抗火材料的製作方法
2023-04-24 11:17:26 1
抗火材料的製作方法
【專利摘要】本發明抗火材料涉及建築材料領域，特別是涉及建築抗火材料領域，其由耐高溫矽膠、陶瓷粉和硬化劑經過兩次高溫燒結而成。本發明抗火材料中主要為無機材，具有非燃燒性，重量輕不增加鋼結構的負荷，同時由於經過高溫燒結後，其結構緊密，耐撞擊，經耐火實驗證明，耐火極限在3小時以上。
【專利說明】抗火材料
【技術領域】
[0001] 本發明涉及建築材料領域，特別是涉及建築抗火材料領域。
【背景技術】
[0002] 鋼結構建築具有強度高、自重輕、抗震性能好施工進度快，結構佔用面積少、工業 化程度高等一系列優點，它與混凝土結構相比，環保且更有利於建築產業化的發展。但從防 火角度看，鋼結構雖然是不燃燒體，但很不耐火。鋼的內部晶體組織對溫度非常敏感，溫度 升高或者降低都會使鋼材性能力發生變化，鋼結構通常在450-650°C時就會失去承載能力， 發生很大的形變，導致鋼柱、鋼梁彎曲，結果因變形過大而不能繼續使用。美國9. 11恐怖事 件表明，鋼結構不耐火，是世貿中心坍塌、人員大量傷亡的重量原因。
[0003] 衡量鋼結構耐火性能的指標為耐火極限，在標準火災中，燃燒至1450°C時，背溫 不超過550°C，保持結構完整所維持的時間。鋼結構耐火實驗得到鋼構件耐火極限為：t = 0· 54(Ts-50) (F/V)_a6
[0004] 式中：t一耐火極限，（min)
[0005] Ts-鋼構件溫度，（°C )
[0006] F/V-構件的截面積係數，等於單位長度構件的受火面積與其體保積的比值，πΓ1.
[0007] 實驗表明，鋼結構耐火極限低，只有15_30min，防火保護層易被破壞，決定了鋼結 構建築必須重視防火問題。鋼結構建築防火保護方法要提高鋼結構防火性能，就要阻隔火 災熱量向鋼材的傳遞，以延緩鋼材溫升的速度，推遲鋼構件達到破壞時的臨界溫度的時間。 目前，國內外通常是採取對鋼結構表面噴塗防火塗料或包裹耐火材料等辦法保護鋼結構不 被火焰直接燒烤而提高其抗火能力。經驗表明，鋼結構防火噴塗的質量、時效、塗層粘結力、 使用中是否有鬆動、開裂或是否受到大的衝擊、震動等等會直接影響到鋼構件的防火安全， 而且只能達到1. 5小時的耐火極限。目前國內用於包裹鋼結構的耐火材料多為纖維增強水 泥板（如TK板、FC板）、石膏板、矽酸鈣板、蛭石板等非燃材料的防火板，但這些耐火材料但 不耐撞擊，而且自重大，增加了鋼結構的負荷。
【發明內容】
[0008] 本發明針對上述缺陷，提供一種用於包裹鋼結構的抗火材料。
[0009] 抗火材料，其特徵在於由耐高溫矽膠、陶瓷粉和硬化劑經過兩次高溫燒結而成。
[0010] 所述耐高溫矽膠、陶瓷粉和硬化劑的重量比為3-20% :50-80% :5-30%。
[0011] 所述陶瓷粉能耐1850°C高溫。
[0012] 所述硬化劑為：三甲基六亞甲基二胺TMD或多乙烯多胺PEPA。
[0013] 抗火材料的製備方法，其特徵在於將耐高溫矽膠、陶瓷粉和硬化劑混勻後經兩次 高溫燒結。
[0014] 所述兩次高溫燒結的步驟為第一次燒結爐溫為500-800°C，時間為10-20分鐘，第 二次燒結爐溫為1500-1800°C，時間為20-30分鐘。
[0015] 所述第一次燒結可按需成型。
[0016] 所述高溫燒結的設備為燒結爐。
[0017] 鋼結構建築中，各種不同的鋼管、鋼板、管件形狀各異，利用陶瓷粉的成型性，可將 耐高溫矽膠、陶瓷粉和硬化劑按3-20% :50-80% :5-30%的比例配料混勻後製備成各種所 需形狀，放入燒結爐中進行第一次燒結成型，爐溫為500-800°C，時間為10-20分鐘，然後再 進行第二次燒結，爐溫為1500-1800°C，時間為20-30分鐘。這樣製備出來的包裹抗火材料 與所需抗火材料能夠形狀相符，再用鉚釘釘在鋼結構上，這樣包裹更嚴密，不易產生漏洞。
[0018] 本發明抗火材料由有機物（耐高溫矽膠）和無機物（陶瓷粉）加入硬化劑製成。 耐高溫矽膠具有良好的耐高低溫、耐候、耐潮溼、耐水、耐鹽滷等性能以及優異的電氣絕緣 性能，可粘結表面張力較大及較小的各類基材，還具有優越的使用工藝性，特別適合於製成 各種耐高溫防火帶、電工絕緣膠粘帶，現已廣泛用於製備成耐高溫墊、手套和模具中。普通 矽膠耐溫200?250°C，耐高溫矽膠耐溫400?450°C，甚至有的能達到450°C以上，耐高溫 矽膠的高溫特性正好符合高溫燒結的原理，在第一次燒結時，溫度為500-800°C，普通矽膠 在該溫度下很快燃燒完了，沒有起到矽膠的作用。而耐高溫矽膠將配料中的各種成分粘結 在一起，在產品成型的同時自身也差不多耗完。有機成分在高溫燒結過程中絕大多數變成 氣體揮發出去，殘餘量是極微小的。硬化劑使矽膠的分子與分子間產生化學結合，將分子鏈 交錯連結成一種網狀結構，而造成一種內聚力強，不易熔融之巨大分子，同時又增加了矽膠 的耐熱性。陶瓷粉燒結後的多孔性結構使得該抗火材料具有明顯的透氣性，在某些需要作 抗火處理，又涉及散熱問題時，該材料不失為一種好的選擇。如電線電纜槽的抗火。
[0019] 本發明的技術效果：
[0020] 本發明抗火材料中主要為無機材，具有非燃燒性，重量輕不增加鋼結構的負荷，同 時由於經過高溫燒結後，其結構緊密，耐撞擊，經耐火實驗證明，耐火極限在3小時以上。我 國的《高層民用建築設計防火規範》的耐火極限，一級耐火等級建築的防火牆、柱和承重牆、 樓梯間牆及梁的耐耐火極限為3小時和2小時。本發明抗火材料符合該規範要求。
[0021] 本發明的抗火材料原料主要是陶瓷粉，原料易得，成本低，所需設備是燒結爐，即 陶瓷生產廠常用的燒結爐，設備簡單，產量可量化，在現代建築工程中有很大的前景。
【具體實施方式】：
[0022] 實施例1 :製備抗火板：
[0023] 配製原料：耐高溫矽膠：市售耐高溫矽膠
[0024] 陶瓷粉：市售1840°C陶瓷粉
[0025] 硬化劑：三甲基六亞甲基二胺TMD或多乙烯多胺PEPA
[0026] 耐高溫矽膠、陶瓷粉和硬化劑的重量比為10^:70^:201^按上述比例攪拌均勻 呈泥狀，製成板材形狀。
[0027] 1. 2第一次燒結：調節燒結爐的溫度，在650°C左右時保持恆定，放入上述製備好 的板材模型，在650°C左右燒結15分鐘。取出。經過第一次燒結後，材料已經成型。
[0028] 1. 3第二次燒結：調節燒結爐爐溫，在1600°C左右保持恆定，將已成型的材料進行 第二次燒結。
[0029] 實施例2 :製備抗火板：
[0030] 2. 1配製原料：耐高溫矽膠、陶瓷粉和硬化劑的重量比為15%:70%:15%。按上述 比例攪拌均勻成泥狀，用一鋼管做模型，將上述泥狀物包附在鋼管外面，然後將鋼管抽出， 製得樣式，從中間切開，一分為二，得兩半圓形鋼管。
[0031] 2. 2第一次燒結：調節燒結爐的溫度，在650°C左右時保持恆定，放入上述製備好 的半圓形鋼管，在650°C左右燒結15分鐘。取出。經過第一次燒結後，材料已經成型。
[0032] 2. 3第二次燒結：調節燒結爐爐溫，在1600°C左右保持恆定，將已成型的材料進行 第二次燒結。
[0033] 3.耐火極限實驗：
[0034] 取實施例1、2燒結完成的產品，置於1KKTC條件3小時以上無變形。
[0035] 耐火實驗證明，耐火極限在3小時以上。我國的《高層民用建築設計防火規範》的 耐火極限，一級耐火等級建築的防火牆、柱和承重牆、樓梯間牆及梁的耐耐火極限為3小時 和2小時。
【權利要求】
1. 抗火材料，其特徵在於由耐高溫矽膠、陶瓷粉和硬化劑經過兩次高溫燒結而成。
2. 根據權利要求1所述抗火材料，其特徵在於所述耐高溫矽膠、陶瓷粉和硬化劑的重 量比為 3-20% :50-80% :5-30%。
3. 根據權利要求1所述抗火材料，其特徵在於所述耐高溫矽膠、陶瓷粉和硬化劑的重 量比為 15% :70% :15%。
4. 根據權利要求1或2所述抗火材料，其特徵在於所述陶瓷粉能耐1850°C高溫。
5. 根據權利要求1或2所述抗火材料，其特徵在於所述硬化劑為：三甲基六亞甲基二 胺TMD或多乙烯多胺PEPA。
6. 抗火材料的製備方法，其特徵在於由耐高溫矽膠、陶瓷粉和硬化劑的混合物經過兩 次高溫燒結而成，所述耐高溫矽膠、陶瓷粉和硬化劑的重量比為3-20% :50-80% :5-30%。
7. 根據權利要求6所述抗火材料的製備方法，其特徵在於所述兩次高溫燒結的步驟為 第一次燒結爐溫為500-800°C，時間為10-20分鐘，第二次燒結爐溫為1500-1800°C，時間為 20-30分鐘。
8. 根據權利要求7所述抗火材料的製備方法，其特徵在於所述混合物攪拌均勻呈泥 狀，製成板材形狀再進行第一次燒結：調節燒結爐的溫度，在650°C左右時保持恆定，放入 上述製備好的板材模型；第二次燒結：調節燒結爐爐溫，在1600°C左右保持恆定，將已成型 的材料進行第二次燒結。
9. 根據權利要求7所述抗火材料的製備方法，其特徵在於所述保持恆定的時間為15分 鍾。
10. 根據權利要求6所述抗火材料的製備方法，其特徵在於按上述比例攪拌均勻成泥 狀，用一鋼管做模型，將上述泥狀物包附在鋼管外面，然後將鋼管抽出，製得樣式，從中間切 開，一分為二，得兩半圓形鋼管，再進行兩次燒結。
【文檔編號】C04B35/66GK104193364SQ201410421029
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月25日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】施霞虹 申請人:南寧市磁匯科技有限公司