本發(fā)明涉及耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有抗靜電性和消音性的多功能耐火風(fēng)管。
背景技術(shù)：
耐火風(fēng)管也稱防火風(fēng)管，為建筑中的安全救生系統(tǒng)，是指建筑物局部起火后，仍能維持一定時(shí)間正常功能的風(fēng)管。它們主要應(yīng)用于火災(zāi)時(shí)的排煙和正壓送風(fēng)的救生保障系統(tǒng)，一般可分為lh、2h、4h等的不同要求級別。目前，市面上采用的耐火風(fēng)管主要有鐵皮風(fēng)管、玻璃纖維復(fù)合風(fēng)管、氯氧鎂水泥風(fēng)管、水硬性無機(jī)玻璃鋼風(fēng)管，它們都是由管狀體相互連接構(gòu)成；雖然它們都具有防火、保溫、防潮的功效，但由于它們固有的材料特性和組裝方式(主要用0.6mm厚鐵皮做包邊材料或采用密封膠進(jìn)行粘接)使得它們在應(yīng)用上存在諸多不足，如鐵皮風(fēng)管中鍍鋅鋼板在燃燒火焰下容易變形和損壞，其它三種風(fēng)管雖均為難燃材料所制，但耐火時(shí)間偏短且材質(zhì)脆性較大，施工耗損大，漏風(fēng)量大，抗風(fēng)壓性能差，在潮濕環(huán)境易變形發(fā)霉，不耐酸堿；另外，以上所述風(fēng)管均存在一個重大缺陷，即不具備消聲性能，使用中要達(dá)到消聲效果，必須在管道中額外加裝消聲器，增加成本。此外，現(xiàn)有的耐火風(fēng)管不具有抗靜電性，由于靜電作用會導(dǎo)致經(jīng)過管內(nèi)外的雜物容易吸附于耐火風(fēng)管壁，對風(fēng)管造成堵塞，影響其正常使用。
中國專利文獻(xiàn)上公開了“一種新型防排煙耐火風(fēng)管”，其公告號為cn204435756u，該實(shí)用新型提供一種新型防排煙耐火風(fēng)管，采用密封條膠合代替原有的插接的連接方式，并且在管道之間設(shè)置有構(gòu)造縫，用于適度的冷脹冷縮。但是，該實(shí)用新型并未對耐火風(fēng)管的抗靜電性和消音性能做研究。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有耐火風(fēng)管噪音大、易堵塞的問題，提供了一種具有抗靜電性和消音性的多功能耐火風(fēng)管。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種多功能耐火風(fēng)管，所述多功能耐火風(fēng)管由以下重量份的原料制成：莫來石65～75份，天然鋯英砂30～50份，鎂橄欖石4～8份，酚醛樹脂6～8份，消音劑0.69～1.275份和抗靜電劑0.15～0.2份。
本發(fā)明采用莫來石與天然鋯英砂作為多功能耐火風(fēng)管的主料，既有氧化鋁的輕質(zhì)，又有氧化鋯的增韌效果，使得多功能耐火風(fēng)管的熱震穩(wěn)定性得到復(fù)合增強(qiáng)。
作為優(yōu)選，所述抗靜電劑為聚環(huán)氧乙烷，聚醚酯酰胺，羧基內(nèi)銨鹽接枝共聚體中的一種或幾種。
本發(fā)明所選用聚環(huán)氧乙烷，聚醚酯酰胺和羧基內(nèi)銨鹽接枝共聚體均為高分子永久型抗靜電劑，屬親水性聚合物，其作用原理如下：當(dāng)其和多功能耐火風(fēng)管的主料基體共混后，一方面由于其分子鏈的運(yùn)動能力較強(qiáng)，分子間便于質(zhì)子移動，通過離子導(dǎo)電來傳導(dǎo)和釋放產(chǎn)生的靜電荷；另一方面，抗靜電能力是通過其特殊的分散形態(tài)體現(xiàn)的。研究表明：高分子永久型抗靜電劑主要是在制品表層呈微細(xì)的層狀或筋狀分布，構(gòu)成導(dǎo)電性表層,而在中心部分幾乎呈球狀分布，形成所謂的“芯殼結(jié)構(gòu)”，并以此為通路泄漏靜電荷。因?yàn)楦叻肿佑谰眯涂轨o電劑是以降低材料體積電阻率來達(dá)到抗靜電效果，不完全依賴表面吸水,所以受環(huán)境的濕度影響幾乎沒有，將本發(fā)明的多功能耐火風(fēng)管中加入高分子永久型抗靜電劑，能夠使得多功能耐火風(fēng)管具有穩(wěn)定的抗靜電能力，防堵塞，安全性能高。
作為優(yōu)選，所述消音劑由以下重量份的原料制成：聚硅氧烷0.1～0.2份，高密度聚乙烯0.3～0.4份，聚氨酯0.1～0.2份，生物質(zhì)衍生炭材料0.03～0.09份，硅微粉0.15～0.35份，石墨烯0.005～0.015份和空心微珠0.005～0.02份。
本發(fā)明的多功能耐火風(fēng)管中消音劑的配方體系中加入石墨烯，石墨烯作為目前發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料，具有優(yōu)異的抗拉強(qiáng)度和大的比表面積，將其加入到體系中，可以作為消音劑的穩(wěn)定劑，其原理為：石墨烯內(nèi)部的碳原子之間的連接很柔韌，當(dāng)施加外力于石墨烯時(shí)，碳原子面會彎曲變形，使得碳原子不必重新排列來適應(yīng)外力，從而保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。這種穩(wěn)定的晶格結(jié)構(gòu)使石墨烯具有優(yōu)秀的導(dǎo)熱性。其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在收到聲波振動時(shí)，可以起到緩沖的作用，能夠增強(qiáng)消音劑的吸音性能。本發(fā)明所用空心微珠外觀為灰白色，是一種松散、流動性好的粉體材料，具有隔音性、阻燃性、電絕緣性好，密度小，吸油率低等優(yōu)點(diǎn)，并且強(qiáng)度高。其性能穩(wěn)定，耐候性好，并且價(jià)格低廉，能夠降低多功能耐火風(fēng)管的消音劑的成本，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。
作為優(yōu)選，所述空心微珠內(nèi)填充有環(huán)氧丙烯酸樹脂。
環(huán)氧丙烯酸樹脂具有優(yōu)良的耐溶劑性、耐酸堿性以及對金屬等的優(yōu)良的附著力、較好的熱穩(wěn)定性和電絕緣性、保色性等，可以應(yīng)用于高溫工作環(huán)境下的耐火材料，解決傳統(tǒng)消音劑不耐高溫的弊端，增強(qiáng)其應(yīng)用范圍。
作為優(yōu)選，所述生物質(zhì)衍生炭材料為生物質(zhì)活性碳纖維、生物質(zhì)碳分子篩和生物質(zhì)基活性炭中的一種或幾種。
本發(fā)明采用生物質(zhì)衍生炭材料替代傳統(tǒng)的不可再生的碳素材料作為原料，生物質(zhì)衍生炭材料是以原始生物質(zhì)(樹葉、莖桿、果殼)，生物質(zhì)衍生物(纖維素、木質(zhì)素、半纖維素、蛋白質(zhì)、二糖、單糖)為原料經(jīng)過煅燒熱解處理，經(jīng)活化劑活化后得到的生物材料，利用生物質(zhì)原料制備各種碳材料，可以降低碳材料生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)碳材料的可持續(xù)發(fā)展。生物質(zhì)衍生炭材料內(nèi)部有許多微小的、互不貫通的獨(dú)立氣泡，沒有通氣性能，在一定程度上具有彈性的吸聲材料。當(dāng)聲波入射到材料上時(shí)，激發(fā)材料作整體振動，為克服材料內(nèi)部的摩擦而消耗了聲能。它的吸聲頻率特性是高頻聲吸收系數(shù)很低，中、低頻的吸聲系數(shù)類似共振吸收，但無顯著的共振吸收峰而呈復(fù)雜的起伏狀態(tài)。
作為優(yōu)選，所述石墨烯的層數(shù)小于10層，比表面積大于500m2/g。
將石墨烯的層數(shù)和比表面積優(yōu)化控制，有利于其與配方體系中其他組分協(xié)同配合，形成更為均一、高分散性的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠增強(qiáng)消音劑的吸音性能，使得多功能耐火風(fēng)管的消音性能更高。
本發(fā)明具有如下有益效果：
(1)熱震穩(wěn)定性高，具有穩(wěn)定的抗靜電性，防堵塞，安全性能高；
(2)具有較強(qiáng)的消音性能，無需單獨(dú)安裝消聲器，節(jié)約成本。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
在本發(fā)明中，若非特指，所有設(shè)備和原料均可從市場購得或是本行業(yè)常用的，下述實(shí)施例中的方法，如無特別說明，均為本領(lǐng)域常規(guī)方法。
實(shí)施例1
一種多功能耐火風(fēng)管，由以下重量份的原料制成：莫來石65g，天然鋯英砂30g，鎂橄欖石4g，酚醛樹脂6g，消音劑0.69g(聚硅氧烷0.1g，高密度聚乙烯0.3g，聚氨酯0.1g，生物質(zhì)活性碳纖維0.03g，硅微粉0.15g，石墨烯(8層，550m2/g)0.005g，空心微珠(內(nèi)填充有環(huán)氧丙烯酸樹脂)0.005g)和聚環(huán)氧乙烷0.15g。
實(shí)施例2
一種多功能耐火風(fēng)管，由以下重量份的原料制成：莫來石75g，天然鋯英砂50g，鎂橄欖石8g，酚醛樹脂8g，消音劑1.275g(聚硅氧烷0.2g，高密度聚乙烯0.4g，聚氨酯0.2g，生物質(zhì)碳分子篩0.03g，生物質(zhì)基活性炭0.06g，硅微粉0.35g，石墨烯(5層，600m2/g)0.015g，空心微珠(內(nèi)填充有環(huán)氧丙烯酸樹脂)0.02g)，聚醚酯酰胺0.1g和0.1g羧基內(nèi)銨鹽接枝共聚體。
實(shí)施例3
一種多功能耐火風(fēng)管，由以下重量份的原料制成：莫來石70g，天然鋯英砂40g，鎂橄欖石6g，酚醛樹脂7g，消音劑0.98g(聚硅氧烷0.15g，高密度聚乙烯0.35g，聚氨酯0.15g，生物質(zhì)基活性炭0.06g，硅微粉(粒徑＜0.088mm)0.25g，石墨烯(7層，650m2/g)0.01g，空心微珠(內(nèi)填充有環(huán)氧丙烯酸樹脂)0.01g)和羧基內(nèi)銨鹽接枝共聚體0.18g。
對比例
對比例采用市售耐火風(fēng)管。
對實(shí)施例1-3制得的多功能耐火風(fēng)管和對比例的市售耐火風(fēng)管的理化指標(biāo)進(jìn)行檢測，結(jié)果如表1所示。
表1.理化指標(biāo)結(jié)果
由以上結(jié)果可以看出，本發(fā)明多功能耐火風(fēng)管相對于市售耐火風(fēng)管具有較高的吸聲系數(shù)和抗靜電性，具有優(yōu)良的耐熱性能和熱震穩(wěn)定性能。
本發(fā)明的多功能耐火風(fēng)管熱震穩(wěn)定性高，具有穩(wěn)定的抗靜電性，防堵塞，安全性能高；具有較強(qiáng)的消音性能，無需單獨(dú)安裝消聲器，節(jié)約成本。
以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。