【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于抗火材料，涉及具体涉及一种二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡及其制备方法。
技术介绍
1、桥梁是现代城市交通和基础设施的重要组成部分，随着城市化的快速发展，越来越多的大跨度桥梁被建造。这些桥梁通常由大量的钢结构、混凝土和其他可燃材料构成，一旦发生火灾，可能带来巨大的人员伤亡和财产损失。大跨度桥梁的特殊结构使得火灾防控更加困难。一方面，桥梁通常位于河流、海洋等难以快速获得灭火资源的地方，火灾扑灭难度大；另一方面，桥梁的大跨度使得火灾蔓延速度更快，增加灭火难度。火灾会对桥梁缆索系统造成不可逆转的损伤，甚至导致桥梁坍塌，造成重大安全事故和经济损伤。近年来，世界各地发生了多起大跨度桥梁火灾事故，引起了广泛关注。这些事故的发生，暴露出大跨度桥梁防火措施的不足，迫切需要深入研究和改进现有的防火技术。
2、二氧化硅气凝胶是一种多孔结构的材料，孔隙率可以达到90％以上，将二氧化硅气凝胶与耐火纤维复合可以有效降低耐火纤维的导热系数，提高耐火纤维的极限使用温度。耐火纤维材料是指在高温下具有良好抗火性能的材料，这些材料具有高温稳定性，能够在高温下保持结构完整性，并且在燃烧时产生较少的烟雾。玄武岩纤维和高硅氧纤维是两种常用的高性能纤维材料，其中高硅氧纤维在超高温下稳定性极好，但是存在着成本较高的问题，玄武岩纤维成本较低，但其在超高温下难以长期使用。本专利技术将玄武岩纤维和高硅氧纤维进行复合制备出复合纤维毡，再将二氧化硅气凝胶与复合纤维毡复合，研制出桥梁抗火用二氧化硅气凝胶增强玄武岩纤维-高硅氧纤维复合毡，通过相互补
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡的制备方法，并提供了一种采用上述制备方法所制得的二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡，使得其导热率和抗火隔热性能优异。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)使用乙醇清洗玄武岩短纤维、高硅氧短纤维，然后对玄武岩短纤维、高硅氧短纤维进行干燥处理，将经过清洗干燥的玄武岩短纤维和高硅氧短纤维进行混合，随后经开松、铺网、针刺、烧毛等步骤后得到玄武岩-高硅氧混合纤维毡；
5、(2)将正硅酸乙酯、乙醇和水进行混合，再加入硝酸调节为酸性溶液，并静置形成溶液a，将溶液a移入容器a中；将乙醇与氨水进行混合形成溶液b并移入容器b中；将容器a与容器b通过输送管分别与容器c连接，通过输送管将溶液a与溶液b定量输送于容器c中并进行搅拌混匀形成溶液c；
6、(3)将溶液c渗入玄武岩-高硅氧混合纤维毡中，然后静置等待溶液c在玄武岩-高硅氧混合纤维毡上凝胶后制得气凝胶毡前驱体；
7、(4)将气凝胶毡前驱体置于乙醇中进行液封老化，得到老化后的气凝胶毡前驱体，将老化后的气凝胶毡前驱体转移到高压反应釜中进行乙醇超临界干燥，然后卸压排出流体，待高压反应釜的压力恢复常压后将加热关闭，冷却到室温后制得二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡。
8、优选的，步骤(1)中所述的玄武岩短纤维和高硅氧短纤维混合的质量比为：
9、1：0；
10、5：5；
11、7：3；
12、0：1。
13、优选的，步骤(1)中所述的玄武岩-高硅氧混合纤维毡的宽度为1500mm，厚度为5mm。
14、优选的，步骤(2)中，硝酸的浓度为0.5mol/l。
15、优选的，步骤(2)中，正硅酸乙酯、乙醇和水的混合摩尔比为1：2.5：5；混合溶液的ph值为2-4；静置时间为11.5-12.5h；乙醇和氨水的混合摩尔比为1：9.6×10-3
16、优选的，步骤(2)中，所述的容器c中正硅酸乙酯与氨水的摩尔比为1：4×10-3。
17、优选的，步骤(3)中，将溶液c渗入玄武岩-高硅氧混合纤维毡中的方法为：
18、将玄武岩-高硅氧混合纤维毡置于输送带上，通过输送带带动玄武岩-高硅氧混合纤维毡行进，在玄武岩-高硅氧混合纤维毡行进时，通过高压喷头将溶液c喷洒到玄武岩-高硅氧混合纤维毡上；所述的玄武岩-高硅氧混合纤维毡的行进速度为10-20mm/s；高压喷头的喷洒速度为100-120ml/s。
19、优选的，步骤(4)中，液封老化的时间为23-24h；在对老化后的气凝胶毡前驱体进行乙醇超临界干燥时，按1k/min的升温速度将温度升至550-555k，并在压力6-8mpa条件下保温2-3h。
20、本专利技术还提供了一种采用上述制备方法所制得的二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡，包括玄武岩-高硅氧混合纤维毡和溶液c，所述溶液c喷洒至玄武岩-高硅氧混合纤维毡上，所述玄武岩-高硅氧混合纤维毡由玄武岩短纤维和高硅氧短纤维混合制成，所述溶液c由溶液a和溶液b混合而成，所述溶液a由硅酸乙酯、乙醇、水和硝酸混合而成，所述溶液b由乙醇与氨水混合而成。
21、优选的，所述玄武岩短纤维和高硅氧短纤维混合的质量比为：
22、1：0；
23、5：5；
24、7：3；
25、0：1。
26、优选的，所述玄武岩-高硅氧混合纤维毡的宽度为1500mm、厚度为5mm。
27、本专利技术通过将玄武岩纤维和高硅氧纤维进行复合制备出复合纤维毡，再将二氧化硅气凝胶与复合纤维毡复合，研制出桥梁抗火用二氧化硅气凝胶增强玄武岩纤维-高硅氧纤维复合毡，通过相互补充和增强的方式，有效提升材料的抗火性能和力学性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的玄武岩短纤维和高硅氧短纤维混合的质量比为以下比例中任一种：
3.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的玄武岩-高硅氧混合纤维毡的宽度为1500mm，厚度为5mm。
4.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，正硅酸乙酯、乙醇和水的混合摩尔比为1：2.5：5；混合溶液的PH值为2-4；静置时间为11.5-12.5h；乙醇和氨水的混合摩尔比为1：9.6×10-3。
5.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的容器C中正硅酸乙酯与氨水的摩尔比为1：4×10-3。
6.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶防
7.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，液封老化的时间为23-24h；在对老化后的气凝胶毡前驱体进行乙醇超临界干燥时，按1K/min的升温速度将温度升至550-555K，并在压力6-8MPa条件下保温2-3h。
8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法所制得的二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡，其特征在于，包括玄武岩-高硅氧混合纤维毡和溶液C，所述溶液C喷洒至玄武岩-高硅氧混合纤维毡上，所述玄武岩-高硅氧混合纤维毡由玄武岩短纤维和高硅氧短纤维混合制成，所述溶液C由溶液A和溶液B混合而成，所述溶液A由硅酸乙酯、乙醇、水和硝酸混合而成，所述溶液B由乙醇与氨水混合而成。
9.根据权利要求8所述的二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡，其特征在于，所述玄武岩短纤维和高硅氧短纤维混合的质量比为以下任一种：
10.根据权利要求8所述的二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡，其特征在于，所述玄武岩-高硅氧混合纤维毡的宽度为1500mm、厚度为5mm。
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的玄武岩短纤维和高硅氧短纤维混合的质量比为以下比例中任一种：
3.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的玄武岩-高硅氧混合纤维毡的宽度为1500mm，厚度为5mm。
4.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，正硅酸乙酯、乙醇和水的混合摩尔比为1：2.5：5；混合溶液的ph值为2-4；静置时间为11.5-12.5h；乙醇和氨水的混合摩尔比为1：9.6×10-3。
5.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的容器c中正硅酸乙酯与氨水的摩尔比为1：4×10-3。
6.根据权利要求1所述的一种二氧化硅气凝胶防火增强玄武岩-高硅氧纤维复合毡的制备方法，其特征在于，步骤(3)...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟乐，倪雅，李振，许丽丽，徐军，周旭东，赵磊，董伟东，施方长，李毅，
申请(专利权)人：广东省公路建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。