CN103570333B - 一种超薄型蛭石基防火板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无机结构材料加工制备方法，具体涉及一种超薄型蛭石基防火板及其制备方法，属于火科学与建筑装饰材料交叉领域。一种超薄型蛭石基防火板，由氧化镁、氯化镁、硫酸镁、水、玻璃纤维网格布、玻璃纤维丝、磷酸二氢铝、磷酸三钠、蛭石粉和粉煤灰组成；该防火板及其制备方法中，游离氯化镁是导致蛭石基防火板返卤的根本原因，通过调整氧化镁和氯化镁的配方，以及加入硫酸镁和粉煤灰，使得制备的蛭石基防火板平整，不会翘曲变形，并且抑制了返卤现象。

Description

一种超薄型蛭石基防火板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种无机结构材料加工制备方法，具体涉及一种超薄型蛭石基防火板及其制备方法，属于火科学与建筑装饰材料交叉领域。

背景技术

超薄型防火板在包装行业可做代木包装，在建材行业可代替石棉瓦，窑烧瓦、琉璃瓦，或制成建材构件代替某些硅酸盐水泥制品等。我国每年包装用木材耗量为500万m³，使用超薄型防火板做包装，每年可节约20多万m³。这对我国这样一个森林资源缺乏的国家来说，开发并采用大量的代木材料是很有经济意义的。在建材方面，超薄型防火板可代替其它建材产品用于建材构件、家具、装饰材料等方面，并且超薄型防火板是一种高质低能耗的建材产品。但是超薄型防火板本身固有的耐水性差、翘曲变形、返卤的弱点影响了该材料在实际中的推广使用。

专利《玻镁板及其制备方法》（201110163454.7）中，添加的填料为木屑。很多厂家为了节约成本一般会添加木屑，并且木屑也是最常见的一种填料。在以木屑为填料的板材中，由于木屑属可燃物质，虽然木屑含量较低时，板材不会直接燃烧，但木屑在高温下会氧化产生一氧化碳、二氧化碳和水，干馏木屑会产生木炭、挥发性有机物、烟雾等有害物质。

专利《一种玻镁板》（200910111622.0）中，添加的填料由组分A和组分B组成，其中组分A为木工粉、秸秆、稻壳、竹纤维等中的一种或其组合，组分B为珍珠岩、聚苯颗粒、煤矸石、蛭石等中的一种或其组合。木工粉、秸秆、稻壳、竹纤维都是可燃物质，珍珠岩、聚苯颗粒在高温下会产生有害物质，应避免使用。

本发明是用蛭石粉制备超薄型防火板材，与相关专利截然不同，后者含有有机材料，而本发明全由无机材料组成，不含任何可氧化和燃烧的物质，若遇高温或明火，不会产生烟雾及其它有机毒物。故防火效果将更好，使用将更加安全可靠。通过添加其他原料及调整配方，制备出的超薄型蛭石基防火板强度更高，性能更加优越。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的防火板本身固有的耐水性差、翘曲变形、返卤的缺点，不适于在实际中的推广使用的问题，提供一种超薄型蛭石基防火板及其制备方法。该方法制得防火板不吸潮返卤（无水珠、无返潮）、不翘曲变形、耐水性好（湿胀率为0.1%）、防火性能达到A1级。

本发明的目的是通过下述技术方案实现。

一种超薄型蛭石基防火板，由氧化镁、氯化镁、硫酸镁、水、玻璃纤维网格布、玻璃纤维丝、磷酸二氢铝、磷酸三钠、蛭石粉和粉煤灰组成；

各组分的质量比为：25%～35%氧化镁、10%～20%氯化镁、3%～8%硫酸镁、30%～40%水、0.05%～0.1%玻璃纤维丝、2%～3%磷酸二氢铝、3%～5%磷酸三钠、10%～15%蛭石粉和5%～7%粉煤灰。

一种超薄型蛭石基防火板的制备方法，具体步骤如下：

步骤一、

将氧化镁、氯化镁、硫酸镁溶于水中，四者进行反应形成晶体相，该晶体相包括：5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O、3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O和5Mg(OH)₂·MgSO₄·3H₂O，它们相互交叉搭接成毛毡状多相多孔网状结构，产生较高的机械强度。随着结构的硬化，蛭石基防火板网架状结构中的孔隙不断被反应产物填充密实，其强度不断增加，搅拌均匀得到浆料A；

步骤二、

将磷酸二氢铝、磷酸三钠、蛭石粉和粉煤灰混合均匀，再加入到步骤一制得的浆料A中，得到浆料B；

步骤三、

向步骤二制得的浆料B中加入玻璃纤维丝进行充分搅拌，使玻璃纤维丝在浆料中分散均匀；

步骤四、

将步骤三制备的浆料与玻璃纤维网格布经机器辊压，养护，得到蛭石基防火板。

有益效果

1、本发明的一种超薄型蛭石基防火板，采用蛭石粉为基料，蛭石粉是蛭石颗粒经膨胀而形成的一种轻质、多功能新型材料，具有表观密度小、导热系数低、化学稳定性好、耐高温、无毒、吸音作用。粉煤灰中含有活性SiO₂和Al₂O₃，有利于提高抗水性。活性A1₂O₃-SiO₂类物质有潜在的碱激发活性，可以用碱激发铝-硅酸盐反应，生成抗水性和化学稳定性好的胶凝材料，它们在蛭石基防火板中还能起骨架和抑制变形的作用；

2、本发明的一种超薄型蛭石基防火板的制备方法中，游离氯化镁是导致蛭石基防火板返卤的根本原因，通过调整氧化镁和氯化镁的配方，以及加入硫酸镁和粉煤灰，使得制备的蛭石基防火板平整，不会翘曲变形，并且抑制了返卤现象；

磷酸二氢铝作为无机耐火材料的粘结剂，可提高蛭石基防火板自身的强度。磷酸二氢铝和磷酸三钠中磷酸根离子生成的不溶性沉淀物包裹在水化物晶体颗粒表面，隔绝了水对蛭石基防火板的作用，增强了蛭石基防火板的耐水性，减轻了返卤现象；

3、本发明的一种超薄型蛭石基防火板的制备方法中，玻璃纤维网格布和玻璃纤维丝强度高，重量轻，可提高蛭石基防火板的韧性、抗弯强度和抗冲击强度；

4、本发明的一种超薄型蛭石基防火板，厚度可控制在3mm～6mm之间，并具有防火、防水、无味、无毒、不冻、不腐、不裂、不变、不燃、高强质轻、有韧性、施工方便、使用寿命长等优点；

5、本发明的一种超薄型蛭石基防火板，该蛭石基防火板可作为墙板，吊顶板，防火板，防水板，包装箱等使用，可代替木质胶合板做墙裙，窗板、门板，家具等室内装饰用具，也可根据需要加工成各种类型的板面，同时可用于地下室，人防和矿井等潮湿环境的工程，还可以与多种保温材料复合，制成复合保温板材。

具体实施方式：

实施例1

1、配料

首先称取6.0kg氧化镁、4.5kg氯化镁、0.5kg硫酸镁、11.0kg水、0.7kg磷酸二氢铝、1.0kg磷酸三钠、3.0kg蛭石粉、0.15kg粉煤灰和30g玻璃纤维丝备用。

氧化镁中活性氧化镁的含量为70%；玻璃纤维网格布为无碱玻璃纤维网格布，网眼尺寸4mm×4mm；玻璃纤维丝为耐碱性玻璃纤维丝，单丝直径10～20μm；蛭石粉的粒径在0.1～1mm之间。

2、制备蛭石基防火板

将原料充分搅拌均匀，形成浆料，备用。制备蛭石基防火板是在双辊驱动辊压机器上进行的，调节上下双辊筒使其平行，先将模具平放到传送带上，在模具上均匀刷一层脱模剂，在模具底部先铺一层玻璃纤维网格布，打开机器，将料浆不断加入双辊之间，浆料受到挤压落于玻璃纤维网格布之上，模具在传送带作用下不断向前推进，同时在浆料上面再铺一层玻璃纤维网格布，并进行二次辊压，至浆料填满模具后，割去多余的玻璃纤维网格布。

3、养护

在成型温度10～35℃条件下，体系反应温度不超过70℃，脱模后保持自身水化热和排湿的情况下养护3～5d。

4、切割

将样板按所需规格进行切割，将切割好的板材放在晒板架上，自然晾干，得到成品蛭石基防火板，性能如表1。

表1蛭石基防火板达到的性能指标

实施例2

1、配料

首先称取6.2kg氧化镁、4.3kg氯化镁、0.8kg硫酸镁、11.5kg水、0.9kg磷酸二氢铝、1.0kg磷酸三钠、3.3kg蛭石粉、0.15kg粉煤灰和35g玻璃纤维丝备用。

氧化镁中活性氧化镁的含量为70%；玻璃纤维网格布为无碱玻璃纤维网格布，网眼尺寸4mm×4mm；玻璃纤维丝为耐碱性玻璃纤维丝，单丝直径10～20μm；蛭石粉的粒径在0.1～1mm之间。

2、制备蛭石基防火板

将原料充分搅拌均匀，形成浆料，备用。制备蛭石基防火板是在双辊驱动辊压机器上进行的，调节上下双辊筒使其平行，先将模具平放到传送带上，在模具上均匀刷一层脱模剂，在模具底部先铺一层玻璃纤维网格布，打开机器，将料浆不断加入双辊之间，浆料受到挤压落于玻璃纤维网格布之上，模具在传送带作用下不断向前推进，同时在浆料上面再铺一层玻璃纤维网格布，并进行二次辊压，至浆料填满模具后，割去多余的玻璃纤维网格布。

3、养护

在成型温度10～35℃条件下，体系反应温度不超过70℃，脱模后保持自身水化热和排湿的情况下养护3～5d。

4、切割

将样板按所需规格进行切割，将切割好的板材放在晒板架上，自然晾干，得到成品蛭石基防火板，性能如表2。

表2蛭石基防火板达到的性能指标

实施例3

1、配料

首先称取6.3kg氧化镁、4.1kg氯化镁、1.1kg硫酸镁、11.3kg水、0.7kg磷酸二氢铝、1.0kg磷酸三钠、3.0kg蛭石粉、0.15kg粉煤灰和35g玻璃纤维丝备用。

氧化镁中活性氧化镁的含量为70%；玻璃纤维网格布为无碱玻璃纤维网格布，网眼尺寸4mm×4mm；玻璃纤维丝为耐碱性玻璃纤维丝，单丝直径10～20μm；蛭石粉的粒径在0.1～1mm之间。

2、制备蛭石基防火板

将原料充分搅拌均匀，形成浆料，备用。制备蛭石基防火板是在双辊驱动辊压机器上进行的，调节上下双辊筒使其平行，先将模具平放到传送带上，在模具上均匀刷一层脱模剂，在模具底部先铺一层玻璃纤维网格布，打开机器，将料浆不断加入双辊之间，浆料受到挤压落于玻璃纤维网格布之上，模具在传送带作用下不断向前推进，同时在浆料上面再铺一层玻璃纤维网格布，并进行二次辊压，至浆料填满模具后，割去多余的玻璃纤维网格布。

3、养护

在成型温度10～35℃条件下，体系反应温度不超过70℃，脱模后保持自身水化热和排湿的情况下养护3～5d。

4、切割

将样板按所需规格进行切割，将切割好的板材放在晒板架上，自然晾干，得到成品蛭石基防火板，性能如表3。

表3蛭石基防火板达到的性能指标

实施例4

1、配料

首先称取6.3kg氧化镁、4.0kg氯化镁、1.1kg硫酸镁、11.5kg水、1.0kg磷酸二氢铝、1.0kg磷酸三钠、3.0kg蛭石粉、0.20kg粉煤灰和40g玻璃纤维丝备用。

氧化镁中活性氧化镁的含量为70%；玻璃纤维网格布为无碱玻璃纤维网格布，网眼尺寸4mm×4mm；玻璃纤维丝为耐碱性玻璃纤维丝，单丝直径10～20μm；蛭石粉的粒径在0.1～1mm之间。

2、制备蛭石基防火板

将原料充分搅拌均匀，形成浆料，备用。制备蛭石基防火板是在双辊驱动辊压机器上进行的，调节上下双辊筒使其平行，先将模具平放到传送带上，在模具上均匀刷一层脱模剂，在模具底部先铺一层玻璃纤维网格布，打开机器，将料浆不断加入双辊之间，浆料受到挤压落于玻璃纤维网格布之上，模具在传送带作用下不断向前推进，同时在浆料上面再铺一层玻璃纤维网格布，并进行二次辊压，至浆料填满模具后，割去多余的玻璃纤维网格布。

3、养护

在成型温度10～35℃条件下，体系反应温度不超过70℃，脱模后保持自身水化热和排湿的情况下养护3～5d。

4、切割

将样板按所需规格进行切割，将切割好的板材放在晒板架上，自然晾干，得到成品蛭石基防火板，性能如表4。

表4蛭石基防火板达到的性能指标

实施例5

1、配料

首先称取6.4kg氧化镁、4.2kg氯化镁、1.1kg硫酸镁、12.0kg水、1.0kg磷酸二氢铝、1.0kg磷酸三钠、3.5kg蛭石粉、0.20kg粉煤灰和45g玻璃纤维丝备用。

氧化镁中活性氧化镁的含量为70%；玻璃纤维网格布为无碱玻璃纤维网格布，网眼尺寸4mm×4mm；玻璃纤维丝为耐碱性玻璃纤维丝，单丝直径10～20μm；蛭石粉的粒径在0.1～1mm之间。

2、制备蛭石基防火板

将原料充分搅拌均匀，形成浆料，备用。制备蛭石基防火板是在双辊驱动辊压机器上进行的，调节上下双辊筒使其平行，先将模具平放到传送带上，在模具上均匀刷一层脱模剂，在模具底部先铺一层玻璃纤维网格布，打开机器，将料浆不断加入双辊之间，浆料受到挤压落于玻璃纤维网格布之上，模具在传送带作用下不断向前推进，同时在浆料上面再铺一层玻璃纤维网格布，并进行二次辊压，至浆料填满模具后，割去多余的玻璃纤维网格布。

3、养护

在成型温度10～35℃条件下，体系反应温度不超过70℃，脱模后保持自身水化热和排湿的情况下养护3～5d。

4、切割

将样板按所需规格进行切割，将切割好的板材放在晒板架上，自然晾干，得到成品蛭石基防火板，性能如表5。

表5蛭石基防火板达到的性能指标

本发明制备的超薄型蛭石基防火板可直接喷漆、贴面。还可以与多种保温材料复合制成复合保温板材。可作为墙板、吊顶板、防火板、防水板、包装箱等使用。可用于高速列车侧顶板、中顶板、侧墙板等处，有效提高列车的防火能力，减重效果好。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，但本发明的设计构思并不局限于此，本领域人员对本发明的技术方案做出的非实质性改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种超薄型蛭石基防火板，其特征在于：由氧化镁、氯化镁、硫酸镁、水、玻璃纤维网格布、玻璃纤维丝、磷酸二氢铝、磷酸三钠、蛭石粉和粉煤灰组成；各组分的质量比为：25％～35％氧化镁、10％～20％氯化镁、3％～8％硫酸镁、30％～40％水、0.05％～0.1％玻璃纤维丝、2％～3％磷酸二氢铝、3％～5％磷酸三钠、10％～15％蛭石粉和5％～7％粉煤灰，所述防火板的厚度在3-6mm之间。

2.一种如权利要求1所述的超薄型蛭石基防火板的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一、

将氧化镁、氯化镁、硫酸镁溶于水中，四者进行反应形成晶体相，该晶体相包括：5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O、3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O和5Mg(OH)₂·MgSO₄·3H₂O，它们相互交叉搭接成毛毡状多相多孔网状结构，产生较高的机械强度；随着结构的硬化，蛭石基防火板网架状结构中的孔隙不断被反应产物填充密实，其强度不断增加，搅拌均匀得到浆料A；

步骤二、

将磷酸二氢铝、磷酸三钠、蛭石粉和粉煤灰混合均匀，再加入到步骤一制得的浆料A中，得到浆料B；

步骤三、

向步骤二制得的浆料B中加入玻璃纤维丝进行充分搅拌，使玻璃纤维丝在浆料中分散均匀；

步骤四、

将步骤三制备的浆料与玻璃纤维网格布经机器辊压，养护，得到蛭石基防火板。