RU107210U1 - Огнестойкая металлическая композитная панель - Google Patents

Abstract

1. Огнестойкая металлическая композитная панель, являющаяся многослойной и содержащая два поверхностных слоя из металла, с покрытием наружной поверхности наружного слоя из металла грунтовым слоем и одним из полимерных покрытий, выбранных из группы покрытий, состоящей из лакокрасочного покрытия на основе поливинилденфторидных смол (PVDF), покрытия Nano PVDF, полиэфирного покрытия (РЕ) и покрытием наружной поверхности тыльной стороны антикоррозийным покрытием, и внутренний полимерный композиционный слой, отличающаяся тем, что полимерный композиционный слой представляет собой нанокомпозит, состоящий из полимера - полиолефина, который является, по крайней мере, одним представителем, выбранным из группы, состоящей из полиэтилена, полипропилена и других, сходных с ними по свойствам полиолефинов и минерала подкласса слоистых силикатов, преимущественно бентонитовой глины с формированием слоистой структуры интеркалированного нанокомпозита, образованной прослойками полимера между слоями слоистого силиката с содержанием последнего в композите не менее 5 об.% и размером фракций не более 0,07 мм. ! 2. Огнестойкая металлическая композитная панель по п.1, отличающаяся тем, что полимерный композиционный слой включает антипирены, преимущественно полифосфат аммония и/или пентаэритрит. ! 3. Огнестойкая металлическая композитная панель по п.1, отличающаяся тем, что поверхностные металлические слои представлены алюминиевыми листами. ! 4. Огнестойкая металлическая композитная панель по п.1, отличающаяся тем, что поверхностные металлические слои представлены стальными листами. ! 5. Огнестойкая металлическая композитная панель п�

Description

Настоящая полезная модель относится к конструкциям панелей типа сэндвич, а именно к огнестойким металлическим композитным панелям, которые могут применяться в современном промышленном и гражданском строительстве, в частности для изготовления наружных ограждающих конструкций, противопожарных перегородок, теплоизоляционных и ненесущих конструкций зданий и сооружений (стены, панели, внутренние и внешние перегородки), кровельных покрытий., а также в железнодорожном транспорте и кораблестроении, изготовлении рекламных конструкций и пр.

Известны сэндвич-панели, применяемые в системах навесных вентилируемых фасадов для облицовки зданий и сооружений, а также при отделке интерьеров помещений, производство которых в настоящее время налажено многими строительными фирмами, представляющие собой трехслойную конструкцию с обшивками из стального оцинкованного и окрашенного листа и средним слоем из пенополиуритана плиты с поперечно ориентированным волокном с покрытием (http://www.lima-trade.net; http://www.alcotek.ru; http://www.szfasad.ru/fasad).

Все известные панели имеют один недостаток - низкую огнестойкость.

Известна огнестойкая композитная панель, включающая металлическую (железную) пластину, зажатую с двух сторон основным огнестойким материалом, в качестве которого может быть использована полиэтиленовая композиция, облицованная, в свою очередь, металлическими пластинами (JP 10030290 А, Е04В 1/94, 03.02.1998).

К недостаткам данной панели относятся его недостаточная огнестойкость, достаточно большой вес панели, вследствие присутствия дополнительной металлической пластины, что усложняет ее применение в качестве облицовочной. Технология изготовления известной панели из-за наличия в ней многослойности также усложнена.

Наиболее близкой по технической сущности (техническому назначению) является огнестойкая композитная панель (RU 2008149670 А, Е04С 2/00, Дата публикации заявки: 27.06.2010), включающая два поверхностных слоя из металла и соединяющий центральный слой, представляющий гомогенную фазу на основе полиэтиленовой композиции, наполненной полыми микросферами золы-уноса, полученными от сжигания углей, отличающаяся тем, что внутренние полости микросфер заполнены антипиреном.

Данная панель обладает достаточно высокой огнестойкостью, но при этом производство таких панелей связано со значительными затратами, в частности на выделение из золы-уноса фракции полых микросфер, что существенно сказывается и на стоимости панели.

Задачей настоящей полезной модели является снижение стоимости производства огнестойкой металлической композитной панели, с сохранением при этом ее потребительских и эксплуатационных качеств, в частности высокой огнестойкости.

Поставленная задача решается тем, что в огнестойкой металлической композитной панели, являющейся многослойной и содержащей два поверхностных слоя из металла, с покрытием наружной поверхности наружного слоя из металла грунтовым слоем и одним из полимерных покрытий, выбранных из группы покрытий, состоящей из лакокрасочного покрытия на основе поливинилденфторидных смол (PVDF), покрытия Nano PVDF, полиэфирного покрытия (РЕ) и покрытием наружной поверхности тыльной стороны антикоррозийным покрытием, и внутренний полимерный композиционный слой, согласно заявляемой полезной модели полимерный композиционный слой представляет собой нанокомпозит, состоящий из полимера - полиолефина, который является, по крайней мере, одним представителем, выбранным из группы, состоящей из полиэтилена, полипропилена и других, сходных с ними по свойствам полиолефинов и минерала подкласса слоистых силикатов, преимущественно бентонитовой глины с формированием слоистой структуры интеркалированного нанокомпозита, образованной прослойками полимера между слоями слоистого силиката с содержанием последнего в композите не менее 5 об.% и размером фракций не более 0,07 мм.

Полимерный композиционный слой огнестойкой металлической композитной панели может включать антипирены, преимущественно полифосфат аммония и/или пентаэритрит.

Поверхностные металлические слои огнестойкой металлической композитной панели могут быть представлены алюминиевыми листами.

Поверхностные металлические слои огнестойкой металлической композитной панели могут быть представлены стальными листами.

Огнестойкая металлическая композитная панель может быть выполнена плоской формы.

Огнестойкая металлическая композитная панель может быть выполнена с отгибами, в форме кассеты.

Технический результат, достигаемый при реализации заявленной полезной модели, заключающийся в снижении стоимости изготовления огнестойких металлических композитных панелей, при сохранении их высоких потребительских и эксплуатационных характеристик и, в частности, огнестойкости, достигается за счет того, что используемые во внутреннем полимерном композиционном слое слоистые силикаты, представляют собой природные материалы, имеющие широкое распространение с большими объемами залежей,

При этом заявляемые количественные параметры, а именно содержание в композите слоистых силикатов не менее 5 об.% и размер фракций силикатов не более 0,07 мм., позволяет сформировать слоистую структуру нанокомпозита, обеспечивающую высокие показатели его огнестойкости. Наличие микрочастиц слоистых силикатов улучшает термическую стабильность полимеров и придает им относительную стойкость к горению. При возгорании происходит образование углерод-силикатного слоя в структуре нанокомпозита. Углерод-силикатный слой изолирует базовый полимер от источника тепла и образует, барьер, уменьшающий выделение летучих продуктов. Уменьшение содержания слоистых силикатов в нанокомпозите менее 5 об.% приведет к снижению степени огнестойкости, а увеличение размера частиц слоистых силикатов более 0,07 мм к нарушению равномерности слоистой структуры композита, что также скажется на его огнестойких характеристиках.

Полезная модель поясняется чертежом, на фигуре показан фрагмент структуры огнестойкой металлической композитной панели, с отображением возможных составляющих панель слоев.

Позициями на чертеже отмечены: 1 - защитная пленка, 2 - эмаль PVDF; 3 - грунтовка PVDF; 4 - металлический лист; 5 - термополимерный клей; 6 - полимерный композиционный слой; 7 - термополимерный клей; 8 - металлический лист; 9 - антикоррозийное покрытие.

Огнестойкая металлическая композитная панель состоит из двух металлических (алюминиевых иди стальных листов 4, между которыми расположен композиционный наноструктурированный полимерный слой 6, соединенный с металлическими листами термополимерным клеем 5. Наружная поверхность одного из металлических листов, являющегося наружным может быть выполнена с грунтовкой PVDF 3, покрытой эмалью PVDF 2. Наружный слой окрашенного металлического листа может быть снабжен защитной пленкой 1. Тыльная сторона панели покрыта грунтом или антикоррозийным покрытием 7.

Панель может быть выполнена плоской формы или с отгибами по периметру кассетного типа.

Особую роль в долговечности и прочности фасадов играет эмаль, используемая при окраске композитных панелей - покрытия PVDF и Nano PVDF обладают не только повышенной стойкостью к внешним воздействиям (к кислотам и щелочам, к воздействию климатических факторов, к истиранию), но и способностью к самоочищению.

Огнестойкие металлические композитные панели в производственных условиях изготавливают на автоматизированных линиях, эксплуатируемых в настоящее время в промышленном производстве фирмы-заявителя - компании «Краспан».

В производстве опытных партий панелей использовались бентонитовые глины производства ОАО «Хакасский бентонит», измельченный в глинопорошок фракции менее 0.07 мм, высушенный до остаточной влажности менее 2%.

Для получения полимерного композиционного слоя использовали метод интеркалирования в расплаве, основанный на смешении расплавленного полимера со слоистыми силикатами. При этом полимеры проникают в межполостные пространства силикатного материала, образуя интеркалированный нанокомпозит.

Внутренний полимерный нанокомпозитный слой изготавливали в экструдере, который разогревали до температуры 200°С, после чего засыпали в него гранулы полимера и перемешивали. После полного расплавления полимерного материала в него добавляли глинопорошок. Смесь интенсивно перемешивали при температуре расплава 210-225°С.

При изготовлении использовалась как исходная бентонитовая глина, так и глина с антипиренами (полифосфат аммония, пентаэритрит). Содержание антипирена составляло от 3 до 10%.

Композиционный полимерный слой, в виде листа толщиной до 6 мм покрытого с двух сторон термополимерным клеем, получали путем со-экструзии через плоскощелевую головку, в виде листа толщиной до 6 мм покрытого с двух сторон термополимерным клеем. Далее композиционный слой подают в начало линии, с двух сторон из рулонов подают алюминиевую ленту, и совмещают слои посредством термосклейки, с проглаживанием через двухвалковый каландр с последующим нагревом, охлаждением, нанесением защитной пленки на клейкой основе и резкой панелей. Панели изготавливают однородными по всей ширине, определяемой размером щелевой головки экструдера, которая составляет 1250-1700 мм. Толщина композитных панелей составляет 3-6 мм. Для изготовления алюминиевых композитных панелей используют алюминий толщиной от 0,18 мм до 0,5 мм в рулонах с нанесенным на наружную поверхность одного из алюминиевых листов, лакокрасочным покрытием PVDF, Nano-PVDF или РЕ.

Огнестойкие металлические композитные панели, имея сравнительно невысокую стоимость, обладают всеми необходимыми для панелей для навесных фасадов свойствами, в том числе низкую степень горючести, предварительная оценка которой проводилась для внутреннего нанокомпозитного слоя, и определялась по времени воспламенения и скорости горения.

Воспламенение образцов с включением в состав бентонитовой глины в количестве от 5 до 15%, происходило с задержкой на 5-7 секунд по сравнению с контрольным образцом (без бентонитовой глины). Образование горящих капель не наблюдалось.

В образцах с добавлением антипиренов (полифосфат аммония, пентаэритрит) наблюдалось снижение времени воспламеняемости по сравнению с образцами, имеющими в составе нанокомпозита только бентонитовую глину.

Высокая огнестойкость металлических композитных панелей обусловлена как за счет присутствия в конструкции панели наружных металлических слоев, так и за счет внутреннего полимерного нанокомпозитного слоя, имеющего низкую горючесть.

Таким образом, заявленные огнестойкие металлические композитные панели с использованием в качестве полимерного композиционного слоя интеркалированного нанокомпозита со слоистой структурой являются менее дорогими, чем, панели по прототипу, при этом обладают высокой огнестойкостью.

Claims (6)

1. Огнестойкая металлическая композитная панель, являющаяся многослойной и содержащая два поверхностных слоя из металла, с покрытием наружной поверхности наружного слоя из металла грунтовым слоем и одним из полимерных покрытий, выбранных из группы покрытий, состоящей из лакокрасочного покрытия на основе поливинилденфторидных смол (PVDF), покрытия Nano PVDF, полиэфирного покрытия (РЕ) и покрытием наружной поверхности тыльной стороны антикоррозийным покрытием, и внутренний полимерный композиционный слой, отличающаяся тем, что полимерный композиционный слой представляет собой нанокомпозит, состоящий из полимера - полиолефина, который является, по крайней мере, одним представителем, выбранным из группы, состоящей из полиэтилена, полипропилена и других, сходных с ними по свойствам полиолефинов и минерала подкласса слоистых силикатов, преимущественно бентонитовой глины с формированием слоистой структуры интеркалированного нанокомпозита, образованной прослойками полимера между слоями слоистого силиката с содержанием последнего в композите не менее 5 об.% и размером фракций не более 0,07 мм.

2. Огнестойкая металлическая композитная панель по п.1, отличающаяся тем, что полимерный композиционный слой включает антипирены, преимущественно полифосфат аммония и/или пентаэритрит.

3. Огнестойкая металлическая композитная панель по п.1, отличающаяся тем, что поверхностные металлические слои представлены алюминиевыми листами.

4. Огнестойкая металлическая композитная панель по п.1, отличающаяся тем, что поверхностные металлические слои представлены стальными листами.

5. Огнестойкая металлическая композитная панель по п.1, отличающаяся тем, что выполнена плоской формы.

6. Огнестойкая металлическая композитная панель по п.1, отличающаяся тем, что выполнена с отгибами, в форме кассеты.