FI72078C - Eldfast laminerad skumplastprodukt. - Google Patents

Description

1 72078

Tulenkestävä vaahtomuovitaminaatti Tämä keksintö kohdistuu parantuneen tulenkeston omaaviin laminoituihin tuotteisiin, joissa sisus on jäykkää vaah-5 dotettua muovimateriaalia.

Jäykkiä vaahtoja käytetään niiden epätavallisten hyvien lämpöeritysominaisuuksien vuoksi laajalti rakenneosien valmistamiseen rakennusteollisuudessa. Valitettavasti useimpien jäykkien vaahtojen epäkohtana on niiden tulenarkuus, joka 10 pääasiassa aiheutuu niiden orgaanisesta kemiallisesta rakenteesta. Näiden vaahtojen fysikaalinen rakenne voi lisäksi edistää palon leviämistä.

Laminoituja tuotteita, joiden sisus on jäykkää vaahtoa, voidaan valmistaa jatkuvasti tai yksitellen muotissa tai ke-15 hyksessä. Jatkuva 1aminointimenetelmä käsittää tavallisesti vaahdonmuodostavan muoviseoksen levittämisen yhdelle tai kahdelle päällyslevylle ja toisen levyn saattamisen kosketukseen seoksen kanssa ennen sen kovettumista ja joskus ennen vaahtoamista. Halpuuden ja käsittelyn helppouden vuoksi 20 päällyslevyt ovat sopivasti usein paperia tai alumiinikalvoa, jota voidaan syöttää rullalta. Näistä materiaaleista on kuitenkin tulipalossa ilmeistä haittaa. Paperipäällys on palavaa ja alumiinikalvo voi sulaa ja kuoriutua.

Rakennussäännösten tullessa vaativimmiksi esiintyy 25 kasvavaa tarvetta paremmin palamista vastustavasta jäykkä-vaahtoisesta muovilaminaatista.

Eri tapoja näiden laminaattien palonkestokyvyn parantamiseksi on kokeiltu ja näihin sisältyvät palamista hidastavien aineiden lisääminen itse vaahtoon ja palaessa kupli-30 vien ja hiiltyvien kerrosten sekä palamattomien päällysker-rosten käyttö. Käytettyihin palamattomiin materiaaleihin kuuluvat asbestisementtilevy, teräs, karkaistu lasi, kipsilevy ja perliittilevy. Vaikka nämä materiaalit antavat tulenkestävän päällyksen, puuttuu niiltä taipuisuus ja ovat siten 35 sopimattomia moniin tarkoituksiin ja niiden käyttö on hankalaa laminaattien jatkuvassa valmistuksessa.

2 72078 FR-patenttijulkaisussa 1 386 455 kuvattu seinäverhous-ten valmistukseen käytetttäviä paneeleja, jotka toimivat ääni-ja lämpöeristeinä. Tunnetut paneelit koostuvat kahdesta kerroksesta paisutettua vermikuliittia ja ovat erotetut toisis-5 taan kerroksella jäykkää polyuretaanivaahtoa.

Paisutettua vermikuliittia olevat kerrokset voidaan varustaa päällyslevyillä, jotka voivat olla bitumimateriaa-lilla päällystettyä alumiinia tai anodisoitua alumiinia. Mainitussa FR-patenttijulkaisussa ei ole esitetty paneelien tu-10 lenkesto-ominaisuuksia.

Keksinnön kohteena on tulenkestävä laminoitu tuote, joka käsittää jäykkää vaahtomuovia olevan sisuksen, joka on ainakin osaksi peitetty yhdistelmäkerroksella, joka koostuu vermikuliitista ja metallikalvosta. Keksinnölle on tunnus-15 omaista, että vermikuliittikerros muodostuu delaminoiduista vermikuliittilameHeistä.

Jäykkiin vaahtomuovimateriaaleihin, joita voidaan käyttää keksinnön mukaisia laminoituja esineitä valmistettaessa, voivat kuuluva kaikki alalla aikaisemmin tunnetut materiaa-20 lit. Esimerkkejä näistä materiaaleista ovat polyuretaani, polyisosyanuraatti, polyurea, polyolefiini, polystyreeni, fenoliformaldehydi, epoksi sekä muut polymeerivaahdot.

Termiä "jäykkä vaahto" käyttävät vaahdonvalmistajät yleisesti ja sen valmstusmenetelmät näistä eri materiaaleis-25 ta ovat hyvin tunnettuja.

Erikoisen mielenkiintoisia meille ovat jäykästä polyuretaani- ja jäykästä polyisosyanuraattivaahdosta valmistetut laminaatit ja erikoisesti jatkuvasti valmistetut. Yleen- 3 sä näiden vaahtojen tiheys on alueella 10-80 kg/m . Kui-30 tenkin vaahtoja, joiden tiheys on suurempi, esimerkiksi ar-voon 1000 kg/m asti, voidaan myös suojata vermikuliitti/-metallikalvo-yhdistelmällä; näitä vaahtoja valmistetaan tavallisesti puristimessa tai jäykässä muotissa, esimerkiksi reaktioruiskupuristuksella. Haluttaessa voivat vaahdot 35 sisältää tavanomaisia palamista hidastavia aineita kuten tris(halogenoalkyyli)fosfaatteja, lujittavia kuituja (esimerkiksi lasikuituja tai -säikeitä) ja täyteaineita (esi-

K

3 72078 merkiksi lentotuhkaa, paisutettua perliittiä), joiden pinnalla voi olla hiiltyessään paisuvia aineita.

Palamisessa hiiltyviä ja paisuvia materiaaleja voidaan käyttää myös arkkeina ja voidaan niitä sijoittaa välikerrok-5 siksi laminaatteihin tai osaksi laminaatin päällyskerrosta. Muita päällysmateriaaleja voidaan myös osaksi käyttää.

Termillä vermikuliitti tässä käytettynä tarkoitetaan materiaaleja, jotka mineraloogisesti ja kaupallisesti tunnetaan nimellä vermikuliitti. Termillä "vermikuliittilamelli" 10 tarkoitamme liuskettuneen vermikuliitin osasia, jotka ovat levymäisiä ja joiden sivujen suhde (pituus tai leveys jaettuna paksuudella) on suuri. Niitä voidaan saada liuskoitta-malla kemiallisesti vermikuliittia ja niiden osaskoko on edullisesti pienempi kuin 50 mikrometriä. Näiden osasten pak-15 suus on pienempi kuin 0,5 mikrometriä, tavallisesti pienempi kuin 0,05 ja edullisesti pienempi kuin 0,005 mikrometriä. Niiden sivusuhde on vähintäin 100, edullisesti vähintäin 1000, esimerkiksi 10 000.

Vermikuliittiarkkien muodostaminen turvotetusta vermi-20 kuliitista sen dealminoimisen jälkeen yksittäisten osasten tai lamellien koon pienentämiseksi kolloidisiin mittoihin on esitetty esimerkiksi brittiläisissä patenttijulkaisuissa 1 016 385, 1 076 786 ja 1 119 305 ja erikoisesti käsittelyn alaisissa GB-patenttihakemuksissa 39 510/76 ja 51 425/76.

25 Näissä GB-patenttihakemusissa esitetty menetelmä koh distuu muotoiltujen esineiden, mukaanluettuina arkit, paperit ja kalvot, valmistamiseen vermikuliitista ja se käsittää seuraavat vaiheet: 1. Vermikuliitin turvottamisen saattamalla se kosketuk-30 seen vesiliuoksen kanssa, joka sisältää vähintäin yhtä natriumin, litiumin tai organosubstituoidun ammoniumkationin suolaa, vesipesun seuraamana niin, että malmi turpoaa vähintäin kaksin- edullisesti nelinkertaisesti alkuperäiseen tilavuuteen verrattuna.

35 2. Turvonneen vermikuliitin delaminoinnin kohdistamalla vaiheesta 1 saadun vesisuspension osasiin hiertävä vaikutus, 4 72078 kunnes voidaan saada suspensio, jossa vermikuliittiosasten mitat ovat pienemmät kuin 50 mikrometriä ja jonka suspension flokkuloitu viskositeetti on vähintäin 100 centipoisea.

3. Kaikkien niiden osasten poistaminen suspensiosta, joi-5 den läpimitta on suurempi kuin 50 mikrometriä, edullisesti suurempi kuin 20 mikrometriä.

4. Muotoillun esineen muodostamisen saadusta suspensiosta poistamalla vesi ja muotoilemalla esine kiinteää pintaa vastaan levittämällä sille vermikuliittiosasla suspensiosta.

10 Termillä "flokkuloitu viskositeetti" tarkoitetaan sitä suurinta viskositeettiä, jonka suspensio, flokkuloinnin jälkeen laimealla suolahapolla, sisältäessään korkeintaan 7 painoprosenttia vermikuliittia olevia kiinteitä aineita omaa -1 leikkausopeudella 58 see 15 Tässä menetelmässä saatujen vermikuliittiarkkien pak suus voi olla alueella 0,05 - 0,5 mm.

Esiteltävä keksintö perustuu havaintoon, että vermi-kuliittilamelliosaset levitettyinä suspensiona tai lietteenä metallialustalle ja erikoisesti, jos ne on lajiteltu pois-20 tamalla suurehkot osaset leitteestä, kiinnittyvät lujasti metallipintoihin ja peittävät ne hyvin. Irtautumista taivutettaessa ei esiinny. Yllättävästi vermikuliitin nämä ominaisuudet osoittautuvat olevan aivan ainutlaatuisen silikaat-tikerrosmineraalien joukossa eikä niitä omaa esimerkiksi 25 talkki, kiille, kaoliniitti eikä montmorilloniitti.

Keksinnössä sopivasti käytettävät metallikalvot ovat edullisesti matalassa lämpötilassa sulavia kalvoja, erikoisesti alumiinista ja sen seoksista valmistetut kalvot, vaikka muitakin kalvoja, esimerkiksi rautatyyppisiä, voidaan 30 käyttää. Tavallisesti alumiinin kanssa käytettävät seostus-aineet ovat kupari, magnesium, mangaani, pii, sinkki ja nikkeli. Kromia, titaania, kadmiumia, niobia, seriumia, tinaa, lyijyä, vismuttia, berylliumia, booria, sirkoniumia ja va-naadia voidaan myös käyttää näissä seoskalvoissa.

5 72078

Matalassa lämpötilassa sulavilla kalvoilla tarkoitamme kalvoja, jotka sulavat rakennuksessa tapahtuvan tulipalon muodostamassa lämpötilassa tai sen alapuolella ja se voi olla välillä 800 - 900°C. Täten mukaanluettui-5 na ovat kalvot, jotka sulavat 1000°C alapuolella.

Keksinnön mukaisilla laminaateilla on merkittäviä etuja tulipalossa, jos niitä käytetään rakennuksen seinien tai kattojen vuoraukseen. Useimmat alumiiniseoskalvot esimerkiksi sulavat tulipalon korkeassa lämpötilassa, 10 jos pintalämpötila ylittää 650°C niin, että näistä kalvoista valmistetut pintakerrokset eivät suojaa tehokkaasti laminaatin vaahtosisustaa. Vermikuliittilamelleilla päällystetyt alumiinikalvot muodostavat tulenestokerroksen vaahdolle, jopa vaikka alumiininen pintakalvo sulaa pai-15 kallisesti korkean lämpötilan omaavissa liekeissä.

Rautakalvot muuttuvat erittäin hauraiksi korkea-lämpötilaliekissä niin, että sen käyttö pintamateriaalina sellaisenaan on rajoitettua. Päällystettynä vermikuliitil-la ja erikoisesti kuitulujitetulla vermikuliitilla, kuten 20 seuraavassa esitetään, sen arvo tulenestokerroksena paranee .

Vermikuliittikerros voidaan lujittaa kuitumaisella materiaalilla, joka estää halkeamien muodostumisen yhdistelmään ja parantaa myös sen jäykkyyttä. Poimut poiste-25 taan valmistuksen aikana.

Kuitumaisiin materiaaleihin, joita voidaan käyttää vermikuliittikerroksen lujittamiseen, kuuluvat epäorgaaniset kuidut ja orgaaniset kuidut, sekä luonnosta saadut että synteettiset. Ne voivat olla lyhyitä tai pitkiä 30 kuituja, säikeitä tai lankoja katkottuina, kudottuina harsomaisessa, mattomaisessa tai verkkomaisessa muodossa.

Esimerkkeinä epäorgaanisista kuiduista, joita voidaan käyttää, mainitsemme lasikuidut mukaanluettuna kuidut valmistettuina kalsium-alumiini-borosilikaattilasista 35 (E-lasista), muista laseista kuten kaupallisesti 6 72078 tunnetuista A- ja C-laseista ja erikoislaseista kuten R- ja S-laseista, alumina- ja sirkonikuidut, kivikuidut ja asbestit.

Esimerkkeinä luonnosta saatavista orgaanisista 5 kuiduista mainitsemme selluloosakuidut kuten puuvilla, juutti, pellava ja hamppu, kapokki, sisal sekä lignoselluloosakuidut samoinkuin regeneroidut selluloosa-kuidut mukaanluettuna selluloosa-asetaatti ja viskoosi-tekosilkit.

10 Esimerkkeinä synteettisistä orgaanisista kuiduis ta mainitsemme polyesteristä, polyamidista, polyakrylonit-riilistä, polyvinyylialkoholista, 'Aramid1-aromaattisesta polyamidista, polypropyleenistä, suuren tiheyden omaavasta polyetyleenistä, polyvinyylikloridista valmistetut 15 kuidut sekä hiilikuidut.

Erikoisen mielenkiintoisia ovat lasikuidut.

Niitä voidaan käyttää katkokuituina tai jatkuvina kuituina, joiden läpimitta on esimerkiksi 5-30 mikrometriä; jatkuvina tai katkottuina lankoina, jotka voivat muodos-20 tua 10 - 1000 säikeestä; esikehruulankoina, jotka muodostuvat useista säikeistä kierrettyinä, kerrattuna ja kerrostettuna; tai niistä muodostettuina tukialustoina. Tukialustat voivat muodostua esimerkiksi säännöllisistä kudotuista matoista ja matoista, jotka muodostuvat sekä 25 lyhyistä että pitkistä sekaisin olevista kuiduista, sekaisin olevista katkokuiduista ja jatkuvista sekaisin olevista kuiduista. Ne ovat edullisesti tiiviitä, oleellisesti kokoonpuristumattomia mattoja.

Vermikuliitin lujitekerros voi sisältää myös muita 30 kemikaaleja, esimerkiksi liukastimia, liima-aineita tai sideaineita kuidunvalmistuksesta saatuina ja palamista hidastavia aineita (erikoisesti niitä, jotka hidastavat liekkien pintaleviämistä kuten halogenoituja materiaaleja, antiomonitrioksidia, alumina-trihydraattia, boraatteja 35 ja fosfaatteja).

li 7 72078

Lujitetun vermikuliitin ja metallikalvon yhdis-telmäkerroksen tulenkestävyys paranee, jos vermikuliitti-hiukkaset ympäröivät täysin kuitumaisen lujitteen paljaat pinnat ja edullisesti jokaisen yksittäisen kuidun.

5 Valmiiksi muodostettuna vermikuliittihiutaleiden ja metallikalvon yhdistelmäkerrosta käytetään edullisesti joko levittämällä suoraan etukäteen muodostetulle vaahtomuoville käyttäen sopivaa liima-ainetta, joka voi olla vermikuliitin suspensio tai muodostamalla vaahtomuovi-10 sisus yhdistelmäkerrokselle tai kahden tällaisen kerroksen väliin, jolloin muovimateriaalin liittyminen kerroksiin tapahtuu kovettumattoman vaahdon liimaavan luonteen vaikutuksesta. Edullisesti yhdistelmän vermikuliittisivu on liitetty vaahtosisustaan. Tällöin tuotteeseen saadaan 15 miellyttävä metalliviimeistely ja suojataan vermikuliitti- kerrosta esimerkiksi veden aiheuttamilta vaurioilta. Tässä tapauksessa yhdistelmäkerros voidaan muodostaa in situ vaahdolle esimerkiksi levittämällä delaminoituja vermiku-liittihiutaleita vesisuspensiosta sille osalle vaahtoa, 20 joka on tarkoitus päällystää yhdistelmäkerroksella ja saattamalla vielä kostea vermikuliittikerros kosketukseen metallikalvon kanssa. Jos metallikalvo halutaan kiinnittää vaahtoon, valmiiksi muodostettu metallipintainen laminaat-ti voidaan päällystää vermikuliittihiutalekerroksella 25 yhdistelmäkerroksen muodostamiseksi in situ.

Jos käytetään valmiiksi muodostettua yhdistelmä-kerrosta, vuorataan ensin sopivan muotin pinnat yhdistelmäkerroksella ja vaahdon muodostava muoviseos lisätään sitten muottiin.

30 Jos laminoitu esine halutaan laatan muotoon, voi daan se valmistaa yksitellen sopivan muotoisessa muotissa, kuten edellä on esitetty tai jatkuvatoimisesti jossain vaahtomuovilevyn valmistukseen sopivassa laminointikonees-sa. Nämä koneet ovat alalla hyvin tunnettuja ja niihin 35 kuuluu kuljetusvälineet taipuisan tai jäykän levy- 8 72078 materiaalin syöttämiseksi jatkuvasti, tavallisesti vaakatasossa; ruiskulaite tai jokin muu jakolaite vaahtoseok-sen levittämiseksi tasaisesti levymateriaalin pinnalle, jolloin tasainen leviäminen saadaan aikaan joko käyttä-5 mällä levitintä, monisuuttimista ruiskua tai kääntämällä ruiskutuslaitetta poikittain edestakaisin levymateriaalin ylitse; ja haluttaessa välineet toisen levymateriaalin levittämiseksi vaahdon kanssa kosketukseen ennen sen kovettumista tai mahdollisesti ennen vaahdotusta tai sen 10 aikana. Jos vaahto muodostetaan kahden pinta-arkin väliin, laminaattia tavallisesti kuljetetaan ja vaahdon annetaan muodostua kahden yhdensuuntaisen kuljettimen välissä, jolloin kuljettimia joko pidetään asetetun etäisyyden päässä toisistaan tai ne on suunniteltu muodostamaan etukäteen 15 määrätty paine vaahtoon. Vaahtoseosta voidaan jopa levittää ylemmälle kahdesta levystä ja se käännetään sitten, kun vaahtokerros ei enää virtaa painovoiman vaikutuksesta, mutta on vielä tahmea ja saatetaan sitten kosketukseen alemman levyn kanssa. Joko toinen tai molemmat levyistä 20 voivat olla vermikuliittihiutaleiden ja metallikalvon yhdistelmäkerroksia. Jos vain toinen levy on tällaista yhdistelmäkerrosta, voi toinen levy olla jotain materiaalia, joka on taipuisaa tai jäykkää ja se voi olla palamatonta materiaalia. Vaahtosisus voi itse sisältää lasi-25 kuituja tai muita lujitteita esineen jäykkyyden ja tulen-kestokyvyn parantamiseksi.

Jäykät pintamateriaalit ovat tavallisesti erillisinä levyinä, joita syötetään laminointikoneeseen peräkkäin toisissaan kiinni. Edullisemmin käytetään taipuisaa materi-30 aalia, joka on jatkuvana tai puolijatkuvana arkkina ja jota syötetään rullilta.

Sopivia etukäteen muodostettuja vermikuliittihiuta-leiden ja metallikalvojen yhdistelmäkerroksia valmistetaan levittämällä delaminoidun vermikuliitin vesilietettä, 35 josta suurempiläpimittaiset osaset kuin 50 mikrometriä

II

9 72078 on poistettu, metallikalvolle jonkun sopivan menetelmän avulla, kuten sivelemällä, puristamalla, terä/tela-päällystystä käyttäen, ruiskuttamalla tai kastamalla ja kuivaamalla sitten. Kalanterointi ennen kuivausta voi olla 5 eduksi mahdollisesti sisältyvän ilman poistamiseksi, mikä aiheuttaisi rakkojen muodostumista tulipalossa ja yhdistelmän ulkonäön parantamiseksi.

Tavallisesti hiutaleet levitetään suspensiosta kantajanesteessä, joka voi olla esimerkiksi vettä tai 10 muuta vesipitoista väliainetta. Sopivasti kemiallisesta delaminointiprosessista saatua suspensiota voidaan käyttää suoraan. Eräässä tällaisessa menetelmässä vermikuliit-tilietettä valmistetaan sekoittamalla vermikuliittimalmia suolaliuoksessa puoli tuntia 80°C lämpötilassa. Suspensio 15 lingotaan ja pestään de-ionisoidulla vedellä ja kosteaa kakkua sekoitetaan sitten turvotusaineen, esimerkiksi n-butyyliamiinihydrokloridin kanssa vielä puoli tuntia 80°C:ssa. Tämä suspensio lingotaan myös ja kakku pestään de-ionisoidulla vedellä. Liete jauhetaan sitten ja 20 osaset, joiden läpimitta on suurempi kuin 50 mikrometriä, poistetaan esimerkiksi patotyyppistä linkojalaitetta käyttäen.

Tavallisesti käytetään lietteitä, jotka sisältävät 2-40, useammin 10 - 20 painoprosenttia vermikuliittia.

25 Sivelyä ja terätela-levityksiä varten käytetään sopivasti 18 - 20 prosenttisia lietteitä, mutta laimeammat lietteet ovat sopivampia ruiskutettaviksi, esimerkiksi 10 - 12 prosenttinen ja kastoa varten soveltuu esimerkiksi 4 prosenttinen vermikuliittiliete. Laimennus suoritetaan edullises-30 ti de-ionisoidulla vedellä.

Se kuinka paljon laminoidun esineen tulipalon kestokyky paranee, riippuu metallikalvolle levitetyn vermikuliittihiutaleiden muodostaman päällysteen paksuudesta ja se on yleensä suurempi, mitä paksumpi päällyste 35 on. Kun päällystetty kalvo joutuu alttiiksi liekeille tai 10 72078 korkealle lämpötilalle, vermikuliittipäällyste, joka on huono lämmönjohde, pyrkii pitämään kalvon lämpötilan alempana kuin mitä kohdistuva lämpötila on ja ilmeisesti mitä paksumpi päällyste on, sitä parempi on päällys-5 teen antama lämpöeristys. Keksinnön arvokas piirre on kuitenkin, että vaaditaan vain erittäin ohuita päällysteitä, esimerkiki päällysteitä, joiden paksuus on pienempi kuin 50 mikrometriä, esimerkiksi 5-10 mikrometriä tai pienempi ja nämä päällysteet aiheuttavat, että pääl-10 lysteen arvokas ominaisuus kalvon tulenkeston parantamisessa, jopa kalvon vaurioituessa tai tuhoutuessa liekkien vaikutuksesta, on mitä ilmeisin. Kalvolle levitettyjen vermikuliittihiutaleiden määrä päällysteen halutun paksuuden saamiseksi on tavallisesti alueella o 2 15 1 - 200 g/m , edullisesti välillä 5 - 100 g/m .

Vermikuliittikerrosta voidaan lujittaa kuitujen avulla eri tavoin. Esimerkiksi kuidut voidaan puristaa vermikuliittilietteeseen, joka on etukäteen levitetty metallikalvolle; kuidut voidaan kiinnittää ensin kalvoon 20 esimerkiksi pienitiheyksisen polyetyleenin kanssa ja vermikuliitti levitetään sitten kuitumaiselle kerrokselle; tai etukäteen valmistettu vermikuliitin ja kuitujen yhdistetty kuitumainen kerros voidaan kiinnittää kalvoon vermikuliittilietteen tai muun sopivan liiman avulla, 25 edullisesti silikaatti-liimaliuosta käyttäen. Alumiini-kalvoa, joka on liitetty pienitiheyksisen polyetyleenin kanssa lasikuitumattoon, on kaupallisesti saatavissa ja sen käyttö on sopivaa. Vermikuliittilietettä voidaan levittää sitten matolle suunnilleen samalla tavalla, kuin 30 edellä on esitetty levitettäessä suoraan metallikalvolle. Edullisesti levitetään riittävä määrä lietettä kuitumaisen maton tai kudotun maton kyllästämiseksi täysin niin, että vermikuliittihiutaleet peittävät täysin kuitujen pinnat. Etukäteen muodostettu kuituja ja vermikuliitti-35 hiutaleita sisältävä kuitumainen yhdistelmäkerros voidaan 11 72078 valmistaa levittämällä samalla tavalla vermikuliitti-lietettä kuitumaiselle kerrokselle.

Tavallisesti vermikuliitti/metallikalvo-yhdistelmät ovat taipuisia ja ne kierretään sopivasti rullille varas-5 toimista ja käsittelyä varten. Keksinnön erikoinen etu on siten, että kevyt, tulenkestävä vaahtolaminaatti voidaan valmistaa käyttäen pintalevyjä, joita voidaan syöttää rullilta samalla tavalla kuin paperia. Lisäetuna on se, että jos laminoitu esine valmistetaan muotissa, jonka 10 seinämät ovat kaarevia tai muuten muotoillut, yhdistelmä voi usein seurata muotin muotoa vaahdon laajetessa.

Keksintöä esitellään seuraavien ei-rajoittavien esimerkkien avulla, joissa osat ja prosenttimäärät ovat painon mukaan.

15 Esimerkki 1

Vermikuliittilietteen valmistus 150 osaa vermikuliittimalmia (Mandoval mikronilaa-tu, ex-South Africa) sekoitetaan kyllästetyn natrium-kloridiliuoksen kanssa suhteessa 1:2 tankissa 30 minuuttia 20 80°C lämpötilassa. Tämä suspensio lingotaan sitten ja pes tään de-ionisoidulla vedellä. Märkä kakku siirretään toiseen tankkiin, jossa vermikuliittia sekoitetaan 1,5N n-butyyliamiinihydrokloridin kanssa (neste/kiintä-aine-suhde 2:1) 30 minuuttia 80°C:ssa. Tämä suspensio 25 lingotaan sitten ja pestään de-ionisoidulla vedellä ennen kostean kakun siirtämistä turvotustankkiin, jossa vermikuliittia sekoitetaan de-ionisoidun veden kanssa. Turpoamisen jälkeen liete sisältää noin 20 % kiinteitä aineita ja osasten koko on satunnaisesti alueella 30 300 - 400 mikrometriä. Liete johdetaan sitten kivimurs- kaintyyppisen myllyn lävitse, mikä pienentää noin 50 % osasista pienemmiksi kuin 50 mikrometriä. Tämä jauhettu liete lajitellaan patotyyppisessä linkoluokituslaitteessa ja osaset, jotka läpäisevät 50 mikrometrin seulan, 35 otetaan käytettäviksi. Tämän 18 - 21 % kiinteitä aineita 12 72078 sisältävän lietteen analyysi fotosedimentometrin ja levylingon avulla osoittaa, että noin 40 % osasista on kooltaan ("vastaava pallolävistäjä") välillä 0,4 - 1,0 mikrometriä.

5 Vaahtomuovilaminaatin valmistus Jäykkää polyisosyanuraattivaahtolaminaattia (paksuus 30 mm) valmistettiin vaakalaminaattorissa,jonka on valmistanut Viking Engineering Co. Ltd., Stockport, Cheshire ja joka on esitetty kirjoituksessa "A Nes 10 Development Machine for the continuous lamination of rigid urethane foam", julkaistu aikakausilehdessä "Rubber and Plastics Age", Vol. 47 (1966) n:o 1, sivu 57. Seuraavassa esiteltäviä vaahdonmuodostavia aineosia, osa A ja osa B, syötettiin erikseen suuripaineiseen iskusekoit-15 timeen varustettuna ruiskutustyyppisellä suuttimella asennettuna siirtolaitteeseen ja levitettiin vurotellen alustoina olleille eri pintalevyille (A, B ja C, esitetään seuraavassa).

Osa A Paino-osaa 20 Seuraavassa esitettävä aktivaattorikoostumus 36,2

Katalyyti, joka muodostuu etyleeniglykolista (20 paino-osaa), kaliumasetaatista (20 paino- osaa) ja vedestä (1,5 paino-osaa) 0,4 "Arcton" 11 20

Osa B

25 MDI-polymeeri (isosyanaattiosuus noin 90 %) 100

Aktivaattori muodostui seuraavista aineosista:

Paino-osaa

Polyesteri saatuna adipiinihaposta, ftaali-hapon anhydridistä, propyleeniglykolista 30 ja glyserolista (OHV = 250) 11/4

Oksipropyloidun tolyleenidiamiinin (OHV = 480) ja oksipropyloidun trietanoliamiinin (OHV = 525) seos suhteessa 50:50 9,0

Etyleenioksidi/propyleenioksidi- liitännäistuote 2,0

Cirrasol ΕΝ-MP (etyleenioksidi/oleyylisetyyli-35 alkoholi-liitännäistuote) 2,0 l· 13 72078

Paino-osaa

Trikloropropyylifosfaatti 10,0

Silicone L5340 0,8

Katalyytti, joka muodostuu etyleeniglykolista (20 paino-osaa), kaliumasetaatista (20 paino-5 osaa) ja vedestä (1,5 paino-osaa) 1,0 Päällimmäisenä pinta-arkkina käytettiin voima- paperia. Vaahdon tiheys laminaatin sisuksessa oli 35 kg/m3.

Aluslevyinä käytettiin seuraavia: 10 (A) Kiiltävä alumiinikalvo, paksuus 25 mikrometriä; (B) Kiiltävä alumiinikalvo (paksuus 9 mikrometriä) 2 liitettynä pienitiheyksisen polyetyleenin (30 g/m ) kanssa märkäprosessista saadulla ureaformaldehydillä liimatulle lasikuitumatolle (45 g/m ); 15 (C) Kirkas alumiinikalvo (paksuus 9 mikrometriä) 2 liitettynä pienitiheyksisen polyetyleenin (30 g/m ) kanssa märkäprosessista saadulla ureaformaldehydillä 2 liimatulle lasikuitumatolle (45 g/m ) kyllästettynä 2 53 g/m olevalla määrällä 18 painoprosettista vermikuliit-20 tilietettä (valmistettu edellä esitetyllä tavalla).

Laminaattinäytteille (180 mm x 180 mm) suoritettiin palokoe "American Bureau of Fires Endurance" testin mukaan (4), 1966, jolloin ,kuvaan 1 viitaten, propaanipolttimen 11 liekki, jonka lämpötila on 1180°C, 25 kohdistetaan laminaatin 12 alumiinipintaan 13. Vaahto- sisustan 14 toista pintaa peittää voimapaperi 15. Testin kestoa vaihdeltiin seuraavassa taulukossa 1 esitetyllä tavalla.

Laminaattien A, B ja C kaikissa näytteissä 30 alumiinikalvo suli ja kuoriutui propaanillekin kohdalta 2 30 - 50 cm alueelta. Laminaattien A ja B näytteissä paljastui vaahto liekille nopeammin kuin 5 sekunnin aikana aiheuttaen paikallista palamista ja hiiltymistä. Lasikuitumatto laminaatin B näytteessä suli myös 5 sekun-35 nin aikana ja antoi heikon suojan vaahdolle.

14 72078

Propaanipolttimon käytön jatkaminen aiheutti kasvavaa hiiltymistä yhdessä hiiltymän kulumisen kanssa propaanillekin kosketuskohdassa. Jännitykset hiiltymässä aiheuttivat myös halkeamia ja aukkoja alueella, joka oli paljas-5 tunut alumiinikalvon kuoriutuessa.

Testattaessa laminaatin C näytettä muodosti lasikuidulla lujitettu vermikuliittikerros estokerroksen propaaniliekille. Pienehköjä halkeamia muodostui tähän kerrokseen liekin kosketuskohdan läheisyydessä ja pala-10 neen vaahdon palokaasuja poistui näiden rakojen kautta.

Tämä lasikuitu/vermikuliittikerros säilytti rakenteellisen yhtenäisyytensä testin ajan ja esti hiiltyneen vaahdon kulumisen pintalevyn alta. Tämä estokerros alensi huomattavasti halkeamien muodostumista hiiltymään ja pidensi 15 huomattavasti laminaatin läpipalamisaikaa, 30 1/2 minuutista (laminaatti B) pitemmäksi kuin 75 minuutiksi (laminaatti C).

Laminaattien B ja C näytteiden testeissä muodostuneet hiiltymät on esitetty seuraavassa taulukossa 1.

20 Taulukko 1 (1) Laminaatin B näyte min. 0,5 1 3 10

Hiiltymän syvyys (max.) mm 8 18 23 28

Halkeamien syvyys mm 0 4 9 15

Halkeamien leveys mm 0 0,5-3 0,5-6 2-15

25 (2) Laminaatti C

Liekin kohdistusaika min. 0,5 1 3 10

Hiiltymän syvyys (max.) mm 6 12 18 18

Halkeamien syvyys mm 0 0 00

Halkeamien leveys mm 0 0 00 15 72078

Esimerkki 2

Kirkasta alumiinikalvoa (paksuus 25 mikrometriä) päällystettiin 18 painoprosenttisella (i) jauheella, mutta lajittelemattomalla vermikuliittilietteellä (val-5 mistettuna kuten edellä) ja (ii) lajitellulla vermikuliittilietteellä. Kuivien päällysteiden painot olivat 2 2 vastaavasti 100 g/m ja 75 g/m . Samanlaista kalvoa päällystettiin 50 prosenttisella Kaolinitevesilieet- teellä ("Supreme" laatua, myys Enlish China Clays Co Ltd.

10 St. Austell, Cornwall: 94 % (min.) tämän tuotteen kaoliniitti-osasista ovat pienempiä kuin 2 ,um ja noin ' 2 60 % ovat pienempiä kuin 0,5 ^um). Käytettiin 70 - 120 g/m olevia kuivapäällystepainoja.

Päällyste Sitoutumislujuus alumii- ^ nikalvoon g/cm_ (i) Lajittelematon vermikuliitti 17,4 (ii) Lajiteltu vermikuliitti 26

Kaoliniitti 0 (ei mitattavaa lujuutta päällysteen pöly-mäisestä luonteesta johtuen) * Tämä oli 180° kuormituskoe käyttäen liimanauhaa päällysteen poistamiseksi.

Tämä esimerkki osoittaa lajitellulla vermikuliittilietteellä saavutettavan kiinnittymisen paremmuuden jau-25 hettuun, lajittelemattomaan lietteeseen verrattuna ja molempien paremman sitoutumislujuuden Kaoliniittiin verrattuna. Kaoliniitille ominainen käyttäytyminen esiintyy myös kiilteellä ja talkilla ja vahvistaa vermikuliitin itseliimaavat luonteenomaiset ominaisuudet metalleja pääl-30 lystettäessä.

16 72078

Esimerkki 3

Polyisosyanaattivaahtolaattoja (koko 25 x 25 x 4,5 cm) valmistettiin puristimessa sekoittamalla eriä seuraavasta vaahtokoostumuksesta ja valamalla reaktio-5 seosta taulukossa 2 esitetyille pintamateriaaleille.

Vaahdon koostumus Paino-osaa

Osa A

Aktivaattori, jonka koostumus on esitetty esimerkissä 1 36,2 10 ARCTON 11 20

Osa B

MDI-polymeeri (isosyanaattipitoisuus noin 90 %) 100

Vaahtoutumisen alkamisaika reaktioseoksessa oli 18 sekuntia ja kasvu päättyi 90 sekunnin kuluttua.

15 Vaahtolaattojen tiheys puristimesta poistettaessa oli 46,8 g/m^.

Taulukko 2

Pintama- Koostumus Kokonais-2 Päällysteen teriaali paino(g/m )paino (g/m )

V V

20 A Alumiinikalvo (25 ^um) 68 B Alumiinikalvo (25 ,um) 103 25 päällystettynä lajitellulla vermikuliitilla (18 paino-% kiinteitä aineita) valmistettu esimerkin 1 mukaan 25 C** Alumiinikalvo (25 ,uin) 88 20 päällystettyn kaollnii-tilla ("Supreme" laatu; 50 % kiinteitä aineita)

VV

D Laminaatti, joka muodos- 107 tuu alumiinikalvosta (9 ,um), pienitiheyksi- 30 sesrä polyetyleenistä (30 g/m2) ja lasikuitu-märkäprosessikankaasta (45 g/m2) 17 720 78 B Laminaatti, joka muodos- 208 101 tuu alumiinikalvosta (9 yum), pienitiheyksi-sestä polyetyleenistä (30 g/m2) ja lasikuitu-märkäprosessikankaasta 5 (45 g/m2) päällystettynä esimerkin 1 mukaan valmistetulla luokitetulla vermikuliittilietteellä (18 paino-% kiinteitä aineita) * Myy Enlish China Clays Ltd., St. Austell, England.

10 Nämä pintamateriaalit eivät ole yhdistelmäkerroksia, jotka muodostavat keksintömme osan, vaan ne on liitetty mukaan vertailua varten ainoastaan.

Vaahtomuovilaattojen annettiin kovettua huoneenlämpötilassa 24 tuntia ja niille suoritettiin sitten 15 propaaniliekkitesti (esitetty esimerkissä 1) 10 minuutin ajan. Kaikissa tapauksissa alumiinikalvokerros suli liekin vaikutuksesta 5 sekunnin aikana ja laatassa A paljastui vaahto liekille. Laatan D lasikuitukerros suli myös nopeasti vaahdon alueelta, johon liekki kohdistui.

20 Laatassa C kaoliniitti-kerros suojasi hieman vaahtoa, mutta tämä oli niin vähäistä, että liekki nopeasti puhalsi sen pois ja vaahdon palaminen ja asteettainen hiiltyvä kuluminen ja rakoileminen alkoi 2 minuutin aikana. Vaahtosisus oli suojattu vain laatoissa B ja E, joissa 25 vermikuliittikerros säilyi rakenteellisesti yhtenäisenä propaaniliekissä ja esti hiiltymien halkeilun ja kulumis-prosessin. Pieniä rakoja muodostui vermikuliittikerrokseen kohdissa, joihin propaaniliekki kohdistui ja niistä poistui vaahdon palamiskaasuja. Testin lopussa laatan E 30 vermikuliitti/lasikuitukerroksessa ei ollut halkeamia tai rakoja ja se suojasi tehokkaasti laatan tässä korkean lämpötilan omaavassa liekissä ja laatan takapinnalla oli vain vähäistä kärventymistä. Tähän ankaraan palokokeeseen altistettujen laattojen mittaustulokset 35 on esitetty seuraavassa taulukossa.

18 72078

Hiiltymäaukon Syvyys Leveys Huomautuksia syvyys (mm) (mm) (mm) A 16 6 2-4 Kärventymistä näytteen takana.

BO 00 Vain vähäistä kärventymistä 5 näytteen takapuolella.

Ei halkeamia hiiltymissä.

C 16 7 5-10 Voimakasta kärventymistä näyteen takapuolella.

Huono lujuus kaoliniitti-kerroksessa.

10 D 13 7 2-7 Kaksi suurta halkeamaa lä hellä liekkikohtaa. Kärventymistä takapuolella.

E 0 0 0 Ei halkeamia hiiltymässä.

Vähäistä kärventymistä takapuolella.

15 Huom. Laatta C on otettu mukaan vertailun vuoksi vermiku-liitin paremmuuden osoittamiseksi muihin, pienen osaskoon omaaviin silikaattikerroksiin verrattuna.

Claims (6)

72078

1. Tulenkestävä laminoitu tuote, joka käsittää jäykkää vaahtomuovia olevan sisuksen, joka on ainakin osaksi pei- 5 tetty yhdistelmäkerroksella, joka koostuu vermikuliitista ja metallikalvosta, tunnettu siitä, että vermikuliitti-kerrosmuodostuu delaminoiduista vermikuliittilamelleista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tuote, tunnet-t u siitä, että muovisisus on valmistettu jäykästä polyure- 10 taani- tai polyisosyanuraattivaahdosta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tuote, tunnettu siitä, että vermikuliittilamellien hiukkaskoko on alle 50 yum.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tuote, 15 tunnettu siitä, että metallikalvo on alumiinikalvo.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tuote, tunnettu siitä, että metallikalvo on päällystetty vermikuliittilamelleista muodostuvalla jatkuvalla kerroksella ja liitetty vaahtosisukseen siten, että vermikuliittila- 20 mellikerros sijaitsee metallikalvon ja vaahtomuovisisuksen välissä.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen tuote, tunnettu siitä, että vermikuliittilamellikerros on vahvistettu kuitumateriaalilla.