一种保温隔热防火门及其生产工艺的制作方法

1.本技术涉及防火门的领域，尤其是涉及一种保温隔热防火门及其生产工艺。


背景技术：

2.防火门是现代建筑中必不可少的组成部分，防火门可以有效阻止建筑物发生火灾时火势的蔓延，同时可以有效阻止烟气的扩散，为人员疏散和消防提供一定的时间，对建筑物内部的防火能力起到极为重要的作用。防火门需要满足在一定时间内的耐火稳定性、完整性和良好的隔热要求，一般设置在防火分区间、疏散楼梯间和垂直竖井等位置。
3.目前常用的防火门多为钢质防火门、钢木防火门或者金属和无机材料复合制成的防火门，其材质均为不可然物质且具有较高的耐高温变形能力。但是，钢质的防火门整体十分厚重，开闭很不方便，并且由于金属的导热性能比较好，发生火灾时金属材质防火门背火面的温度会迅速升高，对人员疏散以及消防救援造成较大的阻碍。


技术实现要素：

4.为了上述技术问题，本技术提供一种保温隔热防火门及其生产工艺，兼具良好的阻燃性能和隔热性能，并且防火门的质量也大大减轻。
5.第一方面，本技术提供一种保温隔热防火门，采用如下的技术方案：一种保温隔热防火门，包括依次叠合的阻燃层、隔热层以及阻燃层；两所述阻燃层的密度均为450-550
㎏
/m3；所述阻燃层由包含以下重量份的原材料压制制成：木质纤维450-550份；粘接剂100-130份；聚乳酸45-60份；阻燃剂100-150份；所述阻燃剂由玻璃微珠、三氧化二锑、四溴双酚a和聚丙烯以(12-18)：(8-13)：(1-5)：(15-22)的重量比混合制得。
6.进一步优选，玻璃微珠、三氧化二锑、四溴双酚a和聚丙烯的重量比为(15-18)：(8-10)：(1-3)：(18-20)。
7.所述阻燃层的厚度均为15-20
㎜
。
8.通过采用上述技术方案，防火门由两层阻燃层中间设置一层隔热层制成，阻燃层以木质纤维为主体，木质纤维整体的密度较低，因此防火门的重量可以大大减轻；通过设置隔热层，可以有效减弱防火门两侧的温度传导，使得防火门的隔热能力明显提升。
9.两层隔热层在制备时，在其中加入阻燃剂以提升防火门的阻燃能力。阻燃剂由玻璃微珠、三氧化二锑、四溴双酚a以及聚丙烯按照特定比例混合制成；玻璃微珠具有质轻、低导热、高分散和热稳定性好等特性，将玻璃微珠添加在阻燃层的材料中，可以起到良好的阻燃和隔热的效果，有效提升防火门的防火阻燃性能；玻璃微珠具有亲油表面，可以很好地分散于大多数有机树脂中，在制备阻燃剂时，玻璃微珠可以在聚丙烯中均匀分布，获得良好的
分散效果，并且通过添加聚乳酸的润滑作用，使得阻燃剂粘接剂与木质纤维之间可以混合地更加均匀。
10.在玻璃微珠的基础上，添加三氧化二锑以进一步提升阻燃效果。三氧化二锑和四溴双酚a均是较好的阻燃剂，并且在和四溴双酚a提供的卤素的相互作用下，三氧化二锑的阻燃性能会有明显的提升。另外，四溴双酚a在200-300℃的温度下会分解，此温度范围下，聚丙烯也会受热分解，四溴双酚a在分解过程中会捕捉聚丙烯分解反应生成的自由基，从而延缓燃烧的链反应；同时，四溴双酚a分解过程中会释放出溴化氢气体，溴化氢是一种难燃气体，其密度较大，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔材料表面可燃/助燃气体的作用，抑制材料的燃烧，起到进一步阻燃的作用。
11.可选的，所述阻燃剂通过以下方法制得：s1.将聚丙烯加热熔融，然后加入四溴双酚a熔融共混；s2.在熔融状态下，依次加入玻璃微珠和三氧化二锑，混合均匀后挤出造粒，得到颗粒状的阻燃剂。
12.进一步优选，所述阻燃剂的粒径大小为80-120目。
13.通过采用上述技术方案，阻燃剂的各种组成成分之间难以通过简单的混合分散均匀，因此，必须通过熔融共混的方式提升各个原料分散混合的均匀性。将聚丙烯加热至熔融态后，依次加入剩余的各种原材料，然后通过挤出造粒的方式，将各种原材料组分混合均匀并制成大小均匀的阻燃剂颗粒。将阻燃剂颗粒的粒径限定在50-100目的筛分范围内，一方面便于阻燃剂颗粒与其他原材料的均匀混合；另一方面，在物料混合的过程中，阻燃剂颗粒可以起到一定的润滑作用，进一步提升混合的均匀程度以及减少对木质纤维的损伤。
14.可选的，所述隔热层由玻璃棉制成；所述隔热层的厚度为5-10
㎜
。
15.通过采用上述技术方案，玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别，玻璃棉内部纤维蓬松交错，存在大量微小的孔隙，是一种良好的多孔性吸声材料，同时也具有良好的隔热、防火性能。将玻璃棉制成的隔热层置于两层阻燃层之间，可以有效提升防火门的隔热能力，发生火灾时可以有效抑制防火门两侧的温度传导，同时也可以提升防火门的阻燃能力。另外，玻璃棉具有很好的吸声特性，可以起到良好的吸声隔音效果，抑制噪音的传递。同时玻璃棉质轻，不会增加防火门的重量。
16.可选的，还包括设置于所述阻燃层远离所述隔热层一侧的阻燃涂层；所述阻燃涂层由阻燃涂料涂覆于所述外燃层表面并干燥后制成；以所述阻燃涂料的总重计，所述阻燃涂料包括以下重量份的原材料：水25-30份；羟丙基分散体60-70份；多异氰酸酯15-25份；玻璃微珠8-18份；膨胀石墨2-8份溶剂4-6份。
17.所述阻燃涂料通过以下方法制得：s1.将羟丙基分散体与溶剂搅拌混合，然后加入水并搅拌混合均匀；s2.依次加入膨胀石墨和玻璃微珠，继续搅拌混合均匀得到涂料a组分；
s3.在涂覆前，将多异氰酸酯添加至阻燃涂料a组分中并混合均匀，得到阻燃涂料。
18.通过采用上述技术方案，阻燃涂料的主体为流动性好、在阻燃层上可以稳定附着的树脂材料，多异氰酸酯优选为脂肪族多异氰酸酯，羟基丙烯酸分散体和多异氰酸酯混合后发生交联反应生成聚氨酯类物质。聚氨酯具有良好的稳定性和耐候性，并且可以在木质纤维制成的阻燃层表面稳定附着，可以将玻璃微珠和膨胀石墨制成的复合阻燃剂稳定固着在防火门表面形成阻燃涂层，进一步提升防火门的阻燃能力；另外，膨胀石墨在高温下可以迅速膨胀，体积发生较大的变化，在高温作用下可以在聚氨酯表层生成一层坚韧的炭层，在起到进一步阻燃作用的同时，还可以抑制聚氨酯受热软化滴落，使得阻燃涂层具有良好的稳定性。
19.可选的，所述阻燃涂层的厚度为0.8-1.5
㎜
。
20.通过采用上述技术方案，将阻燃涂层的厚度设置在此范围内，既可以进一步提升防火门的阻燃性能，同时也便于阻燃涂料的涂覆，形成的膜层厚度均匀不易剥落，稳定性更好性。
21.可选的，所述粘接剂由羟丙基淀粉和酚醛树脂以1:(3-6)的质量比混合制成。
22.通过采用上述技术方案，酚醛树脂和羟丙基淀粉是具有良好粘接性能的粘接剂，并且两者具有良好的相容性，酚醛树脂和羟丙基淀粉两者复合后可以获得粘接性能更好、稳定性更高的粘接体系，并且可以耐受一定的高温环境，在高温下可以保持较好的粘度和粘接性能。
23.第二方面，本技术提供一种保温隔热防火门的生产工艺，采用如下的技术方案：一种保温隔热防火门的生产工艺，包括以下步骤：s1.将玻璃微珠、三氧化二锑、四溴双酚a以及聚丙烯混合挤出造粒制成阻燃剂颗粒；s2.将聚乳酸、阻燃剂以及木质纤维进行干混，混合均匀后在搅拌下缓慢加入粘接剂，搅拌均匀和热压成型并烘干，制成阻燃层；s3.将隔热层铺设于其中一层阻燃层上，将另一层阻燃层盖在隔热层上，然后将两层阻燃层固定，制得的保温隔热防火门。
24.可选的，保温隔热防火门包括阻燃涂层时，还包括以下步骤：s4.将配置好的阻燃涂料均匀涂覆于两侧隔热层的表面，在75-90℃温度下烘干，形成阻燃涂层。
25.可选的，所述阻燃涂料的涂覆方式为喷涂、辊涂或刷涂。
26.通过采用上述技术方案，将玻璃微珠、三氧化二锑、四溴双酚a以及聚丙烯混合挤出造粒制成阻燃剂颗粒，可以使得阻燃剂中的各组分在阻燃层中均匀分布，提升防火门的整体阻燃能力；聚乳酸颗粒具有一定的润滑作用，在与木质纤维混合时可以降低搅拌混合的难度，提高物料混合的效率；阻燃层各组分搅拌混合均匀后通过压制成型，各组分材料通过粘接剂的粘性粘合在一起形成稳定阻燃层结构。
27.在烘干阻燃涂料的过程中，还可以配制紫外线照射烘干，紫外线可以使木质纤维外侧的一些化学键打开并形成活性基团，与阻燃涂料中的部分材料发生偶练，可以形成更加稳定的粘结结构，提升阻燃涂料在阻燃层上的粘附牢度，进一步提升防火门的阻燃性能和结构稳定性。
28.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.本技术提供的技术方案，采用木质纤维为主料，在其中加入由玻璃微珠、三氧化二锑、四溴双酚a以及聚丙烯混合制成的阻燃剂，并通过粘接剂的粘结作用制得防火门，通过玻璃微珠、三氧化二锑、四溴双酚a以及聚丙烯的协同作用，制得的防火门具有良好的阻燃性能的同时，隔热效果明显提升，并且质量较钢质防火门大大减轻，更有利于防火门的安装和开闭。
29.2.本技术技术方案提供的防火门，阻燃层材料中加入了玻璃微珠，玻璃微珠出了具有良好的阻燃性能同时，也具有极好的保温和隔热特性，可以有效提升防火门的保温隔热能力。
30.3.本技术提供的技术方案，在阻燃上还可增设阻燃涂层，阻燃涂层有复配阻燃剂和高分子树脂制成，与阻燃层之间具有良好的粘附性能，同时具有较好的阻燃隔热效果，可以进一步提升防火门的阻燃隔热性能。
附图说明
31.图1是本技术实施例1的整体结构示意图。
32.图2是本技术实施例7的整体结构示意图。
33.附图标记说明：1、阻燃层；2、隔热层；3、阻燃涂层。
具体实施方式
34.以下结合附图1-2及具体实施例对本技术作进一步详细说明。需要说明的是，以下实施例中未注明具体者，均按照常规条件或制造商建议的条件进行；以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
35.实施例中部分原材料型号见下表1。
36.表1：实施例中部分原材料型号原料规格型号木质纤维阻燃杨木纤维，符合jg/t 122-2000标准膨胀石墨100～1000目玻璃微珠50～80μm羟丙基淀粉玉米淀粉，含水量小于4％溶剂二丙二醇甲醚阻燃剂的制备例制备例1-5参照表2的配比，通过以下方法制备阻燃剂：将聚丙烯和四溴双酚a搅拌混合均匀，然后加入双螺杆挤出机中熔融，在双螺杆挤出机的中间段依次加入玻璃微珠和三氧化二锑，经双螺杆挤出机搅拌混合均匀并挤出，随后经过切刀造粒、冷却后进行筛分，留取80-120目范围内的颗粒，得到阻燃剂。
37.表2：制备例1-5中原材料配比(单位：
㎏
)
阻燃涂料的制备例制备例6-10参照表3的配比，通过以下方法制得阻燃涂料：s1.将羟丙基分散体与溶剂搅拌混合均匀，然后加入水并继续搅拌混合均匀；s2.在搅拌下，依次加入膨胀石墨和玻璃微珠，混合均匀得到涂料a组分；s3.在涂覆前，将多异氰酸酯添加至阻燃涂料a组分中并混合均匀，得到阻燃涂料。
38.表3：制备例6-10中原料配比(单位：
㎏
)实施例
39.实施例1提供一种保温隔热防火门，通过以下生产工艺制得：s1.取9
㎏
酚醛树脂和3
㎏
羟丙基淀粉搅拌均匀，得到粘接剂；s2.取45
㎏
木质纤维、6
㎏
聚乳酸以及15
㎏
制备例1中制得的阻燃剂进行干混，搅拌混合均匀后，继续搅拌并且缓慢加入步骤s1中制得的粘接剂，继续搅拌混合均匀，得到阻燃层混合物；s3.将阻燃层混合物在220℃下热压成型，然后在90℃下干燥12h，制得阻燃层；阻燃层的厚度为15
㎜
，密度为450
㎏
/m3。
40.s4.取厚度为5
㎜
的玻璃棉平铺于一层阻燃层上作为隔热层，然后将另一层阻燃层盖在玻璃棉上并压紧，两层隔热层边缘通过木材粘接胶粘合，制成保温隔热防火门；木材粘接胶为市售的常规木制家具建材用胶粘剂。
41.实施例2-4提供一种保温隔热防火门，与实施例1的区别仅在于：原材料的配比不同，具体参照表4。
42.表4：实施例2-4中原材料配比(单位：
㎏
) 木质纤维粘接剂聚乳酸阻燃剂实施例255124.510实施例348125.515实施例45212513实施例5提供一种保温隔热防火门，与实施例4的区别仅在于：阻燃剂选用制备例2中制得的阻燃剂，其余均与实施例4保持一致。
43.实施例6提供一种保温隔热防火门，与实施例4的区别仅在于：阻燃剂选用制备例3中制得的阻燃剂，其余均与实施例4保持一致。
44.实施例7提供一种保温隔热防火门，与实施例6的区别在于：还设置有阻燃涂料层，阻燃涂料层通过以下方法制备：在实施例6制得的防火门的基础上，取制备例6中制得的阻燃涂料均匀喷涂在其中一侧阻燃层表面，然后置于80℃烘箱中烘烤1.5h形成阻燃涂层；然后在另一侧阻燃层的表面继续喷涂一层制备例1中制得的阻燃涂料，然后继续在80℃烘箱中烘烤2h，干燥后形成稳定的阻燃涂层。阻燃涂层干燥后的厚度为0.8
㎜
。
45.实施例8-11提供一种保温隔热防火门，与实施例7的区别仅在于阻燃涂料的来源不同，实施例8-11依次选用制备例7-10中制得的阻燃涂料。
46.实施例12提供一种保温隔热防火门，与实施例7的区别在于：阻燃涂层干燥后的厚度为1.5
㎜
，其余均与实施例6保持一致。
47.实施例13提供一种保温隔热防火门，与实施例7的区别在于：阻燃涂层干燥后的厚度为1.2
㎜
，其余均与实施例6保持一致。
48.实施例14提供一种保温隔热防火门，与实施例7的区别在于：阻燃涂层干燥后的厚度为0.5
㎜
，其余均与实施例6保持一致。
49.实施例15提供一种保温隔热防火门，与实施例6的区别在于：制成的阻燃层的厚度为20
㎜
，密度为550
㎏
/m3。
50.实施例16提供一种保温隔热防火门，与实施例6的区别在于：制成的阻燃层的厚度为18
㎜
，密度为510
㎏
/m3。
51.对比例对比例1提供一种保温隔热防火门，与实施例1的区别在于：阻燃剂中不添加玻璃微珠，其
余均与实施例保持一致。
52.对比例2提供一种保温隔热防火门，与实施例1的区别在于：保温隔热防火门不设置隔热层，仅由一层阻燃层构成，阻燃层的厚度为30
㎜
。
53.对比例3提供一种保温隔热防火门，与实施例1的区别在于：阻燃剂选用制备例4中制得的阻燃剂，其余均与实施例1保持一致。
54.对比例4提供一种保温隔热防火门，与实施例1的区别在于：阻燃剂选用制备例5中制得的阻燃剂，其余均与实施例1保持一致。
55.性能检测试验对实施例1-16及对比例1-4中制得的保温隔热防火门进行性能检测，检测内容及方法如下：1、阻燃性能：依据《gb/t 7633-2008门和卷帘的耐火试验方法》，测定上述保温隔热防火门的耐火隔热性失去时间和耐火完整性失去时间，测试结果见下表5。
56.2、隔热性能：采用测温热电偶多上述保温隔热防火门样品背火面平均升温和最高升温进行测量，记录耐火试验进行到1h时防火门背火面的平均升温和最高升温数据，测试结果见下表5。
57.3、机械性能：依据《gb/t 11718-2009中密度纤维板》，检测阻燃层在干燥张台下的静曲强度和内结合强度，测试结果见下表5；4、阻燃涂层附着性能检测：依据照《astm/d 3359附着力测试(用胶带)》方法进行测定阻燃涂层在阻燃层上的附着性能，测试结果见下表6。
58.表5：实施例1-16及对比例1-4阻燃性能和隔热性能检测结果
通过上述试验数据，本技术技术方案制得的保温隔热防火门，具有良好的阻燃和隔热性能，防火门的耐火隔热性和耐火完整性通过优化后均可达到3h以上；与对比例中的试验数据相比，在耐火试验进行到1h时，本技术实施例中提供的防火门具有更好的隔热性能，防火门背火面平均温度升高幅度更低。同时，本技术实施例中提供的防火门具有良好的静曲强度和内结合强度，机械性能满足相关要求。
59.结合实施例1和对比例1的试验数据，阻燃层材料中去掉玻璃微珠后，防火门的阻燃性能和隔热性能明显减弱，具体表现为，防火门的耐火隔热性失去时间由2.8h降至1.2.h，耐火完整性失去时间由3.1h降至1.8h，并且防火门背火面的温度也有明显的升高。
60.结合实施例1和对比例2的试验数据，去掉防火门的隔热层后，防火门耐火完整性的有一定的减弱，最重要的是防火门的隔热性能明显减弱，防火门背火面的温度升高更明显。
61.结合实施例6和实施例7的试验数据，在两侧阻燃层上各涂覆一层阻燃涂层形成阻
燃涂层以后，可以使防火门的阻燃性能进一步提升，达到更好的阻燃隔热效果。
62.表6：实施例7-14中阻燃涂层附着性能检测数据结合表6中的测试数据，本技术技术方案提供的阻燃涂料在阻燃层上具有良好的附着性能，百格测试时均具有良好的表现，可以稳定附着在阻燃层的表面，进一步提升防火门的阻燃和隔热性能。
63.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。