CN112469874A

CN112469874A - 不可燃性透气膜

Info

Publication number: CN112469874A
Application number: CN201980049527.4A
Authority: CN
Inventors: 乔纳森·罗琼; 吉扬·梅伦纳; 朱莉娅·布雷顿
Original assignee: Serge Ferrari SAS
Current assignee: Serge Ferrari SAS
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2021-03-09
Also published as: WO2020021181A1; FR3084281B1; EP3827144A1; US20210300820A1; FR3084281A1

Abstract

本发明涉及一种涂层纺织品，其包含基于玻璃纤维的网，所述网具有背面、正面和至少一个边缘，所述正面覆盖有基于有机硅的涂层，并且所述背面能够结合至支撑物，所述涂层具有在5μm至250μm之间的厚度并且包含至少一种无机阻燃化合物，所述至少一种无机阻燃化合物的量足以使涂层纺织品的总热值小于或等于3MJ/kg，所述无机阻燃化合物具有小于50μm的D50颗粒尺寸。

Description

不可燃性透气膜

技术领域

本发明涉及防水透气膜领域，特别是用于覆盖建筑物立面的防水透气膜。

更确切地说，本发明涉及基于玻璃纤维的膜，该膜具有优异的耐火性和不渗透性/防水性和透气性，其适合用作建筑物立面的覆盖物。

背景技术

拟用于建筑物立面的膜必须在保证一定透气性的同时不能透过液态水。它们还必须对紫外线(UV)和温度具有足够的抗性，因为它们直接暴露于阳光和恶劣天气(如雨)。市场上可买到的膜由涂覆有覆盖物的纺织品支撑物组成，该覆盖物可用于结合不渗透性和透气性的这些特性。特别地，液态水不能通过膜，而水蒸气可以通过。该特性确保通过防止水渗透但允许蒸气逸出而保护建筑物的内部不受水的影响，这尤其避免了建筑物内部水的凝结现象。

当前，用于覆盖建筑物立面的防水透气膜主要包括由无纺布制成的网状形式的支撑物。通常，该网基于聚酯、聚丙烯、玻璃的纤维，或者实际上是玻璃纤维和聚酯纤维的混合物。有时，当前在市场上可获得的膜还包括织造的防护物。

但是，在该应用中很少使用玻璃纤维。实际上，基于玻璃纤维的无纺布的折皱强度通常太低，并且由玻璃制成的纺织品比基于聚酯或聚丙烯的纺织品更昂贵。此外，不鼓励本领域技术人员将玻璃纤维掺入旨在用于建筑物立面的防水透气膜中，因为如果纤维被折叠会有破裂的风险以及它们对水解老化的抗性低。

通常，覆盖物是基于聚氨酯(PU)、聚酰胺或丙烯酸类。基于聚氯乙烯(PVC)泡沫的覆盖物也是已知的，但是由于它们在用于建筑物立面的温度下既不具有足够的透气性也不具有足够的耐紫外线性，因此仅被用作屋顶垫层。

可以引用的基于丙烯酸类的覆盖物的实例是以其UV稳定性而闻名的丙烯酸分散体、均聚物或共聚物。为了获得足够的透气性，通常对这些分散体进行机械“发泡”。

通过添加无机阻燃化合物(例如三水合铝、氢氧化镁、二氧化硅、沸石、羟基锡酸锌、羟基锡酸钙、三氧化二锑(Sb₂O₃)、碳酸钙(CaCO₃))以及无机颜料和金属填料例如特别是铝或铜，可以使这些覆盖物具有防火性。但是，这些化合物的存在降低了对水的不渗透性。

基于PU的覆盖物通常呈熔融时可挤出的形式或呈水分散体的形式。这些基于PU的覆盖物具有在低温下具有柔韧性的优点。相反，当它们为可熔融挤出的形式时，难以使其抗紫外线并使其阻燃。此外，基于PU的覆盖物的固有不渗透性差，并且在高温下老化不佳(柔韧性下降–脆性)，这进一步降低了不渗透性。专利申请US 2011/308181公开了一种可透过蒸气而不透过液体的纺织品，该纺织品旨在放置在包括聚氨酯基覆盖物的房屋的外立面上。

通常，这些膜的总热值(GCV)高于20MJ/kg，通常约为25MJ/kg。在英格兰的一幢高层建筑发生悲剧性火灾后，法规正在修改，特别是在欧洲和瑞士，尤其是对于高度超过11m的建筑物。关于耐火性的要求将很快提高。特别是，膜所需的GCV在瑞士必须小于4MJ/kg，在德国必须小于3MJ/kg。

作为替代，专利US4 994 317提出了一种用作防火屏障的纺织品，该纺织品具有有机硅层和铝基阻燃剂。但是，获得的GCV太高，无法符合这些要求。

因此，需要开发旨在应用于具有符合未来法规的GCV的建筑物立面的膜。

发明内容

为了满足该需要，申请人已经开发了一种基于玻璃纤维的膜，该膜在一个面上涂覆有基于包含无机阻燃化合物的有机硅的覆盖物。

因此，本发明涉及一种涂层纺织品，其包含基于玻璃纤维的网，所述网具有背面、正面和至少一个边缘，所述正面覆盖有基于有机硅的涂层，并且所述背面能够结合至支撑物，所述涂层的厚度在5μm至250μm之间且包含至少一种无机阻燃化合物，所述至少一种无机阻燃化合物的量足以使涂层纺织品具有小于或等于3MJ/kg的总热值，所述无机阻燃化合物具有小于50μm的D50颗粒尺寸。

术语“边缘”是指基本垂直于所述网的正面和背面的表面，形成网的轮廓。有利地，玻璃纤维网的边缘被涂层覆盖，从而保护该纺织品网不受室外湿度的影响。

术语“能够结合到支撑物”是指通过添加中间材料而附接至另一种材料的能力。

在实践中，背面可以例如具有可以用粘合剂涂底漆的表面，以将其附接至墙壁，或建筑材料或隔离材料的层或片材。

本发明还涉及上述纺织品的生产方法，至少包括以下步骤：

-获得基于玻璃纤维的织造或非织造网，

-用包含5重量％至70重量％的至少一种无机阻燃化合物的有机硅基组合物涂覆所述正面。

本发明还涉及上述纺织品作为建筑物结构的覆盖物的用途。

换句话说，申请人已经开发了一种膜，该膜包括覆盖有有机硅涂层的基于玻璃纤维的网，其耐火并且令人惊讶地结合了在不透水性、透气性和有限的GCV方面令人满意的效果。

实际上，在明显冲突的性能之间可以找到折衷，因为对水的不渗透性增加得越多，耐火性能和透气性就越下降得越多。本发明在互补方面还具有出乎意料的优点，即对温度和UV的稳定性以及折皱强度。

根据本发明的膜的优点是高温稳定性、优异的UV稳定性和不透雨水性，同时具有良好的防水性和透气性，并且仍然是不可燃材料。

根据本发明，所述纺织品包括基于玻璃纤维的网。所述网可以是织造的或非织造的，或者实际上是筛网的形式，并且所述正面和优选地所述边缘被基于有机硅的涂层覆盖，所述涂层包含至少一种无机阻燃化合物。所述网还可包括钢缆。

所述网和所述涂层的厚度和重量对涂层纺织品的机械强度和柔韧性有影响。此外，所述涂层的厚度和重量对涂层纺织品的不渗透性和防水性和透气性有影响。GCV也随着涂层重量的增加而增加。因此，优选在机械强度、柔韧性、不渗透性、防水性和透气性与GCV之间找到折衷方案。特别地，所述涂层的厚度必须足以确保不渗透性，但是为了使其具有足够的防水性和透气性而受到限制。

因此，所述网的厚度有利地在20μm至1mm之间，更有利地在50μm至500μm之间，再更有利地在100μm至300μm之间。

有利地，所述网的重量在20g/m²和1000g/m²之间，更有利地在50g/m²和500g/m²之间，并且还更有利地在100g/m²和300g/m²之间。

因此，有利地，所述有机硅基涂层的重量在10至300g/m²之间。

因此，有利地，所述有机硅基涂层在所述正面上的厚度在5至250μm之间，更有利地在25至150μm之间，并且还更有利地在50至100μm之间。

所述涂层可以基于多种类型的有机硅。有利地，所述涂层基于选自通常包括以下的组的有机硅：聚硅氧烷及其共聚物，特别是聚二甲基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、低聚硅氧烷、聚氨基硅氧烷或聚乙烯基硅氧烷。

所述有机硅基涂层确保正面和边缘(如果合适)两者的不渗透性，以防止水渗透并限制网发霉的风险。

在某些情况下，基于玻璃纤维的网的背面也用涂层覆盖，从而保护该背面，尤其是保护织造的纤维网的顶部

不受到磨损。

在这种情况下，有利地且在实践中，覆盖正面和背面的涂层基于相同的材料，并且考虑到总重量，覆盖背面的涂层的厚度优选小于覆盖正面的涂层的厚度。

所述阻燃性能是由掺入到涂层中的无机阻燃化合物提供的。阻燃化合物的有效性取决于其环境、其性质及其量。

因此，有利地，所述无机阻燃化合物选自包括以下的组：三水合铝、氢氧化镁、二氧化硅、沸石、羟基锡酸锌、羟基锡酸钙、三氧化二锑(Sb₂O₃)、碳酸钙(CaCO₃)以及无机颜料和金属填料例如特别是铝或铜。

无机阻燃化合物的量足以使涂层纺织品具有小于或等于3MJ/kg的总热值。

GCV是根据标准EN ISO 1716使用“弹式量热计”方法测量的。

在某些情况下，无机阻燃化合物的颗粒尺寸可能对根据本发明的纺织品的不渗透性有影响。实际上，如果颗粒尺寸太大，则这些颗粒可能不会嵌入有机硅基涂层的材料中，相反，可能会上升到表面。这种现象可能在涂层中产生弱点，并降低纺织品的不渗透性。

因此，所述无机阻燃化合物具有小于50μm，有利地小于20μm的颗粒尺寸D50。

有利地，所述涂层包含5重量％至70重量％的至少一种无机阻燃化合物，更有利地15重量％至65重量％，并且还更有利地35重量％至60重量％。

本领域技术人员能够确定纺织品的GCV。因此，本领域技术人员可以根据所选择的无机阻燃化合物的性质容易地调整要掺入所述涂层中的阻燃化合物的量。GCV以MJ/kg表示，可以通过生成构成复合材料的元素的GCV的加权平均值来计算。

举例来说，对于涂有含9％无机填料的135g/m²有机硅的250g/m²玻璃纤维织物，计算分别如下：

GCV玻璃：0MJ/kg

GCV有机硅：20MJ/kg

GCV无机填料：0MJ/kg

GCV复合材料＝(250*0+135*0.91*20+135*0.09*0)/(250+135)＝6.4MJ/kg

根据本发明，所述背面能够结合至支撑物。所述支撑物的性质可以广泛地变化，并且特别是金属，例如用于金属框架的铝，和/或木材。所述背面通常结合至具有带孔区域的结构，不渗透性阻止液体特别是水通过，而防水性和透气性允许气体，尤其是水蒸气从其带孔区域逸出。所述支撑物也可以是结构材料或隔离材料(例如岩棉或玻璃棉)的层。

为了生产大尺寸的纺织品，可以彼此平行地组装纺织品幅面。在这种情况下，第一幅面的织边的正面能够结合到第二幅面的背面的织边，以形成重叠接合。

为了结合被涂层覆盖的表面，例如可以使用常规的基于有机硅或MS聚合物的单组分或双组分粘合剂，例如由Serge Ferrari AG出售的Stamcoll Safe型。然而，可以使用任何类型的粘合剂，只要不会有害地影响其不渗透性、防水性和透气性。有利地，对于表面涂覆应用，即将纺织品的背面施加到隔离材料等的层，所用的粘合剂是可再活化的粘合剂。

本发明还涉及生产如上所述的涂层纺织品的方法。

可以根据本领域技术人员已知的任何技术将网用基于有机硅的涂层覆盖。

有利地，所述涂覆步骤可以在水性碱型液相、较粘的LSR，RTV型相中或更优选在溶剂相中进行。在溶剂相中进行涂覆步骤意味着可以控制粘度，并且可以控制涂层渗透到网中的程度，同时确保边缘的涂覆。

根据本发明的纺织品可用作建筑物墙壁的覆盖物。

实践中，所述背面被放置成面向待覆盖的墙壁。所述纺织品可以通过任何方式附接至墙壁。如已经提到的，所述背面可以用粘合剂涂底漆并且通过这种方式固定至墙壁。

可以组装多个纺织制品幅面。因此，可以使用涂层纺织品以不渗透的方式覆盖高度大于11m的建筑物，并符合将来的法规。

附图说明

通过以下借助于附图对实施方案的描述，本发明的实施方式及其优点将变得显而易见，其中：

-图1是根据本发明的纺织品的一个实施方案的横截面图，

-图2是该图的两种纺织品组装在一起的横截面图；

-图3是图1的纺织品与支撑物相连的横截面视图；

-图4是根据本发明的纺织品的另一实施方案的横截面图。

显然，图1和图2所示的元件的尺寸和比例必须相对于实际进行放大，并且仅出于促进对本发明的理解而给出。

具体实施方式

图1中所示的涂层纺织品1的实施方案包括基于织造玻璃纤维的网2。网2具有正面3、背面4和边缘5、6。网2在正面3和边缘5、6的水平处覆盖有基于有机硅的涂层7。

在这种构造中，涂层7的厚度足以确保在恶劣天气(例如大雨)中对涂层纺织品1尤其在边缘5和6处的良好保护，并且足以确保强度和耐火性，同时使涂层纺织品1具有防水透气性。

网2的背面4没有被涂覆，这意味着，如上所述，可以使用任何技术来将涂层纺织品1附接至建筑物的立面。

图2示出了根据图1所示的实施方案的两个幅面的组件8。在实践中，第一纺织品1被放置成面向第二纺织品21，从而具有重叠区域15。然后，通过插入与第一幅面1的涂层7和第二电源21的背面24接触的粘合剂线20，将两个幅面1和21在该重叠区域附接。因此，组件8是不可渗透的，特别是在旨在暴露于外部(或者更一般地，包含液态湿气的大气)的幅面边缘的水平处，并且该组件的物理性质基本上类似于涂层纺织品1和21。

图3示出了根据本发明的纺织品片材1通过存在于全部或部分相对表面上的层31与支撑物30的连接，支撑物30可以是隔离材料(例如岩棉或玻璃棉)层；层31有利地是可热活化的。

在图4所示的变型中，纺织品40包括织造的芯体42，该芯体相当于图1的芯体。该芯体的正面43覆盖有第一涂层47，并且在其背面44上是第二涂层48。

实施例：

涂层纺织品是由基于织造的玻璃纤维并具有不同涂层组合物的织物制成的。更准确地说，所述织物是用Z捻度为40转/米的玻璃纱线制成的，具有经纱和纬纱密度为680dtex。按照四线缎纹织造法，这些纱线在各自的经向和纬向以每厘米16和16.5根纱线的比例织造。

各种纺织品的特性总结在表1中。

表1

这些涂层纺织品在老化之前和之后进行动态不渗透性测试、静态不渗透性测试、透气性测试、粘合剂断裂测试和折皱测试。还测量了每种纺织品的GCV。结果归纳于表2。

根据标准EN 20811测量动态水渗透性；如果水柱测试的结果大于100cm，则纺织品是充分不可渗透的。动态水柱测试可用于量化产品的不渗透性，产品经受来自每分钟60cm水柱的逐渐压力升高，表示为60cmWS/min。测试面涂有膜并覆盖了100cm²的表面积。该测试具有由用户定义的目标值，并且在达到目标值后立即停止测试。但是，在膜背面上可以看到三个液滴后，可以提前停止测试。记录与第三次出现对应的柱上的值，以cm计。

通过将样品在120℃的烘箱中放置一周来使其老化。然后根据上述动态水柱方案对它们进行测试。

与通过增加压力来改变压力的动态不渗透性的测量相反，静态不渗透性的测量(W1测试)采用由20毫巴水柱提供的恒压程序。测试持续了两小时。该装置由一个蓄水池组成，上色后使其可见。将膜置于顶部。滤纸覆盖顶部，以提供水通过膜的证据并从而违背产品的不渗透性。然后放置有机玻璃板以防止由于压力而引起的爆炸现象。测试结果是二元的：产品达到W1分类，或者不满足这些条件。

透气性是根据标准EN ISO 12572-C/DIN 1931测量的。通过与抵抗蒸汽扩散的参数(Sd)进行比较来评估透气性，该参数对应于等效扩散的空气层厚度(米)。该参数由水蒸气的透过率(WVRT，水蒸气透过率)计算得出，表示为g/m²/天，并取决于材料的厚度。如果参数Sd小于0.2m，则认为纺织品具有足够的透气性。

通过在湿润条件下的重量测量进行评估。将膜安装在装有标准量水的杯子上方，然后放置在精确控制的气候室内。几个小时后即可进行测量；时间作为产品厚度的函数而变化。

根据标准EN 12311-1测量粘合剂破损。将结合的组件置于200℃的烘箱中8小时。这是一个带有适用于该应用的粘合剂装置的单个覆盖物的接合体。所述样品在剪切-拉伸构造中生产。将它们切成5cm的宽度和20cm的长度，并在标准化的拉伸试验台上进行测试。然后以N/5cm记测量粘合剂的断裂力。如果断裂在200N/5cm以上发生，则认为结合是令人满意的。

折皱后的断裂强度是根据标准ASTM D 4851测量的。根据以下特定条件将玻璃纺织品膜(宽5cm，长20cm)预折皱：在对膜自身回折，然后在其表面上施加压力，用滚轴重复10次，始终在相同的方向。测试了背面到背面以及正面到正面。

GCV是根据标准EN ISO 1716用“弹式量热计”方法测量的。GCV的值(总发热量)决定了产品在火灾中可能发挥的作用。使用弹式量热计测量。将少量的材料放入带有可燃剂的坩埚中。将它们全部放入装有纯氧的弹式量热计中。将其关闭并放置在温度已知恒温浴中并进行固定。触发弹式量热计；测量原理在于由于燃烧的能量引起的反应之前和反应之后的浴中的水之间的温差。GCV的最终值以MJ/kg提供。如已经提到的，期望的GCV是3MJ/kg或更低的GCV。

表2

各种测试表明，用根据本发明的纺织品生产的膜(样品1和2)的GCV小于3MJ/kg，同时具有不渗透性、防水性和透气性以及机械性能，这意味着它们可以用作建筑物墙壁的覆盖物，而用具有不包含无机阻燃化合物的涂层(样品3)或基于丙烯酸酯的涂层(样品4)的纺织品生产的膜不具有所需的一系列性能。

Claims

1.一种涂层纺织品，其包含基于玻璃纤维的网，所述网具有背面、正面和至少一个边缘，所述正面覆盖有基于有机硅的涂层，并且所述背面能够结合至支撑物，所述涂层具有在5μm至250μm之间的厚度并且包含至少一种无机阻燃化合物，所述至少一种无机阻燃化合物的量足以使所述涂层纺织品的总热值小于或等于3MJ/kg，所述无机阻燃化合物具有小于50μm的D50颗粒尺寸。

2.根据权利要求1所述的涂层纺织品，其特征在于，所述网具有在20μm至1mm之间的厚度。

3.根据前述权利要求之一所述的纺织品，其特征在于，所述网具有在20g/m²至1000g/m²之间的重量。

4.根据前述权利要求之一所述的纺织品，其特征在于，所述涂层覆盖所述基于玻璃纤维的网的边缘。

5.根据前述权利要求之一所述的纺织品，其特征在于，所述基于玻璃纤维的网的背面覆盖有涂层。

6.根据权利要求5所述的纺织品，其特征在于，覆盖所述正面和背面的涂层基于相同的材料。

7.根据权利要求5所述的纺织品，其特征在于，覆盖所述背面的涂层的厚度小于覆盖所述正面的涂层的厚度。

8.根据前述权利要求之一所述的纺织品，其特征在于，所述有机硅选自包括聚二甲基硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、低聚硅氧烷、聚氨基硅氧烷、聚乙烯基硅氧烷及其共聚物的组。

9.根据前述权利要求之一所述的涂层纺织品，其特征在于，所述无机阻燃化合物选自包括三水合铝、氢氧化镁、二氧化硅、沸石、羟基锡酸锌、羟基锡酸钙、三氧化锑、碳酸钙、无机颜料和金属填料例如铝或铜的组。

10.根据前述权利要求之一所述的纺织品，其特征在于，所述涂层包含5重量％至70重量％的至少一种无机阻燃化合物。

11.一种生产根据权利要求1至10之一所述的纺织品的方法，其至少包括以下步骤：

-获得基于玻璃纤维的织造或非织造网，

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述涂覆步骤在水性碱型液相或在较粘的LSR、RTV型相中，优选在溶剂相中进行。

13.根据权利要求1至10之一所述的纺织品的用途，其用作建筑物结构的覆盖物。