CN1100032A - 复合板 - Google Patents

Abstract

一种复合板，包含有：由天然纤维材料如瓦楞纸 板构成的第一块板20和第二块板22，每块板均浸透 含有热固性树脂、该热固性树脂的增量液和该热固性 树脂的催化剂的液体组合物，热固性树脂已被聚合， 天然纤维材料如牛皮纸构成的格状芯板10，该芯板 浸透液体组合物，格状芯板10夹在第一块板20与 第二块板22之间并与它们粘附在一起；填充在芯板 10的所有格子中的填料组合物，其中含有无机绝热 材料与在高温下释放出水的材料的粒状混合物。

Description

本发明涉及复合板及其制造方法，这种复合板可以用来作为建筑墙板。

现已知道的清水墙隔板和外墙盖板有许多种，用来构筑这些墙板的材料的例子包括胶合板、小木块或纤维板、石膏板、以及纤维增强的水泥板，它们可以固定到木材、镀锌钢或挤压铝材制成的墙筋或框架上，并且还可以含有玻璃纤维、石纤维、聚合物泡沫材料或类似的带有空腔的绝热材料。

由这些材料构成的外墙盖板、清水墙隔板和建筑墙板一般不是工厂预先制造的，因为制成的墙体结构太重，在施工现场如果没有昂贵的设备就没有办法操作。

因此，需要一种具有令人满意的强度/重量比的新型复合板，用以构成这种墙板的材料具有必要的刚度、抗冲击性并容易装修，能够吸音、绝热并且耐火。

一方面，本发明提供了一种复合板，它包括第一块和第二块天然纤维材料的板，每块板都浸透了包含有热固性树脂、所述热固性树脂的增量液和该热固性树脂的催化剂和液体组合物，这种热固性树脂已经被聚合，在上述第一块与第二块板之间夹着一个天然纤维材料的格状芯板，该芯板粘附到第一与第二块板上，并且芯板的所有格子中均填有填料组合物，所述填料组合物含有一种无机绝热材料与一种在高温下释放出水的材料的颗粒状混合物。

最好是，格状芯板由已浸透某种液体组合物的天然纤维材料构成，所述的液体组合物包含有热固性树脂、这种热固性树脂的增量液及该热固性树脂的催化剂，热固性树脂已被聚合。这种液体组合物最好还包含有附加的耐火材料。

复合板可以包含一个沿边缘的细长构件，该构件粘附于复合板的边缘上，它包括浸透热固性树脂、所述热固性树脂的增量液及该热固性树脂的催化剂的天然纤维材料，热固性树脂已被聚合。这一细长构件可设计成用于一个复合板与另一复合板的连接。

另一方面，本发明提供了一种制造上述复合板的方法，该方法包括下列步骤：

（a）将格状芯板粘附于第一块板上；

（b）在芯板的所有格子中填充填料组合物；以及

（c）把第二块板粘附于芯板上并与第一块板隔离开，制成复合板。

如果复合板在沿其边缘处包含有细长构件的话，这一方法还包括下面的步骤：

（d）将该细长构件粘附于复合板的边缘处。

图1是供本发明的复合板使用的第一种格状芯板的平面图；

图2是用以说明图1的芯板的组装方法的示意图；

图3是图1的芯板的透视图；

图4是采用图1-3的芯板的本发明复合板的剖面侧视图；

图5是供本发明的复合板使用的第二种芯板的平面图；

图6是供本发明的复合板使用的第三种芯板的平面图；

图7是采用图6所示芯板的本发明的复合板的剖面侧视图；

图8是供本发明的复合板使用的第四种芯板的平面图；

图9是采用图8所示芯板的本发明的复合板的剖面侧视图；

图10是包括一个细长构件的本发明的复合板的平面图；

图11、12和13示出了供本发明的复合板使用的各种类型的细长构件；

图14、15和16示出了将两个、三个或四个本发明的复合板彼此连接到一起的方法。

本发明的第一实施方案是一种复合板，该复合板的第一部分构件是由天然纤维材料构成的第一块板和第二块板，这两块板例如可以是单壁或双壁的瓦楞纸板、多层的牛皮纸压片、木浆压片等，它们浸透了含有热固性树脂、该热固性树脂的增量液及该热固性树脂的催化剂的液体组合物，所述的热固性树脂已经被聚合，从而赋予上述第一和第二块板以所要求的刚度。

可用于这种浸渍的液体组合物以及浸渍的方法已公布在南非专利No.90/2260（授予Plascon Technologies（Pty）Limited）中，下面还要进行说明。

浸渍和聚合的方法包括：

（1）将上述的板浸透所述的液体组合物，例如采用压力浸渍法；

（2）通过蒸发来回收增量液；

（3）将热固性树脂聚合，例如，通过使上述板承受适宜的温度和压力条件。

所述的液体组合物包含：热固性树脂、该热固性树脂的增量液以及该热固性树脂的催化剂。下文中将给出适于在本发明中使用的各种类型的液体组合物的例子。

通常要求经过预先催化的热固性树脂具有延长的适用期，即树脂混合物中不发生明显的粘度变化的期限。适宜的适用期是14-25天。这可以通过适当选择热固性树脂和增量液以及催化剂来实现。热固性树脂一旦预催化就可以在低温（例如10℃以下）保存，以延长其适用期。

增量液还具有其它一些重要作用，即提供欲浸渍到板中的树脂的重量的改变，以控制树脂粘度，不妨碍聚合以及易于从被浸渍的材料中除去。

热固性树脂可以是酚醛树脂（苯酚甲醛树脂），最好是液态酚醛树脂，它可以在室温或高温下聚合。适宜的酚醛树脂的例子包括：Polylam 2432（National Chemical Products Limited of Germiston，South Africa生产），它是一种液态酚醛树脂，设计使用像磺酸混合物之类的酸性催化剂（例如National Chemical Products Limited公司生产的VX-21催化剂）在室温下固化；

Cellobond（酚醛树脂类粘合剂）J2027L、J2018L、J20/1096L和J20/1081L（British Petroleum Company plc 生产），它们可以使用诸如Phencat 10、Phencat15或VCM90（British Petroleum company plc生产）或者VX-21（National Chemical Products Limited生产）之类的催化剂进行催化；

苯酚糠醛树脂，用六亚甲基四胺催化；

酚醛树脂与蜜胺甲醛树脂或脲甲醛树脂的掺合物。

适合于与酚醛树脂一起使用的增量液可以是该树脂的溶剂或者是低粘度稀释剂，它可以是活性的，也可以是非活性的。代表性的例子包括水，C₁-C₄醇如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇，高碳醇例如糠醇；丙酮以及甲基·乙基酮。

热固性树脂也可以是环氧树脂。通常，首选的环氧树脂是由表氯醇和双酚F制造的低粘度液态环氧树脂。这类树脂的典型例子有Shell Chemical Company以商品名Epikote（环氧类树脂）816、862、232、235和236生产的产品以及Ciba Geigy AG以商品名XD4150、XSA214、Araldite（环氧类树脂）AZ.15和Araldite（环氧类树脂）PY.340-2生产的产品。适用的其它环氧树脂还有带有封端的胺官能团的环氧树脂，例如邻苯二甲酸酐与二亚乙基三胺的反应产物。

适合于与环氧树脂一起使用的潜在催化剂有由Anchor Chemicals（UK）Limited供货的催化剂体系，例如：Ancamine 2014S，它是一种改性的多胺；Anchor 1786B催化剂，它2-氨基-2-甲基-1-丙醇的对甲苯磺酸酯在正丁醇中的50/50溶液；Anchor S.475催化剂，它是吗啉-对甲苯磺酸酯在乙二醇一乙基醚中的50/50溶液；Anchor K.61B催化剂；Ancamide 2066；三氟化硼为基的催化剂，包括Anchor 117、1171、1222、1040和1115，它们是由三氟化硼的化学改性的胺配合物构成；Ancamine 1482，它是芳香胺的液体低共熔混合物；Ancamine SRX，这是一种芳香聚胺；Ancamine SP，它是二氨基二苯砜；等等。这些催化剂通常在80℃左右或80℃以上温度下引发聚合。

适合于与环氧树脂一起使用的增量液有：卤代烃例如二氯甲烷、三氯乙烷、四氯化碳、氯仿、二氯氟甲烷、全氯乙烯、三氯乙烯、三氯氟乙烷和三氯三氟乙烷；二甲苯；甲基·乙基酮；丁基缩水甘油醚；羟甲苯基缩水甘油醚；对叔丁基缩水甘油醚；C₈-C₁₄醇的缩水甘油醚；丁二醇缩水甘油醚；以及丙酮。

热固性树脂也可以是液态的聚酯树脂，例如不饱和的间苯二酸或邻苯二酸液态聚酯树脂。其实例有Scott Bader（英国）生产的产品，包括Crystic 272（用催化剂粉B催化）和Crystic196，以及由DSM生产的商标为Atlac的产品。

其它适用的聚酯树脂是National Chemical Products，Germiston，South Africa生产的产品，例如Polylite 33410、Polylite 8130、Polylite 8000和Polylite 8382X。适合用于这些树脂的潜在催化剂包括：二叔丁基过氧3.3.5三甲基环己烷在邻苯二甲酸二丁酯中的溶液，例如Triganox 29B240、Lucidol KL50、triganox 21、Triganox C或Triganox K-70（商品名，由Akzo Chemie销售）；过氧化苯甲酰组合物；过苯甲酸叔丁酯（代号TBTB和TBPB，由Interox销售）；过氧化二苯甲酰（代号M1KPNA1，Interox销售）。这些催化剂通常在60℃以上、特别是80℃以上的温度下引发聚合。

适合于与聚酯树脂一起使用的增量液包括：卤代烃，例如二氯甲烷、三氯乙烯、全氯乙烯、三氟化溴（trichlorobromine）、三氯乙烷、三氯三氟乙烷、四氯化碳、氯仿和三氯氟甲烷；甲苯；二甲苯；乙酸丁酯；环己烷；苯；四氢呋喃；丙酮和甲基·乙基酮。

另一类可以使用的热固性树脂是室温固化的液态丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯以及甲基丙烯酸甲酯，它们通常是用过氧化苯甲酰粉末催化的；此外还有脲甲醛树脂和蜜胺甲醛树脂，它们是用酸催化的，并且可以用甘醇类内增塑。

上面所述的液体组合物还可以含有其它组分，诸如抑制剂、加速剂、表面活性剂（例如磺基琥珀酸酯，与酚醛树脂一起使用，或者烷芳基磺酸酯，与聚酯或环氧树脂一起使用）、以及增量颗粒（如二氧化硅粒子、微粉化的金刚砂、硼硅酸盐和二氧化硅）。

对于在本发明中使用来说，有两种液体组合物是特别优先选用的，这是因为，它们具有最佳的适用期，它们能保证浸入被浸渍材料中的树脂达到适宜的程度，它们保证了经过浸渍的热固性树脂容易聚合，此外增量液容易回收。

第一种优先选用的液体组合物含有：酚醛树脂；相当于酚醛树脂重量20-100%的增量液，它是C₁-C₄醇，即甲醇、乙醇、丙醇或丁醇，最好是甲醇；酚醛树脂的催化剂，最好是一种酸性催化剂，例如有机酸（例如磺酸）与无机酸（例如磷酸或硫酸）的混合物。

第二种优先选用的液体组合物含有：聚酯树脂或环氧树脂，最好是聚酯树脂；相当于所述树脂重量20-100%的增量液，增量液选自二氯甲烷、三氯乙烯、全氯乙烯、三氯化溴（trichlorobromine）、三氯三氟乙烷和氟三氯甲烷；适宜的催化剂，如过苯甲酸叔丁酯。

复合板中的各个板和构件可以以任何适宜的方法浸透上述液体组合物，下面叙述一种适宜的方法。

将待浸渍的构件放入一个与真空泵相连接的压力容器中。然后使这些构件经受高真空处理，以便排除其各个部位（包括孔格内和孔格外）中的游离空气和气体。然后将上述液体组合物导入该压力容器中。待压力容器中充满该液体组合物时，或者通过向压力容器内导入压缩空气或者采用液压方法对其施加压力，使液体组合物渗入其各个部位。加压周期的持续时间及压力大小取决于液体组合物的性质及上述各部位的特点。待各构件的浸渍达到适宜程度时，从压力容器中排出未使用的树脂，释放该容器中的压力。压力释放后可以再抽真空，使增量液蒸发，将其冷凝并回收，可供以后继续使用，抽真空还有助于过量树脂的排出。随后，从压力容器中取出经过浸渍的构件，将其送往制造方法的下一工序。

在这种方法的下一个工序中，热固性树脂被聚合。聚合可以采用任何适宜的方法进行。

一种适宜的聚合方法包括以任何适宜的方法对构件加热，任选地还可以对其加压。热固性树脂也可选择在室温下聚合。

复合板的第二部分构件是天然纤维材料的格状芯板，该格状芯板的各个格子横截面形状可以是三角形、六边形、矩形、正方形或椭圆形，格状芯板可以由瓦楞纸板或牛皮纸制成，或者可由二者组合制成，并且最好是浸透含有热固性树脂、该热固性树脂的增量液及该热固性树脂的催化剂的液体组合物，所述的热固性树脂已被聚合，从而赋予格状芯板所需要程度的刚度。在南非专利No.90/2260（授予Plascon Technologies（Pty）Limited）中公布了可用于浸渍的液体组合物和浸渍的方法，这在上文中已有描述。

格状芯板被夹在第一块板和第二块板之间并与它们粘附在一起。粘附的方法可以是使用合适的粘合剂。芯板的格子中填以填料组合物，该填料组合物是无机绝热材料与在高温下释放出水的材料的粒状混合物。

无机绝热材料最好从下列物质中选择：有孔骨材、膨胀珍珠岩、石纤维、膨胀粘土、膨胀粉煤灰、玻璃纤维、膨胀石墨、膨胀硅酸盐、沸石或泡沫玻璃、或者它们中的二种或多种的混合物。这些材料为复合板的多孔  格状芯板提供了绝热和防火的填充物。

在高温下释放出水的材料可以从下列物质中选择：铝三水合物、碱金属硅酸盐、无孔骨材（unexfoliated vermiculite）、水合磷酸盐、硼硅酸盐或硼酸盐、铝的氢氧化物、氰尿酸衍生物及类似物、铝水方解石、水纤菱镁矿、水铝钙石（hydracalumite）、hydroganate、水菱镁矿以及铝的水化氧化物，所有这些物质在高温下都释放出结晶水或水合水。此外，这些物质中有一些在被加热到150℃以上、更通常是500℃或更高时（火灾时出现的温度），会发生膨胀、剥落或形成泡沫，使得体积增大，于是形成绝热体。这些材料的主要作用是，一旦发生火灾时将复合板的温度降至最低。

最好是，将上述无机绝热材料以1∶8、尤其是1∶2的重量比与释放出水的材料混合起来，提供颗粒状的填料组合物，用于填充芯板的格子。

另外，在用于浸渍第一和第二块板和/或格状芯板的液体组合物中，或者在用于装饰该复合板的涂料组合物中可以包含有适宜的耐火或防燃材料。耐火材料可以选自硼酸盐、磷酸盐、氮化合物如磷酸氢二铵、以及含卤素的化合物。另外一些适用的化合物是磷酸供体，包括红磷、含有机磷或无机磷的化合物（如碱金属磷酸盐），尤其是磷酸的胺盐或铵盐。适用的耐火材料的一个例子是由Ciba Geigy生产的Reoflam DMMP，它是含磷在25%以上的甲基膦酸二甲酯。

下面参看附图，先看图1-3，图中示出了由第一组构件12和第二组构件14组成的格状芯板10，如图所示，构件12和14在16处开有槽，形成了格栅结构。构件12和14可以由经过浸渍的牛皮纸制成。

再看图4，图中示出了一个复合板18，它包括第一块板20和第二块板22，这两块板是由经过浸渍的瓦楞纸板或牛皮纸制成的，在它们之间夹着一个芯板10。芯板10的每一个格子中填充了填料组合物，填料组合物包括用碱金属硅酸盐（最好是钠碱与硅酸盐之比等于或大于3的硅酸钠）处理过的有孔骨料。芯板10用常规的粘合剂粘附到第一块板20和第二块板22上。

复合板18由两块板20和22及夹在它们之间的芯板10组成，这种结构为复合板提供了足够的刚度，而芯板10的孔格中填充的填料组合物则提供了吸音、绝热和耐火性能。芯板是格状芯板的事实意味着填料组合物完全均匀地分布在整个复合板中，从而避免了出现未填充的空间，未填充的空间有可能成为火焰的通道。另外，当填料组合物例如包含用碱金属硅酸盐处理过的有孔骨料构成时，一旦发生火灾，这种材料在500℃左右会产生泡沫或发生膨胀，并通过解离而释放出水，这也导致产生泡沫。这起到了将有孔骨料粘附在一起的作用，一旦暴露于火焰下的表面被烧穿，可以防止填料从复合板中脱落。此外，当复合板的一侧被火加热时，这种格状结构还阻止了复合板发生变形。另外在火焰中，这种格状墙板往往会碳化而变得绝热。

参看图5，图中示出了第二种芯板24，它是由两侧衬有牛皮纸的瓦楞纸板构成的，相邻的板在若干位置处彼此粘附在一起，形成所示的格状结构。

参看图6，图中示出了第三种芯板26，它是由一侧衬有牛皮纸的瓦楞纸板构成的，相邻的板在若干位置上彼此粘结在一起，形成所示的格状结构。

参看图7，图中示出了复合板28，它包含有第一块板30和第二块板32，这两块板是由浸透液体组合物的瓦楞纸板构成的，在它们之间夹着芯板26，芯板26的每一个格子中填充了如上所述的填料组合物。

参看图8，图中示出第四种芯板34，它是由单层或多层的牛皮纸构成，格子设计成六边形。

参看图9，图中示出了复合板36，它包含有第一块板38和第二块板40，这两块板是由浸透了液体组合物的多层牛皮纸构成，在它们之间夹着芯板34，芯板34的每个格子中填充了填料组合物，例如含有涂敷了硅酸钠的珍珠岩，其中包含铝三水合物。在150℃左右的温度下，铝三水合物开始水解离，由于水蒸发的作用从填料组合物本身吸收蒸发潜热而使填料组合物保持较低的温度。除此之外，在较高温度下水的释放促进了硅酸钠的膨胀。

参看图10，图中示出了复合板42，它包括有第一块板44和第二块板46，这两块板是由经过适当浸渍的瓦楞纸板或多层牛皮纸构成的，在它们之间夹着芯板48，芯板48的每个格子中含有上面所述的填料组合物。该复合板42被设计成，在其边缘50处装配有一个细长构件，这个构件在图中用52表示。该细长构件52的一部分54被嵌入到第一块板44和第二块板46之间，并可以例如用适当的粘合剂粘附到第一块板44和第二块板46上。在复合板42与细长的构件52的54部分之间的区域填以填料组合物。另外，在细长构件52的内部，56、58和60三部分之间，填充填料组合物或硅氧烷防火密封泡沫材料例如由Dow Corning生产的3-65 48 Silicon RTV Foam。附加的部件56、58和60与细长构件52的54部分相连接，通过螺栓60和螺母62以常规的方式将复合板42连接到与之相邻的复合板上。

细长构件52的各部件可以由预先粘在一起的多层牛皮纸构成。

参看图11，图中示细长构件64，它与细长构件52相似，但已完全组装好。参看图12，图中示出另一种形式的细长构件66，它可以用作门框，再看图13，图中示出了又一种形式的细长构件68，它可以用来作为复合板的顶部或底部的框。

参看图14，图中示出了使用图10和11中所示的细长构件将一个复合板70与另一个复合板72连接起来的方法。

参看图15，图中示出按照与图14中所示类似的方式将三个复合板74、76和78相互连接在一起的方法。再看图16，图中示出按照与图14中所示类似的方式将四个复合板80、82、84和86彼此连接在一起的方法。

本发明的复合板的优点在于，它具有良好的耐火、绝热、吸音或使声音减弱等性能，具有高的强度/重量比，质量轻，表面易于装饰，且容易组装。这种组合板的耐火性能由填料组合物的性质而决定，特别是当用释放水的材料处理过时由无机绝热材料的性质而决定。

本发明的复合板还有一个优点是易于现场组装。

Claims (10)

1、一种复合板，包含：第一块和第二块天然纤维制成的板，每块板均浸透包含有热固性树脂、该热固性树脂的增量液及该热固性树脂的催化剂的液体组合物，热固性树脂已被聚合，夹在上述第一块与第二块板之间并与它们粘附在一起的天然纤维材料制成的格状芯板，以及填充在该芯板的所有格子中的填料组合物，该填料组合物含有无机绝热材料与在高温下释放出水的材料的粒状混合物。

2、如权利要求1所述的复合板，其特征在于，格状芯板由浸透液体组合物的天然纤维材料构成，所述的液体组合物含有热固性树脂、该热固性树脂的增量液以及该热固性树脂的催化剂，热固性树脂已被聚合。

3、如权利要求1或2所述的复合板，其特征在于，液体组合物还含有附加的耐火材料。

4、如权利要求1至3中任一项所述的复合板，该复合板沿着边缘有细长构件，该细长构件粘附在复合板的边缘上，它由浸透液体组合物的天然纤维材料构成，所述的液体组合物含有热固性树脂、该热固性树脂的增量液及该热固性树脂的催化剂，热固性树脂已被聚合。

5、如权利要求1至4中任一项所述的复合板，其特征在于，第一块和第二块天然纤维材料的板选自单壁瓦楞纸板、双壁瓦楞纸板、多层牛皮纸压片及木浆压片。

6、如权利要求1至5中任一项所述的复合板，其特征在于，天然纤维材料的格状芯板选自单壁瓦楞纸板、双壁瓦楞纸板和牛皮纸压片。

7、如权利要求1至6中任一项所述的复合板，其特征在于，格状芯板借助适宜的粘合剂被粘附于第一块和第二块板上。

8、如权利要求1至7中任一项所述的复合板，其特征在于，无机绝热材料选自有孔骨料、膨胀珍珠岩、石纤维、膨胀粘土、膨胀粉煤灰、玻璃纤维、膨胀石墨、膨胀硅酸盐、沸石、泡沫玻璃以及它们中的两种或两种以上的混合物。

9、如权利要求1至8中任一项所述的复合板，其特征在于，在高温下释放出水的材料选自铝三水合物、碱金属硅酸盐、无孔骨料（unexfoliated vermiculite）、水合磷酸盐、水合硼硅酸盐、水合硼酸盐、铝的氢氧化物、氰尿酸衍生物及类似物、铝水方解石、水纤菱镁矿、水铝钙石（hydra calumite）、hydroganate、水菱镁矿、铝的水化氧化物以及上述的两种或两种以上的混合物。

10、如权利要求1至9中任一项所述的复合板，其特征在于，无机绝热材料以1∶8的重量比与在高温下释放出水的材料相混合。

Images