明中,所述缓凝剂优选选自硼砂、硼酸、尿素和三聚磷酸钠中的一种或几种。
[0028] 在本发明中,所述助剂优选选自分散剂、流平剂、成膜剂和消泡剂中的一种或几种。
[0029] 在本发明中,所述氧化铝、硅灰石、硫酸钡、镁砂的粒度独立的优选为80~500目,更优选为100~400目,最优选为200~300目。
[0030] 在本发明中,所述磷酸二氢铝、氧化铝、无机耐火纤维、硅灰石、硫酸钡、镁砂、缓凝剂、助剂和水的质量比优选为(10~20):(10~20):(10~20):(3~10):(3~10):(3~10):(0.5~2):(0.5~1.5):(10~50),更优选为(12~18):(12~18):(12~18):(4~8):(4~
8):(4~8):(0.8~1.4):(0.8~1.2):(20~40),最优选为(14~16):(14~16):(14~16):
(5~7):(5~7):(5~7):(1~1.2):1:(25~35)。
[0031] 本发明制备了磷酸铝镁类不定型防火材料,硬度大,凝结固化时间短,常温下即可固化,提高了施工效率;使用磷酸二氢铝(而不是磷酸二氢钾)作为粘合剂,又加入了耐火填料,提高了耐火性;加入无机耐火纤维,增加抗折性和韧性;加入耐磨填料,增强耐磨性能。本发明提供的防火材料减少了固化时间,常温下可以固化;增加了硬度、抗折性、韧性及耐磨性;增加了耐火性能;环境友好。
[0032] 本发明提供了一种上述技术方案所述的防火材料的制备方法,包括:
[0033] 将磷酸二氢铝和水混合,得到磷酸二氢铝溶液;
[0034] 将无机耐火纤维和所述磷酸二氢铝溶液混合,得到分散液;
[0035] 将氧化铝、硅灰石、硫酸钡、镁砂、缓凝剂、助剂和所述分散液混合,得到防火材料。
[0036] 在本发明中,所述无机耐火纤维和磷酸二氢铝溶液混合优选在搅拌的条件下进行,使无机耐火纤维在磷酸二氢铝溶液中混合均匀;所述搅拌的速度优选为550~650r/min,更优选为580~620r/min,最优选为600r/min;所述搅拌的时间优选为8~12min,更优选为10min。
[0037] 在本发明中,所述氧化铝、硅灰石、硫酸钡、镁砂、缓凝剂、助剂和分散液混合优选在搅拌的条件下进行,所述搅拌的速度优选为750~850r/min,更优选为780~820r/min,最优选为800r/min;所述搅拌的时间优选为10~20min,更优选为15min。
[0038] 在本发明中,所述磷酸二氢铝、氧化铝、无机耐火纤维、硅灰石、硫酸钡、镁砂、缓凝剂、助剂和水的种类与用量比例与上述技术方案一致,在此不再赘述。
[0039] 本发明在高强度的磷酸镁类材料中加入大量的无机纤维、氧化铝和硅灰石等耐火材料,使其应用于防火领域;本发明通过加入无机纤维,增加耐火性的同时,也增加了材料的抗折性和韧性;本发明提供的这种耐火材料减少固化时间、常温下就可以固化,并且硬度大,防火性能优;本发明使用磷酸二氢铝,进一步增加耐火性能。
[0040] 本发明以下实施例所用原料均为市售商品。
[0041] 实施例1
[0042] 先将16wt%的磷酸二氢铝溶于33wt%的水中,形成磷酸二氢铝溶液;
[0043] 把制备好的磷酸二氢铝溶液倒入搅拌罐中,慢慢加入16wt%的玻璃纤维,以600r/min速度,搅拌10min,使玻璃纤维在溶液中均匀分散,得到分散液;
[0044] 将15wt%的氧化铝、7wt%的硅灰石、6wt%的硫酸钡、5wt%的轻烧镁砂、1wt%的硼砂、0.5wt%的分散剂(聚乙烯醇)、0.5wt%的成膜剂(十二
碳醇酯)分别加入上述分散液中,充分混合均匀,以800r/min速度,搅拌15min,得到磷酸铝镁不定型防火材料。
[0045] 按照GB 28375-2012《
混凝土结构防火涂料》的方法,检测本发明实施例1制备的磷酸铝镁不定型防火材料的性能,干燥时间(表干)为2h,干
密度为622kg/m3,抗压强度为9MPa、耐火性能为≥3h。
[0046] 实施例2
[0047] 先将18wt%的磷酸二氢铝溶于35wt%的水中,形成磷酸二氢铝溶液;
[0048] 把制备好的磷酸二氢铝溶液倒入搅拌罐中,慢慢加入14wt%的硅酸铝纤维,以580r/min速度,搅拌8min,使硅酸铝纤维在溶液中均匀分散,得到分散液;
[0049] 将12wt%的氧化铝、7wt%的硅灰石、6wt%的硫酸钡、5wt%的轻烧镁砂、1.5wt%的硼酸,0.7wt%的分散剂(聚乙烯醇)、0.4wt%的流平剂(有机硅)、0.4wt%的消泡剂(聚醚类)分别加入上述分散液中,充分混合均匀,以780r/min速度,搅拌12min,得到磷酸铝镁不定型防火材料。
[0050] 按照实施例1的方法,检测本发明实施例2制备的磷酸铝镁不定型防火材料的有关性能,干燥时间(表干)为2.5h,干密度为585kg/m3,抗压强度为11MPa、耐火性能为≥2.5h。
[0051] 实施例3
[0052] 先将15wt%的磷酸二氢铝溶于30wt%的水中,形成磷酸二氢铝溶液;
[0053] 把制备好的磷酸二氢铝溶液倒入搅拌罐中,慢慢加入18wt%的硅酸镁纤维,以620r/min速度,搅拌12min,使硅酸镁纤维在溶液中均匀分散,得到分散液;
[0054] 将13wt%的氧化铝、7wt%的硅灰石、7wt%的硫酸钡、8wt%的轻烧镁砂、1wt%的尿素、1wt%的成膜剂(十二碳醇酯)别加入上述分散液中,充分混合均匀,以820r/min速度,搅拌16min,得到磷酸铝镁不定型防火材料。
[0055] 按照实施例1的方法,检测本发明实施例3制备的磷酸铝镁不定型防火材料的相关性能,干燥时间(表干)为1.5h,干密度为636kg/m3,抗压强度为14MPa、耐火性能为≥3.5h。
[0056] 由以上实施例可知,本发明提供了一种防火材料,由包括以下物料的原料制备得到:磷酸二氢铝、氧化铝、无机耐火纤维、硅灰石、硫酸钡、镁砂、缓凝剂、助剂和水。本发明制备了磷酸铝镁类不定型防火材料,硬度大,凝结固化时间短,常温下即可固化,提高了施工效率;使用磷酸二氢铝作为粘合剂,又加入了耐火填料,提高了耐火性;加入无机耐火纤维,增加抗折性和韧性;加入耐磨填料,增强耐磨性能。
[0057] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。