DE202010018433U1 - Verbundlaminat für eine thermische und akustische Isolierdecke - Google Patents

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Abstract

Ein Verbundlaminat, das der Reihe nach umfasst: (a) eine polymere Feuchtigkeitssperre mit einer Dicke von 6,0 bis 25,0 Mikrometer und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, (b) eine Schicht aus anorganischen Plättchen mit einer Dicke von 7,0 bis 76,0 Mikrometer und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, wobei die Plättchen ein Aspektverhältnis von 100 bis 20000 besitzen, und (c) eine Thermoplastfolienschicht mit einer Dicke von nicht größer als 10 Mikrometer, einer mittleren Reißdehnung von nicht größer als 150% und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung umfasst schwerentflammbare thermische Verbundlaminate. Die Erfindung umfasst auch die Verwendung des Verbundlaminats in einer thermischen und akustischen Decke, wie sie in einem Flugzeugrumpf oder einer Turbinenmotorverkleidung anzutreffen sein könnte.
  • 2. Hintergrund der Erfindung
  • Das US-Patent 6,322,022 von Fay et al. offenbart durchbrandresistente Systeme für das Transportwesen, insbesondere für Flugzeuge.
  • Das US-Patent 6,670,291 von Tomkins und Vogel-Martin beschreibt ein Laminatschichtmaterial für Feuerschutzanwendungen.
  • Es besteht weiterhin ein Bedarf an thermischen und akustischen Decken für Flugzeugstrukturen mit verringertem Gewicht und verbessertem Widerstand gegen Flammenausbreitung.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft ein Verbundlaminat, das der Reihe nach umfasst: (a) eine polymere Feuchtigkeitssperre mit einer Dicke von 6,0 bis 25,0 Mikrometer und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, (b) eine Schicht aus anorganischen Plättchen mit einer Dicke von 7,0 bis 76,0 Mikrometer und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, wobei die Plättchen, die durch die Plättchenschicht umfasst sind, ein Aspektverhältnis von 100 bis 20000 besitzen, und (c) eine Thermoplastfolienschicht mit einer Dicke von nicht größer als 25 Mikrometer, einer mittleren Reißdehnung von nicht größer als 150% und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0. Die Erfindung betrifft auch eine thermische und akustische Isolierdecke, umfassend einen anorganischen oder organischen Kern, der von dem obigen Verbundlaminat umschlossen ist, wobei die Thermoplastfolienschicht des Verbundlaminates den Kern kontaktiert und einkapselt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein schematischer Querschnitt durch ein durchbrandresistentes Verbundlaminat dieser Erfindung.
  • 2 ist ein schematischer Querschnitt durch eine thermische und akustische Decke, die ein durchbrandresistentes Verbundlaminat dieser Erfindung enthält.
  • 3 ist eine schematische Darstellung der für den Durchbrenntest verwendeten Ausrüstung.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • 1 zeigt einen Schnitt durch ein durchbrandresistentes Verbundlaminat 10, das eine polymere Feuchtigkeitssperre 11, eine Schicht 12 aus anorganischen Plättchen und eine Thermoplastfolienschicht 13 umfasst.
  • Feuchtigkeitssperre
  • Mit „Feuchtigkeitssperre” ist gemeint, dass die Polymerschicht nicht in der Lage ist, Flüssigkeiten passieren zu lassen, jedoch in gewissem Umfang in der Lage ist, Dampf passieren zu lassen. Typischerweise besitzt ein 25 Mikrometer dicker Probenkörper des Sperrmaterials beim Test mittels des Wasserverfahrens nach ASTM E96/E 96M-05 eine Wasserdampfdurchlässigkeit von nicht mehr als 60 g/(m2·24 h). Eine zusätzliche Bedingung ist, dass die Sperre die UL94-Brennbarkeitsklasse V-0 besitzen sollte. Die Brennbarkeitsklassifizierung nach UL94 ist ein Underwriters-Laboratory-Test, The Standard for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances, welcher die Neigung eines Materials misst, die Flamme entweder zu löschen oder auszubreiten, nachdem der Probenkörper entzündet wurde. V-0 bedeutet, dass das Material in vertikaler Position getestet wird und innerhalb von zehn Sekunden nach dem Entfernen der Zündquelle selbstverlöschend ist. Eine weitere Bedingung für die Feuchtigkeitssperre ist, dass sie eine Dicke im Bereich von 6,0 bis 25 Mikrometer besitzen sollte. Vorzugsweise sollte die Dicke im Bereich von 6,0 bis 20,0 Mikrometer liegen, und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 6 bis 10 Mikrometer. Die Sperrschicht verleiht darüber hinaus dem Laminat mechanische Festigkeit und Steifigkeit und schützt die Schicht aus anorganischen Plättchen. Bevorzugte Folienmaterialien sind Fluorpolymer, Polyimid, Polyetheretherketon (PEEK) und Polyetherketonketon (PEKK), die alle im Handel erhältlich sind. Ein geeignetes Fluorpolymer ist von E. I. du Pont de Nemours, Wilmington, DE unter der Handelsbezeichnung Tedlar erhältlich. Die Oberfläche der Sperrschicht, die mit der Schicht aus anorganischen Plättchen in Kontakt steht, kann gegebenenfalls behandelt werden, um die Benetzbarkeit und/oder Adhäsion mit der Schicht aus anorganischen Plättchen zu verbessern. Geeignete Oberflächenbehandlungsverfahren sind u. a., ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Corona-Ätzen und Waschen mit Kupplungsmitteln wie beispielsweise Ammonium-, Phosphonium- oder Sulfoniumsalzen. Die Außenfläche der Sperrschicht, d. h. die Oberfläche, die nicht mit der Schicht aus anorganischen Plättchen in Kontakt steht, kann gegebenenfalls mit Polytetrafluorethylen (PTFE) beschichtet sein, oder sie kann metallisiert sein.
  • Plättchenschicht
  • Die Dicke eines einzelnen Plättchens reicht typischerweise von etwa 5 Angström bis etwa 5000 Angström, vorzugsweise von etwa 10 Angström bis etwa 4.200 Angström. Der Mittelwert der maximalen Breite eines Plättchens reicht typischerweise von etwa 10000 Angström bis etwa 30000 Angström. Das Aspektverhältnis eines einzelnen Plättchens liegt typischerweise im Bereich von 100 bis 20000.
  • Bei einer Ausführungsform dieser Erfindung enthält die Schicht aus anorganischen Plättchen 100% Plättchen, d. h. es liegt kein Trägermaterial wie z. B. ein Harz, Haftmittel, Gewebe oder Papier vor. Es kann jedoch etwas restliches Dispersionsmittel enthalten sein, das von einer unvollständigen Trocknung der Plättchendispersion herrührt.
  • Bei einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung ist ein leichtes weitmaschiges Fabric Scrim (Gitterstoff, Gittergewebe oder Gelege) in die Schicht aus anorganischen Plättchen eingebettet oder wird auf diese gelegt, um der Schicht zusätzliche mechanische Festigkeit zu verleihen. Das Scrim kann aus natürlichen, organischen oder anorganischen Fasern bestehen, wobei Fasern aus Glas, Baumwolle, Nylon oder Polyester typische Beispiele sind. Ein Glasfaser-Scrim ist zum Einbetten in die Plättchenschicht besonders bevorzugt. Das Scrim kann eine Web- oder Strickstruktur besitzen und hat ein typisches Flächengewicht von nicht mehr als 40 Gramm pro Quadratmeter. Das Scrim wird in die Plättchenschicht gelegt entweder nachdem die Feuchtigkeitssperrschicht mit dem Plättchenmaterial beschichtet wurde oder während die Feuchtigkeitssperrschicht mit dem Plättchenmaterial beschichtet wird.
  • Eine Bedingung ist, dass die Dicke der Plättchenschicht, ohne Scrim, 7,0 bis 76 Mikrometer und vorzugsweise 7,0 bis 50 Mikrometer beträgt. Eine weitere Bedingung ist, dass die Plättchenschicht die UL94-Brennbarkeitsklasse V-0 besitzt. Die Funktion der Plättchenschicht, in der benachbarte Plättchen überlappen, ist, eine für Flammen und heißes Gas undurchdringbare Sperrschicht bereitzustellen. Die anorganischen Plättchen können aus Ton wie z. B. Montmorillonit, Vermiculit, Glimmer, Talk und Kombinationen davon bestehen. Vorzugsweise sind die Plättchen aus anorganischem Oxid bei etwa 600°C, vorzugsweise bei etwa 800°C und ganz besonders bevorzugt bei etwa 1000°C stabil (d. h. sie brennen, schmelzen oder zersetzen sich nicht). Vermiculit ist das bevorzugte Plättchenmaterial für diese Erfindung. Vermiculit ist ein glimmerartiges hydratisiertes Magnesiumalumosilikat-Mineral, das in der Natur als Mehrschichtkristall vorkommt. Vermiculit umfasst, in (Trocken-)Gewichtsprozent auf theoretischer Oxidbasis ausgedrückt, typischerweise etwa 38–46% SiO2, etwa 16–24% MgO, etwa 11–16% Al2O3, etwa 8–13% Fe2O3 und als Rest im Allgemeinen Oxide von K, Ca, Ti, Mn, Cr, Na und Ba. „Geblähter” Vermiculit bedeutet Vermiculit, der chemisch oder mit Wärme behandelt wurde, um ihn zu expandieren und die Kristallschichten zu trennen, wodurch Vermiculit-Plättchen mit einem hohen Aspektverhältnis erhalten werden. Geeignete Vermiculit-Materialien sind von W. R. Grace in Cambridge, MA, unter den Handelsnamen MicroLite 963 und MicroLite HTS-XE erhältlich.
  • Folienschicht
  • Es ist eine Bedingung, dass die Thermoplastolienschicht eine Dicke von nicht größer als 25 Mikrometer besitzt. In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Thermoplastfolienschicht eine Dicke von nicht größer als 15 Mikrometer. Besonders bevorzugt ist die Dicke nicht größer als 10 Mikrometer. Eine zusätzliche Bedingung ist, dass die Thermoplastfolienschicht auch die UL94-Brennbarkeitsklasse V-0 besitzt. Eine weitere Bedingung für diese Folienschicht ist, dass die mittlere Reißdehnung der Folie nicht größer als 150% und vorzugsweise nicht größer als 125% beträgt. Mit „mittlerer Dehnung” meinen wir den Mittelwert der Dehnung, gemessen in der Maschinenrichtung und in der Querrichtung, welche eine Richtung orthogonal zur Maschinenrichtung ist. Vorzugsweise muss die Folienschicht auch erweichbar sein. Mit „Erweichen” meinen wir, dass die Folienschicht ausreichend erweichen kann, um sich an eine andere Thermoplastfolienschicht binden zu können, ohne dabei vollständig zu schmelzen. Bevorzugte Thermoplaste sind Polyketon, Polyimid, Polysulfon, Polyarylensulfid, Fluorpolymere, Flüssigkristallpolymere und Polycarbonat. Beispiele für Polyketon sind Polyetheretherketon (PEEK) und Polyetherketonketon (PEKK). Polyethersulfon und Polyphenylsulfon sind Beispiele für Polysulfon. Poly(p-phenylensulfid) ist ein geeignetes Polyarylensulfid zur Verwendung bei dieser Erfindung. Polyvinylfluorid (PVF) und Polyvinylidenfluorid (PVDF) sind Beispiele für geeignete Fluorpolymere. Polyarylat ist ein Beispiel für ein geeignetes Flüssigkristallpolymer. Einige dieser Folien können auch mit einem zweiten Polymermaterial beschichtet sein. Zum Beispiel kann eine Polyimidfolie, Kapton®, mit fluoriertem Ethylenpropylen, FEP, beschichtet und bei dieser Erfindung verwendet werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Feuchtigkeitssperrmembranschicht Polyimid, und die Thermoplastfolienschicht ist PEKK.
  • Akustische Decke
  • Das oben beschriebene Verbundlaminat kann als eine Komponente in einer thermischen und akustischen Isolierdecke verwendet werden. Eine thermische und akustische Isolierdecke dieser Erfindung umfasst:
    • (a) einen anorganischen oder organischen Kern mit einer Selbstverlöschungszeit von nicht mehr als 10 Sekunden und einer maximalen Brandlänge von nicht mehr als 102 mm beim Test gemäß BSS7230 Methode F1,
    • (b) ein Verbundlaminat, welches das Kernmaterial umgibt, wobei das Laminat ferner umfasst: (1) eine polymere Feuchtigkeitssperre mit einer Dicke von 6,0 bis 25,0 Mikrometer und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, (2) eine Schicht aus anorganischen Plättchen mit einer Dicke von 7,0 bis 76,0 Mikrometer und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, wobei die Plättchen, die durch die Plättchenschicht umfasst sind, ein Aspektverhältnis von 100 bis 20000 besitzen, und (3) eine Thermoplastfolienschicht mit einer Dicke von nicht größer als 25 Mikrometer, einer mittleren Reißdehnung von nicht mehr als 150% und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, wobei die Thermoplastfolienschicht des Verbundlaminats den Kern kontaktiert und einkapselt.
  • 2 zeigt einen Schnitt durch eine thermische und akustische Decke 20, die zur Verwendung in einem Flugzeugrumpf geeignet ist, umfassend ein Kernmaterial 14, das von einem durchbrandresistenten Verbundlaminat eingekapselt ist, wobei das Verbundlaminat der Reihe nach umfasst: eine Thermoplastfolienschicht 13, die mit dem Kern in Kontakt steht, eine Schicht 12 aus anorganischen Plättchen und eine Feuchtigkeitssperre 11, welche die Außenfläche des Laminats bildet. Die Decke liegt an der Innenverkleidung eines Flugzeugrumpfes an.
  • Es ist eine Bedingung, dass der Kern 14 die folgenden Anforderungen an die Entzündbarkeit erfüllt. In einem vertikalen Test (mit 60-sekündiger Entzündung) gemäß der Federal Aviation Regulation, Section 25, Appendix F, Part1, muss der Kern in nicht mehr als 10 Sekunden selbstverlöschend sein und muss eine maximale Brandlänge von nicht mehr als 102 mm besitzen. In einem 45-Grad-Winkel-Test gemäß BSS7230 darf die Selbstverlöschungszeit nicht mehr als 5 Sekunden betragen, und das Nachglimmen darf nicht länger als 10 Sekunden dauern.
  • Der Kern kann ein Schaum oder ein organisches oder anorganisches Fasermaterial sein. Ein geeignetes Schaummaterial ist Polyimid, das unter dem Handelsnamen INSULMIDE von Johns Manville Insulations Group, Denver, CO, oder SOLIMIDE von Inspec Foams, Allen, TX, erhältlich ist. Geeignete nichtmetallische Fasern sind u. a., ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Glasfasern, Aramidfasern, Fasern aus kristalliner Oxidkeramik (einschließlich Quarz), Siliziumnitridfasern, Siliziumcarbidfasern, oxidierte Polyacrylnitrilfasern, Kohlefasern und Kombinationen davon.
  • Glasfaser ist ein bevorzugtes Material, wobei E-Glas, ein Borosilikatglas mit niedrigem Alkaligehalt, besonders geeignet ist. Oxidkeramikmaterialien sind typischerweise Metalloxide, die durch Wärmeeinwirkung konsolidiert wurden. Als „Oxidkeramikfasern” wird allgemein ein Klasse von Fasern bezeichnet, die typischerweise ein oder mehrere Oxide von Aluminium, Silizium und Bor enthalten. Es können auch viele andere Additive (z. B. Oxide von Natrium, Calcium, Magnesium und Phosphor) in den Fasern vorliegen, wenngleich die Fasern hauptsächlich Metalloxide enthalten. Typischerweise sind die Oxidkeramikfasern kristalline Keramiken und/oder eine Mischung aus kristalliner Keramik und Glas (d. h. eine Faser, die sowohl kristalline keramische als auch Glasphasen enthält). Bevorzugte Oxidkeramikfasern sind Alumosilikat-, Alumo-Borosilikat- und Aluminiumoxidfasern, und sie können in Form von Garnen oder in Form von Stapelfasern vorliegen. Die bevorzugte Form für nichtmetallische Fasern ist ein Vlies (eine Wattierung), d. h. eine weiche, voluminöse Ansammlung von üblicherweise kardierten Fasern. Vliese besitzen eine typische Dichte im Bereich von 5,5 bis 24,0 kg/m3. Ein geeignetes Glasvlies ist unter der Handelsbezeichnung MICROLITE AA von Johns Manville OEM Insulations Division, Denver, CO, erhältlich. Der Kern kann mehr als eine Materialschicht umfassen. Die Materialien in verschiedenen Schichten des Kerns müssen nicht identisch sein.
  • Der Kern ist vom Verbundlaminat eingekapselt. Dies wird durch Umwickeln des Kerns 14 mit dem Verbundlaminat erreicht, so dass die Thermoplastfolienschicht 13 am Kern anliegt. Das Verbundlaminat wird einer Wärmebehandlung unterworfen, die ausreicht, um die beiden Thermoplastfolienschichten teilweise zu erweichen und miteinander zu verschmelzen, wie es bei 15 in 2 gezeigt ist. Die Thermoplastfolienschichten auf der Oberseite und der Unterseite des Kerns kapseln somit den Kern an allen seinen vier Rändern ein. Das Teilerweichen kann durch Mittel wie Heizpistolen oder Ultraschallbonden erfolgen. Die relative Mengen an Kern- und Laminatmaterialien können angepasst werden, um speziellen Anforderungen an die thermische und akustische Decke gerecht zu werden, das allgemeine Ziel ist jedoch, die erforderlichen Flammschutz- und Lärmschutznormen bei geringstmöglichem Gewicht der Decke zu erfüllen. Die äußere Feuchtigkeitssperrschicht der Deckenkonstruktion minimiert die Feuchtigkeitsaufnahme und somit die Gewichtszunahme der Decke während ihres Einsatzes. Das Verbundlaminat stattet die Deckenkonstruktion mit einer Flammenausbreitungssperre aus.
  • Testverfahren
  • Die Durchbrennzeit wurde mit einem modifizierten Thermal-Protective-Performance(TPP)-Gerät wie in Abschnitt 8.2 von NFPA 2112: Standard on Flame-Resistant Garments for Protection of Industrial Personnel Against Flash Fire, Ausgabe 2007, angegeben gemessen. Dies ist auch näher in 3 erklärt. Das TPP-Gerät, das allgemein als 30 gezeigt ist, umfasst zwei Meeker-Brenner 35, die in 45-Grad-Winkeln zur Vertikale angeordnet sind und Flammen erzeugen, die sich kreuzen und auf den Probenkörper 31 treffen. Zusätzlich ist eine Reihe mit Quarzrohren 37 vorhanden, die Strahlungswärme erzeugt. Der Probenkörper wird durch Träger 33 in Position gehalten. Ein 9,5-mm-Luftzufuhrrohr 36 aus Kupfer ermöglicht das Hindurchströmen von etwa 20 Litern Luft pro Minute durch die Flamme und sorgt daher für einen Massenstromdruck unterhalb des Probenkörpers. Dies ermöglicht die Simulation des in der Federal Aviation Regulation (FAR) 25.856(b) angegebenen Massenflusses. Die Versorgung der Brenner mit Propan wurde auf 5,0 Liter pro Minute eingestellt, um einen Gesamtwärmefluss am Probenkörper von 2,3 cal/cm2-sec. bei Temperaturen von über 1000°C zu ergeben. Eine wassergekühlte Verschlussklappe 34 verhindert, dass Flammen und Wärme den Probenkörper erreichen, bis der Test gestartet werden kann, wobei dann die Verschlussklappe entfernt wird. Die Probenkörper wurden der Wärme und den Massenflüssen ausgesetzt, bis sich im Probenkörper ein Loch ausbildete, wobei an diesem Punkt die Zeit als die Durchbrennzeit notiert wurde und der Test beendet wurde.
  • Beispiele
  • In den folgenden Beispielen sind, sofern nicht anders angegeben, alle Angaben zu Teilen und Prozenten auf das Gewicht bezogen, und alle Grad-Angaben bedeuten Grad Celsius. Die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Beispiele sind durch Zahlenwerte gekennzeichnet. Kontroll- oder Vergleichsbeispiele sind durch Buchstaben gekennzeichnet. Die Daten und Testergebnisse, welche die Vergleichsbeispiele und die Beispiele der Erfindung betreffen, sind in Tabelle 1 angegeben.
  • Beispiel A war ein 127-Mikrometer dickes Muster des Papiers Nomex® Typ 418TM mit einem Flächengewicht von 149 g/m2. Nomex® Typ 418TM ist ein Papier, das hergestellt wird durch Vermischen von etwa 50% Glimmerblättchen mit kurzen Fasern (Floc) und filmartigen Partikeln (Fibriden) eines synthetischen m-Aramid-Polymers, gefolgt von Kalandrieren des Papiers bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck. Nomex® Typ 418TM-Papier ist von E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE, erhältlich. Die Verwendung von Nomex® Typ 418TM als durchbrandresistentes Sperrpapier bei Anwendungen von thermischen Decken in Flugzeugen ist ferner in den US-Patenten 6,627,561 und 6,670,291 sowie in der PCT-Patentanmeldung WO 2006/028666 beschrieben. Drei Proben dieses Papiers wurden dem Durchbrenntest unterworfen und ergaben Brennzeiten im Bereich von 1,05 bis 2,28 Minuten mit einer mittleren Brennzeit von 1,61 Minuten. Die Zeiten für das Testende waren identisch mit den Durchbrennzeiten. Die Qualität eines getesteten Papiers erfüllt die Anforderungen von FAR 25.856(b).
  • Beispiel 1 wurde auf folgende Weise hergestellt. Eine 7,6 Mikrometer dicke Lage aus Polyimidfolie, die unter der Handelsbezeichnung Kapton von DuPont erhältlich ist, wurde als Feuchtigkeitssperre verwendet. Die Polyimidfolie hatte ein Flächengewicht von 12,2 g/m2. Eine wässrige Dispersion von MicroLite®-963-Vermiculit-Plättchen wurde wie erhalten verwendet und damit die Polyimidfolie beschichtet, wofür ein einstellbarer Mikrometerfolien-Applikator der Paul N. Gardner Company Inc., Pompano Beach, FI, verwendet wurde. Die beschichtete Vermiculitfolie wurde über Nacht bei Raumtemperatur getrocknet, um restliches Dispersionsmittel zu entfernen. Die Vermiculitschicht hatte ein Flächengewicht von 37,9 g/m2. Eine 6,0 Mikrometer dicke Schicht aus PEKK mit einem Flächengewicht von 9,2 g/m2 und einer mittleren Reißdehnung von 120% wurde als Thermoplastfolienschicht verwendet und wurde auf die Vermiculitschicht gelegt. Der zusammengefügte Verbund wurde dann 40 Sekunden lang in eine Presse bei einer Temperatur von 180°C gegeben, um die Schichten miteinander zu einem Laminat mit einem Gewicht von 59,3 g/m2 zu konsolidieren. Das konsolidierte Verbundlaminat wurde dem Durchbrenntest unterworfen. Als der Test nach 5 Minuten abgebrochen wurde, war kein Durchbrand festzustellen. Das Gewicht des Verbundlaminats betrug nur 40% von dem der Nomex® Typ 418TM-Vergleichsprobe, hatte jedoch einen weitaus besseren Durchbrandwiderstand.
  • Beispiel 2 wurde auf folgende Weise hergestellt. Eine 6,0 Mikrometer dicke Schicht aus PEKK mit einem Flächengewicht von 9,2 g/m2 wurde als Feuchtigkeitssperre verwendet. Wie in Beispiel 1 wurde die PEKK-Folie mit MicroLite®963-Plättchen beschichtet. Die beschichtete Folie wurde über Nacht bei Raumtemperatur getrocknet, um restliche Spuren von Dispersionsmittel zu entfernen. Die Vermiculitschicht hatte ein Flächengewicht von 51,1 g/m2. Eine 6,0 Mikrometer dicke Schicht aus PEKK mit einem Flächengewicht von 9,2 g/m2 und einer mittleren Reißdehnung von 120% wurde als Thermoplastfolienschicht verwendet und wurde auf die Vermiculitschicht gelegt. Der zusammengefügte Verbund wurde dann 40 Sekunden lang in eine Presse bei einer Temperatur von 180°C gegeben, um die Schichten miteinander zu einem Laminat mit einem Gewicht von 69,5 g/m2 zu konsolidieren. Das konsolidierte Verbundlaminat wurde dem Durchbrenntest unterworfen. Als der Test nach 5 Minuten abgebrochen wurde, war kein Durchbrand festzustellen. Das Gewicht des Verbundlaminats betrug nur 47% von dem der Nomex® Typ 418TM-Vergleichsprobe, hatte jedoch einen weitaus besseren Durchbrandwiderstand. Tabelle 1
    Beispiel Laminat Durchbrennzeit Ende des Tests,
    Beschreibung (min) Zeit (min)
    A 127 Mikrometer 1,61 1,61
    Nomex® Typ 418TM
    @ 149 g/m2
    1 59,3 g/m2 Kein Durchbrand 5
    Verbund aus
    Kapton®, Vermiculit
    und PEKK
    2 69,5 g/m2 Kein Durchbrand 5
    Verbund aus
    PEKK, Vermiculit
    und PEKK
  • Es ist vorgesehen, dass das Verbundlaminat des Beispiels 1 oder 2 mit einem Kern aus Fieberglasvlies, wie z. B. einer 25,4 mm dicken Microlite®-AA-Platte mit einer Dichte von 6,7 kg/m3, kombiniert werden kann. Bei einer solchen Kombination wird eine Verbundlaminatbahn über beide Außenflächen des Vlieses gelegt, so dass die Thermoplastfolienschicht des Laminats den Außenflächen des Vlieses benachbart ist und mit diesen in Kontakt steht. Ferner haben die Verbundlaminate eine größere Fläche als das Vlies und reichen über die vier Ränder des Vlieses hinaus. Das Vlies wird durch Zusammenquetschen der über das Vlies hinausreichenden Enden der Verbundlaminate eingekapselt, und durch Anwenden von Wärme in der Quetschzone, um die beiden Laminate zu erweichen und miteinander zu verschmelzen, wird das Vlies eingekapselt.
  • Es ist auch vorgesehen, dass das Verbundlaminat des Beispiels 1 oder 2 mit einem Kern aus Polyimidschaum, wie z. B. einer 25,4 mm dicken Solimide®-TA-301-Platte mit einer Dichte von 6,4 kg/m3, kombiniert werden kann. Bei einer solchen Kombination wird eine Verbundlaminatbahn über beide Außenflächen des Schaums gelegt, so dass die Thermoplastfolienschicht des Laminats den Außenflächen des Schaums benachbart ist und mit diesen in Kontakt steht. Ferner haben die Verbundlaminate eine größere Fläche als der Schaum und reichen über die vier Ränder des Schaums hinaus. Der Schaum wird durch Zusammenquetschen der über den Schaum hinausreichenden Enden der Verbundlaminate eingekapselt, und durch Anwenden von Wärme in der Quetschzone, um die beiden Laminate zu erweichen und miteinander zu verschmelzen, wird der Schaum eingekapselt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (26)

  1. Ein Verbundlaminat, das der Reihe nach umfasst: (a) eine polymere Feuchtigkeitssperre mit einer Dicke von 6,0 bis 25,0 Mikrometer und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, (b) eine Schicht aus anorganischen Plättchen mit einer Dicke von 7,0 bis 76,0 Mikrometer und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, wobei die Plättchen ein Aspektverhältnis von 100 bis 20000 besitzen, und (c) eine Thermoplastfolienschicht mit einer Dicke von nicht größer als 10 Mikrometer, einer mittleren Reißdehnung von nicht größer als 150% und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0.
  2. Das Verbundlaminat nach Anspruch 1, wobei die Schicht aus anorganischen Plättchen eine Dicke von 7,0 bis 50 Mikrometer besitzt.
  3. Ein Verbundlaminat, das der Reihe nach umfasst: (a) eine polymere Feuchtigkeitssperre mit einer Dicke von 6,0 bis 25,0 Mikrometer und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, (b) eine Schicht aus anorganischen Plättchen mit einer Dicke von 7,0 bis 50 Mikrometer und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, wobei die Plättchen ein Aspektverhältnis von 100 bis 20000 besitzen, und (c) eine Thermoplastfolienschicht mit einer Dicke von nicht größer als 25 Mikrometer, einer mittleren Reißdehnung von nicht größer als 150% und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0.
  4. Das Verbundlaminat nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Feuchtigkeitssperre eine Dicke von 6,0 bis 10 Mikrometer besitzt.
  5. Das Verbundlaminat nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die Feuchtigkeitssperre ein Polymer enthält, wobei das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fluorpolymer, Polyimid, Polyetheretherketon und Polyetherketonketon.
  6. Das Verbundlaminat nach Anspruch 5, wobei die Feuchtigkeitssperre Polyimid oder Polyetherketonketon enthält.
  7. Das Verbundlaminat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Außenfläche der Feuchtigkeitssperre metallisiert ist.
  8. Das Verbundlaminat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Schicht aus anorganischen Plättchen Plättchen enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ton, Vermiculit, Glimmer, Talk und Kombinationen davon.
  9. Das Verbundlaminat nach Anspruch 8, wobei die Schicht aus anorganischen Plättchen Vermiculit enthält.
  10. Das Verbundlaminat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Thermoplastfolie Polymer enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyketon, Polyimid, Polysulfon, Polyarylensulfid, Fluorpolymer, Flüssigkristallpolymer und Polycarbonat.
  11. Das Verbundlaminat nach Anspruch 10, wobei die Thermoplastfolie Polymer enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyetheretherketon, Polyetherketonketon, Polyetherimid, Polyethersulfon, Polyphenylsulfon, Polyp-phenylensulfid), Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid und Polyarylat.
  12. Das Verbundlaminat nach Anspruch 11, wobei die Thermoplastfolie Polyetherketonketon enthält.
  13. Eine thermische und akustische Isolierdecke, umfassend: (a) einen anorganischen oder organischen Kern mit einer Selbstverlöschungszeit von nicht mehr als 10 Sekunden und einer maximalen Brandlänge von nicht mehr als 102 mm beim Test gemäß BSS7230 Methode F1, (b) ein Verbundlaminat, welches das Kernmaterial umgibt, wobei das Laminat ferner umfasst: (1) eine polymere Feuchtigkeitssperre mit einer Dicke von 6,0 bis 25,0 Mikrometer und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, (2) eine Schicht aus anorganischen Plättchen mit einer Dicke von 7,0 bis 76,0 Mikrometer und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, wobei die Plättchen ein Aspektverhältnis von 100 bis 20000 besitzen, und (3) eine Thermoplastfolienschicht mit einer Dicke von nicht größer als 10 Mikrometer, einer mittleren Reißdehnung von nicht mehr als 150% und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, wobei die Thermoplastfolienschicht des Verbundlaminats den Kern kontaktiert und einkapselt.
  14. Die Decke nach Anspruch 13, wobei die Schicht aus anorganischen Plättchen eine Dicke von 7,0 bis 50 Mikrometer besitzt.
  15. Eine thermische und akustische Isolierdecke, umfassend: (a) einen anorganischen oder organischen Kern mit einer Selbstverlöschungszeit von nicht mehr als 10 Sekunden und einer maximalen Brandlänge von nicht mehr als 102 mm beim Test gemäß BSS7230 Methode F1, (b) ein Verbundlaminat, welches das Kernmaterial umgibt, wobei das Laminat ferner umfasst: (1) eine polymere Feuchtigkeitssperre mit einer Dicke von 6,0 bis 25,0 Mikrometer und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, (2) eine Schicht aus anorganischen Plättchen mit einer Dicke von 7,0 bis 50 Mikrometer und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, wobei die Plättchen ein Aspektverhältnis von 100 bis 20000 besitzen, und (3) eine Thermoplastfolienschicht mit einer Dicke von nicht größer als 25 Mikrometer, einer mittleren Reißdehnung von nicht mehr als 150% und der UL94-Brennbarkeitsklasse V-0, wobei die Thermoplastfolienschicht des Verbundlaminats den Kern kontaktiert und einkapselt.
  16. Die Decke nach Anspruch 13, 14 oder 15, wobei die Feuchtigkeitssperre eine Dicke von 6,0 bis 10 Mikrometer besitzt.
  17. Die Decke nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei der Kern eine Schicht aus Mineralfaservlies umfasst.
  18. Die Decke nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei der Kern Polymerschaum umfasst.
  19. Die Decke nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei die Feuchtigkeitssperre ein Polymer enthält, wobei das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fluorpolymer, Polyimid, Polyetheretherketon und Polyetherketonketon.
  20. Die Decke nach Anspruch 19, wobei die Feuchtigkeitssperre Polyimid oder Polyetherketonketon enthält.
  21. Die Decke nach einem der Ansprüche 13 bis 20, wobei die Außenfläche der Feuchtigkeitssperre metallisiert ist.
  22. Die Decke nach einem der Ansprüche 13 bis 21, wobei die Schicht aus anorganischen Plättchen Plättchen enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ton, Vermiculit, Glimmer, Talk und Kombinationen davon.
  23. Die Decke nach Anspruch 22, wobei die Schicht aus anorganischen Plättchen Vermiculit enthält.
  24. Die Decke nach einem der Ansprüche 13 bis 23, wobei die Thermoplastfolie Polymer enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyketon, Polyimid, Polysulfon, Polyarylensulfid, Fluorpolymer, Flüssigkristallpolymer und Polycarbonat.
  25. Die Decke nach Anspruch 24, wobei die Thermoplastfolie Polymer enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyetheretherketon, Polyetherketonketon, Polyetherimid, Polyethersulfon, Polyphenylsulfon, Polyp-phenylensulfid), Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid und Polyarylat.
  26. Die Decke nach Anspruch 25, wobei die Thermoplastfolie Polyetherketonketon enthält.
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