本發(fā)明涉及防火門材料技術領域，具體涉及一種耐高溫高強度防火門芯板材及其制備方法。
背景技術：
目前，隨著國家房地產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展，防火建筑材料的需求越來越廣，要求也越來越高。防火門具有封閉、阻火、隔斷、安全、保溫、隔音等多重功能和實用性，成為建筑防火系統(tǒng)中重要的組成部分，并越來越受到國家建筑部門及國家消防總局的高度重視。防火門施行許可證制度，生產(chǎn)防火門必須取得國家消防總局頒發(fā)的生產(chǎn)許可證，而防火門芯板材是防火門必備的核心材料，在燃燒性能及安全性能上需要得到相關部門的形式檢驗，對防火門芯板材的生產(chǎn)提出了更高的條件。
由于氧化鎂的耐火特性，所以用氯氧鎂水泥生產(chǎn)防火門芯板風靡一時。但因技術水平參差不齊，氯氧鎂水泥防火門芯板在具體應用中出現(xiàn)了這樣或那樣的問題，如鋼制防火門銹蝕、防火門開膠，防火門出現(xiàn)空洞、門芯板強度差、掉渣掉灰、容易吸潮使木質(zhì)防火門變形等問題。尤其是鋼制防火門銹蝕問題比較突出，給施工單位及開發(fā)商帶來巨大損失，給社會造成極大的浪費，其負面效應遠遠大于該產(chǎn)品的經(jīng)濟效益。為此，很多防火門制造商開始尋找替代氯氧鎂水泥的防火門門芯板產(chǎn)品。如水玻璃珍珠巖小板、巖棉板等防火門芯板產(chǎn)品，但這些門芯板產(chǎn)品在防火門生產(chǎn)過程中存在生產(chǎn)效率低、高檔花形防火門無法生產(chǎn)的問題。生產(chǎn)效率低下是因為水玻璃珍珠巖目前只能生產(chǎn)小板，防火門生產(chǎn)過程中只能由小板拼接。另外，巖棉板不是環(huán)保產(chǎn)品，該產(chǎn)品老化后產(chǎn)生巖棉灰對人體有害。尤其是因其材質(zhì)的問題無法滿足帶有花形的高檔防火門的粘合。防火門耐火性能的好壞，主要體現(xiàn)在防火門芯材料的選用上。菱鎂防火板、膨脹蛭石板、泡沫水泥板、膨脹珍珠巖板等都是重要的防火門芯板材。但這些防火門芯板在實際應用中均存在一定問題，如：菱鎂防火門芯板存在返鹵返潮，腐蝕門板的問題；膨脹蛭石板和膨脹珍珠巖板存在韌性差、易碎和容重大等問題；泡沫水泥板存在易吸水、易碎和耐火性差等問題。
綜上所述，防目前在市場找不到能夠滿足防火門廠家的理想門芯板材產(chǎn)品。
技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種耐高溫高強度防火門芯板材，該防火門芯板材具有較好的耐高溫和防火性能，其隔熱和阻隔火災煙氣的性能較強，抗壓、抗折等機械性能指標較好，門芯板材綠色環(huán)保、輕質(zhì)高強，達到了防火燃燒性和安全性的要求；同時本發(fā)明的原料組分安全可靠，對環(huán)境無害且原料易得，成本較低、工藝簡明、易于操作和實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，具有較高的實用價值和良好的應用前景。
本發(fā)明解決技術問題采用如下技術方案：
本發(fā)明提供了一種耐高溫高強度防火門芯板材，包括以下重量份的原料：
發(fā)泡劑50-80份、珍珠巖粉末30-40份、礦石填料20-30份、硫酸鎂10-14份、氧化鎂14-18份、可膨脹石墨3-5份、硼酸鋅4-6份、氫氧化鈣8-12份、膠黏劑25-35份、脫硫石膏10-16份、氧化硼4-6份、增強纖維15-25份、抗裂纖維10-14份。
優(yōu)選地，所述耐高溫高強度防火門芯板材包括以下重量份的原料：
發(fā)泡劑65份、珍珠巖粉末35份、礦石填料25份、硫酸鎂12份、氧化鎂16份、可膨脹石墨4份、硼酸鋅5份、氫氧化鈣10份、膠黏劑30份、脫硫石膏13份、氧化硼5份、增強纖維20份、抗裂纖維12份。
優(yōu)選地，所述發(fā)泡劑為水、骨膠、半乳甘露聚糖膠、烷基酚聚氧乙烯醚、木質(zhì)磺酸鈉按重量比10:3:2:1:5合成的膠質(zhì)發(fā)泡劑。
優(yōu)選地，所述礦石填料為煅燒高嶺土、膨潤土、滑石粉、石英粉和蛭石粉，按照重量比3:2:1:2:1組成的混合物；所述煅燒膨潤土、高嶺土均在溫度為700-750℃下煅燒1小時，保溫0.5小時，自然冷卻后出料，最后將煅燒后的膨潤土、高嶺土、凹凸棒土制成平均粒度為500nm以下的粉末。
優(yōu)選地，所述膠黏劑為聚乙烯醇、硅酸鈉和水，按照重量比1:1:5組成的混合物。
優(yōu)選地，所述增強纖維為玻璃纖維和硅酸鋁纖維按照重量比2:3組成的混合；所述增強纖維的長度為12-14mm，直徑為0.6-0.8mm。
優(yōu)選地，所述抗裂纖維為聚丙烯抗裂短纖維、聚酯抗裂短纖維和聚丙烯晴抗裂短纖維，按照重量比1:2:1組成的混合物；所述抗裂纖維的長度為60-80mm，直徑為2-3mm。
本發(fā)明還提供一種耐高溫高強度防火門芯板材的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，按要求稱量準備各組分原料；
步驟二，將珍珠巖粉末、礦石填料、可膨脹石墨、氫氧化鈣混合加入攪拌機中，攪拌15-25分鐘，攪拌轉(zhuǎn)速200-300r/min，再加入水繼續(xù)攪拌15-25分鐘，得到混合物a；
步驟三，將發(fā)泡劑加入其重量35-45倍的水攪拌均勻，加入發(fā)泡機中制得發(fā)泡液，再將發(fā)泡液混合步驟二制備的混合物a、硫酸鎂、氧化鎂、硼酸鋅、膠黏劑、脫硫石膏、氧化鐠、增強纖維、抗裂纖維加入高速攪拌機中，在溫度40-50℃、轉(zhuǎn)速300-400r/min下，攪拌25-35分鐘，得到混合物b；
步驟四，將步驟三制得的混合物b澆筑入模具中，將澆筑完畢的料漿模具成垛推至養(yǎng)護爐窯內(nèi)，落垛高度不超過2米，在28-32℃溫度下養(yǎng)護10-12小時后進行脫模；將脫模后的發(fā)泡門芯板坯在養(yǎng)護爐窯內(nèi)繼續(xù)保濕控溫，爐窯溫度控制在34-36℃，相對濕度控制在85％-95％，養(yǎng)護36-48小時，將門芯板材從養(yǎng)護爐窯中移出放置到室外陰干4-6天，即制得發(fā)明的耐高溫高強度防火門芯板材。
優(yōu)選地，所述耐高溫高強度防火門芯板材的制備步驟為：
步驟一，按要求稱量準備各組分原料；
步驟二，將珍珠巖粉末、礦石填料、可膨脹石墨、氫氧化鈣混合加入攪拌機中，攪拌20分鐘，攪拌轉(zhuǎn)速250r/min，再加入水繼續(xù)攪拌20分鐘，得到混合物a；
步驟三，將發(fā)泡劑加入其重量40倍的水攪拌均勻，加入發(fā)泡機中制得發(fā)泡液，再將發(fā)泡液混合步驟二制備的混合物a、硫酸鎂、氧化鎂、硼酸鋅、膠黏劑、脫硫石膏、氧化鐠、增強纖維、抗裂纖維加入高速攪拌機中，在溫度45℃、轉(zhuǎn)速35r/min下，攪拌30分鐘，得到混合物b；
步驟四，將步驟三制得的混合物b澆筑入模具中，將澆筑完畢的料漿模具成垛推至養(yǎng)護爐窯內(nèi)，落垛高度不超過2米，在30℃溫度下養(yǎng)護11小時后進行脫模；將脫模后的發(fā)泡門芯板坯在養(yǎng)護爐窯內(nèi)繼續(xù)保濕控溫，爐窯溫度控制在35℃，相對濕度控制在90％，養(yǎng)護42小時，將門芯板材從養(yǎng)護爐窯中移出放置到室外陰干5天，即制得發(fā)明的耐高溫高強度防火門芯板材。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
(1)本發(fā)明的一種耐高溫高強度防火門芯板材中添加了可膨脹石墨和硼酸鋅?？膳蛎浭诟邷貢r急劇膨脹窒息了火焰，同時其生成的石墨膨體材料覆蓋在基材表面隔絕了熱能輻射和氧的接觸，其夾層內(nèi)部的酸根在膨脹時釋放出來，也促進了基材的炭化，從而通過多種阻燃方式達到良好的效果，硼酸鋅作為阻燃劑的多功能增效添加劑，可以有效提高阻燃性能，減少燃燒時煙霧的產(chǎn)生，有效提高了防火門芯板材的防火綜合性能。
(2)本發(fā)明的一種耐高溫高強度防火門芯板材采用了礦物填料，主要為煅燒高嶺土、膨潤土、滑石粉、石英粉和蛭石粉，所述膨潤土、高嶺土均為在高溫下煅燒后研磨為納米級別的粉末狀物體，大大增加了其比表面積，能夠很好的吸收空氣中的污染物，如甲醛、苯等有害物質(zhì)，大大增加了材料的凈化空氣的功能，珍珠巖屬無機礦物質(zhì)，是一種膨脹輕質(zhì)的耐火材料，該無機材料屬環(huán)保材料，導熱系數(shù)較低，耐火度在1000-1100℃之間，蛭石是良好的隔熱材料，質(zhì)量良好的膨脹蛭石，最高使用溫度可達1300℃，實屬輕質(zhì)耐火材料，這些礦石粉末協(xié)同使用，大大提高了發(fā)明的防火門芯板材的抗壓、抗折、耐火等性能指標，還能夠降低整體質(zhì)量。
(3)本發(fā)明的一種耐高溫高強度防火門芯板材添加的增強纖維，可以有效分散實際應用中防火門芯板材的受力，避免防火門芯板材的破碎，提高板材的機械強度；添加的抗裂纖維能有效封堵板材受熱變形造成的縫隙，增強防火門的隔熱作用，同時阻礙火災煙氣的擴散。
(4)本發(fā)明的一種耐高溫高強度防火門芯板材用的膠黏劑由水、骨膠、半乳甘露聚糖膠、烷基酚聚氧乙烯醚、木質(zhì)磺酸鈉組成，有較強粘合能力，能明顯改善板材的工作性能、力學性能和耐久性能。
(5)本發(fā)明的一種耐高溫高強度防火門芯板材具有較好的耐高溫和防火性能，其隔熱和阻隔火災煙氣的性能較強，抗壓、抗折等機械性能指標較好，門芯板材綠色環(huán)保、輕質(zhì)高強，達到了防火燃燒性和安全性的要求；同時本發(fā)明的原料組分安全可靠，對環(huán)境無害且原料易得，成本較低、工藝簡明、易于操作和實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，具有較高的實用價值和良好的應用前景。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1.
本實施例的一種耐高溫高強度防火門芯板材，包括以下重量份的原料：
發(fā)泡劑50份、珍珠巖粉末30份、礦石填料20份、硫酸鎂10份、氧化鎂14份、可膨脹石墨3份、硼酸鋅4份、氫氧化鈣8份、膠黏劑25份、脫硫石膏10份、氧化硼4份、增強纖維15份、抗裂纖維10份。
本實施例中的發(fā)泡劑為水、骨膠、半乳甘露聚糖膠、烷基酚聚氧乙烯醚、木質(zhì)磺酸鈉按重量比10:3:2:1:5合成的膠質(zhì)發(fā)泡劑。
本實施例中的礦石填料為煅燒高嶺土、膨潤土、滑石粉、石英粉和蛭石粉，按照重量比3:2:1:2:1組成的混合物；所述煅燒膨潤土、高嶺土均在溫度為700℃下煅燒1小時，保溫0.5小時，自然冷卻后出料，最后將煅燒后的膨潤土、高嶺土、凹凸棒土制成平均粒度為500nm以下的粉末。
本實施例中的膠黏劑為聚乙烯醇、硅酸鈉和水，按照重量比1:1:5組成的混合物。
本實施例中的增強纖維為玻璃纖維和硅酸鋁纖維按照重量比2:3組成的混合；所述增強纖維的長度為12-14mm，直徑為0.6-0.8mm。
本實施例中的抗裂纖維為聚丙烯抗裂短纖維、聚酯抗裂短纖維和聚丙烯晴抗裂短纖維，按照重量比1:2:1組成的混合物；所述抗裂纖維的長度為60-80mm，直徑為2-3mm。
本實施例的一種耐高溫高強度防火門芯板材的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，按要求稱量準備各組分原料；
步驟二，將珍珠巖粉末、礦石填料、可膨脹石墨、氫氧化鈣混合加入攪拌機中，攪拌15分鐘，攪拌轉(zhuǎn)速200r/min，再加入水繼續(xù)攪拌15分鐘，得到混合物a；
步驟三，將發(fā)泡劑加入其重量35-45倍的水攪拌均勻，加入發(fā)泡機中制得發(fā)泡液，再將發(fā)泡液混合步驟二制備的混合物a、硫酸鎂、氧化鎂、硼酸鋅、膠黏劑、脫硫石膏、氧化鐠、增強纖維、抗裂纖維加入高速攪拌機中，在溫度40℃、轉(zhuǎn)速300r/min下，攪拌25分鐘，得到混合物b；
步驟四，將步驟三制得的混合物b澆筑入模具中，將澆筑完畢的料漿模具成垛推至養(yǎng)護爐窯內(nèi)，落垛高度不超過2米，在28℃溫度下養(yǎng)護10小時后進行脫模；將脫模后的發(fā)泡門芯板坯在養(yǎng)護爐窯內(nèi)繼續(xù)保濕控溫，爐窯溫度控制在34-36℃，相對濕度控制在85％，養(yǎng)護36小時，將門芯板材從養(yǎng)護爐窯中移出放置到室外陰干4天，即制得發(fā)明的耐高溫高強度防火門芯板材。
實施例2.
本實施例的一種耐高溫高強度防火門芯板材，包括以下重量份的原料：
發(fā)泡劑80份、珍珠巖粉末40份、礦石填料30份、硫酸鎂14份、氧化鎂18份、可膨脹石墨5份、硼酸鋅6份、氫氧化鈣12份、膠黏劑35份、脫硫石膏16份、氧化硼6份、增強纖維25份、抗裂纖維14份。
本實施例中的發(fā)泡劑為水、骨膠、半乳甘露聚糖膠、烷基酚聚氧乙烯醚、木質(zhì)磺酸鈉按重量比10:3:2:1:5合成的膠質(zhì)發(fā)泡劑。
本實施例中的礦石填料為煅燒高嶺土、膨潤土、滑石粉、石英粉和蛭石粉，按照重量比3:2:1:2:1組成的混合物；所述煅燒膨潤土、高嶺土均在溫度為750℃下煅燒1小時，保溫0.5小時，自然冷卻后出料，最后將煅燒后的膨潤土、高嶺土、凹凸棒土制成平均粒度為500nm以下的粉末。
本實施例中的膠黏劑為聚乙烯醇、硅酸鈉和水，按照重量比1:1:5組成的混合物。
本實施例中的增強纖維為玻璃纖維和硅酸鋁纖維按照重量比2:3組成的混合；所述增強纖維的長度為12-14mm，直徑為0.6-0.8mm。
本實施例中的抗裂纖維為聚丙烯抗裂短纖維、聚酯抗裂短纖維和聚丙烯晴抗裂短纖維，按照重量比1:2:1組成的混合物；所述抗裂纖維的長度為60-80mm，直徑為2-3mm。
本實施例的一種耐高溫高強度防火門芯板材的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，按要求稱量準備各組分原料；
步驟二，將珍珠巖粉末、礦石填料、可膨脹石墨、氫氧化鈣混合加入攪拌機中，攪拌25分鐘，攪拌轉(zhuǎn)速300r/min，再加入水繼續(xù)攪拌25分鐘，得到混合物a；
步驟三，將發(fā)泡劑加入其重量45倍的水攪拌均勻，加入發(fā)泡機中制得發(fā)泡液，再將發(fā)泡液混合步驟二制備的混合物a、硫酸鎂、氧化鎂、硼酸鋅、膠黏劑、脫硫石膏、氧化鐠、增強纖維、抗裂纖維加入高速攪拌機中，在溫度50℃、轉(zhuǎn)速400r/min下，攪拌35分鐘，得到混合物b；
步驟四，將步驟三制得的混合物b澆筑入模具中，將澆筑完畢的料漿模具成垛推至養(yǎng)護爐窯內(nèi)，落垛高度不超過2米，在32℃溫度下養(yǎng)護12小時后進行脫模；將脫模后的發(fā)泡門芯板坯在養(yǎng)護爐窯內(nèi)繼續(xù)保濕控溫，爐窯溫度控制在36℃，相對濕度控制在95％，養(yǎng)護48小時，將門芯板材從養(yǎng)護爐窯中移出放置到室外陰干6天，即制得發(fā)明的耐高溫高強度防火門芯板材。
實施例3.
本實施例的一種耐高溫高強度防火門芯板材，包括以下重量份的原料：
發(fā)泡劑65份、珍珠巖粉末35份、礦石填料25份、硫酸鎂12份、氧化鎂16份、可膨脹石墨4份、硼酸鋅5份、氫氧化鈣10份、膠黏劑30份、脫硫石膏13份、氧化硼5份、增強纖維20份、抗裂纖維12份。
本實施例中的發(fā)泡劑為水、骨膠、半乳甘露聚糖膠、烷基酚聚氧乙烯醚、木質(zhì)磺酸鈉按重量比10:3:2:1:5合成的膠質(zhì)發(fā)泡劑。
本實施例中的礦石填料為煅燒高嶺土、膨潤土、滑石粉、石英粉和蛭石粉，按照重量比3:2:1:2:1組成的混合物；所述煅燒膨潤土、高嶺土均在溫度為720℃下煅燒1小時，保溫0.5小時，自然冷卻后出料，最后將煅燒后的膨潤土、高嶺土、凹凸棒土制成平均粒度為500nm以下的粉末。
本實施例中的膠黏劑為聚乙烯醇、硅酸鈉和水，按照重量比1:1:5組成的混合物。
本實施例中的增強纖維為玻璃纖維和硅酸鋁纖維按照重量比2:3組成的混合；所述增強纖維的長度為12-14mm，直徑為0.6-0.8mm。
本實施例中的抗裂纖維為聚丙烯抗裂短纖維、聚酯抗裂短纖維和聚丙烯晴抗裂短纖維，按照重量比1:2:1組成的混合物；所述抗裂纖維的長度為60-80mm，直徑為2-3mm。
本實施例的一種耐高溫高強度防火門芯板材的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，按要求稱量準備各組分原料；
步驟二，將珍珠巖粉末、礦石填料、可膨脹石墨、氫氧化鈣混合加入攪拌機中，攪拌20分鐘，攪拌轉(zhuǎn)速250r/min，再加入水繼續(xù)攪拌20分鐘，得到混合物a；
步驟三，將發(fā)泡劑加入其重量40倍的水攪拌均勻，加入發(fā)泡機中制得發(fā)泡液，再將發(fā)泡液混合步驟二制備的混合物a、硫酸鎂、氧化鎂、硼酸鋅、膠黏劑、脫硫石膏、
氧化鐠、增強纖維、抗裂纖維加入高速攪拌機中，在溫度45℃、轉(zhuǎn)速35r/min下，攪拌30分鐘，得到混合物b；
步驟四，將步驟三制得的混合物b澆筑入模具中，將澆筑完畢的料漿模具成垛推至養(yǎng)護爐窯內(nèi)，落垛高度不超過2米，在30℃溫度下養(yǎng)護11小時后進行脫模；將脫模后的發(fā)泡門芯板坯在養(yǎng)護爐窯內(nèi)繼續(xù)保濕控溫，爐窯溫度控制在35℃，相對濕度控制在90％，養(yǎng)護42小時，將門芯板材從養(yǎng)護爐窯中移出放置到室外陰干5天，即制得發(fā)明的耐高溫高強度防火門芯板材。
以上各實施例中制備的耐高溫高強度防火門芯板材的性能測試結(jié)果如下：
本發(fā)明的一種耐高溫高強度防火門芯板材具有較好的耐高溫和防火性能，其隔熱和阻隔火災煙氣的性能較強，抗壓、抗折等機械性能指標較好，門芯板材綠色環(huán)保、輕質(zhì)高強，達到了防火燃燒性和安全性的要求；同時本發(fā)明的原料組分安全可靠，對環(huán)境無害且原料易得，成本較低、工藝簡明、易于操作和實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，具有較高的實用價值和良好的應用前景。
對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。