帶有阻火層的隔板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 實施例涉及包括阻火層的隔板和隔板布置、包括這些隔板的構(gòu)造及形成所述隔板 和隔板布置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 剛性聚合物泡沫提供良好的隔熱作用并且可以用于如"夾層"預(yù)隔熱隔板等建筑 部件中。這些預(yù)隔熱隔板可以是自承重的并且被用于例如內(nèi)部隔斷墻、外墻、墻面及屋頂 中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 實施例可以通過提供一種隔板來實現(xiàn)，所述隔板包括第一金屬面層、隔熱泡沫層 及在所述第一金屬面層與所述泡沫層之間的阻火層。所述阻火層包括可膨脹石墨于聚異氰 脲酸酯聚合物基質(zhì)中的分散液。所述聚合物基質(zhì)是通過使異氰酸酯指數(shù)超過250的含異氰 酸酯的反應(yīng)物與包括超過300當(dāng)量的長鏈多元醇的多元醇反應(yīng)物反應(yīng)來形成。每單位面積 可膨脹石墨的量是至少200g/m2。
【附圖說明】
[0004] 圖1示出了根據(jù)一個例示性實施例的隔板10的透視圖。這些層（可能不是全部存 在）是按以下次序示出：金屬面層AU阻火層B、另一阻火層C、隔熱泡沫D及金屬面層A2。
[0005] 圖2示出了根據(jù)一個例示性實施例的包括接合區(qū)的隔板10的側(cè)視圖。這些部件 (可能不是全部存在）包括以下各物：金屬面層A、標(biāo)準(zhǔn)墊片和/或粘結(jié)層E、阻火層B及隔 熱泡沫D (標(biāo)準(zhǔn)墊片和/或粘結(jié)層E與阻火層B的相對位置可以變化）。
[0006] 圖3示出了安裝到相鄰隔板上的圖2的隔板10的例示性布置的側(cè)視圖。在接合 區(qū)的兩端處顯示出自攻絲螺釘。
[0007] 圖4示出了泡沫芯（"PIR泡沫"）和阻火層（"Intum層"）相對于火災(zāi)的布置， 而圖4(A)示出了阻火層在泡沫芯接近火災(zāi)的一側(cè)（"較熱側(cè)"）上的情形，并且圖4(B)示 出了阻火層在泡沫芯遠(yuǎn)離火災(zāi)的一側(cè)（"較冷側(cè)"）上的情形。
[0008] 圖5示出了關(guān)于工作實例1的阻火層（異氰酸酯指數(shù)是1290)和比較性阻火層 (異氰酸酯指數(shù)是200)的熱解重量分析的結(jié)果，而X軸表示溫度（°C )并且y軸表示殘余 質(zhì)量（％ )。
【具體實施方式】
[0009] 夾層板可以包括粘結(jié)到例如鋼制、鋁制或帶金屬箱應(yīng)力蒙皮的金屬面層的剛性聚 氨基甲酸酯/聚異氰脲酸酯（p〇lyurethane/polyisocyanurate，PUR/PIR)泡沫芯。實施例 涉及一種夾層板，所述夾層板包括金屬面層、隔熱泡沫層及在所述金屬面層與所述泡沫層 之間的阻火層。阻火層包括可膨脹石墨于聚異氰脲酸酯聚合物基質(zhì)中的分散液，其中所述 聚合物基質(zhì)是通過使指數(shù)超過250的含異氰酸酯的反應(yīng)物與包含超過300當(dāng)量的長鏈多元 醇的多元醇反應(yīng)物反應(yīng)來形成。根據(jù)實施例，所述隔板中每單位面積可膨脹石墨的量是至 少200g/m2。所述隔板可以另外包括在所述泡沫層的相對側(cè)上的第二金屬面層。所述隔板 可以是自承重的。
[0010] 在所述另一金屬面層與及泡沫之間可以存在或可以不存在另一阻火層。這一阻火 層可以與或可以不與第一阻火層相同。所述隔板可以包括由異氰酸酯和多元醇形成的基于 非膨脹性或略微膨脹的聚異氰酸酯的聚合物的薄層，所述薄層被用于促進(jìn)金屬面層與泡沫 芯之間及/金屬面層與阻火層之間的粘著。此薄層可以被稱為另外的聚氨基甲酸酯/聚異 氰脲酸酯層或粘著促進(jìn)劑層。
[0011] 陽火層
[0012] 阻火層在本文中又稱為膨脹層、第一阻火層，并且所述阻火層包括可膨脹石墨。阻 火層是安置在泡沫層（例如泡沫芯）與金屬面層之間。舉例來說，阻火層是連續(xù)的并且連 續(xù)地粘結(jié)（在單一區(qū)域中，其中無間隙）到金屬面層和泡沫層。阻火層可以被認(rèn)為是改良 的粘著促進(jìn)劑層。阻火層的密度可以是至少200g/L(例如至少500g/L)。阻火層的厚度可 以是 2mm 到 30mm(例如 2mm 到 25mm、3mm 到 20mm、5mm 到 15mm 等）。
[0013] 阻火層提供阻熱特性，即，在火災(zāi)條件下提供溫度梯度。預(yù)期這將在防火性測試 期間改善隔熱性能。一種材料作為阻熱材料起作用的適用性可以例如在實驗室規(guī)模中，使 用以下描述的測試程序，和/或通過安置在阻熱材料與泡沫層之間的界面處（或安置在泡 沫層中距所述界面一定距離處）的熱電偶測量溫度增加來進(jìn)行評價。根據(jù)一個例示性實施 例，在室溫下測量的阻火層的熱導(dǎo)率（k因子）低于0. 2WAm*K)。
[0014] 阻火層可以是剛性的。舉例來說，阻火層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度可以是至少50°C (例 如約100°C )。根據(jù)UNI EN ISO 604,阻火層的楊氏模量（Young' S modulus)可以是至少 30MPa (例如約 80MPa)。
[0015] 可膨脹石墨被用于在阻火層中提供阻熱特性?？膳蛎浭ㄒ环N石墨層間化合 物，又稱"層離石墨"）是一種在火災(zāi)條件下可膨脹的顆粒狀物?？膳蛎浭梢岳缤?過將天然的片狀石墨浸入鉻酸浴中，隨后加入濃硫酸來制備。根據(jù)一個例示性實施例，可 膨脹石墨顆粒的平均粒度是200 μπι到300 μπι?？膳蛎浭軌蚺蛎浀狡涑跏俭w積的至 少200倍（例如250到350倍）。不同的可膨脹石墨可以具有不同的膨脹溫度。根據(jù)一個 例示性實施例，可膨脹石墨在約160°C到170°C下開始其膨脹。當(dāng)阻火層在泡沫芯距潛在 火源的相對側(cè)上（例如參見圖4(B))時，低膨脹溫度是所希望的?？膳蛎浭睦拘灶?型包括QUIMIDR0GA 250級及NORD-MIN? KP 251 (可購自諾德曼拉斯曼公司（Nordmann Rassmann))〇
[0016] 不希望受任何理論束縛，當(dāng)暴露于正在發(fā)生的火災(zāi)的熱量時，阻火層發(fā)生物理/ 化學(xué)變化，使得形成高度膨脹的多孔碳質(zhì)炭（carbonaceous char)，這種碳質(zhì)炭當(dāng)在泡沫芯 的火災(zāi)側(cè)上（例如參見圖4(A))時有助于保護(hù)泡沫芯免受火焰沖擊，而當(dāng)在較冷側(cè)（例如 參見圖4(B))上時幫助密封泡沫芯中的裂縫并有助于提供阻熱特性。
[0017] 根據(jù)實施例，每單位面積隔板中存在的可膨脹石墨的量是基于層厚度、層密度及 阻火層中并入所述反應(yīng)物中的可膨脹石墨的重量百分比（如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所了 解的，以重量百分比除以100表示）計算：
[0018] 每單位面積可膨脹=(可膨脹石墨占阻火層中總組分的重量％ )/ιοοχ (阻火層 的密石墨的量度）X (阻火層的厚度）
[0019] 相信每單位面積可膨脹石墨的量決定所述層可達(dá)到的膨脹程度和火災(zāi)防護(hù)的程 度。每單位面積可膨脹石墨的量是至少200g/m2、至少300g/m2、至少500g/m 2、至少600g/ m2和/或至少800g/m2。在一個例示性實施例中，每單位面積可膨脹石墨的量是至少900g/ m2(例如約1000g/m2)。舉例來說，每單位面積可膨脹石墨的量可以是300g/m 2到1500g/ m2(例如 500g/m2到 1250g/m2、600g/m2到 1200g/m2、900g/m2到 1100g/m2等）。
[0020] 可膨脹石墨是分散于聚異氰脲酸酯（polyisocyanurate，PI)聚合物基質(zhì)中。術(shù) 語"PI"在本文中用于指在高異氰酸酯指數(shù)下形成的基于聚異氰酸酯的聚合物。聚合物基 質(zhì)將同時包括異氰脲酸酯基團(tuán)和氨基甲酸酯基團(tuán)?；诰郛惽杷狨サ木酆衔锏湫偷嘏c泡沫 芯、另外阻火層和/或金屬面層具有良好的粘著特性。PI聚合物基質(zhì)是由包括至少一種多 元醇反應(yīng)物的多元醇組分與包括至少一種含異氰酸酯的反應(yīng)物的異氰酸酯組分形成。
[0021] 多元醇組分包括至少一種超過300當(dāng)量、超過1000當(dāng)量和/或超過1200當(dāng)量的 長鏈多元醇。當(dāng)量（Equivalent weight，EW)定義為每個反應(yīng)位點化合物的重量。當(dāng)量可 以如下計算：EW = 56. IX 1000/0H，其中OH =羥基數(shù)量。在多元醇組分中也可以包括一種 或多種非長鏈多元醇。舉例來說，至少一種多元醇反應(yīng)物可以由一種或多種長鏈多元醇組 成，即，不存在其它多元醇。長鏈多元醇控制交聯(lián)密度并降低脆性。這些多元醇還被認(rèn)為促 進(jìn)與面層（例如鋼制面層）的粘結(jié)。
[0022] 多元醇組分中的長鏈多元醇可以是聚醚多元醇和/或聚酯多元醇。長鏈多元醇的 官能度可以是2到3。例示性引發(fā)劑包括乙二醇、甘油及三羥甲基丙烷。例示性多元醇包 括V0RAN0L?多元醇（購自陶氏化學(xué)公司（The Dow Chemical Company)的聚醚多元醇）， 其中實例包括V0RAN0L? CP 4702(通過將環(huán)氧丙烷和環(huán)氧乙烷加入甘油起始物中形成的聚 醚多元醇，標(biāo)稱官能度是3并且EW是約1580)及V0RAN0L? P1010 (通過將環(huán)氧丙烷加入丙 二醇起始物中形成的聚醚多元醇，標(biāo)稱官能度是2, EW是約508)。其它例示性多元醇包括 STEPANP0L?聚合物（購自斯泰潘公司（Stepan Company)的聚酯多元醇），其中實例包括 STEPANPOL? PS 70L。多元醇的各種組合都可以用于形成多元醇組分。
[0023] 異氰酸酯組分可以包括含異氰酸酯的反應(yīng)物，這些反應(yīng)物是脂肪族聚異氰酸酯、 環(huán)脂族聚異氰酸酯、脂環(huán)族聚異氰酸酯、芳基脂肪族聚異氰酸酯和/或芳香族聚異氰酸酯， 及其衍生物。例示性衍生物包括脲基甲酸酯、縮二脲及NCO封端的預(yù)聚物。根據(jù)一個例 示性實施例，異氰酸酯組分包括至少一種芳香族異氰酸酯，例如至少一種芳香族聚異氰酸 酯。舉例來說，異氰酸酯組分可以包括芳香族二異氰酸酯，如二異氰酸甲苯酯（toluene diisocyanate，TDI)的至少一種異構(gòu)體、粗TDI、亞甲基二異氰酸二苯酯（diphenyl methylene diisocyanate，MDI)的至少一種異構(gòu)體、粗MDI，和/或更高官能度的亞甲基聚 苯聚異氰酸酯。如本文所使用，MDI是指選自二苯基甲烷二異氰酸酯異構(gòu)體、