防火层和防火膜层压板的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是以下申请的分案申请：申请日2011年11月18日，申请号 201180055283. 4,发明名称"防火层和防火膜层压板"。
技术领域
[0002] 提供一种防火层压板，其用于隔热和隔音系统，诸如但不限于，用在商用飞机中的 那些系统。
【背景技术】
[0003] 联邦航空管理局（FAA)已经在14C. F. R. § 25. 856 (a)和（b)中颁布法规，要求商 用飞机中的隔热和隔音覆盖层系统提供改善的烧穿保护和防火焰传播性。这些常规隔热和 隔音系统一般包括密封在膜覆盖物或包囊中的隔热和隔音覆盖层。由于隔热和隔音系统是 依照惯例构造，所以烧穿法规主要针对绝热系统包囊的内容物且防火焰传播性法规主要针 对用于制造包囊的膜覆盖物。常规膜覆盖物一般被用作层或覆盖物，例如，隔热和隔音材料 的外包或内衬层，或用作部分或完全密封一个或多个隔热和隔音材料层的覆盖物或包囊。
【发明内容】
[0004] 提供一种防火层，其被合并到用在隔热和隔音系统（诸如但不限制于，用在商用 飞机中的那些系统）中的防火层压板中。举例来说，但不作限制，所述防火层压板可以用作 覆盖物而被放置在飞机机身墙体空腔中的绝热材料与飞机机身的外皮之间（作为绝热系 统的机外覆盖）和/或在机身墙体空腔中的绝热材料与飞机内部内饰板之间（作为绝热系 统的机内覆盖）。
【附图说明】
[0005] 图1A是受本发明防火层压板的一个实施方案保护的隔热和隔音飞机覆盖层的示 意性横截面视图。
[0006] 图1B是图1A实施方案的本发明防火层压板图出部分B'的说明性实施方案的分 解横截面视图。
[0007] 图1C是图1A实施方案的本发明防火层压板图出部分B'的另一个说明性实施方 案的分解横截面视图。
[0008] 图1D是图1A实施方案的本发明防火层压板图出部分B'的另一个说明性实施方 案的分解横截面视图。
[0009] 图1E是图1A实施方案的本发明防火层压板图出部分B'的另一个说明性实施方 案的分解横截面视图。
【具体实施方式】
[0010] 在用于保护隔热和隔音结构的防火层压板中合并本发明防火层解决了以前与使 用轻质陶瓷或无机纸张相关的问题，这些轻质陶瓷或无机纸张在操作或在遇到粗糙机械环 境的地方使用时很容易破碎。
[0011] 在某些实施方案中，本发明防火膜层压板包括涂布到至少一个膜层上的至少一个 非纤维防火层；任选合并到和/或施涂到所述防火层的防水材料；至少一个稀松纱布层；至 少一个第二膜层；和任选至少一个粘合剂层，所述非纤维防火层包括至少一种无机薄片材 料、任选至少一种有机粘结剂和/或无机粘结剂，和任选至少一种功能性填充物。
[0012] 在某些实施方案中，所述防火层压板包括：直接或间接涂布到至少一个第一聚合 防火焰传播膜层上的至少一个非纤维防火层；邻接所述非纤维防火层且与所述第一聚合防 火焰传播膜层相背的至少一个第二膜层；至少一个稀松纱布层，其被布置：（i)在所述非纤 维防火层与所述第一聚合防火焰传播膜层之间；和/或（ii)在所述非纤维防火层与所述第 二膜层之间；和/或（iii)邻接所述第一聚合防火焰传播膜层且与所述非纤维防火层相背； 和/或（iv)邻接所述第二膜层且与所述非纤维防火层相背；任选，合并到和/或施涂到所 述非纤维防火层的防水材料；任选将所述非纤维防火层粘附到所述第一聚合防火焰传播膜 层的至少一个粘合剂层；和任选将所述稀松纱布层粘附到所述非纤维防火层、所述第一聚 合防火焰传播膜层或所述第二膜层中的至少一个层的至少一个粘合剂层；其中所述非纤维 防火层包括至少一种无机薄片材料、任选至少一种有机粘结剂和/或无机粘结剂、和任选 至少一种功能性填充物。任选地，所述第二膜层也可以防火焰传播。
[0013] 间接涂布意指所述非纤维防火层可以被涂布到中间层（诸如稀松纱布）上，其中 将所述中间层与所述第一聚合防火焰传播膜层接合。可以在用所述非纤维防火层涂布前或 后，将所述中间层与所述第一聚合防火焰传播膜层接合。
[0014] 这种组合物提供羟基重物件，其具有惊人的耐破坏（与操作和使用相关）性而且 具有如14C. F. R. § 25. 856(a)和（b)所定义的防火焰传播和火焰穿透能力。术语"基重"被 定义为每单位面积的重量，一般定义为克/平方米（gsm)。因此本发明防火层和合并其的层 压板可用于为商用飞机机身的隔热和隔音结构（在工业中称为"覆盖层"）提供烧穿保护， 是因为本发明防火层压板可具有介于约80gsm至约120gsm之间，且在某些实施方案中，介 于约90gsm至约llOgsm之间的基重。
[0015] 所述防火层的无机薄片材料可包括蛭石、云母、粘土或滑石中的至少一种。虽然可 以使用任何尺寸的无机薄片材料，但具有较大相对直径和高直径对厚度纵横比的无机薄片 材料凭藉其较高的防火焰传播和/或烧穿性能，以及诸如可挠性和可加工性的其它性质而 更合人意。在某些实施方案中，所述无机薄片材料可具有约20 μ m至约300 μ m的直径。在 其它实施方案中，所述无机薄片材料可以具有约40 μ m至约200 μ m之直径。在某些实施方 案中，所述无机薄片材料可具有约50 : 1至约2000 : 1的纵横比。在某些实施方案中，所 述无机薄片材料可具有约50 : 1至约1000 : 1的纵横比。在其它实施方案中，所述无机 薄片材料可具有约200 : 1至约800 : 1的纵横比。
[0016] 蛭石或云母可以被剥离，且可以进一步脱落。剥离意指使蛭石或云母化学或热膨 胀。脱落意指处理剥离的蛭石或云母以将蛭石或云母缩小成基本上为薄片的形式。蛭石可 以基于防火层总重量约20至约100重量百分比的量包括在防火层中。
[0017] 合适云母可包括但不限制于，白云母、金云母、黑云母、锂云母、海绿石、钠云母和 铁锂云母，且可包括合成云母，诸如氟金云母。云母可以基于防火层总重量约20至约100 重量百分比的量包括在防火层中。
[0018] 可包括在所述防火层中的合适薄片粘土材料包括但不限制于，球粘土、膨润土、绿 土、水辉石、高岭石、蒙脱石、皂石、海泡石、锌蒙脱石或其组合。薄片粘土材料可以基于防火 层总重量约5至约60重量百分比，在某些实施方案中，约5至约50重量百分比的量包括在 所述防火层中。
[0019] 也可以将云母、蛭石和/或粘土薄片材料与其它薄片材料（诸如滑石）组合。如 果存在，那么滑石可以基于防火层总重量约1至约50重量百分比，在某些实施方案中，约10 至约30重量百分比的量包括在所述防火层中。
[0020] 所述防火层可包括无机粘结剂。不作限制地，合适无机粘结剂包括氧化铝、二氧化 硅、氧化锆和其混合物的胶状分散液。如果存在，那么所述无机粘结剂可以基于防火层总重 量0至约40重量百分比，在一些实施方案中，0至约20重量百分比范围内的量使用。
[0021] 所述防火层还可以包括一种或多种有机粘结剂。所述有机粘结剂可以固体、液体、 溶液、分散液、乳胶或类似形式提供。合适有机粘结剂的实例包括但不限制于，丙烯酸系乳 胶、（甲基）丙烯酸系乳胶、酚系树脂、苯乙烯与丁二烯的共聚物、乙烯吡啶、丙烯腈、丙烯腈 与苯乙烯的共聚物、氯乙烯、聚氨酯、乙酸乙烯酯与乙烯的共聚物、聚酰胺、有机硅酮、有机 官能性硅烷、不饱和聚酯、环氧树脂、聚乙烯酯（诸如聚乙烯乙酸酯或聚乙烯丁酸酯乳胶） 和类似物。
[0022] 如果存在，那么所述有机粘结剂可以基于防火层总重量0至约40重量百分比，在 一些实施方案中0至约20重量百分比的量包括在防火层中。
[0023] 如果需要，那么用于所述粘结剂的溶剂可包括水或合适有机溶剂，诸如丙酮，取决 于所使用的粘结剂。在溶剂（如果使用）中的粘结剂的溶液强度可以通过常规方法，基于 所需的粘结剂负荷和粘结剂系统的可使用性（粘度、固体含量等）确定。
[0024] 在某些实施方案中，所述防火层可包括约20重量％至约100重量％的所述无机薄 片材料、0重量％至约40重量％的所述有机粘结剂和/或无机粘结剂和0%至约50%的功 能性填充物。
[0025] 在其它实施方案中，所述防火层可以包括约60重量％至约100重量％的所述无机 薄片材料、〇重量％至约20重量％的所述有机粘结剂和/或无机粘结剂和0%至约20%的 所述功能性填充物。
[0026] 所述防火膜层压板和/或所述防火层可另外包括防水添加剂或涂层。所述防水添 加剂或涂层可以是防火层的组分或可以是在所述防火膜层压板内的单独涂层或层，或可以 被浸透或浸渍到所述防火层中。所述防水添加剂可以非此即彼或另外地存在于可以用在本 发明防火层压板中的粘合剂中。不作限制地，所述防水添加剂或涂层可包括防水硅酮；金属 氯化物盐，诸如氯化钙、氯化镁、氯化钠、氯化钾或氯化铝；硅烷；氟化化合物或含氟表面活 性剂，诸如聚四氟乙烯树脂；聚合湿强度树脂，诸如聚酰胺树脂或聚酰胺-表氯醇树脂；其 混合物和类似物。
[0027] 所述功能性填充物可包括但不限制于，非薄片粘土（诸如硅镁土、蓝晶石、坡缕 石、硅线石或红柱石）、煅制二氧化硅、氮化硼、堇青石和类似填充物。根据某些实施方案， 所述功能性填充物可包括细粒金属氧化物，其可包括发热二氧化硅、弧硅石、低碱沉淀氧化 娃、煅制二氧化娃、二氧化娃气凝胶、铝氧化物、二氧化钛、氧化妈、氧化镁、氧化钾和其混合 物中的至少一种。
[0028] 在某些实施方案中，所述功能性填充物可以包括吸热填充物，诸如氧化铝三水合 物、碳酸镁和其它水合无机材料，包括水泥、水合硼酸锌、硫酸钙（石膏）、磷酸镁铵、氢氧化 镁和其组合。在其