專利名稱：礦物纖維絕熱材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粘連的人造玻璃纖維(MMVF)氈，它可以用作外頂或壁包層或者作為管件，即用于安裝在管子周圍的絕熱材料。
與內(nèi)用氈相比，外用氈大都暴露于不利的條件下，如暴露在濕氣、太陽、溫度和風(fēng)下。濕氣與熱在一起會形成對纖維具有破壞性的環(huán)境，但是具有常規(guī)氈構(gòu)造的常規(guī)MMVF纖維可以抵抗該作用。向風(fēng)暴露會加快分層，但是通過已知的技術(shù)如用粘接劑粘接以及使纖維方向絕大多數(shù)垂直于層狀板由此來形成氈、而不是基本平行于氈表面的常規(guī)方向可以獲得足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
與常規(guī)內(nèi)用的相比，類似的用于內(nèi)管或外管部件絕熱材料的氈更多地向潮濕的條件暴露，特別是當(dāng)封閉在鋁膜或塑料膜或其它不可滲透的殼中時。
最近，人們正試圖開發(fā)出在生理介質(zhì)中具有一定溶解度的MMV纖維。絕大多數(shù)關(guān)于溶解性的文獻(xiàn)認(rèn)為要求纖維在pH大約為7.5的生理鹽水中具有一定的溶解度。
WO96/14454和WO96/14274中描述了在大約4.5pH下具有較好的溶解性的纖維。
在頂或壁包層中采用在接近中性pH(約7.5)下具有適當(dāng)溶解度的MMVF氈會出現(xiàn)這樣一個問題，即當(dāng)向大氣潮氣暴露較長時間時或當(dāng)向冷凝水或直接與水接觸時，這些纖維容易降解。因此將這些纖維用作外頂或壁包層不太適合，除非采取特定的措施來使該問題降到最小。
人們需要提供由能夠在相應(yīng)的試驗條件下具有良好的生理溶解性但在向環(huán)境濕氣暴露時具有較低降解可能性的MMVF纖維制成的管件或外頂或壁包層。
根據(jù)本發(fā)明，我們提供了管件或外頂或壁包層，它們是粘連的MMVF氈，其中該纖維是由下列組合物制成的，該組合物以氧化物的重量計包括SiO232-48％Al2O318-30％CaO 10-30％MgO 2-5％FeO 2-15％Na2O+K2O 0-10％TiO20-6％其它成分 0-15％并且該組合物在1400℃下具有10-70泊的粘度，并且當(dāng)在pH4.5下測定(方法公開在WO96/14454中)時，纖維的溶解速度至少為20nm/天。優(yōu)選地，它們是pH7.5下是相對不可溶的。
本發(fā)明包括MMVF包層氈本身，它們在建筑物和在建筑物外部的建筑部件中作為外壁或頂包層的運用，以及包括所說的MMVF氈的建筑物或建筑物部件。本發(fā)明包括管件作為絕熱管的運用。
該建筑物或建筑物部件通常包括金屬、木材或其它框架，MMVF氈固定在其上某一位置，從而使其用于建筑物外部。該建筑物可以是整個建筑物，但是本發(fā)明還包括建筑物部件，如頂結(jié)構(gòu)或壁結(jié)構(gòu)。舉例來說，該頂或壁結(jié)構(gòu)可以組成建筑物的整個頂或壁或數(shù)個這樣的結(jié)構(gòu)(每一個含有多個氈)組裝在一起，形成頂或壁。
在剛制得(即在離開制造廠之前)或在安裝到建筑物部件或建筑物上之前，常常在包層氈外表面上提供基本上整個的或不可滲透的涂層。這種保護(hù)涂層可以是抗水材料，如油氈布，或者它可以是一種箔或裝飾性材料，如油漆。即使在組裝之前沒有涂覆涂層，建筑物部件或建筑物的氈外表面通常具有涂層。舉例來說，頂板可以涂以頂布、瀝青、木板、vlies、箔或太陽能元件。頂板優(yōu)選地應(yīng)足夠剛硬，使人可以在上面行走。壁包層可以涂以灰泥(有機(jī)的或無機(jī)的)、水泥、涂料、聚氨酯、頂布、箔(如鋁)、玻璃或太陽能元件。
本發(fā)明的一種包層氈是非常高密度的MMVF氈，典型地是500-2000公斤/立方米、通常是700-1200公斤/立方米。該高密度產(chǎn)品通常帶有油漆涂層或其它基本上不可滲透的或整個表面覆蓋層。本發(fā)明的其它氈可以具有比這種氈低的密度并且可以是常規(guī)結(jié)構(gòu)的頂板或壁板。
本發(fā)明的包層氈通常至少具有50公斤/立方米的密度，通常至少是70公斤/立方米，典型地最高達(dá)500公斤/立方米。具有不同密度的氈在使用時可以相互疊放，高密度的氈通常放在外層。
優(yōu)選的本發(fā)明的包層產(chǎn)品具有多密度結(jié)構(gòu)，通常是雙密度結(jié)構(gòu)，使用時，與其余MMVF氈相比，位于建筑物外層的MMVF層具有更高的密度并且與其余MMVF氈形成一個整體。舉例來說，通常外層的密度至少為60公斤/立方米并且優(yōu)選地至少為70公斤/立方米或80公斤/立方米，并且常常比下面層的密度至少高20公斤/立方米，更為常見的是至少高50公斤/立方米。高密度外層通常至少為5mm厚，常常是10-40mm厚，典型地占MMVF氈總厚度的2-30％，更為常見的是3-15％或20％。
該包層氈通常是正方形的或長方形的板，但它們也可以是其它更為復(fù)雜的形狀，特別是當(dāng)它們形成部分頂時。氈的厚度通常為10-500mm。更厚的氈較硬并且作為板提供，但是一些較薄的氈，例如建筑物面板或壁板有時可以作為板材卷而供給。
包層氈和管件通常通過常規(guī)酚類或其它粘接劑而粘接，典型地其用量為氈重量的1-5％，常常是2-4％。
抗水材料可以以常規(guī)方式在制造過程中另外地包含在包層氈和管件中，例如可以包含油以改善抗水性。氈的總燒失量通常為2％或3％，最高達(dá)5％或6％。
氈可以通過任何一種已知的用于制造所需結(jié)構(gòu)的氈的常規(guī)技術(shù)來制造，適宜制造并采用外MMVF壁和頂包層及管件的描述可以參見EP133083、277500、420837、435942、518964、521058、560878、590098和654100、GB1027799和2223248、DK155163和DK-U3-9200033、DE-U1-29616962、DE4143387、4319340和4432866以及WO94/16162、94/16163、94/16164和95/20708和WO89/07731、WO89/07733、WO96/37728和WO97/01060。所有這些文獻(xiàn)均作為參考而引入本文。
纖維基本上平行于氈的外表面或者纖維可以基本上垂直于氈的表面，因此產(chǎn)品可以是常規(guī)的類型，即已知的層狀氈或板。
外頂包層可以具有常規(guī)的頂板形狀或其它頂包層的結(jié)構(gòu)并且通常其密度為100-400，優(yōu)選地為100-200公斤/立方米并且其厚度為10-500，通常為10-300mm。
單層頂板通常其密度為100-300公斤/立方米并且其厚度為10-300mm。除了采用單層以外，還可以使用數(shù)層，其中一層疊加在其它一層上面，舉例來說，可以將層狀氈與常規(guī)氈組合在一起，但優(yōu)選地外層具有最高的密度和/或為層狀氈。
優(yōu)選的頂包層是由雙層密度氈形成的。底層的密度可以60-200公斤/立方米，頂層通常至少為50公斤/立方米或更高并且通常是200-400公斤/立方米。底層的厚度至少是15mm并且頂層厚度為100-300mm。最大總厚度通常為350mm。
壁包層可以有兩種類型。第一種類型通常以建筑物面板為人們所知。另一種壁包層通常以層狀板為人們已知。該壁包層通常其密度為50-400公斤/立方米，通常是50-200公斤/立方米，更為常見的是50-150公斤/立方米。舉例來說，建筑物面板的密度為70-150公斤/立方米，而層狀板的密度為50-100或150公斤/立方米。它們的厚度典型地為10-300mm，通常為10-200mm。
與常規(guī)單層板相比，層狀板可以具有較低的密度。另外，層狀板可以抵抗風(fēng)力的影響(剝離強(qiáng)度)，而用具有相同密度的常規(guī)單層板就有這個問題。層狀板通常具有不可滲透表層，如木材、箔、頂布或其它基本上不可滲透的板狀材料。
典型的建筑物面板的寬度為20cm或更大，例如60cm，典型地其長度為1-2米(如1.2米)，但也可以是一卷(如10米)。頂板通常其寬度超過50cm(例如60cm或120cm，最高達(dá)150cm)，其長度可以更大(如90cm至300cm，如180cm或140cm)。
管件通常用于外管或內(nèi)管加熱絕熱、冷卻絕熱或冷凝絕熱及管安裝。冷凝絕熱的厚度和形狀應(yīng)設(shè)計成使管件外表面上的蒸汽冷凝和/或使冷凝的蒸汽排出管件，以防止管腐蝕(參見EP739470、WO94/05947、EP528936、WO97/16676)。
管件可以用不可滲透的鋁箔或板、覆鋁紙、金屬板，如鋼板，優(yōu)選地為電鍍金屬板覆蓋；用防腐塑料膜或涂層覆蓋、頂布、或紡織或無紡玻璃纖維氈或布覆蓋。另外管件還可以用油布、涂料、塑料箔，如PVC、紙板或紙覆蓋。覆蓋材料可以用瀝青浸漬以耐候。
覆蓋材料可以是防火的。
通常管件的密度為40-400公斤/立方米，優(yōu)選地為60-300公斤/立方米。管件可以包括支撐環(huán)，它是絕熱材料部件。管件可以由兩種棉組成，一種用于管，另一種更為致密的用于支撐環(huán)。這些支撐環(huán)的目的在于使冷卻管避免冷凝并且使熱管避免熱損。管件支撐環(huán)通常其密度為150-400公斤/立方米，優(yōu)選地為250-350公斤/立方米，更為優(yōu)選地為300公斤/立方米左右。用于其它管件的棉典型地其密度為40-200公斤/立方米，優(yōu)選地為60-180公斤/立方米。
在本發(fā)明中，優(yōu)選的SiO2、Al2O3、CaO、FeO、堿、TiO2和其它成分的含量以及優(yōu)選的粘度和溶解速度(在pH4.5和pH7.5下)描述在WO96/14454和WO96/14274中并且可以參見這些文獻(xiàn)。
優(yōu)選的氧化鎂用量不超過4.5％。
權(quán)利要求
1.用作外頂或壁包層或管件的粘連MMVF氈，其中該纖維是由下列組合物制成的，該組合物以氧化物的重量計包括SiO230-48％Al2O318-30％CaO10-30％MgO2-5％FeO2-15％Na2O+K2O 0-10％TiO20-6％其它成分0-15％該組合物在1400℃下具有10-70泊的粘度，并且當(dāng)在pH4.5下測定時，纖維的溶解速度至少為20nm/天。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的氈，它在外表面上有一保護(hù)涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的用作外頂或壁包層的氈，其密度為500-2000公斤/立方米。
4.根據(jù)前面任意一個權(quán)利要求的用作外頂或壁包層的氈，具有雙密度結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的氈，它是管件，包括具有較高密度的絕熱環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一個的粘接MMVF氈作為外頂或壁包層的用途。
7.一種建筑物或建筑物部件，它包括權(quán)利要求1-4中任意一個所說氈。
8.權(quán)利要求1、2或5所說的氈作為內(nèi)管或外管管件或管配件的用途。
9.管子，它用權(quán)利要求1、2或5所說的的管件絕熱。
全文摘要
管件或外頂或壁包層是由粘連的人造玻璃纖維氈制成,其中該纖維在1400℃下有10—170泊的粘度并且在pH4.5下的溶解速度至少為20nm/天。
文檔編號E04D3/35GK1267271SQ98808263
公開日2000年9月20日 申請日期1998年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月18日
發(fā)明者M·古爾德伯格, S·L·杰森 申請人:羅克伍爾國際公司