CN110002821B - 一种防火隔热节能门扇及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防火隔热节能门扇及其制备方法，所述防火隔热节能门扇包括金属框架，金属框架内从下到上依次设置有高密度泡沫混凝土下面体、蜂窝状结构的玻璃钢骨架和高密度泡沫混凝土上面体，蜂窝状结构的玻璃钢骨架的蜂窝腔体内填充有低密度泡沫混凝土。本发明的防火隔热节能门扇，防火性能优，满足GB8624‑2012规定的建筑材料及制品燃烧性能A1级要求；隔热性能佳，导热系数低至0.37～0.92W/m·K；无危害性烟气产生，产烟毒性符合GB/T20285‑2006规定的AQ1安全级别；隔音效果好，计权隔声量高达42～61dB；抗冲击性能佳，经历30kg沙袋软冲击载荷作用9次后产生的凹变形量为3.4～4.9mm，符合GB 17565‑2007规定防盗门软冲击性能分类中的乙级标准（≤5.0mm）。

Description

一种防火隔热节能门扇及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑用门技术领域，具体涉及一种防火隔热节能门扇及其制备方法。
背景技术
火灾是最经常、最普遍威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一，遇到火灾时人们需要尽快、安全的逃生。防火门则在一定时间内能满足耐火稳定性、完整性和隔热性的要求，火灾发生时，其在一定程度上能阻隔火势，为人们的逃生争取时间。目前市面上的防火门，主要由防火芯板和包覆该防火芯板的防火面层组成，防火芯板多以硅酸铝棉或膨胀珍珠岩棉为主要材料制备而成，以硅酸铝棉为主要材料成型时需要添加有机粘接剂，遇火将产生有毒烟气，危害人体健康；以膨胀珍珠岩棉为主要材料制备的防火芯板，强度和防火燃烧性能较差，且其成品板规格大小因成型模具的限制不易改变，若要满足实际使用要求，需在裁切方面花费大量的时间，生产效率较低。此外，现有的防火门大多功能单一，难于同时具有防火、保温和隔音等多种功能，无法满足学校、医院、办公室等诸多场所对防火、保温和隔音功能的同时需要，因此，开发新型多功能防火门具有较大的市场空间和应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种防火隔热节能门扇及其制备方法，以解决现有技术中存在的不足。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种防火隔热节能门扇，包括金属框架，金属框架内从下到上依次设置有高密度泡沫混凝土下面体、蜂窝状结构的玻璃钢骨架和高密度泡沫混凝土上面体，蜂窝状结构的玻璃钢骨架的蜂窝腔体内填充有低密度泡沫混凝土。
优选的，所述高密度泡沫混凝土下面体的密度为0.8～2.2g/cm3，厚度为1～3cm；所述高密度泡沫混凝土上面体的密度为0.8～2.2g/cm3，厚度为1～3cm；所述金属框架材质为铝合金或镀锌钢板，厚度为1～3cm；所述蜂窝腔体中低密度泡沫混凝土的密度为0.19～0.55g/cm3。
优选的，所述防火隔热节能门扇的制备方法，包括以下步骤：
1）制备金属框架：将金属材料通过冶炼浇注或焊接制成长方形金属框架；
2）制备门扇外壳：将金属框架放置在模具中，浇注高密度泡沫混凝土料浆，静置2～5h脱模，得到侧面为金属、下面体为高密度泡沫混凝土、内为空腔、上面开口的长方体外壳；将高密度泡沫混凝土料浆浇注到模具内，静置2～5h脱模，即可制得用来封闭外壳开口的长方形板块状高密度泡沫混凝土上面体；
3）制备蜂窝状结构的玻璃钢骨架：将玻璃纤维布通过打孔机制成孔径为4～10cm、孔间距为0.5～3cm的多孔纤维布，将其置入浸料槽经预浸料充分浸渍后制得玻璃纤维预浸布，按设计的大小和厚度进行铺叠，铺叠过程中需保证各层玻璃纤维预浸布上的孔洞相互贯通，经辊压并除去孔洞中多余的预浸料后再经固化、脱模后制得；
4）制备低密度泡沫混凝土料浆；
5）制备防火隔热节能门扇主体：将制备好的蜂窝状结构的玻璃钢骨架置于步骤2）所得的长方体外壳中，在蜂窝腔体中浇填步骤4）制得的低密度泡沫混凝土料浆，刮平玻璃钢骨架上表面的低密度泡沫混凝土料浆，用步骤2）制得的长方形板块状高密度泡沫混凝土上面体封闭外壳开口，经塑料薄膜覆盖养护2～3天，即得防火隔热节能门扇主体；
6）后处理：将所制门扇主体用细纱纸稍作打磨处理，直接喷涂漆料即可。
优选的，所述的玻璃纤维预浸料的组成按质量百分比计包括：不饱和聚酯树脂85.5%～91.5%，引发剂1.5%～3.5%，促进剂 0%～2.5%，纳米填料2%～4%，磷酸三酯2%～8.5%。
优选的，所述的不饱和聚酯树脂为间苯二甲酸型不饱和聚酯树脂、对苯二甲酸型不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸型不饱和聚酯树脂、卤代不饱和聚酯树脂、双酚A型不饱和聚酯树脂、乙烯基酯型不饱和聚酯树脂中的任一种或几种；所述的引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化缩酮、过氧化环己酮、过氧化丁酮、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮邻苯二甲酸二丁酯糊中的任一种或几种；所述的促进剂为环烷酸钴、乙二胺、N,N-二甲基苯胺、N-甲基-N-2-羟乙基对甲苯胺中的任一种或几种；所述的纳米填料包括纳米碳酸钙、纳米滑石粉、纳米二氧化硅中的任一种或几种。
优选的，所述高密度泡沫混凝土料浆由高密度泡沫混凝土原料和水混合而成，水的添加量为高密度泡沫混凝土原料总重量的26%～54%；高密度泡沫混凝土原料的组成按质量百分比计包括：水泥66.5%～68.5%，粉煤灰8%～22%，石膏3~7.5%、玻璃纤维4%～7%，发泡剂0.2%～1.35%，防水剂2%～3.4%，减水剂0.3%～1.55%，早强剂2%～3.2%。
优选的，所述低密度泡沫混凝土料浆由低密度泡沫混凝土原料和水混合而成，水的添加量为低密度泡沫混凝土原料总重量的60%～135%；所述低密度泡沫混凝土原料由以下质量百分比的组分组成：水泥45.5%～54%，粉煤灰3%～6%，石膏8.5~12%、废弃建筑混凝土颗粒6%～26%，玻璃纤维1%～3.5%，发泡剂2%～4.5%，防水剂4.3%～6%，减水剂1.5%～4%，早强剂3.7%～7%。
优选的，所述水泥为普通硅酸盐水泥、火山灰水泥、硅酸钙水泥中的一种或几种；所述的粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰、Ⅱ级粉煤灰、Ⅲ级粉煤灰中的任一种或几种；所述的发泡剂为植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、碳链长度为12~18的脂肪醇醚硫酸盐、碳链长度为8~20的烷基磺酸盐、碳链长度为12~18的α-烯基磺酸盐中的任一种或几种；所述的防水剂为有机硅防水剂；所述的减水剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、萘系高效减水剂、聚羧酸系减水剂中的任一种或几种；所述的早强剂为无水硫酸钠、碳酸钠中的任一种或两种。
优选的，所述高密度泡沫混凝土料浆的制备步骤如下：按配比称取水泥、粉煤灰、石膏、玻璃纤维、防水剂、减水剂和早强剂，置入混料机中干混1～3min得到干混料；将占总水量63%～82%的水添加到干混料中经机械搅拌2～5min制备出均匀的混凝土料浆，同时将发泡剂和剩余的水置入高压发泡机或搅拌机中，通过高压发泡或快速机械搅拌制得均匀细腻的泡沫；将所得泡沫添加到混凝土料浆中混合1～3min制得高密度泡沫混凝土料浆。
优选的，所述低密度泡沫混凝土料浆的制备步骤如下：将建筑混凝土垃圾破碎后筛分，取粒径为0.5～2mm的颗粒料，将其和水泥、粉煤灰、石膏、玻璃纤维、防水剂、减水剂和早强剂按比例称量并添加到混料机中干混2～5min得到干混料；将占总水量85%～92%的水添加到干混料中机械搅拌3～8min制备出均匀的混凝土料浆，同时将发泡剂和剩余的水置入高压发泡机或搅拌机中，通过高压发泡或快速机械搅拌制得均匀细腻的泡沫；将所得泡沫添加到混凝土料浆中混合1～3min即得。
发明产生的有益效果是：
1）本发明以密度较高（0.8～2.2g/cm3）的泡沫混凝土为外壳面体，强韧性佳的金属为外壳侧面，高强度蜂窝状结构的玻璃钢为骨架，密度较低（0.19～0.55g/cm3）的泡沫混凝土为充填物，各结构有机结合，使所得门扇具有节能、保温、吸音、防火、强度高等优异性能，应用广泛，可作为保温门、吸音门、防火门应用在民用住宅建筑、宾馆、学校和商场等领域，克服了现有门扇适用领域狭窄的缺陷；
2）本发明制备的外壳面体和充填物均为泡沫混凝土，材质相同，相容性和热膨胀匹配性优异，且充填物通过现浇施工，具有较好的流动性，利于其在玻璃钢骨架蜂窝腔体中填充度的密实性，二者共同作用，使所得门扇结合牢固、结构紧凑、密封性佳，进而增强了所制门扇的隔热、保温和吸音效果；
3）本发明通过浇注法制备门扇外壳面体，通过变换模具形状和尺寸即可制备出面板装饰图案各异、尺寸不同的门扇，脱模后无需复杂处理，可直接粉刷或喷涂油漆和涂料，成本低廉、外表美观、易于实施，克服了现有门扇面板装饰带来的工序复杂、成本高等问题；
4）本发明在制备蜂窝状结构的玻璃钢骨架时，通过打孔机裁剪的多余玻璃纤维布，经粉碎、拆分等简单处理即可制备成玻璃纤维，将其作为原料添加到泡沫混凝土中可提高其强度和抗裂性，使整个生产过程无多余废弃材料，节省消耗、节能环保，且添加的玻璃纤维在裂纹扩展过程中可通过纤维的桥联、裂纹的偏转等机制强韧化门扇，赋予所得门扇具有较好的使用性能；
5）本发明制备的外壳面体及充填物为密度不等的泡沫混凝土，使所得门扇质量轻于现有同规格门扇，在一定程度上减轻了门扇对门框的荷重，利于提高门体的耐用性和抗疲劳寿命，且泡沫混凝土内存在的气孔，可容纳热膨胀量，赋予所得门扇较佳的抗热震性能，克服了传统密实混凝土受热易开裂的缺陷；
6）本发明的玻璃钢骨架为蜂窝状结构，相互连接的蜂窝壁可分散承担门扇外壳的外受力，使所得门扇整体受力均匀，保证了门扇在制备成较大尺寸时仍具有较好的平整性和强度；
7）本发明以建筑混凝土垃圾和燃煤电厂排出的固体废物粉煤灰为主要原料之一，二者用量加和高达17%～54%，降低了所得门扇的制备成本，节能减耗，符合国家绿色环保节能产业的政策；
8）本发明所制门扇外壳和填充料的防火等级均为A1级，二者将玻璃钢骨架包裹，提高了门扇的防火性能，加之玻璃纤维预浸料中纳米填料和磷酸三酯阻燃剂的使用提高了玻璃钢的防火性能，使所制门扇整体防火性能可达A1级，且不产生有毒烟气，为受灾人员提供了更多的获救时间；
9）本发明所得门扇制备工艺简单、易控，可设计性强，在满足使用要求的前提下，可对外壳和填充物的材质、密度以及玻璃钢骨架蜂窝腔体的直径、壁厚等进行调整，具有较强的市场和销售适应性。
附图说明
图1为本发明的防火隔热节能门扇结构示意图；
图中所示：1.金属框架，2. 高密度泡沫混凝土下面体，3.玻璃钢骨架，4. 低密度泡沫混凝土填充料，5. 高密度泡沫混凝土上面体。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
以下实施例中，粉煤灰为将燃煤电厂排出的固体废物粉煤灰处理后，取Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级灰使用；废弃建筑混凝土颗粒是将建筑混凝土垃圾破碎后筛分所得，其粒径为0.5～2mm；有机硅防水剂购买自恒美科技有限公司（HMF-Ⅰ型改性有机硅）。
实施例1
本实施例的防火隔热节能门扇，由密度为2.2g/cm3、厚度为1cm的高密度泡沫混凝土作为上面体和下面体，厚度为1cm的长方形铝合金框架为外壳侧面，蜂窝状结构的玻璃钢作为骨架，以及置于玻璃钢蜂窝腔体中密度为0.19g/cm3的低密度泡沫混凝土作为填充料共同组成。
所述高密度泡沫混凝土料浆由高密度泡沫混凝土原料和水混合而成，水的添加量为高密度泡沫混凝土原料总重量的26%；高密度泡沫混凝土原料的组成按质量百分比计包括：普通硅酸盐水泥49.5%，火山灰水泥17%，Ⅰ级粉煤灰12%，Ⅱ级粉煤灰6%，Ⅲ级粉煤灰4%，玻璃纤维4%，碳链长度为12~18的脂肪醇醚硫酸盐0.2%，有机硅防水剂2%，萘系高效减水剂0.3%，石膏3%，无水硫酸钠1.5%，碳酸钠0.5%。
所述蜂窝状结构的玻璃钢骨架是将玻璃纤维布通过打孔机制成孔径为7cm、孔间距为0.5cm的多孔纤维布，将其置入浸料槽经玻璃纤维预浸料充分浸渍后按设计的大小和厚度进行铺叠，铺叠过程中需保证各层玻璃纤维预浸布上的孔洞相互贯通，经辊压并除去孔洞中多余的预浸料后再经固化、脱模后制得；玻璃纤维预浸料的组成按质量百分比计包括：邻苯二甲酸型不饱和聚酯树脂91.5%，过氧化苯甲酰2%，过氧化缩酮1.5%，纳米碳酸钙1.2%，纳米滑石粉1.8%，磷酸三酯2%。
所述低密度泡沫混凝土料浆由低密度泡沫混凝土原料和水混合而成，水的添加量为低密度泡沫混凝土原料总重量的135%；所述低密度泡沫混凝土原料由以下质量百分比的组分组成：普通硅酸盐水泥46%，火山灰水泥8%，Ⅱ级粉煤灰3%，废弃建筑混凝土颗粒6%，玻璃纤维3.5%，植物蛋白发泡剂1.5%，碳链长度为8~20的烷基磺酸盐0.7%，碳链长度为12~18的α-烯基磺酸盐2.3%，有机硅防水剂6%，六偏磷酸钠2.8%，三聚磷酸钠1.2%，石膏12%，无水硫酸钠5.3%，碳酸钠1.7%。
本实施例的防火隔热节能门扇的制备方法，采用以下步骤：
1）制备铝合金框架：将铝合金材料冶炼浇注成板材厚度为1cm的长方形铝合金框架；
2）制备门扇外壳：按配比称取普通硅酸盐水泥、火山灰水泥、Ⅰ级粉煤灰、Ⅱ级粉煤灰、Ⅲ级粉煤灰、玻璃纤维、有机硅防水剂、萘系高效减水剂、石膏、无水硫酸钠和碳酸钠，将其置入混料机中干混1min得到干混料；将占总水量63%的水添加到干混料中机械搅拌5min制得均匀的混凝土料浆，同时将碳链长度为12~18的脂肪醇醚硫酸盐和剩余的水置入高压发泡机通过高压发泡制得均匀细腻的泡沫；将所得泡沫添加到混凝土料浆中混合3min制得高密度泡沫混凝土料浆；将铝合金框架放置在模具中，浇注高密度泡沫混凝土料浆，静置5h脱模，得到侧面为铝合金、下面体为高密度泡沫混凝土下面体、内为空腔、上面开口的长方体外壳；将高密度泡沫混凝土料浆浇注到模具内，静置5h脱模，即可制得用来封闭外壳开口的长方形板块状高密度泡沫混凝土上面体；
3）制备蜂窝状结构的玻璃钢骨架：将玻璃纤维布通过打孔机制成孔径为7cm、孔间距为0.5cm的多孔纤维布，将其置入浸料槽经玻璃纤维预浸料充分浸渍后按设计的大小和厚度进行铺叠，铺叠过程中需保证各层玻璃纤维预浸布上的孔洞相互贯通，经辊压并除去孔洞中多余的预浸料后，将其置于干燥室中经110℃保温0.5h固化后脱模制得；
4）制备低密度泡沫混凝土料浆：将普通硅酸盐水泥、火山灰水泥、Ⅱ级粉煤灰、废弃建筑混凝土颗粒、玻璃纤维、有机硅防水剂、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、石膏、无水硫酸钠和碳酸钠按比例称量并添加到混料机中干混5min得到干混料；将占总水量92%的水添加到干混料中机械搅拌4min制备出均匀的混凝土料浆，同时将植物蛋白发泡剂、碳链长度为8~20的烷基磺酸盐、碳链长度为12~18的α-烯基磺酸盐和剩余的水置入高压发泡机通过高压发泡制得均匀细腻的泡沫；将所得泡沫添加到混凝土料浆中混合1min即得；
5）制备防火隔热节能门扇：将制备好的蜂窝状玻璃钢骨架置于步骤2）所得的长方体外壳中，在蜂窝腔体中浇填步骤4）制得的低密度泡沫混凝土料浆，刮平玻璃钢骨架上表面的低密度泡沫混凝土料浆，用步骤2）制得的长方形板块状高密度泡沫混凝土上面体封闭外壳开口，经塑料薄膜覆盖养护3天，即得防火隔热节能门扇主体；
6）后处理：将所制门扇主体用细纱纸稍作打磨处理，直接喷涂仿木漆即可。
实施例2
本实施例的防火隔热节能门扇，由密度为1.3g/cm3、厚度为2.8cm的高密度泡沫混凝土作为上面体和下面体，厚度为2.8cm的长方形镀锌钢框架作为外壳侧面，蜂窝状结构的玻璃钢作为骨架，以及置于玻璃钢蜂窝腔体中密度为0.55g/cm3的低密度泡沫混凝土作为填充料共同组成。
所述高密度泡沫混凝土料浆由高密度泡沫混凝土原料和水混合而成，水的添加量为高密度泡沫混凝土原料总重量的45%；高密度泡沫混凝土原料的组成按质量百分比计包括：普通硅酸盐水泥55%，硅酸钙水泥13.5%，Ⅰ级粉煤灰6%，Ⅱ级粉煤灰5%，玻璃纤维6.5%，动物蛋白发泡剂0.5%，碳链长度为12~18的α-烯基磺酸盐0.4%，有机硅防水剂3.1%，聚丙烯酸铵0.9%，三聚磷酸钠0.3%，石膏5.9%，无水硫酸钠2.9%。
所述蜂窝状结构的玻璃钢骨架是将玻璃纤维布通过打孔机制成孔径为10cm、孔间距为1.1cm的多孔纤维布，将其置入浸料槽经玻璃纤维预浸料充分浸渍后按设计的大小和厚度进行铺叠，铺叠过程中需保证各层玻璃纤维预浸布上的孔洞相互贯通，经辊压并除去孔洞中多余的预浸料后再经固化、脱模后制得；玻璃纤维预浸料的组成按质量百分比计包括：间苯二甲酸型不饱和聚酯树脂72%，对苯二甲酸型不饱和聚酯树脂17%，过氧化环己酮3%，环烷酸钴1%，纳米碳酸钙2%，磷酸三酯5%。
所述低密度泡沫混凝土料浆由低密度泡沫混凝土原料和水混合而成，水的添加量为低密度泡沫混凝土原料总重量的60%；所述低密度泡沫混凝土原料由以下质量百分比的组分组成：火山灰水泥47%，Ⅰ级粉煤灰3.7%，Ⅱ级粉煤灰2.3%，废弃建筑混凝土颗粒26%，玻璃纤维1%，碳链长度为12~18的脂肪醇醚硫酸盐1.5%，碳链长度为12~18的α-烯基磺酸盐0.5%，有机硅防水剂4.3%，聚丙烯酸0.6%，聚丙烯酸钠0.9%，石膏8.5%，无水硫酸钠2.5%，碳酸钠1.2%。
本实施例的防火隔热节能门扇的制备方法，采用以下步骤：
1）制备镀锌钢板框架：将2.8cm厚的镀锌钢板焊接成长方形镀锌钢框架；
2）制备门扇外壳：按配比称取普通硅酸盐水泥、硅酸钙水泥、Ⅰ级粉煤灰、Ⅱ级粉煤灰、玻璃纤维、有机硅防水剂、聚丙烯酸铵、三聚磷酸钠、石膏和无水硫酸钠，将其置入混料机中干混1min得到干混料；将占总水量80%的水添加到干混料中机械搅拌4min制得均匀的混凝土料浆，同时将动物蛋白发泡剂、碳链长度为12~18的α-烯基磺酸盐和剩余的水置入高压发泡机中通过高压发泡制得均匀细腻的泡沫；将所得泡沫添加到混凝土料浆中混合1min制得高密度泡沫混凝土料浆；将长方形镀锌钢框架放置在模具中，浇注高密度泡沫混凝土料浆，静置2h脱模，得到侧面为镀锌钢板、下面体为高密度泡沫混凝土下面体、内为空腔、上面开口的长方体外壳；将高密度泡沫混凝土料浆浇注到模具内，静置2h脱模，即可制得用来封闭外壳开口的长方形板块状高密度泡沫混凝土上面体；
3）制备蜂窝状结构的玻璃钢骨架：将玻璃纤维布通过打孔机制成孔径为10cm、孔间距为1.1cm的多孔纤维布，将其置入浸料槽经玻璃纤维预浸料充分浸渍后按设计的大小和厚度进行铺叠，铺叠过程中需保证各层玻璃纤维预浸布上的孔洞相互贯通，经辊压并除去孔洞中多余的预浸料后，将其置于温度不低于20℃的室温环境中静置24h固化后脱模制得；
4）制备低密度泡沫混凝土料浆：将火山灰水泥、Ⅰ级粉煤灰、Ⅱ级粉煤灰、废弃建筑混凝土颗粒、玻璃纤维、有机硅防水剂、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、石膏、无水硫酸钠和碳酸钠按比例称量并添加到混料机中干混3min得到干混料；将占总水量87%的水添加到干混料中机械搅拌6min制备出均匀的混凝土料浆，同时将碳链长度为12~18的脂肪醇醚硫酸盐、碳链长度为12~18的α-烯基磺酸盐和剩余的水置入高压发泡机中通过高压发泡制得均匀细腻的泡沫；将所得泡沫添加到混凝土料浆中混合2min即得；
5）制备防火隔热节能门扇：将制备好的蜂窝状玻璃钢骨架置于步骤2）所得的外壳中，在蜂窝腔体中浇填步骤4）制得的低密度泡沫混凝土料浆，刮平玻璃钢骨架上表面的低密度泡沫混凝土料浆，用步骤2）制得的长方形板块状高密度泡沫混凝土上面体封闭外壳开口，经塑料薄膜覆盖养护3天，即得防火隔热节能门扇主体；
6）后处理：将所制门扇主体用细纱纸稍作打磨处理，直接喷涂仿木漆即可。
实施例3
本实施例的防火隔热节能门扇，由密度为1.7g/cm3、厚度为3cm的高密度泡沫混凝土作为上面体和下面体，厚度为3cm的长方形镀锌钢框架作为外壳侧面，蜂窝状结构的玻璃钢作为骨架，以及置于玻璃钢蜂窝腔体中密度为0.35g/cm3的低密度泡沫混凝土作为填充料共同组成。
所述高密度泡沫混凝土料浆由高密度泡沫混凝土原料和水混合而成，水的添加量为高密度泡沫混凝土原料总重量的37%；高密度泡沫混凝土原料的组成按质量百分比计包括：普通硅酸盐水泥68%，Ⅱ级粉煤灰15%，玻璃纤维5.5%，碳链长度为8~20的烷基磺酸盐0.6%，有机硅防水剂2.6%，聚羧酸系减水剂0.3%，聚丙烯酸钠0.5%，石膏4.8%，无水硫酸钠1.2%，碳酸钠1.5%。
所述的蜂窝状结构的玻璃钢骨架是将玻璃纤维布通过打孔机制成孔径为5.6cm、孔间距为3cm的多孔纤维布，将其置入浸料槽经玻璃纤维预浸料充分浸渍后按设计的大小和厚度进行铺叠，铺叠过程中需保证各层玻璃纤维预浸布上的孔洞相互贯通，经辊压并除去孔洞中多余的预浸料后再经固化、脱模后制得；玻璃纤维预浸料的组成按质量百分比计包括：卤代不饱和聚酯树脂88%，过氧化丁酮2%，环烷酸钴2.5%，纳米碳酸钙1.8%，纳米滑石粉0.6%，纳米二氧化硅1.6%，磷酸三酯3.5%。
所述低密度泡沫混凝土料浆由低密度泡沫混凝土原料和水混合而成，水的添加量为低密度泡沫混凝土原料总重量的96%；所述低密度泡沫混凝土原料由以下质量百分比的组分组成：硅酸钙水泥48.5%，Ⅰ级粉煤灰2.9%，Ⅲ级粉煤灰1.6%，废弃建筑混凝土颗粒17%，玻璃纤维3.4%，动物蛋白发泡剂0.7%，碳链长度为8~20的烷基磺酸盐1.2%，碳链长度为12~18的α-烯基磺酸盐1.6%，有机硅防水剂5.6%，萘系高效减水剂2%，石膏9.7%，无水硫酸钠3.7%，碳酸钠2.1%。
本实施例的防火隔热节能门扇的制备方法，采用以下步骤：
1）制备镀锌钢板框架：将3cm厚的镀锌钢板焊接成长方形镀锌钢框架；
2）制备门扇外壳：按配比称取普通硅酸盐水泥、Ⅱ级粉煤灰、玻璃纤维、有机硅防水剂、聚羧酸系减水剂、聚丙烯酸钠、石膏、无水硫酸钠和碳酸钠，将其置入混料机中干混2min得到干混料；将占总水量72%的水添加到干混料中机械搅拌3min制得均匀的混凝土料浆，同时将碳链长度为8~20的烷基磺酸盐和剩余的水置入搅拌机中快速机械搅拌制得均匀细腻的泡沫；将所得泡沫添加到混凝土料浆中混合3min制得高密度泡沫混凝土料浆；将长方形镀锌钢框架放置在模具中，浇注高密度泡沫混凝土料浆，静置3h脱模，得到侧面为镀锌钢、下面体为高密度泡沫混凝土下面体、内为空腔、上面开口的长方体外壳；将高密度泡沫混凝土料浆浇注到模具内，静置3h脱模，即可制得用来封闭外壳开口的长方形板块状高密度泡沫混凝土上面体；
3）制备蜂窝状结构的玻璃钢骨架：将玻璃纤维布通过打孔机制成孔径为5.6cm、孔间距为3cm的多孔纤维布，将其置入浸料槽经玻璃纤维预浸料充分浸渍后按设计的大小和厚度进行铺叠，铺叠过程中需保证各层玻璃纤维预浸布上的孔洞相互贯通，经辊压并除去孔洞中多余的预浸料后，将其置于干燥室中依次经60℃保温3h和90℃保温1.5h固化后脱模制得；
4）制备低密度泡沫混凝土料浆：将硅酸钙水泥、Ⅰ级粉煤灰、Ⅲ级粉煤灰、废弃建筑混凝土颗粒、玻璃纤维、有机硅防水剂、萘系高效减水剂、石膏、无水硫酸钠和碳酸钠按比例称量并添加到混料机中干混3min得到干混料；将占总水量90%的水添加到干混料中机械搅拌5min制备出均匀的混凝土料浆，同时将动物蛋白发泡剂、碳链长度为8~20的烷基磺酸盐、碳链长度为12~18的α-烯基磺酸盐和剩余的水置入搅拌机中快速机械搅拌制得均匀细腻的泡沫；将所得泡沫添加到混凝土料浆中混合2min即得；
5）制备防火隔热节能门扇：将制备好的蜂窝状玻璃钢骨架置于步骤2）所得的长方体外壳中，在蜂窝腔体中浇填步骤4）制得的低密度泡沫混凝土料浆，刮平玻璃钢骨架上表面的低密度泡沫混凝土料浆，用步骤2）制得的泡沫混凝土质长方形板块封闭外壳开口，经塑料薄膜覆盖养护2天，即得防火隔热节能门扇主体；
6）后处理：将所制门扇主体用细纱纸稍作打磨处理，直接喷涂红色油性漆即可。
实施例4
本实施例的防火隔热节能门扇，由密度为1.9g/cm3、厚度为2.4cm的高密度泡沫混凝土作为上面体和下面体，厚度为2.4cm的长方形镀锌钢框架作为外壳侧面，蜂窝状结构的玻璃钢作为骨架，以及置于玻璃钢蜂窝腔体中密度为0.41g/cm3的低密度泡沫混凝土作为填充料共同组成。
高密度泡沫混凝土料浆由高密度泡沫混凝土原料和水混合而成，水的添加量为高密度泡沫混凝土原料总重量的32%；高密度泡沫混凝土原料的组成按质量百分比计包括：普通硅酸盐水泥48.5%，火山灰水泥12%，硅酸钙水泥8%，Ⅰ级粉煤灰12%，Ⅱ级粉煤灰6%，玻璃纤维4.7%，植物蛋白发泡剂0.55%，有机硅防水剂2.2%，六偏磷酸钠0.35%，三聚磷酸钠0.4%，石膏3%，无水硫酸钠1.6%，碳酸钠0.7%。
所述蜂窝状结构的玻璃钢骨架是将玻璃纤维布通过打孔机制成孔径为4cm、孔间距为0.8cm的多孔纤维布，将其置入浸料槽经玻璃纤维预浸料充分浸渍后按设计的大小和厚度进行铺叠，铺叠过程中需保证各层玻璃纤维预浸布上的孔洞相互贯通，经辊压并除去孔洞中多余的预浸料后再经固化、脱模后制得；玻璃纤维预浸料的组成按质量百分比计包括：双酚A型不饱和聚酯树脂86.5%，过氧化甲乙酮3%，乙二胺1.5%，纳米二氧化硅2%，磷酸三酯7%。
低密度泡沫混凝土料浆由低密度泡沫混凝土原料和水混合而成，水的添加量为低密度泡沫混凝土原料总重量的83%；所述低密度泡沫混凝土原料由以下质量百分比的组分组成：普通硅酸盐水泥32%、火山灰水泥13.5%，Ⅱ级粉煤灰6%，废弃建筑混凝土颗粒22.5%，玻璃纤维2.4%，碳链长度为12~18的脂肪醇醚硫酸盐2.2%，碳链长度为8~20的烷基磺酸盐0.8%，有机硅防水剂4.6%，聚羧酸系减水剂1.9%，聚丙烯酸铵0.6%，石膏9.3%，无水硫酸钠1.3%，碳酸钠2.9%。
本实施例的防火隔热节能门扇的制备方法，采用以下步骤：
1）制备镀锌钢板框架：将2.4cm厚的镀锌钢板焊接成长方形镀锌钢框架；
2）制备门扇外壳：按配比称取普通硅酸盐水泥、火山灰水泥、硅酸钙水泥、Ⅰ级粉煤灰、Ⅱ级粉煤灰、玻璃纤维、有机硅防水剂、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、石膏、无水硫酸钠和碳酸钠，将其置入混料机中干混3min得到干混料；将占总水量75%的水添加到干混料中机械搅拌2min制得均匀的混凝土料浆，同时将植物蛋白发泡剂和剩余的水置入高压发泡机中通过高压发泡制得均匀细腻的泡沫；将所得泡沫添加到混凝土料浆中混合2min制得高密度泡沫混凝土料浆；将长方形镀锌钢框架放置在模具中，浇注高密度泡沫混凝土料浆，静置3h脱模，得到侧面为镀锌钢、下面体为高密度泡沫混凝土下面体、内为空腔、上面开口的长方体外壳；将高密度泡沫混凝土料浆浇注到模具内，静置3h脱模，即可制得用来封闭外壳开口的长方形板块状高密度泡沫混凝土上面体；
3）制备蜂窝状结构的玻璃钢骨架：将玻璃纤维布通过打孔机制成孔径为4cm、孔间距为0.8cm的多孔纤维布，将其置入浸料槽充分浸渍后按设计的大小和厚度进行铺叠，铺叠过程中需保证各层玻璃纤维预浸布上的孔洞相互贯通，经辊压并除去孔洞中多余的预浸料后，将其置于干燥室中依次经60℃保温3h和100℃保温1h固化后脱模制得；
4）制备低密度泡沫混凝土料浆：将普通硅酸盐水泥、火山灰水泥、Ⅱ级粉煤灰、废弃建筑混凝土颗粒、玻璃纤维、有机硅防水剂、聚羧酸系减水剂、聚丙烯酸铵、石膏、无水硫酸钠和碳酸钠按比例称量并添加到混料机中干混2min得到干混料；将占总水量90%的水添加到干混料中机械搅拌8min制备出均匀的混凝土料浆，同时将碳链长度为12~18的脂肪醇醚硫酸盐、碳链长度为8~20的烷基磺酸盐和剩余的水置入高压发泡机中通过高压发泡制得均匀细腻的泡沫；将所得泡沫添加到混凝土料浆中混合1min即得；
5）制备防火隔热节能门扇：将制备好的蜂窝状玻璃钢骨架置于步骤2）所得的长方体外壳中，在蜂窝腔体中浇填步骤4）制得的低密度泡沫混凝土料浆，刮平玻璃钢骨架上表面的低密度泡沫混凝土料浆，用步骤2）制得的泡沫混凝土质长方形板块封闭门扇外壳开口，经塑料薄膜覆盖养护3天，即得防火隔热节能门扇主体；
6）后处理：将所制门扇主体用细纱纸稍作打磨处理，直接喷涂仿木漆即可。
实施例5
本实施例的防火隔热节能门扇，由密度为0.8g/cm3、厚度为1.6cm的高密度泡沫混凝土作为上面体和下面体，厚度为1.6cm的长方形铝合金框架为外壳侧面，蜂窝状结构的玻璃钢作为骨架，以及置于玻璃钢蜂窝腔体中密度为0.27g/cm3的低密度泡沫混凝土作为填充料共同组成。
高密度泡沫混凝土料浆由高密度泡沫混凝土原料和水混合而成，水的添加量为高密度泡沫混凝土原料总重量的54%；高密度泡沫混凝土原料的组成按质量百分比计包括：普通硅酸盐水泥36%，火山灰水泥17%，硅酸钙水泥15%，Ⅰ级粉煤灰8%，玻璃纤维7%，植物蛋白发泡剂0.65%，碳链长度为12~18的α-烯基磺酸盐0.22%，碳链长度为8~20的烷基磺酸盐0.48%，有机硅防水剂3.4%，聚丙烯酸减水剂0.65%，六偏磷酸钠0.9%，石膏7.5%，无水硫酸钠2.3%，碳酸钠0.9%。
所述蜂窝状结构的玻璃钢骨架是将玻璃纤维布通过打孔机制成孔径为6cm、孔间距为2.3cm的多孔纤维布，将其置入浸料槽经玻璃纤维预浸料充分浸渍后按设计的大小和厚度进行铺叠，铺叠过程中需保证各层玻璃纤维预浸布上的孔洞相互贯通，经辊压并除去孔洞中多余的预浸料后再经固化、脱模后制得；玻璃纤维预浸料的组成按质量百分比计包括：乙烯基酯型不饱和聚酯树脂85.5%，过氧化环己酮邻苯二甲酸二丁酯糊1.5%，N,N-二甲基苯胺0.7%，N-甲基-N-2-羟乙基对甲苯胺0.4%，纳米碳酸钙2.6%，纳米二氧化硅0.8%，磷酸三酯8.5%。
所述低密度泡沫混凝土料浆由低密度泡沫混凝土原料和水混合而成，水的添加量为低密度泡沫混凝土原料总重量的112%；所述低密度泡沫混凝土原料由以下质量百分比的组分组成：普通硅酸盐水泥35%，火山灰水泥7%，硅酸钙水泥10.5%，Ⅰ级粉煤灰3.5%，废弃建筑混凝土颗粒12%，玻璃纤维3%，植物蛋白发泡剂0.7%，碳链长度为12~18的脂肪醇醚硫酸盐1.2%，碳链长度为12~18的α-烯基磺酸盐2.1%，有机硅防水剂5.5%，六偏磷酸钠1.7%，三聚磷酸钠1.3%，石膏10.5%，无水硫酸钠4.5%，碳酸钠1.5%。
本实施例的防火隔热节能门扇的制备方法，采用以下步骤：
1）制备铝合金框架：将铝合金材料冶炼浇注成板材厚度为1.6cm的长方形框架；
2）制备门扇外壳：按配比称取普通硅酸盐水泥、火山灰水泥、硅酸钙水泥、Ⅰ级粉煤灰、玻璃纤维、有机硅防水剂、六偏磷酸钠、聚丙烯酸减水剂、石膏、无水硫酸钠和碳酸钠，将其置入混料机中干混2min得到干混料；将占总水量82%的水添加到干混料中经机械搅拌4min制得均匀的混凝土料浆，同时将植物蛋白发泡剂、碳链长度为12~18的α-烯基磺酸盐、碳链长度为8~20的烷基磺酸盐和剩余的水置入搅拌机中快速机械搅拌制得均匀细腻的泡沫；将所得泡沫添加到混凝土料浆中混合3min制得高密度泡沫混凝土料浆；将长方形框架放置在模具中，浇注高密度泡沫混凝土料浆，静置4h脱模，得到侧面为铝合金、下面体为高密度泡沫混凝土下面体、内为空腔、上面开口的长方体外壳；将高密度泡沫混凝土料浆浇注到模具内，静置4h脱模，即可制得用来封闭外壳开口的长方形板块状高密度泡沫混凝土上面体；
3）制备蜂窝状结构的玻璃钢骨架：将玻璃纤维布通过打孔机制成孔径为6cm、孔间距为2.3cm的多孔纤维布，将其置入浸料槽经玻璃纤维预浸料充分浸渍后按设计的大小和厚度进行铺叠，铺叠过程中需保证各层玻璃纤维预浸布上的孔洞相互贯通，经辊压并除去孔洞中多余的预浸料后，将其置于温度不低于20℃的室温环境中静置24h固化后脱模；
4）制备低密度泡沫混凝土料浆：将普通硅酸盐水泥、火山灰水泥、硅酸钙水泥、Ⅰ级粉煤灰、废弃建筑混凝土颗粒、玻璃纤维、有机硅防水剂、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、石膏、无水硫酸钠和碳酸钠按比例称量并添加到混料机中干混5min 得到干混料；将占总水量85%的水添加到干混料中机械搅拌3min制备出均匀的混凝土料浆，同时将植物蛋白发泡剂、碳链长度为12~18的脂肪醇醚硫酸盐、碳链长度为12~18的α-烯基磺酸盐和剩余的水置入搅拌机中快速机械搅拌制得均匀细腻的泡沫；将所得泡沫添加到混凝土料浆中混合3min即得；
5）制备防火隔热节能门扇：将制备好的蜂窝状玻璃钢骨架置于步骤2）所得的长方体外壳中，在蜂窝腔体中浇填步骤4）制得的低密度泡沫混凝土料浆，刮平玻璃钢骨架上表面的低密度泡沫混凝土料浆，用步骤2）制得的长方形板块状高密度泡沫混凝土上面体封闭门扇外壳开口，经塑料薄膜覆盖养护3天，即得防火隔热节能门扇主体；
6）后处理：将所制门扇主体用细纱纸稍作打磨处理，直接喷涂咖啡色油性漆即可。
试验例1
为反映各实施例所得防火隔热节能门扇各项性能的差异性，本试验例均选取厚度为9cm的门扇进行检测，结果如表1所示。
表1各实施例防火隔热节能门扇的性能检测结果
Figure 258216DEST_PATH_IMAGE001
由表1的试验结果可知，本发明的防火隔热节能门扇，防火性能优，满足GB8624-2012规定的建筑材料及制品燃烧性能A1级要求；隔热性能佳，导热系数低至0.037～0.092W/m·K；无危害性烟气产生，产烟毒性符合GB/T20285-2006规定的AQ1安全级别；隔音效果好，计权隔声量高达42～61dB；抗冲击性能佳，经历30kg沙袋软冲击载荷作用9次后产生的凹变形量为3.4～4.9mm，符合GB 17565-2007规定防盗门软冲击性能分类中的乙级标准（≤5.0mm）。

Claims (7)

1.一种防火隔热节能门扇，其特征在于，包括金属框架，金属框架内从下到上依次设置有高密度泡沫混凝土下面体、蜂窝状结构的玻璃钢骨架和高密度泡沫混凝土上面体，蜂窝状结构的玻璃钢骨架的蜂窝腔体内填充有低密度泡沫混凝土；
所述防火隔热节能门扇采用如下方法制备得到：
1）制备金属框架：将金属材料通过冶炼浇注或焊接制成长方形金属框架；
2）制备门扇外壳：将金属框架放置在模具中，浇注高密度泡沫混凝土料浆，静置2～5h脱模，得到侧面为金属、下面体为高密度泡沫混凝土、内为空腔、上面开口的长方体外壳；将高密度泡沫混凝土料浆浇注到模具内，静置2～5h脱模，即可制得用来封闭外壳开口的长方形板块状高密度泡沫混凝土上面体；所述高密度泡沫混凝土料浆由高密度泡沫混凝土原料和水混合而成，水的添加量为高密度泡沫混凝土原料总重量的26%～54%；高密度泡沫混凝土原料的组成按质量百分比计包括：水泥66.5%～68.5%，粉煤灰8%～22%，石膏3~7.5%，玻璃纤维4%～7%，发泡剂0.2%～1.35%，防水剂2%～3.4%，减水剂0.3%～1.55%，早强剂2%～3.2%；
3）制备蜂窝状结构的玻璃钢骨架：将玻璃纤维布通过打孔机制成孔径为4～10cm、孔间距为0.5～3cm的多孔纤维布，将其置入浸料槽经预浸料充分浸渍后按设计的大小和厚度进行铺叠，铺叠过程中需保证各层玻璃纤维预浸布上的孔洞相互贯通，经辊压并除去孔洞中多余的预浸料后再经固化、脱模后制得；
4）制备低密度泡沫混凝土料浆；所述低密度泡沫混凝土料浆由低密度泡沫混凝土原料和水混合而成，水的添加量为低密度泡沫混凝土原料总重量的60%～135%；所述低密度泡沫混凝土原料由以下质量百分比的组分组成：水泥45.5%～54%，粉煤灰3%～6%，石膏8.5%~12%、废弃建筑混凝土颗粒6%～26%，玻璃纤维1%～3.5%，发泡剂2%～4.5%，防水剂4.3%～6%，减水剂1.5%～4%，早强剂3.7%～7%；
5）制备防火隔热节能门扇主体：将制备好的蜂窝状结构的玻璃钢骨架置于步骤2）所得的外壳中，在蜂窝腔体中浇填步骤4）制得的低密度泡沫混凝土料浆，刮平玻璃钢骨架上表面的低密度泡沫混凝土料浆，用步骤2）制得的长方形板块状高密度泡沫混凝土上面体封闭外壳开口，经塑料薄膜覆盖养护2～3天，即得防火隔热节能门扇主体；
6）后处理：将所制门扇主体用细纱纸打磨处理，直接喷涂漆料即可。
2.如权利要求1所述防火隔热节能门扇，其特征在于，所述高密度泡沫混凝土下面体的密度为0.8～2.2g/cm3，厚度为1～3cm；所述高密度泡沫混凝土上面体的密度为0.8～2.2g/cm3，厚度为1～3cm；所述金属框架材质为铝合金或镀锌钢板，厚度为1～3cm；所述蜂窝腔体中低密度泡沫混凝土的密度为0.19～0.55g/cm3。
3.如权利要求1所述防火隔热节能门扇，其特征在于，所述的预浸料的组成按质量百分比计包括：不饱和聚酯树脂85.5%～91.5%，引发剂1.5%～3.5%，促进剂 0%～2.5%，纳米填料2%～4%，磷酸三酯2%～8.5%。
4.如权利要求3所述防火隔热节能门扇，其特征在于：所述的不饱和聚酯树脂为间苯二甲酸型不饱和聚酯树脂、对苯二甲酸型不饱和聚酯树脂、邻苯二甲酸型不饱和聚酯树脂、卤代不饱和聚酯树脂、双酚A型不饱和聚酯树脂、乙烯基酯型不饱和聚酯树脂中的任一种或几种；所述的引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化缩酮、过氧化环己酮、过氧化丁酮、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮邻苯二甲酸二丁酯糊中的任一种或几种；所述的促进剂为环烷酸钴、乙二胺、N，N-二甲基苯胺、N-甲基-N-2-羟乙基对甲苯胺中的任一种或几种；所述的纳米填料包括纳米碳酸钙、纳米滑石粉、纳米二氧化硅中的任一种或几种。
5.如权利要求1所述防火隔热节能门扇，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥、火山灰水泥、硅酸钙水泥中的任一种或几种；所述的粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰、Ⅱ级粉煤灰、Ⅲ级粉煤灰中的任一种或几种；所述的发泡剂为植物蛋白发泡剂、动物蛋白发泡剂、碳链长度为12~18的脂肪醇醚硫酸盐、碳链长度为8~20的烷基磺酸盐、碳链长度为12~18的α-烯基磺酸盐中的任一种或几种；所述的防水剂为有机硅防水剂；所述的减水剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、萘系高效减水剂、聚羧酸系减水剂中的任一种或几种；所述的早强剂为无水硫酸钠、碳酸钠中的任一种或两种。
6.如权利要求1所述防火隔热节能门扇，其特征在于，所述高密度泡沫混凝土料浆的制备步骤如下：按配比称取水泥、粉煤灰、石膏、玻璃纤维、防水剂、减水剂和早强剂，置入混料机中干混1～3min得到干混料；将占总水量63%～82%的水添加到干混料中经机械搅拌2～5min制备出均匀的混凝土料浆，同时将发泡剂和剩余的水置入高压发泡机或搅拌机中，通过高压发泡或快速机械搅拌制得均匀细腻的泡沫；将所得泡沫添加到混凝土料浆中混合1～3min制得高密度泡沫混凝土料浆。
7.如权利要求1所述防火隔热节能门扇，其特征在于，所述低密度泡沫混凝土料浆的制备步骤如下：将建筑混凝土垃圾破碎后筛分，取粒径为0.5～2mm的颗粒料，将其和水泥、粉煤灰、石膏、玻璃纤维、防水剂、减水剂和早强剂按比例称量并添加到混料机中干混2～5min得到干混料；将占总水量85%～92%的水添加到干混料中机械搅拌3～8min制备出均匀的混凝土料浆，同时将发泡剂和剩余的水置入高压发泡机或搅拌机中，通过高压发泡或快速机械搅拌制得均匀细腻的泡沫；将所得泡沫添加到混凝土料浆中混合1～3min即得。
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