CN110723955A - 一种防火材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

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。本发明还提供了一种防火材料的制备方法。

Description

一种防火材料及其制备方法
技术领域
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
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
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。
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。
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。
优选的，所述无机耐火纤维的直径为1～10μm；长度为1～20mm。
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。
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。
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)。
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。
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：
将磷酸二氢铝和水混合，得到磷酸二氢铝溶液；
将无机耐火纤维和所述磷酸二氢铝溶液混合，得到分散液；
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
在本发明中，所述硫酸钡能够增加防火材料的耐磨性能。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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：
将磷酸二氢铝和水混合，得到磷酸二氢铝溶液；
将无机耐火纤维和所述磷酸二氢铝溶液混合，得到分散液；
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。
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。
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。
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。
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。
本发明以下实施例所用原料均为市售商品。
实施例1
先将16wt％的磷酸二氢铝溶于33wt％的水中，形成磷酸二氢铝溶液；
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；
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。
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。
实施例2
先将18wt％的磷酸二氢铝溶于35wt％的水中，形成磷酸二氢铝溶液；
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；
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。
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。
实施例3
先将15wt％的磷酸二氢铝溶于30wt％的水中，形成磷酸二氢铝溶液；
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；
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。
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。
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。
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。

Claims (10)

1.一种防火材料，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。
2.根据权利要求1所述的防火材料，其特征在于，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。
3.根据权利要求1所述的防火材料，其特征在于，所述无机耐火纤维的直径为1～10μm；长度为1～20mm。
4.根据权利要求1所述的防火材料，其特征在于，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。
5.根据权利要求1所述的防火材料，其特征在于，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。
6.根据权利要求1所述的防火材料，其特征在于，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)。
7.根据权利要求1所述的防火材料，其特征在于，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。
8.一种权利要求1所述的防火材料的制备方法，包括：
将磷酸二氢铝和水混合，得到磷酸二氢铝溶液；
将无机耐火纤维和所述磷酸二氢铝溶液混合，得到分散液；
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。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，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。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，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。
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