CN114507057A - 高耐火低热传导复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了高耐火低热传导复合材料，包括中空硅铝发泡耐火粒料、胶结料和硅纤维，中空硅铝发泡耐火粒料的绝对体积比为40～72％，胶结料的绝对体积比为25～40％，硅纤维的绝对体积比3～6％，中空硅铝发泡耐火粒料、胶结料和硅纤维利用湿式拌合或者干式挤压成型，中空硅铝发泡耐火粒料、胶结料硅纤维组成耐火构件。本发明通过由中空硅铝发泡耐火粒料、胶结料和硅纤维按绝对体积比所组成，利用湿式拌合或者干式挤压成型后，该胶结料将中空硅铝发泡粒料及硅纤维胶结住，会形成不连续多孔性质，阻绝热传导路径，因而具有耐高温及背温低的特性，可有效阻隔火场内聚积热的辐射传播。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料领域，特别涉及高耐火低热传导复合材料。
背景技术
发生火灾时，经常造成生命损伤及财产损失，其主要原因是火势蔓延没有受到有效阻隔，人们无足够的时间逃离，以致于人命财产的巨大损失，火势的阻隔包括有滞延火舌的窜烧及高温的传导，目前建筑物所使用的耐火材料大致包括有两种，一种是多孔质混合物如蛭石、珍珠石混合一些胶结料做成，而另一纤维质材料如岩棉、陶瓷棉等，这些材料大部份在常温(10～40℃)状态具有低热传导性质，但于高温1000℃时，其背温效果不佳，如石棉材料无法耐高温，在高温时受热而形成连续多孔性质，致使热流直接穿透，造成高温下热阻隔效果差的缺陷，因此无法应用在需耐高温之构材及区域，另有一种耐高温之复合材料，因其密度大，隔热效果差，因此造成虽能抵抗高温，却因热传导过大而造成背温过大的缺点，为此，我们提出高耐火低热传导复合材料。
发明内容
本发明的目的在于提供高耐火低热传导复合材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高耐火低热传导复合材料，包括中空硅铝发泡耐火粒料、胶结料和硅纤维，所述中空硅铝发泡耐火粒料的绝对体积比为40～72％，所述胶结料的绝对体积比为25～40％，所述硅纤维的绝对体积比3 ～6％，所述中空硅铝发泡耐火粒料、胶结料和硅纤维利用湿式拌合或者干式挤压成型，所述中空硅铝发泡耐火粒料、胶结料硅纤维组成耐火构件。
优选的，所述中空硅铝发泡耐火粒料由氧化硅、氧化铝和氧化钙及氧化铁所组成，所述氧化硅的绝对体积比为50～80％，所述氧化铝的绝对体积比为10～30％，所述氧化钙及氧化铁的绝对体积比为10～25％，所述中空硅铝发泡耐火粒料利用膨胀的原理而产生气孔发泡。
优选的，所述胶结料属于水硬性矿粉胶结料，所述胶结料由氧化硅、氧化铝和氧化钙组成，所述氧化硅的绝对体积比为30～40％，所述氧化铝的绝对体积比为20 ～40％，所述氧化钙的绝对体积比为30～50％，所述胶结料通过加水拌和产生胶结作用。
优选的，所述硅纤维的主要成分为氧化硅，所述氧化硅绝对体积比为80～90％。
优选的，所述中空硅铝发泡耐火粒料、胶结料硅纤维可根据耐火特性不同而调整耐火功能所需进行重新配比。
优选的，所述耐火构件可作为各种防火构件之内衬材设置于防火门、防火墙、防火管道、风管、升降梯隔间墙和天花板等内侧使用。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过由中空硅铝发泡耐火粒料、胶结料和硅纤维按绝对体积比所组成，利用湿式拌合或者干式挤压成型后，该胶结料将中空硅铝发泡粒料及硅纤维胶结住，会形成不连续多孔性质，阻绝热传导路径，因而具有耐高温及背温低的特性，可有效阻隔火场内聚积热的辐射传播。
附图说明
图1为本发明中空硅铝发泡耐火粒料示意图。
图2为本发明胶结料示意图。
图3为本发明硅纤维示意图。
图4为本发明高耐火低热传导之复合材料示意图。
图5为图4剖视示意图。
图6为本发明防火门背温加热温度测定位置示意图。
图7为本发明防火门挠曲度变形量测定位置示意图。
图中：中空硅铝发泡耐火粒料1、胶结料2、硅纤维3。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1-3所示的高耐火低热传导复合材料，包括中空硅铝发泡耐火粒料1、胶结料2和硅纤维3，中空硅铝发泡耐火粒料1的绝对体积比为40～72％，胶结料2 的绝对体积比为25～40％，硅纤维3的绝对体积比3～6％，中空硅铝发泡耐火粒料 1、胶结料2和硅纤维3利用湿式拌合或者干式挤压成型，中空硅铝发泡耐火粒料1、胶结料2硅纤维3组成耐火构件，该制作完成的高耐火低热传导之复合材料是由胶结料2将中空硅铝发泡粒料1及硅纤维3胶结住，形成了具有防火特性的新型复合材料，阻断热流量通过的路径，同时材料因具有耐高温特性，且形成不连续多孔性质，阻绝了热传导路径，具有良好的隔热能力；
中空硅铝发泡耐火粒料1由氧化硅、氧化铝和氧化钙及氧化铁所组成，氧化硅的绝对体积比为50～80％，氧化铝的绝对体积比为10～30％，氧化钙及氧化铁的绝对体积比为10～25％，中空硅铝发泡耐火粒料1利用膨胀的原理而产生气孔发泡，能有效阻绝热传导路径，胶结料2属于水硬性矿粉胶结料，胶结料2由氧化硅、氧化铝和氧化钙组成，氧化硅的绝对体积比为30～40％，氧化铝的绝对体积比为20～ 40％，氧化钙的绝对体积比为30～50％，胶结料2通过加水拌和产生胶结作用，硅纤维3的主要成分为氧化硅，氧化硅绝对体积比为80～90％，使得本材料可同时兼顾高温耐火及低热传导特性；
中空硅铝发泡耐火粒料1、胶结料2硅纤维3可根据耐火特性不同而调整耐火功能所需进行重新配比，耐火构件可作为各种防火构件之内衬材设置于防火门、防火墙、防火管道、风管、升降梯隔间墙和天花板等内侧使用，适应性高。
实施例二
请参阅图4和5，中空硅铝发泡耐火粒料1、胶结料2及硅纤维3可利用湿式拌合或者干式挤压成型，该制作完成的高耐火低热传导之复合材料系由胶结料2将中空硅铝发泡粒料1及硅纤维3胶结住，也形成具有防火特性之新型复合材料，此复合材料之组合方式，除了先选择具有耐高温材料外，再透过隔绝热传导方式，应用空气热传只有0.023W/mk之低热传特质，以阻断热流量通过之路径，同时材料因具有耐高温(1000℃以上)特性，且形成不连续多孔性质，阻绝了热传导路径。有别于一般隔热材料只在常温10～40℃具有良好低热传导特性，但于高温(1000 ℃以上)时，其热阻效果不佳，以致于热流容易通过，无法适用于耐受高温之构材及区域之缺点。
本发明的高耐火低热传导之复合材料在制造完成后，可作为防火门内衬材，可符合CNS 11227A3223建筑用A种防火门的标准，即加热试验中，防火门背面温度低于260℃，防火门试体周边各部份反曲或挠度低于l2/6000，可有效阻隔火场内聚积热的辐射传播。
以高耐火低热传导之复合材料作防火门内衬材进行耐火及背温量测试验(钢门框尺寸为120×210×4cm)，进行防火门试验，防火门耐火试验，防火门内衬材背温加热温度测定位置(如图6所示)，依CNS规定，各点应低于260℃以下。有关防火门挠曲变形量测位置(如图7所示)，依CNS规定，反曲或挠度不得超过l2/6000。
表1防火门耐火试验高温炉内温度与时间关系表
单位：℃
表2防火门耐火试验背面温度与时间关系表
单位：℃
试验结果如表2所示，在防火门耐火试验中，防火门背面温度与时间关系，透过6个点的侦测位置中，显示各点位置均能控制在100℃以下。
再由表3之结果可知，本发明之材料受高温时，并不会有膨胀现象产生，反而尺寸有稍微缩小情况，所以试体尺寸位移为负值。
表3防火门耐火试验试体尺寸位移变化表
单位：mm
由以上防火门耐火试验结果可知，本发明之高耐火低热传导复合材料可有效控制背面温度在100℃以下，是为非常适宜的防火材料。
本发明工作原理：在使用时，可根据可根据耐火特性不同而调整耐火功能所需进行重新配比，获得最好的耐火效果，耐火构件可作为各种防火构件之内衬材设置于防火门、防火墙、防火管道、风管、升降梯隔间墙和天花板等内侧使用，具有耐高温及背温低的特性，可有效阻隔火场内聚积热的辐射传播。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.高耐火低热传导复合材料，包括中空硅铝发泡耐火粒料(1)、胶结料(2)和硅纤维(3)，其特征在于，所述中空硅铝发泡耐火粒料(1)的绝对体积比为40～72％，所述胶结料(2)的绝对体积比为25～40％，所述硅纤维(3)的绝对体积比3～6％，所述中空硅铝发泡耐火粒料(1)、胶结料(2)和硅纤维(3)利用湿式拌合或者干式挤压成型，所述中空硅铝发泡耐火粒料(1)、胶结料(2)硅纤维(3)组成耐火构件。
2.根据权利要求1所述的高耐火低热传导复合材料，其特征在于，所述中空硅铝发泡耐火粒料(1)由氧化硅、氧化铝和氧化钙及氧化铁所组成，所述氧化硅的绝对体积比为50～80％，所述氧化铝的绝对体积比为10～30％，所述氧化钙及氧化铁的绝对体积比为10～25％，所述中空硅铝发泡耐火粒料(1)利用膨胀的原理而产生气孔发泡。
3.根据权利要求1所述的高耐火低热传导复合材料，其特征在于，所述胶结料(2)属于水硬性矿粉胶结料，所述胶结料(2)由氧化硅、氧化铝和氧化钙组成，所述氧化硅的绝对体积比为30～40％，所述氧化铝的绝对体积比为20～40％，所述氧化钙的绝对体积比为30～50％，所述胶结料(2)通过加水拌和产生胶结作用。
4.根据权利要求1所述的高耐火低热传导复合材料，其特征在于，所述硅纤维(3)的主要成分为氧化硅，所述氧化硅绝对体积比为80～90％。
5.根据权利要求1所述的高耐火低热传导复合材料，其特征在于，所述中空硅铝发泡耐火粒料(1)、胶结料(2)硅纤维(3)可根据耐火特性不同而调整耐火功能所需进行重新配比。
6.根据权利要求1所述的高耐火低热传导复合材料，其特征在于，所述耐火构件可作为各种防火构件之内衬材设置于防火门、防火墙、防火管道、风管、升降梯隔间墙和天花板等内侧使用。
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2022
- 2022-03-01 CN CN202210194091.1A patent/CN114507057A/zh not_active Withdrawn
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