一种发泡地聚物防火门芯材料及其制备工艺和制备设备的制作方法

本发明涉及防火门芯材料工艺及制备设备，具体为一种发泡地聚物防火门芯材料及其制备工艺和制备设备。

背景技术：

1、防火门由防火门扇、门樘、五金及其它配件等组。其中门芯材料是决定门扇质量优劣的关键，防火门芯材料应具有轻质、防火、隔音、保温等性能。无机材料具有极佳的温度稳定性和化学稳定性、施工简便，综合造价低、适用范围广，阻止冷热桥产生、强度高、防火阻燃安全性好等一系列优点，应用效果好，是最理想的防火门芯材料。

2、现在符合标准且大量使用的无机填充料门芯板主要有膨胀珍珠岩板、菱镁防火门芯板等不燃无机材料。然而以气硬性胶凝作用为主菱镁制品，在南方这种空气湿度较大的气候条件下，容易返卤，变形。而珍珠岩门芯存在强度低、易开胶、开裂等问题。

3、地聚合物是近年来发展起来的一类强度高、放火性好的无机胶凝材料。地聚物在制备过程中通过加热或加入发泡剂可得到发泡地聚合物材料，其内部气孔既可以降低材料的导热性，还可减轻材料的容重。然而发泡地聚合物发泡过程不易控制，力学性能差限制了其在防火门芯材料中的应用，并且目前制备发泡地聚合物所使用的设备，容易造成原料的损坏，原材料制备过程中材料的损耗有待降低，且效率也有待提高。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种发泡孔径均匀、阻燃性能好、力学性能强、成本低廉、原材料来源广泛的发泡地聚物防火门芯材料及其制备方法及其制备设备。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明以粉煤灰、矿渣等工业废弃物，稻壳、天然纤维等农业副产品为原料，结合水玻璃、水、发泡剂、稳泡剂等制发泡地聚合物防火门芯材料。针对上述技术问题，通过稳泡剂对地聚合物发泡进行控制，通过稻壳、天然纤维提升发泡地聚合物力学性能，具体方案如下：

4、一种发泡地聚物防火门芯材料及其制备工艺和制备设备，包括一种发泡地聚物防火门芯材料工艺，其特征在于：该所述发泡地聚物由粉状混合物、碱性激发剂、水、发泡剂、稳泡剂组合而成；

5、1)所述粉状混合物包括以下组分：f类i级粉煤灰、s95或以上矿渣；

6、2)纯度大于96％的固体氢氧化钠、模数2.2-3.0的水玻璃、水、稻壳-天然纤维活化溶液；

7、3)所述稻壳-天然纤维活化液按以下方式制备而来：稻壳用去离子水洗涤，60-80℃烘干后粉碎过0.25mm筛子，此过程需用到发泡地聚物防火门芯材料制备设备对其做上述制备；将稻壳粉末无氧条件下加热至500-550℃，活化0.5小时；将活化后的稻壳粉、天然纤维加入到2m的氢氧化钠溶液中，180℃反应12h，得到稻壳-天然纤维活化溶液；

8、4)所述发泡剂为质量浓度为30％的双氧水；

9、5)所述稳泡剂为硬脂酸钙；

10、6)活化后的稻壳粉、氢氧化钠溶液、天然纤维按照重量比3：(6～9)：1；

11、7)所述天然纤维包括但不限于黄麻纤维、洋麻纤维、竹纤维、羊毛等。

12、发泡地聚物防火门芯材料工艺的方法，该制备工艺方法包括如下步骤：

13、一、称取原料：按重量份数称取粉煤灰30～60份、矿渣15～25份、氢氧化钠3～5份、水玻璃13～23份、水7～15份、发泡剂0.5～1.5份、稳泡剂0.3～0.8份和稻壳-天天然纤维活化液5～10份；

14、二、制备碱激发剂：将稻壳-天然纤维活化溶液、氢氧化钠倒入水玻璃中混合均匀，得到碱激发剂；

15、三、制备地聚物浆料：将粉煤灰和赤泥混合均匀，加入碱性激发剂和水混合，得到地质聚合物浆料；

16、四、发泡剂和稳泡剂：在地质聚合物浆料中加入稳泡剂和发泡剂，搅拌.～min，搅拌混合均匀得到地聚物泡沫浆料；

17、五、浇筑成型养护：将地聚物泡沫浆料注模，1～2小时后成型拆模，室温条件下养护28天，即完成发泡地聚物防火门芯材料的制备。

18、进一步地，发泡地聚物防火门芯材料工艺中所使用的设备包括稻壳洗涤箱、无机械力洗涤器、衔接立柱、破碎粉碎机和支腿，稻壳洗涤箱上固定安装有无机械力洗涤器，稻壳洗涤箱通过衔接立柱与破碎粉碎机固定相连，破碎粉碎机最少设置有两个，两个所述破碎粉碎机通过衔接立柱固定相连，最下方的所述破碎粉碎机上固定安装有至少三个所述支腿。

19、进一步地，所述稻壳洗涤箱是由壳体、壳盖、低温烘干器、压力表和冷凝器，壳体的内部安装有低温烘干器，壳体上则安装有壳盖、压力表和冷凝器，稻壳洗涤箱的壳体下方通过衔接立柱与破碎粉碎机固定相连，并通过连通管与破碎粉碎机相连通，该连通管上安装有电磁阀。

20、进一步地，所述无机械力洗涤器包括循环管道、闸阀、去离子水管口、循环水泵、注入管道和排出管道，循环管道上安装有闸阀，循环管道的两端分别固定安装有去离子水管口，循环管道的两端分别与循环水泵相连，循环水泵设置有两个，两个所述循环水泵分别与注入管道和排出管道相连通，注入管道和排出管道分别与稻壳洗涤箱的壳体相切连通。

21、进一步地，所述破碎粉碎机包括粉碎外壳、汇聚接通罩、底盖、分流台、伺服电机、偏心盘、粉碎头、球头件、球头罩和稻壳进口，粉碎外壳与衔接立柱固定相连，粉碎外壳的下发固定安装有汇聚接通罩和底盖，汇聚接通罩内侧设置有底盖，底盖上固定安装有分流台，分流台内置安装有伺服电机，伺服电机的输出端与偏心盘固定相连，偏心盘与粉碎头的下端固定相连，粉碎头的上方固定安装有球头件，球头件与球头罩活动安装在一起，球头罩固定安装在粉碎外壳的内部，并设置在两个所述稻壳进口中间下方，稻壳进口开设在粉碎外壳上方。

22、进一步地，所述循环管道整体为‘工’字型结构，循环管道设置在稻壳洗涤箱的一侧，循环管道呈倾斜状态设置。

23、进一步地，所述注入管道安装在稻壳洗涤箱的上方一侧，而所述排出管道安装在稻壳洗涤箱的下方一侧，注入管道和排出管道为斜角对称关系。

24、进一步地，其中一个所述破碎粉碎机的粉碎外壳通过衔接立柱与稻壳洗涤箱的壳体相连，该所述破碎粉碎机的稻壳进口通过连通管与稻壳洗涤箱的壳体相连通，并且该所述破碎粉碎机的汇聚接通罩则与其它所述破碎粉碎机的稻壳进口相连通，最下方所述破碎粉碎机的粉碎外壳上固定安装有支腿。

25、进一步地，所述汇聚接通罩为锥形罩体，汇聚接通罩的内侧底盖上开设有若干个通孔，底盖上固定安装的分流台为锥形结构，分流台和粉碎外壳之间具有允许稻壳流动的间隙，分流台的内部上方为通孔槽，该所述分流台的通孔槽下方内置有伺服电机。

26、进一步地，所述分流台设置的通孔槽允许所述粉碎头旋转运动，粉碎头是由锥头部和偏心部所构成，粉碎头的偏心部穿进分流台设置的通孔槽与其内部的偏心盘固定相连，偏心盘和粉碎头的中心轴不在同一条垂直线上，粉碎头的锥头部上固定安装有球头件，粉碎外壳内部上方设置有锥形区域，该所述粉碎头的锥头部设置在粉碎外壳的锥形区域内侧，粉碎外壳的锥形区域允许所述粉碎头的锥头部进行转动。

27、进一步地，所述球头件是由球头和杆部所构成，球头件的杆部与粉碎头固定相连，球头件的球头与球头罩活动安装在一起，球头罩上方两侧设置的稻壳进口为扇形制成的进口。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

29、1、本发明中使用的粉状混合是粉煤灰和矿渣，二者均为a级防火材料，有优秀的防火隔热能力，粉煤灰和矿渣来源于工业废料，稻壳和生物纤维均为生物质材料，对其进行综合利用符合国家节能减排的条例。

30、2、选用的稻壳碳是对稻壳碱处理得到的活性炭，具有成分稳定，可再生的特点，而生物纤维具有表观密度轻、具有柔性、化学稳定性好的特点，二者的加入可以使发泡地聚物防火门芯材料降低容重，增强抗压、抗折等力学性能，进而能延长防火门的使用寿命。

31、3、稻壳-天然纤维活化液制备过程简单，碱处理可实现稻壳的碳硅分离得到的稻壳炭和硅酸钠溶液在后续工艺中可直接使，能够提高生产效率，降低成本，进行流水线生产。

32、4、通过实施本发明的配合比方案及制备工艺，可制得发泡地聚物的干表观密度为280～360kg/m3、抗压强度为0.6～1.2mpa、抗折强度0.3～0.5mpa、耐火极限2.0～2.8h。可批量生产获得强度高、质量轻、耐火性好的防火门芯材料。

33、5、本发明稻壳-天然纤维活化液制备过程中所使用的设备，对稻壳洗涤的过程中，不是采用搅拌轴旋转产生的作用力，使去离子水进行旋转，而通过从去离子水的底部涡旋切点处抽离，并重新在去离子水顶部涡旋切点处注入，通过去离子水的循环流动，使设备内的去离子水产生涡旋流动，因为设备内部无设置任何旋转机械结构，所以可以防止旋转机械结构产生的作用力作用到稻壳上，而造成稻壳出现粉碎，防止后续粉碎的稻壳难以与去离子水发生分离，并且降低去离子水的污染程度。

34、6、本发明制备过程中所使用设备的破碎粉碎机，与传统辊式粉碎结构具有明显的不同，本破碎粉碎机是采用活动粉碎的方式对其稻壳灵活粉碎，稻壳粉碎的区域直径会不断的发生变化，所以能够避免粉碎后的稻壳相互沾粘而引发堵塞，以及降低后续粉碎稻壳产生结块的现象发生。