專利名稱：含水無機可膨脹耐火組合物及包含該含水無機可膨脹耐火組合物的耐火板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含如下組分的含水無機可膨脹耐火組合物含有羧酸衍生物的基于磷的阻燃劑；第一種金屬氧化物；含有二氧化硅的第二種金屬氧化物；具有高度可膨脹的層狀結(jié)構(gòu)的氫氧化鋁硅酸鹽礦物；以及水，本發(fā)明還涉及包含該含水無機可膨脹耐火組合物的耐火板和防火油漆。
背景技術(shù)：
防火建筑結(jié)構(gòu)具有低的著火危險，而且甚至在它們著火后，其主體結(jié)構(gòu)部分例如墻、柱和橫梁的強度將不會下降，因而經(jīng)簡單的修復(fù)后可再使用該著過火的建筑結(jié)構(gòu)。為此，韓國建筑法的執(zhí)行法令(Enforcement Decree of theKorean Building Act)提供了用于每種建筑物主體結(jié)構(gòu)部分如墻、柱、地基、橫梁、房頂及樓梯的防火結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)。
然而，由于新建筑材料的快速發(fā)展，先進國家放棄了為每部分結(jié)構(gòu)的防火結(jié)構(gòu)提供具體標(biāo)準(zhǔn)的做法，并且采用了決定在一定時間內(nèi)可耐火的每個結(jié)構(gòu)部分性能的做法。例如在日本，其建筑法的執(zhí)行法令包括與韓國建筑法的執(zhí)行法令相同的內(nèi)容，但是現(xiàn)在還提供取決于建筑物的部位如建筑物的樓層數(shù)，建筑物的主體建筑部分可耐火30分鐘至3小時。
作為防火門或各種建筑結(jié)構(gòu)的心板(core)，已經(jīng)使用了其中插有蜂窩或聚氨酯泡沫的材料，或者含有玻璃纖維或礦毛絕緣纖維的材料。然而，該類材料對人體有害且具有低的絕緣性，因而無法充分滿足日益嚴(yán)格的耐火標(biāo)準(zhǔn)。
另一個實例是，使用含有無機添加劑如阻燃劑的聚氨酯、聚酰亞胺或聚苯乙烯泡沫樹脂作為單一心板而制造防火門。然而著火時，這些核心材料具有低燃點，導(dǎo)致了低的防火和絕緣效果，并產(chǎn)生有毒氣體，因此造成人類傷亡。
登記號為528391的韓國專利公開了用作防火門心板或用作各種建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部/外部材料或心板的材料，其通過將玄武巖熔融并紡紗而制成玄武巖纖維，將該玄武巖纖維作為主要組分與膨潤土、鈉硅酸鹽(soda-silacate)和聚乙酸乙烯酯乳液以特定比例混合，并將該混合物模塑成板或片形而制得。根據(jù)該專利公開，該材料對人體無害，在操作中不產(chǎn)生灰塵，具有優(yōu)異的耐熱性和絕緣性，在著火時產(chǎn)生減少量的有毒氣體，釋放大量的遠(yuǎn)紅外射線，且具有良好的吸聲性。
在耐火材料工業(yè)中也將高鋁礬土熟料用作一種主要原料。直到二十世紀(jì)七十年代的末期，加納制造了世界需求的大部分礬土，并且購自Linden Corp.的耐火A級超級高鋁礬土熟料被認(rèn)為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前，中國在耐火礬土市場中占主要地位并供應(yīng)世界需求的70％的礬土。該種高鋁礬土熟料中氧化鋁(Al2O3)的含量大于90％。
本發(fā)明發(fā)明人努力開發(fā)一種將現(xiàn)有耐火材料的有害影響降至最低且同時具有優(yōu)異耐火性的耐火材料。結(jié)果，本發(fā)明發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過將具有高度可膨脹的層狀結(jié)構(gòu)的氫氧化鋁硅酸鹽礦物加入由基于磷的阻燃劑的無機阻燃劑、第一種金屬氧化物和含有二氧化硅的第二種金屬氧化物以及余量的水組成的無機阻燃劑中[見韓國專利，注冊號為5208141]而獲得的含水阻燃劑組合物具有優(yōu)異的耐火性且同時保持了含水阻燃劑組合物的性質(zhì)，其通過由于基于磷的阻燃劑的自身熱分解而產(chǎn)生氣體使形成了封閉孔并堵塞了氧而顯示出所述的優(yōu)異耐火性。我們還發(fā)現(xiàn)用該無機可膨脹耐火組合物而形成的耐火板具有優(yōu)異的耐火性，因此完成了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無毒且同時顯示優(yōu)異耐火性的含水無機耐火組合物。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種含水無機可膨脹耐火組合物，其在加熱時由于膨脹性而形成含碳層以堵塞氧，因此顯示優(yōu)異的耐火性。
本發(fā)明的再一個目的是提供使用所述含水無機可膨脹耐火組合物而形成的耐火板。
本發(fā)明的再一個目的是提供使用所述含水無機可膨脹耐火組合物而形成的防火油漆。
為實現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供包含如下組分的含水無機可膨脹耐火組合物1-3重量％的示于式1的含有羧酸衍生物的基于磷的阻燃劑；15-20重量％的第一種金屬氧化物；48-65重量％的含有二氧化硅的第二種金屬氧化物；10-20重量％的具有層狀結(jié)構(gòu)的氫氧化鋁硅酸鹽礦物以及余量的水[式1] 其中R1代表-CH2COOH、-CH2CH2COOH或-COOH。
在本發(fā)明的上述耐火組合物中，所述氫氧化鋁硅酸鹽礦物由62.0-68.0重量％的SiO2、18.0-23.0重量％的Al2O3、1.3-2.5重量％的Fe2O3、0.1-1.9重量％的MgO、0.05-1.5重量％的Na2O，5.0-8.0重量％的K2O和余量的選自S、P、Pb、As及Hg的至少一種元素組成。
優(yōu)選該氫氧化鋁硅酸鹽礦物具有0.001-0.005mm的粒度。
另一方面，本發(fā)明提供一種耐火板，其通過將所述含水無機可膨脹耐火組合物浸漬或施涂于選自天然纖維、合成纖維、紙和木材的任何一種可燃材料或選自鐵材料的基底的一面或兩面之中或之上，隨后將經(jīng)浸漬或經(jīng)施涂的組合物干燥而形成。
優(yōu)選該耐火組合物的施涂厚度為0.3-1.5mm。
此外，本發(fā)明提供一種防火油漆，其通過與顏料和所述含水無機可膨脹耐火組合物混合而形成。


通過以下詳述結(jié)合附圖將更清楚地理解本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點，其中圖1和2為附有用本發(fā)明含水無機可膨脹耐火組合物處理過的纖維漿(fiber sludge)的鋁片表面的照片，分別為在纖維屑燃燒以前和以后；圖3和4分別為鋁片燃燒以前和以后的未用本發(fā)明的含水無機可膨脹耐火組合物處理過的鋁片表面的照片；圖5為在其兩個面上施涂有本發(fā)明的無機可膨脹耐火組合物的蜂窩紙的加熱表面隨加熱時間的變化；圖6為將本發(fā)明的耐火板在其中排列成晶格形(lattice shape)的結(jié)構(gòu)的正視圖；和圖7為圖6的側(cè)視圖。
具體實施例方式
在下文，將更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
本發(fā)明提供包含如下組分的含水無機可膨脹耐火組合物1-3重量％的示于式1的含有羧酸衍生物的基于磷的阻燃劑；15-20重量％的第一種金屬氧化物；48-65重量％的含有二氧化硅的第二種金屬氧化物；10-20重量％的具有層狀結(jié)構(gòu)的氫氧化鋁硅酸鹽礦物以及余量的水[式1] 其中R1代表-CH2COOH、-CH2CH2COOH或-COOH。
除了已知的含水阻燃劑組合物(韓國專利，登記號為520814)外，本發(fā)明的含水無機可膨脹耐火組合物還含有層狀氫氧化鋁硅酸鹽礦物。因此，本發(fā)明的耐火組合物可使基于磷的阻燃劑的阻燃效果增加，且保持了該含水阻燃劑組合物的性能。
具體而言，就示于式1的含有羧酸衍生物的基于磷的阻燃劑的阻燃機理，該磷化合物在燃燒中進行熱分解，并且由磷化合物的熱分解而產(chǎn)生的副產(chǎn)物與聚合物樹脂進行反應(yīng)而在樹脂的表面上形成含碳層，從而堵塞了燃燒所需的氧，因此具有阻燃效果。具體而言，磷化合物通過與聚合物樹脂中氧原子的反應(yīng)而脫水以具有阻燃效果，并因而在含有氧原子的聚合物中發(fā)揮有效的阻燃劑作用。
為此，本發(fā)明的含水無機可膨脹耐火組合物包含1-3重量％的含有羧酸衍生物的基于磷的阻燃劑；15-20重量％的第一種金屬氧化物；48-65重量％的含有二氧化硅的第二種金屬氧化物；10-20重量％的具有層狀結(jié)構(gòu)的氫氧化鋁硅酸鹽礦物；以及余量的水。當(dāng)將本發(fā)明的含水無機可膨脹耐火組合物加熱時，包括含氧顆粒的第一種金屬氧化物、含二氧化硅的第二種金屬氧化物及具有層狀結(jié)構(gòu)的氫氧化鋁硅酸鹽礦物的玻璃狀顆粒的表面將熔融或軟化，其粘稠的流體將包圍含有羧酸衍生物的基于磷的阻燃劑，并且由玻璃狀顆粒包圍的基于磷的阻燃劑進行自身熱分解而產(chǎn)生二氧化碳(CO2)氣體。當(dāng)這種狀態(tài)穩(wěn)定時，在固態(tài)玻璃狀材料中將形成封閉孔，因而獨立的氣泡存在于封閉孔中，由此將形成具有至少500倍的膨脹能力的耐火材料。
因此，本發(fā)明的含有羧酸衍生物的基于磷的阻燃劑的優(yōu)選用量以組合物的總重量計為1-3重量％。若基于磷的阻燃劑的用量小于1重量％，則不可能提供所需阻燃效果，而且若其用量大于3重量％，則其不易與組合物中其它組分混合。
用于本發(fā)明的第一種金屬氧化物和含有二氧化硅的第二種金屬氧化物是無機阻燃劑。作為第一種金屬氧化物或第二種金屬氧化物，優(yōu)選使用選自氧化鈉、氧化鎂、氧化鈣、氧化鋁、氧化鋇和氧化鋅的至少一種。
更優(yōu)選第一種金屬氧化物為氧化鈉、氧化鎂和氧化鈣的混合物形式。第一種金屬氧化物的優(yōu)選用量以組合物的總重量計為15-20重量％。若組合物中第一種金屬氧化物的含量偏離該范圍，則其不能充分包圍作為有機阻燃劑的含磷羧酸衍生物，從而不能達(dá)到所需合成。若第一種金屬氧化物由氧化鈉、氧化鎂和氧化鈣的所述混合物組成，則其由以組合物的總重量計為7-8重量％的氧化鈉、5-7重量％的氧化鎂和3-5重量％的氧化鈣組成。
此外，含有二氧化硅的第二種金屬氧化物優(yōu)選為二氧化硅和氧化鋁的混合物，在該情況下，其優(yōu)選用量以組合物的總重量計為48-65重量％。若由二氧化硅和氧化鋁的混合物組成的第二種金屬氧化物的用量偏離上述給定范圍，則氧化膜的形成將不完全，導(dǎo)致阻燃劑效果的下降。若第二種金屬氧化物為二氧化硅和氧化鋁的混合物，則其由以組合物的總重量計為26-30重量％的二氧化硅和22-35重量％的氧化鋁組成。
本發(fā)明的由金屬氧化物組成的無機阻燃劑在著火時產(chǎn)生水，隨后水變?yōu)樗羝?，并且同時稀釋了可燃?xì)怏w且降低了燃燒中心周圍的溫度，從而抑制了燃燒現(xiàn)象。因此，該無機阻燃劑的阻燃機理可歸因于與金屬原子化學(xué)鍵接的結(jié)晶水，并且該結(jié)晶水在大多數(shù)的塑料加工溫度下是穩(wěn)定的且甚至在長期加熱條件下也不釋放。此外，因為本發(fā)明的組合物包含由第一種金屬氧化物和第二種金屬氧化物組成的易于市購且不昂貴的無機阻燃劑，它是無毒的，產(chǎn)生減少量的煙霧，導(dǎo)致對加工機器降低的腐蝕，并且具有優(yōu)異的電絕緣性。
作為用于本發(fā)明的含水無機可膨脹耐火組合物中的層狀氫氧化鋁硅酸鹽礦物，優(yōu)選使用易于市購、不昂貴且同時具有高膨脹率的礦物。更優(yōu)選所述氫氧化鋁硅酸鹽礦物由62.0-68.0重量％的SiO2、18.0-23.0重量％的Al2O3、1.3-2.5重量％的Fe2O3、0.1-1.9重量％的MgO、0.05-1.5重量％的Na2O、5.0-8.0重量％的K2O和余量的選自S、P、Pb、As及Hg的至少一種元素組成。
具有層狀結(jié)構(gòu)的氫氧化鋁硅酸鹽礦物的優(yōu)選用量以組合物的總重量計為10-20重量％。若其用量小于10重量％，則組合物抗沖擊性和熱穩(wěn)定性下降，而且若其用量大于20重量％，膨脹系數(shù)將增加，在膨脹層中引起裂縫，致使尺寸不穩(wěn)定。
再者，所述氫氧化鋁硅酸鹽礦物優(yōu)選具有0.001-0.005mm的粒度，這不會影響該硅酸鹽礦物與組成本發(fā)明的含水無機可膨脹耐火組合物的其它組分間的相容性。
另一方面，本發(fā)明提供一種耐火板，其通過將所述含水無機可膨脹耐火組合物浸漬或施涂于任何一種選自天然纖維、合成纖維、紙和木材的可燃材料或選自鐵材料的基底的一面或兩面之中或之上，隨后將浸漬或施涂的組合物干燥而形成。在此，干燥步驟在室溫下進行20-60分鐘，且更優(yōu)選在室溫下進行20-30分鐘。
可堆疊至少兩層的本發(fā)明耐火板以形成耐火面板(panel)。或者，為了防止火源滲入間隙，也可將耐火板排列成晶格形。
該耐火組合物的施涂厚度為0.3-1.5mm。若厚度小于0.3mm，則耐火組合物不會表現(xiàn)充分的耐火作用，而且若厚度大于1.5mm，則由于過多的重量將引起尺寸不穩(wěn)定。
在將含有本發(fā)明的含水無機可膨脹耐火組合物的耐火板的一個表面剛剛加熱以后，該表面膨脹，從而抑制其燃燒，并且阻塞或延緩了將熱量轉(zhuǎn)移給待防止燃燒的材料。此外，即使在該耐火板部分燃燒時，也可保持其心板形狀。具體而言，與耐火板的加熱表面相反的背面不受加熱表面的加熱條件的影響，因此背面的溫度和形狀沒有變化。
此外，因為該含水無機可膨脹耐火組合物不含鹵素，當(dāng)加熱時，其產(chǎn)生減少量的有害氣體。另外，因為其不含有害重金屬如鉛、鎘、汞和鉻(VI)，其可用于生產(chǎn)對生態(tài)環(huán)境友好的產(chǎn)品。
對將所述含水無機可膨脹耐火組合物施涂于基底表面的方法沒有具體限制。例如，可使用選自涂敷法、噴涂法及浸漬法的方法。
本發(fā)明提供防火油漆，其通過與顏料和所述含水無機可膨脹耐火組合物混合而形成。
在下文，將就實施例詳細(xì)說明本發(fā)明。然而，應(yīng)理解這些實施例僅為說明性的，而本發(fā)明的范圍不受其限制。
實施例1制備含水無機可膨脹耐火組合物步驟1合成含磷的羧酸衍生物將450g純度為98％的苯基膦酸和550g純度為98％的乙酸放入三口燒瓶中，在其中使它們在室溫及攪拌下反應(yīng)15分鐘。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)溶液冷卻，并且在真空下用水過濾所形成的沉淀。將濾液干燥以除去水，得到目的化合物(產(chǎn)率60％)。
步驟2加入第一種和第二種金屬氧化物的反應(yīng)將100g在步驟1中制得的含磷的羧酸衍生物加入2.5kg水中，并在60-80℃下攪拌直至其完全溶解，從而制備了第一種溶液。將2kg由氧化鈉、氧化鎂和氧化鎂組成的金屬氧化物混合物加入第一種溶液中并攪拌約5-8分鐘，從而使金屬氧化物完全溶于第一種溶液中。
同時，將4.9kg由二氧化硅和氧化鋁組成的金屬氧化物混合物加入0.5kg水中并攪拌直至其完全溶于水，從而制備了第二種溶液。將所制得的第二種溶液與第一種溶液混合，且將該混合物溶液充分?jǐn)嚢?-8分鐘，然后進行水電解。
步驟3加入氫氧化鋁硅酸鹽礦物的反應(yīng)將1.5kg粒度為0.002mm的氫氧化鋁硅酸鹽礦物加入步驟2的水溶液中并攪拌該混合物，從而制備了完全溶解的溶液。
在此，該氫氧化鋁硅酸鹽礦物由62.5重量％的SiO2，21.7重量％的Al2O3，2.36重量％的Fe2O3，1.86重量％的MgO，1.41重量％的Na2O，7.81重量％的K2O和余量選自S、P、Pb、As及Hg的至少一種元素組成。
實施例2制造耐火板和耐火測試1在尺寸為500×500mm的用阻燃劑處理過的聚酯心板的一面上施涂實施例1中制得的無機可膨脹耐火組合物，厚度到1.0mm，然后在室溫下干燥30分鐘，從而制造了尺寸同上的耐火板。然后將在聚酯心板的兩面上堆疊該耐火板以制造耐火面板。
用距離面板10cm遠(yuǎn)的熱源將耐火面板直接加熱至800-1190℃，并且觀測加熱表面和與加熱表面相反的背面的溫度及形狀變化。觀測結(jié)果示于下表1中。


如上表1中所示，在800-1190℃的表面溫度條件下，加熱表面在加熱開始后的5分鐘內(nèi)顯示膨脹現(xiàn)象，甚至在時間過去后仍保持加熱表面形狀而沒有進一步變化。
具體而言，與加熱表面相反的背面保持在初始的22℃(室溫)且其表面沒有變化。
實施例3制造耐火板和耐火測試2將在基底的表面上施涂實施例1中制得的無機可膨脹耐火組合物并干燥，從而制造了尺寸為500×500mm且厚度為3mm的耐火板。將17片該耐火板彼此堆疊以制造耐火面板。
用距離面板10cm遠(yuǎn)的熱源將該耐火面板直接加熱至800-1190℃，并且觀測加熱表面和與加熱表面相反的背面的溫度及形狀變化。觀測結(jié)果示于下表2中。


如表2所示，在僅由本發(fā)明的無機可膨脹耐火組合物得到的耐火板而形成的耐火面板的情況中，加熱表面從加熱開始后的5分鐘后膨大且部分燃燒，但是不再燃燒。尤其，觀測到耐火面板背面的溫度和形狀在加熱以前和以后保持不變。
實施例4制造耐火板和耐火測試3在待用實施例1中制得的含水無機可膨脹組合物處理的PET管的部分表面上施加厚度為3mm的繃帶，然后在繃帶上施涂厚度為0.5mm的耐火組合物，干燥，加熱至1190℃，然后觀測10min、20min和30min。
結(jié)果，觀察到加熱表面在加熱5min后膨脹，沒有燃燒，但是產(chǎn)生了一些煙霧并且被黑灰污染。在加熱20min以后，加熱表面不再變化。加熱30min以后，耐火結(jié)構(gòu)或管的加熱表面不再變化，但是PET管的內(nèi)部輕微熔融。
實施例5制造耐火板和耐火測試4將用在實施例中制得的含水無機可膨脹組合物處理過的纖維漿附于2mm厚的鋁片上并干燥。然后，將纖維漿加熱至1190℃并在燃燒以前和以后進行觀測。
圖1和2為分別為在纖維漿燃燒以前和以后，附有用本發(fā)明的含水無機可膨脹耐火組合物處理過的纖維漿的鋁片表面的照片。由圖1和2可以看出，在部分燃燒時，鋁片的表面膨脹并出現(xiàn)煙霧。沒有觀測到其它變化。
另一方面，圖3和4分別為纖維漿燃燒以前和以后的未用本發(fā)明的含水無機可膨脹耐火組合物處理過的鋁片表面的照片。由圖3和4可以看出，鋁片開始熔融且其形狀顯著改變。
實施例6制造耐火板和耐火測試5在38mm厚的蜂窩紙結(jié)構(gòu)的兩個面上施加實施例1中制得的含水無機可膨脹板至厚度為0.5mm，并干燥，從而制造了厚度為2.5mm的耐火板。此外，將在基底的一面上堆疊三層該耐火板并在另一面上堆疊兩層該耐火板，從而制造了耐火面板。
將耐火面板的一面加熱至1190℃，并且觀測加熱表面和與加熱表面相反的背面的溫度及形狀變化。所觀測的結(jié)果示于下表3中。


如表3和圖5所示，在蜂窩紙結(jié)構(gòu)的兩個面上施涂本發(fā)明的耐火組合物的情況中，在剛剛加熱以后加熱表面膨脹，然后繼續(xù)保持其形狀。加熱2小時以后，加熱表面部分燃燒，但是保持了蜂窩紙的形狀。
具體而言，在耐火面板的背面的情況下，沒有觀測到溫度和形狀上的變化。
實施例7制造耐火板和耐火測試6在混合片的兩個面上施涂該含水無機可膨脹耐火組合物并干燥，從而制造了10mm厚的耐火板。此外，在基底的兩面各堆疊三層該耐火板，從而制造耐火面板。
在此為了防止火源滲入空隙中，將耐火板如圖6和7所示以晶格形排列，并且所制造的耐火面板的尺寸為2,000mm×2,200mm×150mm。此外，通過將耐火面板固定到鐵架上而制造隔墻(partition wall)，其作為防止樣品由于在繼續(xù)加熱中發(fā)生熔融和膨脹現(xiàn)象而脫離的支架。
然后，將該隔墻放置在加熱爐中，在此將其在1200℃加熱2小時。測量隔墻的未加熱表面上的八個點的溫度，結(jié)果，所有這八個點均不超過147℃。
結(jié)果看出，加熱表面的熱量沒有轉(zhuǎn)移給隔墻的未加熱背面，并且背面溫度保持在與實驗室溫度相同的溫度。加熱2小時以后，耐火結(jié)構(gòu)保持正常。因此，以相同方法又進行測試1小時，并且測試結(jié)果與先前測試結(jié)果相同。
隔墻的耐火測試結(jié)果示于下表4中。


結(jié)果，當(dāng)將本發(fā)明的耐火板和通過堆疊該耐火板而制造的耐火面板施加于選自合成纖維、天然纖維、紙和木材的任何一種可燃材料或鐵材料上并在1000-1200℃下進行測試時，顯示如下結(jié)果。在起始加熱階段出現(xiàn)了膨脹現(xiàn)象以后，燃燒受到抑制，從而保持了表面形狀。此外，加熱表面僅部分燃燒且保持了心板的形狀。具體而言，在耐火面板的另外表面上(未加熱表面)，沒有觀測到溫度和形狀的變化，表明本發(fā)明的耐火組合物具有優(yōu)異的耐火性。
實施例8有害組分的分析在用于實施例7中的耐火板上，用以下方法進行了有害組分的分析。
首先，為了分析鉛、鎘、汞和鉻，將耐火板在低溫下研磨以提供樣品。將0.3g樣品浸入硝酸、鹽酸和純度為30％的過氧化氫的酸混合物中，并在微波爐中加熱該溶液。然后，將加熱的溶液冷卻，過濾并離心。除去上層清液并稀釋沉淀物，并且使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP)或原子吸收光譜(AAS)分析上述組分的含量。
具體而言，為分析鉻(VI)，將通過在低溫下研磨耐火板而獲得的2-3g樣品加入堿性溶液中以溶解水溶性及水不溶性的鉻(VI)。仔細(xì)調(diào)節(jié)溶液的pH值并使溶液中的鉻(VI)與二苯卡巴肼反應(yīng)。然后使用紫外(UV)光譜或配有比色檢測儀的色譜定量分析溶液中的鉻(VI)。
此外，為測量存在于塑料中有害溴組分(例如多溴化的雙酚(PBB)和多溴化的二苯醚(PBDE))的含量，將通過在低溫下研磨耐火板而獲得的0.1g樣品充分溶解于在索式抽提器(Soxhlet)中的用于溶解PBB和PBDE的溶劑中，然后用氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)進行分析。分析結(jié)果示于下表5中。


由表5可看出，在包括含水無機可膨脹耐火組合物的耐火面板中，所檢測的有害重金屬如鉛、鉻(VI)、汞和鎘的水平低于儀器的最小檢測極限或者沒有檢測到。此外，也沒有檢測到存在于塑料中有害溴化合物。因此，本發(fā)明可提供對生態(tài)環(huán)境友好的無機耐火組合物、通過將該組合物施涂于基底上而形成的耐火板以及通過堆疊至少兩層耐火板而形成的耐火面板。
如上所述，本發(fā)明提供無機可膨脹耐火組合物，其除含水阻燃劑組合物外還包含具有層狀結(jié)構(gòu)的氫氧化鋁硅酸鹽礦物。當(dāng)加熱該組合物時，由于基于磷的阻燃劑的自分解而產(chǎn)生二氧化碳使組合物中形成封閉孔。因此，該耐火組合物具有非常優(yōu)異的耐火性。
本發(fā)明的含水無機可膨脹耐火組合物還包含易市購且不昂貴的金屬氧化物和氫氧化鋁硅酸鹽礦物，因此，本發(fā)明的耐火組合物是有成本效益的且同時對環(huán)境友好。
另外，本發(fā)明提供耐火板，其通過將含水無機可膨脹耐火組合物施涂于任何一種選自天然纖維、合成纖維、紙和木材的可燃材料或者施涂于選自鐵材料的基底而制造。當(dāng)加熱該耐火板的一個表面時，其在剛剛加熱之后膨脹，而且抑制了其燃燒。此外，與加熱表面相反的背面沒有顯示其溫度及形狀的變化。因此，該耐火板具有優(yōu)異的耐火性。
此外，本發(fā)明提供防火油漆，其通過與顏料和所述含水無機可膨脹耐火組合物混合而形成。
雖然已經(jīng)為了說明的目的對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案進行了說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)意識到各種改變、添加和取代是可能的，且沒有脫離在所附權(quán)利要求書中所公開的本發(fā)明的范圍和本質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種含水無機可膨脹耐火組合物，其包含1-3重量％的示于式1的含有羧酸衍生物的基于磷的阻燃劑；15-20重量％的第一種金屬氧化物；48-65重量％的含有二氧化硅的第二種金屬氧化物；10-20重量％的具有層狀結(jié)構(gòu)的氫氧化鋁硅酸鹽礦物；和余量的水[式1] 其中R1代表-CH2COOH、-CH2CH2COOH或-COOH。
2.權(quán)利要求1的含水無機可膨脹耐火組合物，其中所述氫氧化鋁硅酸鹽礦物由62.0-68.0重量％的SiO2、18.0-23.0重量％的Al2O3、1.3-2.5重量％的Fe2O3、0.1-1.9重量％的MgO、0.05-1.5重量％的Na2O、5.0-8.0重量％的K2O和余量的選自S、P、Pb、As及Hg的至少一種元素組成。
3.權(quán)利要求1的含水無機可膨脹耐火組合物，其中所述氫氧化鋁硅酸鹽礦物具有0.001-0.005mm的粒度。
4.一種耐火板，其通過將權(quán)利要求1的含水無機可膨脹耐火組合物浸漬或施涂于選自天然纖維、合成纖維、紙和木材的任何一種可燃材料或選自鐵材料的基底的一面或兩面之中或之上并隨后將浸漬或施涂的組合物干燥而形成。
5.權(quán)利要求4的耐火板，其中將所述耐火組合物施涂至厚度為0.3-
6.一種防火油漆，其通過與顏料和權(quán)利要求1的含水無機可膨脹耐火組合物混合而形成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包含如下組分的含水無機可膨脹耐火組合物1－3重量％的示于式1的含有羧酸衍生物的基于磷的阻燃劑；15－20重量％的第一種金屬氧化物；48－65重量％的含有二氧化硅的第二種金屬氧化物；10－20重量％的具有層狀結(jié)構(gòu)的氫氧化鋁硅酸鹽礦物以及余量的水。當(dāng)加熱該組合物時，由于基于磷的阻燃劑的自身熱分解而產(chǎn)生的二氧化碳使組合物中形成了封閉孔。本發(fā)明還公開了使用該組合物形成的耐火板。在剛剛加熱該耐火板后，其表面膨脹，而且其熱穩(wěn)定性增加以抑制其燃燒。此外，與耐火板的加熱表面相反的背面不受加熱表面的加熱條件影響，因而沒有顯示其溫度及形狀的變化。因此，該組合物不僅可施加于可燃材料如天然纖維、合成纖維、紙和木材上，也可施加于鐵材料上。
文檔編號C09D5/18GK101067086SQ200710002238
公開日2007年11月7日 申請日期2007年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月12日
發(fā)明者金周賢 申請人:金周賢