【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于防火封堵，具体涉及一种膨胀型防火复合板及其制备方法。
技术介绍
1、土星云是新一代分布式存储系统，存储设备采用自然散热方式，能耗低、可靠性高、用户可用带宽大、环境适应性强。土星云机柜可部署在写字楼、住宅、酒店大厅、商场等场所，只需提供电源和普通宽带即可，无需专用空调，对环境适应性强，并且无干扰。正常工作期间，机柜四周保持开放，产品通过自然对流的方式散热。火灾发生时，使用防火板将土星云机柜进行封闭防护，起到防火隔热作用，从而保护内部存储设备在高温下的完整性。防火板分五面保护存储设备，每面拼缝处是防火板的保护薄弱区域，如果处理不够得当，高温气流会通过拼缝处进入内部存储空间，从而引起存储设备在高温下的失效，产生巨大经济损失。因此，需要膨胀防火板对土星云机柜进行防火隔热保护。而土星云机架内的储存设备内部对温度要求较为苛刻，要求防火材料背火一面的平均温度较初始温度升高不能超过55℃；而传统的膨胀防火隔热材料保护构件时，一般要求隔热材料的背火一面的平均温度较初始温度升高不超过140℃，最高温度升高不超过180℃。因此土星云机柜的防火要求较一般建筑物、管道的防火要求高，传统隔热材料很难满足要求。
2、膨胀防火板作为一种常见的防火材料，在实际应用中极为常见，但传统膨胀防火板，仅满足防火性，隔热性较差，更不能满足土星云机柜这种对防火隔热都极为苛刻的要求。若要使传统防火材料达到防火要求，就需要增加岩棉隔热，这种做法往往成本较高，且构造复杂，自身材料容量大，增加支架负重。因此开发一种防火隔热效果好的膨胀型防火板对于土星云机柜
3、cn109098302a公开了一种膨胀型金属防火封堵板，其包括依序堆叠的基材、高膨胀防火涂层及防火包覆层，所述基材为镀锌钢板；所述高膨胀防火涂层涂覆于所述基材，所述高膨胀防火涂层由胶状树脂、阻燃剂和稀释剂构成；所述防火包覆层包覆于所述高膨胀防火涂层。该专利技术膨胀型金属防火封堵板，使用镀锌钢板作为基材，保证了防火封堵板的强度，提高承重能力，避免建筑物坍塌造成的二次伤害，但是对防火隔热性能没有有效数据。
4、cn117164380a公开了一种膨胀型防火板及膨胀型防火板的制备方法，该膨胀型防火板包括：粘合剂、催化剂、成炭剂、发泡剂和填料；各组分的重量份为：粘合剂20份～60份；催化剂10份～30份；成炭剂20份～40份；发泡剂1份～30份；填料0份～10份；其中，所述成炭剂、催化剂和发泡剂的质量比为(1～5)：(1～3)：1。该申请实施例的膨胀型防火板在高温下能形成致密坚固的膨胀碳层，能增强防火板的碳层强度，有效隔离氧气的供应阻断火焰的蔓延，减缓热量传递，以提高膨胀型防火板的隔热性能。但是该专利技术的的膨胀防火板在燃烧时的背火面温度在81.1～94.4℃，无法满足土星云机柜的防火隔热要求。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种膨胀型防火复合板，提升其防火隔热性能，以满足土星云机柜的防火隔热要求。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种膨胀型防火复合板，包括依次堆叠的内层、膨胀防火层和外层；所述内层为镀锌钢板；所述膨胀防火层，包括以下质量份的原料：成炭剂25～40份，酸源10～25份，发泡剂5～15份，填料5～10份，树脂20～40份，水20～30份，所述酸源为聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐和聚磷酸六氨基环三磷磷腈的复配物，所述填料包括低温可膨胀石墨；所述外层为铝箔玻纤布。
4、本专利技术采用复配的酸源，酸源在受热或者燃烧条件下形成强脱水性的磷酸和焦磷酸；成炭剂是含有大量碳元素的多羟基或多氨基有机物，是形成碳层的骨架。高温下，酸源形成的强脱水性的磷酸和焦磷酸与成炭剂发生脱水或者脱氨反应生成磷酸酯，当磷酸酯持续受热到一定温度后，磷酸酯键断裂生成不饱和烯烃，随后发生多分子环化聚合形成致密碳层；致密的碳层能有效阻断火焰的蔓延，减缓热量传递，起到阻燃效果。本专利技术中选用的酸源中的聚磷酸铵的分解温度为250～280℃之间，三聚氰胺聚磷酸盐的分解温度320～350℃，聚磷酸六氨基环三磷磷腈的分解温度在340～400℃，三种物质组合配比，使得酸源在250～400℃都能分解产生强脱水性的磷酸和焦磷酸，其与成炭剂反应形成大量致密的连续碳层，显著缓解燃烧速率，阻挡热量的传递，防止膨胀型防火板的温度上升过快。
5、进一步地，所述成炭剂为淀粉、壳聚糖、季戊四醇、d-甘露糖醇中的至少一种。
6、进一步地，所述发泡剂为双氰胺、三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐中的至少一种。
7、发泡剂即气源，能在300～350℃受热时能分解释放大量无毒且能抑制火焰蔓延的气体，使树脂发泡膨胀，形成多泡沫碳层。其中，三聚氰胺具有三嗪结构，含有丰富的氨基，在受热后能够释放出更多的不燃性的气体，减缓燃烧速率；另外，三聚氰胺聚磷酸盐同时具有发泡剂和酸源的作用。本专利技术通过酸源、成炭剂、起泡剂三者的共同作用，使得膨胀型防火复合板在250～400℃的燃烧中期受热时，能通过化学反应形成膨胀的多孔碳层，阻止火焰的蔓延、高效减少热传递。
8、进一步地，所述填料为低温可膨胀石墨、八水合氢氧化钡和层状氢氧化铝硅酸盐的复配物，粒径80～200目。
9、填料起到协同阻燃和增加膨胀层尺寸稳定性的作用，填料的含量太低，则阻燃防火层的抗冲击性和热稳定性下降；随填料含量的增加，膨胀系数亦逐渐增加，但是填料量过高，则会在膨胀层中引起裂缝，使尺寸不稳定。与常规可膨胀石墨的高膨胀温度相比，本专利技术选用的低温可膨胀石墨，其起始膨胀温度为130℃，600℃时可以完全膨胀，膨胀容积达200～300cm3/g；在燃烧初期，低温可膨胀石墨迅速膨胀，形成低密度的隔热层，能快速有效地减少热传导。本专利技术选用的八水合氢氧化钡是低温下具有高相变焓的结晶水合盐，相变温度78℃，即在燃烧初期，八水合氢氧化钡能吸收热量发生相变，失去结晶水，进而可以降低防火板的温度。低温可膨胀石墨与八水合氢氧化钡共同作用，在燃烧初期使得膨胀防火层就能隔热降温，快速有效地减少热传导。本专利技术选用的层状氢氧化铝硅酸盐在150～200℃下具有膨胀性，能迅速膨胀，并脱水形成sio2和al2o3，脱去的水能起到降低温度的作用，形成的sio2和al2o3覆盖在表层，进一步起到阻燃作用。专利技术人发现，通过低温可膨胀石墨、八水合氢氧化钡和层状氢氧化铝硅酸盐三种填料的组合作用，使得膨胀型防火复合板在低于200℃的燃烧初期时，能通过物理作用形成膨胀隔离层，有效隔热、减少热传导，避免火焰的进一步蔓延。
10、本专利技术通过酸源、成炭剂和发泡剂结合填料的综合使用，充分利用了化学膨胀阻燃机理和物理膨胀阻燃机理，使得防火复合板在低于200℃的燃烧初期阶段通过物理作用就能形成膨胀隔离层，有效隔热；随着燃烧的进行和温度的升高，酸源、成炭剂、起泡剂三者在250～400℃的高温阶段通过化学作用形成膨胀的碳层，有效阻止火焰的蔓延、高效减少热传递；即酸源、成炭剂和发泡剂结合填料的综合使用使得膨胀型防火板在火灾发生本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种膨胀型防火复合板，包括依次堆叠的内层、膨胀防火层和外层，所述内层为镀锌钢板，其特征在于，所述膨胀防火层，包括以下质量份的原料：成炭剂25～40份，酸源10～25份，发泡剂5～15份，填料5～10份，树脂20～40份，水20～30份，所述酸源为聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐和聚磷酸六氨基环三磷磷腈的复配物，所述填料包括低温可膨胀石墨；所述外层为铝箔玻纤布。
2.根据权利要求1所述的膨胀型防火复合板，其特征在于，所述成炭剂为淀粉、壳聚糖、季戊四醇、D-甘露糖醇中的至少一种；所述发泡剂为双氰胺、三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐中的至少一种；所述树脂为聚乙烯醇、羟乙基纤维素、羟丙基纤维中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的膨胀型防火复合板，其特征在于，所述填料为低温可膨胀石墨、八水合氢氧化钡和层状氢氧化铝硅酸盐的复配物，粒径80～200目。
4.根据权利要求1所述的膨胀型防火复合板，其特征在于，所述酸源中的聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐和聚磷酸六氨基环三磷磷腈的质量比为1：(1～2)：(0.5～1.5)，优选1：(1.3～1.8)：(0.8～1.2)。p>
5.根据权利要求1所述的膨胀型防火复合板，其特征在于，所述聚磷酸六氨基环三磷磷腈采取以下步骤的方法制备得到：
6.根据权利要求5所述的膨胀型防火复合板，其特征在于，步骤(P1)所述温水为水温50～60℃，所述反应为85～95℃下反应2～4h，所述烘干为干燥箱中80～100℃烘干12～24h；步骤(P2)所述焙烧一定时间为200～250℃下焙烧1.5～3h。
7.根据权利要求3所述的膨胀型防火复合板，其特征在于，所述填料中的低温可膨胀石墨、八水合氢氧化钡和层状氢氧化铝硅酸盐的质量比为1：(0.2～0.5)：(0.5～1.5)，优选1：(0.3～0.4)：(0.8～1)。
8.根据权利要求1-7任一项所述膨胀型防火复合板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(S4)中所述的加压为0.2～0.5Mpa压0.5～2h，所述的干燥为80～100℃下干燥12～24h。
10.根据权利要求1-7任一项所述膨胀型防火复合板在土星云机柜的防火保护中作为防火罩的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种膨胀型防火复合板，包括依次堆叠的内层、膨胀防火层和外层，所述内层为镀锌钢板，其特征在于，所述膨胀防火层，包括以下质量份的原料：成炭剂25～40份，酸源10～25份，发泡剂5～15份，填料5～10份，树脂20～40份，水20～30份，所述酸源为聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐和聚磷酸六氨基环三磷磷腈的复配物，所述填料包括低温可膨胀石墨；所述外层为铝箔玻纤布。
2.根据权利要求1所述的膨胀型防火复合板，其特征在于，所述成炭剂为淀粉、壳聚糖、季戊四醇、d-甘露糖醇中的至少一种；所述发泡剂为双氰胺、三聚氰胺、三聚氰胺聚磷酸盐中的至少一种；所述树脂为聚乙烯醇、羟乙基纤维素、羟丙基纤维中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的膨胀型防火复合板，其特征在于，所述填料为低温可膨胀石墨、八水合氢氧化钡和层状氢氧化铝硅酸盐的复配物，粒径80～200目。
4.根据权利要求1所述的膨胀型防火复合板，其特征在于，所述酸源中的聚磷酸铵、三聚氰胺聚磷酸盐和聚磷酸六氨基环三磷磷腈的质量比为1：(1～2)：(0.5～1.5)，优选1：(1.3～1.8)：(0.8～1.2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：仝玉，刘庆，孟天畅，南卫涵，
申请(专利权)人：建研防火科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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