专利名称：高耐火低热传导的复合材料及其制造方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高耐火低热传导之复合材料，特别是一种具有耐高温及低热传导的耐火构件，本发明还涉及该复合材料的制造方法和用途。
背景技术：
当今各国家、各地区在发生火灾时，都造成众多生命损失及财产丧生于火海之中。然而，财产的损失事小，但是生命的丧生却是无法弥补。其主要原因是火灾发生时，人们无足够的时间逃脱，以致于被火舌吞噬。然而，这些人为何无足够的时间逃离火场，是因为建筑物的防火材无法有效滞延火舌的窜烧及高温的传导，以致于火灾发生时，火舌的蔓延及高温的传导，很快的就会让人们无法顺利逃脱火场，而葬生于火海之中。
由于目前建筑物所使用的耐火材料大致包括有两种，一种是多孔质混合物如蛭石、珍珠石混合一些胶结料做成，而另一织维质材料如岩棉、石棉、陶瓷棉等。这些材料大部份在常温(10-40°)状态具有低热传导性质，但于高温1000℃时，其背温效果不佳。如石棉材料，在高温时，石棉材料无法耐高温，而形成连续多孔性质，致使热流直接穿透，造成高温下热传导效果差的缺陷，因此无法应用在需高温之构材及区域。
至于，目前尚有一种耐高温之复合材料，因其密度大，隔热效果差，因此造成虽能抵抗高温，却因热传导过大，而易使热流传导，造成背温过大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，在于解决上述传统之缺失，避免缺失存在，本发明所利用之材料可同时兼顾高温耐火及低热传导特性，并可作为防火材料之内衬材料使用。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是，本发明所提之复合材料系由20-65％中空矽铝材、35-74％之胶结料及0-6％之矽纤维所组成。
该复合材料的制造方法，其特点在于该复合材料是以20～65％中空矽铝材、35～74％的胶结料及0～6％的矽纤维为材料，利用湿式拌合或干式挤压成型后，让胶结料将中空矽铝发泡粒料及矽纤胶结住，以形成具有耐高温特性及形成不连续多孔性质，可阻绝热传导路径。
该复合材料的用途可作为各种防火构件的内衬材使用。
该复合材料因具有耐高温(1000℃)以上特性，并会形成不连续多孔性质，阻绝热传导路径。
图1是本发明中空矽铝发泡耐火粒料示意图。
图2是本发明胶结料示意图。
图3是本发明矽纤维示意图。
图4是本发明高耐火低热传导之复合材料示意图。
图5是图4剖视示意图。
图6是本发明防火门背温加热温度测定位置示意图。
图7为本发明防火门挠曲度变形量测定位置示意图。
图8为本发明防火门耐火试验高温炉内温度与时间关系示意图。
图9为本发明防火门耐火试验背面温度与时间关系示意图。
图10为本发明防火门耐试验试体尺寸位移变化示意图。
上述所提之中空矽铝材可同时达到耐高温及低热传导效果，其材料成份按化学成份重量比主要为50-80％之氧化矽及10-25％氧化铝及其他成份(如10-25％之氧化钙及氧化铁)所组成，利用膨胀的原理而产生气孔发泡；该胶结料，系属于水硬性矿粉胶结料，其材料成份(按化学成份重量比)由20-40％氧化矽、10-50％之氧化铝、30-50％之氧化钙和氧化铁所组成，此耐高温胶结材加水拌和产生胶结作用，作为胶结所有材料的功能；该矽纤维主要成份为氧化矽，具吸热及隔热效果。如是，藉由上述构成耐火之复合材料。
参照图4、5所示，为本发明之高耐火低热传导之耐火构件及剖视示意图。如图所示上述复合材料之中空矽铝材1、胶结料2及矽纤维3可利用湿式拌合或者干式挤压成型，在制作完成之高耐火低热传导之复合材料系由胶结料2将中空矽铝发泡料料1及矽纤维3胶结住，也形成一具有防火特性的新型复合材料，此复合材料组合方式时，除了先选择具有耐高温材料外，再透过隔绝热传导方式，应用空气热传只有0.023W/mk之低热传特质，以阻断热流量通过之路径，同时材料因具有耐高温(1000℃以上)特性，而会形成不连续多孔性质，阻绝热传导路径。更有别于目前一般隔热材料只在常温10-40℃具有良好低热传导特性，但于高温(1000℃以上)时，其热阻效果不佳，以致于热流容易通过，无法适用于高温之构件及区域之缺点。
本发明之高耐火低热传导之复合材料在制造完成后，可作为防火门内衬材，可符合CNS11227 A3223建筑用A种防火门的标准。即加热试验中，防火门背面温度低于260℃，防火门试体周边各部份反曲或挠度低于12/6000，可有效阻隔火场内聚积热的辐射传播。
以高耐火低热传导之复合材料作防火门内衬材进行耐火及背温量测试验(钢门框尺寸为120×210×4cm)，进行防火门试验。防火门作耐火试验时，防火门内衬材背温加热温度测定位置(如图6所示)，依CNS规定，各点应低于260℃以下。有关防火门挠曲变形量测位置(如图7所示)，依CNS规定，反曲或挠度不得超过12/6000.
由图8之表所示，此防火门耐火试验中，高温炉内温度与时间关系。由此加热速率，在60分钟内温度高达1034℃，较标准升温曲线为高，亦即本发明之试验是比标准试验情况较为严格的。
试验结果如图9之表所示，在防火门耐火试验中，防火门背面温度与时间关系，透过6个点的侦测位置中，显示各点位置均能控制在100℃以下。
再由图10之结果可知，本发明之材料受高温时，并不会有膨胀现象产生，反而尺寸有稍微缩小情况，所以试体尺寸位移为负值。
由以上防火门耐火试验结果可知，本发明之高耐火低热传导复合材料可有效控制背面温度在100℃以下，堪为非常适宜的防火材料。
进一步，本发明之复合材料之各材料配比可视耐火特性不同而调整材料之配比，以达更有效的防火及防高温之传导。
权利要求
1.一种高耐火低热传导复合材料，其特征在于该复合材料的组成物按绝对体积比例包括有中空矽铝材(1)20～65％；胶结料(2)35～74％；矽纤维(3)0～6％。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征是中空矽铝材(1)的材料成份按化学成分重量比主要包括有氧化矽50～80％；氧化铝10～25％；氧化钙及氧化铁10～25％。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征是胶结料(2)属于水硬性矿粉胶结料，胶结料(2)按化学成分重量比包括有氧化矽20～40％；氧化铝10～50％；氧化钙30～50％；
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征是矽纤维(3)主要成份是具吸热及隔热效果的氧化矽。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征是该复合材料配比可视耐火特性不同而调整耐火功能所需的配比。
6.一种根据权利要求1所述高耐火低热传导复合材料的制造方法，其特征在于该复合材料是以20～65％中空矽铝材(1)、35～74％的胶结料(2)及0～6％的矽纤维(3)为材料，利用湿式拌合或干式挤压成型后，让胶结料(2)将中空矽铝发泡粒料(1)及矽纤(3)胶结住，以形成具有耐高温特性及形成不连续多孔性质，可阻绝热传导路径。
7.一种根据权利要求1所述高耐火低热传导复合材料的用途，其特征在于该复合材料可作为各种防火构件的内衬材使用。
8.根据权利要求7所述的复合材料的用途，其特征是该复合材料可作为防火门、防火墙、防火管道、风管、升降梯隔间墙或天花板的内衬材使用。
全文摘要
本发明公开了一种高耐火低热传导的复合材料及其制造方法和用途,涉及一种耐高温及低热传导的耐火构件,主要解决兼顾高温耐火及低热传导特性等技术问题,其相应采用的技术方案是:该复合材料是由20～65%中空矽铝材、35～74%的胶结料及0～6%的矽纤维所组成,利用湿式拌合或干式挤压成型,以胶结料将中空矽铝材及矽纤维胶结住,形成耐高温和阻绝热传导特性,适用于各种防火材料。
文档编号E04B1/62GK1342820SQ01126908
公开日2002年4月3日 申请日期2001年9月28日 优先权日2001年9月28日
发明者王进义 申请人:王进义