本发明涉及一种防火板材及其制备方法。
背景技术：
：防火板材主要有玻镁防火板、硅酸钙防火板、硫氧镁防火板等。玻镁防火板、硫氧镁防火板多采用氧化镁、氯化镁、硫氧镁水泥、纤维及增强材料为主要原料；硅酸钙防火板多采用水泥、石英、纤维等为主要原料。cn106747156a公开了一种新型高性能玻镁防火板，其包括如下质量百分比组分：氧化镁30％-35％，氯化镁45％-50％，木糠15％-25％；所述的氯化镁为块状，含量95％；所述的木糠为杉木木糠，木糠成锯屑状，没有杂质，木糠的率为水份10％-15％。cn105541268a公开了一种硫氧镁板材及其制备方法，硫氧镁板材按重量份比包含以下组分：硫氧镁水泥200-300份、耐碱玻璃纤维10-20份、集料30-50份、水10-50份、早强剂5-10份、减水剂5-10份和增强材料20-80。cn108069673a公开了一种硅酸钙防火板及其制备方法，硅酸钙防火板按重量份数包括如下原料：水合硅酸钙0.1-80份；石英10-70份；水泥0-20份；木浆纤维0-20份；石灰10-70份；所述原料的钙硅比为0.1-5。cn104926236a公开了一种低密度纤维增强硅酸钙防火板的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤1，制浆：将植物纤维、水泥、石英石混合制浆，其中，钙硅摩尔比0.80～0.82，植物纤维的质量占总原料重量的8％～12％；步骤2，板材成坯：步骤1制备的料浆经真空系统的抽滤，薄料层缠绕在成型筒上，经过若干层缠绕达到设定的料坯厚度时，切断料坯；步骤3，预反应：将步骤2制得的料坯置于反应釜，在反应釜内压力1.2±0.1mpa下，自蒸汽进入反应釜内起，以30℃/h的升温速率，将釜内温度平稳升高到250℃，然后进行恒温保压不低于24h；步骤4，蒸压养护：预反应结束后，将料坯依次送入蒸压釜内，蒸压釜的釜压1.0±0.1mpa，自蒸汽进蒸压釜起以40℃/h的升温速率稳步升温至180～200℃，进行保压恒温不少于15个小时，然后放汽降压；步骤5，脱模烘干和砂光整边，制得所述的低密度纤维增强硅酸钙防火板。上述专利文献的防火板材均不含有轻质、防火的矿物原料，从而制约了防火板材的耐火性能的提高以及防火板材的导热系数的降低。技术实现要素：有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种防火板材，其含有轻质、防火的矿物原料，从而提高了防火板材的耐火性能，降低了防火板材的导热系数。本发明的另一个目的在于提供一种防火板材的制备方法，其可以防止浆料与激发剂反应迅速导致的浆料粘连。本发明采用如下技术方案实现上述目的。一方面，本发明提供一种防火板材，其特征在于，由包括如下组分的原料制成：其中，所述填料选自防火板材生产过程中产生的废料和/或边脚料。根据本发明的防火板材，优选地，由包括如下组分的原料制成：根据本发明的防火板材，优选地，所述原料还包括如下组分：其中，所述合成纤维选自玻璃纤维、丙纶纤维和聚乙烯醇纤维中的一种或多种；所述外加剂选自三氯化铝、氯化锌、碳酸钙、磷酸二氢铵、乙酸钙、硫酸亚铁、硼酸、四硼酸钠、硅酸、硅酸钠、硬脂酸钠、尿素中的一种或多种。根据本发明的防火板材，优选地，所述原料还包括如下组分：根据本发明的防火板材，优选地，所述原料还包括如下组分：硅藻土0.1～3重量份；高岭土0.1～5重量份；膨胀蛭石0.1～4重量份。根据本发明的防火板材，优选地，所述原料还包括如下组分：硅藻土1～2.5重量份；高岭土1～4重量份；膨胀蛭石1～3重量份。另一方面，本发明提供上述防火板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)先将木浆纤维与水混合而制备纸浆，然后将所述原料中除硫酸镁溶液与木浆纤维之外的其他组分与纸浆和水进行混合而形成浆料；(2)将作为激发剂的硫酸镁溶液与所述浆料混合而形成总料层，所述总料层经加工得到所述防火板材。根据本发明的制备方法，优选地，步骤(1)中，还包括将浆料经抄取在毛布上形成浆料层的步骤。根据本发明的制备方法，优选地，步骤(2)中，将所述硫酸镁溶液与所述浆料层混合而形成总料层，所述总料层经加工得到所述防火板材。根据本发明的制备方法，优选地，步骤(2)中，将硫酸镁溶液通过喷涂方式或淋涂方式添加到所述浆料层上，使硫酸镁溶液与所述浆料层混合而形成总料层，所述总料层经加工得到所述防火板材。本发明的防火板材含有多种轻质、防火的矿物原料，从而提高了防火板材的耐火性能，降低了防火板材的导热系数。本发明的制备方法采用分步混合的方式，可以防止浆料与激发剂反应迅速导致的浆料粘连。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。<防火板材>本发明的防火板材包括如下组分的原料：粒化高炉渣粉、氧化镁粉、木浆纤维、膨胀珍珠岩、水镁石、硅灰石、云母、填料、砂光粉和硫酸镁溶液。在本发明中，粒化高炉渣粉、氧化镁粉、木浆纤维、膨胀珍珠岩、水镁石、硅灰石、云母和砂光粉均可以选择本领域内常规的原料。本发明的防火板材可以通过激发剂与浆料反应而制备得到，其中，粒化高炉渣粉、氧化镁粉、木浆纤维、膨胀珍珠岩、水镁石、硅灰石、云母、填料、砂光粉和水可以形成浆料，而硫酸镁溶液作为激发剂，可以激发浆料的水硬性，加速浆料的水化反应，进一步提高防火板材的强度。本发明的防火板材含有多种轻质、防火的矿物原料(膨胀珍珠岩、水镁石、硅灰石、云母)，有利于提高防火板材的耐火性能，以及降低防火板材的导热系数。此外，本发明的防火板不含石棉及其它有害物质，绿色环保。本发明的防火板不添加含氯化合物，避免了易吸潮、返卤、腐蚀金属的问题。本发明的粒化高炉渣粉也称为粒化高炉矿渣，由高炉炼铁熔融的矿渣骤冷时，来不及结晶而大部分形成的玻璃态物质。粒化高炉渣粉可以为20～50重量份，优选为23～46重量份，更优选为18～36重量份。在本发明中，氧化镁粉可以为20～40重量份，优选为23～36重量份，更优选为18～28重量份。在本发明中，木浆纤维可以为2～10重量份，优选为4～8重量份，更优选为5～7重量份。在本发明中，膨胀珍珠岩可以为2～10重量份，优选为3～8重量份，更优选为4～6重量份。本发明的水镁石又称为氢氧镁石。水镁石可以为1～6重量份，优选为2～5重量份，更优选为3～4重量份。在本发明中，硅灰石可以为4～15重量份，优选为5～12重量份，更优选为6～10重量份。在本发明中，云母可以为1～5重量份，优选为2～4重量份，更优选为2.2～3.6重量份。本发明的填料可以选自纤维增强板材生产过程中产生的废料和/或边脚料，优选为纤维增强板材生产过程中产生的边脚料。填料可以为1～10重量份，优选为3～9重量份，更优选为4～8重量份。在本发明中，砂光粉可以为1～15重量份，优选为3～13重量份，更优选为5～10重量份。本发明的硫酸镁溶液为水溶液。硫酸镁溶液的浓度可以为15～25wt％，优选为18～23wt％，更优选为20～21wt％。硫酸镁溶液可以为5～30重量份，优选为9～24重量份，更优选为13～20重量份。本发明发现，上述配比的各组分有利于提高防火板材的耐火性能，以及降低防火板材的导热系数。在本发明中，防火板材可以由包括如下组分的原料制成：在本发明中，防火板材优选由包括如下组分的原料制成：在本发明中，防火板材优选由包括如下组分的原料制成：上述重量份可以基于100重量份防火板材。本发明的防火板材的原料还可以包括至少一种如下组分：合成纤维、粉煤灰、硅微粉、锂渣、外加剂、硅藻土、高岭土和膨胀蛭石。本发明发现，除了添加膨胀珍珠岩、水镁石、硅灰石与云母之外，再添加矿物原料(硅藻土、高岭土或膨胀蛭石)可以进一步提高防火板材的耐火性能，以及降低防火板材的导热系数。本发明的合成纤维可以选自玻璃纤维、丙纶纤维和聚乙烯醇纤维中的一种或多种；优选为聚乙烯醇纤维。合成纤维可以为0.1～5重量份，优选为1～4重量份，更优选为2～3重量份。在本发明中，粉煤灰可以为0.1～8重量份，优选为1～6重量份，更优选为2～5重量份。在本发明中，硅微粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料。硅微粉可以为0.1～3重量份，优选为1～2.5重量份，更优选为1.2～2.2重量份。在本发明中，锂渣来自锂盐生产过程，分酸性渣和碱性渣。酸性锂渣是硫酸法生产碳酸锂时产生的废渣。锂渣可以为0.1～3重量份，优选为1～2.5重量份，更优选为1.2～2.2重量份。本发明的外加剂可以选自三氯化铝、氯化锌、碳酸钙、磷酸二氢铵、乙酸钙、硫酸亚铁、硼酸、四硼酸钠、硅酸、硅酸钠、硬脂酸钠、尿素中的一种或多种；优选自三氯化铝、氯化锌、碳酸钙、磷酸二氢铵和乙酸钙中的一种或多种；更优选自三氯化铝、氯化锌和碳酸钙中的一种或多种。外加剂可以为0.1～2重量份，优选为0.5～1.5重量份，更优选为0.8～1.2重量份。在本发明中，硅藻土可以为0.1～3重量份，优选为1～2.5重量份，更优选为1.2～2.2重量份。在本发明中，高岭土可以为0.1～5重量份，优选为1～4重量份，更优选为1.5～3.5重量份。在本发明中，膨胀蛭石可以为0.1～4重量份，优选为1～3重量份，更优选为1.5～2.5重量份。上述配比的各组分有利于进一步提高防火板材的耐火性能，以及降低防火板材的导热系数。根据本发明的一些实施方式，本发明的防火板材的原料还包括如下组分：合成纤维、粉煤灰、硅微粉、锂渣和外加剂。在本发明中，防火板材的原料优选还包括如下组分：在本发明中，防火板材的原料更优选还包括如下组分：在本发明中，防火板材的原料更优选还包括如下组分：上述重量份可以基于100重量份防火板材。根据本发明的另一些实施方式，本发明的防火板材的原料还包括如下组分：硅藻土、高岭土和膨胀蛭石。在本发明中，防火板材的原料优选还包括如下组分：硅藻土0.1～3重量份；高岭土0.1～5重量份；膨胀蛭石0.1～4重量份。在本发明中，防火板材的原料更优选还包括如下组分：硅藻土1～2.5重量份；高岭土1～4重量份；膨胀蛭石1～3重量份。在本发明中，防火板材的原料更优选还包括如下组分：硅藻土1.2～2.2重量份；高岭土1.5～3.5重量份；膨胀蛭石1.5～2.5重量份。上述重量份可以基于100重量份防火板材。<制备方法>本发明的防火板材的制备方法包括以下步骤：(1)浆料的形成；(2)总料层的形成；(3)防火板材的形成。本发明的防火板材包括如下组分的原料：粒化高炉渣粉、氧化镁粉、木浆纤维、膨胀珍珠岩、水镁石、硅灰石、云母、填料、砂光粉和硫酸镁溶液。本发明的防火板材的原料还可以包括至少一种如下组分：合成纤维、粉煤灰、硅微粉、锂渣、外加剂、硅藻土、高岭土和膨胀蛭石。上述各组分及其重量份数如前所述，不再赘述。在步骤(1)中，先将木浆纤维与水混合而制备纸浆，然后将所述原料中除硫酸镁溶液与木浆纤维之外的其他组分与纸浆和水进行混合而形成浆料。优选地，步骤(1)还包括将浆料经抄取在毛布上形成浆料层的步骤。上述各组分均不含有激发剂，导致浆料形成过程中不会发生浆料粘连。在步骤(2)中，将硫酸镁溶液与所述浆料混合而形成总料层。本发明的硫酸镁溶液为水溶液。优选地，将硫酸镁溶液添加到所述浆料中，使硫酸镁溶液与所述浆料混合而形成总料层。更优选地，先浆料经抄取在毛布上形成的浆料层，然后将硫酸镁溶液与所述浆料层混合而形成总料层。硫酸镁溶液的浓度以及重量份数如前所述，不再赘述。硫酸镁溶液作为激发剂，可以激发浆料的水硬性，加速浆料的水化反应，进一步提高防火板材的强度。硫酸镁溶液的添加方式优选为喷涂或淋涂。喷涂或淋涂的添加方式有利于防止激发剂与浆料或浆料层反应迅速导致的浆料粘连。在步骤(3)中，总料层经加工得到防火板材。优选地，总料层形成板坯，板坯形成防火板材。本发明的防火板材为无机矿物类防火板材。总料层优选通过成型设备形成板坯。板坯优选经饱和蒸汽水热养护后形成防火板材。成型设备可以为本领域常规的成型设备，优选为成型筒。板坯的厚度可以为8～25mm，优选为10～20mm，更优选为12～15mm。根据本发明的一些实施方式，本发明的制备方法包括如下具体的步骤：(1)先将木浆纤维与水混合研磨而制备纸浆，然后将原料中除硫酸镁溶液与木浆纤维之外的其他组分与纸浆和水进行混合而形成浆料，浆料经抄取在毛布上形成浆料层；(2)将硫酸镁溶液通过喷涂的方式添加到浆料层上，使硫酸镁溶液与浆料层混合发生反应，形成总料层；(3)总料层通过成型设备形成板坯，板坯经饱和蒸汽养护后形成防火板材。根据本发明的又一些实施方式，本发明的制备方法包括如下具体的步骤：(1)先将木浆纤维与水混合研磨制备纸浆，将合成纤维、砂光粉、硅灰石、珍珠岩、粉煤灰与水进行预混合而形成预混料，然后将原料中除硫酸镁溶液、木浆纤维、合成纤维、砂光粉、硅灰石、珍珠岩、粉煤灰之外的其他组分与纸浆、预混料和水进行混合而形成浆料，浆料经抄取在毛布上形成浆料层；(2)将硫酸镁溶液通过喷涂的方式添加到浆料层上，使硫酸镁溶液与浆料层混合发生反应，形成总料层；(3)总料层通过成型设备形成板坯，板坯经饱和蒸汽养护后形成防火板材。根据本发明的再一些实施方式，本发明的制备方法包括如下具体的步骤：(1)先将木浆纤维与水混合研磨而制备纸浆，然后将原料中除硫酸镁溶液与木浆纤维之外的其他组分与纸浆和水进行混合而形成浆料，浆料经抄取在毛布上形成浆料层；(2)将硫酸镁溶液通过淋涂的方式添加到浆料层上，使硫酸镁溶液与浆料层混合发生反应，形成总料层；(3)总料层通过成型设备形成板坯，板坯经饱和蒸汽水热养护后形成防火板材。以下实施例和对比例中的“份”表示重量份，除非特别声明。以下实施例的防火板材和对比例的板材的性能均采用gb28376-2012《隧道防火保护板》及ga160-2004《不燃无机复合板》进行测定。以下实施例和对比例中部分原料说明如下：硫酸镁溶液的浓度为20wt％；合成纤维为聚乙烯醇纤维；实施例1～4的填料为防火板材生产过程中产生的边角料；对比例1～4的填料为板材生产过程中产生的边角料。实施例1～4防火板材，包括如表1所示的原料。表1防火板材的原料注释：“---”代表不含有该组分。防火板材的制备方法，包括以下步骤：(1)按照表1所示的配方，先将木浆纤维和60kg水混合研磨而制备纸浆，然后将上述原料中除木浆纤维与硫酸镁溶液之外的其他组分与纸浆和1500kg水进行混合而形成浆料，上述混合过程中没有发生浆料粘连现象；浆料经抄取在毛布上形成浆料层；(2)将硫酸镁溶液按照表1所示的配方通过喷涂的方式添加到浆料层上，使硫酸镁溶液与浆料层混合发生反应，形成总料层；硫酸镁溶液与总料层混合过程中也没有发生浆料粘连；(3)总料层通过成型筒形成板坯，板坯经饱和蒸汽水热养护后形成防火板材。防火板材的性能参见表3。对比例1～4板材，包括如表2所示的原料。表2板材的原料注释：“---”代表不含有该组分。板材的制备方法，包括以下步骤：(1)按照表2所示的配方，先将木浆纤维和60kg水混合研磨而制备纸浆，然后将上述原料中除木浆纤维之外的其他组分与纸浆和1500kg水进行混合而形成浆料，上述混合过程中硫酸镁溶液与其他组分反应迅速而导致浆料粘连，浆料经抄取在毛布上形成浆料层；(2)浆料层通过成型筒形成板坯，板坯经饱和蒸汽水热养护后形成板材。板材的性能参见表3。表3板材的性能编号密度(g/cm3)导热系数(w/(m·k))耐火性能实施例11.050.15耐火极限240分钟实施例21.10.12耐火极限240分钟实施例30.90.13耐火极限240分钟实施例41.00.11耐火极限240分钟对比例11.20.24耐火极限160分钟对比例21.220.25耐火极限160分钟对比例31.180.21耐火极限160分钟对比例41.190.22耐火极限160分钟本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。当前第1页12