ES2945720T3

ES2945720T3 - Cajas de aislamiento

Info

Publication number: ES2945720T3
Application number: ES18804494T
Authority: ES
Inventors: Luigi Bertucelli
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2018-11-05
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2038-11-05
Also published as: JP7417522B2; EP3717824B1; KR102607622B1; KR20200093572A; JP2021504641A; WO2019108344A1; EP3717824A1; US11225304B2; CN111386422A; US20200346720A1

Abstract

Una caja de aislamiento de una barrera aislante en un transportador de gas licuado incluye una estructura de caja que incluye un panel inferior, un panel superior, pilares externos y, opcionalmente, al menos una partición interna que define al menos un vacío. El al menos un hueco incluye al menos un panel de aislamiento multicapa. Cada uno de los al menos un panel aislante multicapa incluye al menos una capa de revestimiento, al menos una primera capa de poliuretano que tiene una primera densidad de 100 kg/m3 a 2000 kg/m3 según ASTM D 1622, y al menos una segunda capa de poliuretano que tiene una segunda densidad inferior a 100 kg/m3 según la norma ASTM D 1622. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Cajas de aislamiento

Campo

Realizaciones se refieren a cajas de aislamiento que incluyen placas de aislamiento de múltiples capas, al uso de placas de aislamiento de múltiples capas en cajas de aislamiento para un transportador de gas licuado, a métodos de fabricación de placas de aislamiento de múltiples capas, a métodos de fabricación de cajas de aislamiento con placas de aislamiento de múltiples capas, y a métodos de producción de un transportador de gas licuado que incluye cajas de aislamiento con placas de aislamiento de múltiples capas.

Introducción

Determinados gases pueden licuarse para su almacenamiento y/o transporte en un transportador de gas licuado. Un ejemplo de lo mismo es gas natural licuado (GNL), que es un gas natural que se ha convertido en forma líquida para facilitar su almacenamiento y/o transporte. Por ejemplo, el GNL puede condensarse para dar un líquido a una presión próxima a la atmosférica mediante enfriamiento hasta temperaturas de aproximadamente menos de -150 0C. El GNL puede alcanzar una reducción de volumen superior en comparación a gas natural comprimido, para ser posiblemente más rentable de almacenar y transportar. Sin embargo, el GNL puede ser peligroso, tal como tener un potencial significativamente aumentado de inflamabilidad tras la vaporización en un estado gaseoso. Por consiguiente, pueden usarse transportadores especializados en el almacenamiento y/o transporte de GNL.

Los transportadores de GNL especializados pueden incluir depósitos integrales, por ejemplo, que forman una parte estructural primaria de un barco, y/o depósitos independientes, por ejemplo, que no forman una parte integral de la estructura de casco de un barco. Haciendo referencia a la patente estadounidense n.° 7.597.212, un depósito de almacenamiento puede incluir un material de depósito y un material aislante. Se describen materiales aislantes a modo de ejemplo o bien como (i) una espuma de poliuretano reforzada que tiene un grosor de 250 mm, o bien como (ii) una caja de madera contrachapada con vidrio de perlita dentro de la misma que tiene un grosor de 530 mm.

Además, la solicitud de patente europea n.° EP 2739895 A1 (y la patente china correspondiente n.° CN103748401B) describe, con referencia a la solicitud francesa n.° FR-A-2867831, que un depósito de aislamiento de GNL dispuesto en el casco de un barco puede incluir una barrera aislante primaria y una barrera aislante secundaria que están constituidas de una manera modular usando cuerpos paralelepipédicos de madera yuxtapuesta para formar cajas. Haciendo referencia a la patente china n.° CN103748401B, se describe una caja 11 que incluye un panel 18 de cubierta (no mostrado, por ejemplo, de madera contrachapada de 9 mm), un panel 17 inferior (por ejemplo, chapado de 9 mm), mantos 16 externos (por ejemplo, contrachapado), divisiones 15 internas (por ejemplo, madera contrachapada) y listones 9 fijos (en cada esquina). Las cajas 11 están llenas materiales de aerogeles o perlita expandida de revestimiento de aislante térmico.

La solicitud de patente europea n.° EP 2739895 A1 describe, además, con referencia a la solicitud francesa n.° FR-A-2798902, que un depósito de GNL dispuesto en el casco de un navío puede incluir una barrera aislante primaria y una barrera aislante secundaria, cada una de las cuales está constituida por cajas llenas de una única capa de espuma de baja densidad del orden de 33-40 kg/m3 adheridas a separadores de madera contrachapada. En la patente china n.° CN103748401B, con referencia a los dibujos, se describe que una disposición modificada incluye al menos una barrera de sellado y al menos una barrera aislante dispuesta entre la barrera de sellado y una estructura de soporte. Con respecto a la barrera aislante, se describe que una barrera aislante primaria incluye una caja llena con un paquete con aislamiento que consiste en lana mineral o perlita. Se describe además que una barrera aislante secundaria incluye una caja llena con un material seleccionado del grupo que consiste en lana mineral, lana orgánica, espumas poliméricas de baja densidad y aerogeles, en la que realizaciones a modo de ejemplo incluyen un bloque de espuma. Sin embargo, tal como se comenta en la solicitud de patente europea n.° EP 2739895, los materiales tales como lana mineral y aerogeles no ofrecen ninguna rigidez o rigidez despreciable. El documento FR 3007498 B1 describe un bloque aislante.

Se buscan mejoras en tales cajas de aislamiento con respecto a proporcionar materiales para cajas de aislamiento que tengan tanto las propiedades aislantes como propiedades de soporte.

Resumen

Pueden obtenerse realizaciones proporcionando una caja de aislamiento de una barrera aislante en un transportador de gas licuado, incluyendo la caja de aislamiento una estructura de caja que incluye un panel inferior, un panel superior, pilares externos y, opcionalmente, al menos una división interna que define al menos un hueco. El al menos un hueco incluye al menos una placa de aislamiento de múltiples capas. Cada una de la al menos una placa de aislamiento de múltiples capas incluye al menos una capa de revestimiento, al menos una primera capa de poliuretano que tiene una primera densidad de desde 100 kg/m3 hasta 2000 kg/m3 según la norma ASTM D 1622, y al menos una segunda capa de poliuretano que tiene una segunda densidad de menos de 100 kg/m3 según la norma ASTM D 1622.

Descripción detallada

Según las realizaciones, una caja de aislamiento que puede usarse como parte de una barrera aislante en un transportador de gas licuado (tal como un transportador de GNL), incluye una estructura de caja que define al menos un hueco (por ejemplo, una pluralidad de huecos). Al menos un hueco (por ejemplo, todos los huecos presentes) incluye al menos una placa de aislamiento de múltiples capas dentro del mismo. Un único hueco puede incluir una o más placas de aislamiento de múltiples capas, por ejemplo, un único hueco puede incluir desde 1 hasta 50 (por ejemplo, de 1 a 25, de 1 a 10, de 2 a 10, de 2 a 6, etc.) placas de aislamiento de múltiples capas apiladas unas encima de otras. Se propone usar la placa de aislamiento de múltiples capas para proporcionar tanto propiedades aislantes como propiedades de soporte (por ejemplo, para aumentar la rigidez y/o resistencia al pandeo) en la caja de aislamiento. La placa de aislamiento de múltiples capas puede proporcionar otras ventajas, además de combinar características tanto aislantes como de soporte en una única placa.

Por ejemplo, una placa de aislamiento de múltiples capas de este tipo puede fabricarse en un procedimiento simplificado y procedimiento económico, por ejemplo, puede usarse un único procedimiento continuo para formar cada placa de aislamiento de múltiples capas, y cortar de manera eficiente para dar una forma deseada para caber dentro de una estructura de caja de la caja de aislamiento. La placa de aislamiento de múltiples capas puede permitir una fácil colocación de materiales de aislamiento y materiales de soporte dentro de una estructura de caja de la caja de aislamiento, por ejemplo, tal colocación incluye una colocación inicial durante un procedimiento de producción de la caja de aislamiento y como sustitución en cajas de aislamiento existentes. La placa de aislamiento de múltiples capas puede permitir un uso personalizado dentro de la caja de aislamiento, ya que la placa de aislamiento de múltiples capas puede formarse en un único procedimiento continuo y cortarse para dar una forma deseada (por ejemplo, cortarse para dar la forma de huecos individuales en la estructura de caja). La placa de aislamiento de múltiples capas puede reducir la necesidad de características de soporte adicionales (por ejemplo, cajas adicionales, barreras de sellado, pilares u otros medios de soporte) en cajas de aislamiento. La placa de aislamiento de múltiples capas puede fijarse directamente a la estructura de caja, por ejemplo, sin requerir estructuras adicionales.

La placa de aislamiento de múltiples capas incluye al menos una capa de revestimiento, al menos una primera capa de poliuretano que tiene una primera densidad de desde 100 kg/m3 hasta 2000 kg/m3 según la norma ASTM D 1622 (también denominada capa de poliuretano de alta densidad y capa de refuerzo), y al menos una segunda capa de poliuretano que tiene una segunda densidad de menos de 100 kg/m3 según la norma ASTM D 1622 (también denominada capa de poliuretano de baja densidad y capa aislante). La primera capa de poliuretano es una capa de refuerzo. La primera capa de poliuretano puede no ser una espuma (por ejemplo, puede prepararse sin el uso de un agente de expansión añadido). La segunda capa de poliuretano es una capa aislante, por ejemplo, puede ser una capa de espuma. Tal como se usa en el presente documento, el poliuretano abarca poliuretano y materiales de poliuretano/poliisocianurato. La placa de aislamiento de múltiples capas puede tener un grosor que se ajusta dependiendo de la manera de uso previsto en la caja de aislamiento.

La estructura de caja de la caja de aislamiento puede ser una que se conoce en la técnica, por ejemplo, puede ser similar a la caja 11 descrita en la patente china n. ° CN103748401B. La caja puede realizarse de productos basados en madera, tales como madera natural y/o madera tecnológica/fabricada. Por ejemplo, la caja puede incluir al menos algunas partes que están realizadas de madera contrachapada, por ejemplo, la caja puede estar realizada totalmente de madera contrachapada. La estructura de caja incluye un panel inferior, un panel superior, pilares externos y, opcionalmente, al menos una división interna. El panel inferior, el panel superior y los pilares externos juntos pueden encerrar, por ejemplo, encerrar de manera esencialmente completa, la una o más placas de aislamiento de múltiples capas. La estructura de caja incluye además al menos una división interna que define al menos un hueco dentro de la estructura de caja. La al menos una división interna puede estar rodeada por la estructura más externa de la caja de aislamiento. Por división interna quiere decirse un elemento de rigidización, por ejemplo, alojado sustancialmente dentro de la caja de aislamiento. La división interna puede estar realizada del mismo material que otros componentes de la estructura de caja o puede estar realizada de un material diferente. La división interna puede cubrir toda la anchura o altura de la estructura de caja y/o puede cubrir una porción de toda la anchura o altura de la estructura de caja. Por ejemplo, la división interna puede no cubrir necesariamente toda la anchura, sino que puede adoptar la forma de pilares independientes. La forma y estructura de los huecos pueden definirse mediante la forma de la estructura de caja y la disposición de la al menos una división interna. Al menos un hueco en la estructura de caja incluye al menos una placa de aislamiento de múltiples capas. La estructura de puede tener una dimensión de altura de desde 0,3 hasta 3.0 m (por ejemplo, desde 0,5 hasta 2,0 m, desde 0,7 hasta 1,5 m, etc.), una dimensión de longitud de desde 0,3 hasta 3.0 m (por ejemplo, desde 0,5 hasta 2,0 m, desde 0,7 hasta 1,5 m, etc.) y una dimensión de anchura de desde 0,1 hasta 2,0 m (desde 0,1 hasta 1,0, desde 0,1 hasta 0,5 m, etc.)

La capa de revestimiento de la placa de aislamiento de múltiples capas puede ser una que se conoce en la técnica para su uso en placas de aislamiento tales como revestimientos estructurales. Los revestimientos a modo de ejemplo incluyen una hoja de lámina de metal (tal como acero y/o aluminio), revestimiento tensado de lámina de metal, vellón de vidrio y/o polímeros (por ejemplo, polietileno y/o polipropileno). Los revestimientos a modo de ejemplo incluyen láminas compuestas que pueden incluir estructuras laminadas de múltiples capas de polímeros, papeles y/o aluminio. Por ejemplo, los revestimientos compuestos pueden ser estructuras laminadas de aluminio/papel, estructuras laminadas de aluminio/papel/aluminio y/o aluminio/papel/PET metalizado (tal como los comercialmente disponibles de empresas tales como Walki Group). En realizaciones a modo de ejemplo, cada capa de revestimiento se selecciona de vellón de vidrio saturado, vellón de vidrio no saturado y lámina de aluminio. La placa de aislamiento de múltiples capas puede incluir dos capas de revestimiento, cada una de tales capas de revestimiento puede ser igual a o diferente de otra capa de revestimiento. Las una de más capas de revestimientos en una única placa de aislamiento de múltiples capas puede representar menos del 10 % (por ejemplo, menos del 5 %, menos del 3 %, menos del 2 %, menos del 1 %, menos del 0,5 %, menos del 0,1 %, menos del 0,01 %, menos del 0,001 %, etc.) de un grosor total de la placa de aislamiento de múltiples capas. La capa de revestimiento puede tener un grosor de menos de 3,0 mm, menos de 2,0, menos de 1,0, menos de 0,5, etc.

Capas de poliuretano

La placa de aislamiento de múltiples capas incluye al menos una primera capa de poliuretano que tiene una alta densidad y al menos una segunda capa de poliuretano que tiene una baja densidad. La placa de aislamiento de múltiples capas puede incluir una o más de tales primeras capas de poliuretano y/o una o más de tales segundas capas de poliuretano. Las primeras y/o segundas capas de poliuretano pueden ser capas continuas que se extienden a través de la placa de aislamiento de múltiples capas, por ejemplo, a través de la totalidad de la longitud, altura y/o anchura de la placa de aislamiento de múltiples capas.

La primear y/o segunda capa de poliuretano puede incluir dentro de la misma un refuerzo de banda de vidrio, tal como una banda de vidrio expansible, también denominada esteras de fibra de vidrio expansibles. La banda/estera de fibra de vidrio expansible puede abrirse durante la formación de espuma y puede permanecer incorporada dentro de una espuma curada, por ejemplo, puede verterse sobre una banda de vidrio una mezcla de reacción para formar una espuma de poliuretano y, durante el procedimiento de expansión de espuma, la banda de vidrio se abre y se incorpora de manera integrada en la espuma de poliuretano resultante. La banda/estera de fibra de vidrio puede separarse, bajo la influencia de la espuma en expansión, y distribuirse a través de la espuma en planos sustancialmente paralelos al plano de las hojas de revestimiento. Las esteras de fibra de vidrio adecuadas pueden tener un peso por área unitaria de desde 20 g/m2 hasta 200 g/m2, desde 30 g/m2 hasta 100 g/m2, aproximadamente 70 g/m2, etc. Dependiendo del grosor de capa de espuma, pueden usarse una o más bandas/esteras de fibra de vidrio. Una estera de fibra de vidrio comercialmente disponible adecuada para su uso en diversas realizaciones es Firmat 70, disponible de Schmelzer Industries.

El refuerzo de banda de vidrio puede ser una hebra continua no tejida de manto de superficie de vidrio “A”. El refuerzo de banda de vidrio puede incorporarse en el núcleo aislante. El refuerzo de banda de vidrio puede colocarse sobre la capa de poliuretano de baja densidad antes de curarse completamente. El refuerzo de banda de vidrio puede terminar incorporado en la capa de poliuretano de baja densidad, a través de al menos una porción del grosor de la placa de aislamiento de múltiples capas. La banda de vidrio puede ayudar a minimizar y/o reducir los cambios dimensionales al menos de la capa de poliuretano de baja densidad (es decir, el núcleo de espuma). Por ejemplo, el refuerzo de banda de vidrio puede tener un peso por metro cuadrado que es de desde 25 hasta 500 g/m2, desde 50 hasta 300 g/m2, desde 50 hasta 200 g/m2, desde 100 hasta 200 g/m2, etc. El refuerzo de banda de vidrio puede tener un grosor promedio de menos de 1,5 mm (por ejemplo, menos de 1,0 mm, menos de 0,8 mm, menos de 0,6 mm, etc.). La densidad de la primera y segunda capas de poliuretano se basa en las formulaciones de formación de espuma y puede no abarcar ningún refuerzo de banda de vidrio adicionalmente añadido.

La primera capa de poliuretano es una capa de poliuretano de alta densidad, por ejemplo, una capa distinta de espuma. La primera capa de poliuretano puede formarse sin añadir ningún agente de expansión física (y opcionalmente sin usar ningún agente de expansión química). La primera capa de poliuretano puede representar del 0,5 % al 90,0 %, del 0,5 % al 50,0 % y/o del 1 % al 90 % (por ejemplo, del 1 % al 88 %, del 1 % al 70 %, del 1 % al 60 %, del 1 % al 50 %, del 1 % al 49 %, del 5 % al 50 %, del 2 % al 30 %, del 2 % al 20 %, del 2 % al 15 %, del 2 % al 10 %, etc.) de un grosor total de la placa de aislamiento de múltiples capas. La primera capa de poliuretano puede tener un grosor de desde 0,5 mm hasta 25,0 mm (por ejemplo, de 1,0 mm a 15,0 mm, de 1,0 mm a 10 mm, etc.). La primera capa de poliuretano puede tener una densidad de desde 100 kg/m3 hasta 2000 kg/m3 (por ejemplo, desde 100 kg/m3 hasta 1200 kg/m3, desde 150 kg/m3 hasta 1000 kg/m3, desde 200 kg/m3 hasta 900 kg/m3, desde 250 kg/m3 hasta 800 kg/m3, desde 300 kg/m3 hasta 800 kg/m3, desde 320 kg/m3 hasta 780 kg/m3, etc.). La primera capa de poliuretano puede incluir una o más cargas. La cantidad de la una o más cargas puede ser de desde el 5 % en peso hasta el 60 % en peso (por ejemplo, desde el 5 % en peso hasta el 50 % en peso, desde el 5 % en peso hasta el 40 % en peso, desde el 5 % en peso hasta el 35 % en peso, desde el 10 % en peso hasta el 35 % en peso, desde el 12 % en peso hasta el 35 % en peso, etc.), basándose en un peso total de una composición para formar la primera capa de poliuretano. La una o más cargas pueden incluir una combinación de una o más cargas sólidas y uno o más materiales de barrera contra incendios. La primera capa de poliuretano puede ser rígida o semirrígida, por ejemplo, puede no ser quebradiza. La cantidad de material dispensado para la primera capa de poliuretano por metro cuadrado (m2) puede ser de desde 500 g/m2 hasta 5.000 g/m2 (por ejemplo, desde 1.000 g/m2 hasta 4.000 g/m2, de 1.000 g/m2 a 3.000 g/m2, etc.).

La primera capa de poliuretano puede estar sobre (por ejemplo, directamente sobre) una primera capa de revestimiento de la placa de aislamiento de múltiples capas y la primera capa de revestimiento puede estar sobre (por ejemplo, directamente sobre) el panel inferior de la estructura de caja. La primera capa de poliuretano puede ser continua y puede estar unida de manera continua a la primera capa de revestimiento y a la segunda capa de poliuretano. La placa de aislamiento de múltiples capas puede estar orientada de tal manera que la primera capa de poliuretano está más cerca del interior del transportador de gas licuado que la segunda capa de poliuretano. En realizaciones a modo de ejemplo, la parte inferior del panel de la estructura de caja puede estar orientada en una dirección al interior del transportador de gas licuado, de tal manera que la primera capa de poliuretano está más cerca del interior del transportador que la segunda capa de poliuretano. En otras realizaciones a modo de ejemplo, la primera capa de poliuretano puede estar posicionada para orientarse hacia el exterior del transportador de gas licuado, de tal manera que la segunda capa de poliuretano está más cerca del interior del transportador que la primera capa de poliuretano. El interior del transportador de gas licuado aloja el gas licuado.

La segunda capa de poliuretano puede ser una capa de poliuretano de baja densidad tal como una espuma de poliuretano rígida expandida, por ejemplo, formada usando uno o más agentes de expansión física y/o agentes de expansión química. La segunda capa de poliuretano puede representar del 10 % al 99 % (por ejemplo, desde el 10 % hasta el 98 %, desde el 30 % hasta el 99 %, desde el 35 % hasta el 98 %, desde el 40 % hasta el 99 %, desde el 45 % hasta el 98 %, desde el 50 % hasta el 99 %, desde el 55 % hasta el 98 %, desde el 60 % hasta el 99 %, desde el 65 % hasta el 98 %, desde el 70 % hasta el 99 %, desde el 75 % hasta el 98 %, desde el 80 % hasta el 99 %, desde el 85 % hasta el 98 %, desde el 90 % hasta el 98 %, etc.), de un grosor total de la placa de aislamiento de múltiples capas. La segunda capa de poliuretano puede tener un grosor de desde 30 mm hasta 300 mm (por ejemplo, desde 50 mm hasta 200 mm, desde 50 mm hasta 150 mm, desde 50 mm hasta 100 mm, desde 75 mm hasta 100 mm, desde 80 mm hasta 150 mm, etc.). La segunda capa de poliuretano puede tener una densidad de menos de 100 kg/m3 (por ejemplo, desde 20 kg/m3 hasta 80 kg/m3, desde 30 kg/m3 hasta 60 kg/m3, desde 30 kg/m3 hasta 50 kg/m3, etc.). Los procedimientos a modo de ejemplo para preparar la segunda capa de poliuretano incluyen los conocidos por un experto habitual en la técnica. La segunda capa de poliuretano puede prepararse usando cualquier combinación de agentes de expansión física y/o química. Los ejemplos de agente de expansión química incluyen agua, y los ejemplos de agentes de expansión física incluyen hidrocarburos, hidroclorofluorolefinas e hidrofluoorolefinas. En realizaciones a modo de ejemplo, la segunda capa de poliuretano puede prepararse usando al menos agua como agente de expansión química y/o una hidroclorofluoroolefina como agente de expansión.

La segunda capa de poliuretano puede estar sobre (por ejemplo, directamente sobre) una segunda capa de revestimiento de la placa de aislamiento de múltiples capas y la segunda capa de revestimiento puede estar sobre (por ejemplo, directamente sobre) el panel superior de la estructura de caja. La segunda capa de poliuretano puede estar unida a la segunda capa de revestimiento. La segunda capa de poliuretano puede estar sobre (por ejemplo, directamente sobre) la primera capa de poliuretano. La segunda capa de poliuretano puede incluir una o más bandas de vidrio/esteras de fibra de vidrio expansibles.

Los sistemas para formar la primera y segunda capas de poliuretano pueden ser sistemas de un componente o de múltiples componentes, ambos de los cuales se basan en la presencia de polímeros de poliuretano que son el producto de reacción de un resto isocianato proporcionado a partir de un componente de isocianato con un resto reactivo con isocianato proporcionado a partir de un componente reactivo con isocianato para formar polímeros de poliuretano. En particular, las capas de poliuretano contienen restos uretano y se preparan mediante materiales de partida que incluyen un componente de isocianato y un componente reactivo con isocianato.

El componente de isocianato incluye al menos un isocianato (por ejemplo, un poliisocianato y/o un prepolímero terminado en isocianato). El componente reactivo con isocianato incluye al menos un componente de poliol que incluye uno o más polioles. El componente reactivo con isocianato y/o el componente de isocianato pueden incluir, cada uno independientemente, uno o más componentes aditivos opcionales que incluyen, cada uno, al menos un aditivo opcional (tal como un agente de expansión, un material de barrera contra incendios, una carga, un catalizador, un agente de curado, un agente de extensión de cadena, un retardante de la llama, un modificador de la viscosidad, un pigmento, un estabilizante, un tensioactivo, un plastificante, una zeolita, eliminador de humedad y/u otros aditivos que modifican las propiedades del producto de poliuretano final resultante).

En realizaciones a modo de ejemplo, el componente de isocianato que tiene uno o más poliisocianatos y/o uno o más de los prepolímeros terminados en isocianato. Los poliisocianatos a modo de ejemplo incluyen diisocianato de tolueno (TDI) y variaciones del mismo conocidas por el experto habitual en la técnica, y diisocianato de difenilmetano (MDI) y variaciones del mismo conocidas por los expertos habituales en la técnica. Pueden usarse otros isocianatos conocidos en la técnica de poliuretanos, por ejemplo, conocidos en la técnica para recubrimientos y/o espumas basados en poliuretano. También pueden usarse ejemplos que incluyen isocianatos modificados, tales como derivados que contienen grupos biuret, urea, carbodiimida, alofonato y/o isocianurato. Los productos basados en isocianato disponibles a modo de ejemplo incluyen productos PAPI™, productos ISONATE™ y productos VORANATE™, productos VORASTAR™ y otros productos de isocianatos,de disponibles de The Dow Chemical Company. Los prepolímeros terminados en isocianato se derivan de poliisocianatos. El prepolímero terminado en isocianato puede tener un contenido en NCO libre (es decir, resto isocianato) de desde el 5 % en peso hasta el 30 % en peso.

El componente de poliol del componente reactivo con isocianato para formar las capas de poliuretano puede incluir uno o más polioles. El componente de poliol puede incluir uno o más polioles seleccionados del grupo de un poliéterpoliol, un poliéster-poliol, un policarbonato-poliol, un poliol derivado de aceite natural y/o un poliol simple (tal como glicerina, etilenglicol, polietilenglicol, propilenglicol, polipropilenglicol, butilenglicol, etc., que tienen un eso molecular promedio en número de menos de 500 g/mol). Por ejemplo, el uno o más polioles pueden incluir uno o más poliéterpolioles y/o uno o más poliéster-polioles. Los poliéter-polioles pueden prepararse, por ejemplo, mediante la polimerización de epóxidos, tales como óxido de etileno, óxido de propileno y/u óxido de butileno. El uno o más polioles pueden tener un índice de hidroxilo de desde 50 mg de KOH/g hasta 550 mg de KOH/g (por ejemplo, de 100 a 550 mg de KOH/g).

Los poliéster-polioles a modo de ejemplo incluyen poliéster-polioles aromáticos. Por ejemplo, el poliéster-poliol puede prepararse usando una composición que incluye al menos del 15 % en peso al 45 % en peso de ácido tereftálico, desde el 5 % en peso hasta el 20 % en peso de dietilenglicol y del 25 % en peso al 70 % en peso de polietilenglicol. Pueden usarse otros tipos de polioles tales como poliéster-polioles alifáticos, poliéter-carbonato-polioles alifáticos o aromáticos, poliéter-éster-polioles alifáticos o aromáticos y polioles obtenidos a partir de derivados vegetales. En realizaciones a modo de ejemplo, un componente de poliol tanto para la primera como para la segunda capa de poliuretano puede incluir al menos un poliéster-poliol aromático, por ejemplo, en una cantidad de desde el 40 % en peso hasta el 100 % en peso (por ejemplo, del 50 % en peso al 100 %, del 60 % en peso al 100 % en peso, del 70 % en peso al 100 % en peso, del 75 % en peso al 100 % en peso, etc.) basándose en un peso total del componente de poliol (es decir, un peso total de polioles en el componente reactivo con isocianato).

Para formar la capa de poliuretano de alta densidad, el componente reactivo con isocianato puede hacerse reaccionar con el componente de isocianato a un índice de isocianato de desde 70 hasta 800 (por ejemplo, de 90 a 700, de 80 a 600, de 100 a 600, de 200 a 550, de 250 a 500, de 300 a 450, de 300 a 400, etc.). Para formar la capa de poliuretano de baja densidad, el componente reactivo con isocianato puede hacerse reaccionar con el componente de isocianato a un índice de isocianato de desde 70 hasta 800 (por ejemplo, de 90 a 700, de 80 a 600, de 100 a 600, de 150 a 550, de 200 a 500, de 250 a 500, etc.). El índice de isocianato se mide como los equivalentes de isocianato en la mezcla de reacción para formar la red de poliuretano, dividido entre los equivalentes totales de materiales que contienen hidrógeno reactivo con isocianato en la mezcla de reacción, multiplicado por 100. Considerado de otra manera, el índice de isocianato es la razón de los grupos isocianato teóricos con respecto a los átomos de hidrógeno reactivos con isocianato teóricos presentes en la mezcla de reacción, facilitado como porcentaje.

El componente aditivo opcional (por ejemplo, para el componente reactivo con isocianato) puede incluir uno o más agentes de expansión, por ejemplo, para la capa de poliuretano de baja densidad. Los agentes de expansión a modo de ejemplo incluyen hidrocarburos, hidrofluorocarbonos (HFC), hidrofluoroolefina (HFO), hidroclorofluoroolefina (HCFO), agua y ácidos carboxílicos tales como ácido fórmico. Pueden usarse agentes de expansión conocidos en la técnica para su uso en espumas de poliuretano rígidas.

El componente aditivo (por ejemplo, para el componente reactivo con isocianato) puede incluir una o más cargas, tales como materiales de barrera contra incendios. Los materiales de barrera contra incendios a modo de ejemplo incluyen un grafito expansible, una mezcla ceramificante de compuestos inorgánicos, fibras, sílice porosa y microesferas de vidrio huecas. Sin desear limitarse a ninguna teoría, cuando se expone al calor de un incendio en desarrollo, una capa de poliuretano que incluye los materiales de barrera contra incendios puede experimentar una modificación física/química que conduce a la formación de un residuo carbonoso poroso altamente expandido. Cuando la capa de poliuretano que contiene el material de barrera contra incendios está en el lado del fuego (es decir, el lado caliente que está más cerca del fuego), la capa puede ayudar a proteger a la otra capa de poliuretano (tal como un núcleo de espuma) frente al efecto de la llama. Cuando la capa de barrera contra incendios está en el lado frío (es decir, el lado más alejado del fuego), la capa de barrera contra incendios puede ayudar sellando grietas en la otra capa de poliuretano y contribuir a proporcionar propiedades de barrera térmica.

El grafito expansible (un compuesto de intercalación de grafito también denominado "grafito exfoliante") es un material particulado expansible en condiciones de incendio. El grafito expansible puede prepararse, por ejemplo, sumergiendo grafito laminar natural en un baño de ácido crómico, después ácido sulfúrico concentrado. Según una realización a modo de ejemplo, las partículas de grafito expansible tienen un tamaño de partícula de desde 100 piq hasta 1000 piq. La distribución de tamaño de partícula puede ser desde un mínimo del 65 % hasta el 85 % > 50 de malla. El grafito expansible puede poder expandirse hasta al menos 200 veces (por ejemplo, de 250 a 350 veces) su volumen inicial. La tasa de expansión (min) puede ser de desde 275 cm3/g hasta 400 cm3/g. Diferentes grafitos expansibles pueden tener diferentes temperaturas de expansión. Según una realización a modo de ejemplo, el grafito expansible comienza su expansión a aproximadamente de 160 0C a 225 0C. Los tipos a modo de ejemplo de grafito expansible incluyen QUIMIDROGA calidad 250, NORD-MIN® KP 251 (comercialmente disponible de Nordmann Rassmann) y GHL Px95 HE (comercialmente disponible de LUH). En realizaciones a modo de ejemplo, un componente reactivo con isocianato para formar la capa de poliuretano de alta densidad puede incluir desde el 5 % en peso hasta el 50 % en peso (por ejemplo, del 10 % en peso al 40 % en peso, del 15 % en peso al 35 % en peso, etc.) de grafito expansible. Por ejemplo, materiales de barrera contra incendios tales como grafito expansible incorporado dentro de la matriz de polímero de una capa de poliuretano pueden hacer que el material de capa experimente intumescencia cuando se expone a una llama. Tal comportamiento puede ser deseable para transportadores de gas licuado que tienen ciertos requisitos de reacción frente al fuego.

La mezcla ceramificante de compuestos orgánicos se refiere a una dispersión de una mezcla ceramificante de compuestos orgánicos. El término composición ceramificante incluye composiciones que se descomponen y experimentan reacción química en condiciones d fuego para formar un producto de cerámica poroso autoportante. Las mezclas a modo de ejemplo incluyen minerales de silicato y fosfatos inorgánicos. Una carga inorgánica adicional y/o material expansible por calor puede estar presente en la mezcla ceramificante. La mezcla ceramificante puede incluir, por ejemplo, algunos o la totalidad de trihidróxido de aluminio, talco y polifosfato de amonio. Las mezclas a modo de ejemplo incluyen trihidróxido de aluminio (ATH)/talco/polifosfato de amonio (APP) y talco/APP/borato de cinc/grafito expansible.

Las fibras se refieren a fibras de soporte tales como fibras de vidrio, fibras de roca, fibras de basalto y fibras de carbono. Por ejemplo, pueden usarse fibras de vidrio cortadas con una longitud de 5 mm a 75 mm.

Una forma a modo de ejemplo de sílice porosa es sílice nanoporosa y particularmente aerogel de sílice. Hay dispersiones previamente formadas a modo de ejemplo de sílice nanoporosa en matriz de polímero comercialmente disponibles como "mantas de aerogel". Pueden incluir gránulos de aerogel de sílice dispersados en fibras de polímero no tejido, por ejemplo, de polietileno y/o poliéster. Las dispersiones de sílice nanoporosa en una matriz de polímero pueden formarse in situ usando polvo de aerogel de sílice comercialmente disponible.

Las microesferas de vidrio hueco se refieren a materiales basados en vidrio hueco. Se comentan materiales a modo de ejemplo la publicación internacional n.° WO 2010/065724. Hay materiales a modo de ejemplo comercialmente disponibles (por ejemplo, S35 Glass Bubbles™ de 3M). Las microesferas de vidrio hueco pueden tener un diámetro promedio en el intervalo de 10 piq a 120 piq.

El componente aditivo puede incluir otras cargas, tales como una o más cargas sólidas conocidas en la técnica para su uso en capas de poliuretano. Las cargas sólidas a modo de ejemplo incluyen, por ejemplo, ceniza volante, ceniza de fondo de horno, arena fina, fibras/partículas de cerámica, fibras/partículas minerales, fibras/partículas de vidrio, fibras de carbono, negros de carbono, grafito, fibras/partículas de madera, talcos, arcillas, sílices, óxidos (tales como óxidos de cinc y óxidos de aluminio), hidróxidos (tales como hidróxido de aluminio), carbonatos de calcio, polvos de plástico (tales como polvos basados en propileno y polvos basados en acrilonitrilo-butadieno-estireno, ABS), fosfatos y/o poliamidas. En realizaciones a modo de ejemplo, un componente reactivo con isocianato para formar la capa de poliuretano de alta densidad puede incluir desde el 5 % en peso hasta el 50 % en peso (por ejemplo, del 10 % en peso al 45 % en peso, del 20 % en peso al 40 % en peso, del 25 % en peso al 35 % en peso, etc.) de una carga sólida. Por ejemplo, el componente reactivo con isocianato para formar la capa de poliuretano de alta densidad puede incluir al menos uno seleccionado del grupo de óxidos, hidróxidos y carbonatos de calcio. Además, la carga inorgánica puede contribuir a la rigidez y puede reducir los cambios dimensionales con variaciones de temperatura para la placa de aislamiento de múltiples capas.

El componente aditivo puede incluir uno o más catalizadores. Por ejemplo, el componente aditivo puede incluir un catalizador a base de estaño y/o de amina. Por ejemplo, el componente de catalizador puede representar menos del 5,0 % en peso de un peso total del componente reactivo con isocianato. Los catalizadores a modo de ejemplo incluyen catalizadores de trimerización, que fomentan la reacción de isocianato consigo mismo. Los ejemplos de catalizadores incluyen tris(dialquilaminoalquil)-s-hexahidrotriazinas (tales como 1,3,5-tris(N,N-dimetilaminopropil)-shexahidrotriazina), DABCO™ ^tM^r30, DABCO™ TMR 31, DABCO™ K-2097 (acetato de potasio), DABCO™ K15 (octoato de potasio), POLYCAT™ 41, POLYCAT™ 43, POLYCAT™ 46, DABCO™ TMR, hidróxidos de tetraalquilamonio (tales como hidróxido de tetrametilamonio), hidróxidos de metales alcalinos (tales como hidróxido de sodio), alcóxidos de metales alcalinos (tales como metóxido de sodio e isopropóxido de potasio) y sales de metales alcalinos de ácidos grasos de cadena larga que tienen de 10 a 20 átomos de carbono (y, en algunas realizaciones, grupos hidroxilo colgantes).

El componente aditivo puede incluir uno o más agentes de curado, por ejemplo, un agente de curado que incluye un compuesto de diamina bifuncional o un compuesto de diamina trifuncional. El componente de extensión de cadena opcional puede incluir un agente de extensión de cadena, por ejemplo, que tiene dos grupos reactivos con isocianato por molécula y puede tener un peso equivalente por grupo reactivo con isocianato de menos de 400. El componente de reticulación opcional puede incluir al menos un agente de reticulación que tiene tres o más grupos reactivos con isocianato por molécula y un peso equivalente por grupo reactivo con isocianato de menos de 400.

El componente aditivo puede incluir uno o más eliminadores de humedad. Los eliminadores de humedad a modo de ejemplo incluyen polvos de zeolita, por ejemplo, en una suspensión con un aceite. Los eliminadores de humedad pueden estar presentes en una cantidad de desde menos del 5 % en peso, menos del 3 % en peso, menos del 1 % en peso y/o más del 0,1 % en peso, basándose en un peso total del componente reactivo con isocianato.

Pueden incluirse varios otros aditivos, por ejemplo los conocidos por los expertos en la técnica, en el componente aditivo opcional. Por ejemplo, pueden usarse agentes colorantes, agentes de retención de agua, sustancias tensioactivas, agentes de extensión y/o plastificantes. Pueden incluirse colorantes y/o pigmentos (tales como dióxido de titanio y/o negro de carbono) en el componente aditivo opcional para conferir propiedades de color al material de poliuretano. Los pigmentos pueden estar en forma de sólidos o los sólidos pueden dispersarse previamente en un portador de poliol. Otros aditivos incluyen, por ejemplo, estabilizantes frente a UV, antioxidantes, agentes de liberación de aire y promotores de la adhesión, que pueden usarse independientemente dependiendo de las características deseadas del material de poliuretano.

Las capas de poliuretano pueden formarse mediante una aplicación de pulverización y/o vertido que aplica el sistema de poliuretano sobre un sustrato de base y/o una superficie (por ejemplo, la capa de revestimiento). La aplicación de pulverización y/o vertido puede realizarse en un dispositivo transportador, por ejemplo, de una manera continua. Por ejemplo, la pulverización y/o vertido puede realizarse dentro de una cavidad de panel. Las placas de aislamiento de múltiples capas pueden realizarse antes de colocarlas dentro de la estructura de caja de la caja de aislamiento y/o pueden realizarse directamente dentro de la estructura de caja de la caja de aislamiento.

Caja de aislamiento

La caja de aislamiento incluye la estructura de caja que define una estructura más exterior de la caja de aislamiento y al menos un hueco dentro de la misma. La placa de aislamiento de múltiples capas incluye al menos la capa de revestimiento, la capa de poliuretano de alta densidad y la capa de poliuretano de baja densidad. La placa de aislamiento de múltiples capas puede cortarse par dar las dimensiones apropiadas para ajustarse con las dimensiones del hueco correspondiente en la estructura de caja. La placa de aislamiento de múltiples capas puede unirse con el uso de una capa adhesiva independiente a la estructura de caja. Sin embargo, pueden no requerirse estructuras especializadas para posicionar eficazmente la placa de aislamiento de múltiples capas dentro de la estructura de caja, ya que la placa proporciona propiedades tanto aislantes como de soporte. La acumulación de capas de placas de aislamiento de múltiples capas (por ejemplo, tres capas de placas de aislamiento de múltiples capas de 100 mm de grosor para una caja de 300 mm de altura) puede proporcionar tanto aislamiento térmico como contribución a la resistencia a la presión de impacto. El grosor de la placa de aislamiento de múltiples capas puede seleccionarse para proporcionar la distancia deseada entre capas de refuerzo. Por ejemplo, una caja de 300 mm de altura puede llenarse con tres placas de 100 mm de grosor o cinco placas de 60 mm de grosor.

Si las placas de aislamiento de múltiples capas se disponen en paralelo al panel inferior de la estructura de caja, las capas de alta densidad pueden ayudar a retener la posición original y/o reducir la posibilidad de (o prevenir) pandeo de los paneles, pilares y/o divisiones internas usados para reforzar la estructura de caja de la caja de aislamiento. Una acumulación de las placas de aislamiento de múltiples capas dispuestas en paralelo a la cara inferior de la estructura de caja también puede proporcionar ventajas para aislamiento térmico. Por ejemplo, la capa de alta densidad ayuda a reducir la contracción de la placa con el enfriamiento, reduciendo de ese modo cualquier hueco (y, a su vez, los puentes térmicos) que puedan formarse entre el aislamiento y la caja. También pueden ser posibles diferentes orientaciones de las placas de aislamiento de múltiples capas dentro de la estructura de caja, por ejemplo, ortogonales al panel inferior de la estructura de caja. Diferentes orientaciones pueden ayudar a proporcionar algo de resistencia adicional en la dirección del grosor.

El método para producir las placas de aislamiento de múltiples capas puede implicar un procedimiento continuo que incluye (por ejemplo, consiste esencialmente en) las siguientes etapas: 1) proporcionar una capa de revestimiento como capa más inferior, 2) dispensar una primera mezcla de reacción (por ejemplo, para formar la capa de poliuretano de alta densidad) sobre el revestimiento como capa más inferior para formar una primera capa de espuma, 3) opcionalmente proporcionar un refuerzo de fibra de vidrio tal como banda de vidrio/estar de fibra de vidrio expansible (opcional), 4) dispensar una segunda mezcla de reacción (por ejemplo, para formar la capa de poliuretano de baja densidad) sobre la primera capa de espuma, 5) opcionalmente proporcionar un refuerzo de fibra de vidrio tal como banda de vidrio/estera de fibra de vidrio expansible (opcional), 6) opcionalmente proporcionar un segundo revestimiento como capa más superior, 7) dejar que el panel intercalado compuesto de formación se cure con la subida restringida de dos transportadores de formación opuestos separados. Opcionalmente, puede usarse una capa adhesiva entre un revestimiento y la capa de poliuretano de alta densidad y/o entre un revestimiento y la capa de poliuretano de baja densidad. Para reducir la posibilidad de y/o prevenir el mezclado de la primera y la segunda mezclas de reacción, puede ajustarse la reactividad de la primera capa de formación de tal manera que obtiene al menos un cierto grado de curado en el momento de verter la segunda capa. El procedimiento, tal como se describió anteriormente, da como resultado un panel compuesto asimétrico. También pueden producirse paneles simétricos, si se desea, con la etapa adicional de aplicar una mezcla de reacción para formar una capa de alta densidad sobre la cara interior del revestimiento más superior.

Todas las partes y los porcentajes son en peso, salvo que se indique lo contrario. Toda la información de peso molecular se basa en el peso molecular promedio en número, a menos que se indique lo contrario.

Ejemplos

A continuación se proporcionan propiedades, caracteres, parámetros, etc., aproximados con respecto a varios ejemplos de trabajo, ejemplos comparativos y los materiales utilizados en los ejemplos de trabajo y comparativos.

Se usan los siguientes materiales:

VORATHERM™ CN 815 Un componente de poliol formulado que tiene un índice de OH de 234 mg de KOH/g y un contenido en agua del 0,8 % en peso, incluyendo el componente un poliésterpoliol, poliéter-poliol, TCPP, tensioactivo de silicona y catalizador (disponible de The Dow Chemical Company).

Sistema formulado 1 Un sistema formulado que incluye una mezcla de (i) 63,3 partes en peso (pbw) de un poliéster-poliol basado en ácido tereftálico que tiene un índice de OH de 215 y una funcionalidad de 2, (ii) 21 pbw de otro poliéster-poliol basado en ácido tereftálico que tiene un índice de OH de 315 y una funcionalidad de 2,4, (iii) 15,7 pbw de fosfato de tricloroisopropilo, (iv) 0,8 pbw de agua, (v) 4 pbw de TEGOSTAB® B 8421 disponible de Evonik, y (vi) 1 pbw de POLYCAT® 5 disponible de Evonik

Sistema formulado 2 Un sistema formulado que incluye una mezcla de (i) 58 partes en peso (pbw) de un poliol basado en ácido tereftálico que tiene un índice de OH de 215 y una funcionalidad de 2, (ii) 15 pbw de un polietilenglicol que tiene un peso molecular promedio en número de 400, (iii) 15 pbw de fosfato de tricloroisopropilo, (iv) 6,5 pbw de fosfato de trietilo, (v) 3 pbw de Niax L-6633 disponible de Momentive, y vi) 1,5 pbw de DABCO® TMR 31 disponible de Evonik.

Grafito expansible Un grafito expansible que tiene una distribución de tamaño de partícula mín. del 70 %>50 de malla, una temperatura de inicio de expansión de desde 180-220 0C, una tasa de expansión mín. de 300 cm3/g, un contenido en carbono mínimo del 95 % en peso, y un contenido en humedad máximo del 1 % en peso (disponible como producto GHL PX95 HE de LUH).

Carbonato de calcio Un producto de carbonato de calcio (disponible como Omyacarb® 5T de Omya). Hidróxido de aluminio Un producto de hidróxido de aluminio (disponible como MARTINAL® OL-104 LEO de Albemarle).

Eliminador de humedad Una pasta desecante que incluye el 50 % en peso de una suspensión de polvo de zeolita en aceite de ricino (disponible de The Dow Chemical Company).

Aditivo dispersante Un agente dispersante (disponible como BYK-W 969 de BYK).

VORACOR™ CM 639 Un catalizador (disponible de The Dow Chemical Company).

VORATHERM™ CN 626 Un catalizador (disponible de The Dow Chemical Company).

DABCO® TMR7 Un catalizador de trimerización (disponible de Evonik).

VORANATE™ M 600 Un MDI polimérico, que tiene un contenido en NCO promedio de aproximadamente el 30,5 % en peso (disponible de The Dow Chemical Company).

VORANATE™ M 220 Un MDI polimérico, que tiene un contenido en NCO promedio de aproximadamente el 30,9 % en peso (disponible de The Dow Chemical Company).

Se preparan placas de aislamiento de múltiples capas de muestra usando una de las dos formulaciones de espuma aislante mostradas en la tabla 1 y una de las tres formulaciones de capa de refuerzo mostradas en la tabla 2.

Para los ejemplos de realización y comparativos, la capa aislante (capa de poliuretano de baja densidad) se prepara según el método comentado a continuación usando una de las dos formulaciones de capa aislante de la siguiente manera:

Tabla 1

En particular, para formar una mezcla de reacción para formar la capa aislante, se forma un componente reactivo con isocianato mezclando el sistema formulado 1 y los aditivos mostrados anteriormente en la tabla 1 para formar una mezcla previa. Después, se suministra la mezcla previa y el isocianato (VORANATE™ M 600) al cabezal de mezclado de una máquina de mezclado y dispensación (por ejemplo, una máquina de poliuretano a alta presión), en la que se mezclan la mezcla previa y el isocianato mediante impacto de alta presión para formar capas de espuma.

Para los ejemplos de realización, la capa de refuerzo (capa de poliuretano de alta densidad) de la placa de aislamiento de múltiples capas se prepara según el método comentado a continuación usando una de las formulaciones de capa de refuerzo de la siguiente manera:

Tabla 2

En particular, para formar una mezcla de reacción para formar la capa de refuerzo, se forma un componente reactivo con isocianato mezclando el sistema formulado 2 y los aditivos mostrados anteriormente en la tabla 2 para formar una mezcla previa. Después, se suministra la mezcla previa y el isocianato (VORANATE™ M 220) al cabezal de mezclado de la máquina de mezclado y dispensación.

La capa de revestimiento se selecciona de:

(1) FL1: lámina de aluminio grabada, que tiene un grosor de 50 micrómetros

(2) FL2: vellón de vidrio saturado, disponible como STONEGLASS 300 de Silcart que tiene una masa por área unitaria de 280 a 320 g/m2.

El refuerzo de fibra de vidrio es banda de vidrio expansible, disponible como Firmat 70 g/m2 de Schmelzer Industries. La capa aislante de la tabla 1, la capa de refuerzo de la tabla 2 y/o los otros materiales indicados anteriormente se usan para formar los ejemplos de realización 1 -8 y los ejemplos comparativos A y B, según la tabla 3 a continuación. Tabla 3

* La indentación se mide como la tensión máxima ortogonal a las capas.

** La compresión 1 se mide como la tensión máxima en paralelo a las capas con la carga aplicada mediante una placa de madera contrachapada de 18 mm de grosor.

*** La compresión 2 es la tensión máxima en paralelo a las capas con la carga aplicada mediante una placa de aluminio de 10 mm de grosor.

La capa de refuerzo para los ejemplos de realización 1, 5 y 6 incluye 5 partes en peso del eliminador de humedad y los ejemplos 7 y 8 incluyen 2 partes en peso del eliminador de humedad.

Para preparar los ejemplos de realización 1 a 8 y los ejemplos comparativos A y B, puede usarse una línea continua de SAIP™ con un transportador doble de 18 metros. El procedimiento para formar los ejemplos de realización 1 a 8 incluye las siguientes etapas: (i) alimentar un revestimiento inferior tal como se especifica en la tabla 3, (ii) dispensar la formulación de capa de refuerzo tal como se especifica en la tabla 3 a partir de una máquina de mezclado y dispensación y dejar tiempo para que la composición se cure al menos parcialmente, (iii) dispensar la formulación de capa de espuma mediante una máquina de mezclado y dispensación de alta presión (HP) de SAIP, (iv) alimentar un revestimiento superior tal como se especifica en la tabla 3, (v) dejar que suba el núcleo de espuma y se cure con la subida restringida de un transportador doble calentado. El panel que sale del transportador se corta para dar el tamaño de muestra deseado. El ejemplo de realización 6 incluye además la etapa adicional después de (iii) y antes de (iv) de disponer la banda de vidrio expansible, que es una capa de banda de vidrio expansible. Los ejemplos comparativos A y B pueden formarse usando un procedimiento similar, excepto porque se excluye la etapa de dispensación de la formulación de capa de refuerzo.

Los ejemplos de realización 1 a 8 y los ejemplos comparativos A y B se preparan en un procedimiento continuo con una temperatura de transportador doble de aproximadamente 60 0C, que tiene una velocidad lineal de aproximadamente 4 m/minuto, una capa aislante y precursores químicos de capa de refuerzo a una temperatura de 22 0C, y capas de revestimiento a temperatura ambiente. Para los ejemplos de realización 1 a 8 y los ejemplos comparativos A y B, la dispensación de la composición de formación de núcleo de espuma se lleva a cabo conectando un cabezal de mezclado de alta presión con dos tubos de plástico fijos con orificios centrados a 42 mm. Los dos tubos están posicionados uno al lado del otro a lo largo de la anchura de la línea. Con respecto a los ejemplos de realización 1 a 8, la dispensación de la composición para formar la capa de refuerzo se lleva a cabo conectando el cabezal de mezclado a un dispositivo de descarga que consiste en una cámara de distribución y una pluralidad de manguitos de plástico fijados a una barra a través de la anchura, dichos manguitos están centrados a una distancia de 25 mm.

Haciendo referencia a los ejemplos, las características aprovechables del uso de placas de múltiples capas que tienen una capa de refuerzo de alta densidad para cajas de aislamiento incluyen:

(1) Acumulación de capas dispuestas horizontalmente (con las capas de refuerzo en paralelo a las dimensiones principales de la caja de aislamiento): (a) pueden reducir los puentes térmicos (huecos reducidos) basándose en cambios dimensionales más pequeños a baja temperatura; (b) pueden mejorar el comportamiento de soporte de carga basándose en una combinación de la capa de refuerzo que ayuda a disipar a lo largo de una zona más grande cualquier tensión local y la capa de refuerzo que proporciona múltiples refuerzos para reducir la posibilidad de pandeo de los elementos de rigidización de madera.

(2) Acumulación de capas dispuestas verticalmente (con las capas de refuerzo en perpendicular a las dimensiones principales de la caja de aislamiento): (a) puede mejorar el comportamiento de soporte de carga basándose en el efecto de rigidización de las capas de refuerzo.3

(3) Acumulación de capas de combinación con orientación en paralelo y ortogonal: (a) la versatilidad para el diseño puede mejorar la resistencia mecánica sin tener un impacto significativo sobre el aislamiento térmico (por ejemplo, véase el valor de U). Por ejemplo, cuando se compara el uso de placas de aislamiento de espuma de poliuretano, sin la capa de refuerzo, el empeoramiento del valor de U puede limitarse al 15 % o menos.

Además, desde un punto de vista de la fabricación, el procedimiento permite versatilidad para obtener capas de refuerzo de rigidez deseada actuando sobre la densidad, grosor y composición. Además, el procedimiento continuo es adecuado para una producción en masa económica.

La densidad de la capa aislante y la capa de refuerzo se miden según la norma ASTM D 1622 (densidad aplicada).

El valor de U a 10 0C (W/m2-K) en paralelo a las capas se calcula como la recíproca del valor de R. Mientras tanto, el valor de R de una placa de múltiples capas se calcula como la contribución de capas individuales obtenidas como un grosor de la capa dividido entre su valor de conductividad térmica. El valor de conductividad térmica se determina de la siguiente manera:

Se mide la conductividad térmica de la capa aislante a 10 °C por medio de un instrumento de medición de flujo de calor LaserComp usando una muestra con dimensiones de 200x200 mm x 25 mm (grosor). Se usa el mismo equipo para medir la conductividad térmica de una muestra que comprende la capa de poliuretano de alta densidad y parte del grosor de la capa de espuma de poliuretano de baja densidad. A partir de las mediciones de conductividad térmica de la capa de espuma de poliuretano de baja densidad y del material compuesto, es posible estimar la conductividad térmica de la capa de poliuretano de alta densidad. Con fines de validación, se preparan cuatro muestras de las capas de alta densidad a las siguientes densidades: 192, 297, 393 y 422 kg/m3. Se representan gráficamente todos los resultados juntos mostrando para el intervalo que se investiga un ajuste lineal de la conductividad térmica frente a la densidad (0,055 a una densidad de 200 kg/m3, 0,083 a una densidad de 300 kg/m3, 0,110 a 400 0C). Después se usan los valores medidos de la conductividad térmica de la capa de poliuretano de baja densidad y los valores estimados tal como se describió anteriormente para la capa de poliuretano de alta densidad para calcular valores de U de los materiales compuestos en ambas orientaciones de flujo de calor, ortogonal a las capas y paralelo a las capas.

Se mide la indentación usando las siguientes condiciones: velocidad transversal de 50 mm/minuto, celda de carga de 10 kN, carga aplicada ortogonal a las capas usando un dispositivo de indentación semiesférico que tiene un diámetro de 19 mm (tal como se especifica en PV3960), y se someten a ensayo muestras con dimensiones de 200 x200 mm x grosor completo con su parte inferior enganchada en una caja de metal rectangular de 200 mm (longitud) x 200 mm (anchura) y paredes de 40 mm. La caja de metal ayuda a sujetar la muestra en su sitio durante el ensayo. Se han sometido a ensayo muestras de panel de ejemplos de realización en la superficie que tiene adyacente la capa de alta densidad.

Se mide la compresión con carga paralela a las capas según lo siguiente: se cortaron muestras de grosor completo (100 mm) con dimensiones de 200 x 100 mm. Se han dispuesto dos muestras con dichas dimensiones una al lado de otra, orientadas con sus capas de alta densidad en los lados externos opuestos (por motivos de simetría) y enganchadas con sus partes inferiores en una caja de metal rectangular con dimensiones de 200 mm (longitud), 200 mm (anchura) y pared de 40 mm (para sujetar el conjunto en su posición, evitando la separación por deslizamiento). Se transfirió la carga desde la placa circular del dinamómetro (15 cm de diámetro) hasta una placa cuadrada rígida realizada de madera contrachapada (18 mm de grosor) o de aluminio (10 mm de grosor). Se ha observado que la madera contrachapada, seleccionada como representativa de la aplicación final, se dobla ligeramente en las condiciones de ensayo para muestras de panel de ejemplos de realización. El ensayo de compresión se llevó a cabo usando una celda de carga de 30 kN y una velocidad transversal de 1 mm/minuto.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Una caja de aislamiento para una barrera aislante en un transportador de gas licuado, comprendiendo la caja de aislamiento:

una estructura de caja que incluye un panel inferior, un panel superior, pilares externos y, opcionalmente, al menos una división interna que define al menos un hueco; y el al menos un hueco incluye al menos una placa de aislamiento de múltiples capas, incluyendo cada una de la al menos una placa de aislamiento de múltiples capas al menos una capa de revestimiento, al menos una primera capa de poliuretano que tiene una primera densidad de desde 100 kg/m3 hasta 2000 kg/m3 según la norma ASTM D 1622, y al menos una segunda capa de poliuretano que tiene una segunda densidad de menos de 100 kg/m3 según la norma ASTM D 1622.
2. La caja de aislamiento según la reivindicación 1, en donde la al menos una primera capa de poliuretano representa del 0,5 % al 50,0 % de un grosor total de la placa de aislamiento de múltiples capas.
3. La caja de aislamiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde:

la al menos una primera capa de poliuretano es el producto de reacción de una primera mezcla que incluye al menos un primer componente de isocianato, un primer componente reactivo con isocianato y, opcionalmente, una o más cargas,

un índice de isocianato de la primera mezcla es de desde 80 hasta 600, y

la primera mezcla excluye cualquier agente de expansión física adicionalmente añadido.
4. La caja de aislamiento según la reivindicación 3, en donde el primer componente reactivo con isocianato incluye la una o más cargas en una cantidad de desde el 5 % hasta el 60 %, basándose en un peso total de la primera mezcla.
5. La caja de aislamiento según la reivindicación 4, en donde la una o más cargas incluyen grafito expansible.
6. La caja de aislamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde:

la al menos una segunda capa de poliuretano es el producto de reacción de una segunda mezcla que incluye al menos un segundo componente de isocianato, un segundo componente reactivo con isocianato y un agente de expansión física, y

un índice de isocianato de la segunda mezcla es de desde 80 hasta 600.
7. La caja de aislamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la segunda capa de poliuretano incluye un refuerzo de fibra de vidrio.
8. La caja de aislamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la caja de aislamiento forma parte de una barrera aislante en un transportador de gas natural licuado.
9. Un procedimiento de formación de la caja de aislamiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el procedimiento incluye proporcionar la estructura de caja y colocar la al menos una placa de aislamiento de múltiples capas en la estructura de caja.