ШИП ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ

Полезная модель относится к элементам для крепления изоляционных панелей на несущем основании. В частности, рассматривается конструкция шипа самоклеющегося предназначенного для крепления элементов изоляции на гладких поверхностях таких изделий, как воздуховоды, шумоглушители, камеры и корпуса оборудования, теплоизоляционных плит из экструзионнного пенополистирола и профилированных мембран к различным поверхностям битумной/битумно-полимерной гидроизоляции в системах изоляции фундаментов.
Шипы самоклеющиеся широко применяются для кратковременного крепления изоляции в случае двухслойной обшивки, т.е. для крепления изоляции на определенном месте перед установкой второго слоя (штыри служат опорой для изоляции). Основания шипов покрыты высококачественным акриловым клеем, который является очень летучим веществом. Результаты испытаний и технические данные основаны на креплении этих штырей на чистой, гладкой непокрытой поверхности стали. Шипы самоклеющиеся не рекомендуется применять для постоянного крепления изоляции к обшивке или металлической облицовке. Проблемой крепления при вышеупомянутом разнообразии поверхности является то, что поверхность нагревается солнцем до 90°C, в этом случае может потребоваться дополнительное неклеевое крепление и/или должны быть применены перфорированные подвески с отдельно нанесенным клеем.
Например, известен самоклеющийся шип для крепления изоляции на гладких поверхностях таких изделий, как воздуховоды, шумоглушители, камеры и корпуса оборудования, который содержит гладкий стержень, к которому прикреплена квадратно формы в плане развитая по площади шляпка в виде плоской площадки, на поверхности которой закреплен слой высококачественного акрилового клея, защищенный легкоснимаемой пленкой. Эти самоклеющиеся шипы изготовлены из оцинкованной стали с защитным слоем покрытия толщина 8-10 микрон из цинка серебристого цвета. В комплект к шипу с клеящей основой входит стопорная шайба (см. «Шипы самоклеющиеся для крепления изоляции с пятой 50×50», выложенные на сайте компании AVA Technologies в Интернет в режиме он-лайн доступа по адресу: , обнаружено в феврале 2013 г.).
Для фиксации изоляционной панели аккуратно удаляют защитный слой пленки, не касаясь поверхности клея. Устанавливают шип в требуемое место и сильно прижимают его к поверхности, которая должна быть изолирована (в холодном состоянии перед применением шипы должны быть выдержаны при комнатной температуре в течение 24-х часов). Затем на стержни нанизывают изоляционную панель так, чтобы заостренные концы стержней выходили наружу из панели. Потом осуществляют фиксацию панели на стержнях за счет того на каждый выступающий заостренный конец стержня надевают стопорную шайбу с пружинными лапками, которая удерживает панели от соскальзывания ее со стержня.
Недостаток данных шипов заложен в их конструкции. Шипы выполнены из стали с оцинковкой и предназначены для крепления изоляции на гладких поверхностях таких изделий, как воздуховоды, шумоглушители, камеры и корпуса оборудования, то есть шипы работают в условиях изменяющейся температуры окружающей среды и самого предмета, к которому они приклеены, в условиях изменяющейся влажности, возможности образования конденсата, наличия в воздухе кислотных или щелочных паров и других неблагоприятных факторов, которые в той или иной мере проявляются там, где необходима изоляция или герметизация. Эти факторы на практике серьезно влияют на металлы, даже оцинкованные. В известном шипе головка стержня приклеена к объекту, который изолирован и, соответственно, находится в условиях, отличных от условий, в которых находится конец стержня и стопорная шайба. Различие условий для разных частей одного и того же металлического предмета приводит к появлению коррозионного процесса, обусловленного разностью потенциалов на разных концах металлического предмета. Оцинковка тормозит начало этого процесса, но не останавливает его. Шипы, как и гвозди и болты, относятся к категории предметов массового производства, и не отличаются качественной обработкой цинком всей поверхности. Рано или поздно даже оцинкованные гвозди ржавеют. А применительно к оцинкованному шипу для крепления изоляционных панелей это приводит к тому, что выступающий конец с стопорной шайбой теряет свои свойства и шайба перестает удерживать панель. Кроме того, применение акрилового клея сильно ограничивает область применения этих шипов по температурному режиму.
Как указано в инструкции по применению, шипы самоклеющиеся должны храниться на сухом складе с температурой от 15°C до 25°C, должны применяться при температурах от 10°C до 25°C и лучше всего при температурах от 15°C до 25°C. При иных температурах клей теряет свои свойства и шипы не могут держаться на опорной поверхности. Ко всему прочему, поверхность наклеивания должна быть чистой, сухой, без пыли, остатков густой смазки, масла и каких-либо еще веществ. Необходимо так же для целого ряда поверхностей провести тест путем прикрепления несколько шипов и оставить их на несколько дней, чтобы оценить совместимость материалов. Так же необходимо исключить применение обезжиривающих веществ, которые часто остаются в виде невидимого слоя, несовместимого с клеем. Если воздух горячий и влажный, необходимо убедиться, что конденсация на поверхности отсутствует. Эти ограничения сильно ссужают практическое применение известных металлических шипов с самоклеящейся головкой.
Известные шипы требуют большого расхода металла при их изготовлении, необходимости проведения операций по оцинковке и т.д. что серьезно влияет на стоимость такого расходного крепежного материала.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационной надежности прикрепления изоляционных панелей и снижении негативного воздействия окружающей среды на материал шипа.
Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемый шип для крепления элементов теплоизоляции, преимущественно для прикрепления теплоизоляционных плит из экструзионнного пенополистирола и профилированных мембран к различным поверхностям битумной/битумно-полимерной гидроизоляции, содержит стержень, к которому прикреплена шляпка в виде плоской площадки, на поверхности которой закреплен слой адгезивного или клеевого вещества, защищенный легкоснимаемой пленкой, при этом стержень и шляпка выполнены из полиэтилена низкого давления или жесткого поливинилхлорида, стержень вдоль его длины до заостренного конца выполнен с зубцами, причем по всей длине стержень от шляпки до заостренного конца выполнен постоянного диаметра или переменного диаметра, при котором, по крайней мере, на части длины стержня со стороны его заостренного конца, или на всей его длине, поперечный размер зубцов выполнен больше поперечного размера зубцов на, по крайней мере, части длины стержня со стороны шляпки, или на всей длине стержня.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата. Ее общий вид одного из альтернативных вариантов исполнения представлен на фигуре 1, где
вид «а» - собственно сам шип, у которого стержень, в частном случае, выполнен с переменным диаметром по всей длине.
вид «в» - шип в сборе с теплоизоляционной плитой и опорной поверхностью.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция крепежа, выполненного из полиэтилена низкого давления или жесткого поливинилхлорида (ПВХ) и имеющего стержень длинной не менее 40 мм с зубцами (для фиксации в материале путем внедрения стержня) и головку в виде плоской шляпки (с площадкой не менее 40×40 мм) с приклеивающим слоем, защищенным легкоснимаемой пленкой. Применяется для фиксации теплоизоляционных плит из экструзионнного пенополистирола и профилированных мембран к различным поверхностям битумной/битумно-полимерной гидроизоляции в системах изоляции фундаментов.
Шип 1 для крепления элементов теплоизоляции, преимущественно для прикрепления теплоизоляционных плит 2 из экструзионнного пенополистирола и профилированных мембран к различным поверхностям битумной/битумно-полимерной гидроизоляции содержит стержень 3, к которому прикреплена шляпка 4 в виде плоской площадки, на поверхность которой нанесен слой 5 адгезивного или клеевого вещества, защищенный легкоснимаемой пленкой 6, при этом по всей длине стержень от шляпки до заостренного конца выполняется с постоянным диаметром или с переменным диаметром по длине. Стержень и шляпка выполнены из полиэтилена низкого давления или жесткого поливинилхлорида, что позволяет шип выполнить формованием из полимера в виде единой детали. Это упрощает процесс изготовления шипа и существенно снижает его стоимость. Шип из полимерного материала менее подвержен к агрессивному воздействию окружающей среды, не подвержен коррозии, не изменяет своих свойств под действием влаги и конденсата. Полиэтилен - термопластичный полимер, непрозрачен в толстом слое, кристаллизуется в диапазоне температур от минус 60°C до минус 369°C; не смачивается водой, при комнатной температуре не растворяется в органических растворителях, при температуре выше 80°C сначала набухает, а затем растворяется в ароматических углеводородах и их галогенопроизводных; ПЭ устойчив к действию водных растворов солей, кислот, щелочей, но при температурах выше 60°C серная и азотная кислоты быстро его разрушают. Кратковременная обработка ПЭ окислителем (например, хромовой смесью) приводит к окислению поверхности и смачиванию ее водой, полярными жидкостями и клеями. В этом случае изделия из ПЭ можно склеивать.
Для внедрения в тело плиты 2 стержень вдоль его длины выполнен с зубцами 7, при этом, при переменном диметре стержня, по всей длине, или, по крайней мере, на части длины стержня со стороны его заостренного конца 8 поперечный размер зубцов выполнен больше поперечного размера зубцов на, по крайней мере, части длины стержня со стороны шляпки, или на всей длине. Зубцы выполнены в виде кольцевых выступов, дистантно расположенных на стержне относительно друг друга. Так как теплоизоляционные плиты 2 из экструзионнного пенополистирола имеют пористую структуру со слабыми упруго деформационными свойствами, то при вдавливании стержня шипа в тело плиты происходит разрыв структуры материала плиты и упруго деформируясь материал по месту разрыва охватывает стержень, заполняя частично пространство между зубцами, что исключает возможность сползания плиты со стержня. Кроме того, удержание плиты на стержне осуществляется за счет того, что на стержне имеется толстый конец, который препятствует самопроизвольному соскакиванию плиты.
При этом нет необходимости прокалывать эту плиту на всю ее толщину, как это показано на виде «в».
На наружной поверхности площадки шляпки 4 размещен клеевой слой или слой адгезива для приклеивания шляпки к опорной поверхности 10. Учитывая, что клеевое удержание должно быть надежным, а это обеспечивается увеличением площади клеевого контакта, то шляпку выполняют с увеличеной площадью, например квадратной формы в плане. Возможно исполнение шляпки круглой формы или прямоугольной или иной формы, но квадратная форма является наиболее технологичной. С позиций технологичности и соблюдения прочности стержня считается правильным, чтобы длина стержня была рана поперечному размеру шляпки.
Выполнение шипа из полиэтилена низкого давления или жесткого поливинилхлорида позволяет использовать практически любой клеевой или адгезивный агент для приклеивания шляпки к опорной поверхности. Кратковременная обработка полиэтилена низкого давления или жесткого поливинилхлорида окислителем (например, хромовой смесью) приводит к окислению поверхности и смачиванию ее водой, полярными жидкостями и клеями. В этом случае изделия из полиэтилена низкого давления или жесткого поливинилхлорида можно склеивать и приклеивать. В этом случае полиэтилен низкого давления или жесткий поливинилхлорид имеет хорошие показатели по сцеплению с очень большим количеством клеев и клеевых адгезивов. В связи с этим можно подобрать такой адгезив или клей, у которого расширен температурный диапазон сохранения клеевых свойств. Например, это может быть клеевой состав типа «жидкие гвозди» или «момент», которые хорошо себя показали и при низких и при высоких температурах и не меняют в состоянии полимеризации адгезивных качеств. У большинства адгезивов или клеевых составов процесс полимеризации начинается при контакте с воздухом. Если защитная пленка не воздухопроницаем и по периметру шляпки контактирует с самой шляпкой непосредственно, то адгезив, нанесенный в срединную зону шляпки, будет сохранять неполимеризованное состояние до момента снятия защитной пленки.
Настоящая полезная модель промышленно применима и может быть изготовлена по технологиям формования полимерных изделий. Повышение эксплуатационной надежности прикрепления изоляционных панелей и снижение негативного воздействия окружающей среды на материал шипа обеспечены конструкцией самого шипа и материала из которого он выполнен.