CN112709353A - 一种防火涂料的制作方法及防火墙体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种防火涂料的制作方法及防火墙体，利用工业废水及微波加热法来制造硫酸钙晶须，将工业废水与氯化钙溶液放在容器中混合，再用微波加热法加热，使得容器底部产生白色的硫酸钙晶种，接着用蒸馏水对硫酸钙晶种进行洗涤后得到一硫酸钙浆液，接着将次磷酸钠及蒸馏水倒入容器中，再以微波加热法进行加热，最后将容器内的液体倒在尼龙表面，收集通过尼龙的液体并进行烘干得到硫酸钙晶须。接着再将硫酸钙晶须加入涂料中得到防火涂料，防火涂料涂在墙体表面，当防火涂料凝固后会在墙体表面形成防火涂层而得到防火墙体。本创作主要利用微波加热法具有加热速度快、加热过程易于控制、效率高、操作简单等优点，可更有效率的制造出所述硫酸钙晶须。

Description

一种防火涂料的制作方法及防火墙体
技术领域
本发明涉及防火领域，具体而言，涉及一种防火涂料的制作方法及防火墙体。
背景技术
硫酸钙晶须由于具有较大的表面积、高强度、耐高温、抗腐蚀、且价格低廉等优点，所以被广泛用于防火建材中，可透过将所述硫酸钙晶须制作成防火涂料，并将所述防火涂料涂设在墙体表面，使所述墙体表面形成防火涂层，使整体具有耐高温、防火等效果。
目前主要制作硫酸钙晶须的方式有：以电石渣制备硫酸钙晶须、以海水制盐卤渣制备硫酸钙晶须、以煤气脱硫直接备置硫酸钙晶须、以柠檬酸渣制备硫酸钙晶须等方法。上述这些方法都有一个共通点：制作过程需要进行以接触传导方式进行加热，先透过热源传递至容器再传到溶液中，溶液再透过热对流的方式遍布整个溶液。
但此种方式在传递当中容易产生热损失，不仅热传递效率低，同时加热也相当耗费时间，所以本创作者认为此种方式需要有所改变。
发明内容
本发明解决的问题是一般制备硫酸钙晶须的过程中，是透过接触传导的方式进行加热，这使得热传导效率不佳、耗费能源、制作过程耗费时间等问题。
为解决上述问题，本发明提供一种防火涂料的制作方法及防火墙体，其制作方式为：
先取工业废水，而所述工业废水中一定要含有硫酸钙，接着将氯化钙溶液加入工业废水中，接着用微波辐射单元输出供率800W且频率为2.45GHz的微波至所述工业废水中，以进行硫酸钙晶种的制作。
接着将所述硫酸钙晶种进行洗涤后制作成硫酸钙浆液，再将次磷酸钠及蒸馏水加入所述硫酸钙浆液中，然后再一次用微波辐射单元输出供率800W且频率为2.45GHz的微波至所述硫酸钙浆液中。过程中，由于次磷酸钠是作为抑制剂，所以可以有效让硫酸钙单斜晶体的生长方向受到限制，只往固定方向生长。
当微波一段时间后，将所述硫酸钙浆液用尼龙进行过滤后，通过所述尼龙的硫酸钙浆液在进行烘干后得到硫酸钙晶须，接着将所述硫酸钙晶须加入一涂料内，如此一来就可以得到防火涂料。且，所述防火涂料可随使用需求，透过添加所述涂料及所述硫酸钙晶须的量，来调整整体的热传导系数。
附图说明
图1为本创作制作流程图；
图2为本创作防火墙体示意图；
图3为本创作的防火效果实验比较结果图；
图4为本创作的隔音效果实验比较结果图。
附图标记说明：
1-防火涂层；2-墙体。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
请看图1，本创作是关于一种防火涂料的制作方法及防火墙体，首先先取工业废水，且所述工业废水中必须含有硫酸钙，然后以波长275nm的紫外光-可见光分光亮度计量测所述工业废水中
Figure BDA0002871817580000021
的浓度范围，再根据Ca2+与
Figure BDA0002871817580000022
的莫耳数比1：1，决定所述氯化钙溶液的添加量。接着将所述工业废水及所述氯化钙溶液倒入容器内进行混合，混合过程中可以加入磁石来帮助混合效果。此外，再取氢氧化钠容器倒入所述容器内，将所述容器内的溶液的ph值调到10为止。
然后，开始进行硫酸钙晶种的制作，首先，用一微波辐射单元持续对所述容器发射微波辐射，且所述微波辐射的功率为800W且频率为2.45GHz，过程中须维持所述容器内溶液的温度约85℃，之后逐渐会在所述容器的底部发现白色粉末沉淀，而所述白色粉末即为硫酸钙晶种。其化学反应步骤大致如下：
CaCl2→Ca2++2Ca-
Figure BDA0002871817580000031
当所述硫酸钙晶种制作完成后，接下来便是让所述硫酸钙晶种生长出晶须，其方式为：先以蒸馏水对所述硫酸钙晶种洗涤数次，并制作成一硫酸钙浆液，所述蒸馏水洗涤的目的是洗去所述硫酸钙浆液内的Cl-，然后将次磷酸钠及蒸馏水缓缓加入所述硫酸钙浆液中，再利用一超音波震荡器对所述硫酸钙浆液进行超音波震荡，使得所述硫酸钙浆液形成悬浮溶液。然后同样的以所述微波辐射单元对所述硫酸钙浆液输出800W且频率为2.45GHz的微波一段时间后，再将所述硫酸钙浆液以孔径0.45μm的尼龙进行过滤，能通过所述尼龙的部分含有硫酸钙晶须，接着，将过滤后的液体放入烘烤箱烘干后，即可得到所述硫酸钙晶须。其中，值得一提的是，上述加入所述次磷酸钠的目的是作为抑制剂使用，可有效抑制或限制所述硫酸钙晶种的晶须成长方向。上述步骤其化学反应步骤大致如下：
Figure BDA0002871817580000032
Figure BDA0002871817580000033
最后，将所述硫酸钙晶须加入至一涂料中，便可以得到一防火涂料，可将所述防火涂料涂在物品表面上，当固化之后会在表面形成防火涂层1，以本说明书为例，所述防火涂料最好是涂在墙体2表面，使得墙体2表面形成防火涂层1，而形成具有防火效果的防火墙体。此外，当所述涂料为聚乙酸乙烯酯时，不仅可让所述防火涂料除了具有防火效果外，更进一步还可以具有隔音效果，且所述涂料与所述硫酸钙晶须之间，较佳系利用以氧化锆球于3D混合器进行均匀混合，可使二者之间混合的较为均匀。
除此之外，使用者可以根据需求调整所述防火涂料的热传导系数，而调整方法则是先了解目标热传导系数大小，接着利用公式：k＝[xpkp+xgkg]，去调整所述硫酸钙晶须的添加比例、所述涂料的添加比例、及所述涂料的选择，其中，不同的涂料有着不同的热传导系数，其中xp为所述涂料的添加比例、xg为所述硫酸钙晶须的添加比例、kp为所述涂料的热传导系数、kg为所述硫酸钙晶须的热传导系数。
不仅可以利用上述方式来调整所述防火涂料的热传导系数，更进一步可以根据需求调整所述防火墙体整体的热传导系数，主要先取得所述墙体的孔隙体积VV，及所述墙体的体积VT，根据公式：
Figure BDA0002871817580000041
计算出所述墙体的孔隙率Ф，接着再根据公式：kT＝Фkair+(1-Ф)[xpkp+xgkg]，算出所述防火墙体整体的热传导系数kT，其中kair为空气的导热系数，如此一来，可根据需求选择不同热传导系数的墙体，或是选择不同热传导系数的涂料、及所述涂料与所述硫酸钙晶须的添加比例，以制造出热传导系数符合需求的防火墙体。
接下来介绍，利用热重分析仪(TGA)来探讨所述涂料中有没有添加所述硫酸钙晶须时的碳化程度，首先将所述涂料以及所述防火涂料以35℃/min的加热速率在空气中进行60℃到800℃的升温程序，并分别检测各涂料的分解状况。请看图3所示，可以看到没有添加所述硫酸钙晶须的涂料，在800℃氧化后的残留量约在69.9wt.％左右，而所述硫酸钙晶须占有15wt.％的防火涂料，热氧化的残留量约在76.1％，由此可知本创作具有较佳的防火效果。
然后请看到图4所示，为利用末端吸声法分析所述聚乙酸乙烯酯，与所述聚乙酸乙烯酯添加所述硫酸钙晶须后所形成的所述防火涂料的声音穿透损失，由所述图式可知，所述防火涂料仅只含有10wt.％的硫酸钙晶须，便可提升整体的隔音效果。其原因在于所述硫酸钙晶须对声音的传输提供更多的空间与空隙，而增加声波经过所述防火涂料后产生更多的反射、折射，使得本身能量大为下降，而具有较佳的隔音效果。
本创作的优点在于：利用微波加热法具有加热速度快、加热过程易于控制、效率高、操作简单等优点，可更有效率的制造出所述硫酸钙晶须，同时，再配合工业废水成本几乎为0，可使得本创作的制作成本大幅下降。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种防火涂料的制作方法，其特征在于包括下列步骤：
(A)取含有硫酸钙的工业废水，将所述工业废水与氯化钙溶液倒入容器中进行混合，再取氢氧化钠容器倒入所述容器内，将所述容器内的溶液的ph值调到10为止；
(B)以一微波辐射单元对所述容器输出功率为800W且频率为2.45GHz的微波，且过程中温度维持在约85℃，直到所述容器底部产生硫酸钙晶种；
(C)以蒸馏水对所述硫酸钙晶种进行冲洗，并制作成一硫酸钙浆液，将次磷酸钠及蒸馏水缓慢加入所述硫酸钙浆液中，再以一超音波震荡器对所述硫酸钙浆液进行超音波震荡；
(D)将所述微波辐射单元对所述硫酸钙浆液输出800W且频率为2.45GHz的微波一段时间后，再将所述硫酸钙浆液以孔径0.45μm的尼龙进行过滤，过滤后放入烘烤箱烘干，得到硫酸钙晶须；
(E)将所述硫酸钙晶须加入至一涂料中，得到一防火涂料。
2.根据权利要求1所述一种防火涂料的制作方法，其特征在于，所述防火涂料的热传导系数k根据公式：k＝[xpkp+xgkg]求得，其中xp为所述涂料的添加比例、xg为所述硫酸钙晶须的添加比例、kp为所述涂料的热传导系数、kg为所述硫酸钙晶须的热传导系数。
3.根据权利要求2所述一种防火涂料的制作方法，其特征在于，步骤(E)中，所述涂料为聚乙酸乙烯酯；且所述硫酸钙晶须与所述涂料以氧化锆球于3D混合器进行均匀混合。
4.根据权利要求3所述一种防火涂料的制作方法，其特征在于，步骤(A)中：先以波长275nm的紫外光-可见光分光亮度计量测所述工业废水中
Figure FDA0002871817570000011
的浓度范围，再根据Ca2+与
Figure FDA0002871817570000012
的莫耳数比1：1，决定所述氯化钙的添加量。
5.一种防火墙体，其特征在于包括：一种防火墙体，其特征在于，包括：
一防火涂层，及一墙体，所述防火涂层为以所述请求项4方法所制作而成的防火涂料固化而成，且所述防火涂层设于所述墙体的一侧面，且所述防火墙体的热传导系数kT＝Фkair+(1-Ф)[xpkp+xgkg]，其中Ф为孔隙率，且
Figure FDA0002871817570000021
VV为所述墙体的孔隙体积、VT为所述墙体的体积、kair为空气的导热系数、xp为所述防火涂料中涂料的添加比例、xg为所述所述防火涂料中硫酸钙晶须的添加比例、kp为所述所述防火涂料中涂料的热传导系数、kg为所述所述防火涂料中硫酸钙晶须的热传导系数。
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