[发明专利]一种耐高温防火材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于防火材料制备技术领域，具体涉及一种耐高温防火材料及其制备方法和应用。该耐高温防火材料包括凝胶材料和骨架材料，凝胶材料中氧化铝的质量分数为33‑50％，所述骨架材料为具有空心结构的材料。通过控制凝胶材料中氧化铝的质量分数为33‑50％，可以保证凝胶材料充分发生水化反应，为防火材料提供早期强度，提高了防火材料的耐击穿性；当凝胶材料中氧化铝的质量分数低于33％时，防火材料的耐高温性较差。此外在高温下硅酸盐和氧化铝可以生成耐高温的硅酸铝，硅酸铝耐高温性好，从而提高防火材料的耐高温性。通过控制骨架材料为空心结构的材料，可以大幅度降低该材料的热导率。

技术领域

本发明属于防火材料制备技术领域，具体涉及一种耐高温防火材料及其制备方法和应用。

背景技术

高压直流换流站的阀厅是一个全封闭的大尺度屏蔽室，通常具有高达40dB的电磁屏蔽效能，可确保阀厅内部换流系统因晶阀管导通和关断产生的辐射电磁场被限制在阀厅内部，而不造成对阀厅外部敏感设备的电磁干扰。高压换流站直流侧的平波电抗器直流高压极导线和交流侧换流变压器交流相导线将分别通过穿墙套管进入并阀厅内的换流系统连接。为了确保因穿墙套管通过阀厅而不造成阀厅内部的辐射电磁场的外泄，需要在穿墙套管与阀厅金属板或含屏蔽网的混凝土墙体之间填加封堵材料。封堵材料具有两个基本功能：第一能够提供满足要求的电磁屏蔽效能；第二具有一定的机械强度以支撑穿墙套管。除了要求封堵材料具有良好的屏蔽效能和机械强度外，还要求封堵材料不能因损耗过大而产生过热。

目前，换流站阀厅着火多为绝缘油引发，符合烃类火(HC)燃烧特征，可短时间升温至1100℃，封堵材料多为岩棉板等材料，换流站阀厅着火易导致结构岩棉板封堵材料出现烧穿情况。然而，加气混凝土作为岩棉板的替代品，在高温下容易产生裂纹，影响封堵的隔热效果；矿渣具有胶凝材料的潜力，经处理后可做矿渣水泥用，但单独的矿渣水泥板材不具备耐高温能力；珍珠岩是一种高温稳定的保温材料，但市场上多采用水玻璃为粘接剂，该胶凝材料作为保温材料但高温下容易发生分解，导致珍珠岩骨料分离。

中国专利文献CN110803892A公开了一种轻质保温板，由辅助凝胶材料、激发剂、改性剂、骨料、增稠剂和水组成，其中，胶凝材料中的化学组成中CaO+SiO₂+Al₂O₃＞80％，骨料由闭孔珍珠岩、矿渣砂、珠光砂、轻质骨料组成；辅助胶凝材料由矿渣粉、偏高岭土和粉煤灰中一种或几种组成；但是该凝胶材料在高温条件下易被烧穿。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的换流站阀厅封堵不耐高温、易被击穿等缺陷，从而提供一种耐高温防火材料及其制备方法和应用。

为此，本发明提供了以下技术方案。

本发明提供了一种耐高温防火材料，包括以下原料，

凝胶材料和骨架材料；

其中，以所述凝胶材料的总质量计，其包括33-50wt％的氧化铝；

所述骨架材料为具有空心结构的材料。

所述凝胶材料包括矿渣和高岭土的混合物或水泥；

以凝胶材料和骨架材料总质量计，所述骨架材料的含量为20-30wt％；

以凝胶材料和骨架材料总质量计，所述矿渣的含量为40-60wt％，所述高岭土的含量为20-40wt％。

所述骨架材料为膨胀珍珠岩、氧化铝和漂珠中的至少一种。

所述膨胀珍珠岩为闭孔珍珠岩，粒径为50-70目。

进一步地，以凝胶材料总质量计，所述凝胶材料还包括0-3wt％的遮光剂；

所述遮光剂为氧化锆、碳化硅、氧化钛中的至少一种；和/或，