專利名稱：具有改進(jìn)熱穩(wěn)定性和改進(jìn)耐火性的絕熱復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種絕熱復(fù)合材料，其包含具有絕熱芯材的兩個(gè)金屬板，其中在絕熱芯材和至少一個(gè)金屬板之間引入有防火層，本發(fā)明還涉及所述材料的生產(chǎn)方法及其在制造儲存建筑物或冷藏建筑物中的用途。
由絕熱芯材和雙側(cè)粘合劑結(jié)合的鋼板或鋁板構(gòu)成的夾層板在建筑應(yīng)用中用作構(gòu)造單元或覆蓋層。它們的耐熱性在火災(zāi)發(fā)生時(shí)通常不夠充分。例如在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，熱塑性泡沫僅僅由于暴露于熱中而熔化并損害夾層板的機(jī)械穩(wěn)定性。
WO 02/064672因此建議使用具有由酚醛樹脂和分散的聚苯乙烯泡沫珠粒組成的連續(xù)相的聚合物泡沫作為芯材。
GB-A 2362586公開了一種用于改進(jìn)聚苯乙烯泡沫板阻燃性的方法，其中用含有基于磷或氯化合物的阻燃劑的液體酚醛樹脂涂布預(yù)發(fā)泡的聚苯乙烯泡沫珠粒，然后使之熔合以產(chǎn)生所述板。然而，這些阻燃的聚苯乙烯泡沫板在暴露于較高溫度中較長時(shí)間時(shí)可能通過熔化而損失掉。
DE-A 196 39 842公開了由聚苯乙烯泡沫板構(gòu)成的防火復(fù)合材料體系，該泡沫板的表面提供有被膨脹組合物飽和的型材或柵格或網(wǎng)格。優(yōu)選將型材、柵格或網(wǎng)格引入泡沫板之間的連接點(diǎn)。
EP-A 0 942 107公開了基本上由PU泡沫構(gòu)成且產(chǎn)生阻燃性的浸漬泡沫，將該泡沫層壓為兩個(gè)自粘合的薄膜，在這兩個(gè)自粘合薄膜之間包含膨脹材料，并公開了其作為防火阻擋物的用途。
因此本發(fā)明的目的是消除上述缺點(diǎn)，并發(fā)明一種具有改進(jìn)耐熱性和改進(jìn)耐火性能的絕熱復(fù)合材料及其生產(chǎn)方法。
由此發(fā)明了本文開頭所述的絕熱復(fù)合材料。絕熱復(fù)合材料的金屬板通常由厚度為1-10毫米的鋼板或鋁板構(gòu)成。
絕熱芯材可以由模塑聚苯乙烯泡沫、擠出的聚苯乙烯泡沫板(XPS)、聚氨酯泡沫、PIR泡沫或石纖維構(gòu)成。絕熱芯材優(yōu)選由模塑聚苯乙烯泡沫板構(gòu)成，該泡沫板可通過將由可發(fā)泡的聚苯乙烯(EPS)組成的預(yù)發(fā)泡聚苯乙烯泡沫珠粒燒結(jié)而得到，這是因?yàn)樵撔静木哂械兔芏纫约翱杉庸ば院烷L期的絕熱性能。優(yōu)選密度為10-50克/升和厚度為50-250毫米的模塑聚苯乙烯泡沫板。
施加在模制品上的防火層可以是層壓材料、板、薄膜、分散體或溶液的形式。防火層的厚度取決于使用的材料且通常為0.1-50毫米，優(yōu)選1-10毫米。合適材料的實(shí)例是由耐熱三聚氰胺樹脂泡沫(例如Basotect)構(gòu)成的泡沫薄膜或由膠凝的堿金屬硅酸鹽溶液(例如Palusol)構(gòu)成的防火層壓材料。絕熱芯材優(yōu)選涂有膨脹組合物。該涂層可以通過噴霧、浸漬、輥涂或展涂而施加到絕熱芯材的一個(gè)或多個(gè)表面上。涂層材料本身阻燃。結(jié)果是使位于其下面的熱敏性芯材不受高溫和跳火的影響，并保持其結(jié)構(gòu)完整性。
膨脹組合物是在暴露于較高溫度，通常高于80℃至100℃時(shí)發(fā)泡且在此過程中形成絕熱耐熱泡沫的材料，其中所述絕熱和耐熱泡沫保護(hù)位于其下面的絕熱芯材使其不暴露于火和熱中。
存在于絕熱復(fù)合材料中的膨脹組合物優(yōu)選為堿金屬硅酸鹽，特別是含水硅酸鈉、可膨脹石墨或可膨脹云母。
本發(fā)明絕熱復(fù)合材料可以通過將兩個(gè)金屬板和絕熱芯材結(jié)合而生產(chǎn)，其中將防火層引入到絕熱芯材和至少一個(gè)金屬板之間，優(yōu)選引入到絕熱芯材分別與兩個(gè)金屬板之間。用于生產(chǎn)絕熱復(fù)合材料的市售機(jī)器可用于此目的。
在一種優(yōu)選方法中，將膨脹組合物用于涂覆絕熱芯材的至少一個(gè)表面，然后將該芯材粘合到金屬板上。還可以將膨脹組合物與粘合劑混合并將該材料一起施加到絕熱芯材或金屬板上，或者使用對金屬板具有充分粘合性的膨脹組合物。
使用的粘合劑可以含有基于聚氨酯樹脂或環(huán)氧樹脂的單組分或雙組分粘合劑。然而，還可以使用基于分散體的粘合劑，例如丙烯酸酯分散體(Acronal)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，粘合劑形成全部或部分防火層。為此，將添加劑如可膨脹石墨、含水硅酸鈉、鋅硼酸鹽、三聚氰胺化合物、金屬氫氧化物，或金屬鹽水合物或其混合物與粘合劑混合?；谡澈蟿?，添加劑的比例通常為2-98重量％，優(yōu)選40-90重量％。為了改進(jìn)例如在展涂或噴霧過程中的加工性能，或者促進(jìn)干燥，或者改進(jìn)粘合效果，也可以將其它的常規(guī)填料與粘合劑混合。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，防火層由基于硅酸鈉的膨脹組合物形成。為此，使用水含量為約65重量％的市售水玻璃溶液，并且將該溶液與水含量為約18重量％的水玻璃粉末混合。可以借助水玻璃粉末的用量而根據(jù)需要調(diào)節(jié)混合物的膠凝時(shí)間。如果合適的話，可以將0-50重量％的無機(jī)填料如金屬氫氧化物或金屬硫酸鹽水合物，或者至多10重量％的有機(jī)填料加入混合物中?？梢灾苯訉⒁后w混合物施用或噴霧到芯材板材上。此處的涂層厚度可以為0.05-5毫米。
膠凝在室溫下進(jìn)行，然而也可以通過暴露于不超過80℃的較高溫度下而促進(jìn)膠凝。由此在芯材板材的所有面上都進(jìn)行涂布，或者僅在隨后用于粘合到金屬板上的寬面上進(jìn)行涂布。
還可以用水玻璃混合物涂布絕熱芯材，并且在完全膠凝之前用金屬片在兩側(cè)上壓住該芯材。
同樣，也可以在芯材沒有被金屬板覆蓋的裸露的邊角處提供涂料組合物，或者可以通過將由石纖維構(gòu)成的絕熱楔引入到板結(jié)構(gòu)中而保護(hù)關(guān)鍵點(diǎn)如端部或連接點(diǎn)使其不暴露于熱或跳火中。涂料的發(fā)泡還可以密封所產(chǎn)生的孔隙并由此阻止跳火進(jìn)入到芯材中。
本發(fā)明的絕熱復(fù)合材料優(yōu)選適用于建筑行業(yè)進(jìn)行正面覆蓋，或者作為已知的“結(jié)構(gòu)絕熱板”用于制造儲存建筑物或冷藏建筑物。
實(shí)施例本發(fā)明實(shí)施例1
在泡沫密度為18克/升的由EPS構(gòu)成的模塑聚苯乙烯泡沫板(600×1000×100毫米)的兩側(cè)提供厚度為2毫米的水玻璃混合物層，該水玻璃混合物由混有水玻璃粉末(水含量18重量％)的水玻璃溶液(水含量65重量％)組成。在該層膠凝和硬化之后，在所得板的兩側(cè)涂布厚度為50微米的PU粘合劑層，然后通過粘合施加厚度為1毫末的鋼板。為了評價(jià)耐熱性和阻燃性，在粘合劑硬化之后將所得的板水平固定，并暴露于來自下方的氣體火焰(火焰溫度大于500℃)中達(dá)30分鐘。在測試的整個(gè)30分鐘時(shí)間內(nèi)，僅有小比例的EPS泡沫芯材熔化，并且該材料沒有著火。由水玻璃組成的泡沫保護(hù)層顯著抑制了對芯材的損害，并且保持了板的結(jié)構(gòu)完整性。
對比試驗(yàn)在泡沫密度為18克/升的由EPS構(gòu)成的模塑聚苯乙烯泡沫板(600×1000×100毫米)的兩側(cè)提供厚度為50微米的PU粘合劑層，并且通過粘合施加厚度為1毫末的鋼板。為了評價(jià)耐熱性和阻燃性，在粘合劑硬化之后將所得的板水平固定，并暴露于來自下方的氣體火焰(火焰溫度大于500℃)中30達(dá)分鐘。僅在5分鐘后，EPS泡沫芯材熔化并著火，并且喪失了板的結(jié)構(gòu)完整性。
權(quán)利要求
1.一種絕熱復(fù)合材料，其包含具有絕熱芯材的兩個(gè)金屬板，其中在絕熱芯材和至少一個(gè)金屬板之間引入有防火層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的絕熱復(fù)合材料，其中防火層包含基于堿金屬硅酸鹽、可膨脹石墨或可膨脹云母的膨脹組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的絕熱復(fù)合材料，其中膨脹組合物包含含水硅酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)的絕熱復(fù)合材料，其中金屬板由鋼或鋁構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)的絕熱復(fù)合材料，其中絕熱芯材由模塑聚苯乙烯泡沫、擠出的聚苯乙烯泡沫板、聚氨酯泡沫或石纖維構(gòu)成。
6.一種通過結(jié)合兩個(gè)金屬板和絕熱芯材而生產(chǎn)絕熱復(fù)合材料的方法，該方法包括在絕熱芯材和至少一個(gè)金屬板之間引入防火層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中在芯材的至少一個(gè)表面上涂覆膨脹組合物以形成防火層，然后將其粘合到金屬板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中用包含膨脹組合物的粘合劑將芯材粘合到金屬板上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)的絕熱復(fù)合材料在制造儲存建筑物或冷藏建筑物中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種絕熱復(fù)合材料，其包含具有絕熱芯材的兩個(gè)金屬板，其中在絕熱芯材和至少一個(gè)金屬板之間設(shè)置有具有膨脹物質(zhì)的防火層。本發(fā)明進(jìn)一步涉及所述材料的生產(chǎn)方法及其在制造儲存或冷藏倉庫中的用途。
文檔編號E04B1/94GK1934322SQ200580009138
公開日2007年3月21日 申請日期2005年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者M·阿爾門德英格, K·哈恩, B·施米德, H·邁爾, E·安東納特斯 申請人:巴斯福股份公司