一种新型阻燃慢回弹防火砖

技术领域

本发明属于建筑化工材料领域及其制备技术领域，具体涉及一种新型阻燃慢回弹防火砖。

背景技术

近几年来，我国因工地建筑、建筑材料引发的火灾呈多发趋势，许多特大火灾都与建筑材料有关，造成了巨大损失，因此建筑材料防火变得尤为重要。建筑防火系统分为主动防火系统和被动防火系统两大部分，主动防火系统是由自动（手动）控制的报警、喷淋以及消防用电、给水等设备系统所组成；被动防火系统则由难燃或不燃装修材料，如防火门、防火吊顶，和线缆、管道等穿越墙体和楼板形成的孔洞，建筑缝隙等防火封堵材料组成。

防火封堵材料一般指用于电缆桥架、导线管、各种管道等贯穿墙体或楼板形成的开孔或者在建筑施工过程中，由于某些原因出现的一些大的孔洞等，具有隔热、防火、阻燃、防烟功能的材料。防火封堵材料应用非常广泛，几乎所有的建筑都用到防火封堵材料，特别是电力、石化、交通、冶金、通讯等行业用建筑和重要的公共建筑。

目前国内的防火封堵材料主要有阻火包、无机堵料和有机堵料，但是这些材料具有一些缺陷和弊端。阻火包不能起到密烟效果，在一些特殊行业达不到其气密性要求，并且施工难控制；无机堵料容易开裂、施工不便；有机堵料长期使用会对基体造成腐蚀，容易形成火灾隐患。因此，为解决以上防火封堵材料的缺陷，急需一种新型材料来代替，聚氨酯防火封堵材料便应用而生。聚氨酯防火封堵材料种类也有很多，比如用途比较广的的硬质聚氨酯防火阻燃泡沫材料，一般用于一些细缝、孔洞较小的地方；对于孔洞比较大的地方，一般用防火块或防火砖，此材料为聚氨酯慢回弹防火阻燃材料，有弹性，易切割，可以做成各种形状用于封堵。发明专利CN101003611A提出了一种用于防火封堵的双组份发泡体系及其制品，这种双组分发泡体系在工厂里反应预成型为防火发泡块，在施工时具有灵活、易于施工、节约工时等特点；发明专利CN106750112B制备了一种高效阻燃慢回弹聚氨酯海绵，对于防火阻燃具有良好的效果；发明专利CN112011170A发明了一种高阻燃慢回弹记忆聚氨酯海绵，具有良好的慢回弹性和高阻燃性能，同时具有一定的抗菌抑菌和抗老化性能。

虽然聚氨酯慢回弹防火块或防火砖解决了用于较大孔洞的普通防火封堵材料的一些问题，但是其本身也存在着一些不足，比如不耐高温，阻燃持续性差等，在连续高温下，虽然能起到防火阻燃的效果，但是燃烧后的产物很容易发生坍塌导致封堵处破损，这时大量的有毒气体和烟雾就会从破损出泄露，造成巨大的事故隐患。

发明内容

针对现有技术中防火块或防火砖存在的不耐高温、阻燃持续性差、燃烧后的产物很容易发生坍塌的问题，本发明提供了一种新型阻燃慢回弹防火砖，在复合阻燃剂中加入陶瓷纤维粉，进一步提高阻燃效果，提高聚氨酯防火封堵材料的耐高温性，燃烧后起到骨架支撑作用，使燃烧产物不易发生坍塌，有效的阻挡了有毒气体和烟雾，同时陶瓷纤维粉的加入可以降低防火砖的导热系数，得到隔热性能更好的封堵材料。

本发明通过以下技术方案实现：

一种新型阻燃慢回弹防火砖，其材料由A组分和B组分组成，由以下重量份的原料组成，A组分包括复合型聚醚多元醇20-50份、复合阻燃剂20-60份、催化剂0.05-0.5份、泡沫稳定剂0.1-1份、发泡剂0.5-2份、开孔剂0.5-4份、染料1-4份；B组分为甲苯二异氰酸酯10-40份；

所述的复合阻燃剂为20-50%液体阻燃剂、25-55%膨胀石墨、10-30%氢氧化铝和5-30%陶瓷纤维粉。。

进一步地，所述的复合型聚醚多元醇是分子量为700的聚醚60-90%和分子量为3000的聚醚10-40%。

进一步地，所述的液体阻燃剂为三（2-氯乙基）磷酸酯、三（2,3-二氯丙基）磷酸酯、甲基膦酸二甲酯、三（2-氯丙基）磷酸酯、FR-300和FR-368中的一种以上。

进一步地，所述的膨胀石墨目数为30-200目；所述的氢氧化铝目数为100-600目；所述的陶瓷纤维粉目数为100-800目。

进一步地，所述的催化剂为65-85%胺类催化剂和15-35%锡类催化剂；所述的泡沫稳定剂为L-580型硅油；所述的发泡剂为水发泡剂；所述的开孔剂为SK-1900型开孔剂；所述的染料为油性红色、油性黄色、油性黑色、油性白色中的一种以上。

进一步地，所述的甲苯二异氰酸酯为TDI-65、TDI-80、TDI-100中的一种以上。

本发明中，所述的一种新型阻燃慢回弹防火砖的制备方法，将复合型聚醚多元醇、复合阻燃剂、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂、开孔剂、染料搅拌混合均匀形成A组分，B组分为甲苯二异氰酸酯，A、B两组分按比例混合搅拌倒入模具中反应成型，待熟化后拆除模具，防火砖生成，根据模具形状可以做成各种形状的防火砖，也可以制备大的方形防火砖，根据需求用切割机切割成需要的各种形状。

有益效果

（1）本发明中陶瓷纤维粉的加入可以提高防火砖的耐高温性，燃烧后起到骨架支撑作用，使燃烧产物不易发生坍塌，有效的阻挡了有毒气体和烟雾，复合阻燃剂的协同作用进一步提升防火砖的阻燃效果，更不容易发生明火燃烧，陶瓷纤维粉的加入还可以降低防火砖的导热系数，提高防火封堵材料的隔热性能；

（2）本发明制备的阻燃慢回弹防火砖，具有优异的防火阻燃性能，适用于电力、石化、交通、冶金、通讯等行业用建筑和重要的公共建筑，甚至一些防火级别较高的建筑，具有较好的经济和社会效益。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的内容、特点和效果，兹列举以下实施例，但不用来限制本发明的范围，所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由各项权利要求限定。

下列实施例中所述的份数为重量份。

所述的陶瓷纤维粉为山东民烨耐火纤维有限公司生产的不同型号的陶瓷纤维粉，如普通型、标准型、高纯型、高铝性、低锆型、含锆型以及多晶纤维型等。

实施例1

将20份分子量为700的聚醚多元醇，6份分子量为3000的聚醚多元醇，16份三（2-氯乙基）磷酸酯，20份膨胀石墨，11份氢氧化铝，7.1份陶瓷纤维粉，0.14份胺类催化剂，0.06份锡类催化剂，0.5份L-580型硅油，1.2份水，2份SK-1900型开孔剂，1份红色聚氨酯染料混合在一起并搅拌均匀，成为A组分，B组分为15份TDI-80，将A、B两组分混合搅拌倒入模具中反应成型，待熟化后拆除模具，防火砖生成，根据需求用切割机切割成需要的各种形状。

其中，膨胀石墨规格为80目；氢氧化铝规格为325目；陶瓷纤维粉是标准型（Al

实施例2

将18份分子量为700的聚醚多元醇，12份分子量为3000的聚醚多元醇，9份三（2-氯乙基）磷酸酯，13份膨胀石墨，10份氢氧化铝，11.91份陶瓷纤维粉，0.19份胺类催化剂，0.1份锡类催化剂，0.4份L-580型硅油，1.4份水，3份SK-1900型开孔剂，0.5份红色和0.5份黄色聚氨酯染料混合在一起并搅拌均匀，成为A组分，B组分为20份TDI-65，将A、B两组分混合搅拌倒入模具中反应成型，待熟化后拆除模具，防火砖生成，根据需求用切割机切割成需要的各种形状。

其中，膨胀石墨规格为80目；氢氧化铝规格为400目；陶瓷纤维粉是标准型（Al

实施例3

将25份分子量为700的聚醚多元醇，10份分子量为3000的聚醚多元醇，6份甲基膦酸二甲酯，5份膨胀石墨，3份氢氧化铝，4.7份陶瓷纤维粉，0.16份胺类催化剂，0.04份锡类催化剂，0.6份L-580型硅油，1份水，2.5份SK-1900型开孔剂，1份红色和1份黑色聚氨酯染料混合在一起并搅拌均匀，成为A组分，B组分为30份TDI-80和10份TDI-65，将A、B两组分混合搅拌倒入模具中反应成型，待熟化后拆除模具，防火砖生成，根据需求用切割机切割成需要的各种形状。

其中，膨胀石墨规格为50目；氢氧化铝规格为200目；陶瓷纤维粉是含锆型（Al

实施例4

首先将30份分子量为700的聚醚多元醇，10份分子量为3000的聚醚多元醇，4份FR-300和5份FR-368，7份膨胀石墨，2.78份氢氧化铝，4份陶瓷纤维粉，0.26份胺类催化剂，0.09份锡类催化剂，0.32份L-580型硅油，1.6份水，4份SK-1900型开孔剂，1份红色聚氨酯染料混合在一起并搅拌均匀，成为A组分，B组分为30份TDI-100，将A、B两组分混合搅拌倒入模具中反应成型，待熟化后拆除模具，防火砖生成，根据需求用切割机切割成需要的各种形状。

其中，膨胀石墨规格为100目；氢氧化铝规格为300目；陶瓷纤维粉是高纯型（Al

实施例5

首先将15份分子量为700的聚醚多元醇，5份分子量为3000的聚醚多元醇，12份三（2,3-二氯丙基）磷酸酯，24份膨胀石墨，10份氢氧化铝，14.62份陶瓷纤维粉，0.105份胺类催化剂，0.045份锡类催化剂，0.53份L-580型硅油，0.9份水，1.8份SK-1900型开孔剂，0.5份黄色和0.5份黑色聚氨酯染料混合在一起并搅拌均匀，成为A组分，B组分为10份TDI-80和5份TDI-100，将A、B两组分混合搅拌倒入模具中反应成型，待熟化后拆除模具，防火砖生成，根据需求用切割机切割成需要的各种形状。

其中，膨胀石墨规格为50目；氢氧化铝规格为500目；陶瓷纤维粉是多晶型（Al

实施例6

将25份分子量为700的聚醚多元醇，5份分子量为3000的聚醚多元醇，15份三（2-氯丙基）磷酸酯，15份膨胀石墨，4份氢氧化铝，9.42份陶瓷纤维粉，0.3份胺类催化剂，0.1份锡类催化剂，0.45份L-580型硅油，1.53份水，3.2份SK-1900型开孔剂，0.5份黄色和0.5份红色聚氨酯染料混合在一起并搅拌均匀，成为A组分，B组分为20份TDI-80，将A、B两组分混合搅拌倒入模具中反应成型，待熟化后拆除模具，防火砖生成，根据需求用切割机切割成需要的各种形状。

其中，膨胀石墨规格为80目；氢氧化铝规格为300目；陶瓷纤维粉是多晶型（Al

对比例1

将20份分子量为700的聚醚多元醇，6份分子量为3000的聚醚多元醇，18份三（2-氯乙基）磷酸酯，22份膨胀石墨，15.1份氢氧化铝，0.14份胺类催化剂，0.06份锡类催化剂，0.5份L-580型硅油，1.2份水，2份SK-1900型开孔剂，1份红色聚氨酯染料混合在一起并搅拌均匀，成为A组分，B组分为15份TDI-80，将A、B两组分混合搅拌倒入模具中反应成型，待熟化后拆除模具，防火砖生成，根据需求用切割机切割成需要的各种形状。

其中，膨胀石墨规格为80目；氢氧化铝规格为325目；陶瓷纤维粉是标准型（Al

对比例2

将20份分子量为700的聚醚多元醇，6份分子量为3000的聚醚多元醇，25份膨胀石墨，15份氢氧化铝，14.1份陶瓷纤维粉，0.14份胺类催化剂，0.06份锡类催化剂，0.5份L-580型硅油，1.2份水，2份SK-1900型开孔剂，1份红色聚氨酯染料混合在一起并搅拌均匀，成为A组分，B组分为15份TDI-80，将A、B两组分混合搅拌倒入模具中反应成型，待熟化后拆除模具，防火砖生成，根据需求用切割机切割成需要的各种形状。

其中，膨胀石墨规格为80目；氢氧化铝规格为325目；陶瓷纤维粉是标准型（Al

性能测试：

检测实施例1、对比例1和对比例2制备的防火砖的阻燃效果及阻燃材料的各项性能参数，结果如下表1所示，由表1可知，本发明使用复合阻燃剂制备的防火砖具有更好的阻燃效果，耐高温，阻燃持续性好，燃烧后不容易发生坍塌，具有明显的优势。

表1 阻燃慢回弹防火砖阻燃性能比较