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CN111173405A - 型材、其制备方法及应用 - Google Patents

型材、其制备方法及应用 Download PDF

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CN111173405A
CN111173405A CN201911425217.6A CN201911425217A CN111173405A CN 111173405 A CN111173405 A CN 111173405A CN 201911425217 A CN201911425217 A CN 201911425217A CN 111173405 A CN111173405 A CN 111173405A
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CN
China
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cavity
fire
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profile
Prior art date
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Application number
CN201911425217.6A
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English (en)
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周长厚
应思斌
王卫明
贾建红
胡君红
郭继泉
陈攀
严彩华
徐宏中
涂利根
朱国芳
洪晔
黄倩
毛刚
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Guangzhou Xinlan Composite Material Co ltd
ZHEJIANG XINHUA CHEMICAL CO Ltd
Original Assignee
Guangzhou Xinlan Composite Material Co ltd
ZHEJIANG XINHUA CHEMICAL CO Ltd
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Abstract

本发明涉及一种型材，所述型材包括型材本体以及芯材，所述型材本体内部开设有空腔，所述芯材填充于所述空腔内，所述芯材能在300℃以上的高温下发生炭化，且所述芯材的残炭率为50％～80％，所述芯材包括第一芯材以及第二芯材，所述第一芯材的密度大于所述第二芯材的密度，所述第一芯材支撑所述空腔的内壁，且所述第一芯材在所述空腔的填充比例为35％～50％，所述第二芯材在所述空腔的填充比例为40％～50％。本发明还涉及一种该型材的制备方法及其应用。本发明的芯材的阻燃性能较好，在高温大火燃烧时会有部分发生炭化反应，而且在没有明火的情况下会充分炭化并耐高温灼烧。该型材在遇到火灾时，实现耐火完整性1.00小时，并符合乙级防火要求。

Description

型材、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及耐火制品技术领域，特别是涉及一种型材、其制备方法及应用。
背景技术
型材可用于耐火门窗，型材由于具有良好的耐火性能因而能在发生火灾时，降低火势的蔓延以给救火提供缓冲时间，并保证型材框架的完整性。现有的型材主要有断桥铝或耐火高分子材料，该型材通常需要在其内部空腔填充其它耐火材料，比如钢衬、防火灌注料、防火膨胀条等。但是在型材内部空腔填充上述耐火材料，所涉制备过程较为复杂，制备成本较高且效率较低，还有些耐火材料比如防火灌注料易腐蚀型材，有些耐火材料比如钢衬质量较大，长期使用过程中易造成型材的下垂，从而影响型材的结构稳定性。目前，对于实现乙级防火要求，实现耐火完整性1.00小时的耐火方案仍需做出进一步的改进。
发明内容
鉴于此，本发明的所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状提供一种制备工艺简单、耐火性能好并能实现乙级防火要求的型材、其制备方法及应用。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种型材，所述型材包括型材本体以及芯材，所述型材本体内部开设有空腔，所述芯材填充于所述空腔内，所述芯材能在300℃以上的高温下发生炭化，且所述芯材的残炭率为50％～80％，所述芯材包括第一芯材以及第二芯材，所述第一芯材的密度大于所述第二芯材的密度，所述第一芯材支撑所述空腔的内壁，且所述第一芯材在所述空腔的填充比例为35％～50％，所述第二芯材在所述空腔的填充比例为40％～50％。
在其中一个实施例中，所述第一芯材的密度为1700kg/m3～1850kg/m3；及/或，
所述第二芯材的密度为60kg/m3～80kg/m3。
在其中一个实施例中，所述第二芯材中分布有多个气泡。
在其中一个实施例中，所述第一芯材具有截面，所述截面包括“十”字形、“米”字形、“口”字形、“工”字形中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述空腔包括第一空腔及第二空腔，所述第一空腔与所述第二空腔的体积比为(3～5):5，所述芯材至少部分地填充于所述第二空腔内。
在其中一个实施例中，所述型材本体的材料包括纤维材料和高分子材料，所述纤维材料包括玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的至少一种，所述高分子材料包括聚氨酯树脂、酚醛树脂、苯并噁嗪树脂中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述型材还包括贴设于所述型材本体上的防火膨胀条。
在其中一个实施例中，所述型材还包括设置于所述型材本体外的表层结构，所述表层结构连接于所述型材本体，且所述表层结构的材料包括铝、铝合金、钢、不锈钢、铜中的至少一种。
根据本发明的另一方面，还提供一种上述任一项所述的型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供所述型材本体，所述型材本体的内部开设有空腔；
将所述第一芯材设置于所述空腔内并支撑所述空腔的内壁；
将所述第二芯材填充于所述空腔内，所述第二芯材容置于所述第一芯材的内腔或所述第二芯材容置于所述空腔内壁与所述第一芯材之间，并得到所述型材。
在其中一个实施例中，将所述第二芯材填充于所述空腔内的步骤包括：将所述第二芯材的原料、发泡剂以及固化剂混合，得到混合物，将所述混合物置于所述空腔内并固化处理，其中，所述混合物中，所述第二芯材的原料、所述发泡剂以及所述固化剂的质量比为(40～50):(1.5～3.5):(2～4)。
根据本发明的再一方面，还提供一种上述任一项所述的型材在门、窗上的应用。
与现有技术相比，本发明的所述型材的有益效果在于：
本发明的芯材具有较好的阻燃性，在外部300℃以上的高温大火时芯材会有部分发生炭化反应，而自身并不会燃烧，而且在外部没有明火的情况下芯材会充分炭化并耐高温灼烧。进一步地，密度较大的第一芯材炭化后机械强度高，能够支撑空腔的内壁，保证型材本体在遇火燃烧时的结构稳固性，而密度较小的第二芯材质轻并能填充于较多的空腔，第二芯材在遇火时能对炭化后的第一芯材起到保护和缓冲作用，并强化炭化后的第一芯材对型材本体的支撑性，进而提高型材的耐火性能。
经验证，所述第一芯材在所述空腔的填充比例为35％～50％，所述第二芯材在所述空腔的填充比例为40％～50％时便能使该型材在遇到火灾时，实现耐火完整性1.00小时，并符合乙级防火要求。
此外，本发明提供的型材导热系数低，隔热效果好，因而具有较好的保温节能效果，低烟低毒，对环境较为友好。
本发明提供的型材的制备方法所涉及步骤较少，制备工艺简单快速，耐火性能好，并在耐火门窗领域具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明其中一个实施例提供的型材的结构示意图；
图2为本发明其中一个实施例提供的型材的结构示意图；
图3为本发明其中一个实施例提供的型材的制备流程图；
图4为本发明其中一个实施例提供的耐火窗的结构示意图；
图5为本发明其中一个实施例提供的耐火窗的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本文中所述的耐火完整性1.00小时指的是，根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014，建筑高度大于54m的住宅建筑，每户应有一间房间符合下列规定：1、应靠外墙设置，并应设置可开启外窗；2、内、外墙体的耐火极限不应低于1.00小时，该房间的门宜采用乙级防火门，外窗的耐火完整性不宜低于1.00小时。
应予说明，本文所述的门窗耐火完整性指的是在标准耐火实验条件下，建筑门窗某一向火面受火时，在一定时间内阻止火焰和烟气穿透火灾背火面出现火焰的能力。
请参阅图1和图2，图1为本发明其中一个实施例提供的型材的结构示意图，图2为本发明其中一个实施例提供的包括面层结构的型材的结构示意图。
本发明提供一种能够符合耐火完整性不低于1.00小时的型材100，所述型材100包括型材本体10以及芯材20，所述型材本体10内部开设有空腔11，所述芯材20填充于所述空腔11内，所述芯材20能在300℃以上发生炭化，且所述芯材20的残炭率为50％～80％。
进一步地，所述芯材20包括第一芯材21以及第二芯材22，且第一芯材21的密度大于第二芯材22的密度。所述第一芯材22支撑所述空腔11的内壁，且所述第一芯材21的填充比例为35％～50％，所述第二芯材22的填充比例为40％～50％。第一芯材21的填充比例如果低于35％，或者第二芯材22的填充比例如果低于40％，则无法实现耐火完整性1.00小时，在该比例范围内，芯材20不仅能够实现耐火完整性1.00小时，而且同时质轻、成本较低。
本发明的芯材20具有较好的阻燃性，在300℃以上芯材20会有部分发生炭化反应，而自身并不会燃烧，而且在外部没有明火的情况下芯材20会充分炭化并耐高温灼烧。本发明的芯材20具有轻质、防火、遇明火不燃烧、无烟无毒、无滴落，低温环境下不收缩、不脆化的特点，其材料优选但不局限于酚醛树脂以及苯并噁嗪。
进一步地，第一芯材21支撑空腔11的内壁，能保证型材本体10在遇火燃烧时的结构稳固性，第二芯材22填充于空腔11内，能在遇火时对第一芯材21起到保护和缓冲作用，并强化第一芯材21对型材本体10的支撑性，以提升型材100整体结构的完整性，使得型材100在遇火燃烧时不易坍塌，进而提高型材100的耐火性能。
此外，本发明的型材100导热系数低，隔热效果好，因而具有较好的保温节能效果。
进一步地，所述第一芯材21的密度为1700kg/m3～1850kg/m3。
第二芯材22的密度为60kg/m3～80kg/m3，其内部均匀分布有气泡，气泡的存在使得所述芯材20质轻、比强度高，具有一定的力学强度，可吸收冲击载荷。其密度与耐火性能相关，密度越大耐火性能越好，密度越小则耐火性能越差。此外，第二芯材22的密度还影响其重量以及成本，因此在符合耐火完整性1.00小时的情况下，所述第二芯材22的密度为60kg/m3～80kg/m3为最佳。优选地，所述第二芯材22的密度为65kg/m3～75kg/m3。第二芯材22的材料优选但不局限于酚醛发泡材料、苯并噁嗪发泡材料，经过发泡固化后，基本没有有害物质。
优选地，所述第一芯材21具有截面，该截面包括“十”字形、“米”字形、“口”字形、“工”字形中的至少一种，且截面优选为纵截面。可以理解，在不影响第一芯材21的耐火性能的前提下，本发明对第一芯材21的具体形状不予限制，在其他实施方式中，所述第一芯材21的纵截面还可以为其它规则或不规则形状。
进一步地，所述空腔11的数量设置为一个以上，并包括第一空腔111及第二空腔112，所述第一空腔111用以相对靠近背火面设置，所述第二空腔112用以相对靠近向火面设置，所述第一空腔111与所述第二空腔112的体积比为(3～5):5，所述芯材20至少部分地填充于所述第二空腔112内。在其中一优选实施方式中，所述芯材20全部填充于所述第二空腔112内，所述第一空腔111内无填充，在另一实施方式中，所述芯材20部分填充于所述第二空腔112内，部分填充于第一空腔111内。
可以理解的是，所述空腔11的数量也可只设置为1个，也可设置为3个以上，本发明对空腔11的数量及呈现形式不予限制。
应予说明，用以相对靠近向火面的所述第二空腔112具有相对较大的体积，因而可以在所述第二空腔112内容置有较大体积分数的芯材20，以使向火面具有较大的阻燃时长。
优选地，所述型材本体10的壁厚大于等于3mm，以使其在遇火结炭时具有更好的耐灼烧性和支撑性。可以理解，当所述型材本体10应用于不同门窗产品上时，型材本体10的壁厚上限不予限制，可根据实际需求进行设置。
进一步地，所述型材本体10的材料包括纤维材料和高分子材料，所述型材本体10中所述纤维材料的质量百分数为60％～85％。
进一步地，所述纤维材料包括玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的至少一种，所述高分子材料包括聚氨酯树脂、酚醛树脂、苯并噁嗪树脂中的至少一种。
优选地，所述高分子材料包括聚氨酯树脂时，所述型材本体10中的所述纤维材料的质量百分数为65％～85％。
优选地，所述高分子材料包括酚醛树脂时，所述型材本体10中的所述纤维材料的质量百分数为60％～75％。
优选地，所述高分子材料包括苯并噁嗪树脂时，所述型材本体10中的所述纤维材料的质量百分数为75％～85％。
值得一提的是，本发明高分子材料之一的苯并噁嗪树脂，其制造过程为加聚反应，无任何小分子释放，对环境友好无污染，因而更适用于室内耐火，尤其适用于特殊耐火领域。
进一步地，所述型材100还包括贴设于所述型材本体10上的防火膨胀条30，优选地，所述防火膨胀条30为石墨烯基防火膨胀条30。优选地，空腔11内也设置有防火膨胀条30。
防火膨胀条30遇火膨胀，并能膨胀到其初始体积的20～30倍左右，以阻断气流流通，且膨胀后的防火膨胀条30有一定的机械强度，能提供一定的支撑力，有助于保证型材100结构完整性。
请参阅图2，所述型材100还包括设置于所述型材本体10外的表层结构40，所述表层结构40连接于所述型材本体10，且所述表层结构40的材料包括铝、铝合金、钢、不锈钢、铜中的至少一种。
表层结构40不仅起到装饰的作用，使该型材100在视觉上更为美观，而且能保护所述型材本体10不因阳光暴晒而老化，增强了该型材100的实用性，延长其使用寿命。特别是，该表层结构40具有一定的机械强度，因而能在使用过程中向该型材100提供一定的抗冲击性能。此外，在遇火燃烧时，表层结构40能够阻断明火，使得型材本体10能够在表层结构40的阻挡下发生炭化反应，从而提高型材100整体的耐火性能。
请一并参阅图3，根据本发明的另一方面，还提供一种型材100的制备方法，包括以下步骤：
S1：提供型材本体10，所述型材本体10的内部开设有空腔11；
S2：将所述第一芯材21设置于所述空腔11内，且所述第一芯材21支撑所述空腔11的内壁；
S3：将所述第二芯材22填充于所述空腔11内，所述第二芯材22容置于所述第一芯材21的内腔或所述第二芯材22容置于所述空腔11内壁与所述第一芯材21之间，并得到所述型材100。
进一步地，将所述第二芯材22填充于所述空腔11内的步骤包括：将第二芯材22的原料在50℃～70℃温度下预热并置入搅拌釜中进行搅拌，搅拌时长为2min～5min，然后加入发泡剂进行搅拌1min～3min，最后加入固化剂进行搅拌30s～1min。通过发泡机将上述混合物注入至所述型材本体10的空腔11内，封堵所述型材本体10的两端，并在70℃～90℃的温度下固化处理，然后室温静置1小时～5小时。
其中，所述混合物中，所述第二芯材22的原料、所述发泡剂以及所述固化剂的质量比为(40～50):(1.5～3.5):(2～4)。优选地，所述第二芯材22的原料、所述发泡剂以及所述固化剂的质量比为40:2.5:3.6。
发泡剂优选为6#溶剂油，固化剂优选为混合酸，所述混合物中还可以添加吐温80作为表面活性剂以及脱模剂作为辅料进行共混。
请一并参阅图4和图5，图4为本发明其中一优选实施方式提供的包括上述型材100的耐火窗200，图5为本发明其中一优选实施方式提供的包括上述型材100及表层结构40的耐火窗200。具体地，该耐火窗200包括窗框210、窗扇220以及防火玻璃230，该窗扇220与窗框210活动连接并能相对于窗框210打开或关闭，且防火玻璃230安装于窗扇220的承载面上。
进一步地，窗扇220的表层结构40与窗框210的表层结构40之间相互搭接，且窗扇220的表层结构40与窗框210的表层结构40之间的多个连接处均设置有气密条和/或阻水条，以实现窗扇220与窗框210之间的固定及密封。窗扇220与窗框210密封以后划分出若干的密闭空间，该密闭空间内设有防火膨胀条30，由于防火膨胀条30在遇火时体积能膨胀至其初始体积的20～30倍并迅速填满窗扇220与窗框210之间的密闭空间，因而能阻断空气以防止火焰的传播和蔓延，且膨胀之后的防火膨胀条30具有一定的机械性能因而能保证耐火窗200的结构完整性，以提高耐火窗200的耐火性。
进一步地，窗扇220承载防火玻璃230，该防火玻璃230与窗扇220的表层结构40之间的连接处设置有阻燃硅酮胶，用以使防火玻璃230的外侧面与窗扇220的内侧面之间形成密闭空间。窗扇220与防火玻璃230之间设置有连接件240，该连接件240大致呈L型并具有第一段部和第二段部，其中，该连接件240的第一段部与窗扇220的承载面固定连接，第二段部与防火玻璃230连接，且该连接件240的第一段部与防火玻璃230之间设置有防火膨胀条30，第二段部与防火玻璃230的外侧面之间也设有防火膨胀条30，以对防火玻璃230起到缓冲固定以及提升耐火性能。
表层结构40与型材本体10卡接，且表层结构40设置于型材本体10的一端或两端，比如表层结构40卡接于型材本体10的向火面和/或背火面，优选方案中，型材本体10的向火面及背火面均连接有表层结构40。其型材本体10与表层结构40之间通过卡接及胶固能实现较好的稳固性及气密性，且型材本体10与表层结构40之间的固定方式简单快速，易于装配。应予说明，该型材本体10与表层结构40形成型材100完整的框架，还能通过其它连接方式予以固定，比如焊接、螺接、铆接、或卡接等。
可以理解的是，在其他实施方式中，表层结构40也可以大致呈空心矩形状并套设型材本体10，以对型材本体10形成更好的包裹和保护作用。所述表层结构40的内侧壁与所述型材本体10的外侧壁相适配。
型材本体10与表层结构40之间通过阻燃胶50进行气密性连接及固定，该阻燃胶50优选为丁基胶、硅酮胶或热熔胶，该阻燃胶50在型材本体10与表层结构40的装配过程中具有较快的固化速度，以便于大规模量产。
下文中，为了更好的理解本发明，列举了优选实施例与对比实施例。不过，以下实施例仅用于说明本发明，而并不仅限于此或受其所限。
实施例1：
提供型材本体，该型材本体由玻璃纤维与聚氨酯树脂复合而成，且该型材本体中玻纤材料的质量百分数为65％，该型材本体的壁厚为4mm。型材本体的内部开设有相对靠近背火面的第一空腔以及相对靠近向火面的第二空腔，其中第一空腔与第二空腔的体积比为3:5。
将第一芯材填充于型材本体的第二空腔内，第一芯材的密度为1700kg/m3，第一芯材在空腔内的填充比例为35％，该第一芯材支撑第二空腔的内壁，且该第一芯材的其中一个截面呈“口”字形。
将40重量份的酚醛树脂、0.5重量份的吐温80以及5重量份的脱模剂在65℃温度下预热并置入搅拌釜中进行搅拌，搅拌时长为3min，然后加入2.5重量份的6#溶剂油进行搅拌2min，最后加入3.6重量份的混合酸进行搅拌30s，得到混合物。
通过发泡机将上述混合物注入至型材本体的第二空腔内，封堵所述型材本体的两端，并在90℃的温度下固化处理，然后室温静置5小时，得到第二芯材，该第二芯材的密度为60kg/m3，且该第二芯材在空腔内的填充比例为40％。
经测试，所述第一芯材及第二芯材均能在300℃以上的高温下发生炭化，且所述第一芯材及第二芯材的残炭率均为50％以上。
该芯材在空腔中的填充比例为35％，且该芯材支撑第二空腔的内壁，该芯材的纵截面呈“口”字形。
按照GB16809-2008《防火窗》标准，将本实施例制得的型材组成1500mm*1500mm耐火窗，在垂直燃烧炉上进行耐火完整性测试，1.00小时后该耐火窗背火面未出现火焰，满足1.00小时耐火完整性要求。
实施例2：
提供型材本体，该型材本体由玻璃纤维与酚醛树脂复合而成，且该型材本体中玻纤材料的质量百分数为60％，该型材本体的壁厚为200mm。型材本体的内部开设有相对靠近背火面的第一空腔以及相对靠近向火面的第二空腔，其中第一空腔与第二空腔的体积比为7:10。
将第一芯材填充于型材本体的第二空腔内，第一芯材的密度为1800kg/m3，第一芯材在空腔内的填充比例为40％，该第一芯材支撑第二空腔的内壁，且该第一芯材的其中一个截面呈“十”字形。
将45重量份的酚醛树脂、0.5重量份的吐温80以及5重量份的脱模剂在70℃温度下预热并置入搅拌釜中进行搅拌，搅拌时长为2min，然后加入1.5重量份的6#溶剂油进行搅拌3min，最后加入4重量份的混合酸进行搅拌1min，得到混合物。
通过发泡机将上述混合物注入至型材本体的第二空腔内，封堵所述型材本体的两端，并在90℃的温度下固化处理，然后室温静置4小时，得到第二芯材，该第二芯材的密度为70kg/m3，且该第二芯材在空腔内的填充比例为45％。
经测试，所述第一芯材及第二芯材均能在300℃以上的高温下发生炭化，且所述第一芯材及第二芯材的残炭率均为60％以上。
该芯材在空腔中的填充比例为45％，且该芯材支撑第二空腔的内壁，该芯材的纵截面呈“十”字形。
按照GB16809-2008《防火窗》标准，将本实施例制得的型材组成1500mm*1500mm耐火窗，在垂直燃烧炉上进行耐火完整性测试，1.00小时后该耐火窗背火面未出现火焰，满足1.00小时耐火完整性要求。
实施例3：
提供型材本体，该型材本体由玻璃纤维与苯并噁嗪树脂复合而成，且该型材本体中玻纤材料的质量百分数为75％，该型材本体的壁厚为3mm。型材本体的内部开设有相对靠近背火面的第一空腔以及相对靠近向火面的第二空腔，其中第一空腔与第二空腔的体积比为80:100。
将第一芯材填充于型材本体的第二空腔内，第一芯材的密度为1850kg/m3，第一芯材在空腔内的填充比例为40％，该第一芯材支撑第二空腔的内壁，且该第一芯材的其中一个截面呈“工”字形。
将48重量份的酚醛树脂、0.5重量份的吐温80以及5重量份的脱模剂在50℃温度下预热并置入搅拌釜中进行搅拌，搅拌时长为2min，然后加入3.5重量份的6#溶剂油进行搅拌3min，最后加入2重量份的混合酸进行搅拌30s，得到混合物。
通过发泡机将上述混合物注入至型材本体的第一空腔及第二空腔内，封堵所述型材本体的两端，并在80℃的温度下固化处理，然后室温静置2小时，得到第二芯材，该第二芯材的密度为65kg/m3，且该第二芯材在空腔内的填充比例为50％。
经测试，所述第一芯材及第二芯材均能在300℃以上的高温下发生炭化，且所述第一芯材及第二芯材的残炭率均为65％以上。
该芯材在空腔中的填充比例为55％，且该芯材分别支撑第一空腔及第二空腔的内壁，该芯材的纵截面呈“工”字形。
按照GB16809-2008《防火窗》标准，将本实施例制得的型材组成1500mm*1500mm耐火窗，在垂直燃烧炉上进行耐火完整性测试，1.00小时后该耐火窗背火面未出现火焰，满足1.00小时耐火完整性要求。
实施例4：
提供型材本体，该型材本体由芳纶纤维与聚氨酯树脂复合而成，且该型材本体中玻纤材料的质量百分数为85％，该型材本体的壁厚为5mm。型材本体的内部开设有相对靠近背火面的第一空腔以及相对靠近向火面的第二空腔，其中第一空腔与第二空腔的体积比为90:100。
将第一芯材填充于型材本体的第二空腔内，第一芯材的密度为1750kg/m3，第一芯材在空腔内的填充比例为45％，该第一芯材支撑第二空腔的内壁，且该第一芯材的其中一个截面呈“米”字形。
将50重量份的酚醛树脂、0.5重量份的吐温80以及5重量份的脱模剂在60℃温度下预热并置入搅拌釜中进行搅拌，搅拌时长为2min，然后加入2重量份的6#溶剂油进行搅拌1.5min，最后加入3重量份的混合酸进行搅拌30s，得到混合物。
通过发泡机将上述混合物注入至型材本体的第一空腔及第二空腔内，封堵所述型材本体的两端，并在70℃的温度下固化处理，然后室温静置1小时，得到第二芯材，该第二芯材的密度为80kg/m3，且该第二芯材在空腔内的填充比例为45％。
经测试，所述第一芯材及第二芯材均能在300℃以上的高温下发生炭化，且所述第一芯材及第二芯材的残炭率均为80％以上。
该芯材在空腔中的填充比例为65％，且该芯材分别支撑第一空腔及第二空腔的内壁，该芯材的纵截面呈“米”字形。
按照GB16809-2008《防火窗》标准，将本实施例制得的型材组成1500mm*1500mm耐火窗，在垂直燃烧炉上进行耐火完整性测试，1.00小时后该耐火窗背火面未出现火焰，满足1.00小时耐火完整性要求。
实施例5：
提供型材本体，该型材本体由玄武岩纤维与聚氨酯树脂复合而成，且该型材本体中玻纤材料的质量百分数为75％，该型材本体的壁厚为10mm。型材本体的内部开设有相对靠近背火面的第一空腔以及相对靠近向火面的第二空腔，其中第一空腔与第二空腔的体积比为100:100。
将第一芯材填充于型材本体的第二空腔内，第一芯材的密度为1780kg/m3，第一芯材在空腔内的填充比例为50％，该第一芯材支撑第二空腔的内壁，且该第一芯材的其中一个截面呈“口”字形。
将47重量份的酚醛树脂、0.5重量份的吐温80以及5重量份的脱模剂在50℃温度下预热并置入搅拌釜中进行搅拌，搅拌时长为3min，然后加入3重量份的6#溶剂油进行搅拌3min，最后加入2.5重量份的混合酸进行搅拌1min，得到混合物。
通过发泡机将上述混合物注入至型材本体的第一空腔及第二空腔内，封堵所述型材本体的两端，并在70℃的温度下固化处理，然后室温静置3小时，得到第二芯材，该第二芯材的密度为76kg/m3，且该第二芯材在空腔内的填充比例为47％。
经测试，所述第一芯材及第二芯材均能在300℃以上的高温下发生炭化，且所述第一芯材及第二芯材的残炭率均为70％以上。
该芯材在空腔中的填充比例为70％，且该芯材分别支撑第一空腔及第二空腔的内壁，该芯材的纵截面呈“口”字形。
按照GB16809-2008《防火窗》标准，将本实施例制得的型材组成1500mm*1500mm耐火窗，在垂直燃烧炉上进行耐火完整性测试，1.00小时后该耐火窗背火面未出现火焰，满足1.00小时耐火完整性要求。
实施例6：
提供型材本体，该型材本体由芳纶纤维与酚醛树脂复合而成，且该型材本体中玻纤材料的质量百分数为75％，该型材本体的壁厚为20mm。型材本体的内部开设有相对靠近背火面的第一空腔以及相对靠近向火面的第二空腔，其中第一空腔与第二空腔的体积比为80:100。
将第一芯材填充于型材本体的第二空腔内，第一芯材的密度为1820kg/m3，第一芯材在空腔内的填充比例为42％，该第一芯材支撑第二空腔的内壁，且该第一芯材的其中一个截面呈“十”字形。
将44重量份的酚醛树脂、0.5重量份的吐温80以及5重量份的脱模剂在70℃温度下预热并置入搅拌釜中进行搅拌，搅拌时长为5min，然后加入2重量份的6#溶剂油进行搅拌1min，最后加入4重量份的混合酸进行搅拌30s，得到混合物。
通过发泡机将上述混合物注入至型材本体的第一空腔及第二空腔内，封堵所述型材本体的两端，并在90℃的温度下固化处理，然后室温静置5小时，得到第二芯材，该第二芯材的密度为68kg/m3，且该第二芯材在空腔内的填充比例为43％。
经测试，所述第一芯材及第二芯材均能在300℃以上的高温下发生炭化，且所述第一芯材及第二芯材的残炭率均为55％以上。
该芯材在空腔中的填充比例为80％，且该芯材分别支撑第一空腔及第二空腔的内壁，该芯材的纵截面呈“十”字形。
按照GB16809-2008《防火窗》标准，将本实施例制得的型材组成1500mm*1500mm耐火窗，在垂直燃烧炉上进行耐火完整性测试，1.00小时后该耐火窗背火面未出现火焰，满足1.00小时耐火完整性要求。
对比例1：
本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：第一芯材和第二芯材在空腔中的填充比例均为30％，按照GB16809-2008《防火窗》标准，将本实施例制得的型材组成1500mm*1500mm耐火窗，在垂直燃烧炉上进行耐火完整性测试，1.00小时后该耐火窗背火面出现火焰，不能满足1.00小时耐火完整性要求。
对比例2：
本对比例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：型材本体内部的空腔内填充的是防火膨胀条，而没有实施例1的第一芯材和第二芯材芯材，该防火膨胀条的填充比例为35％，按照GB16809-2008《防火窗》标准，将本实施例制得的型材组成1500mm*1500mm耐火窗，在垂直燃烧炉上进行耐火完整性测试，1.00小时后该耐火窗背火面出现火焰，不能满足1.00小时耐火完整性要求。
本发明的芯材具有较好的阻燃性，在高温大火燃烧时会有部分发生炭化反应，而且在没有明火的情况下会充分炭化并耐高温灼烧；由于该芯材轻质、防火、遇明火不燃烧、能有效阻隔火焰的传播蔓延，经验证，本发明的型材能在遇到火灾时，实现耐火完整性1.00小时，并符合乙级防火要求。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种型材，其特征在于，所述型材包括型材本体以及芯材，所述型材本体内部开设有空腔，所述芯材填充于所述空腔内，所述芯材能在300℃以上的高温下发生炭化，且所述芯材的残炭率为50％～80％，所述芯材包括第一芯材以及第二芯材，所述第一芯材的密度大于所述第二芯材的密度，所述第一芯材支撑所述空腔的内壁，且所述第一芯材在所述空腔的填充比例为35％～50％，所述第二芯材在所述空腔的填充比例为40％～50％。
2.根据权利要求1所述的型材，其特征在于，所述第一芯材的密度为1700kg/m3～1850kg/m3；及/或，
所述第二芯材的密度为60kg/m3～80kg/m3。
3.根据权利要求1所述的型材，其特征在于，所述第二芯材中分布有多个气泡。
4.根据权利要求1所述的型材，其特征在于，所述第一芯材具有截面，所述截面包括“十”字形、“米”字形、“口”字形、“工”字形中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的型材，其特征在于，所述空腔包括第一空腔及第二空腔，所述第一空腔与所述第二空腔的体积比为(3～5):5，所述芯材至少部分地填充于所述第二空腔内。
6.根据权利要求1所述的型材，其特征在于，所述型材本体的材料包括纤维材料和高分子材料，所述纤维材料包括玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维中的至少一种，所述高分子材料包括聚氨酯树脂、酚醛树脂、苯并噁嗪树脂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的型材，其特征在于，所述型材还包括贴设于所述型材本体上的防火膨胀条。
8.根据权利要求1所述的型材，其特征在于，所述型材还包括设置于所述型材本体外的表层结构，所述表层结构连接于所述型材本体，且所述表层结构的材料包括铝、铝合金、钢、不锈钢、铜中的至少一种。
9.一种如权利要求1～8任一项所述的型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供所述型材本体，所述型材本体的内部开设有空腔；
将所述第一芯材设置于所述空腔内并支撑所述空腔的内壁；
将所述第二芯材填充于所述空腔内，所述第二芯材容置于所述第一芯材的内腔或所述第二芯材容置于所述空腔内壁与所述第一芯材之间，并得到所述型材。
10.根据权利要求9所述的型材的制备方法，其特征在于，将所述第二芯材填充于所述空腔内的步骤包括：将所述第二芯材的原料、发泡剂以及固化剂混合，得到混合物，将所述混合物置于所述空腔内并固化处理，其中，所述混合物中，所述第二芯材的原料、所述发泡剂以及所述固化剂的质量比为(40～50):(1.5～3.5):(2～4)。
11.一种如权利要求1～8任一项所述的型材在门、窗上的应用。
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