ОГНЕСТОЙКАЯ КОМПОЗИТНАЯ ПАНЕЛЬ
FIRE-RESISTANT COMPOSITE PANEL

Изобретение относится к конструкциям панелей, используемых в промышленном и гражданском строительстве, а именно для изготовления наружных ограждающих конструкций, теплоизоляционных конструкций зданий и сооружений (стены, панели, внутренние и внешние перегородки).
Известна сэндвич-панель, включающая два поверхностных слоя из металла и центральную часть, набранную из кусков минеральной ваты, составляющих продольные полосы, продольные оси кусков параллельны продольной оси панели, а ориентация волокон в кусках перпендикулярна плоскости поверхностных слоев, торцы кусков смещены продольно по отношению друг к другу, отличающаяся тем, что между полосами из кусков минеральной ваты дополнительно введены продольные полосы из заливочного пенопласта, причем они введены последовательно между группами полос минеральной ваты, количество полос минеральной ваты в группе составляет от 1 до 4, при этом крайние полосы панели составлены из кусков минеральной ваты, а ширина полосы заливочного пенопласта составляет (1÷4) от ширины куска минеральной ваты, а длина полос составляет длину панели ( RU 2280132, 2006 г.).
Известная панель не обладает достаточной огнестойкостью, не достаточно технологична в изготовлении навесных фасадных систем и относительно дорога.
Известна сэндвич-панель, включающая два поверхностных слоя из металла и центральную часть, набранную из кусков минеральной ваты, составляющих продольные полосы, продольные оси кусков параллельны продольной оси панели, а ориентация волокон в кусках перпендикулярна плоскости поверхностных слоев, торцы кусков смещены продольно по отношению друг к другу, отличающаяся тем, что между полосами из кусков минеральной ваты дополнительно введены полосы из кусков пенополистирола, продольные оси которых параллельны продольной оси панели, при этом крайние полосы панели составлены из кусков минеральной ваты, а ширина куска пенополистирола составляет 1,25 ширины куска минеральной ваты, длина куска составляет 1-3 длины куска минеральной ваты, указанные куски смещены продольно по отношению друг к другу, а воображаемые линии, пересекающие торцы соседних кусков в панели, проходят через точки, одна из которых лежит на центральной оси панели, а другой является любая точка торца куска, лежащего в крайней полосе панели, с образованием внутреннего угла в пределах 50-130° ( RU 2270902, 2006 г.).
Известная панель также не обладает достаточной огнестойкостью, не достаточно технологична в изготовлении навесных фасадных систем и относительно дорога.
Известна также армированная, облегченная, устойчивая к деформации панель, способная, будучи укрепленной в каркасе, выдерживать нагрузки деформации сдвига, характеризующаяся тем, что она содержит гомогенную фазу, получаемую в результате отверждения водной смеси реакционноспособных порошков, содержащей (на сухое) 35-75 мас.% альфа полугидрата сульфата кальция, 20-55 мас.% гидравлического цемента, 0,2-3,5 мас.% извести и 5-25 мас.% активной пуццоланы, при этом вышеупомянутая гомогенная фаза равномерно армирована щелочеустойчивыми стеклянными волокнами и содержит равномерно распределенные керамические микросферы, имеющие средний диаметр приблизительно 10-500 мкм (RU 2268148, 2004 г.).
Известная панель также не обладает достаточной огнестойкостью, не достаточно технологична в изготовлении навесных фасадных систем и относительно дорога.
В качестве наиболее близкого аналога выбрана огнестойкая композитная панель, включающая металлическую (железную) пластину, зажатую с двух сторон основным огнестойким материалом, в качестве которого может быть использована полиэтиленовая композиция, облицованная, в свою очередь, металлическими пластинами (JP 10030290 А, Е04В 1/94, 03.02.1998).
К недостаткам данной панели относятся его недостаточная огнестойкость, достаточно большой вес панели вследствие присутствия дополнительной металлической пластины, что усложняет ее применение в качестве облицовочной. Технология изготовления известной панели из-за наличия в ней многослойности также усложнена.
Задачей изобретения является создание композитной панели с возможностью ее универсального использования, в том числе и в качестве облицовочной, обладающей высокой огнестойкостью и технологичной в изготовлении.
Задача настоящего изобретения решается тем, что в огнестойкой композитной панели, включающей два поверхностных слоя из металла и внутренний соединяющий слой на основе полиэтиленовой композиции, согласно заявляемому изобретению внутренний соединяющий слой на основе полиэтиленовой композиции представляет собой гомогенную фазу, наполненную микросферами золы-уноса, полученными от сжигания углей, внутренние полости которых заполнены антипиреном, в качестве которого использованы кристаллы полифосфата аммония и кристаллы пентаэритрита.
Отличительными от ближайшего аналога признаками являются следующие:
- выполнение полиэтиленовой композиции в виде гомогенной фазы, наполненной микросферами золы-уноса, полученными от сжигания углей;
- заполнение внутренних полостей микросфер антипиреном, в качестве которого использованы кристаллы полифосфата аммония и кристаллы пентаэритрита (что позволяет микросферам выполнять функцию микроконтейнеров с образованием прочной арматуры во внутреннем слое, препятствующей горению полиэтилена и обеспечивающей необходимую огнестойкость панелей.)
При этом наличие в композитной панели только поверхностных слоев металла без дополнительного внутреннего металлического слоя значительно облегчает панель, повышает технологичность ее изготовления.
Каждый компонент состава, кристаллы полифосфата аммония и кристаллы пентаэритрита, являясь антипиреном, обладает свойствами, присущими этой функциональной группе - способствует затруднению процесса воспламенения, поглощает большое количество тепла на плавление, испарение, что снижает скорость нагрева защищаемых материалов, обладает вспучивающими свойствами. При этом совместное присутствие в микросферах кристаллов полифосфата аммония и кристаллов пентаэритрита позволяет повысить огнестойкость панели вследствие достижения синергетического эффекта, проявляющегося независимо от соотношения компонентов, которое в настоящее время регламентируется существующий ценой на пентаэритрит и полифосфат аммония.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен разрез панели, на фиг.2 - увеличенный фрагмент разреза панели.
Огнестойкая композитная панель состоит из двух поверхностных слоев металла 1,2, выполненных, например, из легкого сплава, и внутреннего соединяющего слоя 3 на основе полиэтилена, наполненного полыми микросферами 4.
Огнестойкую композитную панель изготавливают следующим образом.
Предварительно микросферы 4 погружают в насыщенный водный раствор пентаэритрита и полифосфата аммония, раствор заполняет внутренние полости микросфер через микротрещины на их поверхности. После прогрева и просушки микросфер пентаэритрит и полифосфат аммония кристаллизуются внутри микросфер, при этом последние превращаются в микроконтейнеры с кристаллами пентаэритрита и кристаллами полифосфата аммония.
Далее по известной технологии микросферы вводят в массу полиэтиленовых гранул, которую перемешивают перед подачей в экструдер и подают на формовку панели. Огнестойкая композитная панель функционирует следующим образом. При возникновении возгорания и нагреве поверхностных слоев металла 1, 2 композитной панели полиэтилен разогревается и одновременно нагреваются микросферы 4, при этом при достижении температуры, превышающей 200°С, кристаллы пентаэритрита изменяют тетрагональную модификацию кристаллической решетки на кубическую с увеличением объема. Микросферы вследствие этого разрушаются с выходом в плавящийся полиэтилен продуктов термического разложения пентаэритрита и полифосфата аммония, способствующих процессу образования коксовой «шапки» пористого пенококса с увеличением объема и снижением теплопроводности (А.А.Берлин, Соросовский образовательный журнал № 9, 1996 г. Стр.62-63), способствующих подавлению горения центрального слоя панели.
Конструкция композитной панели обеспечивает хорошую огнестойкость (снижены горючесть, воспламеняемость, дымообразующая способность, токсичность продуктов горения и со сниженным распространением пламени по поверхности), технологична в изготовлении, универсальна в использовании.