一种多功能防火毯及制备方法与流程

1.本发明涉及一种多功能防火毯及制备方法，尤其是涉及一种能用于通信、通电线路、钢结构建筑防火保护的多功能防火毯，属于防火材料技术领域。


背景技术：

2.随着城市的发展规划，防火已经成为社会生活中不可或缺的安全措施，防火毯是目前采用的一种阻火包带防火产品，尤其在电力电缆以及钢结构中广泛应用。
3.公开号为cn1952687a的中国发明专利涉及一种通孔防火材的复合层状物，它包括耐高温金属层、至少一个柔性防火毯材料的中间层、以及金属丝网层。所述柔性防火毯材料包括陶瓷纤维垫或织物、矿物纤维垫、膨胀型防火毯材料、吸热型防火毯材料组成的群组，所述金属丝网层上粘结有铝箔层。在安装时，金属层朝外，所述复合层状物与其他阻火材料一起用于蜜蜂穿过耐火墙和地板的贯穿物并用于电缆槽盒、电缆管和大空白处。该技术所采用的如膨胀石墨等膨胀材料的膨胀率较低，且膨胀温度约为200℃以上，膨胀材料的性能局限性影响到它的防火性能。
4.公开号为cn110499663a的中国发明专利涉及一种膨胀型防火毯及其制备方法，它由包含丙烯酸混合料、陶瓷纤维混合料、破乳剂、絮凝剂和水的原料制备得到；所述丙烯酸混合料包括丙烯酸乳液和消泡剂；所述陶瓷纤维混合料包括陶瓷纤维、聚酰胺环氧氯丙烷树脂和膨胀粉料。该技术所采用的膨胀型防火毯制备未使用相关吸热材料，仅依靠陶瓷纤维材料的耐高温防火性能及膨胀粉料带来的防火毯物理体积膨胀实现对火焰和热量的封堵阻隔，却缺少在燃烧环境下，吸热材料可起到的吸收燃烧热量、降低空间燃烧温度的作用。而且其采用的无机膨胀粉料和有机膨胀粉料的膨胀温度甚至可达到约300℃，所以在起火燃烧的前期即温度较低阶段，也不能起到较好的防火封堵作用，上述因素均导致其耐火时间不够持久。
5.公开号为cn112451882a的中国发明专利涉及一种防火毯及其制备方法和钢结构的防火方法，它包括受火面以及包覆面，所述包覆面包括吸热粉料和陶瓷纤维；受火面和包覆面通过粘结剂粘结，得到防火毯。所述钢结构的防火方法，即采用防火毯包覆钢结构实现防火，且受火面朝外，包覆面朝内。该技术中防火毯包覆面内仅含有陶瓷纤维和吸热材料，其所选用吸热粉料种类，多数分解温度都在300℃以上，同样，该技术也存在无法在起火燃烧的前期即温度较低阶段起到较好的防火功能的问题。此外，因未采用膨胀材料，不能通过防火毯的物理膨胀进一步起到封堵、阻隔火焰、热量、烟气的作用，故而防火毯的整体防火性能难以达到优异。
6.综上可知，现有技术或是仅采用相关吸热粉料或仅采用膨胀粉料，未能实现二者在防火过程中的各自功能协同配合；或是存在材料膨胀温度以及材料吸热分解温度均过高的问题，因此在起火燃烧的前期不能起到良好的防火封堵作用。这些都导致了现有的防火毯产品防火性能不够优良，提供的应急反应时间少。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种多功能防火毯及制备方法，以解决现有技术中存在的防火毯的防火性能比较差的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
8.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
9.本发明提供的一种多功能防火毯，包括面层和防火层，所述防火层包括100重量份的无机纤维组合物、10～100重量份的吸热材料组合物、10～100重量份的遇火可膨胀材料组合物和1～20重量份的粘合剂；
10.所述无机纤维组合物包括100重量份的硅酸铝纤维、2～10重量份的玻璃纤维和0～90重量份的玄武岩纤维；
11.所述吸热材料组合物包括100重量份的五水偏硅酸钠和0～100重量份的九水偏硅酸钠；
12.所述遇火可膨胀材料组合物包括5～100重量份的可膨胀石墨和0～10的膨胀蛭石；
13.所述粘合剂包括100重量份的端羟基聚二甲基硅氧烷、1～10重量份的硅酸乙酯和0.1～2重量份的有机锡催化剂。
14.可选地，所述面层为金属箔。
15.可选地，所述无机纤维组合物的直径为1-6μm，所述无机纤维组合物的长度为1～5mm，所述无机纤维组合物的粒径为100-600目。
16.可选地，所述吸热材料组合物还包括十水焦磷酸钠、三水磷酸镁、七水硫酸镁、七水硫酸锌、十二水硫酸铝钾中的一种或几种，所述吸热材料组合物的粒径为50～1340目。
17.可选地，所述遇火可膨胀材料组合物的粒径为20～800目。
18.可选地，所述多功能防火毯的容重为80～600kg/m3，所述多功能防火毯的厚度为1～50mm。
19.本发明提供的一种多功能防火毯的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
20.步骤a：将无机纤维组合物、吸热材料组合物、遇火可膨胀材料组合物、粘合剂在高混机里充分混合；
21.步骤b：将混合完成的物料通过辊压机压成需要的尺寸；
22.步骤c：常温静置待粘合剂固化后，得到防火层，再将所述防火层与面层粘结连接，连接完成后，所述多功能防火毯成型。
23.本发明提供的一种多功能防火毯，主要体现在吸热功能与膨胀功能共同的阻火作用上。防火层采用无机纤维组合物、吸热材料组合物和遇火可膨胀材料组合物复合而成，由于无机纤维组合物具备优异的阻燃性能，以及吸热材料组合物和遇火可膨胀材料组合物的协同配合，吸热材料组合物分解带走热量和降低温度，遇火可膨胀材料组合物使多功能防火毯发生连续发泡膨胀效应，形成柔韧的海绵状的炭化隔热层，且无论吸热材料组合物还是遇火可膨胀材料组合物，均可在100℃以内即开始吸热分解和膨胀发泡反应。当无机纤维组合物中的玻璃纤维在高温状态下将成为具有一定粘度的熔融流体，利于促进炭化隔热层的形成。所以，当火灾发生，在其应用于电缆防火阻燃领域时，在电缆桥架的表面间隔一定距离包覆多功能防火毯，可限制着火电缆的延燃长度，降低空间温度，减小火灾范围，使电
缆在火灾环境下的持续供电时间得到显著提升；在应用于钢结构领域时，使承载的钢结构不会因高温烈焰的作用而急剧软化变形，强度不会急剧下降，有效地防止火势蔓延，进而保障了钢结构的安全性。
24.本发明的多功能防火毯除了具有优异的耐火性能之外，同时也具有良好的力学性能。其中由吸热材料组合物所起到的吸热并带走热量功能和遇火可膨胀材料组合物受热后物理膨胀阻隔作用协同配合，且通过吸热材料组合物和遇火可膨胀材料组合物的优化选用，在起火燃烧的中低温阶段即可开始吸热释放结晶水以及发泡膨胀，在低温、中温和高温燃烧阶段持续不间断地进行防火阻隔，有效地延长了多功能防火毯的耐火时间，具有优良的防火封堵功能，提高了多功能防火毯的防火性能，其优势特性最大程度地保障了所保护的电缆、钢结构在火灾环境下的安全性，为设施保护提供足够的应急反应时间。解决了现有技术中存在的防火毯的防火性能比较差的技术问题。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1是本发明实施例提供的多功能防火毯的结构示意图；
27.图中1、面层；
28.2、防火层。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，
″
多个
″
的含义是两个或两个以上；术语
″
上
″
、
″
下
″
、
″
左
″
、
″
右
″
、
″
内
″
、
″
外
″
、
″
前端
″
、
″
后端
″
、
″
头部
″
、
″
尾部
″
等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语
″
第一
″
、
″
第二
″
、
″
第三
″
等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语
″
安装
″
、
″
相连
″
、
″
连接
″
应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.实施例1：
33.本发明提供了一种多功能防火毯，包括面层1和防火层2，面层1和防火层2通过粘结剂粘结连接，可以更好地使得面层1和防火层2连接在一起，不容易分开，同时面层1和防
火层2可以均匀缠绕并固定在电缆和钢结构的表面，面层1位于最外侧。
34.防火层2包括100重量份的无机纤维组合物、10～100重量份的吸热材料组合物、10～100重量份的遇火可膨胀材料组合物和1～20重量份粘合剂；无机纤维组合物包括100重量份的硅酸铝纤维、2～10重量份的玻璃纤维和0～90重量份的玄武岩纤维；吸热材料组合物包括100重量份的五水偏硅酸钠和0～100重量份的九水偏硅酸钠；遇火可膨胀材料组合物包括5～100重量份的可膨胀石墨和0～10重量份的膨胀蛭石；粘合剂包括100重量份的端羟基聚二甲基硅氧烷、1～10重量份的硅酸乙酯和0.1～2重量份的有机锡催化剂。本发明提供的一种多功能防火毯，主要体现在吸热功能与膨胀功能共同的阻火作用上。防火层2采用无机纤维组合物、吸热材料组合物和遇火可膨胀材料组合物复合而成，由于无机纤维组合物具备优异的阻燃性能，以及吸热材料组合物和遇火可膨胀材料组合物的协同配合，吸热材料组合物分解带走热量和降低温度，遇火可膨胀材料组合物使多功能防火毯发生连续发泡膨胀效应，形成柔韧的海绵状的炭化隔热层，且无论吸热材料组合物还是遇火可膨胀材料组合物，均可在100℃以内即开始吸热分解和膨胀发泡反应。当无机纤维组合物中的玻璃纤维在高温状态下将成为具有一定粘度的熔融流体，利于促进炭化隔热层的形成。所以，当火灾发生，在其应用于电缆防火阻燃领域时，在电缆桥架的表面间隔一定距离包覆多功能防火毯，可限制着火电缆的延燃长度，降低空间温度，减小火灾范围，使电缆在火灾环境下的持续供电时间得到显著提升；在应用于钢结构领域时，使承载的钢结构不会因高温烈焰的作用而急剧软化变形，强度不会急剧下降，有效地防止火势蔓延，进而保障了钢结构的安全性。
35.本发明的多功能防火毯除了具有优异的耐火性能之外，同时也具有良好的力学性能。其中由吸热材料组合物所起到的吸热并带走热量功能和遇火可膨胀材料组合物受热后物理膨胀阻隔作用协同配合，且通过吸热材料组合物和遇火可膨胀材料组合物的优化选用，在起火燃烧的中低温阶段即可开始吸热释放结晶水以及发泡膨胀，在低温、中温和高温燃烧阶段持续不间断地进行防火阻隔，有效地延长了多功能防火毯的耐火时间，具有优良的防火封堵功能，提高了多功能防火毯的防火性能，其优势特性最大程度地保障了所保护的电缆、钢结构在火灾环境下的安全性，为设施保护提供足够的应急反应时间。解决了现有技术中存在的防火毯的防火性能比较差的技术问题。
36.作为可选地实施方式，面层1可以为金属箔，金属箔为铝箔，金属箔的厚度可以为0.01～0.1mm。在失火时包覆此多功能防火毯的钢结构或电缆遇热时金属箔会起到反射热作用，起到第一层防火作用，同时减少了对防火层2的热量传导。
37.作为可选地实施方式，无机纤维组合物的直径可以为1-6μm，无机纤维组合物的长度可以为1～5mm，无机纤维组合物的粒径为100-600目，当无机纤维组合物中的玻璃纤维可以用玻璃纤维粉全部或部分代替，无机纤维组合物的重量占防火层2重量的10％-70％。无机纤维组合物在高温的作用下，其性能不受影响，可以作为高温绝热体。
38.作为可选地实施方式，吸热材料组合物还包括十水焦磷酸钠、三水磷酸镁、七水硫酸镁、七水硫酸锌、十二水硫酸铝钾中的一种或几种，吸热材料组合物的粒径为50～1340目。火灾发生时，在火焰或热辐射作用下，吸热材料组合物会分解生成的水蒸气、二氧化碳、氮气等不燃性气体，稀释了火焰中心处部分区域的氧气浓度，可阻止燃烧持续进行，且吸热过程降低了区域环境的温度，产生的水蒸气也将热量连续不断地带走。吸热材料组合物的
重量占吸热材料组合物与遇火可膨胀材料组合物的两者的总重量的比重范围为25％-75％。
39.作为可选地实施方式，遇火可膨胀材料组合物的粒径为20～800目。火灾发生时，遇火可膨胀材料组合物的体积在升温初期阶段即开始先膨胀后硬化，形成一层坚硬致密的复合状保护层，其体积膨胀及复合状保护层形成的过程是吸热反应，可消耗大量的热，有利于空间温度的降低；形成的隔热层具有良好的隔热性，起到良好的阻火堵烟及隔热作用。
40.由于遇火可膨胀材料组合物具有良好的隔热阻燃效果，并且在炭化过程中不会有大量的刺激性气体放出，将其应用于电缆防火封堵材料的生产中可以实现电缆防火封堵材料的无卤化，从而达到环保的要求。吸热与膨胀过程分阶段交替进行或同时进行，且此过程对无机纤维组合物的基体性能无影响，无机纤维组合物仍然作为高温绝热材料起到防火阻燃作用。
41.作为可选地实施方式，多功能防火毯的容重可以为80～600kg/m3，多功能防火毯的厚度可以为1～50mm。
42.实施例2：
43.本发明提供了一种多功能防火毯的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
44.步骤a：将无机纤维组合物、吸热材料组合物、遇火可膨胀材料组合物、粘合剂在高混机里充分混合；
45.步骤b：将混合完成的物料通过辊压机压成需要的尺寸；
46.步骤c：常温静置待粘合剂固化后，得到防火层2，再将防火层2与面层1粘结连接，连接完成后，多功能防火毯成型。
47.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。