基于云母的夹层结构的制作方法

1.本发明涉及一种基于云母的夹层结构，该结构包含被折叠的芯云母结构分隔的两个外部片材。该芯云母结构是蜂窝或其他折叠的结构。


背景技术：

2.云母纸，或有时称为重组云母，是众所周知的并且可以用许多方法中的任何一种制备。根据us 2,549,880，将云母在高温下脱水，置于液体介质中，并破碎以形成浆料，然后将该浆料通过造纸技术铺设。根据us 2,405,576，适用于制备纸的云母可以通过在液体喷射的作用下将云母破碎成细小的片来获得。在us 3,110,299中描述的还另一种工艺中，通过从云母剥落连续的材料层将云母分层用于造纸目的。
3.云母纸相当脆弱并且在实际使用中将其用适合的树脂或其他粘合剂浸渍并铺成所期望厚度的层压物，然后以适合所用粘合剂的方式将该层压物固化或硬化。此类云母纸层压物在需要尤其是耐热和耐直接火焰、良好的电绝缘、良好的抗冲击和抗高压的应用中有许多用途。
4.us 4,601,952；us 4,603,088和wo 86/00571披露了一种云母复合层压物，其包括多张基本上由云母组成的纸，每张纸都浸渍有按重量计约5％至约14％的聚硅氧烷粘合剂；所述粘合剂含有按重量计约1％至约4％的钛酸盐和按重量计约0.5％至约2％的环烷酸盐。
5.在us 4,601,931和ep 0175635中：描述了按重量计5％至20％的聚硅氧烷粘合剂；在us 4,683,162；us 4,783,365和us 4,803,113中：描述了按重量计5％至25％的聚硅氧烷粘合剂。
6.从文献be 1002073已知使用云母纸制造具有高耐火性的蜂窝夹层结构。在此文献中，蜂窝结构本身是通过在卡纸板工业中使用的标准方法将
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层合云母板
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的片材组装以产生蜂窝结构而制造的。在此文献中，关于生产所述
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层合云母板
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的明确方法给出了非常少的细节。它仅仅说所述
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层合云母板
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足够软以形成蜂窝结构。
7.折叠芯夹层板由部分折叠的芯组成，比如夹在两个未折叠的片材之间基于miura图案的那些。它们已经在航空航天和复合材料工程工业中被研究作为蜂窝板的潜在替代品，因为它们具有许多其他类型的高性能夹层板所不可能具备的有利特性。此种结构以及在纸中生产此种结构的方法例如描述于文献gb 1390132中。
8.在任何情况下，结构的不同部分通常通过基于硅酮的粘合剂胶粘在一起，如例如pct/ep 2019/057232中所述，具有相当但有限的耐热性。在一些消防安全产品中，这种有限的耐热性可能代表安全问题。
9.因此，令人期望的是能够生产具有接近矿物云母纸的改进的耐火性的蜂窝状结构。


技术实现要素：

10.本发明的第一方面披露了耐火板，其包括：
[0011]-包含(或优选由其组成)云母纸的第一层；
[0012]-包含(或优选由其组成)云母纸的折叠的芯或蜂窝结构；
[0013]-包含(或优选由其组成)云母纸的第二层；
[0014]
其特征在于，包含云母纸的第一层和第二层通过包含一种或多种碱金属硅酸盐的矿物粘合剂胶粘到折叠芯上。
[0015]
本发明的第一方面的优选实施方案披露了以下特征中的至少一个或适当的组合：
[0016]-碱金属硅酸盐粘合剂具有泡沫结构，部分填充在第一层与第二层之间由折叠芯或蜂窝结构留下的空的空间，优选地，泡沫完全填充在第一层与第二层之间由折叠芯或蜂窝结构留下的空的空间；
[0017]-一种或多种碱金属硅酸盐选自由硅酸锂、硅酸钠和硅酸钾组成的组；
[0018]-粘合剂进一步包含附加的金属硅酸盐比如硅酸铝，以提高粘合剂防潮性；
[0019]-板包括在折叠芯或蜂窝结构与包含云母纸的第一层和/或第二层之间的包含纤维垫的附加层；
[0020]-二氧化硅与碱金属氧化物的摩尔比包括在1.6与3.5之间、优选在2.0与3.3之间、优选在2.5与3.2之间；
[0021]-泡沫密度包括在0.01与0.25g/cm3之间、优选在0.02与0.1g/cm3之间、更优选在0.05与0.06g/cm3之间、最优选在0.02与0.04g/cm3之间；
[0022]-该结构进一步包括附加层，优选用于装饰方面。
[0023]
本发明的第二方面涉及一种用于生产本发明的第一方面的耐火板的方法，所述方法包括以下步骤：
[0024]-将包含所述碱金属硅酸盐的液体矿物溶液涂覆到包含云母纸的第一层上，或将浸渍有所述碱金属硅酸盐的纤维垫布置到所述第一层上，从而形成第一水合碱金属硅酸盐表面；
[0025]-将包含云母纸的折叠芯或蜂窝结构的第一面布置到所述第一水合碱金属硅酸盐表面上；
[0026]-将包含所述碱金属硅酸盐的液体矿物溶液涂覆到包含云母纸的第二层上，或将浸渍有所述碱金属硅酸盐的纤维垫布置到所述第二层上，从而形成第二水合碱金属硅酸盐表面；
[0027]-将所述第二水合碱金属硅酸盐表面布置到折叠芯或蜂窝结构的第二面上；
[0028]-在包括在250℃与350℃之间、优选在270℃与330℃之间的温度下将所获得的折叠芯或蜂窝夹层结构加热包括在1与20分钟之间、优选在5与15分钟之间的时间段。
[0029]
涂覆可以有利地通过喷涂或幕式涂覆进行。
[0030]
优选地，第一和第二水合碱金属硅酸盐表面在最后加热步骤之前在60℃与100℃之间的温度下预干燥，以便在加热前在碱金属硅酸盐中获得适当的水分水平，从而在加热步骤中调节碱金属硅酸盐的膨胀(发泡)。
[0031]
有利地，折叠芯或蜂窝结构中的云母纸是硅酮浸渍的部分固化的云母纸，其在加热步骤过程中被固化。这种折叠芯或蜂窝结构的部分固化随后最终固化的细节可在pct/ep 2019/057232中找到。
[0032]
优选地，液体矿物溶液是包含按重量计在25％与55％之间、优选按重量计在30％
与50％之间、更优选按重量计在35％与50％之间的碱金属硅酸盐的水溶液。
[0033]
优选地，在加热步骤过程中，所获得的结构被压成受限的厚度(即调节的是几何距离而不是压力)。
附图说明
[0034]
图1表示根据本发明的耐火板的实例的侧视图。
具体实施方式
[0035]
本发明的目的是通过减少有机物质在基于云母的夹层板中的使用来改善包括包裹折叠的或蜂窝云母纸结构3的两个云母纸表层2、5的基于云母的夹层板1的耐火性。这是通过使用基于碱金属的硅酸盐比如硅酸锂、硅酸钠和硅酸钾代替通常的基于硅酮的粘合剂而获得的。
[0036]
由于此处上述硅酸盐是对湿度敏感的，所以优选将改善湿度敏感性的附加的金属硅酸盐添加到粘合剂配制品中。
[0037]
那些基于硅酸盐的粘合剂不仅具有比基于硅酮的粘合剂承受更高温度的优势。作为额外的优势，取决于其残留的水分，当在包括在250℃与350℃之间的温度下加热时，它们以泡沫的形式膨胀。
[0038]
此类发泡结构具有增加表层与芯之间的接触表面，从而提高结构的宏观机械强度的优势。作为进一步的优势，泡沫4结构改善了板的隔离能力，进一步减少了火焰传播。
[0039]
因此，本发明的优选板结构是图1所示的结构，其中芯结构完全嵌入由碱金属硅酸盐形成的泡沫4中。
[0040]
此种结构可以通过以下方式获得：将两个涂覆有水合碱金属硅酸盐的云母纸表层2、5压在云母纸芯3上，并在水合碱金属硅酸盐的发泡温度下加热所获得的结构。适当的温度包括在250℃与350℃之间、优选在270℃与330℃之间，持续包括在1与20分钟之间、优选在5与15分钟之间的持续时间。
[0041]
为了在泡沫膨胀过程中减轻水的流出，相对于蜂窝优选折叠芯结构。假如是蜂窝，优选在蜂窝壁上开出开口，以使水蒸气从泡沫中流出。
[0042]
云母纸的涂覆可以通过通常的液体涂覆方法比如喷涂、幕式涂覆或通过使用由包含碱金属硅酸盐的液体矿物溶液浸渍的垫进行。
[0043]
在优选的实施方案中，将碱金属硅酸盐层沉积在具有一体的非织造玻璃纤维表面的云母板上。沉积在板上的硅酸盐层在室温下是固体并且其厚度足以通过加热实现夹层芯的胶粘和在芯的自由空间中膨胀和扩张，在某种程度上改善热绝缘。
[0044]
最终产品包括至少一层包含玻璃纤维饰面的云母纸(云母硅酮与非织造玻璃垫压在一起)。
[0045]
假如两个板表面都具有玻璃纤维饰面，一个面用于更好地粘合涂料或外表层的饰面，或者也覆盖有硅酸盐层，用于形成多芯夹层(两个或更多个芯堆在一起)。
[0046]
可按最终板结构所需的尺寸切割这些板，然后在其间夹入芯，还可在结构的周边引入cogetherm边缘增强物，并将整块在有限的间距内例如在280下加热，以获得这些块的最终粘合和泡沫的膨胀。
[0047]
实施例
[0048]
将约25g/m2的非织造玻璃纤维纸用每平方米约2kg的硅酸钠水溶液(以干物质计43％)浸渍。
[0049]
将该湿非织造物布置在505.3p云母层之上，并且将折叠的云母芯布置在该湿非织造物上。
[0050]
另一个具有相同的硅酸钠浸渍的非织造物的云母层被用来封闭该夹层。
[0051]
然后将该夹层放置在烘箱内，其高度限制为芯的厚度+2x表层的厚度的值。在烘箱内，将其在100℃下干燥1-1.5h并且然后在280℃下也处理1-1.5小时，以便扩张。