建筑用膨胀型阻火带材及应用于该带材的膨胀型阻燃带

摘要

本发明公开了一种建筑用膨胀型阻火带材，属于建筑防火装置领域，用于管道防火，其包括膨胀型阻燃带，所述膨胀型阻燃带的外表面包覆有外壳，所述外壳的外表面安装有支撑架，支撑架的外部安装有卡箍，所述卡箍的上下两个端面分布有卡板，卡板分别与膨胀型阻燃带、外壳、支撑架、卡箍的端面接触；所述支撑架为绕外壳外表面均匀分布的“∧”结构，相邻的“∧”结构之间和“∧”结构内部空间均留有空隙；所述膨胀型阻燃带上开有若干的辅助膨胀孔，辅助膨胀孔的内部安装有导热杆。本发明能够提供一种阻火效率大，膨胀效率高，膨胀能力强且强耐水，耐水泥，自身稳定性高，尺寸适应性极强的新型建筑用发泡型阻燃带材。

说明书

技术领域

本发明属于建筑防火装置领域，具体地说，尤其涉及一种建筑用膨胀型阻火带材及应用于该带材的膨胀型阻燃带。

背景技术

随着城市化进程的加快，城市中建筑物的数量和高度逐渐增加，而建筑物发生火灾的情况也时有发生。在对建筑物发生火灾的调查中发现，造成建筑物火情蔓延的情况之一是建筑物中的管道。

塑料管道在各类公共和民用建造中获得普遍利用，特别是性能优良的PVC-U型管道利用率极高，但塑料管道经常轻率成为火灾散布的通道，塑料管道遇热火烧毁后构成的孔洞像一个烟囱，使火焰和烟气从一层沿管道拆开和拆开至另一层，或从一个房间拆开和拆开到另一个房间，火灾所造成的损失就会大大增加。

为了最大程度降低火灾所造成的生命财产的损失，高层建筑需要在建造和有防火要求的其他建造的部位方式有阻火圈。阻火圈能够在火灾发生后通过内部芯材的受热膨胀，挤压软化或者碳化管材，能够在较短的时间内对管道的洞口进行封堵，阻止火势沿着洞口蔓延。因此阻燃膨胀芯材起始膨胀温度，高温下的膨胀体积对管道火灾发生至被完全封堵上的时间相当重要，除此之外，阻火圈的结构以及安装方法对阻火圈的阻火性能也有着至关重要的影响。

现在国内外的阻火圈的结构基本是出于防水和防水泥的考虑，采用金属壳体和膨胀芯材两部分构成，同时为了防止金属壳体在潮湿的环境中生锈同时缩短阻火圈的耐火封堵时间，将壳体采用不锈钢材料同时做成锯齿型，并用椭圆形固定螺丝将其固定。上述现行专利和产品存在的问题是成本造价较高，安装起来比较困难，除此之外，工地在实际施工时，暗装过程中经常存在阻火圈开口尺寸有偏差，安装和运输过程中容易碎裂的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种建筑用膨胀型阻火带材及应用于该带材的膨胀型阻燃带，其能够提供一种阻火效率大，膨胀效率高，膨胀能力强且强耐水，耐水泥，自身稳定性高，尺寸适应性极强的新型建筑用发泡型阻燃带材。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明中所述的建筑用膨胀型阻火带材，包括膨胀型阻燃带，所述膨胀型阻燃带的外表面包覆有外壳，所述外壳的外表面安装有支撑架，支撑架的外部安装有卡箍，所述卡箍的上下两个端面分布有卡板，卡板分别与膨胀型阻燃带、外壳、支撑架、卡箍的端面接触；所述支撑架为绕外壳外表面均匀分布的“∧”结构，相邻的“∧”结构之间和“∧”结构内部空间均留有空隙；所述膨胀型阻燃带上开有若干的辅助膨胀孔，辅助膨胀孔的内部安装有导热杆。

进一步地讲，本发明中所述的导热杆包括内杆体、中部杆体和外杆体，且内杆体、中部杆体和外杆体的长度依次递减，在内杆体与中部杆体、中部杆体和外杆体之间分别填充有内隔热层、外隔热层。

进一步地讲，本发明中所述的导热杆的底部安装有封闭块，所述封闭块为软化点为不低于40℃的石蜡-硬脂酸材料。

进一步地讲，本发明中所述的卡箍上开有卡箍安装孔，卡箍安装孔内安装有导热杆。

进一步地讲，本发明中所述的膨胀型阻燃带在位于辅助膨胀孔的上端面位置处设置有凸起的圆环结构。

进一步地讲，本发明中所述的膨胀型阻燃带由如下重量份的成分组成

弹性体20~80；

膨胀材料20~80；

过氧化物交联剂0.1~0.3；

助交联剂0~0.3；

阻燃剂5~10；

表面处理剂0~0.4；

分散润滑剂0~0.4；

抑烟剂5~10；

增强纤维0~10；

高效导热剂0~10。

进一步地讲，本发明中所述的弹性体为聚氨酯弹性体、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-辛烯共聚物、丙烯-辛烯共聚物中的一种。

进一步地讲，本发明中所述的表面处理剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-丙基三甲氧基硅烷、硬脂酸、钛酸酯、铝酸酯、锆酸酯中的一种。

进一步地讲，本发明中所述的导热杆为含有电加热装置的导热体，导热体通过导线与自备电源连接，所述导线上设置有温控开关。

进一步地讲，本发明中所述的电加热装置包括电加热线圈、电加热棒。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明制备的膨胀带材具有高柔韧性的特点，避免了传统阻火圈在运输和安装过程中的容易损坏的缺点。

2、本发明制备的膨胀带材，属于可固性材料，燃烧过程中迅速交联，流动性适中，避免了带材在燃烧膨胀过程中因挤压二产生流动的问题。

3、本发明制备的膨胀带材，属于环保型阻燃剂，阻燃效率高，带材阻燃性能可达到V0级别，同时燃烧不产生二噁英等有毒物质。

4、本发明采用抑烟剂，可降低带材和管材在燃烧过程中的发烟量。

5、本发明采用了增强纤维，避免带材在膨胀过程中松散脱落；同时加入高效导热剂，有利于热量传导和带材的均匀膨胀。

6、本发明采用了双层的紧固结构，能够保证阻火带材的安装稳定性，且在双层的紧固结构之间留有容纳空气流通的空隙，确保在发生火灾的情况下实现膨胀型阻燃带的快速反应，阻止火焰及烟气沿着管道蔓延。

7、本发明在膨胀型阻燃带内安装有若干伸出的导热杆，导热杆能够提前感应火焰并传递温度，缩短膨胀型阻燃带遇热膨胀的时间，提高封堵管道的效果。

8、本发明在膨胀型阻燃带内部安装的导热杆为电加热机构，采用备用电源，更进一步的在火灾蔓延前提高感知进行主动封堵，提高应对火灾的能力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中导热杆的结构示意图。

图3是本发明中温控开关的结构示意图。

图中：1、紧固件；2、卡箍；3、卡箍安装孔；4、支撑架；5、外壳；6、膨胀型阻燃带；7、辅助膨胀孔；8、圆环结构；9、卡板；10、卡板固定孔；11、内杆体；12、内隔热层；13、中部杆体；14、外隔热层；15、外杆体；16、封闭块；17、导电杆；18、铰接轴；19、开关壳体；20、导流孔；21、温控装置；22、导电座。

具体实施方式

下面结合实施例对本申请所述的技术方案作进一步地描述说明。

实施例1：一种建筑用膨胀型阻火带材，包括膨胀型阻燃带6，所述膨胀型阻燃带6的外表面包覆有外壳5，所述外壳5的外表面安装有支撑架4，支撑架4的外部安装有卡箍2，所述卡箍2的上下两个端面分布有卡板10，卡板10分别与膨胀型阻燃带6、外壳5、支撑架4、卡箍2的端面接触；所述支撑架4为绕外壳5外表面均匀分布的“∧”结构，相邻的“∧”结构之间和“∧”结构内部空间均留有空隙；所述膨胀型阻燃带6上开有若干的辅助膨胀孔7，辅助膨胀孔7的内部安装有导热杆。

实施例2：一种建筑用膨胀型阻火带材，其中所述导热杆包括内杆体11、中部杆体13和外杆体15，且内杆体11、中部杆体13和外杆体15的长度依次递减，在内杆体11与中部杆体13、中部杆体和外杆体15之间分别填充有内隔热层12、外隔热层14。所述导热杆的底部安装有封闭块16，所述封闭块16为软化点为不低于40℃的石蜡-硬脂酸材料。所述卡箍2上开有卡箍安装孔3，卡箍安装孔3内安装有导热杆。所述膨胀型阻燃带6在位于辅助膨胀孔7的上端面位置处设置有凸起的圆环结构8。其余部分的结构及连接关系与任一前述实施例中所述的结构及连接关系相同。

实施例3：一种应用于建筑用膨胀型阻火带材的膨胀型阻燃带，其中所述膨胀型阻燃带6由如下重量份的成分组成：

弹性体20~80；

膨胀材料20~80；

过氧化物交联剂0.1~0.3；

助交联剂0~0.3；

阻燃剂5~10；

表面处理剂0~0.4；

分散润滑剂0~0.4；

抑烟剂5~10；

增强纤维0~10；

高效导热剂0~10。

其余部分的结构及连接关系与任一前述实施例中所述的结构及连接关系相同。

实施例4：一种建筑用膨胀型阻火带材，其中所述膨胀型阻燃带6由如下重量份的成分组成：

弹性体80；

膨胀材料80；

过氧化物交联剂0.3；

助交联剂0.3；

阻燃剂10；

表面处理剂0.4；

分散润滑剂0.4；

抑烟剂10；

增强纤维10；

高效导热剂10。

其余部分的结构及连接关系与任一前述实施例中所述的结构及连接关系相同。

本发明的目的是提供一种能够阻火效率大，膨胀效率高，膨胀能力强且强耐水，耐水泥，自身稳定性高，尺寸适应性极强的建筑用膨胀型阻火带材及应用于该带材的膨胀型阻燃带。为了实现上述功能，本发明在阻火带材的结构和膨胀型阻燃带6的材料配比上进行了改进。

具体地说，在本发明中的结构改进上，主要体现在如下的方面：

在本发明中采用卡箍2和外壳5来进行膨胀型阻燃带6在PVC-u排水管上的固定，并且在本发明中，所述的卡箍2和外壳5之间还安装有支撑架4。如图1所示，所述的支撑架4的结构为“∧”结构，这种结构的目的在于在支撑架4之间留有空隙，能够保证空气流通。当发生火灾时，其产生的烟气能够通过上述空隙，并且在导热性能好的外壳5的作用下对膨胀型阻燃带6预加热，缩短其受热膨胀的时间。

在本发明中还采用了在膨胀型阻燃带6上分布有或者均匀分布有若干的辅助膨胀孔7，辅助膨胀孔7的内部安装有导热杆。导热杆在本发明中采用两种形式，一种形式为三层杆体组成的结构形式，一种为带有电加热装置的导热杆。对于三层杆体组成的导热杆形式，如图2所示，其包括内杆体11、中部杆体13和外杆体15。内杆体11与中部杆体13和外杆体15构成阶梯结构，外杆体15所采用的金属导热率应大于240 W/(m*K)，如金属铝，内杆体11和中部杆体13的金属导热率应大于401 W/(m*K)，如金属铜。为了降低各自金属在导热过程中的热量损耗，本发明在内杆体11、中部杆体13和外杆体15的接触位置设置有隔热层。在火灾所产生的热量碰到导热杆，导热杆受热并将热量传递至所连接的膨胀型阻燃带6上，提前对膨胀型阻燃带6进行预热，缩短其发生反应的时间。不同长度和导热率的杆体能够在火灾不同阶段进行热量传递，有效节约反应时间。在发生火灾时，外部的封闭块16由于采用石蜡这种受热软化及流动的材料，能够脱离导热杆，避免影响导热杆传递热量。同时，在正常状态下又能够保证导热杆的封闭。

本发明中另一种形式的导热杆采用的是含有电加热装置的结构。其工作原理是在发生火灾时，其能够通过导线、备用电源和温控开关实现自身的加热，加热温度应当大于促进膨胀型阻燃带6开始反应的起始温度。

本发明如图3所示的温控开关结构，其包括开关壳体19，在开关壳体19的内部设置有水平的隔板，隔板上开有导流孔20。在隔板上安装有导电座22，导电座22的顶部安装有铰接在开关壳体19上的导电杆17。导电杆17与导电座22之间留有温控装置21。温控装置21为石蜡材料制成或者中空的玻璃管结构，其受热温度需要达到40℃。当温度达到上述温度后，温控装置21从导电座22上流走或者破碎，使得导电杆17与导电座22接触构成通路，促使备用电源通过导线使得导热杆升温，加热膨胀型阻燃带6。需要说明的是，导电座22与隔板之间安装有绝缘块，导线通过螺钉安装在导电座22的一侧，铰接轴18处安装有导线的另一端。

在本发明中，卡箍2上开有卡箍安装孔3，在卡板固定板10上安装有卡板9。卡板9位于膨胀型阻燃带6的圆环结构8上，在上下两端固定膨胀型阻燃带6。圆环结构8位于膨胀型阻燃带6的上部，用于封堵膨胀型阻燃带6上的辅助膨胀孔7，并加强该部分的机械性能。所述卡箍2为四段式结构，通过设置有的紧固件1来实现相互之间的固定，所述外壳5为卡扣式结构。

具体地说，在本发明中的膨胀型阻燃带6构成成份上的改进，主要体现在如下的方面：

弹性体20~80；

膨胀材料20~80；

过氧化物交联剂0.1~0.3；

助交联剂0~0.3；

阻燃剂5~10；

表面处理剂0.2~0.4；

分散润滑剂0.2~0.4；

抑烟剂5~10；

增强纤维5~10；

高效导热剂5~10。（按照重量份计）

其中所述的弹性体包括聚氨酯弹性体，乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-丙烯酸共聚物，乙烯-辛烯共聚物，丙烯-辛烯共聚物中的一种。

本发明所涉及的应用于建筑用膨胀型阻火带材的膨胀型阻燃带，其中所述的膨胀材料包括可膨胀石墨，可膨胀蛭石，膨胀土中的一种或几种混合。

本发明所涉及的应用于建筑用膨胀型阻火带材的膨胀型阻燃带，其中所述的过氧化物交联剂，选择2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧）己烷、双二四-[双（2, 4-二氯苯甲酰）过氧化物、过氧化二（4-甲基苯甲酰）、过氧化二异丙苯、二（叔丁基过氧化异丙基）苯、1,1-二叔丁基甲基-3,5,5-三甲基环己烷中的一种或几种混合。

本发明所涉及的建筑用膨胀型阻火带材，其中所述的助交联剂为三烯丙基异氰尿酸酯，三烯丙基氰尿酸酯，三羟基甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一种。

本发明所涉及的应用于建筑用膨胀型阻火带材的膨胀型阻燃带，其中所述的的阻燃剂为磷酸铵，三氧化二锑，十溴二苯乙烷，红磷，三聚氰胺中的一种或者几种混合。

本发明所涉及的应用于建筑用膨胀型阻火带材的膨胀型阻燃带，其中所述的表面处理剂为3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、硬脂酸、钛酸酯、铝酸酯、锆酸酯中的一种或几种混合。

本发明所涉及的应用于建筑用膨胀型阻火带材的膨胀型阻燃带，其中所述的分散润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、PE蜡、褐煤酸、硬脂酸钙、硬脂酸中的一种或几种混合。

本发明所涉及的应用于建筑用膨胀型阻火带材的膨胀型阻燃带，其中所述的抑烟剂为膨胀型红磷,氢氧化镁,氢氧化铝,茂金属中的一种或几种混合。

本发明所涉及的应用于建筑用膨胀型阻火带材的膨胀型阻燃带，其中所述的增强纤维为玻璃纤维，碳纤维，聚酯纤维中的一种或者几种混合。

本发明所涉及的应用于建筑用膨胀型阻火带材的膨胀型阻燃带，其中所述的的高效导热剂为纳米级碳化硅，氮化铝，氮化硼，氧化镁，氧化铝，石墨粉末中的一种或者几种。

在本发明的说明书中提供如下的制备方法，以便帮助本领域的技术人员理解该发明中所述的膨胀型阻火带材，该材料按以下制备过程进行：

步骤一：将表面处理剂、分散润换剂、阻燃剂、膨胀材料、抑烟剂按质量份数称重，在混合机中混合3-5分钟。

步骤二：将弹性体、过氧化物按质量份数承重，与步骤一所得的混合物在混合机中混合3-5分钟，然后在挤出机温度为60-150℃，螺杆转速为200-500rpm的工艺条件下挤出带材。

采用上述制备方法和如下重量份的材料进行制备后，对制备后的膨胀型阻燃带6进行了参数的测定与比对。

实验1：将3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺、乙撑双硬脂酰胺、磷酸铵、可膨胀石墨、氢氧化铝、玻璃纤维、纳米氮化硼在混合机中混合5分钟，各组分重量份数为：

3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺 0.2

乙撑双硬脂酰胺0.2

磷酸铵5

可膨胀石墨30

氢氧化铝15

玻璃纤维7

纳米氮化硼5

将乙烯-醋酸乙烯共聚物、2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧）己烷加入到步骤一配好的料中，混合5分钟，各组分重量份数为：

乙烯-醋酸乙烯共聚物 60

2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧）己烷 0.2

实验2：

将3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺、乙撑双硬脂酰胺、磷酸铵、可膨胀石墨、氢氧化铝、玻璃纤维、纳米碳化硅在混合机中混合5分钟，各组分重量份数为：

3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺 0.3

乙撑双硬脂酰胺0.2

磷酸铵8

可膨胀石墨50

氢氧化铝10

玻璃纤维8

纳米碳化硅5

将乙烯-醋酸乙烯共聚物、2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧）己烷、三烯丙基异氰尿酸酯加入到步骤一配好的料中，混合5 分钟，各组分质量份数为：

乙烯-醋酸乙烯共聚物50

2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧）己烷0.3

三烯丙基异氰尿酸酯 0.15

实验3：

将3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺、乙撑双硬脂酰胺、磷酸铵、可膨胀石墨、氢氧化铝、碳纤维、纳米碳化硅在混合机中混合5分钟，各组分重量份数为：

3-三乙氧基甲硅烷基-1-丙胺 0.2

乙撑双硬脂酰胺0.2

磷酸铵10

可膨胀石墨60

氢氧化铝10

碳纤维8

纳米碳化硅5

将乙烯-醋酸乙烯共聚物、2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧）己烷、三烯丙基异氰尿酸酯加入到步骤一配好的料中，混合5分钟，各组分重量份数为：

乙烯-醋酸乙烯共聚物30

2,5-二甲基-2,5-双（叔丁基过氧）己烷0.4

三烯丙基异氰尿酸酯 0.1。

实验的检测结果如下：

从检测结果来看，采用本发明制备的膨胀型阻火带材，既有足够的刚性，又有较好的柔韧性，同时燃烧性能满足相关标注的要求，相比现有阻火圈产品，安装灵活，安装造成的废品率低。