专利名称：尤其用于隔热建筑的湿汽自适应隔汽层及其生产方法
尤其用于隔热建筑的湿汽自适应隔汽层及其生产方法本发明涉及一种根据权利要求I的前序部分的湿汽自适应隔汽层(feuchteadaptive Dampfbremse)及生产这种隔汽层的方法。湿汽自适应隔汽层的特征在于隔汽层的水汽扩散阻力(Wasserdampf-Diffusionswiderstand)随湿度而改变，也即水汽 扩散阻力随隔汽层周围的湿度的升高而降低。此时，水汽扩散阻力通常根据DIN EN ISO 12572 :2()()1来测量。这种隔汽层多数用于提供建筑物的气密性，因此,经常和用于建筑物的隔热系统相结合使用。对于建筑物，尤其是屋顶，的隔热而言，通常在瓦片构成的屋顶F使用对扩散开放的底部网格，在所述网格下，使用例如由矿棉制备的隔热层，以及最终使用隔汽层及其下面的隔板。使用隔汽层主要是为了追求两个目的。一方面，应确保所述屋顶的气密性，以便阻止外面的冷空气侵入建筑物内，以及阻止室内热空气离开建筑物，由此防止热损失，以及防止会损坏建筑物的对流性的湿汽进入。另一方面，隔汽层应对水汽扩散具有特定的屏障作用，以便阻止不需要的湿汽进入建筑物结构中。通过使用所谓的湿汽自适应隔汽层——其通常以薄层的形式来提供——可以借助这种薄层的湿汽自适应特性,在冬天阻止湿汽的侵入,其原因在于在冬天的以及因此干燥的湿度条件下，隔汽层基本关闭。在夏天的更强的热辐射以及因此较之于冬天更为潮湿的条件下，湿汽从木质结构(例如屋顶的木质结构)中离开，隔汽薄层根据围绕该隔汽层的相对高的湿度做出反应,其中，由于水汽扩散阻力上的降低，隔汽层开放,从而确保相应的干燥。聚酰胺通常被用作用于湿汽自适应隔汽薄层的材料(参见DE 195 14 420 Cl)。在该薄层中，随着平均环境湿度的增加，水汽扩散阻力降低。其中该已知的薄的隔汽层的湿汽自适应特性被调整,使得,对于围绕隔汽层的大气的30-50 %的平均湿度，隔汽层具有2-5m的扩散等价空气层厚度的水汽扩散阻力(Sd值),以及对于60-80%的环境湿度,水汽扩散阻力(Sd值)小于lm。这产生的结果是，在冬天——其中通常出现干燥情况以及围绕隔汽层的大气的相对湿度基本在30-50%范围内——这种隔汽层具有屏障作用,这是因为，由于相对于高的水汽扩散阻力，隔汽层关闭，因此只有少量的水汽能够扩散穿过薄层。这阻止了 大量湿汽从建筑物内部空间通过薄层朝外例如到达建筑物屋顶和/或壁的木质结构中(在那里，所述湿汽随后凝聚以及最终造成腐烂和霉菌的形成)。然而，在潮湿条件下——如在夏天的几个月里尤为突出——湿汽的贯通扩散由于扩散阻力的降低而成为可能。结果是,所述湿汽可以从木质结构中移除，从而促成了干燥，由此避免了尤其在木质结构上的损害。最后，已知其他处于多层结构中的具有湿汽自适应特性的自适应隔汽薄层(DE 202004 019 654 Ul或DE 101 11 319 Al)，它们对于30-50%的相对环境湿度，所具有的水汽扩散阻力Sd为5m及以上的扩散等价空气层厚度,对于60-80%的相对环境湿度,所具有的水汽扩散阻力Sd为小于0.5m的扩散等价空气层厚度。在已知的这种湿汽自适应隔汽薄层中，相对于平均湿汽或相对湿汽绘制的水汽扩散阻力以S曲线变化,该S曲线的进入的S-臂始于较低湿度下的较高的水汽扩散阻力值，以及在离开的S-臂的方向上,对于隔汽层周围的较高的湿度，具有降低的扩散阻力值。熟知的是,相对于湿汽绘制的湿汽自适应隔汽层的曲线扩散阻力可以通过公式Sd= Dxu来调整,其中D表示隔汽层的厚度，U表示隔汽层的与材料相关的参数。因此，通过相应的厚度调整——其中隔汽薄层的厚度相应地增加或降低——可以提供隔汽层的湿汽自适应特性的改变，然而这不会改变S-曲线的轮廓,仅仅使S-曲线沿着坐标移动。不但在冬天的干 燥条件F，而且在夏天的湿度条件F，隔汽层厚度的增加也将导致相应的Sd值的增加，而在夏天的条件下，由于相应降低的干燥特性，这将导致隔汽层特性的衰退。然而，由于强度和稳定性方面的原因,对隔汽薄层的厚度的降低上是有限制的，隔汽薄层厚度通常被设置在20 m至ij 80 m之间。尽管已知隔汽薄层在正常条件下一直工作得很好，尤其在千燥的环境条件下(通常在办公室)以及在正常的环境条件下(通常在居民楼)，但是，在增加的湿度负荷下，尤其是在更冷的天气条件下，已知的隔汽薄层的性能完全成问题。尤其在诸如大厨房、自助餐厅之类的房间中’但还有在那些布置有很多植物和/或鱼缸等的房间中,湿度负荷增加。然而尤其在新的建筑物中，以及当老建筑物刷新应用灰浆或砂浆时，湿汽负荷也增加。由于 现代建筑材料以及新的建筑方法,这种建造越来越多在较冷的季节中进行，尤其是在十月份到三月份之间——相应于在环境湿度到达相当干燥的值,隔汽薄层在这种正常条件下关闭——进行。当出现湿汽负荷时，尤其当建筑工程在更冷的季节中进行时,对于传统的隔汽层，由于隔汽薄层处所存在的环境湿度，出现薄层的打开，因此，出现湿汽基本无阻碍地通过隔汽薄层进入木质结构中，这在很大程度上是非常关键的，这将由于霉菌形成等而导致木质结构的损坏。因此,本发明的目标是提供-种隔汽层以及一种生产该隔汽层的方法,所述隔汽层考虑了尤其在较冷的季节中的--1述条件,也即，在高湿度负荷F，基本阻止通过隔汽薄层的严峻的湿汽输出。根据本发明，该目标通过包含在权利要求I的特征部分中的方案而实现,其中该发明的有利的实施方案通过被包括在从属权利要求中的特征来表征。根据本发明，优选以一个薄层来提供的隔汽层的特征在于,其由具有下述三个部分的湿度分布的材料制备即，平均相对湿度75%以上，优选在70%以上，以及该平均相对湿度上的Sd值小于Im,优选小于0. Sm扩散等价空气层厚度,然后对于降低的在45-58%范围内的平均湿度，优选在40-58%范围内的平均湿度,具有基本水平状的或近乎水平分布的Sd值，其中在该范围内，不超出2m的较低Sd值以及5m的较高Sd值，以及在该范围内，较低和较高的实际Sd值之间的差不超过lm。对于进一步降低的20-30%,优选20-35%范围内的湿度,隔汽层具有至少高于水平状的中间范围内的较高实际\值().Sm的Sd值。因此,在大于75%的范围内的较高平均湿度下,尤其在75%时，也即在夏天的高干 燥条件下，隔汽层具有从建筑实体角度而言强制性的小的屏障作用。此外，所述隔汽层尤其满足下述标准在尤其是大厨房、自助餐厅等空间内或在冷的季节内进行建筑工程时，虽然一定量的湿汽可以被输出，但所述隔汽层促使湿汽的输出相对于传统的隔汽层是降低的,从而阻止了这种情况下湿汽到木质结构内的严峻侵入等。因此,在高的湿度负荷下，随着在所给出的范围45-58%或40-58%内的湿度的增加，隔汽层打开，然而,在该湿汽范围内的Sd值相对于传统的隔汽薄层而言仅仅发生较小程度的改变，从而使得在所给出的范围内,隔汽层的Sd值出现尤其稳定的变化相,从而隔汽薄层的该范围内的Sd值仅仅逐渐地改变；但是，此外，就该范围内的Sd值而言,几乎或近乎稳定的条件被提供。优选地,对于45-58%,优选对于40-58%的范围内的湿度，Sd值的曲线具有基本为水平状的分布,这意味着，在该范围内的Sd值的变化在一个较长的时间范围内保持在低的水平，所述时间由所增加的湿度负荷来确定，从而,一方面,保持了隔汽薄层的所需的一定的屏障作用，以及在过度的湿汽侵入下仍然使湿汽的一定的贯通扩散成为可能，同时不会达到严峻的湿汽输出，一如对于惯用的隔汽薄层，这种湿度负荷下，可能出现的情况。传统隔汽薄层的Sd值相对于湿度值的常见分布由基本为S形的曲线分布来反映，而对于本发明的隔汽薄层，所述曲线分布优选为双S曲线,其中在干燥范围内的S曲线的向外的范围与潮湿范围内的S曲线的进入的值一致,在45-58 %的湿度范围或40-58 %的湿度范围内，曲线分布基本是恒定的或者基本是水平状的,也即Sd值仅仅发生小的变化。在本发明的一个有利的实施方案中，曲线图在基本水平状的部分变化一个Sd差值,所述Sd差值对应于进入湿度为45%中时的Sd值与湿度为58%离开所述曲线时的Sd值的差,其最多为 0.6m，优选为最多0. 4m扩散等价空气层厚度。这意味着隔汽薄层在该范围内仅仅逐渐改变其Sd值,从而实现一个相应的保持相,在该保持相中，尽管隔汽薄层在很大程度上是阻塞的,然而仍然使得前面已提及的参数内的一定的湿汽输出成为可能。然而,优选地，Sd值相对于湿度的水平状曲线分布落在3到5m扩散等价空气层厚度内。根据本发明的有利的实施方案，决定隔汽层的湿汽自适应的材料被提供在单个层中，该层大体上由不同于传统隔汽薄层的材料制备，在传统隔汽薄层中，湿汽自适应性是由互相布置在顶部的多个隔汽薄层的层来确定的。在45-58 %或40-58 %的湿度范围内的具有仅仅很小的Sd值变化的Sd值水平状曲线分布或所述保持相通过向隔汽层的基底材料中加入助熔剂(Zuschlagstoff)来实现,其中混入量为相对于隔汽薄层的其余材料的重量百分比10-20%，优选为15-20%。隔汽薄层的基底材料优选为聚酰胺，其中改性聚烯烃用作优选的添加剂，尤其是接枝聚乙烯共聚物。这种接枝聚乙烯共聚物可通过不同)'商提供。由Dupont公司出售的商标名为ByneI 的商品已被证明尤其合适。其他优选的添加剂是聚乙烯聚丙烯酸共聚物,这些也由不同厂家提供。由Dupont公司出售的商品Surlyn 已被证明尤其合适。承担隔汽层的所述湿汽自适应性的所述层的特征在于一个均质层结构,其基本是通过对颗粒状聚酰胺和颗粒状添加剂的组合物的化学融合——通过使颗粒混合物熔化——而形成的,其中从聚酰胺和添加剂的熔化物里形成颗粒,而隔汽薄层从这些熔化物中挤压出或通过吹的方法产生。因此,有利的是,纳米颗粒状添加剂被提供在添加剂的基底颗粒里。根据本发明的一个实施方案,可以在尤其为40-80微米,优选为50-70微米的厚度范围内形成具有所述湿汽自适应性的隔汽薄层。落在本发明范围内的是,根据应用，这一层的隔汽薄层的湿汽自适应层补充有额外的合适的层,用于加强薄层或用于影响隔汽层的其他特性。用于产生这种类型的隔汽层的有利的方法的特征在于基于由聚酰胺制备的颗粒以及颗粒状的添加剂,尤其是聚乙烯，通过混合形成组合物。由颗粒状提供的原材料组成的该组合物以合适的混合比在挤压器中被熔化,可选地,添加额外的辅助材料，如匀化剂，以便提供前述原材料的均质熔化。从均质熔化中产生混合颗粒。所述混合颗粒在一个独立的处理步骤中以挤压出的方法或吹的方法被处理，以形成根据本发明的单层隔汽薄层或单个薄层。由此产生的隔汽薄层的特征在于其相当均质的结构。或者可替换地，原材料也可以在一个合适的挤压器中直接被进一步处理并形成一个相应的单个薄层。该替换的方法从经济角度来看是优选地，因为不要求预组合，然而在生产实际中，所要求的熔化物均质化难以实现至所需程度。根据该方法生产的单个薄层可以以已知的层压方法被提供有额外的多个层，尤其是为了提高其机械特性。所述额外的层优选地不影响本发明的由单个薄层确定的薄层湿汽自适应性。聚酰胺和添加剂的混合比例根据所需的自适应湿度特性来调整。因此，在实际试验中很显然的是，依赖于单独的添加剂——其将被添加至聚酰胺基底——有利的是,添加至聚酰胺基底的添加剂的添加量在7-25%,以便获取根据本发明的所需的自适应湿度特性，以及也考虑了薄层的可生产性。尤其优选的是,添加剂混入量在10-20%范围内，尤其在 14-18%内，其中当添加剂混入量在15-18%范围内时可以获取非常好的结果。添加剂的混入量上限在20-25%重量百分比的范围内，其中，根据本发明的薄层的可生产性，重量百分比25%的阈值不应被超过，阈值的上限向下朝20%移动得越多，薄层的可生产性越好。随后,通过参考单个附图
来描述本发明的优选实施方案,所述附图代表了本发明的四个隔汽薄层Sd值随平均相对湿度的变化的曲线图，所述平均相对湿度意指围绕隔汽薄层的环境湿度。曲线图Kl, K2, KS和K4示出了四个隔汽层，它们分别为单层并由聚酰胺制备含重量百分比为20%的助熔剂Bynel 4157以及厚度为40微米(Kl 40um/20% /B);含重量百分比为15%的助熔剂Bynel以及层厚度为70微米(K2 70um/15% /B);含重量百分比为18%的助熔剂Sur lyn 1605及层厚度为60微米(K3 60um/18% /S);或含重量百分比为15%的助熔剂EVOH型III7IB (由EVAL Europe生产)以及厚度为50微米(K4 50 U m/15 % /EV0H)。相对于简单的可生产性,Bynel 4157的上限处于约22%重量百分比,对于Surlyn1605处于约20 %的重量比，以及对于EVOH型171B处于约20 %的重量百分比。很显然，隔汽层的湿汽自适应性由三个范围来限定，这三个范围通过自身分别限定了一个长方形框架。从75%的湿度开始，限定了一个Sd值小于Im扩散等价空气层厚度的长方形范围I。在45-58 %的湿度范围内’给出的Sd值在2至约4. 3m扩散等价空气层厚度范围内，这形成一个针对第11范围限定的长方形’在该第11范围内，限定了第二长方形，其反应了第II范围中的较低实际值和较高实际值之间的最大为Im扩散等价空气层厚度的差值。对于20-30%的范围内的干燥低湿度而言，隔汽薄层的Sd值处于以下Sd值范围内，该范围下限至少在第II范围内的较大实际值以上0. Sm,由此限定了一个向上开放的渐变的长方形范围III。曲线K的湿度分布通过测量分布在横坐标上方的点来限定,其中测量是根据DINEN ISO 12572 :2001来执行的。在测试系列中，已经很清楚,在加至隔汽层两侧的湿度之间，仅应该调整一个小的梯度，以便精确限定过渡范围的特殊测量点,这意味着,针对已知的湿汽自适应隔汽层，对于约为35至65 %的平均湿度下的单S曲线图，为了更陡峭的曲线图，只需在两个加至隔汽层两侧的两个湿度之间建立小的梯度,通过所述梯度,平均湿度通过平均化来确定。太大的梯度导致测量值的败坏，所述败坏通过太过于小的Sd来反应。通常，湿度通过盐或水预先确定；另一侧通过调整可控的气候腔来调整。表I概括了本发明的Kl, K2, K3和K4的实施方案的湿度设置和测量值。表I :用于Sd值的湿度条件及以m为单位的Sd值
盐气候腔平均值KlK2K3K4
Sd-Sd-Sd-StJ-
值值值值
[m][m][m][m]
硅胶26% 14%--9.7权利要求
1.一种湿汽自适应隔汽层，其尤其用于建筑物的隔热,所述湿汽自适应隔汽层具有水汽扩散阻力(Sd值)，该水汽扩散阻力被表示为扩散等价空气层厚度(Sd值)，其随着隔汽层周围的湿度的降低而增加，其中在对于始于75%,优选70%及以....t的第(I)范围内的平均相对湿度，隔汽层具有小于Im的Sd值，优选地小于0. 8m,以及 其中对于45至58%,优选40-58%的第(II)范围内的平均湿度,所述隔汽层具有基本水平状或者近乎水平状的Sd值分布,其中，在该范围内，不超出2m的较低Sd值以及不超出Sm的较高Sd值，较高和较低的实际Sd值之间的差不超过lm，以及 其中，对于20至30%,优选为20至35%的第(III)范围内的平均湿度，隔汽层具有至少高于水平状的中间范围内的较高实际Sd值0. Sm的Sd值。
2.根据权利要求I所述的隔汽层,其中，在第(II)范围内，Sd值相对于湿度的曲线的水平状分布被提供有3至5m扩散等价空气层厚度。
3.根据权利要求I或2所述的隔汽层，其中，在基本水平的第(II)范围内，曲线分布最多改变().6m,优选0. 4m扩散等价空气层厚度的Sd差值,尤其是随着湿度的增加以某一个降低速率降低。
4.根据前述权利要求之一所述的隔汽层，其中，在75%的湿度及以上,优选在70%的湿度及以上时，隔汽层的Sd值低于0. Sm扩散等价空气层厚度。
5.根据前述权利要求之一所述的隔汽层,其中，隔汽层的Sd值相对于湿度的曲线基本是双S曲线形的,其中水平状部分基本布置在联合的S曲线的过渡部分。
6.根据前述权利要求之一所述的隔汽层,其中，限定隔汽层的湿度自适应性的材料被提供在一个层里，也即提供在单个层里。
7.根据权利要求5所述的隔汽层，其中，隔汽层由添加了添加剂的聚酰胺制备。
8.根据权利要求7所述的隔汽层,其中,所述层的材料中的添加剂占7至25%重量百分比，尤其优选的是10至20%重量百分比,尤其优选的是14至18%重量百分比。
9.根据权利要求7或8所述的隔汽层，其中，添加剂由改性聚烯烃形成，尤其是由接枝聚乙烯聚合物形成，优选由Bynel形成或者由聚乙烯聚丙烯酸共聚物形成，优选地由Surlyn(DuPont的商标)形成。
10.根据前述权利要求6-9之一所述的隔汽层，其中，用于形成基本均质的层结构的层的材料由聚酰胺颗粒以及以颗粒形式提供的添加剂形成，其中聚酰胺颗粒和添加剂在混合后被挤压出，以形成一个薄层。
11.根据权利要求6至9之--所述的隔汽层,其中，所述的用于形成基本均质的层结构的层的材料由聚酰胺颗粒以及以颗粒形式提供的添加剂形成，聚酰胺颗粒以及以颗粒形式提供的添加剂在混合形成组合物并在组合物熔化后，被化学混合并形成包括聚酰胺和添加剂的颗粒,并最终被挤压成薄层或吹成薄层。
12.根据前述权利要求10或11所述的隔汽层,其中,添加剂以纳米颗粒的形式加入添加剂的基底颗粒内。
13.根据前述权利要求之一所述的隔汽层，其中，材料层通过一个具有厚度为40至80微米的薄层形成,优选地通过50至70微米的厚度的薄层形成。
14.用于产生前述权利要求之一的湿度自适应隔汽层的方法,其中,包括聚酰胺的颗粒与包括添加剂的颗粒混合，所述添加剂尤其是聚乙烯聚合物，通过挤压或通过吹的方法从该混合物形成隔汽层。
15.用于产生前述权利要求之一的湿度自适应隔汽层的方法，其中,包括聚酰胺的颗粒与添加剂颗粒混合,并被熔化，以进行化学混合,所述添加剂尤其是聚乙烯聚合物,其中从所述熔化物形成包括混合的聚酰胺和助熔剂的颗粒，并且隔汽层通过挤压或通过吹的方法从该颗粒形成。
16.根据权利要求14或15的所述的方法，其中，添加剂以纳米颗粒的尺寸被提供在添加剂的基底颗粒中。
17.根据权利要求14或15所述的方法,其中隔汽层被形成为一个具有均质的混合结构的薄层,所述均质的混合结构包括聚酰胺和添加剂。
全文摘要
本发明涉及一种湿汽自适应隔汽层，其尤其用于建筑物的隔热。所述湿汽自适应隔汽层由一种下述材料构成，所述材料对45至58％的湿度，具有2-5m扩散等价空气层厚度范围内的基本水平状或者近乎水平状的Sd值分布。
文档编号E04D13/16GK102782226SQ201080063329
公开日2012年11月14日 申请日期2010年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者B·博格, F-J·卡斯珀, R·多恩 申请人:圣戈班伊索福公司