CN106536382A - 耐火集装箱 - Google Patents

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Abstract

一种柔性耐火集装箱以及用于生产该集装箱的方法，所述柔性耐火集装箱包括涂覆或浸渍有耐火涂层的编织材料，特别是其中耐火涂层包括蛭石，以及任选地所述编织材料由纤维玻璃或其纤维、石英玻璃或其纤维或者陶瓷玻璃或纤维制成。

Description

耐火集装箱
技术领域
本发明涉及耐火柔性集装箱的制造。具体的，本发明涉及包括蛭石的涂层或浸渍组合物在柔性集装箱的生产中的应用，涉及包括涂覆有或浸渍有蛭石的一种或多种柔性材料的耐火柔性集装箱及其生产方法。
背景技术
全球贸易和工业需要储存和运输数十亿吨的材料。各种标准和定制尺寸的集装箱用于容纳材料，例如联运集装箱、中间散装集装箱(IBC)和柔性中间散装集装箱(FIBC)。已证明FIBC在产品(尤其是干燥产品，包括粉末状化学品；建筑材料，例如砂和水泥；动物饲料；和用于再循环的材料，例如塑料)的储存和运输中是特别有用的。
运输和储存的用于贸易和工业的许多材料是易燃的，包括纸、木材、塑料、化学品等。因此，存在对既适合于材料的运输和储存又耐火的集装箱的需求。例如，存在对适用于散装材料的运输和储存又耐火的集装箱的需求。还存在对较小的柔性耐火集装箱的需求。
FIBC通常由编织材料(特别是聚乙烯或聚丙烯)构成。聚乙烯和聚丙烯都具有相对低的约360℃至380℃的点燃温度。由于许多产品在明显高于上述点燃温度的温度下燃烧，所以由聚乙烯和聚丙烯制成的FIBC提供的防火性很小。
锂离子电池通常用于为电气设备供电。最近两家主要的航空公司宣布，由于担心有故障的电池过热会导致严重火灾，他们将不再运载大批运输的锂离子电池。能够在柔性集装箱内容纳火焰的诸如FIBC的柔性集装箱可以安全地运送大量的锂离子电池。
发明内容
本发明涉及耐火集装箱(尤其是FIBC)及其生产方法。在本发明的一个实施方式中，通过用不易燃的涂层组合物涂覆构成集装箱的柔性材料来获得耐火性。在替代的实施方式中，将上述不易燃的涂层组合物浸渍到柔性材料中。在本发明的一个优选实施方式中，不易燃的涂层组合物包括膨胀的蛭石。
蛭石是化学式为(Mg,Fe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2.4H2O的天然存在的水合硅酸盐矿物。蛭石具有水合的叠层结构，并且在加热(通常加热至700℃至1000℃的温度)或化学处理时，其在称为剥落过程中膨胀。在剥落过程中，致密的矿石薄片转化为含有微小空气层的轻质多孔颗粒。术语“膨胀的蛭石”和“剥落的蛭石”可以互换使用。剥落的蛭石颗粒是不可燃的，因此可以用作耐火剂。
剥落的蛭石颗粒不溶于水和所有有机溶剂。然而，一旦剥落，它们可以使用诸如US6,309,740中描述的那些方法悬浮在稳定的水性分散体中。
柔性编织材料可以由剥落的蛭石颗粒的分散体涂覆有膨胀的蛭石涂层或被膨胀的蛭石涂层浸渍。编织材料可以用膨胀的蛭石进行涂覆或浸渍，例如通过浸渍法或者通过喷涂或以其他方式涂覆剥落的蛭石的分散体。这种材料可以对本文所述集装箱的生产是尤其有用的。
剥落的蛭石通常优选包括化学剥落的蛭石。然而，剥落的蛭石可替代地或额外地包括热剥落的蛭石。剥落的蛭石应优选包括90％至100％的化学剥落的蛭石及10％至0％的热剥落的蛭石。
因此，本发明的一个目的是提供一种耐火集装箱，例如耐火FIBC，其中，耐火性可以通过用包括膨胀的蛭石的耐火涂层来涂覆或浸渍用于生产集装箱的材料来实现。本发明的又一个目的是提供一种生产这种耐火集装箱的方法。
本发明的另一个目的是提供一种耐火集装箱，例如满足联合国危险品包装组II标准的要求、符合欧洲A级(不易燃)并且优选对600℃、1000℃或1200℃或更高(例如1500℃)等级的最高温度(持续的)具有耐火性的FIBC。
附图说明
通过仅示例性给出的以下描述和附图来进一步理解本发明，其中：
图1和图2是耐热FIBC的示意图。
图3是用于制造耐火集装箱(例如耐火FIBC)的柔性耐火材料的截面图。
图4至图7显示了如实施例4所述的用于生产耐火集装箱的材料的热面和冷面上经历的温度。数据表明如实施例4所述加热至1000℃后织品的相关面处的温度。x轴是以分钟计的时间，而y轴是以℃计的温度。图4(单层织品，无隔热层)；图5：(6mm隔热层)；图6(10mm隔热层)；图7(12mm隔热层)。织品冷面的结果整理在图8中。
图例说明：–––(热面)；——(冷面)；…..(冷面；1mm间隔)
图8显示了适用于生产耐火集装箱的材料的织品测试中获得的对比结果。数据表明如实施例4所述加热至1000℃后织品冷面的温度。x轴是以分钟计的时间，y轴是以℃计的温度。
图例说明：—--—--(单层织品)；––––(6mm隔热层的织品)；——(10mm隔热层的织品)；….(12mm隔热层的织品)
具体实施方式
柔性中间集装箱(FIBC)，也称为“散装袋”或“大袋”，是通常用于散装工业材料(特别是粉末、薄片或颗粒形式的散装工业材料)的运输和储存的集装箱。FIBC可以容纳从约100kg或更小至2000kg或更大，优选从500kg至2000kg，例如1000kg的质量范围的负载。其它尺寸的耐火集装箱也包含于本文所述的本发明中。例如，较小的集装箱通常用于容纳较小的质量，例如约1kg或更小至100kg或更大，例如约1kg或更小至30kg或更大。
耐火集装箱可以制造为使其具有适合于包含在其内的产品质量的体积。在一些实施方式中，上述集装箱的体积可以为0.0005m3或更大至3m3或更大。例如，集装箱的体积有时可以为约0.001m3至约2m3。在需要较小的负载时，耐火集装箱的体积可以适当地缩放，且例如可为0.0005m3至0.5m3，例如0.001m3至0.1m3，优选0.001m3至0.05m3，更优选0.002m3至0.005m3。在其它情况下，较大的尺寸可能是有用的，例如0.1m3或更小至3m3或更大，优选0.2m3至2.5m3，还更优选0.5m3至2m3，例如0.8m3至1.5m3，例如1m3。典型的集装箱可以具有例如约0.10×0.10×0.10m至约1.5×1.5×1.5m的尺寸，例如约0.15×0.15×0.15m至约1.2×1.2×1.2m的尺寸。
图1是耐火FIBC的示意图，其包括一个或多个侧板1，该侧板1可由接合或缝接在一起的一个或多个材料片形成；一个或多个底板2，该底板2可与侧板1中的一个或多个形成一体或者可接合或缝接到侧板1，且该底板2可任选地包括开口或排放点5；一个或多个任选的盖板3，该盖板3可与侧板1中的一个或多个形成一体或者可接合或缝合到侧板1中的一个或多个，且盖板3可包括开口或装入点6；一个或多个任选的点、带、把手或紧固件4，FIBC能够由该点、套索、把手或紧固件4吊起。图1示出了排放点5和装入点6的一个实施例，它们分别为能通过闭合带7、8系结闭合的排放管口5和填充管口6的形式。
图2是耐火FIBC的两个示意图，其包括如对图1所述的特征，并且还包括任选的加固件9，该加固件9围绕任选的提吊套索4；任选的加强织带(webbing)，该加强织带从提吊套索4延续在FIBC下方；任选的连接件11至13，该连接件11至13将FIBC的任选的盖板3密封到侧板1；以及任选的加固缝合部14。
图3是如本文所述的分层的夹层材料的示意图，其可用于构造例如FIBC的耐火集装箱。该夹层材料包括围封在耐火材料16内的一个或多个隔热材料层15，该耐火材料16通常可用耐火化合物(例如膨胀的蛭石)涂覆或浸渍，并任选地进一步涂覆有本文所述的一个或多个额外涂层17。
现在仅通过参考柔性中间集装袋来示例性描述适用于耐火集装箱的某些特征。应当理解，这些特征适用于因其尺寸通常不被认为是FIBC的柔性集装箱，FIBC通常是基本尺寸为50cm×50cm至120cm×120cm且高度为50cm至200cm的集装箱。本文所描述的柔性耐火集装箱可具有适合于其预期应用的较小尺寸，但可使用通过参考FIBC描述的一个或多个特征。
FIBC可以生产为众多物理形式。在一些实施方式中，FIBC可以是立方体或长方体形状(“盒形”)，而在其它实施方式中，FIBC可以是圆柱形(“鼓形”)。在其它实施方式中，FIBC可以被构造成使得每个侧面是单独的材料片(“4个板”构造)，或者可以使用沿着两个相对侧的接缝的“U型板”构造。在一些实施方式中，可以使用有利于使接缝减至最少的圆形或管状构造方法来生产FIBC，这对微细的或易潮湿的内容物是特别有用的。在一些实施方式中，FIBC可以包括能有助于防止鼓胀的挡板，从而使经装填的FIBC保持所期望的形状，例如长方体。在一些实施方式中，FIBC可包括额外的套索、织带、加固件或其它加强装置。若设置这些装置以用来使FIBC在装满时能更安全地运输，它们通常可与提吊装置形成一体和/或与提吊装置结合使用。
FIBC可以设置有一个或多个开口或装入点，从而能够添加内容物。因此，FIBC可以配置带有或不带有边缘的敞开的顶部，或者可以设置接入槽或接入狭缝。在一些实施方式中，填充管口可以与集装箱的固定或可移除的盖件成为一体。其它装入点包括同样可包括接入管口的圆顶或锥形顶；“粗呢顶”；以及能完全移除或能部分移除的且可通过合适的固定件紧固到FIBC的盖件。合适的固定件包括拉链、钩环连接件、孔眼、拴扣和系带。FIBC的盖件中可包括紧固孔或拉绳。在其他实施方式中，盖件可以在没有额外的紧固件的情况下装配在FIBC的顶部。为了储存易挥发的、易燃的、易爆的、易潮湿的或危险的内容物，具有用作内容物和集装箱外部之间的屏障的盖子或盖件对FIBC是有利的。
在一些实施方式中，FIBC配置有包括填充点的挡板或盖件是有利的。例如，FIBC可包括可移除的挡板，所述挡板包括可通常定位为横跨FIBC顶部的填充管口或装入点。挡板通常可位于为缺量和/或产品的指定运动或预期运动(例如运输或存储中的沉降或膨胀)提供空间的位置。挡板可由与FIBC主体相同或不同的材料制成。优选的，挡板可为具有适当柔性的材料以手动操纵(例如扭转闭合)。可用合适的绳拴紧管口，例如包括诸如凯夫拉(Kevlar)的材料，直径例如为1mm至10mm，例如2mm至5mm，例如约3mm。
在一些实施方式中，FIBC配备有多于一个的盖件是有利的。例如，FIBC可以包括挡板且可以进一步包括一个或多个额外的覆盖物，该挡板包括接入管口和/或填充管口。所述额外的覆盖物可以是固定的或可移除的。额外的覆盖物例如可包括覆盖FIBC的一面或基本上所有面的一个垂片(flap)。或者，额外的覆盖物可以包括两个或更多个，例如两个至四个，通常为两个垂片(也称为叶片)，它们可接合或连接在一起以组成覆盖物。可以使用任何合适的接合或连接装置，例如拉链、按扣、钩环连接件(例如维可牢，Velcro)、孔眼、拴扣、系带、紧固孔和拉绳，或者可使用缝合。通常使用钩环连接件，例如维可牢。
FIBC通常也设置有排放点，尽管可以简单地切开FIBC以释放内容物，或者可以在打开盖子(如果存在)之后从集装箱提吊出内容物。排放点可以包括排放管口，排放管口可进一步包括保护元件，例如隔膜保护、缝合盖件或保护性垂片。喷嘴可用拉绳、系带封闭或者可具有盖件。在一些实施方式中，FIBC可具有开口使内容物能够被释放。在一些实施方式中，该开口可为FIBC的整个侧面或底部，或者开口可以仅构成底部或侧面的一部分。释放排放点的其他方法包括拉链、钩环连接件、孔眼、拴扣、系带、紧固孔和拉绳。在一些实施方式中，排放点覆盖有可移除或固定到FIBC的一个或多个额外的覆盖物。例如，一个或多个额外的覆盖物可包括一个垂片或者可包括两个或更多个，例如两个至四个，通常两个垂片或叶片，它们可以接合或连接在一起以组成覆盖物。可以使用任何合适的接合或连接装置，例如拉链、按扣、钩环连接件(例如维可牢)、孔眼、拴扣、系带、紧固孔和拉绳，或者使用缝合。通常使用钩环连接件，例如维可牢。然而，对于一些应用(例如在需要特别高的耐火性的情况下)，优选使用填充开口/装入点来填充和清空集装箱，在这种情况下可省略排放点。
FIBC可以包括各种点、套索、把手或紧固件，以通过诸如叉车和起重机的机械来提吊FIBC。例如，可以包括交叉角环或侧缝环。可以使用套管提吊或罩提吊机构。可以结合一根或多根装卸套索。
FIBC通常由是聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)制备而成。或者，FIBC可以由HDPE、黄麻、粗麻布或其他柔性材料制成。通常将构造FIBC的材料进行编织以使所得集装箱有更大的强度和柔性。
对于某些材料的储存，防静电的集装箱是有利的。在这方面，目前通常将FIBC分类为A型至D型。A型FIBC不体现静电安全特征，并通常用于运输不易燃产品。在集装箱附近存在易燃溶剂或易燃气体时，应避免使用A型FIBC。B型FIBC不能传播刷形放电，因此有时将其用于运输易燃材料。然而，尽管它们提供低水平的防静电放电保护，但B型FIBC是不耐火的，因此不提供对外部起火源的保护。B型FIBC也不能含有火焰，因此不能防止含有易燃材料的FIBC之间的火焰传播。C型FIBC由包括可以接地的互连导电通路的材料制成。因此，它们对静电荷的积聚和放电提供增强的保护。然而，如同B型FIBC，C型FIBC也是不耐火的；因此它们不提供对外部起火源的保护且不能防止含有易燃材料的FIBC之间的火焰传播。D型FIBC由设计用于消散静电电荷而不需要接地的材料制成。在一种表现形式中，准导电纱线掺入到用于构成FIBC的材料中，这能够通过电晕放电来释放静电荷。然而，如同B型FIBC和C型FIBC，D型FIBC是不耐火的，不提供对外部起火源的保护且不能防止火焰传播。
因此，为了储存易燃的材料，非常需要开发耐火的集装箱。例如，为了储存散装材料，非常需要开发耐火的FIBC。这种耐火集装箱将不仅提供对外部起火源的保护，而且还将防止含有易燃的材料的集装箱之间的火焰传播。在本发明的某些实施方式中，为减轻静电放电，耐火集装箱包括来自B型FIBC、C型FIBC和D型FIBC中已知的一个或多个特征。
耐火集装箱是能够耐火或阻火并因此对集装箱的内容物提供防火能力的集装箱。耐火FIBC是能够耐火或阻火并因此为FIBC的内容物提供防火能力的FIBC。通常，耐火集装箱不仅阻滞火或火焰的蔓延，且能够抵抗起火。耐火集装箱具有既适用于火灾又适用于来自其他来源的辐射热的某些性质。这些性质提供了针对明火和/或间接热源(例如来自工业过程或任何其它高温热源的辐射热)的承受力。在本发明的一个优选实施方式中，集装箱能够实现零起火、零火焰蔓延及600℃、1000℃或1200℃或更高(例如1500℃)(持续的)的最高温度等级。因而耐火集装箱可以用于保护集装箱的内容物免受外部火源或热源影响，和/或防止集装箱内发生的火灾蔓延到集装箱外部。
通过由膨胀蛭石的悬浮液将分散的蛭石涂覆至材料上来涂覆强度适合用于制造耐火集装箱(例如耐火FIBC)的柔性编织材料，将提供与未处理的材料相比增强的耐火性。因此可以这种方式由用于生产FIBC的常规材料(例如聚乙烯或聚丙烯)中获得关于耐火性的有利改进。然而，对于本发明目的的优选柔性编织材料是在涂覆之前具有较高耐火性水平的材料。用于采用制造耐火集装箱用的膨胀的蛭石涂覆的最适合的柔性编织材料的例子包括纤维玻璃、玻璃纤维和E玻璃、石英玻璃或其纤维，以及陶瓷玻璃或其纤维。
用于生产诸如FIBC的耐火集装箱的典型材料可包括表面密度为100g/m2至1500g/m2，例如200g/m2至1000g/m2，更典型地为300g/m2至600g/m2的编织材料。集装箱的不同部分可由不同的材料制成。例如，在集装箱包括具有接入管口的挡板且还包括额外的覆盖物时，该挡板可包括表面密度为100g/m2至500g/m2，例如200g/m2至400g/m2，例如约300g/m2的材料，且额外的覆盖物可包括表面密度为400g/m2至1500g/m2，例如500g/m2至1200g/m2，例如600g/m2至1000g/m2，例如约600g/m2的材料。
用于构造集装箱的典型材料可以具有如下的拉伸强度：
经纱：通常为1000N/5cm至8000N/5cm，更通常为2000N/5cm至5000N/5cm，还更通常为3000N/5cm至4000N/5cm，例如为约3500N/5cm；和/或
纬纱：通常为500N/5cm至6000N/5cm，更通常为1000N/5cm至4000N/5cm，还更通常为2000N/5cm至3000N/5cm，例如为约2500N/5cm。
在一个优选的实施方式中，涂层组合物由膨胀的蛭石的悬浮液施加到基底上。上述悬浮液优选是水性悬浮液，特别是膨胀的蛭石在水中的悬浮液，尽管在替代的实施方式中，悬浮液可以使用有机溶剂或混合溶剂体系形成。以悬浮液总重量计，膨胀的蛭石在悬浮液中的含量为3重量％至40重量％，优选10重量％至35重量％，更优选15重量％至30重量％，例如20重量％或25重量％。
悬浮液中的膨胀蛭石颗粒优选非常细，具有通过激光衍射测量为1nm至1000μm，优选不大于300μm的粒度。分散体的D90粒度(其中90％的粒子小于给定尺寸)优选在100μm至300μm，更优选140μm至250μm，还更优选160μm至200μm的范围内。涂层组合物可不含添加剂，或可含有一种或多种额外的组分。优选的添加剂包括高岭土、膨润土或其它这类粘土衍生物、螯合剂和有机或无机粘合剂。
悬浮液通常优选为剥落的蛭石的悬浮液，其中，该剥落的蛭石包括化学剥落的蛭石。该剥落的蛭石可替代地或另外地包括热剥落的蛭石。剥落的蛭石应优选包括90％至100％的化学剥落的蛭石及10％至0％的热剥落的蛭石。
在一个实施方式中，通过浸涂来涂覆待使用包括膨胀的蛭石的涂层组合物涂覆或浸渍的材料。在该技术中，通过张力将材料进料到包括含有涂层组合物的槽的涂覆机中。将材料完全浸没在槽中以确保其被涂层组合物完全覆盖。在将材料加热以使涂层组合物干燥至材料表面上之前，可以通过使材料通过辊轴来除去过量的涂层组合物。在替代的实施方式中，涂层组合物可以通过喷涂、辊涂或通过刷子涂布。织品上的蛭石涂层通常可以是非常薄的涂层；例如5g/m2至100g/m2，更典型地10g/m2至50g/m2，还更典型地15g/m2至35g/m2，例如20g/m2至30g/m2，例如约25g/m2。目的是在保持被涂覆材料的柔性的同时赋予其耐火性。
诸如FIBC的防火集装箱可以由预先经耐火涂层组合物处理的材料制成。在一个实施方式中，材料是可由陶瓷纤维、石英纤维或玻璃纤维(例如E玻璃纤维)制成的织物。所述涂层组合物可以包括膨胀的蛭石。在本发明的其它实施方式中，诸如FIBC的耐火集装箱可以完全或部分地由全部或部分未涂覆的材料组装而成，该材料可以是由陶瓷纤维、石英纤维或玻璃纤维(例如E玻璃纤维)制成的织物。在集装箱完全或部分生产后，可施加可包括膨胀的蛭石的耐火涂层以产生防火集装箱。例如，如本文所述的集装箱可以包括含94wt％至96wt％SiO2和3wt％至4wt％Al2O3的材料。
在集装箱是通过将各个织物部分附接在一起而组装的情况下，附接方法优选是即使在经受火灾或高温时也为整个集装箱提供完整性的方法。优选的附接方法是使用在集装箱暴露于火中或升高的温度下时还保持完整性的线来缝合。在一个优选的实施方式中，附接借助于能够承受极高温度的金属线，例如能够承受超过900℃，优选超过1000℃或超过1100℃或1200℃，例如1500℃高温的金属线。具有良好机械强度的合适的高温金属线的例子是可从Padtex Insulation获得的包括特殊钢芯和凯夫拉覆盖物Helios Kevlar缝合线。钢芯可以承受长时间大约1100℃的温度，且由于钢芯和凯夫拉覆盖物的组合效应钢芯非常坚固。凯夫拉覆盖物确保了作为缝合线使用时的便利性。
可以使用任何合适的线。例如，在凯夫拉中涂覆的不锈钢线通常可以具有0.1mm至1mm，例如0.2mm至0.7mm，例如0.3mm至0.5mm，例如约0.4mm的厚度。合适的线可具有50dtex至2000dtex，更典型地100dtex至500dtex，例如150dtex至300dtex，例如约200×1dtex的线性质量密度(以d×1给出，其中，d是以dtex为单位的值)。合适的线可具有2cN至8cN，例如3cN至6cN，例如约3.5cN至5cN，例如约4cN至4.5cN，例如约4.25cN的强度。典型的线可以具有5％至15％，例如8％至12％，例如9％至10％的伸长率。
石英、陶瓷或玻璃纤维的线具有高操作温度的限制。使用这种纤维缝合时必须注意通常需要缓慢的速度以避免线的断裂。在需要耐高温性的情况下使用具有高拉伸强度的包括聚酰亚胺和芳族聚酰胺(例如凯夫拉)的高温聚合物。可通过以与编织材料相同的方式用包括蛭石的涂层涂覆来改善这种聚合物线的操作温度范围。确定用于制造耐火集装箱的优选的线是由合适的经蛭石涂层涂覆或浸渍的芯材料(例如具有高拉伸强度和高温性能的聚合物，例如凯夫拉)形成的线。具有其他芯的涂覆包括蛭石的涂层的线可使用包括包含金属线、石英、陶瓷或玻璃纤维的芯。
为了改善耐火性能，可以使用分层或夹层的材料制造耐火集装箱(例如耐火FIBC)。该分层或夹层的材料包括围封在完全涂覆、部分涂覆或未涂覆材料中的隔热材料。如下所述，隔热材料被围封在部分涂覆或全部涂覆的材料中，其中，涂层赋予材料耐火性。然而，在本发明的一些方面，包围隔热材料的材料是未涂覆的材料(即未涂覆耐火涂层的材料)。在夹层材料中的隔热层的耐火性足以为上述集装箱提供足够的耐火性时，这种材料可以是具有优势的。
隔热材料通常围封在部分涂覆或全部涂覆的材料中，其中，涂层赋予材料耐火性。例如，涂层通常包括膨胀的蛭石。隔热材料通常被完全或部分地涂覆有本文所述的耐火涂层的材料所包围。因此，夹层材料包括如本文所述的一个或多个耐火材料层。例如，合适的分层材料可以包括围封着一个或多个隔热材料层的两个或更多个耐火材料层。该两个或更多个耐火材料层通常包括含蛭石(例如热膨胀和/或化学膨胀的蛭石，最优选本文所述的化学膨胀的蛭石)的材料。该两个或更多个耐火材料层如本文所述可以各自具有100g/m2至1000g/m2，例如200g/m2至800g/m2，更典型地300g/m2至600g/m2的表面密度。
例如，两个耐火材料层可以包封单层隔热材料。或者，多层隔热材料可以包封在两个或更多个耐火材料层中。该结构优选使集装箱的材料是柔性的以便于运输和适应负载。
分层的夹层材料通常包括隔热材料。可以使用任何合适的材料，例如毛毡、陶瓷棉、用膨胀的蛭石涂覆或浸渍的材料、纤维玻璃、E玻璃、矿棉等。优选地，隔热材料是高石英针毡。可以使用任何合适厚度的高石英针毡，例如，毡的厚度可以为4mm至30mm，更典型地为5mm至25mm，还更典型地为6mm至20mm，例如8mm至15mm，例如10mm至12mm，例如约10mm。可以选择赋予FIBC所需的耐火性的高石英针毡的性质。毡的表面密度通常为500g/m2至5000g/m2，例如600g/m2至4500g/m2，例如，900g/m2至2000g/m2，例如约1200g/m2至约1800g/m2，例如约1300g/m2至约1600g/m2。
虽然对于高温应用，在这种夹层布置中优选使用涂覆有耐火材料的织物，但对于某些应用，使用未涂覆耐火材料的织物的外夹层可以提供可接受的水平的防火能力。因此，本发明还提供了一种由包括两个柔性编织材料外层和隔热层的夹层材料构成的集装箱，其中，外层由具有高耐火性的材料形成，例如纤维玻璃、玻璃纤维、E玻璃、石英玻璃或其纤维以及陶瓷玻璃或其纤维，其中，外层中的一层或两层任选地部分或完全涂覆有耐火涂层。
可任选地包括分层的夹层结构和/或隔热层的耐火材料可任选地涂覆有设计成赋予所需特性的涂层。例如，合适的涂层可赋予材料以下任何或所有的性能：改善的刚度、改善的防水性或液体不可渗透性、改进的强度、改进的柔性和/或改进的防漏能力。可以使用任何合适的涂层，例如橡胶、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、硅氧烷弹性体、含氟聚合物和蜡。最优选地，该涂层是耐火性的。优选的涂层包括聚氨酯，例如高性能耐火聚氨酯。任选地，涂层可以具有一种或多种添加剂，例如着色剂、增强剂等，例如金属基颜料，例如铝基颜料。涂层可以施加到构成集装箱的材料的任一面或两个面上。
例如，耐火集装箱(例如耐火FIBC)通常可由分层的夹层材料构成，该分层的夹层材料包括如本文所述涂覆有膨胀的蛭石的两个编织材料层，该两个编织材料层包封有包括高石英针毡的隔热材料并外表面涂覆有聚氨酯涂层的隔热材料。编织材料通常具有200g/m2至800g/m2的表面密度，且经膨胀的蛭石进行处理、涂覆或浸渍，且上述隔热材料具有8mm至15mm的厚度。
耐火材料优选地结合了优良的绝热性、耐火性、柔性和强度的性质，且在今后的使用中不损害耐火性的情况下，可以容易地折叠集装箱。
因此，例如，提供一种耐火集装箱，其中：
-该集装箱的尺寸为0.15m×0.15m×0.15m至1.2m×1.2m×1.2m(即，集装箱的体积为0.003m3至1.73m3)；
-该集装箱包括夹层材料，其中
○外表面材料和内表面材料包括密度为400g/m2至1500g/m2和耐温性高达1500℃的经膨胀的蛭石浸渍的织物，并且该织物通常具有约3000N/cm至4000N/cm(经纱)，约2000N/cm至3000N/cm(纬纱)的拉伸强度，以及约0.5mm～1mm的厚度
○内隔热层包括厚度为4mm至30mm(通常为约5mm至20mm)和耐温性高达1500℃的石英玻璃针毡
-该集装箱任选地包括环和/或把手，该环和/或把手包括具有400g/m2至1500g/m2的密度和高达1500℃的耐温性的不锈钢增强的石英玻璃蛭石涂覆的织品，并且通常具有约500N/cm至1000N/cm(经纱)，约500N/cm至1000N/cm(纬纱)的拉伸强度，以及约0.5mm至1mm的厚度
-上述集装箱任选地包含挡板，该挡板包括具有100g/m2至500g/m2的密度和高达1500℃的耐温性的玻璃纤维蛭石涂覆的织品，并且通常具有约3000N/50mm至4000N/50mm(经纱)，约1500N/50mm至2000N/50mm(纬纱)的拉伸强度，以及约0.2mm至0.7mm的厚度，通过使用具有耐火涂层的芯线将各个板缝合在一起来组装集装箱，通常是具有高达1500℃的工作温度，且通常具有3.5nN至5nN的强度以及5％至20％的伸长率的凯夫拉涂覆的不锈钢线。
耐火集装箱的一个优选实施方式是如图2所示的包括耐火材料的FIBC的耐火FIBC，该耐火材料的FIBC包括使用包括化学膨胀的蛭石的耐火涂层涂覆的石英玻璃织品的夹层和高石英针毡中间层，该夹层在两个表面上包括具有高温聚氨酯涂层的外涂层；更具柔性的耐火材料的挡板6，该耐火材料包括石英玻璃织品单层以及聚氨酯外部涂层，该石英玻璃织品涂覆有包括化学膨胀的蛭石的耐火涂层，该挡板6用凯夫拉绳系住并且用维可(Velcro)牢紧固件11至13通过与FIBC底部和侧面相同的夹层材料的一对封闭吊片3覆盖。夹层材料中各层的组合在保持轻便且可折叠而不会破坏隔热芯的同时产生了优异的隔热性和耐火性能，而聚氨酯层提供防止水分和冷凝的保护，并使材料防筛漏。使用更具柔性的内挡板有助于满足用于部分填充的袋的联合国危险品包装组II标准测试，其中，当存在未填充的缺空或净空时，上述测试要求集装箱满足指定的要求。优选的缝合是用具有凯夫拉尔涂层的不锈钢线。为了获得额外的强度，FIBC可以设置有不锈钢框架且可以以钢增强的高温石英玻璃织品的形式设置提吊把手4。这样的实施方式能够提供满足联合国危险品包装组II标准的要求并提供600℃、1000℃或1200℃或更高的最高温度(持续的)等级的FIBC。
实施例1
用固体含量为约10％至17％的蛭石(Micafield，由DupréMinerals提供)的水性分散体通过浸涂来涂覆编织的石英玻璃织品。在用加热干燥经涂覆的织品前，通过在两个辊轴之间挤压涂覆的织品来除去过量的蛭石悬浮液。所得经涂覆的织品经受来自工业气体喷灯的强烈火焰。即使在大量施加火焰之后，织品也不会点燃。
标称宽度为90cm，标称使用温度高达1000℃的经浸渍的石英玻璃材料形成为标称85cm×85cm×100cm长方体形式的立方结构的FIBC，如图1所示，该FIBC具有全部由经浸渍的石英玻璃织品制成的填充管口和排放管口和角部提吊环以及绑带。浸渍的石英玻璃材料的所有切割边缘或未加工的边缘进行双层卷边或J型缝接。标称宽度90cm的经浸渍的石英玻璃材料通过剪除90cm宽的织品的边缘以形成外部85cm宽度来制备。所有接缝均用缝合线通过链式线迹或锁式线迹制成，所述缝合线包括可从Padtex Insulation获得的包括特殊钢芯和凯夫拉Kevlar覆盖物的Helios Kevlar缝合线。
实施例2
通过抵抗从外部由喷灯施加的热量和抵抗暴露于FIBC内部的火焰来对与实施例1相同的材料制成的顶部开口的长方体FIBC进行初步测试，接合线被确定是限制因素。不同的线类型使FIBC在由FIBC内的燃烧材料施加高内部温度时保持完整性达不同的时间长度。
虽然石英、陶瓷或玻璃纤维线具有高的工作温度限制，但是使用这种纤维的缝合需要小心，通常需要缓慢的速度以避免线的断裂。在需要耐热性的情况下使用具有高拉伸强度的包括聚酰亚胺和芳族聚酰胺(例如凯夫拉)的高温聚合物。确定用于制造耐火FIBC的优选的线是由合适的芯材料(例如具有高拉伸强度和高温性能的聚合物，例如凯夫拉)形成的线，其中，通过与袋材料相同的方式用蛭石涂层涂覆或浸渍所述芯。
实施例3
用如下方法制备用于FIBC制造的三种材料：
材料1
经来自Dupres Minerals的Micashield DM338S(化学剥落的蛭石的悬浮液)涂覆的单片石英玻璃600g/m2。
DM338S是具有以下性质的化学剥落的蛭石的水性分散体：
D90：160μm～200μm；
固体含量：16％～18％
粘度：3000cps～7000cps
DM338S包括具有以下化学组成的蛭石：
SiO2：39.4％；K2O：4.5％；CO2：1.4％；MgO：25.2％；Fe2O3：4.0％；TiO2；0.8％；Al2O3：8.8％；CaO：1.8％；F：0.5％
材料2
包括经Micashield DM338S涂覆的两片石英玻璃600g/m2和6mm厚度的高石英针毡的中间层的夹层。
材料3
包括经Micashield DM338S涂覆的两片石英玻璃600g/m2和12mm厚度的高石英针毡的中间层的夹层。
测试热流穿过这三种材料的阻力。将两个热电偶放置在材料的相对面上。调节丙烷燃烧器以在距离燃烧器8cm的距离处达到1000℃的温度，并且放置在距离材料的一个面8cm的位置。在面对丙烷燃烧器的面(热面)和材料的相对面(冷面)于20分钟内测量温度。在第10分钟和15分钟之间进行的试验结果总结在表A至C中。
表A
材料1，蛭石涂覆的石英玻璃织品的一个单层。
热电偶 平均℃ 最小℃ 最大℃
热面 1006.6 1002.1 1013.8
冷面 452.1 446.5 456.0
表B
两个蛭石涂覆的石英玻璃织品层之间的6mm隔热层。
热电偶 平均℃ 最小℃ 最大℃
热面 999.4 996.8 1003.2
冷面 224.9 222.5 226.6
表C
两个蛭石涂覆的石英玻璃织品层之间的12mm隔热层。
热电偶 平均℃ 最小℃ 最大℃
热面 1010.1 1008.5 1012.8
冷面 135.9 134.4 137.6
实施例4
如下所述来生产和测试如本文所述的用于生产耐火集装箱的耐火材料。试验装置将织品暴露于横跨暴露的织物区域的10kg重量，对应于约1000kg/m2的负载。调节丙烷燃烧器以产生1000℃的火焰，并且将待测试的材料的表面暴露于火焰15分钟～20分钟。结果如表D～G和图4至8所示。
表D
材料1，蛭石涂覆的石英玻璃织品的一个单层。
热电偶 平均℃ 最小℃ 最大℃
热面 995.3 990.5 1000
冷面 669.6 647.3 688.4
冷面(1mm间隔) 646.0 621.0 666.8
表E
材料2，蛭石涂覆的石英玻璃织品的一个单层，背衬有6毫米不易燃的高石英玻璃针毡。
热电偶 平均℃ 最小℃ 最大℃
热面 1013.3 1011.7 1014.9
冷面 382.3 357.5 405.6
冷面(1mm间隔) 330.4 303.2 355.6
表F
材料3，蛭石涂覆的石英玻璃织品的一个单层，背衬有10毫米不易燃的高石英玻璃针毡。
热电偶 平均℃ 最小℃ 最大℃
热面 1026.2 1017.0 1030.9
冷面 296.8 271.2 320.1
冷面(1mm间隔) 273.6 242.9 302.2
表G
材料3，蛭石涂覆的石英玻璃织品的一个单层，背衬有12毫米不易燃的高石英玻璃针毡。
热电偶 平均℃ 最小℃ 最大℃
热面 1002.7 992.6 1010.6
冷面 286.7 264.2 308.2
冷面(1mm间隔) 285.6 262.1 307.2
实施例5
使用如前述实施例所述的夹层材料生产耐火FIBC形式的耐火集装箱。集装箱由高温膨胀的蛭石涂覆的石英玻璃织品的两个外层组成。每个外层的一侧涂覆有用作牺牲防水层的疏水稳定整理剂。在每个外层之间是10mm厚的由具有1000℃耐温性的不易燃的石英针毡组成的隔热材料。将网格放置在燃料浴上。集装箱用以格栅/网格方式布置的可燃材料(通常为软木或纸板)填充，以使集装箱内空气流动最大化。在用维可牢封闭集装箱后点燃燃料浴。典型的燃烧温度在1000℃的范围内，燃料持续约2分钟。一旦燃料消耗完毕，将火熄灭。除了由于燃料的沉积而产生的轻微的烟尘涂层之外，集装箱看起来没有痕迹。集装箱未损坏。集装箱内的易燃材料未表现出由热或火焰引起的损坏的迹象，并且没有被燃烧或有其他痕迹。集装箱的内表面未损坏。

Claims (16)

1.一种柔性且耐火的集装箱，所述集装箱由包括膨胀的蛭石的材料构成。
2.根据权利要求1所述的集装箱，其中，所述材料是包括一个或多个隔热层和一种或多种编织材料的分层材料。
3.根据权利要求2所述的集装箱，其中，所述一个或多个隔热层被包封在所述编织材料的层中。
4.根据权利要求2或3中任一项所述的集装箱，其中，所述隔热层包括高石英针毡。
5.根据权利要求4所述的集装箱，其中，所述高石英针毡的厚度为4mm至30mm。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的集装箱，其中，所述编织材料由纤维玻璃或其纤维、石英玻璃或其纤维，或者陶瓷玻璃或其纤维制成。
7.根据前述权利要求中任一项所述的集装箱，其中，所述膨胀的蛭石包括90％至100％的化学剥落的蛭石和10％至0％的热剥落的蛭石。
8.根据前述权利要求中任一项所述的集装箱，其中，所述材料还涂覆有任选地包括聚氨酯的额外涂层。
9.根据前述权利要求中任一项所述的集装箱，其中，所述集装箱包括：(i)挡板，所述挡板包括通向所述集装箱的装入点，以及(ii)另外的覆盖物。
10.根据前述权利要求中任一项所述的集装箱，其中，所述集装箱的底部、侧面和盖件的编织材料的表面密度为100g/m2至1500g/m2。
11.根据权利要求10所述的集装箱，其中，所述集装箱的底部、侧面和盖件的编织材料的表面密度为400g/m2至1500g/m2，且所述集装箱还包括挡板，其中，所述挡板包括表面密度为100g/m2至500g/m2的编织材料。
12.根据前述权利要求中任一项所述的集装箱，其中，所述集装箱用线缝合在一起，其中，所述线包括涂覆有耐火涂层的芯。
13.根据权利要求12所述的集装箱，其中，所述芯包括钢，并且所述涂层包括凯夫拉Kevlar。
14.根据前述权利要求中任一项所述的集装箱，所述集装箱的体积为约0.0005m3至约0.5m3。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的集装箱，所述集装箱是FIBC。
16.一种用于制造根据权利要求1至15中任一项所述的耐火集装箱的方法，所述方法包括：(i)用耐火涂层组合物涂覆编织材料，并将经涂覆的材料组装成集装箱；或者(ii)由编织材料完全或部分地形成集装箱，并用耐火涂层组合物涂覆由此产生的已完全形成或部分形成的集装箱。
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