Несгораемая композитная панель и способ изготовления



Несгораемая композитная панель и способ изготовления
Несгораемая композитная панель и способ изготовления

 


Владельцы патента RU 2581406:

АЛКОА АРКИТЕКЧЕРАЛ ПРОДАКТС САС (FR)

Изобретение относится к композитным материалам, применяемым в самолетостроении или архитектуре, и касается несгораемой композитной панели и способа ее изготовления. Включает в себя два внешних слоя и средний слой. Количество органических ингредиентов в среднем слое снижают настолько, чтобы сделать теплоту сгорания адекватной для достижения несгораемости, обеспечивая при этом достаточную гибкость композитной панели. Гидроксид магния внедряют в средний слой для достижения чрезвычайного задерживания распространения пламени. С целью изготовления композитных панелей по изобретению используют непрерывный пресс, заменяя экструдеры, известные из уровня техники. Изобретение обеспечивает создание несгораемой панели, обладающей гибкостью и легкой обрабатываемостью. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

 

Настоящее изобретение относится к несгораемой композитной панели в соответствии с предметом изобретения по независимому пункту 1. В частности, настоящее изобретение относится к несгораемой композитной панели, включающей в себя два внешних слоя и средний слой. Более того, в изобретении создан способ изготовления таких изображенных композитных панелей.

Из-за своих исключительных прочностных свойств композитные панели имеют большое разнообразие применений, таких как самолетостроение или архитектура. В архитектуре, например, композитные панели используют для внешних стен, магазинных навесов, указателей и потолков. В зависимости от их состава композитные панели могут обладать многими преимущественными свойствами, такими как атмосферостойкость, звукопоглощаемость, огнеупорность, легкость и простота разрезания, ударопрочность и простота в обращении. Композитные панели также известны как слоистые элементы, так как они обычно состоят из множества различных слоев, расположенных сверху друг на друге. Во многих случаях композитные панели имеют, по меньшей мере, три слоя, в частности внутренний слой, так же, как и два внешних слоя, присоединенных к каждой стороне внутреннего.

Прежде всего, алюминиевые композитные панели используют в архитектурных применениях, таких как облицовка современных зданий. Хотя алюминиевые композитные панели являются исключительно облегченными, они обладают высокой надежностью и являются простыми в обработке. Вследствие их применения в больницах, туннелях и стадионах, однако существует потребность в композитных панелях, которые являются несгораемыми. Это требование определено в европейском стандарте EN 13501-1. В зависимости от свойств типа горючести, дымообразования, горящих капель и т.д., материалы классифицируют в различные категории. Общий обзор различных классов, определенных европейским стандартом, в сравнении с национальными стандартами в Германии и Франции, отображен в Таблице 1 (действительны с июля 2010 г.).

Таблица 1
Обзор европейской, немецкой, французской классификации возгораемости
Возгораемость Европа
(EN-13501)
Германия
(DIN 4102)
Франция
(NF-P92501)
Несгораемый А1, А2-s1 d0 A1, A2 M0
Низкая возгораемость A2-s2, d0, B, C B2 M1, M2
Умеренная возгораемость D, E B2 M3
Высокая возгораемость F B3 M4

С целью создания материала, который отвечает критериям являться несгораемым, его необходимо классифицировать как А1 или A2-s1 d0 (s: = дымообразование, d: = горящие капли) в соответствии с европейским стандартом EN-13501. В этой связи материал среднего слоя подвергают различным испытаниям, таким как измерение его удельной теплоты сгорания, определяемой ISO 1716. Что касается этого, требование для классификации несгораемости в соответствии с европейским стандартом представляет собой теплоту сгорания, которая не превышает 3,0 МДж/кг. В отличие от этого французский стандарт даже устанавливает теплоту сгорания не выше чем 2,5 МДж/кг с целью получить классификацию "М0" для испытываемого продукта.

Композитные панели, известные из уровня техники, включают в себя металлические или неметаллические полоски, которые присоединяются к обеим частям внутреннего слоя, обычно при помощи клейкого материала. По отношению к вышеуказанной горючести в этих известных панелях часто используют неорганические и несгораемые материалы с целью построения внутреннего слоя. Однако внутренние слои неорганической природы являются сравнительно тяжелыми и им недостает гибкости, таким образом, они не являются способными поглощать деформации, возникающие от механических напряжений из-за тепловых расширений покровных слоев. Более того, эти панели часто нельзя обрабатывать так же легко, как композитные панели, имеющие органический слой.

В дополнение к указанным неорганическим композитным панелям существуют конструкции, известные из уровня техники, имеющие внутренний слой, состоящий из либо чисто органических, либо преимущественно органических ингредиентов. Проблема с этими материалами среднего слоя заключается в том, что не выполняются вышеуказанные требования огнеупорности для классификации в качестве несгораемого.

На основе проблем, приведенных выше, целью настоящего изобретения является создать несгораемую композитную панель с двумя внешними слоями и средним слоем, удовлетворяющую европейскому и французскому стандарту. Более того, является целью создание материала среднего слоя, который можно производить с большой пропускной способностью и низкими ценами, обладающего прекрасной гибкостью, также как и легкой обрабатываемостью.

В этой связи изобретение относится к композитной панели, включающей в себя два внешних слоя и средний слой. Средний слой состоит из смеси отдельных материалов, включая:

50-65% по массе гидроксида магния со средним размером частиц в 0,3-1,0 мм
15-25% по массе облегченных наполнителей
10-20% по массе гидроксида магния со средним размером частиц в 10-100 мкм
5-10% по массе связующих
0-2% по массе гидроксида магния со средним размером частиц в 1-10 мкм
0-2% по массе придающих клейкость средств
вплоть до 3% по массе неорганических связующих и
вплоть до 1% по массе стабилизаторов

Показанный материал среднего слоя в соответствии с настоящим изобретением обладает различными преимуществами по сравнению со смесями, известными из уровня техники. В частности, количество органических ингредиентов, таких как связывающие средства, снижают настолько, чтобы сделать теплоту сгорания адекватной для достижения несгораемости, обеспечивая при этом достаточную гибкость композитной панели.

Более того, внесение гидроксида магния в смеси среднего слоя в качестве замедлителя горения обеспечивает широкий диапазон преимуществ. По существу, гидроксид магния обладает существенно высоким эндотермическим эффектом по сравнению с аналогичными продуктами. Также, гидроксид магния, который является природным продуктом, является значительно более дешевым, чем другие сравнимые синтетически получаемые замедлители горения, делая возможным дешевое и безопасное для окружающей среды производство смеси. В дополнение, когда гидроксид магния нагревается, он образует водяной пар, охлаждая смесь и гася потенциальное возгорание внутри композитной панели. По сравнению с другими замедлителями горения, однако, гидроксид магния начинает образовывать водяной пар при значительно более высоких температурах. По этой причине материал среднего слоя в соответствии с изобретением сохраняет свою способность образовывать водяную влагу, приводя к высокому эндотермическому свойству материала среднего слоя, даже несмотря на то, что производство среднего слоя может включать в себя производственные стадии при высоких температурах. Следовательно, добавление гидроксида магния делает возможным применение более высоких температур во время изготовления, приводя к высокой пропускной способности композитных панелей.

Даже более того, средний слой обладает определенным распределением гидроксида магния с различными размерами частиц, так чтобы избегать полостей внутри внутреннего слоя. В этой связи смесь в соответствии с настоящим изобретением представляет собой исключительно плотную упаковку ингредиентов среднего слоя, делая возможными тонкие и гибкие композитные панели. В частности, является предпочтительным использовать гидроксид магния с тремя различными размерами частиц, средний размер которых отличается примерно в 10 раз. Более того, размер частиц гидроксида магния является прямо связанным со временем, требуемым для тушения возгорания, так как более мелкие частицы подразумевают более быстрое образование водяного пара. По этой причине является преимущественным добавлять гидроксид магния с различными размерами частиц с целью достичь быстрого и однородного тушения возгораний внутри среднего слоя.

По отношению к внешним слоям композитной панели в соответствии с настоящим изобретением внешние слои могут представлять собой любой материал в форме фольги, пленки, планки или пластины. Возможные материалы могут представлять собой любые пластмассовые или металлические материалы. Предпочтительными, однако, являются металлические материалы, такие как железо, сталь, цинк, олово, оцинкованное железо, медь, бронза, алюминий и алюминиевые сплавы, хотя является возможным использовать два различных материала. В дополнение, два внешних слоя могут являться присоединенными к среднему слою при помощи клейкого материала или способствующих связыванию средств.

В качестве другого ингредиента среднего слоя используют связывающие средства, составляющие 5-10 масс.% среднего слоя. Связывающие средства применяют с целью удерживания вместе неорганических ингредиентов, таких как частицы гидроксида магния. Более того, их используют для установления связи между материалом среднего слоя и двумя внешними слоями. Предпочтительно, связывающие средства представляют собой термопласты на полиолефиновой основе, такие как полиэтилен низкой, средней и высокой плотности, полипропилен, атактический, изотактический, аморфный и кристаллический полипропилен и любые желательные смеси таковых.

Более того, материал среднего слоя может включать в себя вплоть до 2 масс.% придающих клейкость средств. Таковые представляют собой химические соединения, используемые для увеличения клейкости поверхности связующих средств для получения лучшего связывания между различными сырьевыми материалами. В качестве примера, применяемые придающие клейкость средства могли бы включать фенолы, канифоль, фенольные смолы, полибутеновые и углеводородные смолы.

В дополнение, смесь среднего слоя может включать в себя вплоть до 3% неорганических связующих с целью получения хорошей гомогенности созданной смеси перед изготовлением самих композитных панелей. Также является благоприятным использовать стабилизаторы, составляющие 0-1 масс.% смеси среднего слоя. В частности, эти стабилизаторы могли бы являться антиоксидантами, такими как парафенилендиамины или алкилфенолы, предотвращая окисления связующего средства и предотвращая разрушение связи между ингредиентами смеси.

Особенно предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения включает в себя средний слой, который включает в себя:

55-50% по массе гидроксида магния со средним размером частиц в 0,3-1,0 мм
18-22% по массе облегченных наполнителей
13-18% по массе гидроксида магния со средним размером частиц в 10-100 мкм
6-8% по массе связующих
0-2% по массе гидроксида магния со средним размером частиц в 1-10 мкм
0-2% по массе придающих клейкость средств
вплоть до 3% по массе неорганических связующих и
вплоть до 1% по массе стабилизаторов

В сопровождение снижения в органических ингредиентах, однако, требуется изменение в способе изготовления композитных панелей в соответствии с настоящим изобретением. Процессы изготовления, известные из уровня техники, состоят из экструдера, экструдирующего материал среднего слоя. Впоследствии экструдированная внутренняя панель переносится в пару ламинирующих валков посредством транспортера. Путем прессования экструдированной панели среднего слоя ламинирующими валками панель среднего слоя с двумя внешними слоями. Во время транспортировки из экструдера к ламинирующим валкам материал среднего слоя нагревается, так чтобы расплавить связывающие средства внутри материала среднего слоя. Панель среднего слоя затем вводят в зазор между парой ламинирующих валков, соединяя панель среднего слоя с двумя внешними слоями.

Проблема с известными способами изготовления заключается в относительно низком количестве органических ингредиентов внутри материала среднего слоя по изобретению. В соответствии с этим не является возможным экструдировать материал среднего слоя по изобретению при помощи экструдера, так как большая часть ингредиентов представляет собой жесткие неорганические частицы вместо вязких термопластов.

Следовательно, другой целью настоящего изобретения является создание способа изготовления композитных панелей. Более того, другой целью является показать более быстрый способ изготовления, который можно осуществлять экономически целесообразным способом.

С этой целью изобретение дополнительно относится к способу изготовления, как показано в предмете изобретения по независимому пункту 10.

В частности, способ изготовления композитной панели, включающий в себя два внешних слоя и средний слой, включает в себя первую стадию, в которой смесь среднего слоя распределяют на ленточном транспортере при помощи разбросного аппарата. Впоследствии, на другой стадии распределенную смесь среднего слоя сжимают для формирования панели среднего слоя с заранее установленной толщиной при помощи непрерывного пресса, в котором смесь среднего слоя подвергают воздействию термического процесса во время сжатия. На последней стадии панель среднего слоя соединяют с двумя внешними слоями при помощи пресса, несущего пару ламинирующих валков. Ламинирующие валки могут являться, по существу, такими же, как и таковые, используемые в уровне техники.

Вышеуказанный способ по изобретению демонстрирует несколько благоприятных качеств. С одной стороны, способ можно осуществить с использованием прежнего оборудования, известного из уровня техники. Другими словами, устройства для изготовления, используемые в способе по изобретению, можно переоборудовать до существующих установок, экономя затраты на установку оборудования. Более того, способ делает возможной исключительно высокую пропускную способность путем применения термического процесса к смеси среднего слоя, пока она сжимается для формирования панели среднего слоя. Следовательно, композитные панели типа таковой в соответствии с независимым пунктом 1 можно производить с гораздо большей скоростью, значительно увеличивая эффективность способа производства в соответствии с изобретением.

Более того, способ по изобретению не является ограниченным производством несгораемых композитных панелей. Скорее, также является возможным формировать композитные панели, известные из уровня техники, включающие в себя значительно более высокие количества органических ингредиентов, таких как полиэтилен. По сравнению с процессами изготовления известных композитных панелей в настоящем изобретении больше не требуется использовать устройства вроде экструзионного пресса или предварительно нагретой сушилки для стержней, как будет обсуждаться более подробно ниже. Вместо этого в показанном способе применяют первый непрерывный пресс, одновременно осуществляющий нагревание и сжатие.

Дальнейшие варианты осуществления в соответствии с настоящим изобретением описаны в независимых пунктах 2-9 и 11-15.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления композитной панели по изобретению смесь среднего слоя включает в себя полиэтилен в качестве связывающего средства. Полиэтилен изготавливают путем сополимеризации этилена с олефинами с более длинной цепью, таких как бутен, гексен или октен. Полиэтиленовые смолы могут представлять собой гранулы или таблетки. Он является очень гибким и удлиняется при напряжении. Более того, он обеспечивает превосходное сопротивление напряжению, вызванному условиями окружающей среды, также как и хорошую устойчивость к химикатам и к ультрафиолетовому излучению. Альтернативным образом является возможным применять полиэтилен с добавками типа малеинового ангидрида, этиленакриловой кислоты, силана или этиленового сополимера, приводя к улучшенной связываемости между неорганическими и органическими ингредиентами смеси среднего слоя.

По отношению к другому воплощению настоящего изобретения смесь среднего слоя композитной панели включает в себя силикат натрия в качестве неорганического связующего. Силикат натрия, обычно известный как "жидкое стекло", представляет собой универсальный неорганический химикат, изготавливаемый путем соединения кальцинированной соды и песка в различных соотношениях. В дополнение, он представляет собой простое для использования связующее, так как он не требует сушильной печи. Водные растворы силиката натрия проявляют превосходные связующие свойства для твердых веществ, делая возможным образование сильно-изоляционных композитных панелей, которые выдерживают высокие температуры. Также силикат натрия принадлежит к группе вспучивающихся при нагревании материалов, которые набухают в результате воздействия тепла, приводя к эндотермическому эффекту. Следовательно, жидкое стекло не только обеспечивает превосходную связь между материалами среднего слоя, но также увеличивает огнезадерживаемость смеси среднего слоя.

В другой реализации композитной панели в соответствии с настоящим изобретением смесь среднего слоя дополнительно включает в себя вплоть до 15% гидроксида алюминия по массе. В качестве альтернативного замедлителя горения является возможным добавлять в смесь среднего слоя гидроксид алюминия, имеющий значительно более низкую температуру активации, чем гидроксид магния. Другими словами, гидроксид алюминия начинает выделять свободный водяной пар гораздо раньше, чем гидроксид магния. В частности, температура активации гидроксида алюминия составляет примерно 180°С, в то время как гидроксид магния остается стабильным до тех пор, пока не будет достигнута температура примерно в 300°С. Таким образом, путем комбинации гидроксида магния и гидроксида алюминия внутри смеси среднего слоя является возможным создать средний слой, имеющий оптимально разработанное распределение температуры активации.

В соответствии с другим воплощением настоящего изобретения смесь среднего слоя композитной панели включает в себя вплоть до 1,5% снижающих дымность средств. Снижающие дымность средства используют для связывания сажи, таким образом, снижая количество токсичных частиц дыма в случае воспламенения композитной панели. В качестве примера, снижающие дымность средства можно изготавливать из бората цинка, хлората цинка или ферроценов, наиболее предпочтительно, в форме порошка. В частности, является предпочтительным использовать в качестве снижающего дымность средства борат цинка. Например, такие бораты цинка могут включать в себя 2ZNO·(B2O3)3·(H2O)3,5, 2ZNO·(B2O3)3 или 4ZNO·B2O3·H2O.

В другом варианте осуществления композитной панели по изобретению два внешних слоя включают в себя пленку связывающего средства на их внутренней поверхности, которая является соединенной с материалом среднего слоя. Пленка связывающего средства на внутренней поверхности внешних слоев представляет собой дешевую и надежную возможность присоединить внешние слои к материалу среднего слоя. Пленку связывающего средства нагревают до температуры примерно в 180°С перед приведением в контакт с материалом среднего слоя, который имеет температуру в 100°С. Преимущественно, связывающее средство на внутренней поверхности внешних слоев является таким же, что и связывающее средство внутри материала среднего слоя. Таким образом, при прессовании слоев вместе горячие и вязкие связывающие средства, которые нанесены на внешние слои или внутри материала среднего слоя соответственно, соединяются и обеспечивают присоединение двух внешних слоев к материалу среднего слоя.

По отношению к дополнительной реализации композитная панель в соответствии с настоящим изобретением имеет общую толщину между 2 мм и 8 мм, в частности 3-6 мм. Из-за своей тонкой структуры композитная панель проявляет высокую гибкость, давая им возможность выдерживать воздействия окружающей среды, такие как ветер и изменяющиеся температуры. Более того, сравнительно тонкие композитные панели являются облегченными и, следовательно, являются простыми в обращении. Это является преимущественным в смысле процесса сборки на строительных участках, особенно в случае применения в качестве фасадных панелей.

В соответствии с другим воплощением композитная панель по изобретению дополнительно включает в себя покрытие печатного слоя на внешней поверхности, по меньшей мере, одного из внешних слоев. Покрытие печатного слоя дает широкий диапазон применений композитной панели, так как каждый потребитель волен выбирать свой индивидуальный дизайн панели. В качестве примера, композитные панели с печатным слоем на внешней поверхности можно использовать в качестве вывесок на заправочной станции, где является существенным использование несгораемых материалов. Конечно, будет также возможно использовать окраску распылением или клейкую пленку с целью нанести покрытие на внешнюю поверхность внешних слоев.

По отношению к дополнительной преимущественной реализации композитная панель дополнительно включает в себя защитный слой, нанесенный на внешнюю поверхность, по меньшей мере, одного из двух внешних слоев. Этот слой защищает композитную панель от воздействия окружающей среды, такого как ультрафиолетовое излучение или град. В дополнение, он может служить в качестве защиты во время сборки композитных панелей. В частности, защитный слой можно постоянным образом закрепить на композитной панели или, более предпочтительно, его можно присоединить для обеспечения защиты до тех пор, пока панели не будут смонтированы.

В другом варианте осуществления композитной панели по изобретению смесь среднего слоя включает в себя пенистое стекло в качестве облегченного наполнителя. Пенистое стекло представляет собой облегченный материал, изготовленный из переработанного стекла, который представляет собой расширенное стекло с исключительно мелкими порами с миллионами герметически закупоренных пор. Так как не может происходить никакой диффузии, материал является водонепроницаемым и возводит эффективную преграду против конвекции. Кроме превосходных механических и термических свойств продукта, изготовление пенистого стекла представляет собой примерный процесс переработки отходов на промышленной основе. Пенистое стекло можно изготавливать полностью из отходов стекла, только лишь с минимумом добавок. Таким образом, пенистое стекло является дешевой и безопасной для окружающей среды добавкой, которая является особенно пригодной с целью увеличения термической изоляции композитной панели. В соответствии с этим композитные панели с пенистым стеклом в качестве облегченного наполнителя являются в особенности пригодными для фасадных применений.

По отношению к преимущественной реализации способа по изобретению смесь среднего слоя нагревают во время термического процесса до температуры выше чем 200°С. С увеличением температуры время, требуемое для расплавления связующих внутри смеси среднего слоя, снижается. Следовательно, меньше времени требуется для сжатия смеси среднего слоя в панель среднего слоя, делая возможным более быстрое движение ленточного транспортера, приводя к высокой пропускной способности производства. Важно отметить, однако, что сжатие при температурах выше чем 200°С полагается на исключительное применение гидроксида магния в качестве замедлителя горения внутри материала среднего слоя. При таких высоких температурах другие замедлители горения потеряют свою способность абсорбировать тепло или, соответственно, гасить возгорания.

В другом воплощении способ включает в себя то, что панель среднего слоя выходит из непрерывного пресса с температурой примерно в 100°С. После выхода из непрерывного пресса панель среднего слоя вводят в зазор между парой ламинирующих валков, где ее соединяют с двумя внешними слоями. С целью получить соединение между внешними слоями и панелью среднего слоя является необходимым, чтобы связывающие средства расплавились. Следовательно, связывающие средства присоединяются к внутренней поверхности внешних слоев, присоединяя их к панели среднего слоя на постоянной основе.

В соответствии с другой стадией способа изготовления композитных панелей в соответствии с настоящим изобретением композитную панель разрезают на части произвольной длины после выхода из пресса, имеющего пару ламинирующих валков. Из-за этого длину произведенных композитных панелей можно регулировать по потребностям потребителя без производства большого количества отходов продукции. Следовательно, меньшее растрачивание материала и энергии приводит к более высокой стоимостной эффективности.

В дополнительной реализации способа по изобретению смесь среднего слоя сжимают при помощи изохорного процесса внутри первого непрерывного пресса. Композитные панели в соответствии с настоящим изобретением изготавливают с крайне малыми допусками. В частности, обеспечение допусков в +/-0,1 мм в толщине обычно является необходимым. В этой связи изохорный процесс дает превосходную воспроизводимость и точность. Более того, изохорные непрерывные прессы являются значительно более дешевыми, чем их изобарический эквивалент. Следовательно, этот способ делает возможным точное изготовление композитной панели при применении недорогостоящих устройств.

По отношению к дополнительной вариации способа изготовления композитных панелей количество смеси среднего слоя, входящей в непрерывный пресс, определяется путем транспортировки смеси среднего слоя через питающий валик. Во многих случаях после того, как смесь среднего слоя распределят по ленточному транспортеру при помощи разбросного аппарата, ее необходимо дополнительно распределять с целью получить гомогенную поверхность перед входом в первый непрерывный пресс. Также, путем транспортировки смеси среднего слоя через валик предварительного сжатия, на ленточном транспортере получается гомогенно толстый слой смеси среднего слоя. В частности, этот слой может иметь толщину примерно в 6 мм, который впоследствии сжимают до толщины в 3 мм при помощи непрерывного пресса. Предпочтительно, валик предварительного сжатия, являющийся закрепленным над ленточным транспортером, является регулируемым в его вертикальном положении при помощи устройства управления, так чтобы иметь возможность получить различную толщину слоя смеси среднего слоя.

Далее способ по изобретению для изготовления композитных панелей пояснен более подробно по отношению к показанному примерному варианту осуществления.

На фигурах показано:

На фиг.1 - схематическое изображение устройства для изготовления композитных панелей в соответствии со способом, известным из уровня техники; и

На фиг.2 - схематическое изображение устройства для изготовления композитных панелей в соответствии со способом по изобретению.

На фиг.1 показано схематическое изображение устройства для изготовления композитных панелей в соответствии со способом, известным из уровня техники. На первой стадии смесь 10 среднего слоя, введенную в загрузочную воронку 12, экструдируют для формирования панели 16 среднего слоя при помощи экструдера 14. После экструзии смеси 10 среднего слоя в экструдере 14 сформированную таким образом панель 16 среднего слоя транспортируют в пресс 26 при помощи транспортеров 18. Пресс 26 является образованным парой ламинирующих валков.

Во время транспортировки панели 16 среднего слоя по длине транспортеров панель 16 среднего слоя нагревают при помощи печи 20 предварительного нагрева. На следующей стадии нагретую панель 16 среднего слоя вводят в зазор между парой ламинирующих валков пресса 26, соединяя панель 16 среднего слоя с двумя внешними слоями 24. Как показано на фиг.1, пресс 26 состоит из ламинирующих валков, несущих два внешних слоя 24 для присоединения к панели 16 среднего слоя. Каждый из двух внешних слоев 24 включает в себя пленку 22 из связывающего средства на его внутренней поверхности. Внутреннюю поверхность внешних слоев 24 затем приводят в контакт с нагретой панелью 16 среднего слоя путем прикладывания давления сверху и снизу панели 16 среднего слоя. Вследствие этого теплые и расплавленные связывающие средства на панели 16 среднего слоя и на внутренней поверхности двух внешних слоев 24 соединяются и устанавливают прочное соединение после того, как композитную панель охладят.

Проблема со способами изготовления, описанными по отношению к фиг.1, заключается в относительно низком количестве органических ингредиентов внутри смеси среднего слоя по изобретению. В соответствии с этим не является возможным экструдировать сырой материал среднего слоя при помощи экструдера, так как большая часть ингредиентов представляют собой жесткие неорганические частицы вместо вязких термопластов.

Из-за этого способ по изобретению, схематически показанный на фиг.2, не включает в себя экструдер 14. Вместо этого сырую смесь 10 среднего слоя подают в разбрасывающее устройство 32. На первой стадии разбрасывающее устройство распределяет смесь 10 среднего слоя на ленточном транспортере 38. Распределенную смесь 10 среднего слоя затем транспортируют в непрерывный пресс 34, который является сконструированным для сжатия смеси среднего слоя таким образом, чтобы сформировать непрерывную панель 16' среднего слоя с заранее определенной толщиной. Непрерывный пресс 34 является сконструированным в виде двухленточного пресса. Одновременно со сжатием смесь 10 среднего слоя подвергается воздействию термического процесса.

Сформированную таким образом панель 16' затем соединяют с двумя внешними слоями при помощи второго пресса 40, который включает в себя пару ламинирующих валков, которые могут представлять собой тот же тип, что и ламинирующие валки, используемые в соответствии со способом, известным из уровня техники.

Вышеуказанный термический процесс внутри непрерывного пресса 34 проводят при помощи блока 30 нагревания. С целью увеличения пропускной способности процесса производства смесь 10 среднего слоя нагревают до температуры выше чем 200°С на первой стадии. С увеличением температуры время, требуемое для расплавления связующего внутри смеси среднего слоя, снижается. Следовательно, меньше времени требуется для сжатия смеси 10 среднего слоя в непрерывную панель 16' среднего слоя, делая возможным более быстрое движение ленты транспортера 38, приводя к более высокой пропускной способности производства.

Преимущественно, непрерывный пресс 34 может представлять собой изохорный пресс. Изохорный пресс дает превосходную воспроизводимость и точность, делая возможным получение малых допусков для толщины непрерывной панели 16' среднего слоя.

После сжатия при высоких температурах непрерывную панель 16' среднего слоя можно охладить при помощи узла 30 нагрева, так чтобы выйти из непрерывного пресса 34 с температурой примерно в 100°С. Это из-за того, что после выхода из непрерывного пресса 34 непрерывную панель 16' среднего слоя вводят в пару ламинирующих валков. Как указано выше, с целью получить соединение между внешними слоями 24 и панелью 16 среднего слоя является необходимым, чтобы связующее средство внутри среднего слоя расплавилось. После второго пресса 40 непрерывную панель 16' среднего слоя можно разрезать на куски произвольной длины.

Более того, с целью получения гомогенно толстого слоя смеси 10 среднего слоя количество смеси 10 среднего слоя, входящее в непрерывный пресс 34, можно определить при помощи транспортировки смеси 10 среднего слоя через валик 36 предварительного сжатия. Во многих случаях после того, как смесь среднего слоя распределят по ленточному транспортеру при помощи разбросного аппарата, ее необходимо дополнительно распределять с целью получить гомогенную поверхность перед входом в первый непрерывный пресс 34. В частности, этот слой может иметь толщину примерно в 6 мм, который впоследствии сжимают до толщины в 3 мм при помощи непрерывного пресса 34. Предпочтительно, валик 36 предварительного сжатия, являющийся закрепленным над ленточным транспортером 38, является регулируемым в его вертикальном положении при помощи устройства управления, так чтобы иметь возможность получить различную толщину слоя смеси 10 среднего слоя.

Следует отметить, что способ в соответствии с настоящим изобретением не является ограниченным производством несгораемых композитных панелей, как приведено в пунктах 1-10. Скорее, приведенный способ также является возможным формировать композитные панели, известные из уровня техники. В этом случае экструдер 14 не является необходимым, делая возможным производство различных панелей в одной установке.

1. Композитная панель, включающая в себя два внешних слоя и средний слой, при этом средний слой состоит из смеси отдельных материалов, включающей в себя:
- 50-65% по массе гидроксида магния со средним размером частиц в 0,3-1,0 мм;
- 15-25% по массе облегченных наполнителей;
- 10-20% по массе гидроксида магния со средним размером частиц в 10-100 мкм;
- 5-10% по массе связующих;
- 0-2% по массе гидроксида магния со средним размером частиц в 1-10 мкм;
- 0-2% по массе придающих клейкость средств;
- вплоть до 3% по массе неорганических связующих; и
- вплоть до 1% по массе стабилизаторов,
в которой смесь среднего слоя включает в себя пенистое стекло в качестве облегченного наполнителя и в которой смесь среднего слоя включает силикат натрия в качестве неорганического связующего.

2. Композитная панель по п. 1, в которой средний слой состоит из смеси отдельных материалов, включающей в себя:
- 55-60% по массе гидроксида магния со средним размером частиц 0,3-1,0 мм;
- 18-22% по массе облегченных наполнителей;
- 13-18% по массе гидроксида магния со средним размером частиц 10-100 мкм;
- 6-8% по массе связующих;
- 0-2% по массе гидроксида магния со средним размером частиц 1-10 мкм;
- 0-2% по массе придающих клейкость средств;
- вплоть до 3% по массе неорганических связующих; и
- вплоть до 1% по массе стабилизаторов.

3. Композитная панель по п. 1 или 2, в которой смесь среднего слоя включает в себя полиэтилен в качестве связующего.

4. Композитная панель по п. 1 или 2, в которой смесь среднего слоя дополнительно включает в себя вплоть до 15% гидроксида алюминия по массе.

5. Композитная панель по п. 1 или 2, в которой смесь среднего слоя дополнительно включает в себя вплоть до 1,5% снижающих дымность средств по массе.

6. Композитная панель по п. 5, в которой композитная панель включает борат цинка в качестве снижающего дымность средства.

7. Композитная панель по п. 1 или 2, в которой два внешних слоя включают в себя пленку из связывающего средства на своей внутренней поверхности, которые являются присоединенными к материалу среднего слоя.

8. Композитная панель по п. 1 или 2, в которой композитная панель имеет общую толщину между 2 мм и 8 мм, в частности от 3 мм до 6 мм.

9. Композитная панель по п. 1 или 2, в которой композитная панель дополнительно включает в себя покрытие печатного слоя на внешней поверхности, по меньшей мере, одного из двух внешних слоев.

10. Композитная панель по п. 1 или 2, в которой композитная панель дополнительно включает в себя защитный слой, нанесенный на внешнюю поверхность, по меньшей мере, одного из двух внешних слоев.

11. Способ изготовления композитной панели по пп. 1-10, включающий в себя следующие стадии:
- распределение смеси среднего слоя на ленточном транспортере (38) при помощи разбрасывающего устройства (32);
- сжатие смеси (10) среднего слоя для формирования панели (16′) среднего слоя с заранее определенной толщиной при помощи непрерывного пресса (34), где смесь (10) среднего слоя подвергают воздействию термического процесса во время сжатия;
- покрытие панели среднего слоя двумя внешними слоями (24) при помощи пресса (40), имеющего два ламинирующих валка.

12. Способ по п. 11, в котором смесь (10) среднего слоя нагревают во время термического процесса до температуры, большей чем 200°C.

13. Способ по п. 11 или 12, в котором панель (16′) среднего слоя выходит из непрерывного пресса (34) с температурой примерно в 100°C.

14. Способ по п. 11 или 12, в котором смесь (10) среднего слоя сжимают при помощи изохорного процесса внутри непрерывного пресса (34).

15. Способ по п. 11 или 12, в котором композитную панель (16′) разрезают на куски произвольной длины после выхода из второго непрерывного пресса (40).

16. Способ по п. 11 или 12, в котором количество смеси (10) среднего слоя, входящей в непрерывный пресс (34), определяют при помощи транспортировки смеси (10) среднего слоя через валик (36) предварительного сжатия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к способу приготовления резиновой смеси на основе хлоропренового каучука. Способ получения резиновой смеси на основе хлоропренового каучука включает распарку каучука при температуре 100°C в течение 1 часа, введение оксида цинка и оксида магния.

Изобретение относится к записывающему материалу, с которым электрофотографическими способами печати могут быть получены изображения с фотографическим качеством.

Изобретения могут быть использованы в качестве огнезащитного средства Способ измельчения с одновременной сушкой сырьевой смеси, содержащей тригидроксид алюминия со средним размером частиц D50 в диапазоне от 50 до 130 мкм, удельной поверхностью по БЭТ в диапазоне от 0,01 до 0,5 м2/г и содержанием воды от 0,1 до 20 мас.% в расчете на сырьевую смесь, включает стадии: i) подача сырьевой смеси в агрегат измельчения и сушки, ii) подача потока горячего воздуха с температурой в диапазоне от 20 до 120°C в агрегат измельчения и сушки, причем поток течет через агрегат измельчения и сушки, и iii) измельчение содержащегося в сырьевой смеси тригидроксида алюминия в агрегате измельчения и сушки с получением тригидроксида алюминия c характеристиками: средний размер частиц D50 в диапазоне от 3 до 15 мкм, удельную поверхность по БЭТ в диапазоне от 2 до 9 м2/г и содержание воды в диапазоне от 0 до 2 мас.% в расчете на тригидроксид алюминия.

Изобретение относится к области композиций на основе бутадиен-нитрильных каучуков и может быть использовано в автомобильной, авиационной, нефтяной и резинотехнической отраслях промышленности.

Изобретение может быть использовано в производстве формованных полимерных изделий и покрытий. Водный раствор тетрахлорида титана нагревают при 25-75°C с получением взвеси частиц оксида титана рутила.

Изобретение относится к химической промышленности, точнее к композициям на основе жидких силоксановых каучуков, предназначенных для получения эластичных огнестойких полимерных покрытий.

Изобретение относится к наполнителю для ингибирования вспенивания, вызванного присутствием СО2, который включает частицы соединения гидротальцита и частицы гидроксида кальция и/или гидроксида магния, использованию наполнителя в синтетической смоле и профилированному изделию, полученному из нее.

Изобретение относится к составу для применения в электрическом и тепловом изоляторе, содержащему, по меньшей мере, один термопластичный полиуретановый полимер и огнезащитную композицию.

Изобретение относится к производству полимерных композитов на основе пенополиуретанов, которые могут быть использованы для теплоизоляции конструкций в судостроении, авиастроении и автомобильной промышленности.

Изобретение относится к химической технологии. На первой стадии производства наночастиц антипирена гидроксида магния осуществляют взаимодействие водного раствора хлорида магния с щелочным компонентом при температуре не выше 100°C и мольном отношении ионов ОН-: Mg++ в пределах (1,9-2,1):1.

Изобретение относится к области фотокаталитических материалов для применения в составе цемента. Новый фотокаталитический продукт содержит соединения титана в кристаллических фазах: CaTi2O5 и/или CaTi5O11, а также TiO2, интегрированные с известняком.

Изобретение может быть использовано в производстве строительных материалов. Фотокаталитический композиционный материал практически без диоксида титана содержит известняк по меньшей мере 0,05% по весу натрия и титанат кальция в кристаллических фазах СТ2 и/или СТ5, характеризуемых следующими дифракционными максимумами: СТ2: (002) d=4,959; (210-202) d=2,890; (013) d=2,762 и (310-122) d-2,138; СТ5: (002) d=8,845; (023) d-4,217; (110) d=3,611 и (006) d=2,948.
Изобретение относится к ремонту дефектных участков покрытия из неорганической силикатной эмали, нанесенной на металлическую поверхность санитарно-технического оборудования.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .

Изобретение относится к составам полимербетонных смесей (п/б) на основе ненасыщенных полиэфирных смол и может быть использовано при получении строительных, облицовочных и мемориального назначения изделий.

Изобретение относится к строительству, в частности к отделочным работам. .

Изобретение относится к строительству и строительным материалам, в частности к составам и способу приготовления их для декоративно-защитных покрытий, преимущественно по бетону, асбестоцементу и кирпичу.

Изобретение относится к покрытиям с барьерными свойствами для защиты от воздействия окружающей среды оборудования, находящегося в нисходящей скважине, и касается нанопокрытия для изделий.
Наверх