ОПОРНЫЙ СЛОЙ ИЗОЛЯЦИОННОЙ ПАНЕЛИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА Российский патент 2022 года по МПК B32B5/18 E04B1/94 B32B15/04 

Изобретение относится к слою подложки многослойной изолирующей панели для строительных конструкций. В частности, изобретение относится к слою подложки панели, относящейся к газонепроницаемому типу и демонстрирующей увеличенные характеристики пламезамедления.

С точки зрения экономии энергии в строительной отрасли промышленности все более и более ощущается потребность в теплоизоляции зданий в целях промотирования хорошей диффузии тепла внутри помещений и в то же самое время избегания его рассеяния во внешнюю среду. С этой целью в зданиях в широких масштабах используют многослойные изоляционные панели, например, для обеспечения теплоизоляции стенок, полов и крыш. Такие изоляционные панели в общем случае включают изоляционный слой, например, полученный из пенополиуретана и заключенный в сэндвичевую структуру между двумя соответствующими слоями подложек, подходящими для использования при покрытии изоляционного слоя. Упомянутые слои подложек осуществляют двойственную функцию: с одной стороны, они ограничивают расширение пенополиуретана, а, с другой стороны, придают упомянутым панелям предварительно определенные профиль и толщину при одновременном обеспечивании для панелей стабильности геометрических размеров.

Для таких областей применения высокую успешность использования недавно доказал жесткий пенополиуретан при том условии, что при наличии среднего коэффициента теплопроводности λ [Вт-м^{– 1}-К^{– 1}], меньшего, чем у других коммерческих изолирующих материалов, он делает возможным получение хорошей теплоизоляции при использовании панелей с уменьшенной толщиной. Следовательно, при достижении того же самого эффекта по изоляции изоляционные панели для зданий, использующие пенополиуретан, имеют уменьшенные объемы и массы в сопоставлении с изоляционными панелями, изготовленными при использовании других изоляционных материалов.

Как это известно, уменьшенная теплопроводность пенополиуретана и подобных синтетических вспененных продуктов (полистирола, стирола) обуславливается их ячеистой структурой: в данных пеноматериалах приблизительно 3 %-5 % объема образованы полимером, а остальные 97 %-95 % – газовой фазой от пенообразователей, заключенных в замкнутые ячейки. Небольшое количество полимера и газовая фаза ограничивают теплопроводность, в то время как ограниченный размер замкнутых ячеек ограничивает конвективную теплопередачу между газом и внутренней поверхностью таких ячеек.

Явление, которое больше всего ставит под сомнение эксплуатационные характеристики данных ячеистых конструкций, представляет собой частичную диффузию газовой фазы во внешнюю среду из панели. Такая диффузия по возможности в большей мере должна быть сведена к минимуму для сохранения изолирующих свойств панели по существу неизменными с течением времени.

Известны изолирующие панели для зданий, у которых явление диффузии газовой фазы ограничивается наложением по обеим сторонам панели покрытия, непроницаемого для диффузии, то есть, газонепроницаемого покрытия. Например, изолирующие панели, включающие полиуретаны (PUR) или полиизоцианурат (PIR) совместно с газонепроницаемым покрытием и представленные в настоящее время на рынке, изготавливают при использовании металлического покрытия, нанесенного на лицевые поверхности панели, в частности, одного слоя или листа алюминия или листа с подложкой из пленок пластмассы, бумаги или стекловолокна.

Для таких изолирующих панелей, содержащих изолирующий пеноматериал, имеющий ячеистую структуру, эксплуатационные характеристики при выражении через огнестойкость панели в основном зависят от типа использующихся слоев подложек. Например, для отнесения изолирующей панели при классифицировании к категории огнестойкой В или С в соответствии со стандартом EN 13501-11925/2, то есть, для обеспечения надлежащей огнестойкости, даже после термического удара, возникающего от непосредственного контакта с пламенем во время пожара, требуются слои подложек из алюминия толщиной, большей, чем 80 мкм. Недостаток панелей, включающих слои подложек из алюминия, в основном относится к стоимости изготовления толстых слоев алюминия, что оказывает значительное неблагоприятное воздействие на полную стоимость панели.

Основная цель настоящего изобретения заключается в разработке и обеспечении доступности слоя подложки изолирующей панели для зданий, который при одновременном сохранении по существу неизменными характеристик газонепроницаемости панели с течением времени также делает возможным улучшение характеристик пламезамедления панели при одновременном ограничении ее заводской себестоимости.

Достижения такой цели добиваются при использовании слоя подложки изолирующей панели для строительных конструкций, соответствующего пункту 1 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты осуществления такого слоя подложки описываются в зависимых пунктах формулы изобретения 2-10.

Изобретение также относится к способу изготовления слоя подложки изолирующей панели для зданий, соответствующему пункту 11 формулы изобретения.

Дополнительные характеристики и преимущества слоя подложки для изолирующей панели, соответствующего изобретению, в любом случае будут очевидными после ознакомления с приведенным ниже описанием его предпочтительных вариантов осуществления, представленным в порядке неограничивающего примера при обращении к прилагаемым чертежам, где:

- фигура 1 в рамках схематического покомпонентного изображения иллюстрирует сечение многослойной изолирующей панели для строительных конструкций, включающей слои подложек, соответствующие изобретению в первом варианте осуществления;

- фигура 2 схематически иллюстрирует второй вариант осуществления слоя подложки для изолирующих панелей, соответствующего изобретению.

На вышеупомянутых чертежах элементы, которые являются идентичными или подобными, будут указаны при использовании идентичных ссылочных позиций.

Как показано на фиг. 1, слои подложек многослойной изолирующей панели 100 для строительных конструкций, относящихся к газонепроницаемому типу, в соответствии с изобретением обозначены ссылочной позицией 10.

Такая изолирующая панель 100 может быть использована в строительной отрасли промышленности для покрытия стенок (вертикальных и горизонтальных), полов и крыш.

Такая изолирующая панель 100 включает центральное тело 50, образованное из изолирующего пеноматериала с ячеистой структурой, такого как вспененный полиуретан (PUR) или вспененный полиизоцианурат (PIR), фенольный материал или вспененный полистирол (PS).

В варианте осуществления, продемонстрированном на фиг. 1, упомянутое центральное тело 50 панели 100 прокладывают в промежуточном положении или заключают в сэндвичевую структуру между двумя аналогичными слоями подложек 10 изобретения. В одном альтернативном варианте осуществления центральное тело 50 панели может быть расположено между слоем подложки 10 и отделочным слоем, демонстрирующим характеристики газонепроницаемости и отличным от вышеупомянутого слоя подложки, как это будет разъясняться более подробно ниже.

Такие слои подложек 10 сконфигурированы для ограничения расширения вспененного полиуретана (или полиизоцианурата) во время этапов изготовления панелей 100. Кроме того, слои подложек 10 являются подходящими для использования при придании панелям 100 предварительно определенных профиля и толщины при одновременном обеспечивании для упомянутых панелей стабильности геометрических размеров.

Каждый из вышеупомянутых слоев подложек 10 включает газонепроницаемый армирующий слой 1, имеющий первую поверхность F1 и противолежащую вторую поверхность F2.

В одном варианте осуществления газонепроницаемый армирующий слой 1 подложки 10 образован из слоя металла 1А, например, алюминия. В одном альтернативном варианте осуществления такой газонепроницаемый армирующий слой 1 имеет форму пленки пластмассы или металлизированной пленки пластмассы.

В дополнение к этому, слой подложки 10 включает огнестойкий слой 2, функционально связанный с первой поверхностью F1 армирующего слоя 1.

В одном варианте осуществления такой огнестойкий слой 2 представляет собой расширяемый материал и содержит, в частности, вспениваемый графит.

В частности, вышеупомянутый огнестойкий слой 2 получают при использовании смеси, содержащей, например, вспениваемый графит, пластифицирующую смолу и добавки. В одном варианте осуществления упомянутая смесь огнестойкого слоя 2 содержит:

- пластифицирующую смолу при процентном уровне содержания, заключенном в диапазоне приблизительно от 40% до 55%;

- вспениваемый графит при процентном уровне содержания, заключенном в диапазоне приблизительно от 35% до 50%;

- добавки при процентном уровне содержания, составляющем приблизительно 10%.

В частности, такие добавки включают:

- воду при процентном уровне содержания, заключенном в диапазоне приблизительно от 4% до 9,4%;

- противовспениватель при процентном уровне содержания, заключенном в диапазоне приблизительно от 0,2% до 2%;

- диспергатор, замедляющий пластифицирование, при процентном уровне содержания, заключенном в диапазоне приблизительно от 0,2% до 2%.

В частности, вышеупомянутая смола представляет собой полимерную дисперсию полимеров или сополимеров, таких как, например, акриловые соединения, виниловые соединения, силикон, силаны, силоксаны, полиуретаны, к которым, возможно, добавляют, по меньшей мере, одну пламезамедляющую добавку.

Кроме того, смолу конфигурируют для обволакивания вспениваемого графита, в частности, при создании пленки, которая связывает такой графит с подложкой 10. Другими словами, смола является подходящей для использования при пластифицировании огнестойкого слоя 2 при одновременном внесении своего вклада в огнестойкость упомянутого слоя подложки 10 благодаря наличию дополнительной пламезамедляющей добавки, содержащейся в ней.

Вспениваемый графит огнестойкого слоя 2 при воздействии температур порядка приблизительно 200°С начинает расширяться, достигая максимального расширения при попадании в контакт с пламенем, то есть, при температурах, составляющих приблизительно 600-1000°С. Необходимо отметить то, что в присутствии пламени графит может увеличивать свой объем от приблизительно 50 до приблизительно 400 раз. В выгодном случае огнестойкий слой 2 со вспениваемым графитом, включенный в слой подложки 10 панели 100, в присутствии пламени является подходящим для использования при расширении в целях создания барьерного слоя, который препятствует проникновению пламени к центральному телу 50 из полиуретана или, по меньшей мере, замедляет его продвижение по направлению к упомянутому центральному телу внутри панели 100.

Как показано на фиг. 2, во втором варианте осуществления слоя подложки 20 изобретения вышеупомянутый армирующий слой 1 включает слой волокнистого материала 30 в дополнение к слою металла или газонепроницаемой пленке пластмассы 1А. Необходимо отметить то, что упомянутый волокнистый слой 30 армирующего слоя 1 является подходящим для использования при придании большей механической прочности слою подложки 20 панели 100. Такой волокнистый слой 30 армирующего слоя 1 получают из материала, выбираемого из группы, состоящей из:

- синтетической ткани или синтетического нетканого материала;

- стекловолокна;

- композитной синтетической ткани или композитного синтетического нетканого материала;

- натуральной ткани или натурального нетканого материала;

- синтетической, натуральной или композитной сетки;

- стекловолоконной сетки.

Опять-таки, в одном дополнительном варианте осуществления армирующий слой 1 может быть изготовлен в виде многослойного слоя, включающего слой металла, пленку пластмассы и волокнистый слой в их различных комбинациях.

Необходимо отметить то, что в случае панели 100, включающей два слоя подложек 1, демонстрирующих одну и ту же стратиграфию, как это продемонстрировано на фиг. 1, такая панель в дополнение к характеристикам газонепроницаемости будет демонстрировать характеристики пламезамедления по обеим сторонам. В альтернативном варианте, один из двух слоев подложек может представлять собой просто отделочный слой, полученный из традиционного газонепроницаемого материала, такого как, например, алюминий, многослойная пленка, включающая бумагу, алюминий и пленки материалов пластмасс в различных комбинациях, или материалы других металлов.

Ниже описывается один вариант осуществления способа изготовления слоя подложки 10 (или 20) изолирующей панели 100, в котором огнестойкий слой 2 получают исходя из смеси, содержащей вспениваемый графит и пластифицирующую смолу.

В частности, исходя из армирующего слоя 1, например, алюминия (при наличии или в отсутствие слоя волокнистого материала 30), способ включает первую стадию распределения на упомянутом армирующем слое текучей смеси, содержащей вспениваемый графит, смолу и добавки (воду, противовспениватель, диспергатор).

После этого способ включает стадию высушивания, например, в воздухонагревательной печи, слоя подложки 10 (или 20). Упомянутая стадия высушивания делает возможными высушивание и пластифицирование смолы огнестойкого слоя 2.

Необходимо отметить то, что производственная технологическая линия для слоя подложки 10 (20) действует непрерывно при наличии системы с подачей с рулона на рулон, где разматывают армирующий слой 1, включающий, например, лист алюминия и слой стекловолокна, осаждают различные материалы и повторно сматывают полученный слой подложки 10 (20) сразу после высушивания.

Для изготовления изолирующей панели 100 первый вариант осуществления предлагает стадию распыления пенополиуретана между двумя слоями подложек 10 (или 20). Такие слои подложек являются подходящими для использования при ограничении между соответствующими вторыми поверхностями F2 армирующего слоя 1 расширения пенополиуретана, образующего центральное изолирующее тело 50.

Второй вариант осуществления панели 100 предлагает приклеивание слоев подложек 10 (или 20) на противолежащие поверхности предварительно полученного центрального изолирующего тела 50. В альтернативном варианте, слой подложки 10 (или 20) может быть уложен на манер листа поверх изолирующего слоя во время укладки упомянутого изолирующего материала, например, на крыше для получения дополнительного огнестойкого слоя для упомянутого изолирующего слоя. В частности, слой подложки 10 (или 20) также может быть уложен на волокнистые, натуральные или минеральные изолирующие материалы.

Слоям подложек изолирующих панелей 100, соответствующим изобретению, свойственны многочисленные преимущества.

Главным образом упомянутые слои подложек 10, 20 придают изолирующей панели 100 увеличенные характеристики огнестойкости, в частности, при наложении упомянутых слоев подложек на обе противолежащие поверхности изолирующего центрального тела 50 с изолирующим пеноматериалом. Собственно говоря, слои подложек 10, 20 защищают от пожара как газонепроницаемый армирующий слой 1, так и центральное тело 50 с изолирующим пеноматериалом, предотвращая или замедляя продвижение пламени по направлению к внутреннему пространству панели 100.

При использовании слоев подложек 10, 20 изобретения больше уже не требуется применять толстые слои алюминия для получения одних и тех же эксплуатационных характеристик при выражении через огнестойкость газонепроницаемых панелей, относящихся к известному типу. В результате значительно уменьшается полная заводская себестоимость газонепроницаемой панели 100, использующей слои подложек 10, 20.

Кроме того, газонепроницаемый армирующий слой 1 делает возможным по существу однородное и гомогенное распределение огнестойкого слоя 2, что, тем самым, улучшает барьерные свойства по отношению к пламени.

В дополнение к этому, заявитель подтвердил то, что газонепроницаемый армирующий слой 1 слоя подложки 10, 20 в результате предотвращения диффузии по направлению к внешней среде из самой панели для газов и дымов, которые могут вырабатываться в панели под подложкой, создает дополнительный барьер, функционирующий в синергизме с пламезамедляющим слоем 2.

Кроме того, в случае расположения в примыкании друг к другу двух и более изолирующих панелей 100 совместно со слоями подложек 10, 20, соответствующими изобретению, использование вспениваемого графита в соответствующих огнестойких слоях 2 сделает возможной при пожаре защиту мест стыков между такими примыкающими панелями. Собственно говоря, расширение графита по мере увеличения температуры делает возможным уплотнение таких мест стыков.

Это устраняет в особенности характерный недостаток панелей предшествующего уровня техники, включающих газонепроницаемые слои металлов. Собственного говоря, такие известные панели в настоящее время требуют проведения операций по наложению уплотняющей ленты в местах соединений также и для защиты мест соединений между такими примыкающими панелями от пожара.

Кроме того, слой пламезамедляющего покрытия 2 слоев подложек 10, 20 является водостойким и характеризуется высокой стойкостью к пешеходному движению и истиранию. Другими словами, слой пламезамедляющего покрытия 2 защищает газонепроницаемый армирующий слой 1 и, в частности, во время проведения операций по установке панелей 100 предотвращает возможное повреждение газонепроницаемого слоя алюминия, которое поставило бы под угрозу барьерные свойства по отношению к диффузии газа и, следовательно, характеристики теплоизоляции панели в целом.

В заключение, на огнестойкий слой 2, который не приставал бы к гладким основам, таким как листы алюминия или пленки пластмассы, могут быть нанесены клеи, шпаклевки, смолы и строительные растворы.

Специалист в соответствующей области техники может реализовать модификации и адаптации для вариантов осуществления слоя подложки изолирующей панели для зданий и соответствующего способа его изготовления, описанных выше, при замене элементов на другие функционально эквивалентные варианты в целях удовлетворения сопряженных требований при одновременном сохранении попадания в сферу защиты следующей далее формулы изобретения. Каждая из характеристик, описанных как относящиеся к возможному варианту осуществления, может быть реализована независимо от других описанных вариантов осуществления.

Изобретение относится к слою подложки многослойной изолирующей панели для строительных конструкций. В частности, изобретение относится к слою подложки панели, относящейся к газонепроницаемому типу и демонстрирующей увеличенные характеристики пламезамедления. Многослойная изолирующая панель содержит центральное тело, образованное из изолирующего пеноматериала с ячеистой структурой, первый слой подложки и второй слой подложки, при этом центральное тело панели расположено между первым слоем подложки и вторым слоем подложки; второй слой подложки аналогичен первому слою подложки или состоит из отделочного слоя, имеющего характеристики газонепроницаемости и отличного от вышеупомянутого первого слоя подложки; вышеупомянутый первый слой подложки включает: газонепроницаемый армирующий слой, имеющий первую поверхность и противолежащую вторую поверхность, причем вторая поверхность газонепроницаемого армирующего слоя прилегает к одной из двух противоположных поверхностей изолирующего центрального тела; огнестойкий слой, функционально связанный с первой поверхностью газонепроницаемого армирующего слоя, в котором газонепроницаемый армирующий слой включает слой металла для предотвращения диффузии по направлению к внешней среде из самой панели. Изобретение обеспечивает разработку и обеспечение доступности слоя подложки изолирующей панели для зданий, который при одновременном сохранении по существу неизменными характеристик газонепроницаемости панели с течением времени также делает возможным улучшение характеристик пламезамедления панели при одновременном ограничении ее заводской себестоимости. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Многослойная изолирующая панель (100) для строительных конструкций, содержащая центральное тело (50), образованное из изолирующего пеноматериала с ячеистой структурой, первый слой (10; 20) подложки и второй слой подложки, при этом

центральное тело (50) панели расположено между первым слоем (10; 20) подложки и вторым слоем подложки;

второй слой подложки аналогичен первому слою (10; 20) подложки или состоит из отделочного слоя, имеющего характеристики газонепроницаемости и отличного от вышеупомянутого первого слоя (10; 20) подложки;

вышеупомянутый первый слой (10; 20) подложки включает:

- газонепроницаемый армирующий слой (1), имеющий первую поверхность (F1) и противолежащую вторую поверхность (F2), причем вторая поверхность (F2) газонепроницаемого армирующего слоя (1) прилегает к одной из двух противоположных поверхностей изолирующего центрального тела (50);

- огнестойкий слой (2), функционально связанный с упомянутой первой поверхностью (F1) газонепроницаемого армирующего слоя (1),

в котором упомянутый газонепроницаемый армирующий слой (1) включает слой металла (1А) для предотвращения диффузии по направлению к внешней среде из самой панели.

2. Панель по п. 1, в которой упомянутый огнестойкий слой (2) выполнен из расширяемого материала.

3. Панель по п. 2, в которой упомянутый огнестойкий слой (2) содержит вспениваемый графит.

4. Панель по п. 1, в которой упомянутый слой металла (1А) выполнен из алюминия.

5. Панель по п. 1, в которой упомянутый армирующий слой (1) включает в дополнение к слою металла слой волокнистого материала (30).

6. Панель по п. 5, в которой упомянутый волокнистый слой (30) армирующего слоя (1) выполнен из материала, выбранного из группы, состоящей из:

- синтетической ткани или синтетического нетканого материала;

- стекловолокна;

- композитной синтетической ткани или композитного синтетического нетканого материала;

- натуральной ткани или натурального нетканого материала;

- синтетической, натуральной или композитной сетки;

- стекловолоконной сетки.