專利名稱：一種無機防火板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料，尤其是涉及一種無機防火板。
背景技術(shù)：
許多建筑材料都要求具有防火的特性。目前市場上的防火板，一般是采用無機礦物材料制作，用水混合不同的無機礦物成份，形成漿糊狀，該漿糊狀混合物隨后被投入模具中，再放進焗爐里烤走多余水分而成。在這個制作過程中，不同的無機礦物成份只是簡單地被混合在一起，沒有產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性的化學鍵，其結(jié)構(gòu)中有很多裂縫。在相對濕度較高的環(huán)境里，由于水分子對礦物質(zhì)的親合性，這種結(jié)構(gòu)的防火板容易受潮脹大。另外，其結(jié)構(gòu)中的裂縫還使防火板容易破碎，其應用范圍也因而受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中無機防火板容易發(fā)生結(jié)構(gòu)膨脹，容易破碎的問題，而提供一種強度高，不容易破碎的無機防火板。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種無機防火板，其特征在于，所述防火板的制作材料主要包括硅酸鹽鈣粘合劑和無機氧化物顆粒，其中，硅酸鹽鈣粘合劑在防火板制作材料中的重量百分比為10-15％。
燃煤電廠產(chǎn)生的副產(chǎn)品，即煤炭經(jīng)高溫燃燒后的煤灰，可用作替換一半的硅酸鹽鈣粘合劑。因此，本發(fā)明還可以采用以下的技術(shù)方案一種無機防火板，其特征在于，所述防火板的制作材料主要包括煤灰、硅酸鹽鈣粘合劑和無機氧化物顆粒，其中，煤灰在防火板制作材料中的重量百分比為5-7％，硅酸鹽鈣粘合劑在防火板制作材料中的重量百分比為5-7％。
所述的無機氧化物顆粒包括鎂碳酸鹽，氯氧鎂，氧化鎂和氧化硅鋁，各組分的重量份數(shù)比如下鎂碳酸鹽 50-60
氯氧鎂 10-15氧化鎂 10-15氧化硅鋁5-10所述無機氧化物顆粒的大小范圍為0.01到1毫米。
所述防火板的制作過程如下先進行水溶過程，將制作材料用水混合，直到它們成為漿糊狀，所述水溶過程的長度應持續(xù)48小時以上；再把漿糊狀的混合物注入一個模子里，然后加熱，直至所有水分完全被蒸發(fā)。
本發(fā)明的無機防火板可以具有復合層結(jié)構(gòu)，包含三個或三個以上的復合層，其中至少有一個夾層為氧化硅纖維層，所述氧化硅纖維層由包含以下組分的材料制成(重量份數(shù)比)鎂碳酸鹽40-55氧化硅鋁5-10鈣硅酸鹽5-15碳酸鈣 5-10氫氧化鈣3-5玻璃纖維3-5所述氧化硅纖維層可以是再生材料制作的氧化硅纖維層。
所述防火板可以具有三層，位于第一和第三層之間的第二層為氧化硅纖維層或再生材料制作的氧化硅纖維層。
所述防火板還可以具有五層，依次為第一、第二、第三、第四和第五層，其中，第一和第五層為納米無機氧化物層，第三層為氧化硅纖維層或再生材料制作的氧化硅纖維層。
實施本發(fā)明的無機防火板，由于在制作材料中采用了硅酸鹽鈣粘合劑，在防火板的制作過程中，在大塊區(qū)域上發(fā)生了水溶過程，形成了水合物，因此，減小了水對于防火板的微細管作用，使防火板不易膨脹和破碎。此外，通過采用復合層結(jié)構(gòu)，在其中設(shè)置氧化硅或再生材料制作的氧化硅纖維夾層，可以使無機礦物材料結(jié)合緊密，大大提高了防火板的強度。增加了納米無機氧化物層后，本發(fā)明的防火板還具有自潔、殺菌、防霉的特性。本防火板均取自天然無機礦物材料，具有可循環(huán)使用的特點，有利于環(huán)保。


圖1顯示了本發(fā)明的無機防火板的實施例一的制作過程的水溶過程階段中水合物的形成過程；圖2是本發(fā)明的無機防火板的實施例一的制作過程的整個水溶過程中，在防水板制作材料中逐步發(fā)生水合過程的示意圖；圖3是本發(fā)明的無機防火板的實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的無機防火板的實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的無機防火板的實施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
實施例一在本實施例中，本發(fā)明的防火板的制作材料主要包括硅酸鹽鈣粘合劑和無機氧化物顆粒，其中，硅酸鹽鈣粘合劑在防火板制作材料中的重量百分比為10-15％。
所述的無機氧化物顆粒包括鎂碳酸鹽，氯氧鎂，氧化鎂和氧化硅鋁。各組分的重量份數(shù)比如下鎂碳酸鹽50-60氯氧鎂 10-15氧化鎂 10-15氧化硅鋁5-10防火板的硬度、形狀和紋理都會被無機氧化物顆粒大小影響。鎂碳酸鹽、氯氧鎂、氧化鎂、氧化硅鋁的大小范圍為0.01到1毫米。
其中，硅酸鹽鈣粘合劑的制備方法如下先用機械磨把由鈣硅酸鹽，碳酸鈣和梳打石灰所組成的無機氧化物磨成粉末，其中，各組分的重量份數(shù)比如下鈣硅酸鹽40-50碳酸鈣 40-50梳打石灰20-30
然后，加水混和，在保持恒溫800℃的焗爐內(nèi)攪拌2小時。
在混和的過程間，固體無機氧化物開始一起熔化及被黏合在一起。并發(fā)生以下化學反應
在硅酸鈣作為種子的情況下CaO+CO3→3CaO.SiO22CaO.SiO23CaO.AlO24CaO.Al2O3.MgO這樣，就制成了硅酸鹽鈣粘合劑。
本發(fā)明防火板的制作過程如下先進行水溶過程，將制作材料用水混合，直到它們成為漿糊狀。水溶過程的長度應持續(xù)48小時以上，以保證混合物成為水合物。這個過程非常重要并可決定及控制最終產(chǎn)品的抗水力。再把漿糊狀的混合物注入一個不銹鋼的模子里，然后于焗爐里加熱100℃左右，直至所有水分完全被蒸發(fā)。
圖1顯示了水合物由外及內(nèi)的形成過程。原始的粒狀材料先從外部112至內(nèi)部111形成水合，未成水合的核心113將慢慢減少，直到整個粒狀原料成為水合物，并形成水晶狀的氧化物框架結(jié)構(gòu)114。
圖2顯示了整個水溶過程的水合物產(chǎn)生過程。在初始階段121，水份相對于無機物的成份比率為0.3。圖中空白部份代表被水充滿的空間。在第二階段122，在33％水合物形成后，粒狀材料外表的水合物1221形成在第三階段123，在67％水合物形成后，未成水合的核心的外面被水合物清楚地圍攏著，而且內(nèi)部水合物也開始形成，主要水晶狀的氧化物框架結(jié)構(gòu)1231也開始形成。在第四階段124，100％水合物形成后，未成水合的核心已消失，但仍保持原來的形狀，水合物互相連接并形成大塊區(qū)域。大塊區(qū)域越是形成，水于防火板的微細管作用越小，微細管水份/無機氧化物成份比率也減少。
水溶過程重要地影響最終產(chǎn)品的抗水力，這是因粒狀無機氧化物之間的微細管水份填裝粒狀無機物之間的空間，其成份過多會削弱整個防火板的受力程度。因此，應減少無機氧化物之間的微細管水份降低微細管水份/無機氧化物成份比率，增加防火板的的強度。
在混合所有原材料時，如增量硅酸鹽鈣粘合劑，便需要更多的水份作為水合物的形成，這增加了水于整個結(jié)構(gòu)的比例，結(jié)果降低成品的強度和耐壓度。但是，太少的硅酸鹽鈣粘合劑會使成品質(zhì)量降低，易碎，最恰當?shù)墓杷猁}鈣粘合劑及無機氧化物顆粒比率為1∶10到1∶7。
燃煤電廠產(chǎn)生的副產(chǎn)品煤炭經(jīng)高溫燃燒后可用作替換一半的硅酸鹽鈣粘合劑。因此，本發(fā)明的防火板的制作材料可以主要包括煤炭、硅酸鹽鈣粘合劑和無機氧化物顆粒，其中，煤炭在防火板制作材料中的重量百分比為5-7％，硅酸鹽鈣粘合劑在防火板制作材料中的重量百分比為5-7％。
所述的無機氧化物顆粒包括鎂碳酸鹽，氯氧鎂，氧化鎂和氧化硅鋁。各組分的重量份數(shù)比如下鎂碳酸鹽 50-60氯氧鎂10-15氧化鎂10-15氧化硅鋁 5-10本發(fā)明的防火板成品中含三維硅酸鈣氧化物框架結(jié)構(gòu)。如利用能譜儀與X-射線熒光分析譜儀對本發(fā)明的防火板進行元素分析，其中的三維硅酸鈣氧化物的硅和鈣的比率應為1∶4到1∶5，三維硅酸鈣氧化物框架的纖維直徑大小應為10-100μm。所述三維硅酸鈣氧化物框架結(jié)構(gòu)主要包含鏈狀的三鈣(tricalcium)硅酸鹽或二鈣(dicalcium)硅酸鹽或其混合物，各成分之間可彼此交織，從而形成了一個三維氧化物框架結(jié)構(gòu)。
以銅作陽極對本發(fā)明的防火板進行X-射線(波長1.314毫微米)分析，本發(fā)明的防火板的結(jié)構(gòu)成份具有以下主要獨特數(shù)據(jù)

從表中結(jié)果可以看出，在有機硅樹脂中添加滑石粉、云母粉、氧化鎂、氧化鎳等礦物或氧化物，都可以提高有機硅涂料的耐熱溫度，但都沒有超過700℃，只有實施例2和實施例5，即有機硅樹脂與三氧化二鉻的比例為1∶1和1∶2時，其耐熱性能均達到900℃，表面平整無裂紋。因此含鉻有機硅耐溫涂料是一種很具潛力的耐高溫涂料。由于該涂料的工藝簡單，使用方便，可操作性強，因而該涂料的應用與發(fā)展具有廣闊的前景。
然后將第二層的制作材料用水混合，直到它們成為漿糊狀。調(diào)整氧化鈣的份量直到漿糊狀的酸堿值為8-10，并注入已含第一層的不銹鋼的模子里。然后于焗爐加熱，每分鐘升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸發(fā)。
再加入與第一層材料相同的成漿糊狀的第三層材料，然后于焗爐里加熱，每分鐘升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸發(fā)。
再把焗爐內(nèi)的溫度調(diào)高，每分鐘升高1度至140-160℃之間，再使混合物于焗爐內(nèi)加熱二至四小時，直至三維結(jié)構(gòu)的氧化硅纖維于最終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)內(nèi)形成。
實施例三如圖4所示，為本發(fā)明的第三實施例。在本實施例中，防火板同樣包括三層。第一層141和第二層143的制作材料與實施例二中相同，而不同之處在于，第二層142是采用了再生材料制作。
其制作方法為先將第一層的制作材料用水混合，直到它們成為漿糊狀，再把漿糊狀的混合物注入一個不銹鋼的模子里，然后于焗爐里加熱，每分鐘升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸發(fā)。
然后將回收的實施例二的防火板磨成粉狀，再用水混合硅酸鹽鈣粘合劑(5-10份)，玻璃纖維(5-10份)及再生材料(75-85份)，直到使成漿糊狀。然后于焗爐里加熱，每分鐘升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸發(fā)。
再加入與第一層材料相同的成漿糊狀的第三層材料，然后于焗爐里加熱，每分鐘升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸發(fā)。
再把焗爐內(nèi)的溫度調(diào)高，每分鐘升高1度至140-160℃之間，再使混合物于焗爐內(nèi)加熱二至四小時，直至三維結(jié)構(gòu)的氧化硅纖維于最終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)內(nèi)形成。
實施例四如圖5所示，在本實用新型的第三實施例中，無機防火板包括五層從外向內(nèi)的第一層151及第五層155主要為預涂在模子的表面的一層厚度為0.1至0.5毫米的無機氧化物粉末，如石灰粉、二氧化鈦粉末，或含納米小孔的沸石粉末的無機氧化物粉末。第二層152及第四層154的礦物成份跟實施例二中的第一和第三層相同。第三層153的主要礦物成份跟實施例二或?qū)嵤├械牡诙酉嗤?br> 其制作方法為將第三層材料用水混合，直到成為漿糊狀。調(diào)整氧化鈣的份量直到漿糊狀的酸堿值為8-10。把漿糊狀的混合物注入一個已含第一層151及第二層152的不銹鋼的模子里，然后于焗爐里加熱，每分鐘升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸發(fā)。再加入第四層154及第五層155材料，再把焗爐內(nèi)的溫度調(diào)高每分鐘升高1度至140-160℃之間，再使混合物于焗爐內(nèi)加熱二至四小時，直至三維結(jié)構(gòu)的氧化硅纖維于最終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)內(nèi)形成。
權(quán)利要求
1.一種無機防火板，其特征在于，所述防火板的制作材料主要包括硅酸鹽鈣粘合劑和無機氧化物顆粒，其中，硅酸鹽鈣粘合劑在防火板制作材料中的重量百分比為10-15％。
2.一種無機防火板，其特征在于，所述防火板的制作材料主要包括煤炭、硅酸鹽鈣粘合劑和無機氧化物顆粒，其中，煤炭在防火板制作材料中的重量百分比為5-7％，硅酸鹽鈣粘合劑在防火板制作材料中的重量百分比為5-7％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無機防火板，其特征在于，所述的無機氧化物顆粒包括鎂碳酸鹽，氯氧鎂，氧化鎂和氧化硅鋁，各組分的重量份數(shù)比如下鎂碳酸鹽50-60氯氧鎂 10-15氧化鎂 10-15氧化硅鋁5-10
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無機防火板，其特征在于，所述無機氧化物顆粒的大小范圍為0.01到1毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無機防火板，其特征在于，所述防火板是采用如下方法制作而成先進行水溶過程，將制作材料用水混合，直到它們成為漿糊狀，所述水溶過程的長度應持續(xù)48小時以上；再把漿糊狀的混合物注入一個模子里，然后加熱，直至所有水分完全被蒸發(fā)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無機防火板，其特征在于，所述防火板成品中含三維硅酸鈣氧化物框架結(jié)構(gòu)，所述三維硅酸鈣氧化物框架結(jié)構(gòu)主要包含鏈狀的三鈣硅酸鹽或二鈣硅酸鹽或其混合物，其中的硅和鈣的比率應為1∶4到1∶5，
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無機防火板，其特征在于，所述防火板成品中含三維硅酸鈣氧化物框架結(jié)構(gòu)，所述三維硅酸鈣氧化物框架結(jié)構(gòu)主要包含鏈狀的三鈣硅酸鹽或二鈣硅酸鹽或其混合物，所述三維硅酸鈣氧化物框架的纖維直徑大小應為10-100μm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無機防火板，其特征在于，所述無機防火板可以具有復合層結(jié)構(gòu)，包含三個或三個以上的復合層，其中至少有一個夾層為氧化硅纖維層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無機防火板，其特征在于，所述氧化硅纖維層由包含以下組分的材料制成(重量份數(shù)比)鎂碳酸鹽40-55氧化硅鋁5-10鈣硅酸鹽5-10碳酸鈣 5-15氫氧化鈣3-5玻璃纖維3-5
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無機防火板，其特征在于，所述氧化硅纖維層可以是再生材料制作的氧化硅纖維層。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無機防火板，其特征在于，所述防火板共有三層，第一和第三層為主體層，位于第一和第三層之間的第二層為氧化硅纖維層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無機防火板，其特征在于，所述防火板是采用如下方法制成先將第一層的制作材料用水混合，直到它們成為漿糊狀，再把漿糊狀的混合物注入一個不銹鋼的模子里，然后于焗爐里加熱，每分鐘升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸發(fā)；然后將第二層的制作材料用水混合，直到它們成為漿糊狀。調(diào)整氧化鈣的份量直到漿糊狀的酸堿值為8-10，并注入已含第一層的不銹鋼的模子里。然后于焗爐里加熱，每分鐘升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸發(fā)；再加入與第一層材料相同的成漿糊狀的第三層材料，然后于焗爐里加熱，每分鐘升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸發(fā)；再把焗爐內(nèi)的溫度調(diào)高，每分鐘升高1度至140-160℃之間，再使混合物于焗爐內(nèi)加熱二至四小時，直至三維結(jié)構(gòu)的氧化硅纖維于最終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)內(nèi)形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無機防火板，其特征在于，所述防火板共有五層，依次為第一、第二、第三、第四和第五層，其中，第一和第五層為納米無機氧化物層，第二和第四層為主體層，第三層為氧化硅纖維層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的無機防火板，其特征在于，所述防火板是采用如下方法制成將第三層材料用水混合，直到成為漿糊狀，調(diào)整氧化鈣的份量直到漿糊狀的酸堿值為8-10；把漿糊狀的混合物注入一個已含第一層及第二層的不銹鋼的模子里，然后于焗爐里加熱，每分鐘升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸發(fā)；再加入第四層及第五層材料，再把焗爐內(nèi)的溫度調(diào)高，每分鐘升高1度至140-160℃之間，再使混合物于焗爐內(nèi)加熱二至四小時，直至三維結(jié)構(gòu)的氧化硅纖維于最終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)內(nèi)形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無機防火板，其特征在于，所述防火板的制作材料主要包括硅酸鹽鈣粘合劑和無機氧化物顆粒，其中，硅酸鹽鈣粘合劑在防火板制作材料中的重量百分比為10－15％。燃煤電廠產(chǎn)生的副產(chǎn)品煤炭經(jīng)高溫燃燒后可用作替換一半的硅酸鹽鈣粘合劑。本發(fā)明的無機防火板不易膨脹和破碎，強度增大，并具有可循環(huán)使用的特點，有利于環(huán)保。
文檔編號C04B28/04GK1621390SQ20041005731
公開日2005年6月1日 申請日期2004年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月11日
發(fā)明者羅瑞真, 陳錦標 申請人:羅瑞真, 陳錦標