CZ308423B6 - Breathable thermal insulation panel with fire protection - Google Patents

Breathable thermal insulation panel with fire protection Download PDF

Info

Publication number
CZ308423B6
CZ308423B6 CZ2019-117A CZ2019117A CZ308423B6 CZ 308423 B6 CZ308423 B6 CZ 308423B6 CZ 2019117 A CZ2019117 A CZ 2019117A CZ 308423 B6 CZ308423 B6 CZ 308423B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
thermal insulation
weight
layer
insulation panel
geopolymer
Prior art date
Application number
CZ2019-117A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2019117A3 (en
Inventor
Petr Louda
Totka Bakalova
Miroslav Frydrych
Miroslav Herclík
Štěpán Hýsek
Original Assignee
Technická univerzita v Liberci
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technická univerzita v Liberci filed Critical Technická univerzita v Liberci
Priority to CZ2019-117A priority Critical patent/CZ308423B6/en
Publication of CZ2019117A3 publication Critical patent/CZ2019117A3/en
Publication of CZ308423B6 publication Critical patent/CZ308423B6/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/006—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mineral polymers, e.g. geopolymers of the Davidovits type
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/94—Protection against other undesired influences or dangers against fire
    • E04B1/941—Building elements specially adapted therefor
    • E04B1/942—Building elements specially adapted therefor slab-shaped
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/10—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products
    • E04C2/24—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products laminated and composed of materials covered by two or more of groups E04C2/12, E04C2/16, E04C2/20
    • E04C2/243—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products laminated and composed of materials covered by two or more of groups E04C2/12, E04C2/16, E04C2/20 one at least of the material being insulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00612—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

The solution concerns the composition of insulating surface panels for load-bearing and non-load-bearing building structures with integrated fire protection. The base of the thermal insulation panel is formed by a thermal insulation core (4), which is covered on both sides with a glued nanofibre membrane (3) made of polymer nanofibers with a geopolymer layer (1) on both sides with a specific weight from 300 kg mto 1,000 kg min a layer from 5 to 15 mm. At least one fabric (2) of basalt, glass or carbon microfibers with a mesh size of 10 to 30 mm is fixed between the nanofiber membrane (3) and the geopolymer layer (1) on at least one side of the thermal insulation panel. The thermal insulation core (4) comprises a compressed and hardened mixture consisting of 5% to 70% by weight of cereal chaff, 5% to 70% by weight of polyurethane particles and 5% to 45% by weight of a one-component moisture-curing polyurethane adhesive.

Description

Prodyšný tepelně izolační plošný panel s protipožární ochranouBreathable thermal insulation panel with fire protection

Oblast technikyField of technology

Předkládaný vynález se týká skladby plošných panelů pro nosné i nenosné stavební konstrukce. Řešení obsahuje lisované izolační jádro z tepelně izolačního materiálu opatřené oboustranně geopolymemí vrstvou, která zajišťuje pevnost a protipožární odolnost. Navrhovaný panel slouží jako tepelná izolace domu nebo jednotlivých místností, má nosnou nebo nenosnou funkci, má protipožární odolnost, je prostupný pro vodní páru a nepropustný pro vodu v kapalném skupenství.The present invention relates to the composition of flat panels for load-bearing and non-load-bearing building structures. The solution contains a pressed insulating core made of thermal insulation material provided on both sides with a geopolymic layer, which ensures strength and fire resistance. The proposed panel serves as thermal insulation of the house or individual rooms, has a load-bearing or non-load-bearing function, has fire resistance, is permeable to water vapor and impermeable to water in the liquid state.

Dosavadní stav technikyPrior art

V současné době se ve stavebnictví používají tepelné izolace z pěnových či vláknitých materiálů, a to jak z organických, tak anorganických látek. Existují prodyšné i neprodyšné izolační materiály, buď pro difuzně otevřené nebo difuzně uzavřené konstrukce. Izolační materiály s dostatečnou soudržností se využívají i v kombinaci s velkoplošnými materiály tak, aby byly vyrobeny sendvičové panely pro nosné účely. Za nosný a izolační panel zároveň se mohou považovat i panely z lepeného lamelového dřeva. Všechny nosné prvky, charakteristické svoji vyšší měrnou hmotností, zhoršují tepelně izolační charakteristiky konstrukce a mohou způsobovat i tepelné mosty.At present, thermal insulation from foam or fibrous materials, both from organic and inorganic substances, is used in the construction industry. There are breathable and airtight insulation materials, either for diffusely open or diffusely closed structures. Insulation materials with sufficient cohesion are also used in combination with large-area materials to produce sandwich panels for load-bearing purposes. At the same time, panels made of glued laminated wood can also be considered as a load-bearing and insulating panel. All load-bearing elements, characterized by their higher specific gravity, impair the thermal insulation characteristics of the structure and can also cause thermal bridges.

Prodyšné tepelné izolace jsou charakteristické svojí nasáklivostí přijdou-li do styku s vodou, což následně velmi výrazné snižuje jejich tepelně izolační vlastnosti a může vést i ke zničení celého zateplení objektu. V současné době neexistuje tepelně izolační materiál prostupný pro molekuly vodní páry a zároveň nepropustný pro molekuly vody.Breathable thermal insulation is characterized by its absorbency when it comes into contact with water, which in turn significantly reduces their thermal insulation properties and can lead to the destruction of the entire insulation of the building. At present, there is no thermal insulation material that is permeable to water vapor molecules and impermeable to water molecules.

Obecnou nevýhodou tepelně izolačních materiálů je jejich hořlavost. Tuto vlastnost lze potlačit opláštěním izolace nehořlavým materiálem s dobrou požární odolností. Jedná se například o cementotřískové nebo cementovláknité desky s měrnou hmotností nad 1000 kg.m-3 které svojí hmotností však zatěžují konstrukci a zvyšují tepelnou vodivost celého zateplovacího systému. Pro dosažení vyšší efektivity nosného tepelně izolačního panelu s nehořlavými vlastnostmi je nutné snížit objem i hmotnost nosných a nehořlavých prvku a to tak, aby zároveň nedošlo ke snížení pevnosti či protipožárních charakteristik celého systému.A general disadvantage of thermal insulation materials is their flammability. This property can be suppressed by cladding the insulation with a non-combustible material with good fire resistance. These are, for example, cement-bonded chipboard or cement-fiber boards with a specific weight of over 1000 kg.m -3, which, however, burden the structure with their weight and increase the thermal conductivity of the entire thermal insulation system. In order to achieve higher efficiency of the load-bearing thermal insulation panel with non-flammable properties, it is necessary to reduce the volume and weight of load-bearing and non-flammable elements so that the strength or fire characteristics of the whole system are not reduced.

Známá konstrukční řešení pro vytvořeni tepelně izolačních plošných panelů s protipožární ochranou jsou příkladně uvedena a popsána ve zveřejněné mezinárodní patentové přihlášce WO 03102319. Z tohoto dokumentuje známé vytvoření směsi pro formování panelů, která obsahuje materiál zpomalující hoření. Mletím a recyklací polymemích napěněných produktů se získávají částice, na které je aplikován povlak ohnivzdorného materiálu v tloušťce odpovídající požadovanému stupni ohnivzdomosti. Jako zdroj částic jsou použity výhodně zejména přírodní materiály jako jsou rýžové a obilné slupky nebo korkové granule, které tvoří jádro panelu.Known construction solutions for the production of thermal insulation panels with fire protection are exemplified and described in the published international patent application WO 03102319. From this document, the known formation of a composition for forming panels which contains a flame retardant material is documented. By grinding and recycling the polymeric foamed products, particles are obtained to which a coating of refractory material is applied in a thickness corresponding to the desired degree of fire resistance. In particular, natural materials such as rice and cereal hulls or cork granules, which form the core of the panel, are preferably used as the source of particles.

Z dokumentu WO 9835811 je známé vytvoření směsi pro přípravu kompozitního stavebního materiálu, která obsahuje základní organický částicový materiál a pryskyřičné nebo cementové pojivo. Základní organický materiál může zahrnovat vrstvy semen kulturních rostlin jako jsou rýžové nebo obilné plevy, piliny nebo jiné vhodné organické odpadní produkty. Přidáním dalších činidel jsou zlepšeny izolační vlastnosti stavebního materiálu, zejména nehořlavost a nenasákavost vytvořeného panelu.It is known from WO 9835811 to form a composition for the preparation of a composite building material which comprises a basic organic particulate material and a resin or cementitious binder. The basic organic material may include seed layers of cultivated plants such as rice or cereal husks, sawdust or other suitable organic waste products. The addition of other agents improves the insulating properties of the building material, in particular the non-flammability and non-absorbency of the formed panel.

Dokument JP 2002/361612 popisuje vytvoření stavebního materiálu, který kromě bambusových částic může obsahovat i další částice organické hmoty. Jsou to zejména rýžové plevy nebo fazolové otruby, které jsou míchány s pryskyřičným pojivém pro vytvoření desky s dobrouJP 2002/361612 describes the creation of a building material which, in addition to bamboo particles, may also contain other particles of organic matter. These are mainly rice husks or bean bran, which are mixed with a resin binder to form a board with good

- 1 CZ 308423 B6 tepelnou a akustickou izolací.- 1 CZ 308423 B6 thermal and acoustic insulation.

Navrhované řešení podle vynálezu si klade za úkol vylepšit známé konstrukce plošných stavebních materiálů jako jsou tepelně izolační panely s protipožární ochranou.The proposed solution according to the invention aims to improve the known constructions of flat building materials such as thermal insulation panels with fire protection.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Předmětem vynálezu je skladba nosné nebo nenosné stěny, tedy izolačního plošného panelu s protipožární ochranou, který obsahuje tepelně izolační jádro složené z 5 % hmoto, až 70 % hmota, plev obilovin. 5 až 70 % hmota, polyuretanové pěny ve formě částí a 5 % hmota, až 45 % hmota, jednosložkového pojivá vytvrzujícího vlhkostí. Podstata vynálezu spočívá v tom, že uvedené tepelně izolační jádro je oboustranně opláštěno nanovlákennou membránou z polymemích nanovláken, která zajišťuje propustnost pro vodní páru a nepropustnost pro vodu a dále oboustranně opláštěno geopolymemí vrstvou o měrné hmotnosti od 300 kg.m-3 do 1000 kg.m-3 v tloušťce od 5 mm do 15 mm, která zajišťuje protipožární vlastnosti a pevnost navrhované stěny. Membrána z nanovláken je umístěna mezi tepelně izolačním jádrem a vrstvou geopolymeru a neboje fixována v samotné geopolymemí vrstvě.The subject of the invention is the composition of a load-bearing or non-load-bearing wall, i.e. an insulating surface panel with fire protection, which contains a thermal insulation core composed of 5% by weight, up to 70% by weight, of cereal chaff. 5 to 70% by weight, polyurethane foams in the form of parts and 5% by weight, up to 45% by weight, of a one-component moisture-curing binder. The essence of the invention lies in the fact that said thermal insulation core is coated on both sides with a nanofiber membrane of polymeric nanofibers, which ensures permeability to water vapor and impermeability to water, and further coated on both sides with a geopolymic layer with specific gravity from 300 kg.m -3 to 1000 kg. m -3 in a thickness from 5 mm to 15 mm, which ensures the fire protection properties and strength of the designed wall. The nanofiber membrane is located between the thermal insulation core and the geopolymer layer and is not fixed in the geopolymer layer itself.

Pro zajištění větší pevnosti plošného panelu jev jeho tloušťce umístěna jedna až pět plošných textilií z čedičových, skleněných nebo uhlíkových mikrovláken o velikosti ok od 10 mm do 30 mm. Plošná textilie z mikrovláken je fixována na nanovlákenné membráně a podle zvoleného užití tepelně izolačního plošného panelu muže být obsažena na jedné straně tepelně izolačního plošného panelu nebo na obou stranách tepelně izolačního plošného panelu. V případě užití pěnové geopolymemí vrstvy je alespoň jedna plošná textilie z mikrovláken pevně ukotvena v napěněné geopolymemí vrstvě.To ensure greater strength of the panel, the phenomenon of its thickness is placed one to five fabrics of basalt, glass or carbon microfibers with a mesh size from 10 mm to 30 mm. The microfiber web is fixed on a nanofiber membrane and, depending on the selected use of the thermal insulation panel, may be included on one side of the thermal insulation panel or on both sides of the thermal insulation panel. If a foamed geopolymic layer is used, the at least one microfibre fabric is firmly anchored in the foamed geopolymable layer.

Ve výhodném provedení izolačního plošného panelu je měrná hmotnost tepelně izolačního jádra tohoto plošného panelu v rozmezí od 40 kg.m-3 do 240 kg.m-3 a tloušťka tepelně izolačního jádra v rozmezí od 20 mm do 200 mm.In a preferred embodiment of the insulating panel, the specific gravity of the thermal insulation core of this panel is in the range from 40 kg.m -3 to 240 kg.m -3 and the thickness of the thermal insulation core is in the range from 20 mm to 200 mm.

Všechny hlavní komponenty tepelně izolačního plošného panelu tvoří sendvičový prvek. Nosný prvek a také protipožární prvek v sendvičovém panelu je redukován do jedné vrstvy, čímž je zvýšena efektivita celého tepelně izolačního panelu.All the main components of the thermal insulation panel form a sandwich element. The support element as well as the fire protection element in the sandwich panel is reduced to one layer, which increases the efficiency of the entire thermal insulation panel.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Konstrukce tepelně izolačních plošných panelů podle vynálezu je v příkladných provedení a schematicky ukázána na výkrese, na němž značí obr. 1 složení tepelně izolačního panelu pro svislé obvodové konstrukce pro nosné stavební účely, obr. 2 složení tepelně izolačního panelu ve svislých konstrukcích pro nenosné stavební účely, obr. 3 složení tepelně izolačního panelu jako obkladové desky ve svislých obvodových stavebních konstrukcích a obr. 4 složení tepelně izolačního panelu pro použití jako tepelné izolace ve stropech stavebních konstrukcí.The construction of thermal insulation panels according to the invention is shown in exemplary embodiments and schematically in the drawing, in which Fig. 1 shows the composition of a thermal insulation panel for vertical peripheral structures for load-bearing building purposes, Fig. 2 shows the composition of a thermal insulation panel in vertical structures for non-load-bearing building purposes. Fig. 3 shows the composition of a thermal insulation panel as a cladding board in vertical peripheral building structures and Fig. 4 shows the composition of a thermal insulation panel for use as thermal insulation in the ceilings of building structures.

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Následující příklady provedení vynálezu slouží k jeho objasnění, aniž by tím byl vynález, jakkoliv omezen.The following examples serve to illustrate the invention without limiting it in any way.

Příklad 1Example 1

Podle obr. 1 tepelně izolační jádro 4 tepelně izolačního plošného panelu se skládá z lisovaných plev pšenice ozimé a recyklovaných částic polyuretanové pěny. Zastoupení plev v tepelněAccording to Fig. 1, the thermal insulation core 4 of the thermal insulation panel consists of pressed chaff of winter wheat and recycled polyurethane foam particles. Representation of chaff in heat

-2CZ 308423 B6 izolačním jádru 4 je 40 % hmota., zastoupení recyklovaných částic polyuretanové pěny je 40 % hmota, a zastoupení lepidla je 20 % hmota. Tepelně izolační jádro 4 je opláštěné zobou stran nanovlákennou membránou 3 z polypropylenových vláken. Na takto opláštěném tepelně izolačním jádru 4 je z. obou stran nanesena geopolymemí vrstva 1 o měrné hmotnosti 300 kg.m-3. V obou vrstvách geopolymeru se nachází ve třech vrstvách plošná textilie 2 z čedičových vláken o velikosti ok 10 mm pevně fixovaná v napěněných geopolymemích vrstvách 1.-2GB 308423 B6 insulating core 4 is 40% by weight, the proportion of recycled polyurethane foam particles is 40% by weight, and the proportion of adhesive is 20% by weight. The thermal insulation core 4 is coated on both sides with a nanofiber membrane 3 of polypropylene fibers. A geopolymer layer 1 with a specific weight of 300 kg.m -3 is applied on both sides of the thus insulated thermal insulation core 4. In both layers of the geopolymer there is a three-layer fabric 2 of basalt fibers with a mesh size of 10 mm firmly fixed in the foamed geopolymer layers 1.

Plošným lisováním bylo vyrobeno tepelně izolační jádro 4 tohoto tepelně izolačního sendvičového panelu o měrné hmotnosti 50 kg.m-3 a o rozměrech 400 x 400 x 50 mm. Na to bylo odváženo 160 g recyklovaných polyuretanových částic a 171,2 g pšeničných plev naklimatizovaných na 7 % absolutní vlhkosti, tzn., že obsahovaly 160 g sušiny. Dále bylo odváženo 80 g jednosložkového polyuretanového lepidla vytvrzujícího vlhkostí. Za stálého míchání byla takto připravená lepicí směs vmíchávána do částic recyklovaného polyuretanu a plev. Směs s lepidlem byla rovnoměrně navrstvena do formy a byla lisována po dobu 60 minut při tlaku 4 kPa. Plošným lisováním materiálu připraveného uvedeným postupem a podle uvedených poměrů lze vyrobit desku i větších plošných rozměm, např. 2 800 x 1200 mm. Na takto připravené tepelně izolační jádro 4 bylo z obou stran naneseno polyuretanové lepidlo v množství 150 g.m’2 a na takto připravený povrch byla nalepena nanovlákenná membrána 3 z polyuretanových nanovláken vyrobená elektrospiningem. Na takto opláštěné tepelné izolační jádro 4 byla z jedné strany ve třech vrstvách položena plošná textilie 2 ve formě tkaniny z čedičových mikrovláken o rozměru ok 10 mm a na ni byla nanesena geopolymemí vrstva 1, Geopolymer vytvořil vrstvu tlustou 10 mm a měl měrnou hmotnost 300 kg.m-3. V důsledku napěňování geopolymeru je plošná textilie 2 pevně ukotvena ve vrstvě geopolymeru. Shodný způsob aplikace geopolymeru a plošné textilie 2 byl zvolen i na druhé straně tepelně izolačního panelu ve formě plošné desky.The thermal insulation core 4 of this thermal insulation sandwich panel with a specific weight of 50 kg.m -3 and dimensions of 400 x 400 x 50 mm was produced by surface pressing. For this, 160 g of recycled polyurethane particles and 171.2 g of wheat chaff conditioned to 7% absolute humidity were weighed, i.e. they contained 160 g of dry matter. Next, 80 g of a one-component moisture-curing polyurethane adhesive was weighed. With constant stirring, the thus prepared adhesive mixture was mixed into the particles of recycled polyurethane and chaff. The adhesive mixture was uniformly layered into a mold and pressed for 60 minutes at a pressure of 4 kPa. By surface pressing of the material prepared by the above procedure and according to the stated ratios, it is possible to produce a board even with larger surface dimensions, eg 2,800 x 1200 mm. On the thus prepared heat-insulating core 4 has been applied on both sides of polyurethane adhesive in an amount of 150 gsm and 2 thus prepared was bonded surface nanofibrous membrane 3 made of polyurethane nanofibres electrospinning. A surface fabric 2 in the form of a basalt microfiber fabric with a mesh size of 10 mm was laid on one side in three layers on the thus coated thermal insulation core 4 and a geopolymer layer 1 was applied to it. The geopolymer formed a layer 10 mm thick and had a specific weight of 300 kg. .m -3 . Due to the foaming of the geopolymer, the fabric 2 is firmly anchored in the geopolymer layer. The same method of application of the geopolymer and the fabric 2 was chosen on the other side of the thermal insulation panel in the form of a board.

Vyrobená plošná deska disponovala pevností v tahu kolmo k rovině desky 0,7 kPa. Naměřený součinitel tepelné vodivosti této vyrobené plošné desky byl roven hodnotě 0,05 W/mK, což je výrazně méně v porovnání se dřevem nebo pouze s geopolymerem. Při zatížení tohoto sendvičového izolačního plošného panelu vodním sloupcem o výšce 750 mm proteklo jeho plochou o 1 m2 za 24 hodin 1,8 litru vody, což je výrazně méně v porovnání s jinými vláknitými tepelnými izolacemi. Sendvičový plošný panel také odolal působení požáru s pozvolným nárůstem teploty a o maximální teplotě 800 °C po dobu 810 vteřin.The manufactured board had a tensile strength perpendicular to the plane of the board of 0.7 kPa. The measured coefficient of thermal conductivity of this produced board was equal to 0.05 W / mK, which is significantly less compared to wood or only with geopolymer. When this sandwich insulation panel was loaded with a water column 750 mm high, 1.8 liters of water flowed through its area by 1 m 2 in 24 hours, which is significantly less compared to other fibrous thermal insulations. The sandwich panel also withstood the effects of fire with a gradual rise in temperature and a maximum temperature of 800 ° C for 810 seconds.

Příklad 2Example 2

Na obr. 2 je konstrukce tepelně izolačního panelu pro nenosné stavební účely. Jeho tepelně izolační jádro 4 se skládá z lisovaných plev pšenice ozimé a recyklovaných částic polyuretanové pěny. Zastoupení plev v jádru je 5 % hmota., zastoupení recyklovaných částic polyuretanové pěny je 50 % hmota, a zastoupení lepidla je 45 % hmota. Tepelně izolační jádro 4 je opláštěné zobou stran nanovlákennou membránou 3 z polypropylenových vláken. Na takto opláštěném jádru je z obou stran nanesen geopolymer o měrné hmotnosti 300 kg m-3. V obou vrstvách geopolymeru se nachází jedna vrstva plošné textilie 2 ve formě mikrovlákenné tkaniny z uhlíkových vláken o velikosti ok 30 mm. Plošná textilie 2 je pevně fixována v napěněných geopolymemích vrstvách j_.Fig. 2 shows the construction of a thermal insulation panel for non-load-bearing building purposes. Its thermal insulation core 4 consists of pressed chaff of winter wheat and recycled polyurethane foam particles. The proportion of chaff in the core is 5% by weight, the proportion of recycled polyurethane foam particles is 50% by weight, and the proportion of adhesive is 45% by weight. The thermal insulation core 4 is coated on both sides with a nanofiber membrane 3 of polypropylene fibers. A geopolymer with a specific weight of 300 kg m -3 is applied to both sheathed cores on both sides. In both layers of the geopolymer there is one layer of fabric 2 in the form of a microfibre carbon fiber fabric with a mesh size of 30 mm. The fabric 2 is firmly fixed in the foamed geopolymable layers 1.

Příklad 3Example 3

Tepelně izolační jádro 4 prodyšného tepelně izolačního sendvičového plošného panelu podle obr. 3 se skládá z lisovaných plev pšenice ozimé a recyklovaných částic polyuretanové pěny. Zastoupení plev v jádru je 50 % hmota., zastoupení recyklovaných částic polyuretanové pěny je 45 % hmota, a zastoupení lepidla je 5 % hmota. Izolační sendvičový plošný panel je vhodný jako obkladová deska pro vnitřní svislé konstrukce. Tepelně izolační jádro 4 je z obou stran opláštěno nanovlákennou membránou 3 z polymemích nanovláken. Na takto opláštěném tepelně izolačním jádru 4 je z obou jeho stran nanesena geopolymemí vrstva 1 o měrné hmotnosti 600 kg-m-3. NaThe thermal insulation core 4 of the breathable thermal insulation sandwich panel according to Fig. 3 consists of pressed chaff of winter wheat and recycled polyurethane foam particles. The proportion of chaff in the core is 50% by weight, the proportion of recycled polyurethane foam particles is 45% by weight, and the proportion of adhesive is 5% by weight. The insulating sandwich panel is suitable as a cladding board for internal vertical structures. The thermal insulation core 4 is coated on both sides with a nanofiber membrane 3 of polymeric nanofibers. A geopolymic layer 1 with a specific weight of 600 kg-m -3 is applied on both sides of the thus insulated thermal insulation core 4. On

-3 CZ 308423 B6 vnější straně izolačního sendvičového plošného panelu je pod geopolymemí vrstvou 1 fixována plošná textilie 2 ve formě tkaniny z uhlíkových vláken o velikosti ok 30 mm.-3 CZ 308423 B6 the outer side of the insulating sandwich panel is fixed under the geopolyme layer 1 a fabric 2 in the form of a carbon fiber fabric with a mesh size of 30 mm.

Příklad 4Example 4

Tepelně izolační jádro 4 izolačního sendvičového plošného panelu podle obr. 4 se skládá 7 lisovaných plev pšenice ozimé a recyklovaných částic polyuretanové pěny. Zastoupení plev v jádru je 70 % hmota., zastoupení recyklovaných částic polyuretanové pěny je 20 % hmota, a zastoupení lepidla je 10 % hmota. Tepelně izolační jádro je opláštěné zobou stran nanovlákennou membránou 3 z polymemích nanovláken a na takto opláštěném jádru je z obou stran nanesena geopolymemí vrstva 1 o měrné hmotnosti 1000 kg m-3 obou geopolymemích vrstvách 1 se nachází jedna vrstva plošné textilie 2 ve formě tkaniny ze skelných mikrovláken o velikosti ok 30 mm. Takto konstruovaný tepelně izolační plošný panel je vhodný pro tepelné izolace ve stropech staveb.The thermal insulation core 4 of the insulating sandwich panel according to Fig. 4 consists of 7 pressed chaff of winter wheat and recycled polyurethane foam particles. The proportion of chaff in the core is 70% by weight, the proportion of recycled polyurethane foam particles is 20% by weight, and the proportion of adhesive is 10% by weight. The thermal insulation core is coated on both sides with a nanofiber membrane 3 made of polymeric nanofibers and a geopolymic layer 1 with a specific weight of 1000 kg m -3 is applied on both sides to both sheathed gels. In both geopolymer layers 1 there is one layer of fabric 2 in the form of glass cloth. microfibers with a mesh size of 30 mm. The thermal insulation panel designed in this way is suitable for thermal insulation in building ceilings.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Předkládaný technický vynález nabízí řešení pro odpadní materiály jako jsou plevy obilovin, recyklovaná polyuretanová pěna, recyklované sklo či čedičová vlákna a lze je využít pro izolaci staveb v podobě buď nosného nebo i nenosného tepelně izolačního panelu s protipožární odolností, s propustností pro vodní páry a nepropustností vody v kapalném skupenství.The present technical invention offers solutions for waste materials such as cereal husks, recycled polyurethane foam, recycled glass or basalt fibers and can be used to insulate buildings in the form of either load-bearing or non-load-bearing thermal insulation panel with fire resistance, water vapor permeability and impermeability. liquid water.

Claims (2)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Prodyšný tepelně izolační plošný panel s protipožární ochranou, obsahující tepelně izolační jádro (4) tvořené slisovanou a vytvrzenou směsí obsahující 5 % hmota, až 70 % hmota, plev obilovin, 5 % hmota, až 70 % hmota, polyuretanových částic a 5 % hmota, až 45 % hmota, jednosložkového polyuretanového lepidla vytvrzujícího vlhkostí, vyznačující se tím, že tepelně izolační jádro (4) je jednak oboustranně opláštěno nalepenou nanovlákennou membránou (3) z polymemích nanovláken a jednak oboustranně opatřeno geopolymemí vrstvou (1) o měrné hmotnosti od 300 kg.m-3 do 1000 kg.m-3 ve vrstvě od 5 mm do 15 mm, přičemž mezi nanovlákennou membránu (3) a geopolymemí vrstvu (1) je alespoň z jedné strany tepelně izolačního plošného panelu fixována alespoň jedna plošná textilie (2) z čedičových, skleněných nebo uhlíkových mikrovláken o velikosti ok od 10 mm do 30 mm.A breathable thermal insulation panel with fire protection, comprising a thermal insulation core (4) consisting of a compressed and cured mixture comprising 5% by weight, up to 70% by weight, cereal chaff, 5% by weight, up to 70% by weight, polyurethane particles and 5% mass, up to 45% by weight, of a one-component moisture-curing polyurethane adhesive, characterized in that the thermal insulation core (4) is coated on both sides with an adhered nanofiber membrane (3) of polymeric nanofibers and on both sides with a geopolymer layer (1) 300 kg.m -3 to 1000 kg.m -3 in a layer from 5 mm to 15 mm, wherein at least one fabric is fixed between the nanofiber membrane (3) and the geopolymer layer (1) on at least one side of the thermal insulation panel ( 2) of basalt, glass or carbon microfibers with a mesh size of 10 mm to 30 mm. 2. Prodyšný tepelně izolační plošný panel podle nároku 1, vyznačující se tím, že geopolymemí vrstva (1) je napěněna a alespoň jedna plošná textilie (2) z čedičových, skleněných nebo uhlíkových mikrovláken o velikosti ok od 10 mm do 30 mm je pevně ukotvena v geopolymemí vrstvě (1).Breathable thermal insulation panel according to claim 1, characterized in that the geopolymer layer (1) is foamed and at least one fabric (2) of basalt, glass or carbon microfibres with a mesh size of 10 mm to 30 mm is firmly anchored in the geopolymic layer (1).
CZ2019-117A 2019-02-28 2019-02-28 Breathable thermal insulation panel with fire protection CZ308423B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-117A CZ308423B6 (en) 2019-02-28 2019-02-28 Breathable thermal insulation panel with fire protection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019-117A CZ308423B6 (en) 2019-02-28 2019-02-28 Breathable thermal insulation panel with fire protection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2019117A3 CZ2019117A3 (en) 2020-08-12
CZ308423B6 true CZ308423B6 (en) 2020-08-12

Family

ID=71949544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019-117A CZ308423B6 (en) 2019-02-28 2019-02-28 Breathable thermal insulation panel with fire protection

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ308423B6 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998035811A1 (en) * 1997-02-17 1998-08-20 Ricegrowers' Co-Operative Limited Continuous extrusion process using organic waste materials
JP2002361612A (en) * 2001-06-08 2002-12-18 Japan Blower Industrial Co Ltd Building material containing bamboo as main component
WO2003102319A1 (en) * 2002-06-03 2003-12-11 Chong Hak Tay A fire resistant insulation material
EP2177489A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-21 Inge Höhn Construction material with filler of vegetable origin
US20110258964A1 (en) * 2008-12-30 2011-10-27 Shuhuan Wu Composite Thermal Insulation Wall Body of a Building
WO2012091557A1 (en) * 2010-12-31 2012-07-05 Holland Composites Innovation B.V. Composite materials and shaped articles

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998035811A1 (en) * 1997-02-17 1998-08-20 Ricegrowers' Co-Operative Limited Continuous extrusion process using organic waste materials
JP2002361612A (en) * 2001-06-08 2002-12-18 Japan Blower Industrial Co Ltd Building material containing bamboo as main component
WO2003102319A1 (en) * 2002-06-03 2003-12-11 Chong Hak Tay A fire resistant insulation material
EP2177489A1 (en) * 2008-09-29 2010-04-21 Inge Höhn Construction material with filler of vegetable origin
US20110258964A1 (en) * 2008-12-30 2011-10-27 Shuhuan Wu Composite Thermal Insulation Wall Body of a Building
WO2012091557A1 (en) * 2010-12-31 2012-07-05 Holland Composites Innovation B.V. Composite materials and shaped articles

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2019117A3 (en) 2020-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Abu-Jdayil et al. Traditional, state-of-the-art and renewable thermal building insulation materials: An overview
FI123952B (en) Coating and method of manufacture
JP6936798B2 (en) Acoustic prepregs, cores and composites, and how to use them
KR20160055873A (en) Prepregs, cores, composites and artices including repellent materials
CN110306711A (en) Multilayer ceiling brick
KR101372797B1 (en) Incombustible and breathable reflective insulation materials with easy installing
KR102222964B1 (en) The manufacturing method of semi-inflammable interior panel and the interior panel manufactured by the method
JPH1187978A (en) Incombustible radio wave absorber
FI126778B (en) Insulating board and method of making it
KR20170114930A (en) Core materials for building and method for manufacturing the same
KR101164580B1 (en) Manufacturing method for super light silica aerogel cerment mortar having insulating, water proofing, refractory characteristics
WO2013177800A1 (en) Thermal insulation and sound absorption material and method for manufacture thereof
CN210507870U (en) Heat-insulating board based on new material
CZ308423B6 (en) Breathable thermal insulation panel with fire protection
KR101974039B1 (en) Organic-inorganic hybrid materials for reducing the floor noise and manufacturing method of the same
CN112238659A (en) Flexible waterproof coiled material modified vertical-filament rock wool board and manufacturing process thereof
JP2021536396A (en) Composite product with variable basis weight and uniform thickness
CN215054806U (en) Anti-microbial anti-cracking gypsum board
KR20190136376A (en) Nonflammable composite insulation board
KR101287380B1 (en) Breathable reflective insulation materials with incombustibility
Darwish et al. Housing retrofit for energy efficiency: utilizing modular date palm midribs claddings to enhance indoor thermal comfort
KR20150056218A (en) Low-e insulation with incombustibility
JP2010241667A (en) Inorganic lightweight insulating board material
US20060014455A1 (en) Sound absorbing article
KR101903363B1 (en) Manufacturing method of eco-friendly bti heat insulating materials