CN105008122A - 带有阻火层的隔板 - Google Patents

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Abstract

一种隔板包括第一金属面层、隔热泡沫层以及在所述第一金属面层与所述泡沫层之间的阻火层。所述阻火层包括可膨胀石墨于聚异氰脲酸酯聚合物基质中的分散液。所述聚合物基质是通过使异氰酸酯指数超过250的含异氰酸酯的反应物与包括超过300当量的长链多元醇的多元醇反应物反应来形成。所述阻火层中每单位面积可膨胀石墨的量是至少200g/m2。

Description

带有阻火层的隔板
技术领域
实施例涉及包括阻火层的隔板和隔板布置、包括这些隔板的构造及形成所述隔板和隔板布置的方法。
背景技术
刚性聚合物泡沫提供良好的隔热作用并且可以用于如“夹层”预隔热隔板等建筑部件中。这些预隔热隔板可以是自承重的并且被用于例如内部隔断墙、外墙、墙面及屋顶中。
发明内容
实施例可以通过提供一种隔板来实现，所述隔板包括第一金属面层、隔热泡沫层及在所述第一金属面层与所述泡沫层之间的阻火层。所述阻火层包括可膨胀石墨于聚异氰脲酸酯聚合物基质中的分散液。所述聚合物基质是通过使异氰酸酯指数超过250的含异氰酸酯的反应物与包括超过300当量的长链多元醇的多元醇反应物反应来形成。每单位面积可膨胀石墨的量是至少200g/m2。
附图说明
图1示出了根据一个例示性实施例的隔板10的透视图。这些层(可能不是全部存在)是按以下次序示出：金属面层A1、阻火层B、另一阻火层C、隔热泡沫D及金属面层A2。
图2示出了根据一个例示性实施例的包括接合区的隔板10的侧视图。这些部件(可能不是全部存在)包括以下各物：金属面层A、标准垫片和/或粘结层E、阻火层B及隔热泡沫D(标准垫片和/或粘结层E与阻火层B的相对位置可以变化)。
图3示出了安装到相邻隔板上的图2的隔板10的例示性布置的侧视图。在接合区的两端处显示出自攻丝螺钉。
图4示出了泡沫芯(“PIR泡沫”)和阻火层(“Intum层”)相对于火灾的布置，而图4(A)示出了阻火层在泡沫芯接近火灾的一侧(“较热侧”)上的情形，并且图4(B)示出了阻火层在泡沫芯远离火灾的一侧(“较冷侧”)上的情形。
图5示出了关于工作实例1的阻火层(异氰酸酯指数是1290)和比较性阻火层(异氰酸酯指数是200)的热解重量分析的结果，而x轴表示温度(℃)并且y轴表示残余质量(％)。
具体实施方式
夹层板可以包括粘结到例如钢制、铝制或带金属箔应力蒙皮的金属面层的刚性聚氨基甲酸酯/聚异氰脲酸酯(polyurethane/polyisocyanurate，PUR/PIR)泡沫芯。实施例涉及一种夹层板，所述夹层板包括金属面层、隔热泡沫层及在所述金属面层与所述泡沫层之间的阻火层。阻火层包括可膨胀石墨于聚异氰脲酸酯聚合物基质中的分散液，其中所述聚合物基质是通过使指数超过250的含异氰酸酯的反应物与包含超过300当量的长链多元醇的多元醇反应物反应来形成。根据实施例，所述隔板中每单位面积可膨胀石墨的量是至少200g/m2。所述隔板可以另外包括在所述泡沫层的相对侧上的第二金属面层。所述隔板可以是自承重的。
在所述另一金属面层与及泡沫之间可以存在或可以不存在另一阻火层。这一阻火层可以与或可以不与第一阻火层相同。所述隔板可以包括由异氰酸酯和多元醇形成的基于非膨胀性或略微膨胀的聚异氰酸酯的聚合物的薄层，所述薄层被用于促进金属面层与泡沫芯之间及/金属面层与阻火层之间的粘着。此薄层可以被称为另外的聚氨基甲酸酯/聚异氰脲酸酯层或粘着促进剂层。
阻火层
阻火层在本文中又称为膨胀层、第一阻火层，并且所述阻火层包括可膨胀石墨。阻火层是安置在泡沫层(例如泡沫芯)与金属面层之间。举例来说，阻火层是连续的并且连续地粘结(在单一区域中，其中无间隙)到金属面层和泡沫层。阻火层可以被认为是改良的粘着促进剂层。阻火层的密度可以是至少200g/L(例如至少500g/L)。阻火层的厚度可以是2mm到30mm(例如2mm到25mm、3mm到20mm、5mm到15mm等)。
阻火层提供阻热特性，即，在火灾条件下提供温度梯度。预期这将在防火性测试期间改善隔热性能。一种材料作为阻热材料起作用的适用性可以例如在实验室规模中，使用以下描述的测试程序，和/或通过安置在阻热材料与泡沫层之间的界面处(或安置在泡沫层中距所述界面一定距离处)的热电偶测量温度增加来进行评价。根据一个例示性实施例，在室温下测量的阻火层的热导率(k因子)低于0.2W/(m*K)。
阻火层可以是刚性的。举例来说，阻火层的玻璃化转变温度可以是至少50℃(例如约100℃)。根据UNI EN ISO 604，阻火层的杨氏模量(Young′s modulus)可以是至少30MPa(例如约80MPa)。
可膨胀石墨被用于在阻火层中提供阻热特性。可膨胀石墨(一种石墨层间化合物，又称“层离石墨”)是一种在火灾条件下可膨胀的颗粒状物。可膨胀石墨可以例如通过将天然的片状石墨浸入铬酸浴中，随后加入浓硫酸来制备。根据一个例示性实施例，可膨胀石墨颗粒的平均粒度是200μm到300μm。可膨胀石墨能够膨胀到其初始体积的至少200倍(例如250到350倍)。不同的可膨胀石墨可以具有不同的膨胀温度。根据一个例示性实施例，可膨胀石墨在约160℃到170℃下开始其膨胀。当阻火层在泡沫芯距潜在火源的相对侧上(例如参见图4(B))时，低膨胀温度是所希望的。可膨胀石墨的例示性类型包括QUIMIDROGA 250级及KP 251(可购自诺德曼拉斯曼公司(Nordmann Rassmann))。
不希望受任何理论束缚，当暴露于正在发生的火灾的热量时，阻火层发生物理/化学变化，使得形成高度膨胀的多孔碳质炭(carbonaceous char)，这种碳质炭当在泡沫芯的火灾侧上(例如参见图4(A))时有助于保护泡沫芯免受火焰冲击，而当在较冷侧(例如参见图4(B))上时帮助密封泡沫芯中的裂缝并有助于提供阻热特性。
根据实施例，每单位面积隔板中存在的可膨胀石墨的量是基于层厚度、层密度及阻火层中并入所述反应物中的可膨胀石墨的重量百分比(如本领域的普通技术人员所了解的，以重量百分比除以100表示)计算：
每单位面积可膨胀＝(可膨胀石墨占阻火层中总组分的重量％)/100×(阻火层的密石墨的量度)×(阻火层的厚度)
相信每单位面积可膨胀石墨的量决定所述层可达到的膨胀程度和火灾防护的程度。每单位面积可膨胀石墨的量是至少200g/m2、至少300g/m2、至少500g/m2、至少600g/m2和/或至少800g/m2。在一个例示性实施例中，每单位面积可膨胀石墨的量是至少900g/m2(例如约1000g/m2)。举例来说，每单位面积可膨胀石墨的量可以是300g/m2到1500g/m2(例如500g/m2到1250g/m2、600g/m2到1200g/m2、900g/m2到1100g/m2等)。
可膨胀石墨是分散于聚异氰脲酸酯(polyisocyanurate，PI)聚合物基质中。术语“PI”在本文中用于指在高异氰酸酯指数下形成的基于聚异氰酸酯的聚合物。聚合物基质将同时包括异氰脲酸酯基团和氨基甲酸酯基团。基于聚异氰酸酯的聚合物典型地与泡沫芯、另外阻火层和/或金属面层具有良好的粘着特性。PI聚合物基质是由包括至少一种多元醇反应物的多元醇组分与包括至少一种含异氰酸酯的反应物的异氰酸酯组分形成。
多元醇组分包括至少一种超过300当量、超过1000当量和/或超过1200当量的长链多元醇。当量(Equivalent weight，EW)定义为每个反应位点化合物的重量。当量可以如下计算：EW＝56.1×1000/OH，其中OH＝羟基数量。在多元醇组分中也可以包括一种或多种非长链多元醇。举例来说，至少一种多元醇反应物可以由一种或多种长链多元醇组成，即，不存在其它多元醇。长链多元醇控制交联密度并降低脆性。这些多元醇还被认为促进与面层(例如钢制面层)的粘结。
多元醇组分中的长链多元醇可以是聚醚多元醇和/或聚酯多元醇。长链多元醇的官能度可以是2到3。例示性引发剂包括乙二醇、甘油及三羟甲基丙烷。例示性多元醇包括VORANOLTM多元醇(购自陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的聚醚多元醇)，其中实例包括VORANOLTM CP 4702(通过将环氧丙烷和环氧乙烷加入甘油起始物中形成的聚醚多元醇，标称官能度是3并且EW是约1580)及VORANOLTM P1010(通过将环氧丙烷加入丙二醇起始物中形成的聚醚多元醇，标称官能度是2，EW是约508)。其它例示性多元醇包括STEPANPOLTM聚合物(购自斯泰潘公司(Stepan Company)的聚酯多元醇)，其中实例包括STEPANPOLTM PS 70L。多元醇的各种组合都可以用于形成多元醇组分。
异氰酸酯组分可以包括含异氰酸酯的反应物，这些反应物是脂肪族聚异氰酸酯、环脂族聚异氰酸酯、脂环族聚异氰酸酯、芳基脂肪族聚异氰酸酯和/或芳香族聚异氰酸酯，及其衍生物。例示性衍生物包括脲基甲酸酯、缩二脲及NCO封端的预聚物。根据一个例示性实施例，异氰酸酯组分包括至少一种芳香族异氰酸酯，例如至少一种芳香族聚异氰酸酯。举例来说，异氰酸酯组分可以包括芳香族二异氰酸酯，如二异氰酸甲苯酯(toluene diisocyanate，TDI)的至少一种异构体、粗TDI、亚甲基二异氰酸二苯酯(diphenylmethylene diisocyanate，MDI)的至少一种异构体、粗MDI，和/或更高官能度的亚甲基聚苯聚异氰酸酯。如本文所使用，MDI是指选自二苯基甲烷二异氰酸酯异构体、聚苯-亚甲基-聚异氰酸酯及其带有至少两个异氰酸酯基的衍生物的聚异氰酸酯。粗MDI、聚合MDI或纯MDI可以与多元醇或多元胺反应，得到改性的MDI。还可以使用聚合MDI与单体MDI的掺混物。MDI宜具有每个分子平均2到3.5个(例如2.0到3.2个)异氰酸酯基。例示性含异氰酸酯的反应物包括VORANATETM M229 PMDI异氰酸酯(购自陶氏化学公司的一种聚亚甲基二苯基二异氰酸酯，其中每个分子具有平均2.7个异氰酸酯基)。
用于形成PI聚合物基质的指数是超过250、超过300、超过500和/或超过700。PI聚合物基质可以低于2000。术语“指数”是指异氰酸酯指数，其为每100理论当量的异氰酸酯反应性化合物所加入的含异氰酸酯的化合物的当量数。异氰酸酯指数为100对应于例如水和多元醇组合物中存在的每个异氰酸酯反应性氢原子一个异氰酸酯基。较高指数指示含异氰酸酯的反应物的量较高。高异氰酸酯指数被认为会引起更佳的热稳定性(如实例中所示)及对火的反应行为，包括减少烟尘的产生。
催化剂可以用于形成PI聚合物基质，例如可以使用本领域中已知的催化剂。例示性催化剂包括三元聚合催化剂，这些催化剂促进异氰酸酯与自身的反应。催化剂的实例包括三(二烷基氨基烷基)-s-六氢三嗪(例如1，3，5-三(N，N-二甲基氨基丙基)-s-六氢三嗪)、DABCOTM TMR 30、DABCOTM K-2097(乙酸钾)、DABCOTM K15(辛酸钾)、POLYCATTM41、POLYCATTM 43、POLYCATTM 46、DABCOTM TMR、CURITHANETM 52、四烷基氢氧化铵(例如四甲基氢氧化铵)、碱金属氢氧化物(例如氢氧化钠)、碱金属醇盐(例如甲醇钠和异丙醇钾)及具有10到20个碳原子的长链脂肪酸的碱金属盐(并且在一些实施例中，侧接羟基)。
增链剂、交联化合物和/或另一种添加剂可以用于形成PI聚合物基质。例示性增链剂包括二丙二醇、三丙二醇、二乙二醇、聚丙烯及聚乙二醇。
另外的阻火层
可以存在一个或多个另外的阻火层。另一个阻火层可以布置在金属面层与泡沫层之间在包括可膨胀石墨(如上文所论述)的第一阻火层的任一侧或两侧上，和/或可以在另一金属面层与泡沫层之间。在一个或多个另外的阻火层存在于金属面层与泡沫层之间的情况下，这些层可以按任何次序形成于金属面层上。如果所述另外的阻火层不具有粘着特性，那么可能需要将其安置在第一阻火层与泡沫层之间。此外，在阻火层不具有良好粘着特性的情况下，可以使用独立的粘着剂。举例来说，可以使用由异氰酸酯和多元醇形成的基于非膨胀或略微膨胀的聚异氰酸酯的聚合物的薄层来促进粘着。
阻火层(包括具有可膨胀石墨的阻火层以及任选地一个或多个另外的阻火层)可以提供隔板的阻热特性、结构完整性阻隔特性及吸热特性中的一部分或全部。当这些特性是由相同层提供时，其可以由不同材料或由所述层内的相同材料提供。一种材料作为结构完整性阻隔材料起作用的适用性可以例如通过将施加到金属皮上的所述材料的样品放入以与防火性测试相当的温度曲线加热的马弗炉(muffle)中，检验裂缝和空隙的不存在并检查残余机械特性来进行评价。结构完整性阻隔材料可以形成内聚的、坚固的焦化层，这将降低下伏的泡沫芯开裂的倾向。
吸热材料是适合于经由吸热事件(例如水分蒸发)吸收热(尤其是潜热)的那些材料。举例来说，所述另外的阻火层可以包括某种形式的包埋水，其在火灾条件下释放并蒸发。例示性材料论述于例如国际公开案第WO 2013/098859号(即，PCT/IT2011/000418)中。
例示性另外的阻火层是包括矿棉的层，其可以提供阻热特性。举例来说，在隔板中可以包括厚度是30到50mm的矿棉层。例示性矿棉毡和/或层板是可商购的(例如ROCKWOOLTM，来自意大利的洛科威公司(Rockwool Italia S.p.A))。矿棉层可以安置在包括可膨胀石墨的阻火层与泡沫芯层之间。
其它例示性另外的阻火材料论述于例如国际公开案第WO 2013/053566号(即，PCT/EP2012/068069)中。这些例示性阻火材料包括聚合物基质中的无机化合物的陶瓷化混合物、无机改性的粘着性聚氨基甲酸酯/聚脲涂层、聚合物基质中的玻璃纤维、聚合物基质中的多孔二氧化硅及聚合物基质中的中空玻璃微球。
聚合物基质中的无机化合物的陶瓷化混合物是指无机化合物的陶瓷化混合物于聚合物基质中的分散液，其可以被用作另一阻火层中的结构完整性阻隔材料。以单一阻火层的总重量计，陶瓷化组合物的存在量可以是30wt％到70wt％。术语陶瓷化组合物包括在火灾条件下分解并发生化学反应，从而形成多孔、自承式陶瓷产物的组合物。例示性混合物包括硅酸盐矿物及无机磷酸盐。可以存在另外的无机填充剂和/或热膨胀性材料。陶瓷化混合物可以例如包括氢氧化铝、滑石及多磷酸铵中的一些或全部。例示性混合物包括氢氧化铝(aluminum trihydroxide，ATH)/滑石/多磷酸铵(ammoniumpolyphosphate，APP)及滑石/APP/硼酸锌/可膨胀石墨。
分散有无机化合物的陶瓷化混合物的聚合物基质可以是聚氨基甲酸酯改性的聚异氰脲酸酯聚合物。此类聚合物可以由多元醇(例如，聚酯多元醇)和异氰酸酯(例如，有机聚异氰酸酯，如官能度是约2.7的聚亚甲基二苯基二异氰酸酯)形成。可以使用催化剂。适当指数是180或大于180。例示性多元醇包括VORAMERTM多元醇(可购自陶氏化学公司)。根据另一例示性实施例，聚合物基质可以是聚氨基甲酸酯(polyurethane，PU)聚合物。此类聚合物可以由多元醇(例如，聚醚多醇)和异氰酸酯(例如官能度是约2.7的有机聚异氰酸酯)形成。可以使用催化剂。适当指数是80到180。例示性多元醇包括VORANOLTM多元醇(可购自陶氏化学公司)。
粘着性聚氨基甲酸酯/聚脲是指通过使硅酸钠水溶液(通用名水玻璃)与亲水性预聚物反应所形成的粘着性聚氨基甲酸酯/聚脲涂层，其可以用作另一阻火层中的结构完整性阻隔材料。国际公开案第WO 2006/010697号(亨茨曼(Huntsman)，如上述)涉及此类基于水玻璃的PU/聚脲涂层。其它阻火材料可以分散于所述涂层中。例示性亲水性聚氨基甲酸酯预聚物是陶氏的HYPOLTM类异氰酸酯。此类涂层可以充当吸热材料。由于在聚合物形成反应期间粘度迅速地增大，使得一些水可以保持动态地截留在所述涂层的聚合物和/或无机网络中。因此，当加热所述涂层时，聚合物的未暴露表面上的温度可以在约100℃保持一定时间，同时水被蒸发。
玻璃纤维是指可以在另一阻火层中用作结构完整性阻隔材料的纤维。举例来说，可以使用长度是5mm到75mm和/或直径是10到13μm的切短的玻璃纤维。玻璃纤维的替代选择包括例如岩石纤维、玄武岩纤维及碳纤维。这些纤维可以分散于聚合物基质中，例如以上关于聚合物基质中的无机化合物的陶瓷化混合物所论述的类型的聚合物基质。
多孔二氧化硅是指基于多孔二氧化硅的材料，其可以在另一阻火层中用作阻热材料。以单一阻火层的总重量计，多孔二氧化硅的存在量可以是1wt％到10wt％。多孔二氧化硅的例示性形式是纳米多孔二氧化硅并且尤其是二氧化硅气凝胶。使用的多孔二氧化硅可以分散于聚合物基质中。聚合物基质可以预先形成或可以现场形成。例示性预先形成的纳米多孔二氧化硅于聚合物基质中的分散液是以“气凝胶毡(aerogel blanket)”形式可商购的(例如卡巴特(Cabot)的Thermal WrapTM)。这些可以包括分散于例如聚乙烯和/或聚酯形成的非编织聚合物纤维中的二氧化硅气凝胶的颗粒。纳米多孔二氧化硅于聚合物基质中的分散液可以使用可商购的二氧化硅气凝胶粉末现场形成。例示性可商购的二氧化硅气凝胶纳米多孔粉末是卡巴特的NanogelTM。
根据例示性实施例，可以使用分散于亲水性聚合物基质中的多孔二氧化硅、上文所论述的类型的具有结构完整性阻隔特性的粘着性聚氨基甲酸酯/聚脲涂层，或以上在“聚合物基质中的无机化合物的陶瓷化混合物”下论述的类型的聚氨基甲酸酯或聚氨基甲酸酯改性的聚异氰脲酸酯涂层。
中空玻璃微球是指基于中空玻璃的材料，其可以在另一阻火层中用作混合结构完整性阻隔材料及阻热材料。例示性材料论述于国际公开案第WO 2010/065724号中。例示性材料是可商购的(例如S35Glass BubblesTM，来自3M公司)。所述颗粒可以用于聚合物基质中，例如使用上文所论述的聚合材料之一。中空玻璃微球的平均直径可以在10μm到120μm的范围内。以单一阻火层的总重量计，中空玻璃微球的存在量可以是5wt％到50wt％。举例来说，形成包括中空玻璃微球的阻火层的聚合物基质填充有20wt％的S35微球。
面层
如上文所解释，隔板包括金属面层。第一金属面层可以布置在第一阻火层(其包括可膨胀石墨)附近，以使第一阻火层是在第一金属面层与泡沫层之间。在隔板中与第一金属面层相对的表面上可以包括第二金属面层。第一金属面层与第二金属面层可以相同或不同。每一金属面层可以独立地由钢(例如涂漆钢、彩涂钢或镀锌钢)或铝制成。每一金属面层可以独立地具有0.2mm到2mm(例如0.3到0.8mm，0.4到0.6mm等)厚度。根据例示性实施例，第一金属面层与第二金属面层可以由相同材料制成并且具有相同厚度。
根据例示性实施例，一个面层(即，外部面层)意图朝向所使用的构造(即，建筑物或其它构建的结构)的外部定向。另一面层(即，内部面层)意图朝向所使用的构造的内部定向。出于构造考虑，一般预期火灾将在建筑物内部上(即，在内部面层侧上)开始。在将隔板用于内墙上的情况下，术语内部面层可以用于朝向火灾风险较高(例如考虑操作风险和/或热负荷)的一侧(例如房间)安置的面层。外部面层可以呈波纹状，例如当隔板是屋顶隔板时。内部面层和外部面层可以具有不对称的接合特征，例如在意欲于相邻隔板之间形成隐藏的接头时。
泡沫层(泡沫芯)
隔板包括隔热泡沫层(又称泡沫芯)。泡沫芯可以是刚性的。泡沫芯的厚度可以是20mm到250mm。泡沫芯可以包括聚异氰脲酸酯泡沫(PIR)或聚氨基甲酸酯泡沫(PUR)。举例来说，泡沫芯可以由多元醇(例如组合有起泡剂和催化剂)和异氰酸酯(例如有机聚异氰酸酯，如高官能性亚甲基二苯基二异氰酸酯或在以上章节标题“阻火层”下论述的其它异氰酸酯)形成。异氰酸酯指数可以是180或大于180。举例来说，异氰酸酯指数可以低于500。用于形成泡沫层的异氰酸酯指数可以低于用于形成包括可膨胀石墨的阻火层的异氰酸酯指数，例如用于形成包括可膨胀石墨的阻火层的异氰酸酯指数可以是用于形成泡沫层的异氰酸酯指数的4到6倍。用于形成泡沫层的例示性材料包括VORATHERMTM多元醇、VORATHERMTM催化剂及VORANATETM异氰酸酯(全部可购自陶氏化学公司)。例示性起泡剂是正戊烷。
泡沫芯可以任选地包括另外的组分，例如用于加强和/或用以改善对火的反应特性。举例来说，玻璃纤维可以包埋在泡沫芯中。
隔板结构
图1中显示了一种例示性隔板结构，其中隔板10依序包括第一面层A1、阻火层B、另一阻火层C、泡沫芯D及第二面层A2。举例来说，阻火层B和阻火层C分别接触第一面层A1和泡沫芯D。第一面层A1可以是内部面层或外部面层。在另一例示性布置中，可以不包括所述另一阻火层C。其它例示性隔板结构是可能的，例如可以在泡沫芯的两侧上包括一个或多个另外的阻火层，如上文所论述。
制造工艺
形成如本文中所描述的隔板的例示性方法包括：提供第一金属面层及包含可膨胀石墨于基于异氰酸酯的反应混合物中的分散液的呈液体反应混合物形式的阻火层，并将呈液体反应混合物形式的隔热泡沫层施加到阻火层上。所述方法可以另外包括将第二金属面层施加到隔热泡沫层上。举例来说，可以通过连续工艺或不连续工艺(例如本领域中已知的连续工艺或不连续工艺)来制造夹层板。连续层合工艺可以使用双层皮带/带(double belt/band)布置，例如，其中将用于形成泡沫聚合物的液体反应混合物沉积(倾倒或喷洒)到下部面层板上，所述面层板可以是柔性或刚性的。在形成泡沫的混合物固化并变硬之前，使上部面层板与其接触。作为一个替代方案(“倒置层合机”)，可以将反应混合物沉积到上部面层板上。不连续工艺可以使用模具。
隔板制造方法可以包括形成阻火层的阶段，所述阶段是通过使包含超过300当量的长链多元醇的多元醇反应物与指数超过250的含异氰酸酯的反应物反应以形成分散有可膨胀石墨的PI基质实现。因此，可以通过混合多元醇组分、异氰酸酯组分及可膨胀石墨来提供分散有可膨胀石墨的形成阻火层的液体组合物。形成阻火层的组合物可以是基于异氰酸酯的液体反应混合物。以下论述用于引入可膨胀石墨的方法。
多元醇组分和/或异氰酸酯组分还可以包括一种或多种催化剂、交联剂、增链剂、表面活性剂、阻燃剂、烟尘抑制剂、干燥剂、填充剂及其它添加剂(例如本领域中已知的添加剂)。一些催化剂是固体或晶体，并且可以任选地溶解于适当溶剂(例如多元醇、水、二丙二醇或另一载剂)中。
可以使用各种方法将可膨胀石墨引入液体反应混合物中。举例来说，可以将可膨胀石墨与多元醇组分(例如30wt％量，如30wt％到40wt％量)或与异氰酸酯组分预先混合。可以将高浓度可膨胀石墨分散于载剂中，将其引入反应混合物中。可以将可膨胀石墨直接引入反应混合物中。可以实施的例示性方法如下：
(1)可以使用低压齿轮泵将可膨胀石墨与多元醇和/或异氰酸酯组分的预混物传递到混合头，在所述混合头中，借助于动态搅拌棒将其与母组分混合。(2)可以借助于低压齿轮泵将可膨胀石墨(可膨胀石墨浆料)于载剂(例如含多元醇或阻燃剂的载剂)的分散液作为轴向流送入高压混合头中。根据此实施例，可膨胀石墨浆料可以通过与具有多元醇组分和异氰酸酯组分的两个高压冲击流垂直的喷嘴进入混合头。例示性设备是佳能(Cannon)的SoliStreamTM。(3)可以例如通过使用DesmaTM设备(DesmaTM Tec是一种能经由颗粒螺杆传动来混合液体多元醇组分、液体异氰酸酯组分及固体可膨胀石墨的混合头)将可膨胀石墨直接引入混合头中。(4)可以在反应混合物离开混合头之后，从外部添加可膨胀石墨。
可以将形成阻火层的组合物施加到(例如直接施加到)第一面层上。举例来说，通过将液体反应混合物施加到下部面层上，在下部面层的上表面上形成阻火层，这当然比施加到上部面层的下表面上要容易。下部面层可以是以上提到的外部面层，即，使用时朝向构造外部定向的面层。一个或多个另外的阻火层(如果存在)可以按类似方法施加。或者或另外，施加的一个或多个另外的阻火层可以呈固体形式。呈固体形式的阻火层可以用粘着组合物紧固。如果使用粘着剂，那么施加的粘着剂可以呈液体形式。如果已预先施加呈液体形式的阻火层，那么粘着组合物可能是不必要的。
在施加形成阻火层的组合物的阶段与施加形成泡沫层的组合物的阶段之间可以存在一定延迟，以便使阻火层胶凝。举例来说，这一延迟是10秒或大于10秒。
连续层合工艺可以包括以下：(i)输送下部面层板；(ii)在下部面层板上施配用于形成阻火层的液体反应混合物；(iii)使阻火层反应混合物至少部分凝固；(iv)在阻火层的顶部上施配用于形成芯层的液体反应混合物；(v)输送上部面层板；(vi)使芯层反应混合物膨胀、固化并粘结到所述面层和阻火层上(例如使用双层式输送机，在连续压力下进行)。接着可以通过切割形成独立隔板。
使用模具的不连续工艺可以包括：将金属面层安置于模具(例如加热的模具)中并注入用于形成隔热泡沫层的反应混合物(例如使用发泡机)，以使其填充所述模具并粘附于金属面层和/或任何其它层。可以在将金属面层安置于模具中之前或在金属面层处于模具中时(在注入泡沫之前)，加入一个或多个阻火层。
可以使用有助于在整个预期隔板宽度内均匀分布液体反应混合物的布置。举例来说，可以使用有一端行进跨过特定宽度(例如借助于吊杆)的排放软管，或延伸跨过生产线宽度并具有多个排放孔的管道。
接合区阻火层
隔板的布置可以包括两个或两个以上相邻隔板。根据一个例示性实施例，所述布置中的每个隔板包括金属面层及隔热泡沫层。另外，阻火材料是位于相邻隔板之间的接合区中，而所述阻火材料包括可膨胀石墨于聚异氰脲酸酯聚合物基质中的分散液，并且所述聚合物基质是通过使指数超过250的含异氰酸酯的反应物与包含超过300当量长链多元醇的多元醇反应物反应来形成。每单位面积阻火材料中可膨胀石墨的量是至少200g/m2。适合的接合区阻火材料是用于形成上文所论述的阻火层的阻火材料。阻火材料可以呈液体反应混合物形式施加到接合区，例如通过倾倒或喷洒施加。阻火材料的施加可以在隔板制造期间、隔板制造之后或在隔板安装之前现场进行。可以包括两种或两种以上阻火材料。
参看图2和图3，隔板10可以包括相对面层A和泡沫芯10。相邻隔板10被安装成各自具有重叠部分，例如，沿边缘具有凸出部分的隔板可以安装到沿边缘具有互补凹形部分的隔板上。这些隔板可以彼此安装在一起和/或安装到建筑结构上。这些隔板可以通过摩擦配合和/或使用螺钉接合。阻火材料B和任选地另一层E可以布置在相邻隔板10的重叠部分附近，由此被布置在相邻隔板10的接合区中。阻火材料B和层E的布置可以变化(例如层B接触泡沫芯并且层E在层B的顶部上，或反之亦然)。
任选地，可以在接合区中安置垫片并且其可以与层E重合。垫片可以由泡沫形成。举例来说，在相邻夹层板之间的侧向接合区可以用软质泡沫垫片，例如使用本领域中已知的软质泡沫垫片密封。垫片可以在隔板制造期间由辊供给。主垫片将在安装隔板时提供对空气/水的紧密密封。
其它方面
在另一方面，例示性实施例涉及一种构造(例如建筑物或建筑结构，如墙面或屋顶)，所述构造包括一个或多个如上文所描述的隔板，任选地其中至少一个第一金属面层朝向所述构造的外部定向(在火灾情况下的较冷侧)。在所述构造不形成建筑物的外墙/屋顶的情况下，至少一个金属面层可以朝向较冷侧，即，远离火灾风险较高的一侧(较热侧)定向。参看图4(A)中的例示性实施例，膨胀层(第一阻火层)的布置比PIR泡沫层更接近较热侧。参看图4(B)中的例示性实施例，膨胀层的布置比PIR泡沫层更接近较冷侧。
举例来说，隔板可以描述为包括朝向所使用的构造的外部定向的第一金属面层、朝向所使用的构造的内部定向的第二金属面层、在第一金属面层与第二金属面层之间的隔热泡沫层，及在第一金属面层与泡沫层之间的阻火层，而在第二金属面层与泡沫层之间不存在阻火层，或在第二金属面层与泡沫层之间存在的任何阻火层都具有不超过1000g/m2的重量或不超过2mm的厚度。第二金属面层与泡沫层之间存在的任何阻火层的厚度可以不超过0.3mm。根据一个例示性实施例，在第二金属面层与泡沫层之间不存在阻火层。举例来说，在第二金属面层与泡沫层之间不存在任何类型的层，或在第二金属面层与泡沫层之间可以存在不提供显著阻热特性、结构完整性特性和/或吸热特性的层(如粘着层)。
根据实施例，夹层板具有极佳的防火特性，即使是在阻火层远离火源定向时。因此，当在隔板的泡沫芯与外部面层之间安置阻火层时以及在隔板的泡沫芯与内部面层之间安置阻火层时，可以获得良好的防火特性。所述隔板可以具有良好的热稳定性、良好的机械特性并且易于使用连续工艺制造。阻火层中PI的使用可以允许与金属面层和PIR泡沫芯的良好粘着。关于阻火层的这些发现还可以被应用于接合区保护中使用的阻火材料。
根据概述和评述，当前的带金属面层的夹层板(其中隔热层是PIR泡沫)的防火性能对于一个200mm厚的隔板来说是最多EI 60(其中“E”是指完整性并且“I”是指隔热性，并且之后是所述部件起作用的分钟数)。参考标准是EN 1363-1/2及EN 1364-1。然而，聚合物泡沫芯材料典型地是可燃的并且在燃烧时留下极少含碳残留物。因此，其在火灾条件下仅提供有限的结构完整性。结构完整性对于延长建筑物稳定性及维持对热、烟尘及火灾通路的阻隔性极为重要。另外，据观察，当在锅炉条件下处理典型夹层板时，钢制面层与泡沫芯迅速分层并在泡沫中出现开裂。此外，已发现在防火性测试期间，温度在隔板之间的接合区比在隔板主体升高更快。因此，接合区是影响完整隔板的防火性能的较弱区域。
已经尝试例如通过在泡沫中并入阻燃剂添加剂及通过使用不可燃的较厚面层材料(例如石膏)来改善防火性能。欧洲申请案第EP 0891860号揭示一种在刚性发泡塑料材料芯与金属外层之间插入一层膨胀毡片(例如基于石墨的矿物纤维稳定化材料)的阻燃复合板。所述毡片穿有多个孔以容许芯与金属层之间的粘结。公开案第WO 2006/010697号(亨茨曼)揭示可通过使水玻璃(碱金属硅酸盐水溶液)和任选地多元醇与异氰酸酯反应获得的无机改性的PU/聚脲涂层组合物。所揭示的夹层板在隔热层与面层之间包含一层所述组合物。在夹层板内的接合区还可以用所述涂层密封。可以通过加入阻燃剂，例如可膨胀石墨，进一步改善所述涂层的耐火性能。美国专利公开案第2008/0038516号(巴斯夫(BASF))揭示一种隔热复合物，所述复合物包含带有隔热芯材料的两个金属薄板，其中在隔热芯材料与至少一个金属薄板之间布置有防火膨胀层。防火层膨胀组合物可以基于碱金属硅酸盐、可膨胀石墨或可膨胀云母。
国际申请案第WO 2013/053566号(即，PCT/EP2012/068069)涉及一种隔板，其包括金属面层、隔热泡沫层及在金属面层与泡沫层之间的至少一个阻火层。所述阻火层包括以下各物中的至少一种：多孔二氧化硅；中空玻璃微球；玻璃纤维；无机陶瓷化组合物；可膨胀石墨于聚氨基甲酸酯聚合物基质或聚氨基甲酸酯/聚异氰脲酸酯聚合物基质，或聚氨基甲酸酯/聚脲聚合物基质中的分散液。
除非另外指明，否则所有份数和百分比都按重量计。除非另外指明，否则所有关于分子量的说明都是基于数量平均分子量。结合本文论述的各种实施例的任何方面描述的特征可以与各种实施例的任何其它方面组合使用。
实例
用于工作实例1到7及比较实例A到C的样品隔板是使用涂漆钢制面层和具有根据下表1的组成的PIR泡沫层制备。确切地说，为了形成用于形成PIR泡沫层的反应混合物，通过用机械搅拌混合VORATHERMTM CN 804多元醇、VORATHERMTM CN 626催化剂及正戊烷来形成异氰酸酯反应性组分。
表1
工作实例1
工作实例1包括底部钢制面层、根据下表2中的组成制备的阻火层、根据上表1中的组成制备的PIR泡沫层及顶部钢制面层。确切地说，工作实例1是700×700×80mm的隔热金属隔板样品，其总厚度是80mm，并且包括涂漆钢底部和顶部面层(每一面层的厚度是0.50mm)。为了形成所述样品，用阻火层组合物处理底部钢制面层。具体来说，底部钢的处理是通过形成可膨胀石墨与具有下表2中所示的组成的多元醇组分的预混物来进行。在塑料桶中用海道尔夫旋转混合器(Heidolph rotating mixer)(3000rpm)手动混合所述预混物。随后，将所述预混物加入具有下表2中所示的组成的异氰酸酯组分中，形成反应混合物。在用海道尔夫搅拌器搅拌15秒之后，将反应混合物迅速倾倒于安置在用电恒温保持在60℃的冲压模具中的700×700×80mm的涂漆钢制面层上。
表2
倾倒在钢制面层上的阻火层的量允许达到约1500g/m2的可膨胀石墨浓度。所得阻火层的密度是约800kg/m3并且所述层的厚度是约10mm。
使用高压CannonTM A40聚氨基甲酸酯机在阻火层(在放置于用电恒温保持在60℃的模具中的钢制面层上)上起泡。聚氨基甲酸酯机是一种具有两个部件的机器，其中多元醇槽包括根据表1中的量的VORATHERMTM CN 804多元醇、VORATHERMTM CN 626催化剂及正戊烷。异氰酸酯槽包括根据表1中的量的VORANATETM M 600。将形成泡沫的反应混合物倾倒于阻火层上是在敞开式模具中经10秒进行。随后，在泡沫产生期间，将顶部钢制面层放到泡沫的顶部上。接下来，关闭模具并使其固化30分钟。30分钟之后，使根据工作实例1的带钢制面层的夹层板脱模。PIR泡沫芯D的模制密度是60kg/m3。
工作实例2
工作实例2包括底部钢制面层、根据上表2中的组成制备的阻火层、矿棉层、根据上表1中的组成制备的PIR泡沫层及顶部钢制面层。工作实例2是根据关于工作实例1所描述的方法制备，不过在形成PIR泡沫层之前，将另外的700×700×20mm的矿棉层板(由意大利的洛科威公司提供的基于玄武岩的矿棉，密度是100kg/m3)放到阻火层的顶部上。此后，将PIR泡沫层倾倒于矿棉层的顶部上，但由CannonTM A40机倾倒的PIR泡沫的量减少(模具中由于存在矿棉层而具有较小空间)，以便使泡沫的模制密度是60kg/m3。
比较实例A
比较实例A包括底部钢制面层、根据上表1中的组成制备的PIR泡沫层及顶部钢制面层。确切地说，比较实例A是700×700×80mm的隔热金属隔板样品，其总厚度是80mm，并且包括涂漆钢底部和顶部面层(每一面层的厚度是0.50mm)。比较实例A是根据关于工作实例1描述的方法制备，不过排除了形成阻隔层的阶段，由此PIR泡沫层是直接形成于底部钢制面层上。
比较实例B
比较实例B包括底部钢制面层、根据国际公开案第WO 2013/053566号制备的阻火层(即，在NCO指数200下操作的形成聚氨基甲酸酯-异氰脲酸酯的组合物)、根据上表1中的组成制备的PIR泡沫层及顶部钢制面层。比较实例B是700×700×80mm的隔热金属隔板样品，其总厚度是80mm，并且包括涂漆钢底部和顶部面层(每一面层的厚度是0.50mm)。比较实例B是根据关于工作实例1描述的方法制备，不过阻隔层的组成改变。
工作实例3
工作实例3类似于工作实例1，不过使用一种连续方法(而非使用模具的不连续方法)来获得具有100mm厚度，从而具有700×700×100mm总体尺寸的样品。为了形成工作实例3，使用配备有高压机的SAIPTM连续生产线来形成PIR泡沫层。所述工艺(通常被称为带刚性面层的双层皮带层合法)使PIR泡沫能够在加热的双层输送机的受约束空间中产生并固化。通过高压混合头，经由在38mm距离处定中心的带有孔的两个固定的塑料管道(“火钳(poker)”)施配形成PIR泡沫的组合物，其中所述两个火钳是横过生产线的宽度并排安置(这一布置可以提供良好的泡沫均匀性)。另外，为了实现阻火层在底部钢制面层上的均匀分布，将低压混合头连接到一端借助于吊杆行进跨过输送机的宽度的排放软管。
重要的是，形成阻火层的组合物经过调整以具有较短的硬化时间，从而使倾倒形成PIR泡沫的组合物的步骤在固化的材料上发生。这一调整可以允许所述两个层的清晰并且明显的分离，这是在将液体反应混合物倾倒于另一液体反应混合物的顶部上时可能无法实现的。
表3
连续生产线工艺包括以下阶段：(i)供给底部钢制面层，(ii)将根据表2中的配方的形成阻火层的组合物从低压机施配到底部钢制面层上，(iii)借助于高压(high-pressure，HP)混合施配机将根据表1中的配方的形成PIR泡沫的组合物施配到阻火层上，(iv)供给顶部钢制面层，及(v)使PIR泡沫在加热的输送机中产生并固化。随后将样品隔板连续地切割成期望长度和大小以用于中等规模测试和EN-1364测试。阻火层的特征(厚度、密度及每单位面积可膨胀石墨的量)和泡沫芯的特征(密度)如上表3中所指示。下表4的实例3A和实例3B分别包括在较热侧和较冷侧上的阻火层。
工作实例4
工作实例4是根据关于工作实例3描述的工艺制备，不过加入了矿棉层(40mm厚度，密度是100kg/m3并且购自意大利的洛科威公司)。确切地说，将较硬的矿棉层板手动放置到未完全固化的阻火层的顶部上，并且在矿棉层的顶部上形成PIR泡沫层。因此，矿棉层是在施配形成阻火层的组合物之后并且在施配形成PIR泡沫的组合物之前加入的。下表4的实例4A和实例4B分别包括在较热侧和较冷侧上的阻火层。
工作实例5
工作实例5是根据关于工作实例3描述的工艺制备，不过通过增加泡沫隔热层的厚度使总隔板厚度增加到150mm。
工作实例6
工作实例6是根据关于工作实例3描述的工艺制备，不过阻火层的厚度减小，同时维持100mm的总隔板厚度，由此使每单位面积可膨胀石墨的量减少到640g/m2。
工作实例7
工作实例7是根据关于工作实例3描述工艺制备，不过隔板厚度重新调整到120mm并且在隔板中并入加强型玻璃毡垫。在浇注阻火层之后并且在倾倒PIR泡沫反应混合物之前，将所述玻璃毡垫(生产商：施梅尔策工业公司(Schmelzer Industries)的薄毡(Veils)，75g/m2)展开。在最后的隔板切割段中，有可能鉴别出分散横过泡沫层的大部分厚度的玻璃纤维。下表5的实例7A和实例7B分别包括在较热侧和较冷侧上的阻火层。
比较实例C
比较实例C类似于比较实例A，不过使用上文关于工作实例3所论述的连续方法来形成样品隔板。确切地说，比较实例C包括底部钢制面层、根据上表1中的组成制备的PIR泡沫层及顶部钢制面层。
实验结果
表4
*不包括阻火层
给出的值是两个样品的平均值
中等规模防火测试的结果报告于上表4中。测试是用来自所述隔板的700×700mm样品隔板，使用能够遵循EN 1364-1标准的温度/时间曲线的锅炉进行(其中隔热承受力失效定义为通过安置在锅炉外部的隔板表面上的热电偶测量的温度经室温增加到180℃)。较热侧是指阻火层的位置靠近隔板更接近热源的一面，参见图4(A)。较冷侧是指阻火层的位置靠近隔板远离热源的一侧，参见图4(B)。工作实例1、2、3A及4A是在阻火层放置在较热侧上时测试，并且工作实例3B和4B是在阻火层在较冷侧上时测试。工作实例1到4和比较实例A到C各自测试两个独立的样品，并且表4中记录的所得样品失效时间为平均值。
参看表4，相较于不存在阻火层的情形，由高指数PI聚合物基质中的可膨胀石墨构成的阻火层当安置在较热侧或较冷侧上时使防火性能改善(以平均失效时间度量)。另外，当将高指数PI基质用于在较热侧上的阻火层(参见工作实例1、2、3A及4A)时，结果相较于在较热侧上使用较低指数的聚氨基甲酸酯-异氰脲酸酯(参见比较实例B)的情形有所改善。在将高指数PI阻火层与另外的矿棉组合的情况下也观察到改善(参见工作实例2、4A及4B)。
参看下表5，对工作实例4到7和比较实例C的样品进行EN 1364测试(大规模测试)。对于每种类型的隔板，在测试中都评价由三层隔板组成的墙面组件；根据EN 1364标准，将这些隔板组装成3×3米的框架。测试EN 1364中使用的热电偶分成数段并且远离隔板边缘/接合区的五个芯-热电偶引起隔板主体的隔热行为。根据EN 1364，关于五个芯-热电偶有两个隔热失败标准并且这些标准如下：(i)单个热电偶的读数高于180℃加在测试开始时的平均温度(“室温”)，及(ii)热电偶的平均温度高于140℃加室温。利用接合区/边缘保护，可以在与关于所提出的两个隔热标准失败的时点相同或高于所述时点的时间量内确保组件的完整性。
表5
*在隔热失败的测试时间内不存在完整性破坏。
完整性破坏在67分钟时发生，这是在隔热失败之前发生的。
框架组件包括由钢制盖板旋拧到隔板表面上组成的接合区保护，以及在隔板与试验台混凝土框架之间的组装边缘的保护。这些方法是常用的并且旨在测试期间增加隔板组件的持久完整性，关于这些组件的一些指导原则可以见于eGolf规范手册(eGolfRecommendation Bulletins)(欧洲火灾测试、检测及认证组织(European Group ofOrganizations for Fire Testing，Inspection and Certification))。
参看图5，对用于工作实例1的阻火层(异氰酸酯指数是1290)的PI聚合物基质和异氰酸酯指数是200的比较性阻火层聚合物基质(参见国际公开案第WO 2013/053566号的实例2-6或本发明的比较实例B)进行热解重量分析。使用每分钟10℃的从30℃到800℃的温度匀变。使用氮气通量。如图5中所示，在大部分温度范围内，高指数PI聚合物具有较少重量损失，由此所述聚合物具有较高热稳定性。
参看表6，测试了根据关于工作实例3描述的工艺制备的五个阻火层试样的物理特性。
表6
使用差示扫描热量测定法(25-250℃，10℃/分钟，氮气，铝盘)测试阻火层的玻璃化转变温度。转变是在102℃下起始。根据标准UNI EN ISO 604在50×10×4mm尺寸试样上测量阻火层的压缩行为。压缩负载是在主尺寸方向(截面10×4mm)上施加。低脆性是以断裂时相对较高的变形量反映。

Claims (15)

1.一种隔板，所述隔板包含：
第一金属面层；
隔热泡沫层；以及
在所述第一金属面层与所述泡沫层之间的阻火层，所述阻火层包含可膨胀石墨于聚异氰脲酸酯聚合物基质中的分散液，其中：
所述聚合物基质是通过使异氰酸酯指数超过250的含异氰酸酯的反应物与包括超过300当量的长链多元醇的多元醇反应物反应来形成，并且
每单位面积可膨胀石墨的量是至少200g/m2。
2.如权利要求1所述的隔板，所述隔板另外包含在所述泡沫层的与所述第一金属面层相对侧上的第二金属面层并且任选地另外包含在所述第二金属面层与所述泡沫层之间的另一阻火层。
3.如权利要求1或权利要求2所述的隔板，其中所述阻火层是连续的并且连续地粘结到所述第一金属面层和所述隔热泡沫层。
4.如权利要求1到3中任一项所述的隔板，其中所述阻火层的所述聚合物基质是通过在指数超过700下进行的反应来形成。
5.如权利要求1到4中任一项所述的隔板，其中所述长链多元醇是聚醚多元醇或聚酯多元醇。
6.如权利要求1到5中任一项所述的隔板，其中每单位面积可膨胀石墨的量是至少500g/m2。
7.如权利要求1到6中任一项所述的隔板，所述隔板另外包含在所述第一金属面层与所述泡沫层之间的另一阻火层。
8.如权利要求7所述的隔板，其中所述另一阻火层包括矿棉。
15.如权利要求1和3到8中任一项所述的隔板，所述隔板另外包含：
被适配成朝向所使用的构造的内部定向的第二金属面层，其中：
所述第一金属面层被适配成朝向所使用的构造的外部定向，
所述泡沫层是在所述第一金属面层与所述第二金属面层之间，并且
在所述第二金属面层与所述泡沫层之间不存在阻火层或在所述第二金属面层与所述泡沫层之间存在的任何阻火层都具有不超过1000g/m2的重量或不超过0.3mm的厚度。
10.一种构造，所述构造包含一个或多个如权利要求1到8中任一项所述的隔板，并且任选地所述一个或多个隔板各自的第一金属面层是朝向所述构造的外部定向。
11.一种形成如权利要求1到8中任一项所述的隔板的方法，所述方法包含以下阶段：
在第一金属面层上提供包括可膨胀石墨于基于异氰酸酯的反应混合物中的分散液的呈第一液体反应混合物形式的阻火层；以及
在所述阻火层上施加呈第二液体反应混合物形式的隔热泡沫层。
12.如权利要求11所述的方法，所述方法另外包含在所述隔热泡沫层上施加第二金属面层。
13.如权利要求11或权利要求12所述的方法，其中所述第一金属面层是下部面层并且所述第一液体反应混合物被施加到所述下部面层的上表面上。
14.如权利要求11到13中任一项所述的方法，其中所述方法是连续工艺。
15.一种隔板布置，所述隔板布置包含：
两个或两个以上相邻隔板，所述隔板任选地如权利要求1到8中任一项所述，每一隔板包含金属面层和隔热泡沫层，以及
位于相邻隔板之间的接合区中的阻火材料，
其中所述阻火材料包括可膨胀石墨于聚异氰脲酸酯聚合物基质中的分散液，其中：
所述聚合物基质是通过使指数超过250的含异氰酸酯的反应物与包含超过300当量的长链多元醇的多元醇反应物反应来形成，并且
每单位面积可膨胀石墨的量是至少200g/m2。
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