專利名稱:高耐火低熱傳導的復合材料及其制造方法和用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高耐火低熱傳導之復合材料，特別是一種具有耐高溫及低熱傳導的耐火構件，本發(fā)明還涉及該復合材料的制造方法和用途。
背景技術：
當今各國家、各地區(qū)在發(fā)生火災時，都造成眾多生命損失及財產(chǎn)喪生于火海之中。然而，財產(chǎn)的損失事小，但是生命的喪生卻是無法彌補。其主要原因是火災發(fā)生時，人們無足夠的時間逃脫，以致于被火舌吞噬。然而，這些人為何無足夠的時間逃離火場，是因為建筑物的防火材無法有效滯延火舌的竄燒及高溫的傳導，以致于火災發(fā)生時，火舌的蔓延及高溫的傳導，很快的就會讓人們無法順利逃脫火場，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)具有低熱傳導性質(zhì)，但于高溫1000℃時，其背溫效果不佳。如石棉材料，在高溫時，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，造成高溫下熱傳導效果差的缺陷，因此無法應用在需高溫之構材及區(qū)域。
至于，目前尚有一種耐高溫之復合材料，因其密度大，隔熱效果差，因此造成雖能抵抗高溫，卻因熱傳導過大，而易使熱流傳導，造成背溫過大。

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



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)明高耐火低熱傳導之復合材料示意圖。
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定位置示意圖。
圖7為本發(fā)明防火門撓曲度變形量測定位置示意圖。
圖8為本發(fā)明防火門耐火試驗高溫爐內(nèi)溫度與時間關系示意圖。
圖9為本發(fā)明防火門耐火試驗背面溫度與時間關系示意圖。
圖10為本發(fā)明防火門耐試驗試體尺寸位移變化示意圖。
具體實施方式
參照圖1、2、3所示，本發(fā)明之中空矽鋁發(fā)泡耐火粒料、膠結料、矽纖維示意圖。如圖所示本發(fā)明之高耐火低熱傳導之復合材料包括有(按絕對體積比例)20～65％中空矽鋁材、35-74％之膠結料及0～6％之矽纖維及其他摻料所組成，可制成耐火構件，或提供作為各種防火構件之內(nèi)襯材(如防火門、防火墻、防火管道、風管、升降梯隔間墻、天花板等)使用。以本材料作為防火門的內(nèi)襯材，經(jīng)試驗結果可符合CNS11227 A3223建筑用A種防火門的標準。即加熱試驗中，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l2/6000，可有效阻隔火場內(nèi)聚積熱的輻射傳播。
上述所提之中空矽鋁材可同時達到耐高溫及低熱傳導效果，其材料成份按化學成份重量比主要為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；該膠結料，系屬于水硬性礦粉膠結料，其材料成份(按化學成份重量比)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，此耐高溫膠結材加水拌和產(chǎn)生膠結作用，作為膠結所有材料的功能；該矽纖維主要成份為氧化矽，具吸熱及隔熱效果。如是，藉由上述構成耐火之復合材料。
參照圖4、5所示，為本發(fā)明之高耐火低熱傳導之耐火構件及剖視示意圖。如圖所示上述復合材料之中空矽鋁材1、膠結料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之復合材料系由膠結料2將中空矽鋁發(fā)泡料料1及矽纖維3膠結住，也形成一具有防火特性的新型復合材料，此復合材料組合方式時，除了先選擇具有耐高溫材料外，再透過隔絕熱傳導方式，應用空氣熱傳只有0.023W/mk之低熱傳特質(zhì)，以阻斷熱流量通過之路徑，同時材料因具有耐高溫(1000℃以上)特性，而會形成不連續(xù)多孔性質(zhì)，阻絕熱傳導路徑。更有別于目前一般隔熱材料只在常溫10-40℃具有良好低熱傳導特性，但于高溫(1000℃以上)時，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件及區(qū)域之缺點。
本發(fā)明之高耐火低熱傳導之復合材料在制造完成后，可作為防火門內(nèi)襯材，可符合CNS 11227 A3223建筑用A種防火門的標準。即加熱試驗中，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l2/6000，可有效阻隔火場內(nèi)聚積熱的輻射傳播。
以高耐火低熱傳導之復合材料作防火門內(nèi)襯材進行耐火及背溫量測試驗(鋼門框尺寸為120×210×4cm)，進行防火門試驗。防火門作耐火試驗時，防火門內(nèi)襯材背溫加熱溫度測定位置(如圖6所示)，依CNS規(guī)定，各點應低于260℃以下。有關防火門撓曲變形量測位置(如圖7所示)，依CNS規(guī)定，反曲或撓度不得超過l2/6000。
由圖8之表所示，此防火門耐火試驗中，高溫爐內(nèi)溫度與時間關系。由此加熱速率，在60分鐘內(nèi)溫度高達1034℃，較標準升溫曲線為高，亦即本發(fā)明之試驗是比標準試驗情況較為嚴格的。
試驗結果如圖9之表所示，在防火門耐火試驗中，防火門背面溫度與時間關系，透過6個點的偵測位置中，顯示各點位置均能控制在100℃以下。
再由圖10之結果可知，本發(fā)明之材料受高溫時，并不會有膨脹現(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值。
由以上防火門耐火試驗結果可知，本發(fā)明之高耐火低熱傳導復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。
進一步，本發(fā)明之復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，以達更有效的防火及防高溫之傳導。
權利要求
1.一種高耐火低熱傳導復合材料，其特征在于該復合材料的組成物按絕對體積比例包括有中空矽鋁材(1)20～65％；膠結料(2)35～74％；矽纖維(3)0～6％。
2.根據(jù)權利要求
1所述的復合材料，其特征是中空矽鋁材(1)的材料成份按化學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)權利要求
1所述的復合材料，其特征是膠結料(2)屬于水硬性礦粉膠結料，膠結料(2)按化學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)權利要求
1所述的復合材料，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。
5.一種根據(jù)權利要求
1所述高耐火低熱傳導復合材料的制造方法，其特征在于該復合材料是以20～65％中空矽鋁材(1)、35～74％的膠結料(2)及0～6％的矽纖維(3)為材料，利用濕式拌合后，讓膠結料(2)將中空矽鋁(1)及矽纖維(3)膠結住，以形成具有耐高溫特性及形成不連續(xù)多孔性質(zhì)，可阻絕熱傳導路徑。
6.一種根據(jù)權利要求
1所述的高耐火低熱傳導復合材料的制造方法，其特征在于該復合材料是以20％～65％(1)、35％～74％的膠結料(2)及0％～6％的矽纖維(3)為材料，利用干式擠壓成型后，讓膠結料(2)將中空矽鋁材(1)及矽纖維(3)膠結住，以形成具有耐高溫特性及形成不連續(xù)多孔性質(zhì)，可阻絕熱傳導路徑。
7.一種根據(jù)權利要求
1所述高耐火低熱傳導復合材料的用途，其特征在于該復合材料可作為各種防火構件的內(nèi)襯材使用。
8.根據(jù)權利要求
7所述的復合材料的用途，其特征是該復合材料可作為防火門、防火墻、防火管道、風管、升降梯隔間墻或天花板的內(nèi)襯材使用。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種高耐火低熱傳導的復合材料及其制造方法和用途，涉及一種耐高溫及低熱傳導的耐火構件，主要解決兼顧高溫耐火及低熱傳導特性等技術問題，其相應采用的技術方案是該復合材料是由20～65%中空矽鋁材、35～74%的膠結料及0～6%的矽纖維所組成，利用濕式拌合或干式擠壓成型，以膠結料將中空矽鋁材及矽纖維膠結住，形成耐高溫和阻絕熱傳導特性，適用于各種防火材料。
文檔編號C04B35/66GKCN1152994SQ01126908
公開日2004年6月9日 申請日期2001年9月28日
發(fā)明者王進義 申請人:王進義導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan