RU93834U1

RU93834U1 - THERMAL INSULATING AND SOUND INSULATING SANDWICH PLATE

Info

Publication number: RU93834U1
Application number: RU2010100594/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Анатольевич Марков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "РЯД"
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2010-01-11
Publication date: 2010-05-10

Abstract

1. Теплоизолирующая и звукоизолирующая сэндвич-панель, содержащая соединенные между собой посредством клеевого слоя утеплитель в виде слоя пенопласта на основе полистирола, его наружную и/или внутреннюю обшивку, в виде слоя изолона, выполненного из вспененного полимерного материала на основе полиэтилена, отличающаяся тем, что утеплитель выполнен в виде теплоизоляционной плиты из экструдированного пенополистирола, при этом толщина слоев утеплителя - слоя пенополистирола и обшивки - слоя изолона выбрана из соотношений 5:1-20:1 соответственно, а толщина клеевого слоя выполнена 5-30 мкм. ! 2. Теплоизолирующая и звукоизолирующая сэндвич-панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве клеевого слоя она содержит клей на акриловой или силиконовой основе. ! 3. Теплоизолирующая и звукоизолирующая сэндвич-панель по п.1, отличающаяся тем, что она содержит наружный защитный слой облицовки. 1. A heat-insulating and sound-insulating sandwich panel, comprising an insulation material interconnected by means of an adhesive layer in the form of a polystyrene-based foam layer, its outer and / or inner skin, in the form of an isolon layer made of foamed polyethylene-based polymeric material, characterized in that the insulation is made in the form of a heat-insulating plate made of extruded polystyrene foam, while the thickness of the insulation layers - the expanded polystyrene layer and the casing - the isolon layer is selected from the ratios 5: 1-20: 1, respectively o, a thickness of the adhesive layer is made of 5-30 microns. ! 2. The heat-insulating and sound-insulating sandwich panel according to claim 1, characterized in that as the adhesive layer it contains adhesive on an acrylic or silicone base. ! 3. The heat-insulating and sound-insulating sandwich panel according to claim 1, characterized in that it contains an outer protective layer of the cladding.

Description

Полезная модель относится к строительству и может быть использована в качестве звукоизоляции и теплоизоляции различных помещений в промышленных и жилых сооружениях: при изготовлении малоэтажных коттеджей, гаражей, каркасных зданий и сооружений, холодильных или морозильных камер (контейнеров), и т.д.The utility model relates to construction and can be used as sound insulation and thermal insulation of various rooms in industrial and residential buildings: in the manufacture of low-rise cottages, garages, frame buildings and structures, refrigerators or freezers (containers), etc.

Известна звукоизолирующая панель, содержащая наружные плиты из плотного и жесткого материала (металл, пластик и т.п.), связанные между собой слоем из упругого материала. Звукоизоляция такой панели, получившей название «сэндвич», определяется законом массы, как и для однослойной панели (конструкции) той же поверхности. Закон массы, соблюдаемый в панелях при частотах не более 1,2 f_гр., где f_гр - граничная частота конструкции, характеризует отсутствие резонансных колебаний в диапазоне действия закона. И его использование является одним из наиболее эффективных способов повышения звукоизоляции панелями. (Заборов В.И. и др. Звукоизоляция в жилых и общественных зданиях. М. Стройиздат, 1979, С.23-26).A soundproofing panel is known comprising external plates of dense and rigid material (metal, plastic, etc.), interconnected by a layer of elastic material. The sound insulation of such a panel, called the "sandwich", is determined by the law of mass, as well as for a single-layer panel (structure) of the same surface. The law of mass observed in panels at frequencies of no more than 1.2 f _gr. , where f _gr - the boundary frequency of the structure, characterizes the absence of resonant vibrations in the range of the law. And its use is one of the most effective ways to increase the sound insulation of panels. (V.I. Zaborov and others. Soundproofing in residential and public buildings. M. Stroyizdat, 1979, S.23-26).

Выше граничной частоты возникают явления волнового совпадения, при котором звукоизолирующие свойства панели падают.Above the cutoff frequency, wave coincidence phenomena occur, in which the soundproofing properties of the panel fall.

С увеличением толщины плит их масса возрастает, что незначительно повышает звукоизоляцию, но одновременно приводит к снижению граничной частоты и провалу звукоизоляции с более низкой частоты.With increasing thickness of the plates, their mass increases, which slightly increases the sound insulation, but at the same time leads to a decrease in the cutoff frequency and the failure of sound insulation from a lower frequency.

Панель типа сэндвич проектируется таким образом, чтобы область действия закона массы охватывала весь заданный диапазон частот (для жилых и общественных зданий до 5000 Гц).A sandwich-type panel is designed so that the range of the law of mass covers the entire specified frequency range (for residential and public buildings up to 5000 Hz).

Известна звукоизолирующая и теплоизолирующая сэндвич-панель, содержащая две пластины и слой пористого материала между ними. Пористым материалом могут быть тонкие стеклянные, базальтовые или капроновые волокна, вспененный полиуретан. (И.И.Боголюбов, Промышленная звукоизоляция, Л. Судостроение, 1986, С.165, 172). Такая панель сложна и недостаточно эффективна.Known soundproofing and heat insulating sandwich panel containing two plates and a layer of porous material between them. The porous material can be thin glass, basalt or nylon fibers, foamed polyurethane. (I.I. Bogolyubov, Industrial soundproofing, L. Shipbuilding, 1986, S.165, 172). Such a panel is complex and not effective enough.

Общеизвестно применение пенопласта на основе полистирола в качестве утеплительного материала при строительстве зданий, гаражей и т.п. (например, РФ №94039961, 1996; СВ. на ПМ №45750, 2005; ГОСТ 21562-76). Однако применение одного пенопласта для теплоизоляции является не эффективным, так как он является хрупким материалом и в нем в результате механических воздействий могут образовываться трещины и полости, пропускающие холодный воздух. Кроме того, сам материал имеет довольно значительную газопроницаемость, что в результате снижает его теплоизоляционные свойства.It is well known to use polystyrene-based polystyrene as an insulating material in the construction of buildings, garages, etc. (for example, the Russian Federation No. 94039961, 1996; St. on PM No. 45750, 2005; GOST 21562-76). However, the use of a single foam for thermal insulation is not effective, since it is a brittle material and cracks and cavities that allow cold air to form in it as a result of mechanical stresses. In addition, the material itself has a fairly significant gas permeability, which as a result reduces its heat-insulating properties.

Известен эластичный закрытоячеестый вспененный материал - изолон на основе полиэтилена со сшитой и несшитой молекулярной структурой (рекламный листок Ижевского завода пластмасс), применяемый в качестве теплоизоляционного материала и выпускаемый ОАО «Ижевский завод пластмасс». Изолон со сшитой молекулярной структурой имеет рабочий температурный интервал от -60°С до +100°С, диапазон плотности от 33 до 200 кг/м³. Изолон с несшитой молекулярной структурой имеет температурный интервал от -80°С до +80°С, диапазон плотности от 20 до 30 кг/м³. Применение изолона в качестве стеновой панели без опорной конструкции не представляется возможным.Known elastic closed-cell foamed material - polyethylene based isolon with a crosslinked and non-crosslinked molecular structure (leaflet of the Izhevsk Plastic Plant), used as a heat-insulating material and manufactured by Izhevsk Plastic Plant. Isolon with a crosslinked molecular structure has a working temperature range from -60 ° C to + 100 ° C, a density range of 33 to 200 kg / m ³ . Isolon with an uncrosslinked molecular structure has a temperature range from -80 ° C to + 80 ° C, a density range of 20 to 30 kg / m ³ . The use of isolon as a wall panel without a supporting structure is not possible.

Известна, взятая за прототип, строительная сэндвич-панель «Ирта», включающая наружную и/или внутреннюю обшивку слоя утеплителя из пенопласта на основе полистирола (РФ патент на изобретение №2258118, 2005). В качестве обшивки она содержит эластичный закрытоячеестый вспененный материал - изолон на основе полиэтилена. Слой утеплителя соединен с обшивкой при помощи фенолсодержащего клея, посредством аэрозольного напыления, нанесенного на соединяемую поверхность изолона, и формирующего клейкий поверхностный слой пенопласта при контакте соединяемых слоев. Строительная сэндвич-панель выполнена с возможностью крепления к строительным конструкциям. Изолон - материал с высокой газонепроницаемостью, теплопроводностью в пределах 0,031-0,036 Вт/мК и звукопоглощением для частот от 0,25 до 6 КГц в пределах от 7 до 60%, что обеспечивает требуемые теплоизоляционные и шумозащитные свойства известной панели. Однако, использование пенопласта в качестве теплоизоляционного слоя, разрушающегося под воздействием перепада температур, механических повреждений снижает прочность и надежность панели, ее тепло-шумозащитные свойства, сужает эксплуатационные возможности.Known, taken as a prototype, a building sandwich panel "Irta", including the outer and / or inner lining of a layer of insulation made of polystyrene foam (RF patent for the invention No. 2258118, 2005). As a sheathing, it contains an elastic closed-cell foam material - polyethylene based isolon. The insulation layer is connected to the casing using phenol-containing glue, by means of aerosol spraying applied to the joined surface of the isolon, and forming an adhesive surface layer of foam upon contact of the joined layers. Construction sandwich panel is made with the possibility of fastening to building structures. Isolon is a material with high gas impermeability, thermal conductivity in the range of 0.031-0.036 W / mK and sound absorption for frequencies from 0.25 to 6 KHz in the range of 7 to 60%, which provides the required thermal insulation and noise insulation properties of the known panel. However, the use of foam as a heat-insulating layer, which collapses under the influence of temperature extremes, mechanical damage, reduces the strength and reliability of the panel, its heat and noise insulation properties, and reduces operational capabilities.

Задачей полезной модели было повышение прочности и устойчивости к деформации при перепадах температуры и механических повреждениях, исключение вредных компонентов из конструкции сэндвич-панели при сохранении ее звуко-теплоизоляционных показателей.The objective of the utility model was to increase the strength and resistance to deformation during temperature changes and mechanical damage, the exclusion of harmful components from the design of the sandwich panel while maintaining its sound and heat insulation performance.

Технический результат, достигаемый при реализации заявленной полезной модели, состоит в улучшении тепло-звукоизоляционных свойств сэндвич-панели, повышении долговечности и надежности панели и сооружения в целом, улучшении экологических характеристик.The technical result achieved by the implementation of the claimed utility model consists in improving the heat and sound insulating properties of the sandwich panel, increasing the durability and reliability of the panel and the structure as a whole, and improving environmental performance.

Указанный технический результат достигается тем, что в теплоизолирующей и звукоизолирующей сэндвич-панели, содержащей соединенные между собой посредством клеевого слоя утеплитель, в виде слоя пенопласта на основе полистирола, и обшивку наружную и/или внутреннюю, выполненную в виде слоя изолона на основе вспененного полиэтилена, согласно предложению, утеплитель выполнен в виде теплоизоляционной плиты из экструдированного пенополистирола, при этом толщина слоев утеплителя - слоя пенополистирола и обшивки - слоя изолона выбрана из соотношений от 5:1 до 20:1, соответственно, а толщина клеевого слоя выполнена 5-30 микрон.The specified technical result is achieved by the fact that in the heat insulating and soundproofing sandwich panels containing insulation, interconnected by means of an adhesive layer, in the form of a foam layer based on polystyrene, and the outer and / or inner skin, made in the form of an insulating layer based on foamed polyethylene, according to the proposal, the insulation is made in the form of a heat-insulating plate made of extruded polystyrene foam, while the thickness of the insulation layers - the expanded polystyrene layer and the casing - the isolon layer is selected from values from 5: 1 to 20: 1, respectively, and the thickness of the adhesive layer is 5-30 microns.

В качестве клеевого слоя плита содержит клей на акриловой или силиконовой основе.As an adhesive layer, the plate contains adhesive on an acrylic or silicone base.

Целесообразно наружный защитный слой сэндвич-панели покрывать слоем облицовки.It is advisable to cover the outer protective layer of the sandwich panel with a cladding layer.

Расположение обшивки, непосредственно контактирующей со всей внутренней поверхностью плиты, защищает пенополистирол от промерзания, разрушения, повышает прочность конструкции, срок эксплуатации панели с сохранением ее теплозащитных и шумозащитных свойств.The location of the casing, which is in direct contact with the entire inner surface of the plate, protects polystyrene foam from freezing, destruction, increases the strength of the structure, the life of the panel while maintaining its heat and noise insulation properties.

Возможность осуществления технического решения, охарактеризованного приведенной выше совокупностью признаков, а также возможность реализации назначения может быть подтверждена описанием конструкции сэндвич-панели, сущность которой поясняется графическими материалами, на которых изображено следующее.The possibility of implementing a technical solution, characterized by the above set of features, as well as the possibility of implementing the purpose can be confirmed by the description of the design of the sandwich panel, the essence of which is illustrated by graphic materials, which depict the following.

Фиг.1 - профиль теплоизолирующей и звукоизолирующей сэндвич-панели.Figure 1 is a profile of a heat insulating and sound insulating sandwich panel.

Фиг.2 - вид сэндвич-панели спереди.Figure 2 is a front view of a sandwich panel.

Теплоизолирующая и звукоизолирующая сэндвич-панель содержит соединенные между собой посредством клеевого слоя 1 утеплитель, в виде слоя 2 пенопласта на основе пенополистирола, обшивку слоя 2 наружную и/или внутреннюю в виде слоя 3 изолона, выполненного из вспененного полимерного материала на основе полиэтилена. (Изолон производства фирмы «Адгилайн», http/www.izolon.ru). В качестве обшивки могут быть использованы также и другие материалы, известные под марками: Вилатэрм, Изоком, Пенофол, Термофол, Термофлекс, Энергофлекс и другие марки.The heat-insulating and sound-insulating sandwich panel contains insulation, interconnected by means of an adhesive layer 1, in the form of a layer 2 of polystyrene foam based on foam polystyrene, the skin of layer 2 is external and / or internal in the form of an isolon layer 3 made of foamed polymeric material based on polyethylene. (Isolon manufactured by Adgiline, http://www.izolon.ru). Other materials known under the brands: Vilaterm, Izokom, Penofol, Termofol, Thermoflex, Eneroflex and other brands can also be used as lining.

Утеплитель 2 выполнен в виде теплоизоляционной плиты, например, «TEPLEX^®» (http://www.teplex.ru, 2008), имеющий плотность 20-45 кг/м³, коэффициент теплопроводности от 0,028-0,030 Вт/м-К, коэффициент линейного теплового расширения 80×10^-6 м/мК.The insulation 2 is made in the form of a heat-insulating plate, for example, “TEPLEX ^® ” (http://www.teplex.ru, 2008), having a density of 20-45 kg / m ³ , thermal conductivity from 0.028-0.030 W / m-K, coefficient of linear thermal expansion of 80 × 10 ^-6 m / mK.

Для предлагаемой теплоизолирующей и звукоизолирующей сэндвич-панели плотность пенополистирольных плит должна быть от 15,0 до 25,0 кг/м³ для панелей стеновых и внутренних перегородок; плотность выше 20,0 кг/м³ для панелей кровельных и стеновых наружных.For the proposed heat-insulating and sound-insulating sandwich panels, the density of polystyrene foam boards should be from 15.0 to 25.0 kg / m ³ for panels of wall and interior partitions; density above 20.0 kg / m ³ for roofing and wall panels.

Пенополистирол «TEPLEX^®» имеет мелкоячеистую однородную структуру с закрытыми порами, поэтому он не абсорбирует влагу и не разбухает, приобретая тем самым гидроизоляционные свойства. Это важно при перепаде температур, когда точка росы проходит по теплоизолирующему материалу. Экструзионный метод получения обеспечивает материалу повышенные жесткость и плотность, сто способствует увеличению его формоустойчивости, прочности и долговечности. Низкая теплопроводность приводит к тому, что потери тепла в доме, помещении, выполненном из этих панелей, незначительна. Кроме того, пенополистирол характеризуется высокими звукоизолирующими свойствами. Пенополистирол выполняет роль опоры для эластичной упругой обшивки из изолона.Expanded polystyrene “TEPLEX ^® ” has a fine-meshed homogeneous structure with closed pores, therefore it does not absorb moisture and does not swell, thereby acquiring waterproofing properties. This is important when the temperature drops, when the dew point passes through the insulating material. The extrusion method of obtaining provides the material with increased stiffness and density, one hundred contributes to an increase in its shape stability, strength and durability. Low thermal conductivity leads to the fact that the heat loss in the house, the room made of these panels is negligible. In addition, polystyrene foam is characterized by high soundproofing properties. Expanded polystyrene acts as a support for the elastic elastic sheathing from Isolon.

Изолон, имеющий высокие газонепроницаемость, теплопроводность и звукопоглощение, обеспечивает повышенные теплоизоляционные и шумозащитные свойства сэндвич-панели. Обшивка слоя 2 утеплителя слоем 3 изолона может быть односторонней или двусторонней, она не поглощает воду, является химически стойкой, упругой, долговечной и может подвергаться механической обработке.Isolon, which has high gas impermeability, thermal conductivity and sound absorption, provides increased heat-insulating and noise-proofing properties of the sandwich panel. The sheathing of the insulation layer 2 with the isolon layer 3 can be one-sided or two-sided, it does not absorb water, is chemically resistant, resilient, durable and can be machined.

Толщина слоев 2, 3 пенополистирола и изолона выбрана из соотношения от 5-1 до 20-1, соответственно. Толщина клеевого слоя 1 составляет 5-30 микрон. В качестве клеевого слоя целесообразно использовать клеи на акриловой или силиконовой основе, сохраняющие свою пластичность после схватывания и при минусовой температуре, экологически безопасные. За счет прочного соединения слоев утеплителя и обшивки сэндвич-панель сохранит свои теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства в случае механического повреждения пенополистирола с образованием трещин. Упругая обшивка из изолона будет фиксировать место повреждения и обеспечивать требуемые свойства сэндвич-панели.The thickness of layers 2, 3 of expanded polystyrene and isolon is selected from a ratio of 5-1 to 20-1, respectively. The thickness of the adhesive layer 1 is 5-30 microns. It is advisable to use adhesives on an acrylic or silicone base as the adhesive layer, which retain their plasticity after setting and at sub-zero temperatures, are environmentally friendly. Due to the strong connection of the insulation layers and the casing, the sandwich panel will retain its heat-insulating and sound-insulating properties in the event of mechanical damage to the polystyrene foam with the formation of cracks. Elastic sheathing from isolon will fix the place of damage and provide the required properties of the sandwich panel.

Прочность соединения слоев пенополистирола и изолона обеспечивается следующим образом. На контактную поверхность слоя 3 изолона или плиты 2 пенополистирола аэрозольным напылением или в ручную валиком наносят клей, затем поверхности соединяют. Соединенные слои сжимают и высушивают, предпочтительно под давлением. Благодаря эластичности, упругости, наличию небольшой остаточной деформации слоя 3 изолона его поверхностный слой плотно соединяется со всей поверхностью плиты пенополистирола. Испытание качества полученного соединения показали, что сэндвич-панель отвечает нормативам.The strength of the connection of the layers of expanded polystyrene and isolon is ensured as follows. On the contact surface of the layer 3 of the isolon or plate 2 of expanded polystyrene by aerosol spraying or in a manual roller, glue is applied, then the surfaces are connected. The combined layers are compressed and dried, preferably under pressure. Due to the elasticity, resilience, the presence of slight residual deformation of the layer 3 of the isolon, its surface layer is tightly connected to the entire surface of the expanded polystyrene plate. Testing the quality of the obtained compound showed that the sandwich panel meets the standards.

Производство сэндвич-панелей возможно непрерывным способом на известной технологической линии по производству теплоизоляционных плит из экструдированного пенополистирола TEPLEX^®, позволяющей вести одновременно процесс разматывания рулонов обшивки, смешение и нанесение клеевой композиции на соединяемые слои обшивки и утеплителя.The production of sandwich panels is possible in a continuous way on the well-known technological line for the production of heat-insulating boards from extruded TEPLEX ^® polystyrene foam, which allows the process of unwinding cladding rolls, mixing and applying adhesive composition to the connected layers of cladding and insulation.

Установка и крепление заявляемой сэндвич-панели в строительной конструкции может осуществляться известными фиксирующими элементами или элементами крепежа (например, как описано в патенте на изобретение РФ №2258118, 2005).Installation and fastening of the inventive sandwich panel in a building structure can be carried out by known fixing elements or fasteners (for example, as described in the patent for the invention of the Russian Federation No. 2258118, 2005).

В процессе эксплуатации строительной конструкции в результате падения звуковой волны (бытовых, шумовых, от сигналов автотранспорта и т.д.) на поверхность сэндвич-панели, в ближнем, к падающей волне, слое 3 обшивки изолона возникают поперечные и продольные деформации, которые приводят к изгибным колебаниям этого слоя. В пористом промежуточном слое 2 из вспененного пенополистирола из-за разницы плотностей и жесткостей материалов наружного и внутреннего слоев, амплитуда поперечных деформаций уменьшается и энергия колебаний переходит в продольные колебания. Эти колебания с преобладающей продольной составляющей гасятся следующим слоем 3 обшивки изолона и передаются соседним с ним наружным слоям изолона и утеплителя. Поскольку на излучение панели влияет только поперечная составляющая колебаний, то излучаемая панелью энергия уменьшается, что гарантирует увеличение звукоизоляции конструкции. При экспериментальных проверках сэндвич-панели получено увеличение звукоизоляции на резонансных частотах изгибных колебаний 3-6 дБ.During the operation of the building structure as a result of the fall of the sound wave (domestic, noise, from vehicle signals, etc.) onto the surface of the sandwich panel, transverse and longitudinal deformations occur in the near to the incident wave, layer 3 of the isolon skin, which lead to bending vibrations of this layer. In the porous intermediate layer 2 of expanded polystyrene foam, due to the difference in densities and stiffnesses of the materials of the outer and inner layers, the amplitude of the transverse strains decreases and the vibrational energy transforms into longitudinal vibrations. These vibrations with a predominant longitudinal component are damped by the next layer 3 of the isolon skin and transmitted to the outer layers of the isolon and insulation adjacent to it. Since the panel radiation is affected only by the transverse component of the vibrations, the energy radiated by the panel is reduced, which guarantees an increase in the sound insulation of the structure. During experimental tests of the sandwich panel, an increase in sound insulation at resonant frequencies of bending vibrations of 3-6 dB was obtained.

Количество слоев в сэнвич-панелях может изменяться в зависимости от назначения, при необходимости она может содержать наружный защитный слой облицовки. Оптимальное звукопоглощение, теплоизоляция и весогабаритные характеристики, получены при следующих соотношениях слоев пенополистирола и обшивки: от 5-1 до 20-1.The number of layers in the sandwich panels may vary depending on the purpose, if necessary, it may contain an outer protective layer of the cladding. Optimal sound absorption, thermal insulation and weight and size characteristics were obtained with the following ratios of polystyrene foam and skin layers: from 5-1 to 20-1.

Таким образом заявляемая тепло-звукоизоляционная сэндвич-панель по сравнению с аналогами обладает повышенными теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами, имеет более широкий спектр применения, проста и дешева в изготовление.Thus, the inventive heat and sound insulating sandwich panel in comparison with analogues has improved heat and sound insulating properties, has a wider range of applications, is simple and cheap to manufacture.

Claims

1. A heat-insulating and sound-insulating sandwich panel, comprising an insulation material interconnected by means of an adhesive layer in the form of a polystyrene-based foam layer, its outer and / or inner skin, in the form of an isolon layer made of foamed polyethylene-based polymeric material, characterized in that the insulation is made in the form of a heat-insulating plate made of extruded polystyrene foam, while the thickness of the insulation layers - the expanded polystyrene layer and the casing - the isolon layer is selected from the ratios 5: 1-20: 1, respectively o, a thickness of the adhesive layer is made of 5-30 microns.

2. The heat-insulating and sound-insulating sandwich panel according to claim 1, characterized in that as the adhesive layer it contains adhesive on an acrylic or silicone base.

3. The heat insulating and sound insulating sandwich panel according to claim 1, characterized in that it contains an outer protective layer of the cladding.