CN114096594A - 用于油罐的浮顶、其防火涂层及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于储存易燃液体，诸如石油或炼油厂产品，诸如柴油、煤油、汽油等的油罐的浮顶。在一个方面，本发明涉及一种形成浮顶的阻燃剂涂层的方法，以及由此可获得的浮顶。在另一个方面，本发明涉及浮顶结构的改进。浮顶油罐可为用于炼油厂的无缝复合浮顶油罐。

Description

用于油罐的浮顶、其防火涂层及其制造方法
技术领域
本发明大体上涉及用于储存易燃液体，诸如石油或炼油厂产品，诸如柴油、煤油、汽油等的油罐的浮顶。在一个方面，本发明涉及一种形成浮顶的阻燃剂涂层的方法，以及由此可获得的浮顶。在另一个方面，本发明涉及浮顶结构的改进。浮顶油罐可为用于炼油厂的无缝复合浮顶油罐。
背景技术
炼油厂的大型油罐通常存储挥发性和易燃液体，诸如汽油、石脑油、煤油、柴油和原油。蒸发损失是此类油罐的一个问题，因为它们在经济和环境上都是不期望的。为了最小化或避免在液位上方形成汽相，并且从而最小化蒸发损失，可使用浮顶。例如在WO 91/15418和WO 90/08076中描述了浮顶。浮顶也可为可商购获得的，例如
Figure BDA0003318840840000011
DeckmasterTM。
浮顶随油罐内液位上升和下降，从而减少液位上方的蒸汽空间，因为它与存储的液体保持完全接触并防止蒸发损失。除了(内浮顶)或代替(外浮顶)固定顶和结构，还可使用浮顶。浮顶被认为是包括石油炼制的许多行业的安全要求以及污染预防措施。
现代复合浮顶，诸如HMT公司的DeckmasterTM，通常具有复合层结构。此类浮顶至少包括通常由具有增强纤维的树脂制成的底面层(朝向或与存储的液体接触)、芯和由具有增强纤维的树脂制成的上层。上层可为最外层或顶层，即在内浮顶的情况下与固定顶下的周围空气接触的层，或在外浮顶的情况下与开放大气接触的层。层以三明治结构排列。
由于通常存储在大型油罐中的许多液体本身可燃或排放可燃气体，因此必须采取消防安全措施。
本领域中包括的浮顶通过将增强纤维垫放置在模具上或模具中制造，并且随后用树脂组合物浸渍纤维垫。这些纤维垫必须以重叠方式放置，以避免固化后由于增强不足而在成品结构中出现潜在的薄弱点。这些重叠导致制造的表面不平整。这需要相对软的材料用于芯，例如预制的聚乙烯泡沫，其能够适应不平坦的表面并且优于不平坦的表面。否则，三明治结构中可能会残留气穴，这会对浮顶的结构完整性产生负面影响。此外，由于纤维垫的重叠和非重叠区域引起的结构不均匀性，所得到的纤维增强树脂材料层在其所覆盖的区域上表现出物理特性的差异，诸如强度和/或柔韧性，这可能是缺陷或裂纹的来源，特别是在继续使用时，例如由于昼夜循环以及在外顶的情况下季节的温度变化引起的膨胀和收缩。
虽然因此可能不利于均质结构和/或导致顶的使用寿命缩短，但是提供纤维垫重叠的需要也进一步增加了成本，并且芯需要使用软材料限制选择合适的材料。另外，软材料通常不能从回收材料获得，并且可能导致高成本。软材料还具有固有的低结构完整性，使得软芯材料对浮顶整体强度的贡献是有限的。
在另一方面，由于存储液体的固有可燃性和周围区(诸如在炼油厂中)的潜在火灾危险，浮顶需要包括阻燃上层。这是期望的，因为可能发生导致潜在火灾危险的泄露，这又可导致表面上的局部火灾。很容易认识到，在浮顶表面的火灾能够摧毁浮顶并使存储的液体着火的情况下，考虑到此类油罐的体积很大，可能会导致灾难性的后果。
然而，阻燃或阻燃特性不是此类浮顶的上层的唯一要求。
为了承受环境的影响，它们通常应具有抗紫外线照射的稳定性。它们还需要具有高硬度、内聚性和结构完整性，以避免在维护和/或归档操作期间因意外掉落的物体或工人或机械施用的负载而造成损坏。它们通常还应由非高度绝缘的材料制成(例如体积电阻率为1017Ωcm或更高)以避免静电荷。
因此，目前现有的浮顶包括由纤维增强树脂制成的阻燃上层。然而，由于有机树脂固有的易燃性，通常需要采取进一步措施以获得阻燃特性，诸如包含溴化阻燃剂。然而，此类组分导致高环境负担并且生产成本高。此外，即使添加阻燃剂，此类上层的阻燃特性仍可能不令人满意。
此外，纤维增强树脂可能不总是具有所需的结构完整性。使用此类纤维增强树脂层的另一个缺点是它们的制造可能需要大量时间，并且可能需要用于铺设纤维垫和用树脂浸渍它们的单独步骤。树脂通常也基于有机材料，由于使用化石资源(石油)，只能在环境负担下生产。在制造过程中，树脂组分通常还存在于在硬化过程期间蒸发的挥发性和易燃有机溶剂中，从而在制造过程期间也会对环境造成破坏并造成潜在的火灾危险。
发明内容
因此，本发明的根本问题是提供一种用于油罐的新型浮顶层，其可克服现有技术的一些或全部缺点并且是阻燃的，以及其制造方法。
具体来说，目的是提供具有改进的阻燃或阻燃特性的用于油罐的浮顶的层。还有一个目的是提供一种用于油罐的浮顶的层，其为阻燃的并且可以较低的环境负荷生产。本发明的另一个目的是提供一种用于油罐的浮顶的层，其为阻燃的并具有高结构完整性，特别是一种可在较低厚度下与现有浮式油罐的结构完整性匹配的浮顶。
本发明的又另一目的是提供一种阻燃/防火的浮顶，并且由此降低火灾破坏的危险和所需安全措施的程度。
另一目的是改进浮顶的结构和制造方法，以便能够改进结构完整性。
在本发明中，除非另有说明，否则所有参数和产品特性均与在标准条件(25℃，105Pa)下测量的那些相关。所有物理参数可通过本领域的标准方法和/或以下详细描述来确定。如果标准方法与下文描述的方法之间存在差异，那么以本描述为准。
术语“阻燃”或“防火”意指材料应提供符合ASTM E84火焰蔓延A级评级或火焰蔓延指数(FSI)范围为0到25的火焰蔓延特性。
术语“包括(comprising)”以开放式方式使用并且允许存在附加组分或步骤。然而，它还包括更严格的含义“基本上由……组成”和“由……组成”。
每当范围表示为“从x到y”或同义表达“x-y”时，包括范围的端点(即值x和值y)。因此，范围与表达“x或更高，但y或更低”是同义词。
如本文所用，不定冠词“一(a)”表示一个以及多于一个，并且不一定将其参考名词限制为单数。
术语“约”意指所讨论的数量或值可为指定的特定值或其附近的某个其它值，通常在指示值的±5％的范围内。因此，例如短语“约100”表示100±5的范围。
术语和/或意指存在所指示的元素中的全部或仅一个。例如，“a和/或b”表示“仅a”，或“仅b”，或“a和b一起”。在“仅a”的情况下，所述术语还涵盖b不存在的可能性，即“仅a，但不是b”。
术语“层”表示具有物理形状的材料，其中在彼此正交的两个方向(x、y)中的每个方向上的延伸超过在与每个方向x和y正交的第三方向(z)上的延伸10倍或更多，诸如100倍或更多、500倍或更多或1000倍或更多。术语“层”还包括作为层的特定形式的片材。
术语“特克斯”表示纤维材料，诸如玻璃纤维或陶瓷纤维的重量，其可通过本领域常用的任何标准方法确定，例如根据ISO/DIS13922-2000。在本发明中，参考标称裸玻璃，因此特克斯值不包括上浆。
如与本发明结合使用的术语“在……上”和“在……上方”通常表示材料，诸如层，存在于另一种材料，诸如层上或上方，具有或不具有任何居间元件。如果材料或层“直接”提供在另一种材料“上”或“上方”，那么不存在居间元件，并且相应的材料或层直接接触。除非上下文另有明确说明，否则术语“在……上”和“在……上方”包括“直接在……上”的含义。
如在本发明中使用的术语“在……下”和“在……下方”通常表示材料，诸如层，存在于另一种材料，诸如层下或下方，具有或不具有任何居间元件。如果材料或层“直接”提供在另一种材料或层“下”或“下方”，那么不存在居间元件，并且相应的材料或层直接接触。除非上下文另有明确说明，否则术语“在……下”和“在……下方”包括“直接在……下”和“直接在……下方”的含义。
在本发明中，诸如“上”、“下”、“底”、“上方”、“下方”等方向性术语与重力方向有关。对于浮顶，这意指相应的术语与作为油罐浮顶安装时所指元件的位置有关。因此，底面为朝向存储液体或将要存储液体的空间的表面，而顶面为浮顶的与朝向液体或将要存储液体的储存空间的一侧相对的表面。
在本发明的上下文中，术语阻燃是指基材，例如结构、部件、层、材料等通过将化学实体，例如化学物质、组合物或配制物施用于其表面和/或外表面而变成阻燃。施用可能会或可能不会改变基材的化学性质，即化学实体之间的反应可能会或可能不会发生以赋予基材阻燃特性。如果发生反应，那么基材也可能变得耐火。
与术语阻燃相反，术语耐火通常被理解为材料的固有特性。
本发明的根本问题通过具有至少两层布置成用于油罐的三明治结构的浮顶来解决，所述三明治结构包括顶层(FL)，所述顶层(FL)包含以下的混合物或反应产物
a.选自无机盐和无机氧化物中的一种或多种，该一种或多种中包括一种或多种磷酸盐；
b.选自无机盐、无机氧化物和无机氢氧化物中的一种或多种该一种或多种中包括碱土金属氧化物和碱土金属氢氧化物中的至少一种；
c.无机纤维。
并且其为阻燃的。
浮顶可为外浮顶或内浮顶，使得本发明可应用于结构种类繁多的油罐。
优选地，浮顶具有浮顶结构，其还包括以三明治结构布置的底层(BL)、芯(C)和上层(UL)，由此底层(BL)由具有均匀的纤维和树脂材料分布和/或均匀厚度的纤维增强树脂材料制成。
在另一个具体实施例中，上层(UL)由具有均匀厚度和/或均匀分布的纤维和树脂材料的纤维增强树脂材料制成。在优选的实施例中，纤维增强树脂材料为乙烯基酯树脂。
优选地，芯(C)包含聚对苯二甲酸乙二醇酯或在另一个具体实施方式中由聚对苯二甲酸乙二醇酯组成，其任选地呈泡沫形式。
在本发明的另一个具体实施方式中，相对于相应组合物的总重量，底层(BL)和/或上层(UL)的增强纤维含量为5重量％至50重量％，优选地其中相对于相应组合物的总重量，底层(BL)和上层(UL)的增强纤维含量为30重量％至40重量％。
本发明的根本问题还通过一种形成用于油罐的浮顶的阻燃层(FL)的方法来解决，所述方法包括将由一组包含以下组分A、B和C的组分制备的混合物施用到基材表面，即
A第一水性组合物(10)，其包含水和选自无机盐和无机氧化物中的一种或多种，该一种或多种中包括一种或多种磷酸盐，所述第一水性组合物在20℃下的pH为1.0至6.5；
B第二水性组合物(20)，其包含水和选自无机盐、无机氧化物和无机氢氧化物中的一种或多种，该一种或多种中包括碱金属或碱土金属氧化物和碱金属或碱土金属氢氧化物中的至少一种，所述第二水性组合物在20℃下的pH为7.5至14.0；和
C无机纤维(30)。
混合物通过将组分A和B以在约0.5:2至2:0.5，优选地约1:2至2:1，更优选地约1.5:2至2:1.5，诸如约1:1的范围内的A:B的重量比混合来制备，和/或其中制备混合物使得相对于混合物的总重量，在混合物中无机纤维C的含量为5重量％-25重量％。
在根据本发明的方法的优选的实施方式中，相对于相应组合物的总重量，水性组合物A和/或B的水含量为10重量％至60重量％，例如15重量％-50重量％。
在方法的另一实施方式中，存在于组分A中的一种或多种磷酸盐选自：碱金属磷酸盐、单碱金属磷酸二氢盐、二碱金属单氢磷酸盐、碱土金属磷酸盐和碱土金属磷酸氢盐，更优选选自：磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸钙、磷酸氢钙、磷酸镁、磷酸氢镁和其组合。
水性组合物B中的碱土金属氧化物或氢氧化物选自氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁和其组合。
进一步优选地，相对于相应组合物的总重量，存在于组分A的水性组合物中的一种或多种磷酸盐的量为20重量％或更多；
相对于相应组合物的总重量，存在于水性组合物B中的碱土金属氧化物和碱土金属氢氧化物中的至少一种的量为20重量％或更多。
在另一个优选的实施方式中，组合物A除包含一种或多种磷酸盐之外，还包含除一种或多种磷酸盐之外的无机盐和无机氧化物中的一种或多种。组合物B除包含碱土金属氧化物和碱土金属氢氧化物中的至少一种之外还包含除碱土金属氧化物和碱土金属氢氧化物之外的无机盐、无机氧化物或无机氢氧化物中的一种或多种。
组合物A中除磷酸盐以外的这些无机盐和无机氧化物中的一种或多种和/或存在于组合物B中的除碱土金属氧化物和碱土金属氢氧化物之外的无机盐、无机氧化物或无机氢氧化物中的一种或多种优选包括选自以下的一、二、三、四、五、六或更多种：氧化硅、氧化铝、氢氧化铝、硅酸铝，诸如珍珠岩、蛭石、无定形、锐钛矿或金红石型氧化钛、氢氧化钛、氧化钠、氢氧化钠、氧化钾和氢氧化钾。
相对于组合物A或B的总重量，存在于组合物A中的除了一种或多种磷酸盐之外的无机盐和无机氧化物中的一种或多种和/或存在于组合物B中的除碱土金属氧化物和碱土金属氢氧化物之外的无机盐、无机氧化物或无机氢氧化物中的一种或多种的存在量分别为5重量％至25重量％。
进一步优选地，无机纤维C选自玻璃纤维、陶瓷纤维和矿物纤维，任选地具有1000g/km或至3000g/km特克斯。
相对于A、B和C的总重量，无机纤维C的量为5重量％至25重量％。
在进一步优选的实施方式中，在其上施加混合物的基材表面包括氧化硅，优选以颗粒形式。
基材本身优选地由纤维增强材料形成，所述纤维增强材料包含有机树脂，诸如乙烯基酯树脂、聚酯树脂或环氧树脂。
在另一个实施方式中，本发明涉及可通过上述方法获得的阻燃顶层(FL)。
在又另一个实施方式中，本发明设想包含如上文所定义的组分A、B和C的一组组分用于形成用于油罐的浮顶的阻燃顶层的用途。
在又另一实施方式中，本发明涉及具有用于具有阻燃顶层(FL)的油罐的三明治结构的浮顶，并且其中浮顶可通过下述方法获得。
本发明的根本问题通过一种生产浮顶油罐的浮顶的方法进一步解决，所述方法包括以下步骤：
i在油罐壳内侧形成模具，
ii形成至少底层(BL)、芯(C)和上层(UL)以形成三明治结构；和
iii根据上述方法在上层(UL)上形成阻燃涂层(FL)。
优选地，底层(BL)由具有均匀分布的纤维和树脂组分和/或具有均匀厚度的纤维增强树脂组合物形成。
进一步优选地，底层(BL)的形成包括使用分别包括或连接至树脂和纤维材料的储器的施加装置施加包括树脂组分，优选地乙烯基酯树脂组分的组合物和增强纤维，并且其中任选地存在于施加的组合物中的纤维材料的纤维长度范围为约1cm至约3cm，并且其中优选地使用切碎枪(chopper gun)进行施加。
在一个实施方式中，制造浮顶油罐的浮顶的方法包括在油罐内进行以下步骤：
首先，构造具有圆形平坦上表面和从圆形平坦上表面向上延伸的周边侧壁的支架(或模具)。其次，由施加到支架的平坦上表面和侧壁上的树脂和增强纤维的混合物形成底层BL，并且随后使树脂和增强纤维的混合物硬化。可重复树脂和增强纤维的混合物的这种施加直到底层BL已经达到期望的厚度。另外和任选地，可在形成底层BL之前在模具中放置织造或非织造纱以防止增强纤维从底层的底表面伸出，或可在形成芯之前放置在底层上。纱可以树脂材料浸渍。
在下一步中，芯C由合适的材料构造，诸如面板，例如包括PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或聚丙烯蜂窝，它们基本上放置在底层BL的整个上表面区域上。这些面板优选地作为具有期望高度的单层泡沫面板放置。然后，将树脂与增强纤维的混合物施加到芯面板上以形成上层UL，使其硬化。上层UL然后任选地涂覆有二氧化硅，例如石英砂。随后，形成阻燃上层FL。在一个实施方式中，这可通过应用将如下所述的组分A、B和C混合获得的混合物，并施加混合物来实现。在优选实施方式中，阻燃上层FL可为最上层，其可任选地进一步被阻燃层覆盖，或在一些实施方式中甚至为耐火涂料(例如基于硅酸盐)。
因此，本发明涉及至少两个方面的改进，一个是提供一种新颖的和改进的用于油罐的浮顶的阻燃上层及其制造方法，另一个涉及芯结构的改进，其依赖通过涂覆包含纤维和树脂的混合物来形成底层。这些方面可组合在一起，但也可单独实现这些方面中的每一个。
附图说明
下面参考附图对本发明进行更详细的描述，附图旨在描述本发明的具体实施例，但不应理解为限制本发明的范围。
图1为根据一个实施例的浮顶结构的剖视图。
图2a-2e示出根据一个实施例制造浮顶结构的步骤。
图3a示出根据一个实施例施加用于在作为浮顶结构的一部分的基材表面上形成阻燃层的组合物。
图3b示出在部分完成阻燃层的浮顶上形成阻燃层。
具体实施方式
图1描绘根据本发明的一个方面的浮顶，其包括以三明治结构布置的底层BL、芯C和上层UL。在本实施例中，阻燃顶层FL设置在上层UL的顶部上，并且上层UL用作阻燃顶层(FL)的基材。
根据本发明的一个实施例制造浮顶的步骤如图2a至图2e所描绘。首先在油罐(未示出)的内部内构造模具50，参见图2a。模具通常由三聚氰胺涂覆的板构造。模具包括平坦的上表面和油罐内的周向侧壁。为了确保模具的顶表面具有平整的结构并且没有树脂可流过板之间的间隙，可提供胶带(未示出)来覆盖间隙。
然后，由纤维增强树脂材料制成的底层BL设置在模具50上，例如使用切碎枪将切碎的增强纤维和树脂喷涂到模具上。在施加底层之后，可对其进行机械脱气，例如通过使用在所述层上滚动的辊并使其硬化。随后可以重复所述过程直到底层BL已经达到期望的厚度，例如4至8mm，如图2b所描绘。
使用树脂组合物喷涂可能与油罐的存储液体接触的底层的下部，所述树脂组合物任选地包含量为至多10重量％的添加剂，诸如石墨，以便使底层导电，从而避免静电荷和可能导致存储液体着火的潜在火花形成。注意，底层BL也可覆盖模具50的周向侧壁，因此也可形成浮顶的侧壁。
图2c示出芯，其在一个实施例中可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)泡沫面板形成，在另一个实施例中，在底层BL完成后，通过将包含聚丙烯蜂窝的面板任选地以交错的方式放置在底层BL的上表面上形成。可切割形成芯的面板以配合由模具内的底层BL形成的通常周向侧壁并因此配合油罐的形状。
如图2d所示，在芯C的顶部上形成具有玻璃纤维增强材料的树脂层，表示为上层UL。可以添加和脱气几个子层，直到上层UL达到期望厚度，例如3-7mm。在一个实施例中，上层UL也可沿已经被底层BL(图2d中未示出)覆盖的模具的侧壁向上延伸。
最后，在现有复合结构的顶部施加阻燃层FL(见图2e)。阻燃层FL可为通过形成用于本发明的油罐的浮顶的阻燃层的方法形成的层，所述方法包括施加由包含以下组分A(10)、B(20)和C(30)的一组组分制备的混合物，如图3a和3b中的说明性实施例所示。
因此，本发明的浮顶通常具有层压(或三明治)结构，其包括至少朝向储存空间(即旨在接收或容纳待存储液体的空间)的底层(BL)、芯(C)，和朝向与储存空间相对的空间的上层(参见图1)。底层通常围绕顶的侧壁延伸。在本发明的一个实施例中，底层足够柔韧以在浮顶移动到更高位置时折叠。在另一个更优选的实施例中，提供垫圈以平衡隆起或凸起，即几何不平整度的影响。
根据本发明的一个实施例，芯(C)包括多于一层的芯材料(芯层)，优选地两层芯材料，其中每一层中的芯材料可相同或不同，优选地它每一层中都相同，例如为聚丙烯蜂窝。在一个实施例中，相邻的芯层通过居间元件，诸如居间的织造或非织造纱彼此分开。纱通常由无机或有机纤维材料制成并且可存在于每对相邻的芯层之间。纱可任选地用树脂材料浸渍。
根据优选的实施例，本发明的浮顶具有层压(或三明治)结构，其包括三层层压体和两层芯材。在一个实施例中，根据此三明治结构，优选地，一个层压层对应于底层BL，一个层压层对应于上层UL，并且一个层压层对应于阻燃顶层(FL)。因此，本发明的浮顶可具有层压(或三明治)结构，其包括以下顺序：底层(BL)/第一芯层(C1)/第二芯层(C2)/上层(UL)/阻燃顶层(FL)，这些层可通过如本文所述的居间元件分开。
在另一实施例中，根据此三明治结构，优选地，一个层压层对应于底层BL，一个层压层对应于上层UL，并且一个层压层为可由与底层或上层相同的材料，或织造或非织造纱，或另一种材料制成的层，并且其可与两层芯材料中的一层或两层直接接触。例如，此层压层可为位于底层BL和一层芯层之间，或上层UL和一层芯层之间，或两层芯层之间的居间层。可另外存在阻燃顶层(FL)。因此，本发明的浮顶可具有层压(或三明治)结构，其包括以下顺序：底层(BL)/居间层/第一芯层(C1)/第二芯层(C2)/上层(UL)/阻燃顶层(FL)；或底层(BL)/第一芯层(C1)/居间层/第二芯层(C2)/上层(UL)/阻燃顶层(FL)；或底层(BL)/第一芯层(C1)/第二芯层(C2)/居间层/上层(UL)/阻燃顶层(FL)，这些层可通过如本文所述的居间元件分开。
根据另一个优选实施例，本发明的浮顶具有层压(或三明治)结构，其包括三层芯材和两层层压体，其中一个层压层对应于底层BL，并且一个层压层对应于上层UL。可另外存在阻燃顶层(FL)。因此，本发明的浮顶可具有层压(或三明治)结构，其包括以下顺序：底层(BL)/第一芯层(C1)/第二芯层(C2)/第三芯层(C3)/上层(UL)/阻燃顶层(FL)。根据此实施例，芯层中的一个，优选地最上层(即第三芯层C3)由包含金属泡沫(优选地不锈钢的泡沫)或由金属泡沫组成的材料制成。另外，最上芯层(即第三芯层C3)可向浮顶的中心倾斜。
根据本发明的另一个实施例，浮顶配备有金属泡沫，优选地不锈钢泡沫，其比边缘密封件高20cm并且距油罐壁1m。金属泡沫可向浮顶的中心倾斜。
下面将更详细地描述这些元件中的每一个以及如何获得它们。
通常，浮顶为通过首先在油罐壳内形成模具来建造。模具通常是初步性质的并且建造在储存空间内。模具可由例如木材或钢，并且可用脱模剂，诸如模板脱模油或其它润滑物质，诸如蜡或脂肪酸组合物进行处理，以确保在构造完成后从底层脱模。通常在浮顶达到其最终结构强度和完整性后，通常在形成浮顶的层结构完成后2周内移除模具。
底层(BL)
在模具上，提供有底层(BL)。底层通常由纤维增强树脂材料制成。纤维用于增加浮顶的刚度和耐用性。树脂没有特别限制，但典型地为通常用于形成纤维增强树脂材料的树脂，诸如环氧树脂、不饱和聚酯树脂或乙烯基酯树脂，其中乙烯基酯树脂为优选的。
为了使底层导电以避免静电荷和可能导致存储液体着火的潜在火花的形成，可添加相对于形成底层的组合物的总重量至多10重量％的添加剂，诸如石墨。在本文中，可适当地添加添加剂以确保底层的体积电阻率为104Ωcm或更小。顺便提及，还可将此类添加剂以相同的量添加到稍后描述的上层，诸如将体积电阻率设定为104Ωcm或更小。
在由纤维增强树脂材料形成此类底层的常规方式中，纤维材料垫以部分重叠的方式放置在模具上，即，使得纤维垫的边缘重叠。然后，通过例如用树脂材料喷涂或涂覆垫来用树脂材料浸渍纤维垫，所述树脂材料可包括典型的添加剂，诸如交联剂或溶剂。由于存在其中纤维垫重叠和其中纤维垫不重叠的区域，纤维和树脂材料在层内，即沿形成层平面的x-y平面的分布不均匀。这导致结构的局部差异，并且还可能导致两个或多个纤维垫重叠的区域出现“隆起”。底层的上表面(即，不与模具接触并且远离储存空间定向的表面)因此可能是不规则和凹凸不平的。此外，由于纤维和树脂材料的不均质分布，层在其中两个或多个纤维垫重叠的区域和其中仅存在一个纤维垫的区域之间可能表现出不同的热膨胀系数。这随着时间的推移导致疲劳磨损和大量的日/夜循环和季节变化等冷/热循环，并且最终可能导致层出现裂缝，导致结构失效，并且降低浮顶的使用寿命。此外，表面不规则(或“隆起”)会导致底层与相邻元件(诸如芯)之间出现间隙。然后，这些间隙可导致储存液体的蒸发损失。
在本发明的一个方面，底层被制成为诸如具有均匀分布的纤维和树脂组分。在本文中，术语“均匀分布”意指纤维和树脂组分的相对含量在整个层中大致相同，并且基本上不出现例如纤维含量的局部变化(如在重叠纤维垫的情况下)。此类均匀分布可通过分析整个层的横截面样品来评估，沿z轴切割并在x或y轴的最长长度上延伸，并且每个切割成10cm，并使用例如显微镜评估每个样品中的可见纤维的数量。如果所有样品中90％或更多，优选地95％或更多，诸如所有样品的100％中可见纤维的数量围绕所有样品的数学平均值变化30％或更少，优选地25％或更少，更优选地20％或更少，诸如15或更少，那么给出“均匀分布”。例如，如果所有样品中可见纤维的平均数为200，并且所有样品中90％的纤维数为140至260，那么给出均匀分布，其90％样品的变化为平均值的30％。
这可通过采用根据本发明人可获得的信息从未用于形成增强树脂材料的制造方法来实现，即通过同时施加增强纤维和树脂材料。这可通过手动或通过使用诸如切碎枪的施加装置，诸如可从Graco公司(美国)商购获得的Graco RSTMChop Gun喷涂树脂组合物并将其与增强纤维混合来实现。在本文中，将一束增强纤维，也称为切碎枪粗纱，馈送到用于切碎(切割)纤维的装置，例如切成约1至3cm的长度。然后将切割的纤维馈送到通常含有固化剂或催化剂的树脂材料流中，以形成随机取向的纤维和基本上包封纤维的树脂材料的层。由于材料为半液体，它在其所施加的表面例如模具上均匀地分布，从而形成树脂和增强纤维的连续层，其中纤维均匀分布。
这允许获得均质分布的纤维和树脂材料，避免形成薄弱点或在长期使用期间可能导致缺陷的区域，如上所述。此外，所得底层具有均匀的厚度和平整的表面(即没有“隆起”)，使得相邻层之间可配有很少或没有空隙，从而最小化蒸发损失的风险。在本文中，术语“均匀厚度”应表示在x-y方向上均匀分布在层区域上的50个位置处确定的层的厚度在+/-5mm，优选地+/-2mm的余量内相同。
底层通常形成具有为浮顶提供足够强度的厚度。因此，厚度还取决于纤维的强度(厚度、特克斯)、所采用的树脂、添加剂，诸如石墨等的量，但通常为1mm或更多，诸如3mm或5mm或更多。厚度优选地为5-50mm，优选地5-30mm或5-25mm。
存在于底层的增强纤维没有特别限制，但是可选自碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维和矿物纤维，诸如玻璃纤维或玄武岩纤维。优选地，存在于底层中的增强纤维为无机纤维，即不是碳纤维。
除了纤维和树脂的化学性质外，它们的相对含量决定了所得层的强度和柔韧性。优选地，相对于底层的总重量，增强纤维的含量为5重量％至50重量％，例如15重量％至45重量％，例如从20重量％到40重量％。其余部分然后由树脂和相对于底层总重量的至多20重量％，在其他实施例中至多1重量％的任选的添加剂例如石墨形成。芯(C)
芯(C)通常由重量轻但具有一定结构完整性的树脂材料形成，诸如发泡材料。
传统上，即在芯下方的底层由重叠的纤维垫形成的情况下，在芯中具有不均匀分布的纤维和其它成分并导致形成“隆起”，那么必须使用相对柔软的材料，诸如PE(聚乙烯)泡沫。这需要使用来自化石来源的原材料，并且还需要大量芯厚度提供结构完整性。
由于本发明的实施例利用具有均匀分布的增强纤维和树脂组分而不会产生此类“隆起”的底层，不仅可避免在芯和芯下方的底层之间形成间隙，而且还使用可源自回收材料的材料，诸如从塑料瓶中回收的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。
在本发明的一个实施例中，芯因此由包含PET或由PET组成的材料制成。此材料优选地为发泡的，以获得标称密度根据ISO 845为100至500kg/m3，优选地150至400kg/m3，诸如240至350kg/m3的材料。在一个实施例中，芯的材料的抗压强度根据ISO 844为1.0至8.0N/mm2，诸如1.5至4.0N/mm2。合适的PET发泡材料为可商购获得的。
在本发明的另一个实施例中，芯由包含聚丙烯蜂窝或由聚丙烯蜂窝(即挤出聚丙烯蜂窝)组成的材料制成，所述聚丙烯蜂窝优选地由无卤阻燃聚丙烯化合物制成，其能够限制火焰蔓延(根据UL94标准的可燃性：V2级)。聚丙烯蜂窝可为具有8mm的单元尺寸/网格宽度的六边形单元的单元结构。在一个实施例中，聚丙烯膜在一侧或两侧，优选在两侧，熔化到单元的开口面上，以封闭单元并确保蜂窝不透水，从而避免胶或树脂消耗。膜的厚度可在40至300μm的范围内，优选地为50μm。为了提供理想的粘结或浸渍热固性树脂(聚酯、环氧树脂等)的表面，可将非织造材料，优选地聚酯非织造材料，诸如45g/m2聚酯非织造材料焊接到每个聚丙烯膜的顶部。根据ISO 845，蜂窝结构的密度小于100kg/m3，优选地50至90kg/m3，特别优选地约65kg/m3，确保良好的抗震性和抗压强度。根据一个优选的实施例，聚丙烯蜂窝芯材料具有或实现R＝0.3m2·℃/W或更高，更优选地R＝0.3至0.6m2·℃/W(芯厚度为2cm)的隔热(表示为R值，等同于RSI值)。进一步优选地，聚丙烯蜂窝芯材料具有或实现以下特性中的一个或多个：i)压缩强度(20℃)根据ISO 844为1.2N/mm2或更高；ii)压缩模量(20℃)根据ISO 844为40N/mm2或更高；iii)垂直拉伸强度(20℃)根据ASTM C297为0.8N/mm2；iv)剪切强度(20℃)根据ISO 1922为0.4N/mm2或更高；v)剪切模量(20℃)根据ISO 1922为9N/mm2或更高；和vi)耐水性，剪切强度的％保持率(20℃)为±100％。特别优选地，聚丙烯蜂窝芯材料满足所有特性i)至vi)。合适的聚丙烯蜂窝结构为可商购获得的，例如作为
Figure BDA0003318840840000141
8FR。
芯的构造通常通过以合适的形式，诸如以面板的形式，例如包括PET泡沫或聚丙烯蜂窝，在硬化的底层上提供芯材料来实现。芯材料可直接提供在硬化的底层上，但可存在居间织造或非织造材料(也称为纱)。纱可任选地用树脂材料浸渍。纱通常由无机或有机纤维材料制成并且可存在于底层和芯之间。纱也可在底层完全硬化之前放置在底层上，以实现纱与底层的高粘结强度。注意，在形成底层之前，可额外地或替代地在模具的顶部提供此类纱，以避免储存的液体与增强纤维接触。
芯材料的元件，例如面板，可以期望的模式，诸如交错的形式放置。如果需要，元件可例如使用粘合剂彼此结合。此类交错的结构有助于分散作用在浮顶结构上的力。
芯层的厚度(在z方向上)通常为1cm或更多，诸如2cm或更多、3cm或更多、4cm或更多或5cm或更多，在优选实施例中为6cm但通常为40cm或更小，诸如30cm或更小、25cm或更小或20cm或更小，例如10cm或更小，优选地6cm。在包括聚丙烯蜂窝结构的另一个优选的实施例中，芯层的厚度(在z方向上)优选地为0.5cm至40cm，更优选地0.5cm至40cm，并且最优选地2cm或9cm。
通过使用上述聚丙烯蜂窝材料作为芯，热量可在整个面板上快速消散，并且可在面板上获得非常好的防火测试结果，以满足DIN 4102-1等级B2。
上层
上层由纤维增强树脂材料形成，并且这方面可参考上文对底层的描述，包括其实施例和优选的方面。
在一个实施例中，上层直接在芯上形成，但在另一个实施例中，在形成上层之前直接在芯上提供居间元件，诸如上述纱。在后一实施例中，上层可在所述居间元件上直接形成。
任选的顶层
在上层上，可提供顶层以改进美感(即使用硅酸盐涂料)，或以提供阻燃或耐火顶层(或涂层)。通过添加合适的添加剂，诸如石墨，此顶层也可为导电的。任选的顶层可以是本领域中的任何顶层惯例。
然而，在本发明的优选的方面，存在任选的顶层并且是阻燃层并且通过形成用于油罐的浮顶的阻燃层的方法获得，这是本发明的另一个方面。值得注意地，本发明所述其它方面的用于形成油罐浮顶的阻燃层的方法也可应用于上述以外的浮顶结构，例如没有底层、芯层和上层的三明治结构或不含PET的浮顶结构。
在上层和任选的顶层的形成完成后，解构油罐内的模具。移除模具后，可将浮顶结构放置在例如由钢或铝制成的支撑柱上。任选地，然后可通过加热使浮顶完全固化，其中优选地进行加热直到浮顶结构达到至少约90℃，但通常为160℃或更低的温度。加热使结构固化并确保层的充分结合。最优选地，通过用蒸汽填充油罐来进行加热。使用蒸汽加热浮顶结构可确保热量均匀分布，同时还确保温度不会达到对所使用材料有害的水平。
根据本发明的另一个方面的形成用于油罐的浮顶的阻燃层的方法包括将由包含组分A、B和C的一组组分制备的混合物施加在基材表面上的步骤。此处，“基材表面”为浮顶结构的组件的表面，并且通常为形成除阻燃层之外的最上表面的浮顶构造的组件的上表面。在其上施加混合物的基材表面因此可为由纤维增强材料形成的层的上表面，诸如图1所示的浮顶构造的上层。在一个实施例中，基材可为上述浮顶的上层(UL)的上表面。
下面将更详细地描述组分A、B和C。施加到基材表面的混合物包含至少这三种组分，但可任选地包含附加组分。在本发明的一个实施例中，不存在此类附加组分。
在基材表面上施加混合物的步骤可使用本领域中的任何常规方法进行，并且施加可通过手或机器辅助进行。用手施加例如可使用刮刀、刷子等。在这种情况下，也可手动制备混合物，即将组分A、B和C添加到混合容器中，然后充分搅拌。
优选地，混合和施加组分A、B和C(以及可能还有其它任选的组分)的混合物的步骤在本身为本领域已知的施加装置(40)，诸如切碎枪中同时进行。此类施加装置可包括用于存储和馈送具有期望长度的无机纤维C的容器(30)，并且可包括用于馈送组分A(10)、B(20)和可能的其它组分的两个或更多个入口(参见图3)。然后混合物的组分在装置(40)内混合并且将形成的混合物通过装置施加，例如通过喷涂。为此，装置可包括或可连接至相应的泵(未示出)，或也可通过液压或通过吹入空气排出混合物。此类装置可商购获得的。
组分A
组分A为包含水和选自无机盐和无机氧化物中的一种或多种，且该一种或多种中包括至少一种磷酸盐的水性组合物。这里，术语“无机盐”、“无机氧化物”和“磷酸盐”分别包括纯盐和氧化物，以及其水合物。另外，如果适用，术语“磷酸盐”还包括磷酸氢盐，诸如磷酸二氢钠或磷酸氢二钾。
在一个实施例中，存在于组分A中的磷酸盐选自碱金属磷酸盐、碱土金属磷酸盐和相应的磷酸氢盐，并且优选地选自：磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸钙、磷酸氢钙、磷酸镁、磷酸氢镁和其组合。
在本发明的一个实施例中，A组份中至少一种磷酸盐的含量可为20wt％或更多，诸如25wt％或更多，或30wt％或更多。上限没有特别限制，但可为例如75wt％或更少，诸如70wt％或更少。在采用多于一种磷酸盐的混合物的情况下，这些范围适用于磷酸盐的总量。
虽然水和磷酸盐的存在足以满足组分A关于盐或氧化物的存在要求，但通常除了至少一种磷酸盐之外还存在选自无机盐和无机氧化物的其它物种。另外存在的各个物种可没有任何限制地选自除磷酸盐之外的无机盐和无机氧化物，但通常另外存在至少一种无机氧化物。这些可例如选自：氧化硅、氧化铝、硅酸铝、氧化钛、氧化钠、氧化钾等。另外的具体实例包括高岭土、蛭石和珍珠岩。
这些中的一种或两种或三种或四种或更多种可与至少一种磷酸盐一起使用。例如，除了至少一种磷酸盐外，组分A还可包含选自氧化硅、高岭土、蛭石和珍珠岩中的一种、两种、三种或更多种。
在一个实施例中，组分A的水性组合物除了磷酸盐外不含任何其它无机盐，诸如氯化物或硝酸盐。在这种情况下，组合物A可包含以下或由以下组成：水、一种或多种磷酸盐和一种或多种氧化物或氧化矿物质，后者除了氧化硅和氧化铝还包括矿物质，诸如高岭土、蛭石和珍珠岩。
组分A中除磷酸盐外的无机盐和无机氧化物的量没有特别限制，但通常相对于组分A的总重量，在组合物A的总重量的60wt％或更少的范围内，诸如40wt％或更少，或20wt％或更少。下限没有特别限制，并且可为0，其中存在没有除磷酸盐外的无机盐或无机氧化物的情况，但是相对于组分A的总重量，还可为1wt％、2wt％、5wt％或10wt％。
除了至少一种磷酸盐和任选的其它无机盐或氧化物外，组分A可任选地包含量为高至10wt％(相对于组合物的总重量)，诸如5wt％或更少的另外的添加剂，但是这些为任选的，也可能不存在。此类任选的添加剂可例如包括分散助剂，诸如丙烯酸钠聚合物、流变改性剂，诸如黄原胶、pH调节剂，诸如磷酸、表面活性剂，诸如改性的糖、增稠剂，诸如羟乙基纤维素等。这些任选的添加剂可为有机或无机性质的。然而，考虑到涂层提供阻燃屏障的目的，优选地，相对于组分A的总重量，有机组分的量优选地为10wt％或更少，诸如5wt％或更少，或2wt％或更少，并且优选地完全不存在有机组分。在本文中，术语“有机组分”表示具有碳-氢键的任何物质。
除了无机盐和氧化物外，组分A还包含水。优选地，水是唯一的溶剂，并且不存在有机溶剂。相对于组合物的总重量，水的量通常在10wt％-60wt％的范围内，诸如15wt％-50wt％。
此外，形成组分A的水性组合物在20℃下的pH为1.0-6.5，因此确保在与稍后描述的组分B混合时进行中和反应。因此，组分A的pH上限可为6.5或更低，但也可为6.0、5.5、5.5或4.5或更低。较低的pH确保在与组分B混合时进行充分的放热中和反应，并且还确保大部分磷酸根阴离子作为磷酸根(PO4 3-)或磷酸氢根(HPO4 2-)阴离子存在。不希望受理论束缚，据信这些对于形成与组分B和C混合后获得的防火涂层的刚性结构很重要。
pH的下限没有特别限制，但为了避免器械腐蚀并减少潜在危险，pH通常为1.0或更高，诸如1.5或更高或2.0或更高。可通过添加pH调节剂来调节pH，但在一个实施例中，pH为通过将至少一种磷酸盐、水和任选的其它组分，诸如至少一种氧化物，例如氧化硅和高岭土或蛭石混合而自然获得的pH。
组分A可以水性悬浮液或浆液的形式。在本文中，优选地调节悬浮颗粒的平均粒径以允许适当的泵送和处置，并且还允许与组分A充分反应。因此，在组分A为浆液或悬浮液的情况下，悬浮颗粒的粒径优选地小，诸如5μm或更小，例如2μm或更小，或1μm或更小。这可通过使用具有合适粒径的可商购获得的起始材料来确保。另外，优选地，在与组分B和C混合之前将组分A彻底混合(例如通过搅拌)。
组分B
本发明方法中使用的组分B为包含水和选自无机盐、无机氧化物和无机氢氧化物中的一种或多种，且该一种或多种中包括碱土金属氧化物和碱土金属氢氧化物中的至少一种的水性组合物。组分B的水性组合物的pH为7.5-14.0。
与组分A相比，组分B因此不需要含有磷酸盐，但主要包含至少一种碱土金属，诸如镁和/或钙的氧化物或氢氧化物。在一个实施例中，组分B包含镁的氧化物或氢氧化物。在另一个实施例中，组分B包含钙的氧化物或氢氧化物。在一个实施例中，水性组合物B中的碱土金属氧化物或氢氧化物可选自氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁和其组合。
至少一种碱土金属的氧化物或氢氧化物中的至少一种的含量没有特别限制，但优选地不太低以允许通过施加组分A、B和C形成大量的阻燃层。因此，组分B中至少一种碱土金属的氧化物或氢氧化物中的至少一种的含量通常为20重量％或更多，诸如25重量％或更多或30重量％或更多，例如40重量％或更多。上限通常主要由组分的加工性决定，因此通常为85重量％或更少，诸如80重量％或更少，或75重量％或更少。注意，当与水接触时，氧化物可部分或完全水解以形成相应的氢氧化物，所以上述含量范围是相对于氢氧化物表示的。这意味着例如在MgO的情况下，假设完全水解，其各自的含量被转化为Mg(OH)2的量，然后Mg(OH)2的计算量应在上述范围内。
除了碱土金属氧化物和碱土金属氢氧化物中的至少一种外，组分B可含有另外的无机盐、氧化物或氢氧化物，还包括磷酸盐。作为一个实例，组分B可包含选自以下的1、2、3、4或5种或更多种：氧化硅、氧化铝、氢氧化铝、硅酸铝、氧化钛、氢氧化钛、氧化钠、氢氧化钠、氧化钾、氢氧化钾、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、磷酸氢二钾和磷酸二氢钾。作为一个实例，除了碱土金属氢氧化物和碱土金属氧化物中的至少一种之外，组分B还可包含氧化硅和氧化钛。
如果除了碱土金属氢氧化物和碱土金属氧化物中的至少一种之外，另外的盐、氧化物或氢氧化物存在于组分B中，那么其量没有特别限制，但通常为30wt％或更少，诸如25wt％或更少，或20wt％或更少。下限没有特别限制，因为此类物种也可完全不存在，但可为1％或更高、2％或更高、5％或更高或10％或更高，所有均为相对于组分B的总重量的比率。在一个实施例中，组分B不包括除磷酸盐之外的盐，即由水、碱土金属氢氧化物和碱土金属氧化物中的至少一种、任选的磷酸盐和任选的其它氧化物或氢氧化物组成。在一个实施例中，组分B因此可由以下组成或基本上由以下组成：水、碱土金属氧化物和碱土金属氢氧化物中的至少一种和任选的另外的无机氧化物，诸如氧化硅、氧化钛和/或硅酸铝。
组分B也可包含如上文对组分A所述的任选的添加剂。此类任选的添加剂可例如包括分散助剂，诸如丙烯酸钠聚合物、流变改性剂，诸如黄原胶、pH调节剂，诸如磷酸、表面活性剂，诸如改性的糖、增稠剂，诸如羟乙基纤维素等。这些任选的添加剂可为有机或无机性质的。然而，考虑到涂层提供阻燃屏障的目的，优选地，相对于组分B的总重量，有机组分的量优选地为10wt％或更少，诸如5wt％或更少，或2wt％或更少，并且优选地完全不存在有机组分。在本文中，术语“有机组分”表示具有碳-氢键的任何物质。
组分C
组分C选自无机纤维，诸如玻璃纤维、陶瓷纤维和矿物纤维。纤维用于增强由组分A或B或C(或更确切地说其反应产物)的混合物形成的层，并且为此，任何类型的常规用作增强材料的无机纤维也可用作本发明的组分C。
为了提供足够的强度，纤维优选地不太细。在一个实施例中，因此纤维的特克斯为800或更高，诸如1000或更高或1500或更高，或甚至1750或更高。上限没有特别限制，但通常为4000或更小，诸如3500或更小，或3000或更小。例如，纤维可为特克斯为2200-2600的玻璃纤维。在本文中，术语“特克斯”表示以g/km为单位的纤维重量，并且这可根据本领域中的任何常规方法，诸如ISO-DIS-13922-2000确定。然而，也可使用其它方法。应当注意，本申请中所指的特克斯值仅与纤维有关，即没有任何粘结剂、树脂(上浆)或类似物。
无机纤维C优选地为玻璃纤维，因为玻璃纤维以低成本提供结构强度。在一个实施例中，无机纤维不是玻璃纤维，而是选自其它陶瓷纤维和矿物纤维，诸如玄武岩纤维。优选地提供长度为约1至3cm的纤维来混合。
无机纤维可以连续股线的形式，例如作为粗纱补充。这允许例如储存在称为“切碎枪”的手持施加装置中，其中然后组分C与组分A和B混合，并将所得混合物施加到基材上。
混合和施加
将组分A、B和C混合并施加到基材。在本文中，优选地，基材为油罐的(部分)浮顶结构的一部分，并且混合和施加在构造现场进行，即在油罐内。
在施加由组分A、B和C制备的混合物之前，可通过将氧化硅分散在其表面上来预处理基材，随后将组分A、B和C的混合物施加到其上。据信，这确保组分A、B和C的混合物(或其反应产物)与下面基材的适当粘合和粘结。
无机纤维的相对量没有特别限制，但通常选择以获得足够的增强效果。因此，提供给组分A、B和C的混合物的无机纤维的量通常为40wt％或更少，例如35wt％或更少，或30wt％或更少，或甚至25重量％或更少，但通常为5wt％或更多，诸如10wt％或更多。在本文中，纤维的量涉及相对于组分A、B和C以及可添加到其中的任何任选组分(优选地不存在)的总混合物的量。
尽管可从诸如切碎枪的施加装置以切割纤维的形式供应组分C，但它也可与其它组分A和B简单混合。顺便说一下，组分A和B可从本领域已知的容器，例如在金属或塑料容器中供应。如上所述，如果使用诸如切碎枪的手持式施加装置，那么组分A和B可经由相应的供应管线供应到手持式施加装置，并且纤维C可作为存储在施加装置中或从外部供应的粗纱提供。
组分A和B的相对混合比率没有特别限制，但通常在约0.5:2至2:0.5的范围内，优选地约1:2至2:1，更优选地约1.5:2至2:1.5，诸如约1:1，表示为A:B的重量比。
不希望受理论束缚，据信在组分A和B混合时，进行放热反应，其涉及相应组分的中和，并且也是磷酸盐的结晶和/或无定形网络，并且形成氧化物和/或氢氧化物。此网络通过混合组分C的纤维来加强和增强。
假定存在于组分A中的磷酸盐和存在于组分B中的碱土金属氢氧化物或氧化物据信以这种方式反应，可与无机纤维(组分C)结合形成耐用且坚固的涂层。此外，本发明人进行的测试示出，所得涂层表现出优异的阻燃特性，允许在某些管辖范围内仅提供局部消防设备，并且阻燃层具有高硬度和强度，允许个人甚至车辆在阻燃层上运行而不会损坏结构或有倒塌的风险。

Claims (21)

1.一种具有阻燃顶层(FL)的用于油罐的浮顶，其中所述阻燃顶层(FL)能够通过包括将由包含以下组分A、B和C的一组组分制备的混合物施加在基材表面上的方法获得：
A第一水性组合物(10)，其包含水和选自无机盐和无机氧化物中的一种或多种，该一种或多种中包括一种或多种磷酸盐，所述第一水性组合物在20℃下的pH为1.0至6.5；
B第二水性组合物(20)，其包含水和选自无机盐、无机氧化物和无机氢氧化物中的一种或多种，该一种或多种中包括碱金属或碱土金属氧化物和碱金属或碱土金属氢氧化物中的至少一种，所述第二水性组合物在20℃下的pH为7.5至14.0；和
C无机纤维(30)。
2.根据权利要求1所述的浮顶，其中相对于相应组合物的总重量，所述水性组合物A和/或B的水含量为10重量％至60重量％，例如15重量％至50重量％。
3.根据权利要求1和/或2所述的浮顶，其中相对于相应组合物的总重量，存在于组分A的水性组合物中的所述一种或多种磷酸盐的量为20重量％或更多；和/或其中相对于相应组合物的总重量，存在于水性组合物B中的碱土金属氧化物和碱土金属氢氧化物中的至少一种的量为20重量％或更多。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的浮顶，其中组合物A除包含所述一种或多种磷酸盐之外，还包含除磷酸盐之外的无机盐和无机氧化物中的一种或多种；和/或其中组合物B除包含碱土金属氧化物和碱土金属氢氧化物中的至少一种之外，还包含除碱土金属氧化物和碱土金属氢氧化物之外的无机盐、无机氧化物或无机氢氧化物中的一种或多种。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的浮顶，其中相对于组合物A或B的总重量，存在于组合物A中的除所述一种或多种磷酸盐之外的无机盐和无机氧化物中的一种或多种和/或存在于组合物B中的除碱土金属氧化物和碱土金属氢氧化物之外的无机盐、无机氧化物或无机氢氧化物中的一种或多种的存在量分别为5重量％至25重量％。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的浮顶，其中所述无机纤维C选自特克斯为至多3000g/km的玻璃纤维、陶瓷纤维和矿物纤维。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的浮顶，其中相对于A、B和C的总重量，所述无机纤维C的量为5重量％至25重量％。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的浮顶，其中在其上施加混合物的所述基材表面包括氧化硅，优选以颗粒形式。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的浮顶，其中所述基材由纤维增强材料形成，所述纤维增强材料包含有机树脂，诸如乙烯基酯树脂、聚酯树脂或环氧树脂。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的浮顶，其中所述混合物通过将所述组分A和B以约0.5:2至2:0.5，优选约1:2至2:1，更优选约1.5:2至2:1.5，诸如约1:1的A:B的重量比混合来制备，和/或其中制备所述混合物使得相对于所述混合物的总重量，在所述混合物中无机纤维C的含量为5重量％-25重量％。
11.包含以下组分A、B和C的一组组分用于形成用于油罐的浮顶的阻燃顶层的用途：
A第一水性组合物(10)，其包含水和选自无机盐和无机氧化物中的一种或多种，该一种或多种中包括一种或多种磷酸盐，所述第一水性组合物在20℃下的pH为1.0至6.5；
B第二水性组合物(20)，其包含水和选自无机盐、无机氧化物和无机氢氧化物中的一种或多种，该一种或多种中包括碱金属或碱土金属氧化物和碱金属或碱土金属氢氧化物中的至少一种，所述第二水性组合物在20℃下的pH为7.5至14.0；和
C无机纤维(30)。
12.一种包括阻燃顶层(FL)的用于油罐的浮顶，其包含以下的混合物或反应产物：
a.选自无机盐和无机氧化物中的一种或多种，该一种或多种中包括一种或多种磷酸盐；
b.选自无机盐、无机氧化物和无机氢氧化物中的一种或多种，该一种或多种中包括碱土金属氧化物和碱土金属氢氧化物中的至少一种；
c.无机纤维。
13.根据权利要求12所述的浮顶，其中所述浮顶为外浮顶或内浮顶。
14.一种浮顶油罐，其包括根据权利要求1至10和12至13中任一项所述的浮顶。
15.一种生产浮顶油罐的浮顶的方法，所述方法依次包括以下步骤：
i.在油罐壳内侧形成模具，
ii.形成至少底层(BL)、芯(C)和上层(UL)以形成三明治结构；和
iii.通过将包含以下组分A、B和C的一组组分制备的混合物施加在所述上层上，以在所述上层上形成阻燃顶层(FL)：
A第一水性组合物(10)，其包含水和选自无机盐和无机氧化物中的一种或多种，该一种或多种中包括一种或多种磷酸盐，所述第一水性组合物在20℃下的pH为1.0至6.5；
B第二水性组合物(20)，其包含水和选自无机盐、无机氧化物和无机氢氧化物中的一种或多种，该一种或多种中包括碱金属或碱土金属氧化物和碱金属或碱土金属氢氧化物中的至少一种，所述第二水性组合物在20℃下的pH为7.5至14.0；和
C无机纤维(30)。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述底层(BL)由具有均匀分布的纤维和树脂组分和/或具有均匀厚度的纤维增强树脂组合物形成。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述底层(BL)的形成包括使用分别包括或连接至树脂和纤维材料的储器的施加装置施加包括树脂组分，优选地乙烯基酯树脂组分的组合物和增强纤维，并且其中任选地存在于所述施加的组合物中的纤维材料的纤维长度为约1cm至约3cm，并且其中优选地使用切碎枪进行所述施加。
18.一种用于液体储罐的浮顶，所述浮顶结构包括以三明治结构布置的底层(BL)、芯(C)，和上层(UL)，所述底层(BL)由具有均匀分布的纤维和树脂材料和/或均匀厚度的纤维增强树脂材料制成，其特征在于所述浮顶包括阻燃顶层(FL)，其能通过包括将由包含以下组分A、B和C的一组组分制备的混合物施加在基材表面上的方法获得：
A第一水性组合物(10)，其包含水和选自无机盐和无机氧化物中的一种或多种，该一种或多种中包括一种或多种磷酸盐，所述第一水性组合物在20℃下的pH为1.0至6.5；
B第二水性组合物(20)，其包含水和选自无机盐、无机氧化物和无机氢氧化物中的一种或多种，该一种或多种中包括碱金属或碱土金属氧化物和碱金属或碱土金属氢氧化物中的至少一种，所述第二水性组合物在20℃下的pH为7.5至14.0；和
C无机纤维(30)。
19.根据权利要求18所述的用于液体储罐的浮顶，其中所述上层(UL)由具有均匀厚度和/或均匀分布的纤维和树脂材料的纤维增强树脂材料制成，并且其中所述纤维增强树脂材料为乙烯基酯树脂。
20.根据权利要求18和/或19所述的用于液体储罐的浮顶，其中所述芯(C)包含聚对苯二甲酸乙二醇酯或由聚对苯二甲酸乙二醇酯组成，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯任选地呈泡沫或聚丙烯蜂窝结构的形式。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的浮顶，其中相对于相应组合物的总重量，所述底层(BL)和/或所述上层(UL)的增强纤维含量为5重量％至50重量％，优选地其中相对于相应组合物的总重量，所述底层(BL)和所述上层(UL)的增强纤维含量为30重量％至40重量％。
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