ЗАЩИТНЫЙ СЛОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОЙ ПАНЕЛИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА C УЛУЧШЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ СЦЕПЛЕНИЯ С ИЗОЛЯЦИОННЫМ СЛОЕМ
PROTECTIVE LAYER OF HEAT-INSULATING PANEL FOR CONSTRUCTION WITH IMPROVED ADHESION PROPERTIES WITH INSULATING LAYER

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к защитному слою многослойной теплоизоляционной панели для строительных конструкций. В частности, изобретение относится к защитному слою изолирующей панели, имеющему улучшенные свойства сцепления с изолирующим слоем панели.
Предшествующий уровень техники
Исходя из соображений энергосбережения в области строительства все больше ощущается потребность в теплоизоляции зданий таким образом, чтобы тепло хорошо распространялось внутри помещений, но не выходило наружу. С этой целью в строительных конструкциях широко используются многослойные изоляционные панели, например, для теплоизоляции стен, полов и крыш. Такие изоляционные панели обычно содержат теплоизоляционный слой, например, выполненный из пенополиуретана, расположенный между двумя соответствующими защитными слоями или подложками, выполненными с возможностью покрытия изоляционного слоя. Такие защитные слои имеют двойную цель: с одной стороны, они сдерживают выход пенополиуретана наружу, а с другой стороны, они придают самой панели заданную форму и толщину, обеспечивая, таким образом, стабильность размеров панелей.
Известны и широко используются варианты изготовления гибких защитных элементов, содержащих один или несколько слоев, которые, в частности, включают в себя армирующий слой из волокнистого материала, например, из стекловолокна.
Если говорить более подробно, то такие подложки для изоляционных панелей выполнены так, что при изготовлении панели одна из двух противоположных поверхностей армированного стекловолокном слоя накладывается непосредственно на пенополиуретан изоляционного слоя. При изготовлении изоляционной панели могут возникнуть недостатки, которые нельзя игнорировать, вследствие структурной и химической несовместимости между такой поверхностью армированного стекловолокном слоя и соответствующей поверхностью пенополиуретанового изоляционного слоя, контактирующего с армированным слоем.
Одним из примеров структурной несовместимости является грубая структура стекловолокна, которая образует армирование, что приводит к уменьшению сцепления между поверхностью армирующего слоя подложки и соответствующей поверхностью изоляционного слоя.
Что касается химической несовместимости, то сцепление между подложкой и изоляционным слоем также может уменьшаться из-за связывающих химических веществ (которые специалисты в данной области техники обычно называют «связующими компонентами»), которые входят в состав армированного стекловолокном слоя. Действительно, такой связующий компонент, в состав которого обычно входит акрил меламин или мочевина на формальдегидной основе, зачастую чисто химически несовместим с составом пенополиуретана изоляционного слоя. Кроме того, с течением времени связующий компонент может выделять загрязняющие вещества, такие как, например, формальдегид, изолированный внутри здания такими панелями, хотя и в небольших количествах.
Поскольку после изготовления изоляционной панели стекловолокно, образующее армирование, часто остается незакрытым, мы не можем пренебрегать возможностью манипулирования со стороны тех лиц, которые занимаются изготовлением и/или установкой изоляционных панелей при строительстве. Кроме того, работать со стекловолокном трудно, поскольку механические воздействия, оказываемые на подложку, могут приводить к рассеиванию волокон из стекловолоконного слоя и их воздействию на рабочих. Действительно, такие рассеянные волокна могут вызывать раздражения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы разработать и обеспечить защитный слой теплоизоляционных панелей для строительных конструкций, с тем чтобы хотя бы частично разрешить указанные выше проблемы, связанные с использованием подложек известных типов, которые включают в себя, в частности, армированный стекловолокном слой.
Такая задача решается благодаря защитному слою теплоизоляционной панели для строительных конструкций по п. 1.
Предпочтительные варианты такого защитного слоя описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Многослойная теплоизоляционная панель для строительных конструкций по п. 10 и способы изготовления защитного слоя изоляционной панели для строительных конструкций по пп. 11 и 12, также являются задачей настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Другие отличительные признаки и преимущество защитного слоя теплоизоляционной панели в соответствии с изобретением станут очевидными из последующего описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, которые приведены только в качестве иллюстративных, неограничивающих примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:
- на фигуре 1 изображен увеличенный схематический вид поперечного сечения защитного слоя теплоизоляционной панели для строительных конструкций, в соответствии с настоящим изобретением;
- на фигуре 2 схематично показано поперечное сечение многослойной теплоизоляционной панели для строительных конструкций, включая два защитных слоя согласно настоящему изобретению.
На упомянутых фигурах равные или одинаковые элементы обозначены одинаковыми цифрами.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Согласно фигурам 1-2, защитный слой или гибкая подложка многослойной теплоизоляционной панели 100 для строительных конструкций в соответствии с изобретением обозначается цифрой 10.
Такая изоляционная панель 100 может использоваться при строительстве для покрытия стен (как вертикальных, так и горизонтальных стен), полов и крыш для увеличения их теплоизоляции.
Такая изоляционная панель 100 содержит центральный слой 50, состоящий из расширенного изоляционного слоя с клеточной структурой, например, пенополиуретана (PUR) или пенополиизоцианурата (PIR), фенольной пены или полистирола (PS).
В примерном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 2, такой центральный слой 50 панели 100 размещен или зажат между двумя одинаковыми защитными слоями 10 согласно изобретению.
Такие гибкие защитные слои 10 выполнены с возможностью сдерживать расширение пенополиуретана на этапах изготовления панели 100. Также защитные слои 10 выполнены с возможностью обеспечивать заданные форму и толщину панелей 100, одновременно обеспечивая стабильность размеров, плоскостность и защиту панелей. Также такие подложки 10 обеспечивают сухость изоляционного материала и расширяют изоляционные способности панели 100.
Каждый из упомянутых защитных слоев 10 или подложек содержит стекловолоконный армирующий слой 1, у которого есть первая поверхность FI и противоположная вторая поверхность F2. В другом варианте осуществления изобретения армирующий слой 1 подложки 10 состоит из тканого или нетканого стекловолоконного материала. В другом варианте осуществления изобретения защитный слой 1 подложки 10 состоит из стекловолоконной сетки.
Также армирующий слой 1 подложки 10 расположен между первым прикрепленным слоем 2 покрытия, т.е. имеющим фиксированный контакт с первой поверхностью FI армирующего слоя, и вторым слоем покрытия 3 прикрепленной подложки, т.е. имеющей фиксированный контакт со второй поверхностью F2 армирующего слоя 1.
Согласно примеру на фиг. 1, в котором стрелка А указывает направление расширения подложки 10, первый слой покрытия 2 изображает верхний слой покрытия армирования 1, то есть слой, непосредственно примыкающий к первой поверхности FI, которая простирается, начиная с первой поверхности FI в направлении, указанном стрелкой А. Второй слой покрытия 3 представляет собой нижний слой покрытия армирования 1, непосредственно примыкающий ко второй поверхности F2, то есть который расширяется от второй поверхности F2 в направлении, противоположном указанному стрелкой А. Другими словами, армирующий слой 1 расположен между первым 2 и вторым 3 слоями покрытия.
Стоит отметить, что в защитном слое 10 согласно данному изобретению, первый 2 и второй 3 слои покрытия армирующего слоя 1 выполнены с возможностью полного инкорпорирования в себя стекловолоконного тканого или нетканого материала, или стекловолоконной сетки, и предпочтительно они выступают в качестве экрана для связующего компонента, который входит в состав стекловолокна.
Такой эффект экранирования, в частности, уменьшает нежелательные эффекты химической несовместимости между изолирующим слоем 50 и самим связующим компонентом, тем самым повышая сцеплением между гибкой подложкой 10 и изолирующим слоем 50, например, полиуретановым изолирующим слоем. Также любые нежелательные эффекты подложек известных типов, связанные с высвобождением загрязняющих веществ из связующих компонентов, также существенно поглощаются подложкой 10 согласно изобретению.
В соответствии с общим вариантом осуществления изобретения в состав упомянутых первого 2 и второго 3 слоев покрытия входит смесь, содержащая органическое связующее вещество.
В более конкретном варианте осуществления изобретения смесь упомянутых первого 2 и второго 3 слоев покрытия состоит из неорганических минеральных наполнителей, дополняющих органическое связующее вещество.
В еще более конкретном варианте осуществления изобретения смесь упомянутых первого 2 и второго 3 слоев покрытия содержит загуститель, например, модифицированную целлюлозу, крахмалы, полиэфиры и воду в дополнение к органическому связующему компоненту либо в дополнение к смеси из органического связующего вещества и неорганических минеральных наполнителей.
Следует отметить, что смесь, содержащая органическое связующее вещество с возможным добавлением минеральных наполнителей, загустителя и воды, позволяет изготавливать слои покрытия 2, 3, которые способствуют улучшению сцепления между гибкой подложкой 10 и изолирующим слоем 50 панели 100,
В еще более конкретном варианте осуществления изобретения в дополнение к вышеуказанным компонентам смесь, образующая упомянутые первый 2 и второй 3 слои покрытия, может содержать добавки, например, водоотталкивающие или гидрофильные добавки, олеофобные или олеофильные добавки и/или огнестойкие, усиливающие, эластичные, выравнивающие добавки, противомикробные средства, биоциды.
В другом варианте осуществления изобретения первый 2 и второй 3 слои покрытия подложки 10 аналогичны между собой.
В другом варианте осуществления изобретения первый 2 и второй 3 слои покрытия подложки 10 могут иметь разные составы и их свойства могут отличаться друг от друга. В частности, первый слой покрытия 2 может отличаться от второго слоя 3 покрытия, поскольку в соответствующих смесях используются органические связующие вещества и неорганические минеральные наполнители разных типов. В частности, первый слой покрытия 2 содержит первую смесь, содержащую первое органическое связующее вещество и неорганические минеральные наполнители первого типа, а второй слой 3 покрытия содержит вторую смесь, содержащую второе органическое связующее вещество, отличное от первого органического связующего вещества, и второй тип неорганического минерального наполнителя, отличающийся от первого типа неорганического минерального наполнителя первой смеси.
Также слои покрытия 2 и 3 могут отличаться друг от друга также за счет различных добавок, включенных в соответствующие смеси и в зависимости от различных способов обработки поверхности, в которых они используются в зависимости от выполняемых ими функций. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, например, согласно фигуре 2, второй слой покрытия 3, контактирующий с изоляционной пеной, может быть изготовлен таким образом, чтобы иметь более высокие свойства совместимости и сцепления с этой изоляционной пеной. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, первый слой покрытия 2, который изображает внешний слой панели 100, вместо этого может быть изготовлен таким образом, чтобы иметь более высокие огнестойкие или водоотталкивающие свойства.
В другом варианте осуществления изобретения органическое связующее вещество для смеси выбирают из группы, состоящей из: акриловых смол, стирольных смол, полиуретановых смол, виниловых смол, этиленвинилацетата (ЭВА), полиэтиленовых смол, смол, содержащих версатат, то есть смол, включающих в себя винил версатат, или из группы, состоящей из любой комбинации одной и/или сополимеров указанных смол.
В другом варианте осуществления изобретения неорганические минеральные наполнители смеси выбраны из группы, состоящей из карбонатов, силикатов, оксидов, гидроксидов, боратов, сульфатов.
2
2
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения гибкий защитный слой 10 для изоляционных панелей имеет толщину примерно от 0,2 мм до 1 мм и массу на квадратный метр поверхности (в граммах) в диапазоне примерно от 150 г/м до 800 г/м.
В примерном неограничивающем варианте осуществления изобретения предполагается, что первый 2 и второй 3 слои покрытия аналогичны между собой, такие слои покрытия содержат одну и ту же смесь, которая содержит:
- акриловую смолу, в процентах от 2% до 20%;
- неорганические минеральные наполнители, в процентах от 50% до 80%;
- загуститель, в процентах от 0,1% до 20%;
- воду, в процентах от 10% до 30%.
Ниже описаны варианты способа изготовления защитного слоя 10 изоляционных панелей 100, в котором первый 2 и второй 3 слои покрытия армирующего слоя 1 выполнены из смеси, содержащей органическое связующее вещество, например, акриловую смолу, а также неорганические минеральные наполнители, загуститель и воду.
В первом примере способа изготовления защитного слоя 10 использование обеспечивается устройством рулонной обработки (не показано на фигурах), имеющим входное отверстие для подачи стекловолоконного армирующего слоя 1.
Внутри такого устройства осуществляется первый этап распределения вышеописанной смеси в жидком состоянии на первой поверхности FI армирующего слоя 1 с образованием первого слоя покрытия 2. Следует отметить, что такой этап распределения осуществляется, например, на этапе размазывания жидкой смеси на первой поверхности FI армирующего слоя 1.
Затем, согласно этому способу, выполняется этап сушки полученной таким образом в первый раз полуобработанной подложки 10, в печи с горячим воздухом. В результате такой первой сушки смола первого слоя покрытия 2 высушивается и пластифицируется, образуя сетчатый узор, чтобы вызвать прилипание к армирующему слою 1.
Полученная таким образом подложка 10 поступает на выход обрабатывающего устройства.
Затем, согласно этому способу, происходит переворачивание подложки 10, например, вручную оператором, для подготовки ее к подаче на вход обрабатывающего устройства.
Теперь, согласно этому способу, наступает второй этап распределения жидкой смеси на второй поверхности F2 армирующего слоя 1, в ходе которого формируется второй слой 3 покрытия армирующего слоя 1.
После этого, согласно этому способу, выполняется этап сушки подложки 10, полученной таким образом во второй раз, например, в печи с горячим воздухом. В результате такой второй сушки смола второгослоя покрытия 3 высушивается и пластифицируется, образуя сетчатый узор, чтобы вызвать прилипание к армирующему слою 1.
Гибкая подложка 10, полученная в результате таких операций, может быть свернута для последующего хранения.
Во втором варианте способа производства подложки 10 используется устройство для рулонной обработки, в котором имеются валики, выполненные с возможности передачи армирующего слоя 1 подложки и автоматического ее переворачивания после завершения первых упомянутых этапов распределения жидкой смеси и сушки. Вторая стадия распределения жидкой смеси и вторичной сушки перевернутой таким образом подложки выполняется в том же устройстве.
Таким образом, подложка 10 изготавливается в результате единого непрерывного процесса, преимущество которого заключается в том, что не требуется ручное опрокидывание полуобработанной подложки и ее повторной установки на входе устройства для завершения обработки.
Как указано выше, в двух вышеописанных примерах способа изготовления смесь, образующая первый слой покрытия 2, может быть аналогична смеси, используемой для изготовления второго слоя покрытия 3. В качестве альтернативного варианта осуществления изобретения, смесь, образующая первый слой 2 покрытия, отличается от смеси, которая используется для изготовления второго слоя покрытия 3, потому что такие смеси содержат различные органические связующие вещества и неорганические минеральные наполнители разных типов.
В третьем примере способа изготовления подложки 10 этап распределения жидкой смеси происходит одновременно для первой FI и второй поверхности F2 армирующего слоя 1. Для этого, в частности, стекловолоконный армирующий слой 1 погружается в ванну, содержащую указанную жидкую смесь.
Затем, согласно такому способу, выполняется этап сушки полученной таким образом подложки, например, в печи с горячим воздухом, где одновременно первый 2 и второй 3 слои покрытия высушиваются и пластифицируются, то есть смола образует сетчатый узор, чтобы вызвать прилипание к армирующему слою 1.
Что касается вышеописанных примеров способа изготовления, преимущество данного третьего способа заключается в том, что требуется только один этап сушки подложки 10.
Для изготовления изоляционной панели 100 первый вариант осуществления изобретения обеспечивает этап распыления пенополиуретанового изоляционного материала между двумя аналогичными защитными слоями 10. Такие защитные слои выполнены с возможностью сдерживать расширение пенополиуретана, образующего теплоизоляционный центральный слой 50.
Как показано на фиг. 2, второй вариант изготовления панели 100 представляет собой нанесение защитных слоев 10 на соответствующих противоположных поверхностях 101, 102 предварительно сформированного изолирующего центрального слоя 50 посредством склеивания или выдавливания полимерной покрывающей пленки. Например, первая сторона 11, она же нижняя, каждой подложки 10 согласно изобретению приклеивается к соответствующим поверхностям 101, 102 изоляционного центрального слоя 50.
Таким образом, подложка 10 согласно изобретению может также применяться к изоляционным панелям, которые не содержат пенополиуретан и фенольную пену, но изолирующий центральный слой 50 которых состоит из материалов волокнистого типа (например, из стекловаты или минеральной ваты) и натуральных изоляционных материалов (например, древесной шерсти, целлюлозы).
В дополнение к упомянутым преимуществам защитный слой 10 теплоизоляционных панелей 100 согласно изобретению имеет ряд других преимуществ.
Фактически, поскольку первый 2 и второй 3 слои покрытия содержат армирующий слой 1, стеклянные волокна загерметизированы и удерживаются такими слоями покрытиями. Поэтому нет риска отсоединения волокон или их рассеивания в результате механических воздействий на подложки. Любое выделение химических веществ из связующего компонента армирующего слоя 1 также ограничено.
Также стекловолокно и, в частности, связующее вещество, которое с ним связано, защищены слоями покрытия 2 и 3 от агрессивных щелочных химических веществ, которые присутствуют в растворах, цементе, слоях наружного покрытия, используемых при изготовлении внешней оболочки здания, которые, по этой причине, часто находятся в контакте с изоляционными панелями 100.
Также, учитывая наличие слоев покрытия 2 и 3, первая сторона 11 защитного слоя 10 в контакте с соответствующей поверхностью 101 (или 102) изолирующего слоя пены 50, по существу, не имеет шероховатостей и не создает препятствий для протекания пены в процессе изготовления панелей. Напротив, стекловолокно в армирующих слоях панелей известного типа создает микрошероховатости, которые могут ограничивать растекание расширяющегося пенополиуретана.
Кроме того, заявитель подтвердил, что сцепление между поверхностью 101 изоляционного слоя 50 панели 100 с подложкой 10 является практически бесшовным, благодаря тому, что подложка 10 обращена к изоляционному слою 50 своей гладкой стороной 11, и гарантирует, что на границе между такой первой стороной 11 и поверхностью 101 (или 102) не образуются микрополости и микроканалы. Отсутствие таких микрополостей и микроканалов, которые могли бы способствовать распространению пламени как результат эффекта дымовой трубы, если огонь накрывает панель по краям, обеспечивает большую огнестойкость панели 100.
Также в защитном слое 10 согласно изобретению, в частности, первая сторона 11, но аналогичные соображения относятся и ко второй стороне 12 подложки относительно первого слоя покрытия 2, могут быть подвергнуты дальнейшей обработке (механической или химической) для улучшения и возможного увеличения слипания и сцепления подложки 10 с пенным материалом изоляционной панели 100 или для придания других свойств.
Это достигается, например, путем внесения добавок непосредственно в смесь, образующую слои 2 и 3 покрытия, или путем нанесения дополнительных поверхностных покрытий, например, путем напыления, размазывания, выдавливания. К этим способам, которые специалисты в данной области техники называют функционализацией, относятся также и другие способы обработки, такие как, например, плазменная обработка, абразивная обработка поверхностей, тиснение. Следует отметить, что функционализация одной или обеих сторон 11, 12 подложки 10 может быть использована в качестве обработки для подготовки подложки 10 к сцеплению, например, путем горячего ламинирования или склеивания, нанесения дополнительных поверхностных покрытий, таких как, например, металлические листы или пластиковая пленка, на таких поверхностях 11, 12 для создания многослойной подложки 10.
Стоит также отметить, что благодаря симметричной структуре защитного слоя 10, в которой покрытие 2, 3 присутствует на обеих поверхностях FI, F2 армирующего слоя, обеспечивается повышенное механическое сопротивление напряжениям, создаваемым на этапе полимеризации пенополиуретановой изоляции.
Соответственно, это повышает стабильность размеров панели 100.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, симметричная структура подложки 10 с покрытием на обеих поверхностях FI, F2 армирующего слоя 1 позволяет избежать явлений отслаивания покрытия армирующего слоя 1, что, как правило, может происходить в подложках панелей известных типов. Действительно, в подложке 10 согласно изобретению каждое из двух покрытий 2 и 3 пропитывает армированный стекловолокном слой 1 на всю его толщину в некоторых точках, образуя при этом прочное сцепление с другим слоем покрытия. Еще одно преимущество заключается в возможности создания подложек, подходящих для различных типов изоляционных пеноматериалов, путем обработки состава / структуры покрытий независимо от типа используемого армирующего стекловолоконного слоя.
Специалисты в данной области техники могут вносить изменения и адаптировать описанные выше варианты осуществления защитного слоя тепловой изоляции панели для строительных конструкций и могут заменять элементы другими, которые функционально более приспособлены для удовлетворения каких-то конкретных нужд, без отступления от объема нижеследующей формулы изобретения. Каждый из описанных признаков, относящихся к возможному варианту осуществления изобретения, может быть получен независимо от других описанных вариантов осуществления изобретения.