專利名稱：高耐火低熱傳導(dǎo)的復(fù)合材料及其制造方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高耐火低熱傳導(dǎo)之復(fù)合材料，特別是一種具有耐高溫及低熱傳導(dǎo)的耐火構(gòu)件，本發(fā)明還涉及該復(fù)合材料的制造方法和用途。
背景技術(shù)：
當(dāng)今各國家、各地區(qū)在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，都造成眾多生命損失及財(cái)產(chǎn)喪生于火海之中。然而，財(cái)產(chǎn)的損失事小，但是生命的喪生卻是無法彌補(bǔ)。其主要原因是火災(zāi)發(fā)生時(shí)，人們無足夠的時(shí)間逃脫，以致于被火舌吞噬。然而，這些人為何無足夠的時(shí)間逃離火場(chǎng)，是因?yàn)榻ㄖ锏姆阑鸩臒o法有效滯延火舌的竄燒及高溫的傳導(dǎo)，以致于火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火舌的蔓延及高溫的傳導(dǎo)，很快的就會(huì)讓人們無法順利逃脫火場(chǎng)，而葬生于火海之中。
由于目前建筑物所使用的耐火材料大致包括有兩種，一種是多孔質(zhì)混合物如蛭石、珍珠石混合一些膠結(jié)料做成，而另一織維質(zhì)材料如巖棉、石棉、陶瓷棉等。這些材料大部份在常溫(10-40°)狀態(tài)具有低熱傳導(dǎo)性質(zhì)，但于高溫1000℃時(shí)，其背溫效果不佳。如石棉材料，在高溫時(shí)，石棉材料無法耐高溫，而形成連續(xù)多孔性質(zhì)，致使熱流直接穿透，造成高溫下熱傳導(dǎo)效果差的缺陷，因此無法應(yīng)用在需高溫之構(gòu)材及區(qū)域。
至于，目前尚有一種耐高溫之復(fù)合材料，因其密度大，隔熱效果差，因此造成雖能抵抗高溫，卻因熱傳導(dǎo)過大，而易使熱流傳導(dǎo)，造成背溫過大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，在于解決上述傳統(tǒng)之缺失，避免缺失存在，本發(fā)明所利用之材料可同時(shí)兼顧高溫耐火及低熱傳導(dǎo)特性，并可作為防火材料之內(nèi)襯材料使用。
為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，本發(fā)明所提之復(fù)合材料系由20-65％中空矽鋁材、35-74％之膠結(jié)料及0-6％之矽纖維所組成。
該復(fù)合材料的制造方法，其特點(diǎn)在于該復(fù)合材料是以20～65％中空矽鋁材、35～74％的膠結(jié)料及0～6％的矽纖維為材料，利用濕式拌合或干式擠壓成型后，讓膠結(jié)料將中空矽鋁發(fā)泡粒料及矽纖膠結(jié)住，以形成具有耐高溫特性及形成不連續(xù)多孔性質(zhì)，可阻絕熱傳導(dǎo)路徑。
該復(fù)合材料的用途可作為各種防火構(gòu)件的內(nèi)襯材使用。
該復(fù)合材料因具有耐高溫(1000℃)以上特性，并會(huì)形成不連續(xù)多孔性質(zhì)，阻絕熱傳導(dǎo)路徑。


圖1是本發(fā)明中空矽鋁發(fā)泡耐火粒料示意圖。
圖2是本發(fā)明膠結(jié)料示意圖。
圖3是本發(fā)明矽纖維示意圖。
圖4是本發(fā)明高耐火低熱傳導(dǎo)之復(fù)合材料示意圖。
圖5是圖4剖視示意圖。
圖6是本發(fā)明防火門背溫加熱溫度測(cè)定位置示意圖。
圖7為本發(fā)明防火門撓曲度變形量測(cè)定位置示意圖。
圖8為本發(fā)明防火門耐火試驗(yàn)高溫爐內(nèi)溫度與時(shí)間關(guān)系示意圖。
圖9為本發(fā)明防火門耐火試驗(yàn)背面溫度與時(shí)間關(guān)系示意圖。
圖10為本發(fā)明防火門耐試驗(yàn)試體尺寸位移變化示意圖。
上述所提之中空矽鋁材可同時(shí)達(dá)到耐高溫及低熱傳導(dǎo)效果，其材料成份按化學(xué)成份重量比主要為50-80％之氧化矽及10-25％氧化鋁及其他成份(如10-25％之氧化鈣及氧化鐵)所組成，利用膨脹的原理而產(chǎn)生氣孔發(fā)泡；該膠結(jié)料，系屬于水硬性礦粉膠結(jié)料，其材料成份(按化學(xué)成份重量比)由20-40％氧化矽、10-50％之氧化鋁、30-50％之氧化鈣和氧化鐵所組成，此耐高溫膠結(jié)材加水拌和產(chǎn)生膠結(jié)作用，作為膠結(jié)所有材料的功能；該矽纖維主要成份為氧化矽，具吸熱及隔熱效果。如是，藉由上述構(gòu)成耐火之復(fù)合材料。
參照?qǐng)D4、5所示，為本發(fā)明之高耐火低熱傳導(dǎo)之耐火構(gòu)件及剖視示意圖。如圖所示上述復(fù)合材料之中空矽鋁材1、膠結(jié)料2及矽纖維3可利用濕式拌合或者干式擠壓成型，在制作完成之高耐火低熱傳導(dǎo)之復(fù)合材料系由膠結(jié)料2將中空矽鋁發(fā)泡料料1及矽纖維3膠結(jié)住，也形成一具有防火特性的新型復(fù)合材料，此復(fù)合材料組合方式時(shí)，除了先選擇具有耐高溫材料外，再透過隔絕熱傳導(dǎo)方式，應(yīng)用空氣熱傳只有0.023W/mk之低熱傳特質(zhì)，以阻斷熱流量通過之路徑，同時(shí)材料因具有耐高溫(1000℃以上)特性，而會(huì)形成不連續(xù)多孔性質(zhì)，阻絕熱傳導(dǎo)路徑。更有別于目前一般隔熱材料只在常溫10-40℃具有良好低熱傳導(dǎo)特性，但于高溫(1000℃以上)時(shí)，其熱阻效果不佳，以致于熱流容易通過，無法適用于高溫之構(gòu)件及區(qū)域之缺點(diǎn)。
本發(fā)明之高耐火低熱傳導(dǎo)之復(fù)合材料在制造完成后，可作為防火門內(nèi)襯材，可符合CNS11227 A3223建筑用A種防火門的標(biāo)準(zhǔn)。即加熱試驗(yàn)中，防火門背面溫度低于260℃，防火門試體周邊各部份反曲或撓度低于12/6000，可有效阻隔火場(chǎng)內(nèi)聚積熱的輻射傳播。
以高耐火低熱傳導(dǎo)之復(fù)合材料作防火門內(nèi)襯材進(jìn)行耐火及背溫量測(cè)試驗(yàn)(鋼門框尺寸為120×210×4cm)，進(jìn)行防火門試驗(yàn)。防火門作耐火試驗(yàn)時(shí)，防火門內(nèi)襯材背溫加熱溫度測(cè)定位置(如圖6所示)，依CNS規(guī)定，各點(diǎn)應(yīng)低于260℃以下。有關(guān)防火門撓曲變形量測(cè)位置(如圖7所示)，依CNS規(guī)定，反曲或撓度不得超過12/6000.
由圖8之表所示，此防火門耐火試驗(yàn)中，高溫爐內(nèi)溫度與時(shí)間關(guān)系。由此加熱速率，在60分鐘內(nèi)溫度高達(dá)1034℃，較標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線為高，亦即本發(fā)明之試驗(yàn)是比標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)情況較為嚴(yán)格的。
試驗(yàn)結(jié)果如圖9之表所示，在防火門耐火試驗(yàn)中，防火門背面溫度與時(shí)間關(guān)系，透過6個(gè)點(diǎn)的偵測(cè)位置中，顯示各點(diǎn)位置均能控制在100℃以下。
再由圖10之結(jié)果可知，本發(fā)明之材料受高溫時(shí)，并不會(huì)有膨脹現(xiàn)象產(chǎn)生，反而尺寸有稍微縮小情況，所以試體尺寸位移為負(fù)值。
由以上防火門耐火試驗(yàn)結(jié)果可知，本發(fā)明之高耐火低熱傳導(dǎo)復(fù)合材料可有效控制背面溫度在100℃以下，堪為非常適宜的防火材料。
進(jìn)一步，本發(fā)明之復(fù)合材料之各材料配比可視耐火特性不同而調(diào)整材料之配比，以達(dá)更有效的防火及防高溫之傳導(dǎo)。
權(quán)利要求
1.一種高耐火低熱傳導(dǎo)復(fù)合材料，其特征在于該復(fù)合材料的組成物按絕對(duì)體積比例包括有中空矽鋁材(1)20～65％；膠結(jié)料(2)35～74％；矽纖維(3)0～6％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征是中空矽鋁材(1)的材料成份按化學(xué)成分重量比主要包括有氧化矽50～80％；氧化鋁10～25％；氧化鈣及氧化鐵10～25％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征是膠結(jié)料(2)屬于水硬性礦粉膠結(jié)料，膠結(jié)料(2)按化學(xué)成分重量比包括有氧化矽20～40％；氧化鋁10～50％；氧化鈣30～50％；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征是矽纖維(3)主要成份是具吸熱及隔熱效果的氧化矽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征是該復(fù)合材料配比可視耐火特性不同而調(diào)整耐火功能所需的配比。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述高耐火低熱傳導(dǎo)復(fù)合材料的制造方法，其特征在于該復(fù)合材料是以20～65％中空矽鋁材(1)、35～74％的膠結(jié)料(2)及0～6％的矽纖維(3)為材料，利用濕式拌合或干式擠壓成型后，讓膠結(jié)料(2)將中空矽鋁發(fā)泡粒料(1)及矽纖(3)膠結(jié)住，以形成具有耐高溫特性及形成不連續(xù)多孔性質(zhì)，可阻絕熱傳導(dǎo)路徑。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述高耐火低熱傳導(dǎo)復(fù)合材料的用途，其特征在于該復(fù)合材料可作為各種防火構(gòu)件的內(nèi)襯材使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合材料的用途，其特征是該復(fù)合材料可作為防火門、防火墻、防火管道、風(fēng)管、升降梯隔間墻或天花板的內(nèi)襯材使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高耐火低熱傳導(dǎo)的復(fù)合材料及其制造方法和用途,涉及一種耐高溫及低熱傳導(dǎo)的耐火構(gòu)件,主要解決兼顧高溫耐火及低熱傳導(dǎo)特性等技術(shù)問題,其相應(yīng)采用的技術(shù)方案是:該復(fù)合材料是由20～65%中空矽鋁材、35～74%的膠結(jié)料及0～6%的矽纖維所組成,利用濕式拌合或干式擠壓成型,以膠結(jié)料將中空矽鋁材及矽纖維膠結(jié)住,形成耐高溫和阻絕熱傳導(dǎo)特性,適用于各種防火材料。
文檔編號(hào)E04B1/62GK1342820SQ01126908
公開日2002年4月3日 申請(qǐng)日期2001年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月28日
發(fā)明者王進(jìn)義 申請(qǐng)人:王進(jìn)義