本发明涉及防火材料
技术领域：
，具体涉及一种防火封堵材料及其制备方法。
背景技术：
：近年来，在我国工业迅速发展的同时伴随大量固体废弃物产生，为人类的生存环境带来了严重的威胁，实现工业固体废弃物的高效利用引起了社会各界的广泛关注。工业固体废弃物可分为一般工业废物（如高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰、煤渣、硫酸渣、废石膏、脱硫灰、电石渣、盐泥等）和工业有害固体废物。磷石膏是湿法生产磷酸工艺产生的副产物，全世界磷石膏年产量已超过3亿吨，综合利用率约10%；国内磷石膏年产生量约7000万吨，占工业副产石膏年产量的70%，而综合利用率约40%，目前磷石膏主要应用于建材以及农业化肥领域。粉煤灰是火力发电厂煤粉在锅炉中燃烧后排出的灰色粉状废弃物，2017年，中国粉煤灰的产量为6.86亿吨，综合利用率分别为75.35%，目前粉煤灰主要应用于建材以及农业化肥领域。防火封堵，就是用防火封堵材料封堵各种贯穿物，如电缆、风管、油管、气管等穿过墙（仓）壁、楼（甲）板时形成的各种开口以及电缆桥架的防火分隔，以免火势通过这些开口及缝隙蔓延。将粉煤灰、磷石膏应用于防火封堵材料能够有效的实现废物再利用，变废为宝。技术实现要素：本发明提供一种防火封堵材料及其制备方法，所述的防火封堵材料具有良好的阻燃性能。本发明解决其技术问题采用以下技术方案：一种防火封堵材料，由以下重量份原料制备而成：30~50份改性工业固体废弃物、5~10份粘合剂、8~15份阻燃剂、15~25份填料、0.2~0.6份硅烷偶联剂、18~25份去离子水；所述改性工业固体废弃物为改性磷石膏、改性粉煤灰中的一种或两种。作为一种优选方案，所述防火封堵材料由以下重量份原料制备而成：45份改性工业固体废弃物、8份粘合剂、9份阻燃剂、15.5份填料、0.5份硅烷偶联剂、22份去离子水。作为一种优选方案，所述改性工业固体废弃物包括20~35重量份改性磷石膏、10~18重量份改性粉煤灰。作为一种优选方案，所述粘合剂为五水偏硅酸钠。作为一种优选方案，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、草酸铝、石棉绒、三氧化二锑、硼酸、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、氯化聚乙烯中的一种或多种。作为一种优选方案，所述填料为膨润土、粘土、滑石粉、壳聚糖、凹凸棒土、沸石、高岭土、轻质碳酸钙、二氧化钛、木质素磺酸钠、硬脂酸锌、羟甲基纤维素、二氧化硅中的至少两种。作为一种优选方案，所述填料由高岭土、轻质碳酸钙、二氧化钛、木质素磺酸钠、硬脂酸锌、羟甲基纤维素按照重量比5：4：2.5：1.8：1.4：0.8组成。本发明的发明人在大量的研究中发现，通过选取由高岭土、轻质碳酸钙、二氧化钛、木质素磺酸钠、硬脂酸锌、羟甲基纤维素按照重量比5：4：2.5：1.8：1.4：0.8组成的填料可以有效的提高防火封堵材料的抗压强度。本发明的发明人发现，在本发明的配方体系下，若选用磷石膏、粉煤灰，而不是相应的改性物（改性磷石膏、改性粉煤灰），虽然所述的防火封堵材料具有良好的阻燃性能，但是抗压强度存在不足，因此，需要对磷石膏、粉煤灰进行改性以提高抗压强度。作为一种优选方案，所述改性磷石膏的制备方法为：s01、将8~15重量份磷石膏加入到30~45重量份混合酸溶液中，以300~600w超声处理25~50min，得到磷石膏混合溶液；s02、将1~3重量份滑石粉加入到磷石膏混合溶液中，以300~800rpm转速搅拌60~120min，得到磷石膏悬浮液；s03、将0.5~1重量份琥珀酸二辛酯磺酸钠、0.2~0.6重量份乙烯基三甲氧基硅烷加入到磷石膏悬浮液中，以200~500rpm转速搅拌2~5h，过滤，干燥，将所得物在200~250℃下煅烧2~6h，即得改性磷石膏。本发明的发明人在大量的研究中发现，通过对磷石膏进行混合酸预处理、滑石粉复合、再通过琥珀酸二辛酯磺酸钠、乙烯基三甲氧基硅烷处理，得到了能够显著提高抗压强度的改性磷石膏。且发明人发现，在本发明的配方体系下，以改性磷石膏作为主料，不同的改性磷石膏的改性方法能够显著影响到防火封堵材料的抗压强度，利用上述改性方法获得的改性磷石膏所制备的防火封堵材料的抗压强度优于利用其它方式改性获得的改性磷石膏。作为一种优选方案，所述混合酸溶液由柠檬酸、草酸、酒石酸、去离子水按照重量比1：0.5~2：0.5~2：15~20配制而成。作为一种优选方案，所述改性粉煤灰的制备方法为：s1、将10~20重量份粉煤灰、2~6重量份浓氨水加入到30~50重量份无水乙醇中，置于55~70℃恒温水浴中，以100~400rpm转速搅拌30~60min，过滤，干燥，得到预处理粉煤灰；s2、将8~15重量份预处理粉煤灰、0.3~0.8重量份3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯、8~15重量份辛醇加入到20~30重量份去离子水中，置于微波处理设备中，以200~500w微波处理20~30min，在45~55℃水浴下以100~400rpm转速搅拌1~4h，过滤，干燥，即得改性粉煤灰。本发明通过对粉煤灰用浓氨水、无水乙醇处理，再用3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯、辛醇处理，得到了改性粉煤灰，加入到所述的以改性磷石膏为主料的防火封堵材料中能够显著提高抗压强度。本发明还提供了一种防火封堵材料的制备方法，包括以下步骤：将阻燃剂、粘合剂、填料、去离子水加入到高速混合机中，搅拌均匀，再加入改性工业固体废弃物、硅烷偶联剂，搅拌均匀，得到防火封堵材料。本发明的有益效果：本发明所述的防火封堵材料具有良好的阻燃性能、抗压强度，且通过使用工业固体废弃物，能够有效的缓解环境压力，实现废物再利用，变废为宝，本发明通过对磷石膏进行改性、粉煤灰进行改性，将其加入到配方体系中，显著提高了防火封堵材料的抗压强度。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明中，除特别声明，所述的份均为重量份。实施例1一种防火封堵材料，所述防火封堵材料由以下重量份原料制备而成：45份改性工业固体废弃物、8份粘合剂、9份阻燃剂、15.5份填料、0.5份硅烷偶联剂kh570、22份去离子水。所述改性工业固体废弃物包括30重量份改性磷石膏、15重量份改性粉煤灰。所述粘合剂为五水偏硅酸钠。所述阻燃剂由石棉绒、氢氧化铝、草酸铝按照重量比6：2：1组成。所述填料由高岭土、轻质碳酸钙、二氧化钛、木质素磺酸钠、硬脂酸锌、羟甲基纤维素按照重量比5：4：2.5：1.8：1.4：0.8组成。即在本实施例中，所述防火封堵材料由以下重量份原料制备而成：30份改性磷石膏、15份改性粉煤灰、8份五水偏硅酸钠、6份石棉绒、5份高岭土、4份轻质碳酸钙、2.5份二氧化钛、2份氢氧化铝、1.8份木质素磺酸钠、1.4份硬脂酸锌、1份草酸铝、0.8份羟甲基纤维素、0.5份硅烷偶联剂kh570、22份去离子水。所述改性磷石膏的制备方法为：s01、将10重量份磷石膏加入到40重量份混合酸溶液中，以500w超声处理30min，得到磷石膏混合溶液；s02、将2重量份滑石粉加入到磷石膏混合溶液中，以400rpm转速搅拌80min，得到磷石膏悬浮液；s03、将0.8重量份琥珀酸二辛酯磺酸钠、0.5重量份乙烯基三甲氧基硅烷加入到磷石膏悬浮液中，以400rpm转速搅拌3h，过滤，干燥，将所得物在240℃下煅烧5h，即得改性磷石膏。所述混合酸溶液由柠檬酸、草酸、酒石酸、去离子水按照重量比1：1：1：17配制而成。所述改性粉煤灰的制备方法为：s1、将15重量份粉煤灰、5重量份浓氨水加入到30重量份无水乙醇中，置于60℃恒温水浴中，以200rpm转速搅拌50min，过滤，干燥，得到预处理粉煤灰；s2、将10重量份预处理粉煤灰、0.5重量份3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯、10重量份辛醇加入到29.5重量份去离子水中，置于微波处理设备中，以400w微波处理25min，在50℃水浴下以200rpm转速搅拌2h，过滤，干燥，即得改性粉煤灰。所述的防火封堵材料的制备方法，包括以下步骤：将阻燃剂、粘合剂、填料、去离子水加入到高速混合机中，搅拌均匀，再加入改性工业固体废弃物、硅烷偶联剂kh570，搅拌均匀，得到防火封堵材料。实施例2一种防火封堵材料，由以下重量份原料制备而成：40份改性工业固体废弃物、7份粘合剂、10份阻燃剂、18份填料、0.5份硅烷偶联剂kh570、24.5份去离子水；所述改性工业固体废弃物包括28重量份改性磷石膏、12重量份改性粉煤灰。所述粘合剂为五水偏硅酸钠。所述阻燃剂由石棉绒、氢氧化镁、硼酸、三氧化二锑按照重量比5：3：1：1组成。所述填料由高岭土、膨润土、凹凸棒土、硬脂酸锌、羟甲基纤维素按照重量比6：4：4：3：1组成。即在本实施例中，所述防火封堵材料由以下重量份原料制备而成：28份改性磷石膏、12份改性粉煤灰、7份五水偏硅酸钠、6份高岭土、5份石棉绒、4份膨润土、4份凹凸棒土、3份氢氧化镁、3份硬脂酸锌、1份硼酸、1份三氧化二锑、1份羟甲基纤维素、0.5份硅烷偶联剂kh570、24.5份去离子水。所述改性磷石膏的制备方法为：s01、将10重量份磷石膏加入到40重量份混合酸溶液中，以400w超声处理35min，得到磷石膏混合溶液；s02、将1.5重量份滑石粉加入到磷石膏混合溶液中，以500rpm转速搅拌100min，得到磷石膏悬浮液；s03、将0.6重量份琥珀酸二辛酯磺酸钠、0.4重量份乙烯基三甲氧基硅烷加入到磷石膏悬浮液中，以300rpm转速搅拌3h，过滤，干燥，将所得物在220℃下煅烧4h，即得改性磷石膏。所述混合酸溶液由柠檬酸、草酸、酒石酸、去离子水按照重量比1：1：1：17配制而成。所述改性粉煤灰的制备方法为：s1、将15重量份粉煤灰、4重量份浓氨水加入到31重量份无水乙醇中，置于58℃恒温水浴中，以200rpm转速搅拌40min，过滤，干燥，得到预处理粉煤灰；s2、将10重量份预处理粉煤灰、0.6重量份3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯、12重量份辛醇加入到27.4重量份去离子水中，置于微波处理设备中，以300w微波处理28min，在50℃水浴下以300rpm转速搅拌3h，过滤，干燥，即得改性粉煤灰。所述防火封堵材料的制备方法，包括以下步骤：将阻燃剂、粘合剂、填料、去离子水加入到高速混合机中，搅拌均匀，再加入改性工业固体废弃物、硅烷偶联剂kh570，搅拌均匀，得到防火封堵材料。实施例3一种防火封堵材料，由以下重量份原料制备而成：35份改性工业固体废弃物、9份粘合剂、11份阻燃剂、22份填料、0.5份硅烷偶联剂kh570、22.5份去离子水；所述改性工业固体废弃物包括22重量份改性磷石膏、13重量份改性粉煤灰。所述粘合剂为五水偏硅酸钠。所述阻燃剂由石棉绒、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸、草酸铝按照重量比5：2：2：1：1组成。所述填料由高岭土、滑石粉、粘土、木质素磺酸钠、硬脂酸锌、羟甲基纤维素按照重量比6：5：5：3：2：1组成。即在本实施例中，所述防火封堵材料由以下重量份原料制备而成：22份改性磷石膏、13份改性粉煤灰、9份五水偏硅酸钠、6份高岭土、5份石棉绒、5份滑石粉、5份粘土、3份木质素磺酸钠、2份氢氧化铝、2份氢氧化镁、2份硬脂酸锌、1份硼酸、1份草酸铝、1份羟甲基纤维素、0.5份硅烷偶联剂kh570、22.5份去离子水。所述改性磷石膏的制备方法为：s01、将12重量份磷石膏加入到38重量份混合酸溶液中，以400w超声处理40min，得到磷石膏混合溶液；s02、将2重量份滑石粉加入到磷石膏混合溶液中，以400rpm转速搅拌100min，得到磷石膏悬浮液；s03、将0.8重量份琥珀酸二辛酯磺酸钠、0.3重量份乙烯基三甲氧基硅烷加入到磷石膏悬浮液中，以400rpm转速搅拌3h，过滤，干燥，将所得物在230℃下煅烧4h，即得改性磷石膏。所述混合酸溶液由柠檬酸、草酸、酒石酸、去离子水按照重量比1：1：1：17配制而成。所述改性粉煤灰的制备方法为：s1、将18重量份粉煤灰、2重量份浓氨水加入到30重量份无水乙醇中，置于62℃恒温水浴中，以300rpm转速搅拌40min，过滤，干燥，得到预处理粉煤灰；s2、将10重量份预处理粉煤灰、0.5重量份3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基丙烯酸酯、12重量份辛醇加入到27.5重量份去离子水中，置于微波处理设备中，以300w微波处理25min，在50℃水浴下以300rpm转速搅拌5h，过滤，干燥，即得改性粉煤灰。所述防火封堵材料的制备方法，包括以下步骤：将阻燃剂、粘合剂、填料、去离子水加入到高速混合机中，搅拌均匀，再加入改性工业固体废弃物、硅烷偶联剂kh570，搅拌均匀，得到防火封堵材料。实施例4实施例4与实施例1不同之处在于，实施例4所述的填料不同于实施例1，其他都相同。在本实施例中，所述填料由膨润土、滑石粉、壳聚糖、木质素磺酸钠、硬脂酸锌、二氧化硅按照重量比5：4：2.5：1.8：1.4：0.8。对比例1对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1采用磷石膏替换改性磷石膏，其他都相同。对比例2对比例2与实施例1不同之处在于，所述的改性磷石膏的制备方法不同于实施例1，其他都相同。所述改性磷石膏的制备方法为：s01、将10重量份磷石膏加入到40重量份浓硝酸中，以500w超声处理30min，得到磷石膏混合溶液；s02、将0.8重量份琥珀酸二辛酯磺酸钠、0.5重量份乙烯基三甲氧基硅烷加入到磷石膏混合溶液中，以400rpm转速搅拌3h，过滤，干燥，将所得物在240℃下煅烧5h，即得改性磷石膏。对比例3对比例3与实施例1不同之处在于，所述的改性磷石膏的制备方法不同于实施例1，其他都相同。所述改性磷石膏的制备方法为：s01、将10重量份磷石膏加入到40重量份浓硝酸中，以500w超声处理30min，得到磷石膏混合溶液；s02、将2重量份滑石粉加入到磷石膏混合溶液中，以400rpm转速搅拌80min，得到磷石膏悬浮液，过滤，干燥，得到改性磷石膏。对比例4对比例4与实施例1不同之处在于，对比例4采用粉煤灰替换改性粉煤灰，其他都相同。对比例5对比例5与实施例1不同之处在于，所述的改性粉煤灰的制备方法不同，其他都相同。所述改性粉煤灰的制备方法为：s1、将15重量份粉煤灰、5重量份浓氨水加入到30重量份无水乙醇中，置于60℃恒温水浴中，以200rpm转速搅拌50min，过滤，干燥，改性粉煤灰。为了进一步证明本发明的效果，提供了以下测试方法：1.按照gb/t2408-2008测试垂直燃烧防火极别，测试结果见表1。2.将所述的防火封堵材料注入天花板（120mm*40mm*10mm）模具中，2h后脱模，用全自动压力试验机测试天花板抗压强度值，测试结果见表1，通过天花板的抗压强度反应防火封堵材料的强度。表1阻燃等级抗压强度/mpa实施例1v-068.9实施例2v-059.7实施例3v-060.5实施例4v-056.4对比例1v-041.3对比例2v-052.7对比例3v-051.8对比例4v-048.4对比例5v-059.1从表1中可看出，本发明所述的防火封堵材料具有良好的阻燃性能以及抗压强度。对比实施例1~3可看出，经过优化的防火封堵材料的配方以及经过优化的改性工业固体废弃物的配方，得到了具有良好阻燃性能以及抗压强度的防火封堵材料，其中实施例1为最佳配比。对比实施例1与实施例4可知，不同填料的选取能够较为显著的影响抗压强度，其中实施例1为最佳填料配方。对比实施例1与对比例1~3可知，本发明通过对磷石膏进行改性，显著提高了防火封堵材料的抗压强度，且在本发明中以改性磷石膏作为主料，不同的磷石膏的改性方法能够显著影响到抗压强度，若所述改性磷石膏的改性方法不同于实施例1，抗压强度将显著下降。对比实施例1与对比例4、5可知，本发明通过对粉煤灰进行改性，显著提高了抗压强度，以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。当前第1页12