CN100378185C - 膨胀型防火胶 - Google Patents

Abstract

膨胀型防火胶，包括硅酸钠、高岭土填充料、成膜粘合剂、有机膨胀基料组成水性胶，其粘度：100-2000厘泊。其中含结晶水的固体硅酸钠：30-70份；无机填料采用高岭土20-100份；有机膨胀基料：采用聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰铵、聚乙烯醇、酚醛树脂、磷酸酯蜜胺盐或苯乙烯-马来酸酐共聚树脂，添加量3-35份；成膜粘合剂：苯乙烯聚合物和聚乙烯醇、丙烯酸聚合物、丙烯酸苯乙烯聚合物或聚乙酸乙烯酯乳液，添加量为2-20份。本发明不但阻燃效果好，而且工艺简单，在木材表面涂抹一层，再粘上三夹板，耐火温度即可达到1100℃以上。

Description

膨胀型防火胶

技术领域

本发明涉及防火材料的产品及其生产制造领域，具体是一种用于木质防火门生产中膨胀型防火胶。

背景技术

目前我国木质防火门市场抽检合格率不足5％，造成木质防火门不合格的主要原因之一就是生产防火门用的木材的阻燃问题，包括所采用的阻燃剂本身存在的缺陷与施工工艺方面的不足。防火门生产厂家用于木材的阻燃剂，大多仍采用磷酸盐之类的化学物质制成的液体阻燃剂，这类物质不是偏酸，就是偏碱，甚至会返卤，存在对五金件造成腐蚀，使油漆产生变色等缺点。

其次上述阻燃剂在施工工艺方面，目前普遍采用自然浸泡法，即将木材干燥15天左右，再浸泡48小时，再干燥15天的工艺过程，而防火门大多以销定产，此种工艺周期又太长，从而成为了造成很多木质防火门不阻燃的主要原因。同时由于上述工艺过程中存在“再干燥”的步骤，在这个环节中势必会导致阻燃剂随着水份而析出木材，从而造成阻燃性能的下降。用抽真空浸阻燃剂的设备，在一定程度上缩短了自然浸泡法的生产周期。但是这个办法实际上仍然无法克服上面提到的“再干燥步骤”的缺点。

防火板，它是木质防火门防火的关键材料。主材部分木粉加得过多，加强部分不用无纺布，或无碱玻纤布改成中碱或高碱的，这种防火板不但强度差，而且遇火时会开裂。再如：硅酸铝板。常见的是里面掺加岩棉或玻璃纤维棉。用这种材料生产的防火门，其防火保温、隔热性能就很难合格。木质防火门：送检时，产品门框向火面都是用防火板包起来的。而生产时，这种工艺费工、费时。

基于此人们同时开发了多种膨胀型防火涂料，该种涂料主要由环氧树脂等基料树脂、成炭催化剂、成炭剂、发泡剂和抑烟剂等材料构成，如膨胀型隔热保温防火腻子粉，按重量百分比的8-20％的聚合物粉末，6-20％的发泡剂，5-15％的成碳剂，15-30％的成碳催化剂，30-70％的填料，0.3-0.5％的保水剂，0-1.5％的防龟裂剂，0.1-0.5％的分散剂和0.1-1.0％的消泡剂，所有组份的重量百分比之和为100％。其中成炭剂、脱水剂以及发泡剂组成了“磷-氮-碳”防火膨胀体系。泡沫炭层的形成经历以下几个主要反应步骤：一是脱水成炭催化剂受热分解释放出阻燃性气体NH3和H2O(吸热)的同时，产生酸催化剂；二是多羟基的炭化剂在酸催化下经多步脱水、分解成炭；三是基料中的聚合物树脂受热熔融，并在发泡剂作用下膨胀发泡，同时进一步形成微孔泡沫炭层，因为低发烟性是防火涂料重要的技术指标之一。

这类产品采用复合成炭剂、发泡剂，具抑烟性及增加膨胀炭层强度的功能性填料复配技术，工艺上采用了功能性填充料的表面处理技术，在技术配方及合成工艺上均具一定的新颖性；产品在具备了良好表面装饰功能的同时，涂层薄且耐火极限长，具备优良的耐火性能。但现有的膨胀型防火涂料需要有效抑制烟雾的产生，还有成本和价格较高。

现有的膨胀型防火涂料有：现有的防火膨胀型酚醛树脂基无机纤维增强复合材料，由酚醛树脂、可膨胀性石墨、无机纤维增强材料以及固化剂、辅助剂成分。采用层压、模压、注射方法复合而成，可制成各种条状、环状、板状及各种复杂形状的制品，其制品可以作为结构材料使用，也可以经过表面装饰作为装饰材料使用。当遇火灾时，制品表面可膨胀性石墨及表面酚醛树脂炭化形成多层防火碳层，成为隔绝或削弱热传递的材料，可以防止火焰继续燃烧复合材料。不产生或很少产生燃烧时放出的浓烟或有毒气体。本复合材料适于制作飞机、轮船船舱、火车车厢、地铁车厢、电梯厢等高速交通工具，建筑物内部防火材料、军事装备、消防工具等，既可以作结构材料也可以作装饰材料使用，该材料遇火不燃烧具有相当卓越的防火效果。但其为结构材料的形式，一般不是液体涂料。

CN90102131.阻燃涂料，它包含a)一种含有发泡剂、生气剂、炭化剂、成膜粘合剂，以及溶剂的液体膨胀基料，防火胶是一种既有粘接性能又有防火性能的特种胶，它是利用液体硅酸钠在空气中吸收二氧化碳，形成无定形硅酸，其干燥硬化过程如下：Na2O·nSiO2+CO2+mH2O＝Na2CO2+nSiO2·mH2O。防火胶是由液体硅酸钠、硅酸铝纤维、α-氧化铝、尿素、氧化镁经粉碎、研磨、筛分、搅拌、乳化而成。

CN90102131.阻燃涂料，它包含：a)一种含有发泡剂、生气剂、炭化剂、成膜粘合剂，以及溶剂的液体膨胀基料；b)分散在所说的膨胀基料中的耐火纤维料；c)所说的耐火纤维料是由40％-55％重量的氧化铝，二氧化硅，以及一种或多种选自氧化铁、二氧化钛、氧化钾、氧化钠、和氧化锆中的化合物组成的，所说的耐火纤维料至少含有大部分长度为1/32″-1″的短纤维；e)所说的阻燃涂料用于涂覆住宅和建筑物框架等等，以赋予它们高的阻燃性。

水性膨胀型防火胶，以聚乙酸乙烯酯乳液或丙烯酸聚合物和107胶或丙烯酸苯乙烯聚合物和107胶及聚乙酸乙烯酯乳液为主要成膜物与聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰铵等原料经加热、合成、分散、研磨后加有效助剂制得，遇火能形成成碳膨胀体阻断火焰、防火性能与物理性能优良，以水为稀释剂，可取代非防火胶制造防火絮木板、纤维板、层压板等防火板，用作橡塑制品的阻火粘合填加剂，还可喷在一些需要阻燃的材料表面或作为底涂层使用。

现有的膨胀型阻燃材料，需要合成工艺加工或专用的磷氮系膨胀型阻燃材料与聚乙烯、聚丙烯等聚合物添加。但阻燃性略差，而水性硅酸钠的防火胶的粘接等物理性能较差。

发明内容

本发明的目的是：提供一种阻燃性好，防火胶的物理性能好，粘接力强、无需合成工艺膨胀型阻燃防火胶，无卤、低烟、无毒、无腐蚀性。尤其是为木质防火门提供一种防火胶。

本发明的目的是这样实现的：膨胀型防火胶，以硅酸钠、高岭土、膨胀剂、水和粘接剂组成，然后添加水至水溶性胶，胶水的粘度(100-2000厘泊)。使用时只要在防火门板表面涂抹一层或多层(包括多次涂刷)，或在防火板的表面涂刷一层或多层。

本发明不但阻燃效果好，而且工艺简单，在木材表面涂抹一层，再粘上三夹板，耐火温度即可达到1100℃以上。

本发明主要以硅酸钠、高岭土、膨胀剂、水和粘接剂组成，然后添加水至胶水的粘度(100-2000厘泊)。还可以加上聚乙酸乙烯酯乳液或丙烯酸聚合物等膨胀剂经搅拌、乳化制得。具有阻燃，防火效果好，施工工艺简单的特点，用以解决现有木质防火门生产中采用木质阻燃剂的诸多缺陷。

具体实施方式

本发明膨胀型防火胶的主要技术方案如下：它主要由硅酸钠、高岭土填充料、成膜粘合剂、有机膨胀基料组成，然后添加水至水性胶。粘度：100-3000厘斯。

其中硅酸钠主要形成液体硅酸钠发生作用，其在空气中吸收二氧化碳，形成无定形硅酸，干燥硬化过程如下：Na2O·nSiO2+CO2+mH2O＝Na2CO2+nSiO2·mH2O。

硅酸钠(含结晶水的固体配方)、高岭土填充料、成膜粘合剂、有机膨胀基料、水组成防火胶。另可添加0.1-1.0％的消泡剂。

本发明以重量份比例进行配方：

硅酸钠(含结晶水的固体)：30-70份，更好的范围在30-50份；

无机填料：尤其采用高岭土(或包括硅酸铝纤维)、α-氧化铝、氧化镁，高岭土填充料占多数，瓷土(高岭土)类填料的组成基本是硅酸铝等成份，煅烧和表面处理后更好，添加量：20-100份；更好的范围在35-60份；高岭土填充料可以占全部。

有机膨胀基料：采用采用聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰铵、聚乙烯醇、酚醛树脂、磷酸酯蜜胺盐、苯乙烯-马来酸酐共聚树脂3-35份，更好的范围在10-25份；

成膜粘合剂：苯乙烯聚合物和聚乙烯醇、丙烯酸聚合物、丙烯酸苯乙烯聚合物(表中列为丙烯苯乙)、聚乙酸乙烯酯乳液为主要成膜物，2-20份；更好的范围在5-15份；

高岭土类填料的组成基本是硅酸铝和特殊物理形态，高岭土粒子形态绝大部分是薄片状，或六角形片状物。用途最广的品种粒径大约10μm。所有品种的高岭土都具有不同程度的亲水性，化学上都是中性，非煅烧品种的吸油量为25～44，煅烧品种为48～58。由于其片状体能增强涂膜机械力，所以瓷土能赋予涂膜柔软性。高岭土应用于涂层，以提高粘接力，使用经过煅烧和表面处理后的品种效果更好。由于高岭土亲水，所以是水性涂料用的良好的填料，它们在水性涂料中具有很好的悬浮性能，容易分散，且赋予涂膜良好的刷涂和流平性。高岭土通常与其它填料一起配用。

本发明防火胶是一种既有粘接性能又有防火性能的特种胶，它是利用液体硅酸钠在空气中吸收二氧化碳，形成无定形硅酸，膨胀剂，季戊四醇类、丙烯酸苯乙烯聚合物和107胶及聚乙酸乙烯酯乳液为主要成膜物等。

无机填料：尤其采用高岭土(或包括硅酸铝纤维)、α-氧化铝、氧化镁，高岭土填充料占多数，瓷土(高岭土)类填料的组成基本是硅酸铝等成份，煅烧和表面处理后更好；20-100；更好的范围在35-60；高岭土填充料可以占全部。

有机膨胀基料：采用聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰铵、酚醛树脂、磷酸酯蜜胺盐、苯乙烯-马来酸酐共聚树脂(苯马共聚)3-35，更好的范围在10-25。

成膜粘合剂、丙烯酸脂、醋酸乙烯、苯乙烯聚合物和聚乙烯醇、丙烯酸聚合物、丙烯酸苯乙烯聚合物、聚乙酸乙烯酯乳液为主要成膜物，2-20；更好的范围在5-15；

另可添加0.1-1.0％的消泡剂。聚醚消泡剂5613(或添加有机硅消泡剂)。可膨胀性石墨1-510。

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
															硅酸钠	30	35	40	45	50	60	50	40	55	60	40	50	35	70
高岭土	20	40	60	70	80	90	75	65	55	45	35	25	85	99
															聚磷酸铵	3	10	20								6			35
季戊四醇				6	10	20
															三聚氰铵							5	15	25	30
磷酸酯											6	15
															苯马共聚	6												20
聚乙烯醇	2	15												20
															丙烯酸酯			10	5	20	3							12
聚苯乙烯							7	10	20
															丙烯苯乙						3				8	20
醋酸乙烯	2											10
															硅酸铝	10		10									30
氧化镁		10									20		12

实施例还包括下述组方。

在组方的基础上添加0.1-1.0％的消泡剂。聚醚消泡剂5613(或添加有机硅消泡剂)。可膨胀性石墨1-15。

	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28
															硅酸钠	35	45	30	40	50	60	70	65	55	50	40	30	60	70
高岭土			30	40	50	40	30	40	70	80	60	55	75	99
															聚磷酸铵									30					35
季戊四醇		5						25		10
															三聚氰铵			10				10				25
磷酸酯	3			20		15						10
															苯马共聚					20								15
聚乙烯醇	20
															丙烯酸酯		20	15	18									12	20
聚苯乙烯					8	10
															丙烯苯乙										15	10	10
醋酸乙烯							15	20	10
															硅酸铝纤	35	70								13
氧化铝	5												12

Claims (9)

1.膨胀型防火胶，其特征是由硅酸钠、高岭土填料、成膜粘合剂、有机膨胀基料组成水性胶，然后添加水至粘度：100-2000厘泊；所述硅酸钠是含结晶水的固体硅酸钠：30-70；高岭土填料：20-100；所述有机膨胀基料是聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、聚乙烯醇、酚醛树脂、磷酸酯蜜胺盐或苯乙烯-马来酸酐共聚树脂，添加量3-35；成膜粘合剂：是苯乙烯聚合物、聚乙烯醇、丙烯酸聚合物、丙烯酸苯乙烯聚合物或聚乙酸乙烯酯乳液，添加量为2-20，添加量为重量份。

2.由权利要求1所述的膨胀型防火胶，其特征是固体硅酸钠的添加量在30-50份。

3.由权利要求1所述的膨胀型防火胶，其特征是高岭土填料经煅烧处理。

4.由权利要求3所述的膨胀型防火胶，其特征是高岭土填料的添加量是35-60份。

5.由权利要求1所述的膨胀型防火胶，其特征是有机膨胀基料采用聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰铵、聚乙烯醇、酚醛树脂、磷酸酯蜜胺盐或苯乙烯-马来酸酐共聚树脂，添加量10-25份。

6.由权利要求1所述的膨胀型防火胶，其特征是成膜粘合剂添加量为5-15份。

7.由权利要求1所述的膨胀型防火胶，其特征是添加0.1-1.0％的消泡剂。

8.由权利要求1所述的膨胀型防火胶，其特征是高岭土填料中添加氧化铝或氧化镁。

9.由权利要求2所述的膨胀型防火胶，其特征是添加可膨胀性石墨1-15份。