Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

сэндвич-панель

Классы МПК:C09J1/02 содержащие водорастворимые силикаты щелочных металлов 
C09J175/00 Клеящие вещества на основе полимочевины или полиуретанов; клеящие вещества на основе их производных
C09J175/08 из простых полиэфиров
B32B13/12 из синтетических смол 
B32B19/04 граничащие со слоями, выполненными из специфицированного материала 
E04C2/24 слоистые, состоящие из материалов, отнесенных к рубрикам  2/12, 2/16, 2/20 
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):ХАНТСМЭН ИНТЕРНЭШНЛ ЛЛС (US)
Приоритеты:
подача заявки:
2004-05-11
публикация патента:

Изобретение относится к слоистым изделиям с использованием клея, выполненного из композиции на основе полиизоцианата, в частности к сэндвич-панелям, используемых в строительстве. Сэндвич-панель содержит слой изоляции, имеющий на по меньшей мере одной стороне наклеенный слой покрытия, содержащий клей, получаемый путем реагирования водного раствора силиката щелочного металла с полиизоцианатом, при этом массовое соотношение между водным раствором силиката щелочного металла и полиизоцианатом составляет между 1:2 и 5:1. Полученная сэндвич-панель обладает более низкой теплотворной способностью, что позволяет повысить класс ее пожаробезопасности. 14 з.п. ф-лы, 8 табл.

Настоящее изобретение относится к клеящим композициям и слоистым изделиям с использованием такого клея. Точнее, данное изобретение относится к клеям на основе полиизоцианата, особенно пригодным для применения при приклеивании слоев покрытия на слой изоляции с тем, чтобы сформировать панель типа «сэндвич».

Клеи на основе соединений, содержащих более одной изоцианатной группы на молекулу, и соединений, содержащих более одной гидроксильной группы на молекулу, так называемые полиуретановые клеи или клеи на основе полиизоцианата, используют во многих областях применения благодаря их выдающимся свойствам, простой и экономичной переработке и их высокой прочности. Чрезвычайно важным и большим рынком для клеев на основе полиизоцианата является строительство, особенно для процессов наслаивания (ламинирования). Например, панели типа «сэндвич», производимые в непрерывном процессе, могут быть изготовлены путем соединения слоев покрытия, таких как сталь, алюминий или фольговые напряженные материалы обшивки, со слоями изоляции, такими как пенополиуретан или пенополистирол, минеральная вата или другие изоляционные сердцевины.

Для того чтобы панели типа «сэндвич» указанного вида были применимы для строительных целей, они должны отвечать определенным требованиям относительно противодействия пламени, заложенным в директиве Европейского Союза EU 89/106/ЕЕС и решении комиссии 2000/147/ЕС.

Основой действующей в настоящее время Европейской системы классификации является EN 13501-1 (противодействие пламени). Состоящая из семи Евро-классов (А1, А2, с В по F), она основана на четырех различных методах испытаний, которые являются одинаковыми по всей Европе, плюс так называемый сравнительный сценарий. Главным элементом новой системы является испытание SBI (Single Burning Item) (EN 13238), метод испытания средней степени. Для того чтобы соответствовать классам от А2 до D, продукты должны пройти испытание SBI. Методы испытаний новой системы классификации теперь дают возможность получить реальное представление о характеристиках продуктов по противодействию пламени. Испытание SBI имитирует типы пламени в малом масштабе и в условиях, приближенных к настоящим. Таким образом возможно продемонстрировать действительно ли испытываемые продукты улучшают шансы устоять в пламени в реальных условиях.

Клеи должны играть здесь особую роль, так как они проходят длинный путь до принятия решения о том, какая степень пожарной опасности присуждается панелям в целом. Например, теплотворная способность любых клеевых соединений с грунтовкой в таких сэндвич-панелях не должна превышать 4 МДж/м2 для того, чтобы панели получили классификацию А2 согласно EN 13501-1.

Теплотворная способность материала указывает то количество энергии, которое потенциально может выделяться из этого материала в случае пожара. Теплотворную способность определяют согласно EN ISO 1716 в калориметрической бомбе. Полиуретан, который обычно используют в качестве основного компонента в клеях, предназначенных для изготовления панелей типа «сэндвич» вышеуказанного вида, имеет теплотворную способность приблизительно 30-40 МДж/кг, и при этом для получения панелей хорошего качества обычно требуется, чтобы полиуретановый клей был использован в количестве по меньшей мере 300 г/м2.

Поэтому последние разработки сфокусированы на теплотворной способности на кг клеев, которая впоследствии определяет массу наносимого слоя на м 2, то есть теплотворную способность на м 2.

Попытки снижения теплотворной способности клея на основе полиуретана путем использования больших количеств неорганического наполнителя, такого как карбонат кальция, повлекли за собой увеличение вязкости клея до такой степени, что такие клеи не могут быть использованы применительно к существующим способам и установкам для нанесения клея.

WO 02/46325 описывает связующее на основе полиуретана, содержащее по меньшей мере 40 мас.% частиц неорганического наполнителя, для приклеивания слоев покрытия на слой изоляции, например минеральной ваты, с тем, чтобы сформировать панель типа «сэндвич».

Таким образом, существует значительная потребность в клеящей композиции, способной соответствовать желательной степени пожарной безопасности, а также условиям эксплуатации и нанесения, таким как хорошая адгезия к различным подложкам, способность к окрашиванию, гибкость, прочность сцепления во влажных условиях, трещиностойкость, стабильность при хранении и безопасность во время нанесения.

Цель изобретения заключается в создании клеящей композиции, имеющей более низкую теплотворную способность, чем известные композиции, и в то же время имеющей низкую вязкость, подходящую для целей нанесения; указанная клеящая композиция предпочтительно не содержит никакого материала-наполнителя.

Другая цель изобретения заключается в создании клея, который может быть в подходящих количествах применен для изготовления панелей типа «сэндвич», которые отвечали бы требованиям, касающимся характеристик противодействия пламени согласно директиве EU 89/106/EEC, с получением классификации А2.

Неожиданно было обнаружено, что указанные цели достижимы с клеем на основе полиуретана, который отличается тем, что он получен путем реагирования (взаимодействия) водного раствора силиката щелочного металла с органическим полиизоцианатом.

При использовании клея согласно изобретению для формирования клеевых соединений в панелях типа «сэндвич» вышеуказанного вида теплотворная способность такого клеевого соединения и грунтовки может быть уменьшена до величины ниже 4 МДж/м 2, что позволяет использовать необходимую массу наносимого слоя клея, и таким образом панели типа «сэндвич» могут быть приведены в соответствие с требованиями, предъявляемыми при получении классификации А2.

Кроме огнезащитных свойств согласно EN-13501-1 (A2) клеи согласно настоящему изобретению обладают всеми необходимыми механическими свойствами, демонстрируют хорошую адгезию, имеют продолжительный ресурс прочности, демонстрируют надежную обработку при конкурентоспособной себестоимости.

Клей согласно настоящему изобретению имеет теплотворную способность менее 30 МДж/кг, предпочтительно - менее 25 МДж/кг, наиболее предпочтительно - в пределах от 10 до 20 МДж/кг, позволяющую использовать массу наносимого слоя в 200-400 г/м2 с тем, чтобы соответствовать классификации А2.

Такой клеящий состав обычно имеет вязкость между 100 и 5000 мПа·с, предпочтительно - между 150 и 3000 мПа·с, позволяющую использовать разбрызгивающие головки высокого давления, капельное нанесение, нанесение воздушной смесью и безвоздушное нанесение.

Изобретение, кроме того, относится к панели типа «сэндвич» (сэндвич-панели), содержащей слой изоляции (предпочтительно - неорганической), имеющий на по меньшей мере одной стороне приклеенный слой покрытия. Панель типа «сэндвич» согласно изобретению отличается тем, что клеевое соединение между слоем изоляции и слоем покрытия состоит из описанного выше клея.

Описанные выше панели с сердцевиной из минеральной ваты или ячеистого стекла (пеностекла), изготовленные с использованием клея согласно настоящему изобретению, прошли новое, критически важное испытание Single Burning Item (SBI). Благодаря предложенным клеям, панели в настоящее время также классифицированы как принадлежащие к классу А2: «Негорючие». Эта классификация имеет огромную важность для производителей сэндвич-панелей, так как эти панели теперь соответствуют еще более высоким стандартам.

Другие свойства панелей остаются неизменными. Также нет никаких недостатков с точки зрения обработки и необходимого оборудования. Испытания показывают, что панели, полученные с новыми клеями, имеют более низкую теплотворную способность, т.е. их потенциальный вклад в развитие пожара является более низким.

Коммерчески доступные водные силикаты щелочных металлов, обычно известные как «жидкое стекло» или «растворимое стекло» (от англ. "waterglass"), как обнаружено, дают удовлетворительные результаты. Такие силикаты могут быть представлены как М2О·SiO 2, где М представляет собой атом щелочного металла, и они отличаются по отношению М2О:SiO 2. Обнаружено, что силикаты натрия являются высоко удовлетворительными, хотя могут быть использованы и другие силикаты щелочных металлов, например, силикаты калия и лития, но они менее предпочтительны с точки зрения экономики и характеристик. Также могут быть использованы смеси силикатов натрия и силикатов калия; в таких случаях отношение Na2О/K2О предпочтительно составляет от 99,5:0,5 до 25:75. Молярное отношение М 2О к SiO2 не является критически важным и может колебаться в обычных пределах, т.е. между 4 и 0,2, более конкретно - между 1,5 и 3. При использовании предпочтительного силиката натрия массовое отношение SiO2 :Na2О может варьироваться, например, от 1,6:1 до 3,3:1. Однако было обнаружено, что, как правило, предпочтительно использовать силикат, у которого указанное отношение находится в пределах от 2:1 до 3,3:1. Концентрация используемых жидких стекол может легко варьироваться в соответствии с требованиями по вязкости или в соответствии с необходимым содержанием воды, хотя предпочтительно использовать жидкие стекла, имеющие содержание твердых веществ от примерно 28 до 55% по массе, или жидкие стекла, имеющие вязкость менее 3000 мПа·с, которая обычно требуется для безпроблемной обработки.

Предпочтительно, используют жидкие стекла, которые не являются полностью насыщенными; к насыщенному раствору жидкого стекла добавляют воду в количестве от 1 до 50 мас.%, предпочтительно - от 1 до 40 мас.%, наиболее предпочтительно - от 1 до 20 мас.%. В полностью насыщенном растворе жидкого стекла почти все молекулы воды физически связаны с ионами, образующимися в силикатах щелочных металлов. Использование такого предпочтительного раствора жидкого стекла ведет к некоторому вспениванию клеящей композиции во время процесса отверждения, обеспечивая тем самым более хорошее сцепление между гладкой внешней лицевой поверхностью изоляционной панели и грубой и обладающей открытыми порами поверхностью материала ее внутренней сердцевины, такого как пенополиуретан, пенополистирол и минеральная вата.

Примерами подходящего коммерчески доступного жидкого стекла являются Crystal 0072, Crystal 0079 и Crystal 0100S (все на основе Na), доступные от INEOS Silicates, и Metso 400 (на основе К), доступное от INEOS.

Возможно также приготовить силикатный раствор на месте, используя сочетание твердого силиката щелочного металла и воды.

Полиизоцианат, используемый в настоящем изобретении, может содержать любое число полиизоцианатов, включая, но без ограничения указанным, изоцианаты типа толуолдиизоцианатов (TDI), дифенилметандиизоцианатов (MDI) и форполимеры указанных изоцианатов. Предпочтительно, полиизоцианат имеет по меньшей мере одно, а предпочтительно - по меньшей мере два ароматических кольца в своей структуре и является жидким продуктом. Предпочтительными являются полимерные изоцианаты, имеющие функциональность более 2.

Дифенилметандиизоцианат (MDI), используемый в настоящем изобретении, может быть в виде своих 2,4'-, 2,2'- и 4,4'-изомеров и их смесей, смесей дифенилметандиизоцианатов (MDI) и их олигомеров, известных в технике как «сырой» или полимерный MDI (полиметилен-полифенилен-полиизоцианаты), имеющий изоцианатную функциональность более 2, или каких-либо его производных, имеющих группы уретана, изоцианурата, аллофоната, биурета, уретонимина, уретдиона и/или иминооксадиазиндиона, и их смесей.

Примерами других подходящих полиизоцианатов являются толуолдиизоцианат (TDI), гексаметилендиизоцианат (HMDI), изофорондиизоцианат (IPDI), бутилендиизоцианат, триметилгексаметилендиизоцианат, ди(изоцианатоциклогексил)метан, изоцианатометил-1,8-октандиизоцианат и тетраметилксилолдиизоцианат (TMXDI).

Предпочтительными для изобретения полиизоцианатами являются полуфорполимеры и форполимеры, которые могут быть получены путем реагирования полиизоцианатов с соединениями, содержащими способные реагировать с изоцианатом атомы водорода. Примеры соединений, содержащих способные реагировать с изоцианатом атомы водорода, включают в себя спирты, гликоли или даже относительно высокомолекулярные простые полиэфирполиолы и сложные полиэфирполиолы, меркаптаны, карбоновые кислоты, амины, мочевину и амиды. Особенно подходящими форполимерами являются продукты реакции полиизоцианатов с одноатомными или многоатомными спиртами. Форполимеры получают обычными способами, например путем реагирования полигидроксильных соединений, которые имеют молекулярную массу от 400 до 5000, в частности, моно- или полигидроксильных простых полиэфиров, необязательно смешанных с многоатомными спиртами, которые имеют молекулярную массу ниже 400, с избыточными количествами полиизоцианатов, например алифатических, циклоалифатических, аралифатических, ароматических или гетероциклических полиизоцианатов. Приведенными в качестве примеров простых полиэфирполиолов являются полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, сополимер полипропиленгликоля-этиленгликоля, политетраметиленгликоль, полигексаметиленгликоль, полигептаметиленгликоль, полидекаметиленгликоль и простые полиэфирполиолы, полученные сополимеризацией с ракрытием цикла алкиленоксидов, таких как этиленоксид и/или пропиленоксид, со способными реагировать с изоцианатом инициаторами с функциональностью от 2 до 8. Сложные полиэфирдиолы, полученные путем реагирования многоатомного спирта и многоосновной кислоты, приведены в качестве примеров сложных полиэфирполиолов. В качестве примеров многоатомного спирта могут быть приведены этиленгликоль, полиэтиленгликоль, тетраметиленгликоль, политетраметиленгликоль, 1,6-гександиол, 3-метил-1,5-пентандиол, 1,9-нонандиол, 2-метил-1,8-октандиол и тому подобные. В качестве примеров многоосновной кислоты могут быть приведены фталевая кислота, димерная кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, адипиновая кислота, себациновая кислота и тому подобные.

В особенно предпочтительном варианте воплощения изобретения в качестве полиизоцианатного компонента используют форполимеры, имеющие среднюю функциональность от 2 до 2,9, предпочтительно - от 2,1 до 2,6, максимальную вязкость 6000 мПа·с и содержание изоцианата от 6 до 30 мас.%, предпочтительно - от 10 до 26 мас.%.

Предпочтительными для использования в настоящем изобретении являются полиизоцианаты на основе MDI, включая производные MDI, такие как модифицированный уретонимином MDI, и форполимеры MDI. Эти полиизоцианаты обычно имеют содержание NCO от 5 до 32 мас.%, предпочтительно - от 10 до 31 мас.%, и вязкость между 100 и 5000 мПа·с, предпочтительно - от 150 до 2000 мПа·с.

Относительные доли силиката щелочного металла и полиизоцианата могут изменяться, давая продукты с различными физическими характеристиками и, вероятно, различной химической структурой. Как правило, желательно использовать избыток силиката, т.е. количество, превышающее стехиометрически эквивалентное используемому полиизоцианату. С другой стороны, важно не использовать столь мало полиизоцианата, чтобы происходила неполная реакция.

Обычно массовое соотношение между жидким стеклом (имеющим содержание SiO2 около 30%) и полиизоцианатом находится между 1:2 и 5:1, наиболее предпочтительно - между 1:1 и 2:1. Ниже 1:2 огнестойкость является неудовлетворительной, выше 3:1 уменьшается прочность соединения.

Активность реакционной смеси может быть отрегулирована как через соотношение изоцианат-силикат, так и путем использования катализаторов. Примерами подходящих катализаторов являются известные в качестве таковых, включая третичные амины, такие как триэтил-, трипропил-, трибутил- и триамиламин, N-метилморфолин, N,N-диметилциклогексиламин, N,N-диметилбензиламин, 2-метилимидазол, пиримидин, диметиланилин и триэтилендиамин. Примерами третичных аминов, содержащих способные реагировать с изоцианатом атомы водорода, являются триэтаноламин и N,N-диметилэтаноламин. Другими подходящими катализаторами являются силаамины, имеющие связи углерод-кремний, и азотсодержащие основания, такие как гидроксиды тетраалкиламмония, гидроксиды щелочных металлов, феноляты щелочных металлов и алкоголяты щелочных металлов. Согласно изобретению в качестве катализаторов также могут быть использованы металлорганические соединения, особенно - оловоорганические соединения.

Особенно предпочтительным катализатором является 2,2'-диморфолинодиэтиловый простой эфир (коммерчески доступный от Huntsman Corporation под фирменным наименованием JEFFCAT DMDEE) и DABCO EG, коммерчески доступный от Air Products.

Катализаторы обычно используют в количестве от 0,001 до 10% по массе из расчета на весь клеящий состав.

Композиции согласно настоящему изобретению могут содержать другие необязательные компоненты, такие как добавки, обычно используемые в клеящих композициях, например смачивающие агенты, способствующие диспергированию вещества, загустители, поверхностно-активные вещества, пигменты, минеральные наполнители, противовспенивающие агенты и антимикробные агенты. Предпочтительно, однако, добавки, такие как наполнители и растворители, не использовать в настоящем изобретении. Также в предложенные клеящие композиции обычно не включают такие вещества, как гидролизованный соевый белок, как описано в US 2002/0031669 и US 6231985, или поливиниловый спирт, как описано в GB 1423558.

Получение клея в соответствии с изобретением является простым. Все, что необходимо, - это гомогенно смешать жидкий полиизоцианат с водным раствором силиката щелочного металла, после чего смесь обычно сохнет и отверждается в течение соответствующего периода времени, который зависит от используемого для нанесения оборудования.

Обычный способ приготовления композитов силикат щелочного металла-полиизоцианат включает в себя смешивание первого компонента, который обычно содержит силикат щелочного металла, воду и, необязательно, катализатор, поверхностно-активное вещество и смачивающий агент, со вторым компонентом, который обычно содержит полиизоцианат. После того, как первый и второй компоненты смешали вместе, происходит реакция с образованием отвержденного композита. В альтернативном варианте катализатор может быть введен в полиизоцианатный состав вместо введения в компонент силикат щелочного металла-вода.

Если клей имеет продолжительную жизнеспособность, тогда он может быть нанесен вручную с помощью кисточек, валиков, зазубренных скребков, ножей для нанесения покрытия (ракелей), роликовых устройств для нанесения покрытия или путем отливки или разбрызгивания. Быстрореагирующие системы, однако, следует наносить с помощью дозирующих смесительно-раздаточных устройств, и при этом подходящими для низкообъемного нанесения являются стационарные смесители, однако для больших объемов требуются динамические смесители.

Клеи согласно настоящему изобретению могут быть применены для прикрепления слоя изоляционного материала (особенно термоизоляции) и/или декоративных облицовок к строительным изделиям (элементам зданий). Таким образом, в первом варианте воплощения изобретения изоляционные материалы на основе органических полимеров, такие как, например, пенополистиролы или пенополиуретаны, могут быть прикреплены к разнообразным строительным материалам. Изоляционные материалы могут быть прикреплены к металлам, таким как железо, цинк, медь или алюминий, даже в случаях, когда эти металлы были подвергнуты стандартной поверхностной обработке, такой как пассивация, лакирование или покрытие пластиками. В дополнение изоляционные материалы могут быть прикреплены к минеральным материалам, таким как бетон, и к керамике, такой как плитки, штукатурка или гипс. Они могут быть также прикреплены к различным другим пластикам, включая твердый ПВХ. В другом варианте воплощения изобретения минеральные изоляционные материалы, такие как минеральная вата, или изоляционные материалы на основе вспененных материалов могут быть прикреплены к вышеуказанным строительным материалам с использованием клея по изобретению.

Согласно особенно предпочтительному варианту воплощения настоящего изобретения, клей применяют в панелях типа «сэндвич», содержащих внутренний сердцевинный изолятор (предпочтительно - негорючее минеральное волокно, строительный материал класса А1 согласно DIN 4102-1, такой как каменная вата) (предпочтительная толщина между 4 и 15 см), снабженный облицовками из металла, гипса или керамики на одной или обеих сторонах. Облицовки приклеивают к внутренней сердцевине с использованием предложенного клея, наносимого в количестве между 50 и 400 г/м2 в зависимости от теплотворной способности используемого клея. Такие многослойные (комбинированные) панели проходят испытание на класс А2 пожароопасности согласно новой Евроклассификации.

Композиционные материалы в соответствии с данным изобретением обладают многими преимуществами. Они являются эффективными теплоизоляторами и имеют жесткие структуры с хорошими характеристиками противодействия пламени. Такие композиты являются также экономичными в производстве (посредством процесса наслаивания сдвоенной ленты).

Различные аспекты данного изобретения поясняются, но не ограничиваются следующими примерами.

В этих примерах использованы следующие ингредиенты:

CRYSTAL 0100S: натриевое жидкое стекло (молярное отношение SiO 2:Na2О 2:1), доступное от INEOS Silicates, содержащее 28,0-29,5% силиката и имеющее плотность 1,49 г/мл и вязкость при 20оС 380-420 мПа·с;

PYRAMID P40: высушенный при распылении порошок дисиликатов натрия (молярное отношение SiO2:Na 2О 2:2,2), доступный от INEOS Silicates, содержащий 52-54,5% силикатов и имеющий плотность 1,37 г/мл;

SUPRASEC 1007: форполимер с величиной NCO 6,8% на основе смеси MDI и простого полиэфирполиола с молекулярной массой (ММ) 6000, доступный от Huntsman Polyurethanes;

SUPRASEC 2017: форполимер с величиной NCO 16% на основе смеси MDI и простого полиэфирполиола с MM 4000, доступный от Huntsman Polyurethanes;

SUPRASEC 2026: форполимер с величиной NCO 21,4% на основе смеси MDI и смеси простых полиэфирполиолов, доступный от Huntsman Polyurethanes;

SUPRASEC 2008: форполимер с величиной NCO 10,2% на основе смеси MDI и простого полиэфирполиола с ММ 4000, доступный от Huntsman Polyurethanes;

SUPRASEC 5025: полимерный MDI, доступный от Huntsman Polyurethanes;

ISO 2: форполимер с величиной NCO 21,4% на основе смеси MDI и простого полиэфирполиола с ММ 4000;

ISO 3: форполимер с величиной NCO 21,4% на основе смеси MDI и сложного полиэфирполиола с ММ 2000;

DMDEE: катализатор в виде 2,2'-диморфолинодиэтилового простого эфира;

SUPRASEC - товарный знак Huntsman International LLC.

ПРИМЕР 1

Приготовили клеящие композиции, содержащие ингредиенты, перечисленные ниже в таблице 1 (количества даны в граммах). Перед использованием к раствору Crystal 0100S добавляли 1 мас.% воды. Различные компоненты смешивали при низкой скорости сдвига в течение приблизительно 15 секунд.

Таблица 1
Состав №12 34
CRYSTAL 0100S3535 3570
SUPRASEC 1007350 00
SUPRASEC 2017035 035
SUPRASEC 202600 350
DMDEE 0,51 10,5

Каждый из этих клеев наносили в количестве от 100 до 120 г/м 2 на поверхность алюминиевой подложки. Через 10-15 секунд алюминиевую подложку прижимали к деревянной подложке. После отверждения измеряли прочность соединения согласно стандарту NBN EN 205. Результаты измерений прочности соединения для различных клеящих систем (в МПа) приведены в таблице 2. В качестве сравнительной клеящей системы использовали коммерчески доступную (от Huntsman Polyurethanes) систему на основе полиизоцианата их SUPRASEC 2026 и DALTOFOAM TR44203 (соотношение смешивания 66:34).

Таблица 2
Клеящий состав №Сравнительный А 123 4
Прочность соединения 0,4750,4421,223 0,3821,180

Эти результаты показывают, что клеящие составы по изобретению обеспечивают значения прочности соединения, эквивалентные или иногда даже лучшие, чем известные из уровня техники клеящие системы на основе полиизоцианата.

ПРИМЕР 2

Приготовили клеящие композиции, содержащие ингредиенты, перечисленные ниже в таблице 3 (количества даны в частях по массе). Перед использованием к раствору Crystal 0100S добавляли 1 мас.% воды.

Таблица 3
Состав №56 78
CRYSTAL 0100S5066,7 66,766,7
SUPRASEC 20265033,3 00
SUPRASEC 100700 33,30
SUPRASEC 200800 033,3

Свойства пожароопасности каждого из этих клеев измеряли согласно испытанию на пожароопасности по DIN 4202.

Результаты в показателях высоты пламени (в см) даны в таблице 4. Высота пламени ниже 15 см означает, что продукт относится к классу В2 согласно DIN 4201. Продукт с высотой пламени выше 15 см относится к классу В3. В качестве сравнительной клеящей системы использовали коммерчески доступную (от Huntsman Polyurethanes) систему на основе полиизоцианата из SUPRASEC 5025 и DALTOFOAM TR42000 (соотношение смешивания 66:34).

Таблица 4
Клеящий состав №Сравнительный В 567 8
Высота пламени >±1,51-20˜0,5 0˜0,50,5

Эти результаты показывают, что характеристики клеев согласно настоящему изобретению по DIN 4201 p1, малому огневому испытанию, существенно улучшены по сравнению с известными из уровня техники клеями на основе полиизоцианата.

ПРИМЕР 3

Приготовили клеящие композиции, содержащие ингредиенты, перечисленные ниже в таблице 5 (количества даны в граммах). Перед использованием к раствору Crystal 0100S добавляли 1 мас.% воды.

Теплотворную способность этих клеящих систем и также сравнительных систем А и В, которые описаны выше, измеряли согласно EN ISO 1716. Результаты в единицах теплотворной способности (в МДж/кг) также приведены в таблице 5.

Эти результаты показывают, что теплотворная способность составов согласно изобретению всегда значительно ниже, чем у клеящих составов согласно предшествующему уровню техники. Можно также видеть, что особенности полиизоцианата играют незначительную роль в характеристиках клея.

На основе указанных теплотворных способностей можно определить максимальное количество клея, которое может быть нанесено на подложку и которое все еще обеспечивает соответствие классу А2. Для сравнительных систем А и В эти количества составляют соответственно 102 и 105 г/м2, тогда как для составов №№ 9 и 13 согласно изобретению они соответственно составляют 172 и 267 г/м2. Так как в случае настоящего изобретения может быть нанесено больше клея, проникновение клея в подложку (например, минеральную вату) может быть усовершенствовано.

Таблица 5
Состав №Срав.АСрав.В 19 101112 131415
CRYSTAL 0100S   35 353535 357070 70
SUPRASEC 1007   35 00 000 00
SUPRASEC 2026   035 03535 3500
SUPRASEC 5025   0 0350 000 0
ISO 2   0 000 0035 0
ISO 3   0 000 000 35
Вода   0 001 300 0
DMDEE   0,5 0,10,10,1 0,10,10,1 0,1
Теплотворная способность 39,338,1 21,723,222,6 23,322,5 15,012,614,0

ПРИМЕР 4

Прочность соединения при прикреплении стали к вспенивающемуся полистироле (EPS) для некоторых из упомянутых выше клеящих составов, нанесенных в различных количествах (указанных в г/м2), проверяли визуально. Результаты приведены в таблице 6 (ОК означает повреждение подложки).

Таблица 6
Состав №Срав. АСрав. В913 1313
Количество 18593 21511782 62
Прочность соединения ОКОКОК ОКОК±ОК

Только при очень низкой дозировке клея соединения разрушаются.

ПРИМЕР 5

Насыщенный раствор порошка Pyramid P40 и воды готовили и отверждали, используя различные полиизоцианаты, как указано в таблице 7. Эти отвержденные материалы не демонстрировали никакого вспенивания.

Таблица 7
Состав №1617 1819
Насыщенный раствор PYRAMID P4035 353570
SUPRASEC 100735 000
SUPRASEC 20170 35035
SUPRASEC 20260 0350

К насыщенному раствору Pyramid P40, который описан выше, добавляли изменяющиеся количества воды, как указано в таблице 8 ниже. Во всех этих клеящих системах при отверждении происходило пенообразование. Добавление более 40 мас.% воды приводило в результате к более хрупким адгезионным слоям.

Таблица 8
Состав №2021 2223 242526
Насыщенный раствор PYRAMID P40 505050 505050 50
Вода1 25 102040 50
SUPRASEC 2017 505050 505050 50

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Сэндвич-панель, содержащая слой изоляции, имеющий на по меньшей мере одной стороне наклеенный слой покрытия, содержащий клей, отличающаяся тем, что клей получается путем реагирования водного раствора силиката щелочного металла с полиизоцианатом, при этом массовое соотношение между водным раствором силиката щелочного металла и полиизоцианатом составляет между 1:2 и 5:1.

2. Сэндвич-панель по п.1, отличающаяся тем, что клей имеет теплотворную способность менее 25 МДж/кг, предпочтительно от 10 до 20 МДж/кг, измеренную согласно EN ISO 1716.

3. Сэндвич-панель по п.1 или 2, отличающаяся тем, что силикат щелочного металла представляет собой силикат натрия, предпочтительно имеющий массовое отношение SiO2: Na2 O от 1,6:1 до 3,3:1.

4. Сэндвич-панель по п.1, отличающаяся тем, что водный раствор силиката щелочного металла не является полностью насыщенным.

5. Сэндвич-панель по п.4, отличающаяся тем, что водный раствор силиката щелочного металла получен добавлением от 1 до 40 мас.%, предпочтительно от 1 до 20 мас.%, воды к полностью насыщенному водному раствору силиката щелочного металла.

6. Сэндвич-панель по п.1, отличающаяся тем, что вязкость водного раствора силиката щелочного металла составляет менее 3000 мПа·с.

7. Сэндвич-панель по п.1, отличающаяся тем, что полиизоцианат представляет собой ароматический жидкий полиизоцианат.

8. Сэндвич-панель по п.7, отличающаяся тем, что полиизоцианат представляет собой дифенилметандиизоцианат или его производное.

9. Сэндвич-панель по п.1, отличающаяся тем, что полиизоцианат представляет собой форполимер, имеющий среднюю функциональность от 2 до 2,9, предпочтительно от 2,1 до 2,6, максимальную вязкость 6000 мПа·с и содержание изоцианата от 6 до 30 мас.%, предпочтительно от 10 до 26 мас.%.

10. Сэндвич-панель по п.1, отличающаяся тем, что массовое соотношение между раствором силиката щелочного металла и полиизоцианатом составляет между 1:1 и 2:1.

11. Сэндвич-панель по п.1, отличающаяся тем, что реакцию проводят в присутствии катализатора.

12. Сэндвич-панель по п.1, отличающаяся тем, что слой изоляции содержит негорючее минеральное волокно, такое, как минеральная вата.

13. Сэндвич-панель по п.1, отличающаяся тем. что слой покрытия выполнен из металла, гипса или керамики.

14. Сэндвич-панель по п.1, отличающаяся тем, что клей нанесен в количестве между 50 и 400 г/м 2.

15. Сэндвич-панель по п.1, отличающаяся тем, что она проходит испытание на класс А2 Евроклассификации пожароопасности согласно EN 13501-1.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2341546

patent-2341546.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C09J1/02 содержащие водорастворимые силикаты щелочных металлов 

Патенты РФ в классе C09J1/02:
клеевой состав (и его варианты) -  патент 2408639 (10.01.2011)
клеевая композиция -  патент 2360876 (10.07.2009)
термостойкое клеящее изоляционное покрытие и лист электротехнической стали с таким покрытием, магнитный сердечник, где используется лист электротехнической стали, и способ его получения -  патент 2357994 (10.06.2009)
клей огнеупорный защитный -  патент 2294350 (27.02.2007)
состав для склеивания легких бетонов и способ его получения -  патент 2280057 (20.07.2006)
способ получения полисиликатного связующего для клеев и покрытий, полисиликатное связующее, клеевая композиция для клеев и покрытий на его основе -  патент 2248385 (20.03.2005)
клеевая композиция -  патент 2205851 (10.06.2003)
жидкостекольное связующее -  патент 2204578 (20.05.2003)
универсальная клеящая мастика (варианты) -  патент 2181133 (10.04.2002)
способ получения клеевой композиции -  патент 2152416 (10.07.2000)

Класс C09J175/00 Клеящие вещества на основе полимочевины или полиуретанов; клеящие вещества на основе их производных

Патенты РФ в классе C09J175/00:
сшиваемые полиуретановые дисперсии -  патент 2527946 (10.09.2014)
непрерывный способ получения отверждаемых влагой полиуретановых герметиков и адгезивов -  патент 2525912 (20.08.2014)
содержащая органометоксисилан полиуретановая композиция с анизотропными свойствами материала -  патент 2513109 (20.04.2014)
содержащая альфа-силан полиуретановая композиция с анизотропными свойствами материала -  патент 2513108 (20.04.2014)
не содержащий растворитель двухкомпонентный полиуретановый клей с низким содержанием свободного мономера мди -  патент 2510411 (27.03.2014)
смеси, получаемые путем реакции полиола и ангидрида, и их применение в полиизоцианатах для получения полиизоциануратов -  патент 2506279 (10.02.2014)
чувствительные к давлению клеи со стабильной клеящей способностью при температуре -  патент 2501827 (20.12.2013)
состав для укрепления грунтов -  патент 2492204 (10.09.2013)
фотолатентные катализаторы на основе металлорганических соединений -  патент 2489450 (10.08.2013)
альдимины и альдиминсодержащие композиции -  патент 2489421 (10.08.2013)

Класс C09J175/08 из простых полиэфиров

Класс B32B13/12 из синтетических смол 

Класс B32B19/04 граничащие со слоями, выполненными из специфицированного материала 

Класс E04C2/24 слоистые, состоящие из материалов, отнесенных к рубрикам  2/12, 2/16, 2/20 

Патенты РФ в классе E04C2/24:
композитный слоистый материал (варианты) -  патент 2529687 (27.09.2014)
листы термопласта с поверхностным покрытием, армированные волокном -  патент 2471889 (10.01.2013)
ламинированный мат и способ изготовления ламинированного мата из минеральной ваты -  патент 2411120 (10.02.2011)
панель для внутренних стен, материал поверхности которой не приклеен, а обернут вокруг материала-основы -  патент 2405894 (10.12.2010)
внешнеугловая стойка и установка для торцевания кромки внешнеугловой стойки -  патент 2362857 (27.07.2009)
способ и устройство для изготовления строительной панели -  патент 2353737 (27.04.2009)
способ намотки конической оболочки вращения из полимерных композиционных материалов и коническая оболочка вращения из полимерных композиционных материалов -  патент 2350470 (27.03.2009)
строительная панель -  патент 2340742 (10.12.2008)
стеновой элемент и способ его изготовления (варианты) -  патент 2338042 (10.11.2008)
многослойная панель -  патент 2297329 (20.04.2007)

Наверх