PL213229B1 - Przegrody termoizolacyjne i sposób otrzymywania przegród termoizolacyjnych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są przegrody termoizolacyjne a zwłaszcza ognioochronne oraz sposób ich otrzymywania. Przegrody takie mają zastosowanie w budownictwie lądowym, morskim, jednostkach transportowych morskich, lądowych i powietrznych i wykorzystywane są one w szczególności do separacji warstwowej tworzyw palnych.

Znane są przegrody termoizolacyjne wykonane ze styropianu, poliuretanu oraz spienionych polimerów, które dostosowane są do pracy w niekorzystnym zakresie termicznym nieprzekraczającym temperatury 200°C, które ponadto są dobrymi przewodnikami ciepła będąc jednak przy tym tworzywami palnymi.

Znane są również izolacje cieplne na elewacjach, w ramach których, na elewacjach nakleja się, a następnie powleka płyty z twardej pianki polistyrenowej lub płyty wytłaczane z pianki. Elewacje zabezpiecza się również przed zbyt szybkim wychłodzeniem za pomocą mat z włókna szklanego lub wełny mineralnej, które mocuje się na elewacji za pomocą kraty z łat i nakładanej później okładziny chroniącej przed wpływami atmosferycznymi.

Polski opis patentowy nr 173 032 ujawnia elewacyjną płytę termoizolacyjną, która jest utworzona przez rozdrobnione odpady polistyrenowego tworzywa piankowego, powiązane klejem cementowym, przy czym ziarnistość tych odpadów wynosi od 2 do 15 mm, a gęstość surowa płyty termoizolacyjnej - od 0,2 do 0,35 kg/l.

Z polskiego zgł oszenia patentowego P. 302963 znany jest również okł adzinowy element budowlany, stosowany do ocieplania ścian zewnętrznych istniejących budynków o niewystarczającej izolacyjności ścian. Okładzinowy element budowlany stanowi styropianowa płyta połączona nierozłącznie warstwą kleju z siatką, umieszczoną z jednej lub z obu stron płyty, posiadającą co najmniej dwa wypusty.

Boczne krawędzie płyty są płaskie lub mają korzystnie wykonane wcięcie tak, że w przekroju poprzecznym ma ono kształt zbliżony do litery Z, zaś na powierzchni płyty wokół jej boków niezaopatrzonych w wypusty są pasy korzystnie o szerokości większej niż szerokość wypustów zagłębione w licowej powierzchni płyty.

Patent 184727 ujawnia sposób wytwarzania płyt termoizolacyjnych, przeznaczonych szczególnie pod przekrycia dachowe, który polega na tym, że płyta styropianowa pokrywana zostaje dwoma rodzajami kleju, klejem poliuretanowym i klejem syntetycznym szybkoschnącym, przy czym klej szybkoschnący jest nakładany na płytę na powierzchnię mniejszą niż 5% powierzchni płyty, po czym na tak przygotowaną płytę jest nakładana i dociskana wstęga papy asfaltowej nieco szersza niż szerokość płyty, a następnie wstęga papy zostaje przecinana tak, iż długość odcinków wstęgi papy jest nieco dłuższa niż długość płyty.

Znane są również przegrody termoizolacyjne ogniochronne, jednakże obarczone są one dużo większą przewodnością cieplną, co uniemożliwia ich samodzielne stosowanie jako przegród termoizolacyjnych. Do grupy tej zalicza się tworzywa rolowe (warstwowe) w postaci szerokiego zakresu pap, kompozycje mineralne w postaci wełny, oraz porowate kształtki ceramiczne.

Z polskiego zgłoszenia patentowego P. 324307 znane są płyty izolacyjne, zwłaszcza do płaskich dachów, mające warstwę izolacyjną z wełny mineralnej, pokrywaną warstwą uszczelniającą, zwłaszcza w postaci pasm z tworzywa sztucznego albo kauczuku, przy czym płyta izolacyjna ma warstwę spienialną w razie pożaru z odsunięciem elastycznej warstwy uszczelniającej względem warstwy izolacyjnej, znajdującą się pomiędzy warstwą izolacyjną i warstwą uszczelniającą.

Polski opis patentowy nr 204 445 ujawnia masę ogniochronną na bazie poliuretanów uzyskiwanych z polioli i izocyjanianów, z dodatkiem poroforów i perełek polistyrenu spienialnego, która zawiera modyfikatory w postaci węgla krystalicznego i diamidu kwasu węglowego w postaci sproszkowanej o uziarnieniu poniżej 0,063 mm, których udział w stosunku do ogólnej iloś ci składników bazowych poliuretanu wynosi odpowiednio 0.1 - 14% wagowych i 0.1 - 15% wagowych. Masa ta przeznaczona jest m.in. do wykonywania przegród przeciwpożarowych, kształtek i płyt ogniochronnych oraz okładzin ogniochronnych.

Dopuszczone przez Instytut Techniki Budowlanej do stosowania w budownictwie zaporowe, warstwowe okładziny pęczniejące składają się z mieszaniny krzemianów sodu i potasu z dodatkiem plastyfikatorów, wypełniaczy i poroforów, przy czym nośnikiem tej mieszaniny jest osnowa włóknista w postaci tworzywa szklanego, nasycona lepiszczem z ż ywicy syntetycznej. W podwyż szonej tempePL 213 229 B1 raturze wywołanej pożarem, okładziny te pęcznieją tworząc drobnoporowatą masę o temperaturze topnienia powyżej 900°C.

Powszechnie znane są płyty termoizolacyjne złożone z trzech warstw, przy czym jedną z warstw zewnę trznych stanowi styropian, zaś drugą papa asfaltowa. Warstwę wewnę trzną maj ą c ą za zadanie trwałe połączenie warstw zewnętrznych, stanowi klej poliuretanowy. Płyty tego rodzaju wytwarzane są w taki sposób, że na jedną z powierzchni płyty styropianowej nakładana jest warstwa kleju, po czym do powierzchni tej dociskany jest odcinek wstęgi papy.

Pomimo tego, że łączenie tworzyw grupujących polimery i tworzywa rolowe typu papa jest teoretycznie możliwe, jednak przy znacznej przewodności cieplnej tworzyw rolowych, zastosowanie podległych spienionych polimerów jest nieskuteczne ze względu na przenikanie ciepła przekraczające granice odporności spienionych tworzyw polimerowych.

Celem wynalazku jest opracowanie przegród termoizolacyjnych w postaci kompozycji reaktywnych do nakładania bezspoinowego bezpośrednio na żądaną powierzchnię oraz w postaci elastycznej taśmy rolowej, które to przegrody łączone są z tworzywami o dobrej izolacji termicznej, zabezpieczając w ten sposób przed strumieniami cieplnymi degradującymi warstwy podległe tworzyw termoizolacyjnych.

Istotą wynalazku jest przegroda termoizolacyjna, składająca się z osnowy włóknistej pokrytej spoiwami i/lub lepiszczami polimerowymi stanowiącymi kompozycję reaktywną posiadającą wypełniacze aktywne w postaci pęczniejącego grafitu, diamidu kwasu węglowego, posiadającą również przetworniki radiacyjne, sorbenty i desorbenty wody oraz porofory termoreaktywne, która to przegroda, według wynalazku charakteryzuje się tym, że osnowę włóknistą stanowią tworzywa kordowe takie jak poliamid lub poliester lub olefiny, natomiast kompozycja reaktywna składa się ponadto z lateksu butadienowo-styrenowego lub poliuretanu w ilości 5-50 części wagowych; rozdrobnionego metakrzemianu sodu w ilości 5-60 części wagowych; pęczniejącego grafitu w ilości 0,2-25 części wagowych; diamidu kwasu węglowego w ilości 0,5-18 części wagowych oraz kwasu askorbinowego i/lub kwasu szczawiowego w ilości 0,1-10,5 części wagowych.

Zastosowanie kwasu askorbinowego i/lub kwasu szczawiowego w przegrodach termoizolacyjnych według wynalazku powoduje korekcję zasadową mieszaniny natomiast dodatek diamidu kwasu węglowego powoduje ograniczenie anizotropii mieszaniny.

Termin „kompozycja reaktywna” według wynalazku oznacza mieszaninę krzemianów, pęczniejącego grafitu, kwasu askorbinowego z dodatkiem spoiwa bądź lepiszcza w postaci prepolimerów i/lub polimerów.

Ponadto przegroda termoizolacyjna według wynalazku może występować również w postaci kompozycji reaktywnej bez osnowy włóknistej.

Istotą wynalazku jest także sposób otrzymywania przegród termoizolacyjnych z lub bez osnowy włóknistej składający się z następujących etapów: naniesienie kompozycji reaktywnej na bazowe tworzywo termoizolacyjne lub na osnowę włóknistą a następnie utwardzenie całości chemiczne i/lub termiczne, który to sposób, według wynalazku charakteryzuje się tym, że przed naniesieniem kompozycji reaktywnej zdefiniowanej powyżej, bazowe tworzywo termoizolacyjne pokrywa się kontaktową warstwą zczepną w postaci cieczy składającej się z lepiszcza i/lub spoiw takich jak lateks butadienowostyrenowy lub poliuretan z dodatkiem metakrzemianu sodu, kwasu askorbinowego, diamidu kwasu węglowego, w ilości od 30-200 g/m² lub osnowę włóknistą w postaci tworzyw kordowych takich jak poliamid lub poliester lub olefiny pokrywa się kontaktową warstwą zczepną, następnie na tak przygotowaną powierzchnię osnowy nanosi się kompozycję reaktywną zdefiniowaną powyżej, po czym całość utwardza się termicznie i/lub chemicznie, przy czym podczas utwardzania termicznego prędkość przejścia przez strefę grzewczą jest większa od 0,5 m/min. przy zawartości tlenu w atmosferze komory termicznej większej od 10% i w temperaturze powyżej 50°C.

Osnowa włóknista, według wynalazku korzystnie może być obustronnie pokryta kontaktową warstwą zczepną.

Ponadto osnowa włóknista, według wynalazku korzystnie może być obustronnie pokryta kompozycją reaktywną.

Utwardzony termicznie i/lub chemicznie produkt dostosowuje się do geometrii zabezpieczanego podłoża.

Termin „kontaktowa warstwa zczepna” oznacza według wynalazku mieszaninę polimerów i/lub prepolimerów ciekłych w postaci lateksu butadienowo-styrenowego lub poliuretanu z dodatkami modyfikującymi takimi jak metakrzemian sodu, kwas askorbinowy, diamid kwasu węglowego, która zawiera

PL 213 229 B1 grupy polarne i służy do modyfikacji powierzchni o wysokim napięciu powierzchniowym a szczególnie o trudnej zwilż alności.

Kontaktowa warstwa zczepna powoduje aktywację powierzchniową, neutralizującą ładunki równoimienne, znajdujące się na powierzchni bazowego tworzywa termoizolacyjnego, na przykład styropianu, umożliwiając wykorzystanie sił van der Waalsa do połączeń warstwowych.

Przegrodę termoizolacyjną według wynalazku w postaci płynnej i/lub gęstopłynnej bez osnowy włóknistej nanosi się bezpośrednio na powierzchnie bazowego tworzywa termoizolacyjnego i służy ona do zabezpieczania tego tworzywa przed działaniem strumienia cieplnego w zakresie przekraczającym temperaturę topnienia i/lub temperaturę destrukcji tworzywa termoizolacyjnego.

Zabezpieczane bazowe tworzywo termoizolacyjne według wynalazku może być wytworzone ze spienionych polimerów termoizolacyjnych, takich jak: polistyren, poliuretan, polietylen, polichlorek winylu, itp. lub z drewna i podobnych materiałów palnych.

Przegrodę termoizolacyjną według wynalazku, jako warstwową przegrodę termoizolacyjną w postaci tworzywa rolowego połączonego z bazowym tworzywem termoizolacyjnym, składają cą się m.in. z osnowy włóknistej, stosuje się do zabezpieczania powierzchni palnych, szczególnie termoizolacyjnych takich jak styropian i/lub poliuretan, przed utratą właściwości termoizolacyjnych.

Przedmiot według wynalazku przedstawiony jest bliżej w korzystnych przykładach wykonania:

P r z y k ł a d 1

Do mieszarki zaopatrzonej w mieszadło wprowadza się:

1000 kg lateksu butadienowo-styrenowego o zawartości styrenu 30% kg diamidu kwasu węglowego;

100 kg metakrzemianu sodu;

kg kwasu askorbinowego;

150 kg grafitu.

Po ujednorodnieniu całości w temperaturze 25°C przez 15 minut, powstałą kompozycję reaktywną nanosi się w ilości 1200 g/m² na poliamidową osnowę włóknistą o gramaturze 350 g/m² w czasie ok. 35 sekund, spreparowaną wcześniej mieszaniną polimerów i/lub prepolimerów ciekłych w postaci lateksu butadienowo-styrenowego z dodatkami modyfikującymi takimi jak metakrzemian sodu, kwas askorbinowy, diamid kwasu węglowego. Całość utwardza się termicznie potokowo w temperaturze powyżej 75°C.

P r z y k ł a d 2

1000 kg lateksu butadienowo-styrenowego o zawartości styrenu 30%

100 kg diamidu kwasu węglowego;

100 kg metakrzemianu sodu;

kg kwasu askorbinowego;

200 kg grafitu.

Po ujednorodnieniu całości w temperaturze 25°C, przez 20 minut powstałą kompozycję reaktywną nanosi się w ilości 1200 g/m² na poliestrową osnowę włóknistą o gramaturze 400 g/m² spreparowaną wcześniej mieszaniną polimerów i/lub prepolimerów ciekłych w postaci lateksu butadienowo-styrenowego z dodatkami modyfikującymi takimi jak metakrzemiany sodu, kwas askorbinowy, diamid kwasu węglowego. Całość utwardza się termicznie potokowo w temperaturze powyżej 75°C.

P r z y k ł a d 3

1000 kg prepolimeru uretanowego;

kg diamidu kwasu węglowego;

100 kg metakrzemianu sodu;

kg kwasu askorbinowego;

kg kwasu szczawiowego;

200 kg grafitu.

Po ujednorodnieniu całości w temperaturze 25°C przez 20 minut, powstałą kompozycję reaktywną nanosi się w ilości 1100 g/m² na osnowę poliwęglanową o gramaturze 400 g/m² w czasie ok. 35 sekund spreparowaną wcześniej mieszaniną polimerów i/lub prepolimerów ciekłych w postaci prepolimeru poliuretanowego z dodatkami modyfikującymi takimi jak metakrzemian sodu, kwas askorbinowy, diamid kwasu węglowego. Całość utwardza się termicznie potokowo w temperaturze powyżej 75°C.

P r z y k ł a d 4

1000 kg lateksu butadienowo-styrenowego o zawartości styrenu 30%

100 kg diamidu kwasu węglowego;

PL 213 229 B1

200 kg metakrzemianu sodu;

kg kwasu askorbinowego kg kwasu szczawiowego;

100 kg grafitu.

Po ujednorodnieniu całości w temperaturze 25°C przez 20 minut, powstałą kompozycję reaktywną nanosi się w ilości 1200 g/m² na poliamidową osnowę włóknistą o gramaturze 350 g/m² w czasie ok. 35 sekund spreparowaną wcześniej mieszaniną mieszaninę polimerów i/lub prepolimerów ciekłych w postaci lateksu butadienowo-styrenowego z dodatkami modyfikującymi takimi jak metakrzemian sodu, kwas askorbinowy, diamid kwasu węglowego. Całość utwardza się termicznie potokowo w temperaturze powyż ej 75° C.

P r z y k ł a d 5

1000 kg lateksu butadienowo-styrenowego o zawartości styrenu 30%

100 kg diamidu kwasu węglowego;

200 kg metakrzemianu sodu;

kg kwasu askorbinowego;

kg kwasu szczawiowego;

100 kg grafitu.

Po ujednorodnieniu całości w temperaturze 25°C przez 20 minut, powstałą kompozycję reaktywną nanosi się w ilości 1200 g/m² na poliamidową osnowę włóknistą o gramaturze 350 g/m² w czasie ok. 35 sekund spreparowaną wcześniej mieszaniną polimerów i/lub prepolimerów ciekłych w postaci lateksu butadienowo-styrenowego z dodatkami modyfikującymi takimi jak metakrzemian sodu, kwas askorbinowy, diamid kwasu węglowego. Całość utwardza się termicznie potokowo w temperaturze powyżej 75°C. Otrzymane tworzywo rolowe pokrywa się z drugiej strony i utwardza identycznie jak na powierzchni przeciwnej.

P r z y k ł a d 6

1000 kg prepolimeru uretanowego kg diamidu kwasu węglowego;

100 kg metakrzemianu sodu;

kg kwasu askorbinowego;

kg kwasu szczawiowego;

200 kg grafitu.

Po ujednorodnieniu całości w temperaturze 25°C przez 20 minut, powstałą kompozycję reaktywną nanosi się w ilości 1200 g/m² na poliwęglanową osnowę włóknistą o gramaturze 350 g/m² w czasie ok. 35 sekund spreparowaną wcześniej mieszaniną polimerów i/lub prepolimerów ciekłych w postaci prepolimeru poliuretanowego z dodatkami modyfikują cymi takimi jak metakrzemian sodu, kwas askorbinowy, diamid kwasu węglowego. Całość utwardza się termicznie potokowo, w temperaturze powyżej 75°C. Otrzymane tworzywo rolowe pokrywa się z drugiej strony i utwardza identycznie jak na powierzchni przeciwnej.

P r z y k ł a d 7

1000 kg lateksu butadienowo-styrenowego o zawartości styrenu 30%

100 kg diamidu kwasu węglowego;

200 kg metakrzemianu sodu;

kg kwasu askorbinowego;

kg kwasu szczawiowego;

100 kg grafitu.

Po ujednorodnieniu całości w temperaturze 25°C przez 20 minut, powstałą kompozycję reaktywną nanosi się w ilości 1100 g/m² na powierzchnie styropianu pokrytą wcześniej mieszaniną polimerów i/lub prepolimerów ciekłych w postaci lateksu butadienowo-styrenowego z dodatkami modyfikującymi takimi jak metakrzemian sodu, kwas askorbinowy, diamid kwasu węglowego. Całość utwardza się chemicznie w temperaturze otoczenia wykorzystując wodę zawartą w lateksie butadienowostyrenowym.

P r z y k ł a d 8

1000 kg prepolimeru uretanowego kg diamidu kwasu węglowego;

100 kg metakrzemianu sodu;

kg kwasu askorbinowego;

PL 213 229 B1 kg kwasu szczawiowego;

200 kg grafitu.

Po ujednorodnieniu całości w temperaturze 25°C przez 20 minut, powstałą kompozycję reaktywną nanosi się w ilości 1100 g/m² na powierzchnie styropianu pokrytą wcześniej mieszaniną polimerów i/lub prepolimerów ciekłych w postaci prepolimeru poliuretanowego z dodatkami modyfikującymi takimi jak metakrzemian sodu, kwas askorbinowy, diamid kwasu węglowego. Całość utwardza się chemicznie w temperaturze otoczenia wykorzystując wodę zawartą w powietrzu (wilgotność względna) i w diamidzie kwasu wę glowego.

Przegrody termoizolacyjne według wynalazku posiadają jednocześnie właściwości ognioochronne i inhibicyjne.

W zależ noś ci od przeznaczenia, przegrody termoizolacyjne wedł ug wynalazku, po utwardzeniu termicznym i/lub chemicznym można pokryć od zewnętrznej strony warstwą dekoracyjną w postaci różnego rodzaju tynków, tapet, czy innych powłok dekoracyjnych.

Claims (4)

1. Przegroda termoizolacyjna, składająca się z osnowy włóknistej pokrytej spoiwami i/lub lepiszczami polimerowymi stanowiącymi kompozycję reaktywną posiadającą wypełniacze aktywne w postaci pęczniejącego grafitu, diamidu kwasu węglowego, posiadającą również przetworniki radiacyjne, sorbenty i desorbenty wody oraz porofory termoreaktywne, znamienna tym, że osnowę włóknistą stanowią tworzywa kordowe takie jak poliamid lub poliester lub olefiny, natomiast kompozycja reaktywna składa się ponadto z lateksu butadienowo-styrenowego lub poliuretanu w ilości 5-50 części wagowych; rozdrobnionego metakrzemianu sodu w ilości 5-60 części wagowych; pęczniejącego grafitu w ilości 0,2-25 części wagowych; diamidu kwasu węglowego w ilości 0,5-18 części wagowych oraz kwasu askorbinowego i/lub kwasu szczawiowego w ilości 0,1-10,5 części wagowych.

2. Sposób otrzymywania przegród termoizolacyjnych składający się z następujących etapów: naniesienie kompozycji reaktywnej na bazowe tworzywo termoizolacyjne lub na osnowę włóknistą a następnie utwardzenie cał oś ci chemiczne i/lub termiczne, znamienny tym, ż e przed naniesieniem kompozycji reaktywnej zdefiniowanej w zastrz. 1, bazowe tworzywo termoizolacyjne korzystnie styropian lub osnowę włóknistą w postaci tworzyw kordowych takich jak poliamid lub poliester lub olefiny, pokrywa się kontaktową warstwą zczepną w postaci cieczy składającej się z lepiszcza i/lub spoiw takich jak lateksu butadienowo-styrenowego lub poliuretanu z dodatkiem metakrzemianu sodu, kwasu askorbinowego, diamidu kwasu węglowego, w ilości od 30-200 g/m², po czym całość utwardza się termicznie i/lub chemicznie, przy czym podczas utwardzania termicznego prędkość przejścia przez strefę grzewczą jest większa od 0,5 m/min przy zawartości tlenu w atmosferze komory termicznej większej od 10% i w temperaturze powyżej 50°C.

3. Sposób, według zastrz. 6, znamienny tym, że osnowa włóknista jest obustronnie pokryta kontaktową warstwą zczepną.

4. Sposób według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że osnowa włóknista jest obustronnie pokryta kompozycją reaktywną.