一种防火隔热建筑蜂窝型材料的制备方法与流程

本发明涉及建筑材料，具体为一种防火隔热建筑蜂窝型材料的制备方法。

背景技术：

1、墙体保温是房屋建筑节能工程中重要环节之一，而实现墙体保温的基本保障是轻质保温材料。目前，在墙体保温工程中使用的轻质保温材料主要是以聚苯泡沫为代表的有机可燃性材料，存在严重的火灾隐患。近年来，由于这类有机可燃性保温材料的使用引起的大型建筑物火灾屡见不鲜，已经造成数以亿计的重大经济损失和多数人身伤亡，因此出现了防火隔热建筑材料。

2、防火隔热的建筑蜂窝型材料通常采用岩棉、硅酸铝板等作为隔热层，外表面涂以耐火涂料或采用金属板等耐火材料加以保护。这种材料具有轻质、低导热系数、隔热性能好、防火性能优异等优点，被广泛应用于行业，主要用于墙体、屋顶、地板和隔墙等不同的建筑部位。

3、目前现有技术如公开号为cn 108424039 a的一种防火隔热的建筑材料及其制备方法，该防火隔热的建筑材料包括以下原料组成：膨胀珍珠岩、中空玻璃微珠、介孔分子筛、细晶氧化铝、防火粘土、羧丙基纤维素、渗透剂、粘结剂、促凝剂。本发明以膨胀珍珠岩、中空玻璃微珠作基料，并协同介孔分子筛、细晶氧化铝、防火粘土、羧丙基纤维素、渗透剂、粘结剂、促凝剂，使得制得的建筑材料具有优异的防火隔热性能，制品的密度在280-340kg/m3，导热系数在0.055-0.074w/(m·k)之间，吸水率在0.24％-0.36％之间，因此该防火隔热的建筑材料与传统的保温材料相比，保温性能更好、更持久，而且符合国家防火等级的要求。

4、但是前视技术方案首先依靠市面上常见的膨胀珍珠岩、中空玻璃微珠、介孔分子筛等材料进行混合铸模，而这些材料只能防火并不能做到隔热，还需要在外表刷隔热材料涂层才具有隔热效果，步骤不仅繁复而且还需要保证隔热材料涂层的全面均匀覆盖，同时现有的隔热建材成品都是矩形，矩形材料内部气体只有少量容易形成热桥和对流热损失。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种防火隔热建筑蜂窝型材料的制备方法，具备不仅能够防火还具有更好隔热效果，不需要在成型后再度外表刷隔热涂层，蜂窝型提高建筑材料的隔热性能的等优点，解决了上述技术的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防火隔热建筑蜂窝型材料的制备方法，包括以下步骤：

5、步骤一、准备防火原料：将矿棉、硅酸铝纤维、陶瓷纤维、珍珠岩和膨胀石墨按比例各自存放；

6、步骤二、准备隔热材料：将阻燃剂和膨胀剂等比例混合并保存；

7、步骤三、混合材料：将隔热原料进行纤维化处理后与防火材料混合；

8、步骤四、模具制备：采用金属或聚合物材料制成蜂窝型的中空模具；

9、步骤五、成型：将纤维状的原料按照比例放入模具中，经过加热和压力处理，使其成型为蜂窝型的结构；

10、步骤六、硬化处理：已成型的蜂窝型材料进行硬化处理，彻底完成制备。

11、优选的，所述矿棉、硅酸铝纤维、陶瓷纤维、珍珠岩和膨胀石墨各自比例为矿棉50％、硅酸铝纤维10％、陶瓷纤维10％、珍珠岩5％和膨胀石墨25％，所述隔热原料均以5cm*5cm块状保存。

12、通过上述技术方案，通过矿棉中存在大量微孔，矿棉具有较好的保温效果，并且在受火时会耗费部分能量，延缓火焰传播和热量传导，通过硅酸铝纤维具有较高的耐热性能和隔热效果，在高温条件下，硅酸铝纤维能够保持其稳定的化学和物理性质，有效抵抗火焰和热量的传播，通过陶瓷纤维具有优异的耐高温性能和防火效果，能够有效隔绝火焰和热量传输，起到隔热和防火的作用，通过珍珠岩的多孔结构和组成，能够防止热量的传导和火焰的蔓延，具有良好的防火效果，通过膨胀石墨受热时，膨胀石墨可以膨胀并释放出较大量的非可燃气体，如二氧化碳，形成气体层来减少火灾蔓延。

13、优选的，所述阻燃剂为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、溴系阻燃剂、钛系阻燃剂和氧化镁中的一种或多种组成，所述膨胀剂为聚苯乙烯颗粒、气凝胶、气减剂中的一种或多种。

14、通过上述技术方案，通过磷系阻燃剂可以通过减缓火焰传播速度和抑制热解反应来提高材料的阻燃性能，通过生成磷酸盐或磷氧化物等具有抑制燃烧的产物，有效减少热量释放和火焰蔓延，氮系阻燃剂可以通过释放氮气或其他非燃气体来降低材料的燃烧性能，溴系阻燃剂可以生成溴化物或其他具有抑制燃烧的产物，有效延缓火焰传播速度和减少热释放，通过钛系阻燃剂具有良好的抗氧化性和隔热性能，在高温条件下能够有效降低材料的燃烧速度和火焰蔓延，在防火材料中起到阻燃和隔热的作用，通过氧化镁具有较高的耐高温性能和隔热效果，通过吸收和散发热量，减少热传导和火焰的蔓延，具有良好的防火和隔热能力，通过将隔热材料于原料直接在制备前进行混合，从而使得阻燃剂混合进入材料内，不在对材料表面涂覆涂料，而材料本身具有防火隔热的双重功能。

15、优选的，所述步骤三中隔热材料纤维化包括以下步骤：

16、s1.1、清洁处理：对原料进行表面和内部的清洁处理，去除杂质、尘土和其他污染物；

17、s1.2、加热：将选定的隔热材料加热至其熔点或溶解温度，使其达到可塑状态；

18、s1.3、混合：在加热过程中，通过搅拌设备将原料充分混合以确保均匀加热和均一的成分分布；

19、s1.4、将加热后的材料转移到纤维化设备中，材料通过高速喷射、纺丝或喷雾的方法，喷射到空气或气体流中，使熔融或溶解的材料迅速冷却和固化，形成纤维状的结构；

20、s1.5、冷却和固化：通过调节纤维化设备的温度和空气流速，使喷射的纤维材料迅速冷却并固化；

21、s1.6、切割和捆扎：对纤维状隔热材料进行切割，以获得所需的长度和形状；

22、s1.7、定型：在纤维冷却和固化后，进行进一步的裁剪使得整捆纤维不会长短不齐。

23、优选的，所述s1.2中加热方法包括高温熔融法、熔盐法或溶解法，所述s1.3中搅拌设备搅拌速率为120/prm，搅拌时间为60min。

24、优选的，所述步骤三中混合步骤包括以下制备方法：

25、s2.1、将防火材料与水融合作为混合液，用于悬浮和分散阻燃剂；

26、s2.2、混合设备准备：选择搅拌机或搅拌桶作为混合设备；

27、s2.3、将纤维化的隔热原料放入混合设备中，同时逐渐将预先准备好的阻燃剂和混合剂加入混合设备中；

28、s2.4、过搅拌或其他混合方式，将防火剂均匀地分散到隔热原料中混合过程完成后，停止搅拌或混合设备。

29、优选的，所述防火材料与水混合比例为1比10，所述s2.4中搅拌设备搅拌速率为80/prm，且搅拌时长为12h。

30、优选的，所述步骤四中中空模具包括以下制备方法：

31、s3.1、选择金属和聚合物材料，进行切削、折弯、缝合、铸造等工艺加工，制作出蜂窝型中空模具的各个零部件；

32、s3.2、在制作完毕的模具各个零部件上，通过螺纹连接、铆接或焊接的方式，组装成完整的蜂窝型中空模具，并确保模具内部留有蜂窝结构的空隙；

33、s3.3、对制作好的模具进行校验，检查其尺寸、形状、结构和通道位置参数是否符合要求；

34、s3.4、在正式使用前和使用中，需要对蜂窝型中空模具进行清洗、涂抹防锈剂和更换损坏零部件的保养流程。

35、优选的，所述步骤五的成型包括以下步骤：

36、s4.1、准备蜂窝型的模具，并确保模具内部干净、干燥，无积尘和杂质；

37、s4.2、将纤维状原料按照比例放入模具中，可以手工均匀分布或采用机械方式进行分布；

38、s4.3、将装有纤维状原料的模具置于加热设备中，提供适当的温度和时间，使原料加热至可塑化状态；

39、s4.4、通过液压、气压或机械压力的方式将纤维状原料更紧密地结合在一起，形成坚固的蜂窝结构；

40、s4.5、完成加热和压力处理后，将模具从加热设备中取出，放置待冷却，使原料冷却固化。

41、优选的，所述s4.3中纤维状原料加热的温度为300℃-500℃，时间为30min-60min。

42、与现有技术相比，本发明提供了一种防火隔热建筑蜂窝型材料的制备方法，具备以下有益效果：

43、1、本发明通过将隔热材料于原料直接在制备前进行混合，从而使得阻燃剂混合进入材料内，不在对材料表面涂覆涂料，而材料本身具有防火隔热的双重功能，达到了不仅能够防火还具有更好隔热效果有益效果。

44、2、本发明通过通过磷系阻燃剂可以通过减缓火焰传播速度和抑制热解反应来提高材料的阻燃性能，通过生成磷酸盐或磷氧化物等具有抑制燃烧的产物，有效减少热量释放和火焰蔓延，氮系阻燃剂可以通过释放氮气或其他非燃气体来降低材料的燃烧性能，溴系阻燃剂可以生成溴化物或其他具有抑制燃烧的产物，有效延缓火焰传播速度和减少热释放，通过钛系阻燃剂具有良好的抗氧化性和隔热性能，在高温条件下能够有效降低材料的燃烧速度和火焰蔓延，在防火材料中起到阻燃和隔热的作用，通过氧化镁具有较高的耐高温性能和隔热效果，通过吸收和散发热量，减少热传导和火焰的蔓延，具有良好的防火和隔热能力，通过将隔热材料于原料直接在制备前进行混合，从而使得阻燃剂混合进入材料内，不在对材料表面涂覆涂料，而材料本身具有防火隔热的双重功能，达到了不需要在成型后再度外表刷隔热涂层的有益效果。

45、3、本发明通过蜂窝状结构可以形成大量的小气候隔间，减少热传导和对流热损失，从而提高建筑材料的隔热性能。通过蜂窝内部的空气层，可以有效阻断热量的传递，减少能源消耗，由于蜂窝状结构具有多个截面，可以在保持材料相对较轻的情况下提供较高的强度，配合防火原料和隔热材料组成的新材料同时具有隔热和防火功能，达到了蜂窝型提高建筑材料的隔热性能的的有益效果。