专利名称：一种无机防火板的制作方法 许多建筑材料都要求具有防火的特性。目前市场上的防火板，一般是采用无机矿物材料制作，用水混合不同的无机矿物成份，形成浆糊状，该浆糊状混合物随后被投入模具中，再放进焗炉里烤走多余水分而成。在这个制作过程中，不同的无机矿物成份只是简单地被混合在一起，没有产生结构性的化学键，其结构中有很多裂缝。在相对湿度较高的环境里，由于水分子对矿物质的亲合性，这种结构的防火板容易受潮胀大。另外，其结构中的裂缝还使防火板容易破碎，其应用范围也因而受到限制。
本发明的目的在于解决现有技术中无机防火板容易发生结构膨胀，容易破碎的问题，而提供一种强度高，不容易破碎的无机防火板。本发明的目的是这样实现的，一种无机防火板，其特征在于，所述防火板的制作材料主要包括硅酸盐钙粘合剂和无机氧化物颗粒，其中，硅酸盐钙粘合剂在防火板制作材料中的重量百分比为10-15％。燃煤电厂产生的副产品，即煤炭经高温燃烧后的煤灰，可用作替换一半的硅酸盐钙粘合剂。因此，本发明还可以采用以下的技术方案一种无机防火板，其特征在于，所述防火板的制作材料主要包括煤灰、硅酸盐钙粘合剂和无机氧化物颗粒，其中，煤灰在防火板制作材料中的重量百分比为5-7％，硅酸盐钙粘合剂在防火板制作材料中的重量百分比为5-7％。所述的无机氧化物颗粒包括镁碳酸盐，氯氧镁，氧化镁和氧化硅铝，各组分的重量份数比如下镁碳酸盐 50-60 氯氧镁 10-15氧化镁 10-15氧化硅铝5-10所述无机氧化物颗粒的大小范围为0.01到1毫米。所述防火板的制作过程如下先进行水溶过程，将制作材料用水混合，直到它们成为浆糊状，所述水溶过程的长度应持续48小时以上；再把浆糊状的混合物注入一个模子里，然后加热，直至所有水分完全被蒸发。
本发明的无机防火板可以具有复合层结构，包含三个或三个以上的复合层，其中至少有一个夹层为氧化硅纤维层，所述氧化硅纤维层由包含以下组分的材料制成(重量份数比)镁碳酸盐40-55氧化硅铝5-10钙硅酸盐5-15碳酸钙 5-10氢氧化钙3-5玻璃纤维3-5所述氧化硅纤维层可以是再生材料制作的氧化硅纤维层。
所述防火板可以具有三层，位于第一和第三层之间的第二层为氧化硅纤维层或再生材料制作的氧化硅纤维层。
所述防火板还可以具有五层，依次为第一、第二、第三、第四和第五层，其中，第一和第五层为纳米无机氧化物层，第三层为氧化硅纤维层或再生材料制作的氧化硅纤维层。
实施本发明的无机防火板，由于在制作材料中采用了硅酸盐钙粘合剂，在防火板的制作过程中，在大块区域上发生了水溶过程，形成了水合物，因此，减小了水对于防火板的微细管作用，使防火板不易膨胀和破碎。此外，通过采用复合层结构，在其中设置氧化硅或再生材料制作的氧化硅纤维夹层，可以使无机矿物材料结合紧密，大大提高了防火板的强度。增加了纳米无机氧化物层后，本发明的防火板还具有自洁、杀菌、防霉的特性。本防火板均取自天然无机矿物材料，具有可循环使用的特点，有利于环保。


图1显示了本发明的无机防火板的实施例一的制作过程的水溶过程阶段中水合物的形成过程；图2是本发明的无机防火板的实施例一的制作过程的整个水溶过程中，在防水板制作材料中逐步发生水合过程的示意图；图3是本发明的无机防火板的实施例二的结构示意图；图4是本发明的无机防火板的实施例三的结构示意图；图5是本发明的无机防火板的实施例四的结构示意图。

实施例一在本实施例中，本发明的防火板的制作材料主要包括硅酸盐钙粘合剂和无机氧化物颗粒，其中，硅酸盐钙粘合剂在防火板制作材料中的重量百分比为10-15％。
所述的无机氧化物颗粒包括镁碳酸盐，氯氧镁，氧化镁和氧化硅铝。各组分的重量份数比如下镁碳酸盐50-60氯氧镁 10-15氧化镁 10-15氧化硅铝5-10防火板的硬度、形状和纹理都会被无机氧化物颗粒大小影响。镁碳酸盐、氯氧镁、氧化镁、氧化硅铝的大小范围为0.01到1毫米。
其中，硅酸盐钙粘合剂的制备方法如下先用机械磨把由钙硅酸盐，碳酸钙和梳打石灰所组成的无机氧化物磨成粉末，其中，各组分的重量份数比如下钙硅酸盐40-50碳酸钙 40-50梳打石灰20-30
然后，加水混和，在保持恒温800℃的焗炉内搅拌2小时。
在混和的过程间，固体无机氧化物开始一起熔化及被黏合在一起。并发生以下化学反应
在硅酸钙作为种子的情况下CaO+CO3→3CaO.SiO22CaO.SiO23CaO.AlO24CaO.Al2O3.MgO这样，就制成了硅酸盐钙粘合剂。
本发明防火板的制作过程如下先进行水溶过程，将制作材料用水混合，直到它们成为浆糊状。水溶过程的长度应持续48小时以上，以保证混合物成为水合物。这个过程非常重要并可决定及控制最终产品的抗水力。再把浆糊状的混合物注入一个不锈钢的模子里，然后于焗炉里加热100℃左右，直至所有水分完全被蒸发。
图1显示了水合物由外及内的形成过程。原始的粒状材料先从外部112至内部111形成水合，未成水合的核心113将慢慢减少，直到整个粒状原料成为水合物，并形成水晶状的氧化物框架结构114。
图2显示了整个水溶过程的水合物产生过程。在初始阶段121，水份相对于无机物的成份比率为0.3。图中空白部份代表被水充满的空间。在第二阶段122，在33％水合物形成后，粒状材料外表的水合物1221形成在第三阶段123，在67％水合物形成后，未成水合的核心的外面被水合物清楚地围拢着，而且内部水合物也开始形成，主要水晶状的氧化物框架结构1231也开始形成。在第四阶段124，100％水合物形成后，未成水合的核心已消失，但仍保持原来的形状，水合物互相连接并形成大块区域。大块区域越是形成，水于防火板的微细管作用越小，微细管水份/无机氧化物成份比率也减少。
水溶过程重要地影响最终产品的抗水力，这是因粒状无机氧化物之间的微细管水份填装粒状无机物之间的空间，其成份过多会削弱整个防火板的受力程度。因此，应减少无机氧化物之间的微细管水份降低微细管水份/无机氧化物成份比率，增加防火板的的强度。
在混合所有原材料时，如增量硅酸盐钙粘合剂，便需要更多的水份作为水合物的形成，这增加了水于整个结构的比例，结果降低成品的强度和耐压度。但是，太少的硅酸盐钙粘合剂会使成品质量降低，易碎，最恰当的硅酸盐钙粘合剂及无机氧化物颗粒比率为1∶10到1∶7。
燃煤电厂产生的副产品煤炭经高温燃烧后可用作替换一半的硅酸盐钙粘合剂。因此，本发明的防火板的制作材料可以主要包括煤炭、硅酸盐钙粘合剂和无机氧化物颗粒，其中，煤炭在防火板制作材料中的重量百分比为5-7％，硅酸盐钙粘合剂在防火板制作材料中的重量百分比为5-7％。
所述的无机氧化物颗粒包括镁碳酸盐，氯氧镁，氧化镁和氧化硅铝。各组分的重量份数比如下镁碳酸盐 50-60氯氧镁10-15氧化镁10-15氧化硅铝 5-10本发明的防火板成品中含三维硅酸钙氧化物框架结构。如利用能谱仪与X-射线荧光分析谱仪对本发明的防火板进行元素分析，其中的三维硅酸钙氧化物的硅和钙的比率应为1∶4到1∶5，三维硅酸钙氧化物框架的纤维直径大小应为10-100μm。所述三维硅酸钙氧化物框架结构主要包含链状的三钙(tricalcium)硅酸盐或二钙(dicalcium)硅酸盐或其混合物，各成分之间可彼此交织，从而形成了一个三维氧化物框架结构。
以铜作阳极对本发明的防火板进行X-射线(波长1.314毫微米)分析，本发明的防火板的结构成份具有以下主要独特数据

从表中结果可以看出，在有机硅树脂中添加滑石粉、云母粉、氧化镁、氧化镍等矿物或氧化物，都可以提高有机硅涂料的耐热温度，但都没有超过700℃，只有实施例2和实施例5，即有机硅树脂与三氧化二铬的比例为1∶1和1∶2时，其耐热性能均达到900℃，表面平整无裂纹。因此含铬有机硅耐温涂料是一种很具潜力的耐高温涂料。由于该涂料的工艺简单，使用方便，可操作性强，因而该涂料的应用与发展具有广阔的前景。
然后将第二层的制作材料用水混合，直到它们成为浆糊状。调整氧化钙的份量直到浆糊状的酸碱值为8-10，并注入已含第一层的不锈钢的模子里。然后于焗炉加热，每分钟升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸发。
再加入与第一层材料相同的成浆糊状的第三层材料，然后于焗炉里加热，每分钟升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸发。
再把焗炉内的温度调高，每分钟升高1度至140-160℃之间，再使混合物于焗炉内加热二至四小时，直至三维结构的氧化硅纤维于最终产品的结构内形成。
实施例三如图4所示，为本发明的第三实施例。在本实施例中，防火板同样包括三层。第一层141和第二层143的制作材料与实施例二中相同，而不同之处在于，第二层142是采用了再生材料制作。
其制作方法为先将第一层的制作材料用水混合，直到它们成为浆糊状，再把浆糊状的混合物注入一个不锈钢的模子里，然后于焗炉里加热，每分钟升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸发。
然后将回收的实施例二的防火板磨成粉状，再用水混合硅酸盐钙粘合剂(5-10份)，玻璃纤维(5-10份)及再生材料(75-85份)，直到使成浆糊状。然后于焗炉里加热，每分钟升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸发。
再加入与第一层材料相同的成浆糊状的第三层材料，然后于焗炉里加热，每分钟升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸发。
再把焗炉内的温度调高，每分钟升高1度至140-160℃之间，再使混合物于焗炉内加热二至四小时，直至三维结构的氧化硅纤维于最终产品的结构内形成。
实施例四如图5所示，在本实用新型的第三实施例中，无机防火板包括五层从外向内的第一层151及第五层155主要为预涂在模子的表面的一层厚度为0.1至0.5毫米的无机氧化物粉末，如石灰粉、二氧化钛粉末，或含纳米小孔的沸石粉末的无机氧化物粉末。第二层152及第四层154的矿物成份跟实施例二中的第一和第三层相同。第三层153的主要矿物成份跟实施例二或实施例三中的第二层相同。
其制作方法为将第三层材料用水混合，直到成为浆糊状。调整氧化钙的份量直到浆糊状的酸碱值为8-10。把浆糊状的混合物注入一个已含第一层151及第二层152的不锈钢的模子里，然后于焗炉里加热，每分钟升高1度至100℃，直至所有水分完全被蒸发。再加入第四层154及第五层155材料，再把焗炉内的温度调高每分钟升高1度至140-160℃之间，再使混合物于焗炉内加热二至四小时，直至三维结构的氧化硅纤维于最终产品的结构内形成。


本发明提供一种无机防火板，其特征在于，所述防火板的制作材料主要包括硅酸盐钙粘合剂和无机氧化物颗粒，其中，硅酸盐钙粘合剂在防火板制作材料中的重量百分比为10－15％。燃煤电厂产生的副产品煤炭经高温燃烧后可用作替换一半的硅酸盐钙粘合剂。本发明的无机防火板不易膨胀和破碎，强度增大，并具有可循环使用的特点，有利于环保。