专利名称：含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材及其制造方法
技术领域：
本发明涉及防火材料领域，尤其涉及一种含膨胀蛭石的建筑内饰防火材料及其制
造方法。
背景技术：
蛭石是一种富含层间水的含镁铝硅酸盐矿物，在500°C 900°C急剧加热时，会在层间产生膨胀，使蛭石纳米片层脱离层间化学键束缚，纳米片层间距由原来的数埃扩展到数纳米甚至数毫米。由于膨胀蛭石中的蛭石纳米片层对高温热辐射线具有明显的遮蔽作用，从而表现出优异的隔热功能。然而，现有的有关膨胀蛭石作为防火材料方面，都是采用无机或有机的粘结剂将膨胀蛭石粘结起来。如已授权的发明专利“防火材料及该材料制成的阻火模块和防火板(ZL 200610114013. 7) ”、发明专利“复合环保防火墙板(ZL02134043. 9) ”，以及公开的发明专利 “防火板(CN1178857A)”、发明专利“蛭石保温防火装饰板(CNl 149011A) ”等。由于粘结剂本身的导热系数过高，导致防火材料总体导热系数偏高。再加上粘结剂性质所限，防火板要么密度大，要么强度低。常见的水玻璃结合膨胀蛭石防火板，由于水玻璃的吸湿作用，还导致材料强度下降，弯曲变形，影响使用。
发明内容
本发明实施例涉及一种含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材及其制造方法，将膨胀蛭石与高温水合硅酸钙复合得到一种新型防火材料，利用膨胀蛭石对高温热辐射线的遮蔽作用使材料具有优异的隔热功能，同时利用高温水合硅酸钙的防火性能，使材料具有较高防火等级。本发明实施例提供了一种含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的制造方法，所述制造方法包括将Ca(OH)2原料与S^2原料和水混合，形成混合料浆；将膨胀蛭石用水预湿，形成预湿膨胀蛭石；所述混合料浆与所述预湿膨胀蛭石混合搅拌均勻，形成复合料浆；所述复合料浆压滤形成生坯成形体；将所述生坯成形体进行蒸压形成熟坯成形体；将所述熟坯成形体进行干燥形成防火材料。本发明实施例还提供了一种根据上述制造方法制备的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材。本发明实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材及其制造方法，通过将膨胀蛭石与高温水合硅酸钙进行原位复合后得到一种新型的防火材料，利用膨胀蛭石对高温热辐射线的遮蔽作用使材料具有优异的隔热功能，同时利用高温水合硅酸钙的防火性能，使材料具有较高防火等级，有效提高了材料的物理性能。
图1为本发明实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的制造方法的流程图。
具体实施例方式下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。本发明实施例提出了一种含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的制造方法，将钙质材料和硅质材料加入一定量的水中混合制成混合料浆；将膨胀蛭石用一定量的水进行预湿； 将混合料浆和预湿后的膨胀蛭石混合搅拌均勻，形成复合料浆；将复合料浆注入预制模具中进行压滤成型，将压滤成型的生坯成形体放入静态卧式高压釜中进行蒸压反应形成熟坯成形体；将熟坯成形体于100°c 200°C干燥至含水率5%以下，成为一种含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材。图1为本发明实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的制作方法的流程图，如图1所示，本发明实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的制作方法具体包括如下步骤步骤101，将Ca (OH) 2原料与SW2原料和水混合，形成混合料浆；将膨胀蛭石用水预湿，形成预湿膨胀蛭石；本步骤中，将钙质原料和硅质原料按照钙/硅摩尔比约0. 8 1. 5的比例混合，加入约钙质原料和硅质原料总重量0. 9 1. 2倍的水，混合均勻得到钙质原料与硅质原料混合料浆。本发明实施例中的钙质原料为Ca(OH)2细粉，如消石灰粉、熟石灰粉、电石渣粉等； 硅质原料为S^2细粉，如磨细石英粉、天然粉石英、硅藻土等。需要说明的是，在本步骤的一个优选方案中还可以加入矿物添加剂用于提高防火材料的强度，同时减少材料高温收缩率。添加的矿物添加剂为CaO-S^2 二元体系或 MgO-SiO2 二元体系的天然矿物或人工合成矿物的复合物。在本步骤的一个优选方案中还可以加入增强纤维用于增加防火材料的强度，增强纤维为天然植物纤维或纤维素纤维等。将膨胀蛭石为0. 3mm Imm粒级小颗粒蛭石原矿在500°C 900°C快速加热膨化而成，膨胀蛭石松散堆积密度为200kg/m3 300kg/m3。将加热膨化后的膨胀蛭石冷却至常温，然后用约膨胀蛭石重量1. 4 2. 0倍的水将膨胀蛭石预湿。步骤102，混合料浆与预湿膨胀蛭石混合搅拌均勻，形成复合料浆；本步骤中，将预湿的膨胀蛭石加入钙质原料与硅质原料混合料浆中，并搅拌均勻得到膨胀蛭石和钙质原料与硅质原料的复合料浆。复合料浆中不计算水的重量，钙质原料与硅质原料与所述膨胀蛭石按质量百分比计，材料配比为，所述钙质材料与硅质材料含量为20 % 50 %，所述膨胀蛭石含量为40 % 80 %。步骤103，复合料浆压滤形成生坯成形体； 本步骤中，将混合均勻的复合料浆注入预制的模具中，并以1. OMPa 4. OMPa压力下压滤成型，脱模得到生坯成形体。将过滤后剩余的水返回102步骤重复使用。步骤104，将生坯成形体进行蒸压形成熟坯成形体；将生坯成形体放入静态卧式高压釜，于180°C 220°C、1. OMPa 2. 4MI^a的饱和水蒸汽压力中进行证 1 蒸压反应形成所述熟坯成形体。在静态卧式高压釜中，钙质与硅质原料首先进行静态水热合成反应生成高温水合硅酸钙，高温水合硅酸钙与膨胀蛭石进行原位复合，生成熟坯成形体。高温水合硅酸钙与膨胀蛭石进行原位复合后得到的熟坯成形体是一种膨胀蛭石与高温水合硅酸钙复合防火材料。这种膨胀蛭石与高温水合硅酸钙复合防火材料充分利用膨胀蛭石纳米片层对高温热辐射的反射作用和高温水合硅酸钙的防火作用，将二者结合起来，优势互补。膨胀蛭石在防火材料中作为骨料起到支撑作用，减少了防火材料在高温下的体积收缩；同时蛭石纳米片层对高温热辐射线具有遮蔽作用，有效提高了防火材料在高温环境中的隔热性能；高温水合硅酸钙与膨胀蛭石通过原位复合反应结合在一起，显著提高了防火材料的强度，并且无需添加任何添加剂，提高了材料的物理性能。步骤105，将熟坯成形体进行干燥。将熟坯成形体于100°C -200°C干燥后得到干坯成形体，最后将干坯成形体经过打磨，得到本发明实施例的膨胀蛭石与高温水合硅酸钙复合防火材料。本发明实施例还提出了一种根据上述方法制备的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材，本发明实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材将膨胀蛭石与高温水合硅酸钙进行原位复合得到一种膨胀蛭石与高温水合硅酸钙复合防火材料。这种膨胀蛭石与高温水合硅酸钙复合防火材料充分利用膨胀蛭石纳米片层对高温热辐射的反射作用和高温水合硅酸钙的防火作用，将二者结合起来，优势互补。膨胀蛭石在防火材料中作为骨料起到支撑作用， 减少了防火材料在高温下的体积收缩；同时蛭石纳米片层对高温热辐射线具有遮蔽作用， 有效提高了含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材在高温环境中的隔热性能；高温水合硅酸钙与膨胀蛭石通过原位复合反应结合在一起，显著提高了含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的强度，并且无需添加任何添加剂，提高了材料的物理性。同时本发明实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材，经过高温水热过程，保证了材料性能的稳定，不会发生扭曲等变形，且在高温下的分解产物为水蒸汽和少量的CO2，无有毒气体放出。本发明实施例一蛭石原矿使用0. 3mm Imm粒级颗粒在900°C进行快速加热膨化，形成松散堆积密度为210kg/m3的膨胀蛭石。按重量百分比43. 9%的300目Ca (OH) 2细粉，36. 的300 目天然粉石英，其CaO/SiA摩尔比1. 05，并加入占这些固体重量0. 9倍的水，混合至钙硅原料泥浆分散均勻。按重量百分比20%的膨胀蛭石用1.4倍水喷淋润湿后，将钙硅原料泥浆与预湿膨胀蛭石混合搅拌均勻，形成复合料浆。将复合料浆在模具中以1. OMI^a压力下压滤成型，得到生坯。生坯在蒸压釜中于210°C饱和水蒸汽压力下静态水热反应6小时，形成熟坯。将熟坯于150°C干燥后经过切边打磨，形成M40X 1220X IOmm的防火板材样品。表1为本发明第一具体实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材各项性能的说明图，如表1所示本发明第一具体实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的各项性能均满足建筑防火的需求，本发明第一具体实施的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材利用膨胀蛭石纳米片层对高温热辐射的反射作用使得防火材料在高温(500°c )时的导热系数依然很低，使材料在高温下具有良好的隔热性能；同时由于高温水合硅酸钙的防火作用，使得本发明实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的防火等级到达Al级，达到目前建筑保温领域防火材料的最高防火等级；本发明第一具体实施例中含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材利用膨胀蛭石与高温水合硅酸钙原位复合反应来增强防火材料的强度，制作过程中无任何有机、无机添加剂，材料在使用过程中实现绿色无污染、无任何甲醛释放，不会对身体健康造成危害。
抗折强度 (MPa )抗压强度 (MPa )体积密度 (kg/m3)导热系数 CW/ (m · K)〕800°C χ 24小时锻烧后的线收缩率 (%)防火等级曱醛释放量2 0°C500°C3. 254. 616300. 1520. 2121. 3Al无表1本发明第一具体实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材各项性能的说明图本发明实施例二蛭石原矿使用0. 3mm Imm粒级颗粒在900°C进行快速加热膨化，形成松散堆积密度为210kg/m3的膨胀蛭石。按重量百分比26. 7%的300目Ca(OH)2细粉，23. 3%的300 目天然粉石英，其CaO/SiA摩尔比1. 02，并加入占这些固体重量1. 0倍的水，混合至钙硅原料泥浆分散均勻。按重量百分比50%的膨胀蛭石用1.6倍水喷淋润湿后，将钙硅原料泥浆与预湿膨胀蛭石混合搅拌均勻，形成复合料浆。将复合料浆在模具中以1. OMI^a压力下压滤成型，得到生坯。生坯在蒸压釜中于210°C饱和水蒸汽压力下静态水热反应6小时，形成熟坯。将熟坯于150°C干燥后经过切边打磨，形成M40X 1220X IOmm的防火板材样品。表2为本发明第二具体实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材各项性能的说明图，如表2所示本发明第二具体实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的各项性能均满足建筑防火的需求，本发明第二具体实施的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材利用膨胀蛭石纳米片层对高温热辐射的反射作用使得防火材料在高温(500°C )时的导热系数依然很低，使材料在高温下具有良好的隔热性能；同时由于高温水合硅酸钙的防火作用，使得本发明实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的防火等级到达Al级，达到目前建筑保温领域防火材料的最高防火等级；本发明第二具体实施例中含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材利用膨胀蛭石与高温水合硅酸钙原位复合反应来增强防火材料的强度，制作过程中无任何有机、无机添加剂，材料在使用过程中实现绿色无污染、无任何甲醛释放，不会对身体健康造成危害。
抗折强度 (MPa )抗压强度 (MPa )体积密度 (kg/m3)导热系数 CW/ (m · K)〕800°C χ 24 小时‘];段烧后的线收缩率 (%)防火等级曱醛释放量2 0°C500°C3. 294. 636900. 1530. 2421. 2Al无表2本发明第二具体实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材各项性能的说明图本发明实施例三蛭石原矿使用0. 3mm Imm粒级颗粒在900°C进行快速加热膨化，形成松散堆积密度为210kg/m3的膨胀蛭石。按重量百分比38. 9%的300目Ca (OH) 2细粉，31. 的300 目天然粉石英，其Ca0/Si02摩尔比1. 00，并加入占这些固体重量1. 2倍的水，混合至钙硅原料泥浆分散均勻。按重量百分比25%的膨胀蛭石用2. 0倍水喷淋润湿后，将钙硅原料泥浆与预湿膨胀蛭石混合搅拌均勻，形成复合料浆。将复合料浆在模具中以4. OMI^a压力下压滤成型，得到生坯。生坯在蒸压釜中于210°C饱和水蒸汽压力下静态水热反应6小时，形成熟坯。将熟坯于150°C干燥后经过切边打磨，形成M40X 1220X IOmm的防火板材样品。表3为本发明第三具体实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材各项性能的说明图，如表3所示本发明第三具体实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的各项性能均满足建筑防火的需求，本发明第三具体实施的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材利用膨胀蛭石纳米片层对高温热辐射的反射作用使得防火材料在高温(500°C )时的导热系数依然很低，使材料在高温下具有良好的隔热性能；同时由于高温水合硅酸钙的防火作用，使得本发明实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的防火等级到达Al级，达到目前建筑保温领域防火材料的最高防火等级；本发明第三具体实施例中含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材利用膨胀蛭石与高温水合硅酸钙原位复合反应来增强含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的强度，制作过程中无任何有机、无机添加剂，材料在使用过程中实现绿色无污染、无任何甲醛释放，不会对身体健康造成危害。
权利要求
1.一种含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括将Ca(OH)2原料与SiA原料和水混合，形成混合料浆；将膨胀蛭石用水预湿，形成预湿膨胀蛭石；所述混合料浆与所述预湿膨胀蛭石混合搅拌均勻，形成复合料浆；所述复合料浆压滤形成生坯成形体；将所述生坯成形体进行蒸压形成熟坯成形体；将所述熟坯成形体进行干燥形成防火材料。
2.如权利要求1所述含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的制造方法，其特征在于，所述将所述Ca(OH)2原料与S^2原料和水混合按重量计，一重量份所述Ca(OH)2原料与S^2原料之和对0. 9 1. 2重量份的水；将所述膨胀蛭石用水预湿按重量计，一重量份所述膨胀蛭石对1. 4 2. 0份的水。
3.如权利要求1所述含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的制造方法，其特征在于，所述复合料浆中Ca(OH)2原料与SW2原料与所述膨胀蛭石按质量百分比计，材料配比为所述 Ca(OH)2原料与SW2原料之和的含量为40% 80%，所述膨胀蛭石含量为20% 60%。
4.如权利要求2所述含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的制造方法，其特征在于，所述 Ca(OH)2原料与SW2原料材料配比为，所述混合料浆中的钙/硅摩尔比在0. 80 1. 05之间。
5.如权利要求2所述含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的制造方法，其特征在于，所述膨胀蛭石为0. 3mm Imm粒级蛭石原矿在500°C 900°C快速加热膨化而成。
6.如权利要求4所述含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的制造方法，其特征在于，所述 Ca(OH)2原料选自消石灰粉、熟石灰粉或电石渣粉的一种或任意组合材料；所述S^2原料选自磨细石英粉、天然粉石英或硅藻土的一种或任意组合材料。
7.如权利要求1所述含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的制造方法，其特征在于，将所述复合料浆在预制模具中以1. OMPa 4. OMPa压力下压滤成所述生坯成形体；将所述生坯成形体放入静态卧式高压釜，于180°C 220°C、10MPa 2. 4MPa的饱和水蒸汽压力中进行 5h 1 蒸压反应形成所述熟坯成形体，将所述熟坯成形体于100°C 20(TC下干燥。
8.如权利要求1所述含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的制造方法，其特征在于，混合料浆中加入矿物添加剂，所述矿物添加剂为CaO-S^2 二元体系或MgO-S^2 二元体系天然或人工合成矿物的复合物，所述矿物添加剂的添加量按质量计，为固体质量的0 15%。
9.如权利要求1所述含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材的制造方法，其特征在于，混合料浆中加入纤维素纤维增加防火材料强度，所述纤维素纤维的添加量按质量计，为固体质量的0 10%。
10.一种根据上述任一项权利要求的方法所制得的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材。
全文摘要
本发明涉及一种含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材及其制造方法，所述制造方法包括将Ca(OH)2原料与SiO2原料和水混合，形成混合料浆；将膨胀蛭石用水预湿，形成预湿膨胀蛭石；所述混合料浆与所述预湿膨胀蛭石混合搅拌均匀，形成复合料浆；所述复合料浆压滤形成生坯成形体；将所述生坯成形体进行蒸压形成熟坯成形体；将所述熟坯成形体进行干燥形成防火板材。本发明实施例的含膨胀蛭石的建筑内饰防火板材及其制造方法，通过将膨胀蛭石与高温水合硅酸钙进行原位复合得到一种新型的防火板材，利用膨胀蛭石对高温热辐射线的遮蔽作用使材料具有优异的隔热功能，同时利用高温水合硅酸钙的防火性能，使材料具有较高防火等级，有效提高了材料的物理性能。
文档编号C04B14/20GK102503299SQ201110330710
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者刘丽, 郑芳, 陈华, 陈德平, 陈茂峰 申请人:苏州晟保隆新材料科技有限公司