多层防火系统技术方案

一种防火系统包括至少一层碱金属硅酸盐树脂组合物和下述任一种层的至少一层：绝热层、膨胀层、泡沫层、瓦楞层、反射层和增强材料层。所述防火系统和基材如木料、聚合物等一起使用时，能够提供增强的防火性能、隔热性能、抗氧化性能及类似性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及经改进的防火隔板系统或多层系统，所述系统至少包括一层无机聚合物基体层、该聚合物基体层来自于碱金属硅酸盐、一个或多个非硅酸盐网络形成物和/或一种反应性玻璃，和选择性的第二网络改性剂。其他层可以为下述的任意一层绝热层、膨胀层、泡沫层、瓦楞层、反射面层、可作为单独一层或加入到上述任意一层，优选加入到无机聚合物基体层的增强材料。更具体地讲，上述层在高温和火焰环境下可以作为芯、中间层或外隔板以保护要使用的木料、金属及其类似物。
技术介绍
无机基体被用作复合材料、疏松材料、粘合剂、蜂窝状材料，如泡沫材料或复合材料的阻燃粘合剂。作为疏松材料，它们被用作形成具有一定形状的物体，当被固化时提供结构材料。作为复合材料，基体组合物被用来浸渍织物，这些浸渍的织物可以和其它类似的被浸渍织物一起，形成复合材料层叠，然后成型并被固化形成具有一定形状的物体。这种材料和疏松材料类似，但具有织物强化的优点。目前大家最熟悉的复合材料系统都基于有机聚合物基体，如环氧树脂/玻璃纤维、环氧树脂/碳纤维、聚氨酯/玻璃纤维、PVC/玻璃纤维、聚酰亚胺/石英纤维、聚酯/玻璃纤维和尼龙/玻璃纤维。尽管有机聚合物复合材料呈现出极佳的物理和机械性能，但在可燃性、产生烟和气体及高的使用温度方面具有局限性。有机聚合物基体复合材料的可燃性可以通过加入无机组分和/或添加剂予以降低。在烃和烃聚合物中采用卤原子(如氯)取代氢原子可以大幅度地降低可燃性和产生烟/气，但当温度高于250℃时会降解，在温度高于450℃时会最终焚化。热塑性聚合物在相当低的温度(大约100-300℃)下也会变形，而且，为较高使用温度设计的有机聚合物通常由于材料和加工成本高而被禁止使用。其它复合材料包括金属基体复合材料(MMC)、陶瓷基体复合材料(CMC)、碳-碳复合材料和其它无机基体复合材料。复合材料的基体可以是100％无机的，或者包含一些有机成分。无机基体网络包括陶瓷、氧化物基体陶瓷、玻璃、金属、金属合金、胶结材料及类似物。其它可以考虑的材料包括用无机粘合剂包封的无机粒子、用无机填料填充的有机树脂、无机-有机混合物如硅酮及其它本领域技术人员所知的无机基体材料。因用得起，碱金属硅酸盐被作为无机基体粘合剂材料。例如，授予Davidovits的美国专利4,472,199、4,509,985、4,888,311、5,288,321、5,352,427、5,539,140或5,798,307；授予Woolum的美国专利4,936,939；或授予Rauch的美国专利4,284,664。防火门，作为一种形式的防火隔板，仅在北美就有数十亿美元的市场，欧洲也是如此。由于9.11灾难和来自保险公司的压力，政府开始了越来越严格的立法，因此防火门的市场有望进一步扩大。制造防火门的技术基于防火门需要达到的等级。防火门的性能通过耐火试验进行测量，该试验测量在防火门仍具有足够强度的情况下能够抵抗火焰的时间。试验规程可以不同，但在美国通常采用的一个规程是Warnock-Hersey规程。该规程包括E-119时间-燃烧温度曲线，它在试验结束时带有或不带有消防射流试验。因此，一个门将在一个炉子里暴露在火焰上一定时间，例如，60分钟，然后该门由消防射流进行撞击。能够保持完整性的门将通过该试验。能够大多数抵抗20分钟到数小时的门可以分为20、45、60和90分钟级别的门。20分钟级别的门的构造和材料和90分钟级别的门的构造和材料有着实质的区别，它不但反映在防火等级上，也反应在门的成本上。20分钟级别的门可以是简单的木门或塑料门，它在门边带有膨胀带以密封该门。而60分钟级别或90分钟级别的门除了门边带有膨胀带以外，还需要有一个某些类型的芯以得到额外的时间。该芯根据门的构造和材料具有多种作用。首先，该芯被动地防火以防止火焰穿透该门。第二，该芯使无火侧被隔离，以在试验过程中保持在低温状态下。第三，该芯在暴露于火焰后的消防射流试验期间有助于保持门的结构整体性。防火门中采用的芯可以发挥所有的这些作用或只发挥其中的一个或两个作用。而且，芯在所述的三个方面的效果根据门的结构和材料的不同也会有所不同。大多数90分钟的门为带有矿物芯的金属平板门。这些门里的矿物芯首先作为钢材的绝热材料，而所述的钢材用作防火隔板及在火焰试验后保持强度，以达到通过消防射流试验的目的。也有少数的镶板门(时尚门和轨道门)具有90分钟防火级别。在大多数情况下，这些门的芯都有一种膨胀材料。所述的芯主要用作防火隔板和门无火一侧的绝热层，而作为结构材料的程度则非常有限。在门的无火一侧的木料用作主要的结构材料以抵抗消防射流的冲击。现有结构的例子可以从现有的专利中找到。例如，授予Holter等专利技术人的美国专利4,270,326教导我们在防火门中使用陶瓷织物或玻璃纤维，这里的纤维由类似的针状纤维粘接到一起。而授予Hastings的美国专利4,879,320则教给我们一种阻燃涂料，该阻燃涂料包括分散和悬浮于其中的液体膨胀材料和各种尺寸的耐火纤维。授予Gibb的美国专利4,756,945和4,936,064教给我们了一种防火板，它由一种带有嵌入其中或在其表面的增强材料的耐火材料基体构成。Gibb的4,756,945专利教给了我们一种不可燃的敷层材料，该敷层材料由无机纤维制成，它们形成一种防火的多孔布，一可热膨胀不燃层粘附在基板层的一侧。授予Buchacher的美国专利4,801,486教给了我们一种防火墙，它由含有和石墨/环氧树脂或Kevlar/环氧树脂结合在一起的膨胀材料防火层的复合材料制成。胶结材料的例子包括授予Greve等人的美国专利4,159,302，它教给我们一种包含膨胀珍珠岩、石膏、水凝水泥和无机粘合剂的防火门。授予Fukuba等人的美国专利4,064,317教给了我们一种阻燃石膏板。授予Holzkaemper等人的美国专利6,240,691则教给了我们一种包含由胶结材料制成的泡沫塑料板的复合材料板。授予Ellis的美国专利4,818,595和5,130,184教给了我们用在木料基板或塑料基板上或者木料基板间或塑料基板间的防火隔板，它采用类似漆的铝酸盐水泥浆液和胶态分散的二氧化硅。授予Wood的欧洲专利EP0 674 089教给了我们一种由木料夹层板制成的防火门，这种防火门包括一种绝热的阻燃材料，所述的阻燃材料是铝酸钙水泥和无机纤维的混和物。膨胀组合物可以包括硅酸钠组合物，当它暴露在高温下时会由于泡沫压力的累积而产生膨胀，将之继续暴露在高温下时，会形成一个烧焦层，从而为结构提供保护。在防火涂料中公开和使用了许多膨胀组合物，包括授予Feldman的美国专利4,729,916、授予Welna的美国专利5,476,891、授予Batdorf的美国专利5,786,095、授予Licbt的美国专利4,675,577、授予Navarro等人的美国专利5,498,466及授予Castle等人的美国专利5,580,648。Castle的专利教给了我们一种黄连木的膨胀防火涂料，它可以应用于结构部件，如工字梁。其它膨胀层的例子包括授予Murch等人的美国专利3,934,066、授予vonBonin等人的美国专利5,258,216、授予Dalvaux等人的美国专利5,05本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层防火系统，包括：至少一层碱金属硅酸盐树脂组合物，包括：一种无机树脂组合物，包括碱金属硅酸盐和／或碱金属硅酸盐前体、水和可选的粘土和／或氧化物填料的反应产物；或一种无机树脂组合物，包括碱金属硅酸盐和／或碱金属硅 酸盐前体、一种或多种酸性含氧阴离子化合物、水、可选的一种或多种包含多价阳离子的化合物，和可选的粘土和／或氧化物填料的反应产物；多价阳离子包括元素周期表的第２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５或１６族的多价阳离子或它们的任意组合；或一种无机树脂组合物，包括碱金属硅酸盐和／或碱金属硅酸盐前体、反应性玻璃、水、可选的一种或多种酸性含氧阴离子化合物、和可选的粘土和／或氧化物填料的反应产物；和至少一层任意可选的材料，包括绝热材料、膨胀材料、 泡沫材料、反射材料、增强材料、瓦楞材料，上述的任意材料在其中都包含气体空间，或上述材料的组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰W鲁滨逊，安东尼M马扎尼，克雷格L卡特赖特，
申请(专利权)人：豪富公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]