管的聚合泡沫絕緣系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】管絕緣系統(tǒng)，其用作管段的絕緣，所述系統(tǒng)包含：在所述管段周圍沿圓周安裝的熱塑性聚合物泡沫節(jié)段，在所述管段周圍沿圓周安裝并緊靠相鄰的熱塑性泡沫節(jié)段的熔體阻擋材料環(huán)，在所述熱塑性聚合物泡沫節(jié)段和熔體阻擋材料環(huán)周圍的網(wǎng)，封閉所述熱塑性聚合物泡沫、熔體阻擋材料和網(wǎng)的金屬覆蓋物；和支撐帶，其沿圓周安裝在所述金屬覆蓋物周圍并且將所述管絕緣系統(tǒng)固定靠在其周圍存在所述管絕緣的管段。熔體阻擋材料環(huán)存在于非水平管段的頂部和底部并在沿著所述管段的任何250厘米距離內(nèi)。
【專利說明】管的聚合泡沬絕緣系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管的聚合泡沫絕緣系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]2012年7月I日生效的對(duì)于歐洲建筑材料燃燒試驗(yàn)的分類管理的新標(biāo)準(zhǔn)將實(shí)施。在這個(gè)日期之前，是通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的各個(gè)部件的燃燒試驗(yàn)性能進(jìn)行分類來確定類別的。新的標(biāo)準(zhǔn)需要測(cè)試包含所有部件在一起的建筑系統(tǒng)。這構(gòu)成了歐洲耐火性能測(cè)試的模式轉(zhuǎn)變。
[0003]新的標(biāo)準(zhǔn)按照EN13501-1來分類燃燒試驗(yàn)性能。直線型管絕緣的類別落入Alf匕的范圍。高于^的類別相當(dāng)于隨著類別接近Aly耐火性能增強(qiáng)(改善)。^的類別相當(dāng)于按照EN ISO 11925-2試驗(yàn)不能達(dá)到E類評(píng)級(jí)。El的類別相當(dāng)于通過了 EN ISO 11925-2試驗(yàn)，然而這樣的類別對(duì)于許多應(yīng)用來說仍然是不夠的。為了達(dá)到或&的類別，管絕緣必須通過EN ISO 11925-2和EN 13823兩種試驗(yàn)。
[0004]用于垂直取向的直線型管的熱塑性聚合物泡沫基絕緣系統(tǒng)努力在EN13501-1分類評(píng)級(jí)下，特別是它們努力要達(dá)到^或更好、尤其是Q或更好的類別。因此，需要開發(fā)一種絕緣系統(tǒng)，其是合適的絕緣直線型管，特別是垂直取向的管，其在這種新的歐洲燃燒試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)下，相對(duì)于現(xiàn)行的熱塑性聚合物泡沫基管絕緣具有改善的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了用于直線型管的熱塑性聚合物泡沫基絕緣系統(tǒng)，其按照直線型管絕緣的歐洲EN13501-1分類，相對(duì)于現(xiàn)行熱塑性聚合物泡沫基絕緣具有改善的性能。本發(fā)明的實(shí)施方式按照歐洲EN13501-1標(biāo)準(zhǔn)，以40毫米或更大的熱塑性聚合物泡沫厚度可達(dá)到Q或更高的類別。本發(fā)明的實(shí)施方式按照歐洲EN13501-1標(biāo)準(zhǔn)，以50毫米或更大的熱塑性聚合物泡沫厚度可達(dá)到^或更高的類別。
[0006]按照新的耐火性能分類，性能改善需要的不止是優(yōu)化絕緣系統(tǒng)的各個(gè)單個(gè)部件的阻燃性質(zhì)。相反，本發(fā)明是分析包含熱塑性聚合物泡沫的管絕緣系統(tǒng)在燃燒試驗(yàn)中作為一個(gè)整體的表現(xiàn)并然后對(duì)所述絕緣系統(tǒng)作為一個(gè)整體來設(shè)計(jì)系統(tǒng)改進(jìn)以改善試驗(yàn)性能的結(jié)果。不受理論約束，本發(fā)明解決了在EN 13823試驗(yàn)條件下，當(dāng)熱塑性聚合物熔化并形成通道(煙?效應(yīng))，火和熱可通過通道行進(jìn)以加速所述聚合物泡沫的分解時(shí)，所述熱塑性泡沫結(jié)構(gòu)傾向于比期望的更迅速坍塌的可能隱患。嘗試僅僅將熱塑性聚合物泡沫更緊密地封閉起來隔離火焰源證明因?qū)峤亓粼谂菽瓋?nèi)并促進(jìn)泡沫的熔化和所述煙?效應(yīng)而起到相反作用。
[0007]本發(fā)明提供了絕緣系統(tǒng)，其專門設(shè)計(jì)成限制熔融的熱塑性聚合物泡沫絕緣流動(dòng)形成引起煙?效應(yīng)的通道。
[0008]在第一方面，本發(fā)明是管絕緣系統(tǒng)，其用作管段的絕緣，所述系統(tǒng)包含:(a)在所述管段周圍沿圓周安裝的熱塑性聚合物泡沫節(jié)段，其中每個(gè)節(jié)段沿著所述管段縱向延伸小于所述管的全長(zhǎng)的距離；(b)在所述管段周圍沿圓周安裝并緊靠任何相鄰的熱塑性泡沫節(jié)段的熔體阻擋材料環(huán)，其中所述熔融阻擋材料具有800攝氏度或更高的熔融溫度或者其分解而不是熔融；(c)在所述熱塑性聚合物泡沫節(jié)段和熔體阻擋材料環(huán)的周圍并沿著由所述絕緣系統(tǒng)覆蓋的管段延伸的網(wǎng)，所述網(wǎng)包括間隔開的網(wǎng)構(gòu)件以限定網(wǎng)構(gòu)件之間的間隔，所述間隔的平均尺寸為十平方毫米或更大和200平方毫米或更小，并且所述網(wǎng)構(gòu)件由具有800攝氏度或更高的熔融溫度或者其分解而不是發(fā)生熔融的材料制成；(d)封閉所述熱塑性聚合物泡沫、熔體阻擋材料和網(wǎng)的金屬覆蓋物；和(e)支撐帶，其沿圓周安裝在所述金屬覆蓋物周圍并且將所述管絕緣系統(tǒng)固定靠著在其周圍存在所述管絕緣的管段；其中熔體阻擋材料環(huán)存在于非水平管段的頂部和底部以及沿著所述管段的熱塑性聚合物泡沫節(jié)段之間，使得沿著所述管段的長(zhǎng)度在任何250厘米距離內(nèi)存在熔體阻擋材料環(huán)的至少一部分。
[0009]本發(fā)明可用于絕緣管，特別是垂直取向的管。本發(fā)明對(duì)于絕緣管、甚至垂直取向的管尤其合乎需要，同時(shí)按照EN 13501-1比目前已知的熱塑性聚合物泡沫基管絕緣系統(tǒng)達(dá)到更高的類別。本發(fā)明可用于獲得直線型管絕緣，所述管絕緣按照歐洲EN 13501-1標(biāo)準(zhǔn)以40毫米或更大的熱塑性聚合物泡沫厚度可達(dá)到Q或更高的類別。本發(fā)明還可用于獲得直線型管絕緣，所述管絕緣按照EN 13501-1在使用厚度為50毫米或更大的熱塑性聚合物泡沫時(shí)可達(dá)到或更高的類別。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1a示出了從管頂部觀察，施加于垂直的管段的本發(fā)明實(shí)施方式。
[0011]圖1b示出了圖1a的管和管絕緣系統(tǒng)的側(cè)剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]當(dāng)試驗(yàn)方法編號(hào)沒有指出日期時(shí)，所述試驗(yàn)方法是指截止本文件的 優(yōu)先權(quán)日:為止最新近的試驗(yàn)方法。參考試驗(yàn)方法包括參考試驗(yàn)協(xié)會(huì)和試驗(yàn)方法編號(hào)二者。本文中采用以下試驗(yàn)方法縮寫和標(biāo)識(shí)符:ASTM是指美國(guó)測(cè)試與材料協(xié)會(huì)(American Societyfor Testing and Materials) ;EN 是指歐洲標(biāo)準(zhǔn)(European Norm) ;DIN 是指德國(guó)工業(yè)協(xié)會(huì)(Deutsches Institut fiir Normung);和 ISO 是指國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(Internat1nalOrganizat1n for Standards)。
[0013]“多個(gè)”是指兩個(gè)或更多個(gè)。“和/或”是指“和、或者作為替代”。所有的范圍包括端點(diǎn)在內(nèi)，除非另外指出。
[0014]“聚合物”，除非另外指出，是指均聚物和共聚物二者。除非另外指出，“共聚物”包括嵌段共聚物、接枝共聚物、交替共聚物和無規(guī)共聚物。
[0015]“垂直的”是指在所提到的制品的位置處平行于地球重力場(chǎng)的取向?！八降摹笔侵冈谒岬降闹破返奈恢锰幋怪庇诘厍蛑亓?chǎng)的取向?！按怪比∠虻摹焙汀胺撬降摹笔峭x的并且是指具有垂直分量的取向，優(yōu)選完全垂直。例如，不是完全水平的任何東西都是垂直取向的。
[0016]“頂部”是指垂直取向制品的最高(最遠(yuǎn)離地心的)部分，通常是該制品的最高表面?！暗撞俊笔侵钢破返淖畹吞?，通常是最低表面，其中最低是指最接近地心。
[0017]本發(fā)明包括熱塑性聚合物泡沫節(jié)段。熱塑性聚合物泡沫包括在其中限定多個(gè)孔或空隙的熱塑性聚合物連續(xù)相基質(zhì)。所述聚合物泡沫可以是開孔泡沫或閉孔泡沫。開孔泡沫具有30百分比(％)或更高的開孔含量，并且可以具有50%或更高、60%或更高、70%或更聞、80%或更聞、90%或更聞、95%或更聞的開孔含量,并且可以具有100%開孔含量。閉孔泡沫具有小于30 %的開孔含量，并且可以具有20 %或更少、10%或更少、5 %或更少的開孔含量，并且可以具有0%開孔含量。開孔含量百分比根據(jù)美國(guó)試驗(yàn)和材料協(xié)會(huì)(ASTM)方法D6226-05測(cè)定。為了更加熱絕緣，期望所述熱塑性聚合物泡沫是閉孔泡沫。所述熱塑性聚合物泡沫理想地具有25千克/立方米(kg/m3)或更高的密度,優(yōu)選30kg/m3或更高并更優(yōu)選35kg/m3或更高，同時(shí)理想地具有80kg/m3或更低的密度并且可具有50kg/m3或更低和甚至40kg/m3或更低的密度。為了最小化可用于熔融的聚合物同時(shí)最大化絕緣值，較厚的熱塑性聚合物泡沫尤其期望較低的密度。熱塑性聚合物的泡沫密度根據(jù)ASTM D1622-08測(cè)定。
[0018]可形成所述熱塑性聚合物泡沫的連續(xù)相基質(zhì)的合適的熱塑性聚合物包括任何一種或多于一種熱塑性聚合物的任何組合。烯烴聚合物、烯基-芳族均聚物和包含烯烴和烯基芳族組分兩者的共聚物是合適的。適合的烯烴聚合物的例子包括乙烯和丙烯的均聚物和共聚物。
[0019]理想地，所述泡沫芯是具有聚合物基質(zhì)的聚合泡沫芯，所述聚合物基質(zhì)包含一種或多于一種烯基-芳族聚合物或由其構(gòu)成。烯基-芳族聚合物是包含聚合成為聚合物結(jié)構(gòu)的烯基芳族單體的聚合物。烯基-芳族聚合物可以是均聚物、共聚物或者均聚物和共聚物的摻合物。烯基-芳族共聚物可以是無規(guī)共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、或其任何組合，并可以是線性的、分支的或其混合物。
[0020]苯乙烯類聚合物是特別理想的烯基-芳族聚合物。苯乙烯類聚合物具有在聚合物骨架中聚合的苯乙烯單體并且包括苯乙烯均聚物、共聚物及其摻合物。
[0021]適合于本發(fā)明的苯乙烯類共聚物的例子包括苯乙烯與以下一種或多種的共聚物:丙烯酸，甲基丙烯酸，乙基丙烯酸，馬來酸，衣康酸，丙烯腈，馬來酸酐，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸異丁酯，丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸甲酯，乙酸乙烯酯和丁二烯。
[0022]苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)由于其容易制造和單體可利用性，是用于本發(fā)明的特別理想的烯基-芳族聚合物。SAN共聚物可以是嵌段共聚物或無規(guī)共聚物，并可以是線性的或分支的。SAN具有比聚苯乙烯均聚物更高的熱變形溫度，這提供了比聚苯乙烯均聚物泡沫具有更高使用溫度的泡沫。本方法的理想的實(shí)施方式采用包含SAN、甚至由SAN構(gòu)成的聚合物組合物。所述一種或多種烯基-芳族聚合物、甚至聚合物組合物本身可以包含SAN與其它聚合物例如聚苯乙烯均聚物的聚合物摻合物、或由其構(gòu)成。
[0023]不管聚合物組合物是只包含SAN、還是SAN與其他聚合物，基于所述熱塑性聚合物基質(zhì)中所有熱塑性聚合物的重量，理想地，SAN的丙烯腈(AN)組分的存在濃度為I重量百分比(wt% )或更高、優(yōu)選5wt%或更高、更優(yōu)選10wt%*更高。基于所述熱塑性聚合物基質(zhì)中所有熱塑性聚合物的重量，理想地，SAN的AN組分的存在濃度為50wt%或更低，通常為30wt%或更低。
[0024]所述熱塑性聚合物泡沫可以是本發(fā)明的最廣泛的范圍中的任何類型熱塑性聚合物泡沫，包括擠塑泡沫和膨脹泡沫二者，然而，擠塑泡沫是最理想的。膨脹泡沫，例如膨脹聚苯乙烯(EPS)泡沫，包含可膨脹泡沫的多個(gè)泡沫組分，例如珠?；驐l索，所述可膨脹泡沫通常在約束物內(nèi)(例如模具內(nèi)或約束片之間)膨脹，迫使膨脹性泡沫結(jié)構(gòu)合起來，使得它們彼此融合形成復(fù)合泡沫結(jié)構(gòu)。膨脹泡沫的特征在于具有在整個(gè)聚合物泡沫中延伸并包圍泡沫孔組群的聚合物表皮。這些表皮相當(dāng)于在膨脹和模塑所生成的泡沫復(fù)合材料期間接觸和融合在一起的膨脹性泡沫組分的表面。所述聚合物的表皮具有比平均孔壁或所生成的平均泡沫結(jié)構(gòu)更高的密度和/或厚度。膨脹珠粒泡沫和條索泡沫是兩種類型的膨脹聚合物泡沫。膨脹珠粒泡沫包含多個(gè)泡沫珠粒，它們膨脹并融合在一起，形成的泡沫結(jié)構(gòu)具有在相當(dāng)于各個(gè)珠粒的表面的聚合物表皮殼中封閉的孔群。條索泡沫包含多條膨脹性聚合物泡沫，它們彼此接觸并融合在一起，產(chǎn)生的泡沫結(jié)構(gòu)具有通常在所生成的泡沫的一個(gè)尺寸中延伸的聚合物表皮內(nèi)的孔群。
[0025]與膨脹聚合物泡沫相反，擠塑聚合物泡沫例如擠塑聚苯乙烯(XPS)泡沫是通過將單個(gè)膨脹性聚合物團(tuán)塊擠塑和膨脹成為聚合物泡沫而制成的，所述聚合物泡沫沒有在整個(gè)所述聚合物泡沫中延伸并且封閉孔群并且密度或厚度大于平均孔壁或泡沫密度的聚合物表皮網(wǎng)絡(luò)。擠塑聚合物泡沫從單個(gè)聚合物團(tuán)塊膨脹而不是通過將多個(gè)膨脹性泡沫團(tuán)塊融合在一起而產(chǎn)生。每個(gè)膨脹性團(tuán)塊在其周圍具有比較厚或高密度的表皮。因此，膨脹聚合物泡沫在整個(gè)所述泡沫中具有這種表皮的網(wǎng)絡(luò)，而擠塑聚合物泡沫只在它的外表面周圍具有這樣的表皮。
[0026]擠塑聚合物泡沫對(duì)于本發(fā)明的熱塑性聚合物泡沫是更理想的。擠塑聚合物泡沫傾向于是比膨脹聚合物泡沫更好的絕熱體并且更抗水分。比較高密度的聚合物表皮的網(wǎng)絡(luò)可在整個(gè)聚合物泡沫中產(chǎn)生熱短路(thermal shorts),這在擠塑泡沫中是不存在的。水分還可以沿著融合表皮找到它通過孔隙的路徑，在整個(gè)膨脹泡沫中形成網(wǎng)絡(luò)并且不理想地導(dǎo)致絕熱降低和其他與水分有關(guān)的問題二者。理想地，所述熱塑性聚合物泡沫是閉孔擠塑聚苯乙烯泡沫。
[0027]熱塑性聚合物泡沫可包含分散在所述熱塑性聚合物泡沫的聚合物基質(zhì)內(nèi)的添加齊U。合適的添加劑的例子包括以下的任何一種或多于一種的任何組合:阻燃劑組分(例如:溴化聚合物，非聚合溴化化合物，磷組分，和氯化化合物)，紅外衰減劑(例如:石墨，炭黑，二氧化鈦，氧化鋁勃姆石，和金屬薄片)，加工助劑，著色劑和顏料。
[0028]所述熱塑性聚合物泡沫節(jié)段沿圓周安裝在所述管段周圍，本發(fā)明的管絕緣系統(tǒng)是絕緣的，其中每個(gè)節(jié)段沿著所述管縱向延伸。節(jié)段是指沿著所述管縱向延伸的熱塑性聚合物泡沫段。在管段周圍沿圓周安裝是指以垂直于所述管的長(zhǎng)度尺寸的平面包裹在所述管周圍，優(yōu)選完全包裹在所述管周圍，同時(shí)沿著所述管段縱向延伸。長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于制品的最大尺寸并且，相對(duì)于管而言，是某物可穿過它在管內(nèi)流動(dòng)的方向。熱塑性聚合物泡沫節(jié)段可包含兩片或更多片熱塑性泡沫，它們安裝在一起以沿圓周包裹在管段周圍。
[0029]所述熱塑性聚合物泡沫節(jié)段沿著所述管延伸的距離小于所述管的全長(zhǎng)。本發(fā)明的管絕緣系統(tǒng)還包含熔體阻擋材料環(huán)，其沿圓周安裝在所述管段周圍并且其位于所述管段的非水平節(jié)段的頂端和底端以及沿著所述管段的熱塑性聚合物泡沫節(jié)段之間。所述熔體阻擋材料環(huán)之間的間距要使得沿著所述管段的長(zhǎng)度，在任何250厘米距離內(nèi)，優(yōu)選在任何100厘米距離內(nèi)，并更優(yōu)選在任何50厘米距離內(nèi)存在熔體阻擋材料環(huán)的至少一部分。所述熔體阻擋材料環(huán)沿著所述管段緊靠任何相鄰的熱塑性泡沫節(jié)段。所述熔體阻擋材料環(huán)可附著于相鄰的熱塑性泡沫節(jié)段，或是不附著的并且獨(dú)立于相鄰的熱塑性泡沫節(jié)段。
[0030]理想地，所述熔體阻擋材料環(huán)沿著所述管段的長(zhǎng)度尺寸延伸至少10毫米，優(yōu)選20毫米或更多并且可延伸30毫米或更多，40毫米或更多，甚至50毫米或更多，并同時(shí)通常延伸300毫米或更少，并可延伸200毫米或更少，100毫米或更少，80毫米或更少，50毫米或更少并且甚至30毫米或更少。
[0031]當(dāng)用本發(fā)明絕緣的管段暴露于火時(shí)，所述熔體阻擋材料環(huán)在本發(fā)明中起到至少以下功能:(1)防止熔融的熱塑性聚合物泡沫向所述非水平管段的底部自由流動(dòng)；(2)當(dāng)暴露于火時(shí)抑制火焰向非水平管段的頂部自由燃燒期間的煙囪效應(yīng)；和(3)與所述支撐帶相結(jié)合，所述熔體阻擋環(huán)在起火期間即使當(dāng)熱塑性聚合物泡沫部件熔化時(shí)也將所述管絕緣系統(tǒng)固定在位。因此，理想地，所述熔體阻擋材料當(dāng)暴露于火時(shí)，比所述系統(tǒng)中的熱塑性泡沫保持完整達(dá)更長(zhǎng)的時(shí)段。優(yōu)選地，所述熔體阻擋材料在整個(gè)暴露于火的時(shí)段中，至少在對(duì)于EN13501-1分類所規(guī)定的試驗(yàn)方法期間保持完整。在這個(gè)方面，所述熔體阻擋材料或分解而不是熔融，或具有800攝氏度(V )或更高、優(yōu)選1000°C或更高的熔融溫度。
[0032]在本發(fā)明的最廣泛范圍內(nèi)，所述熔體阻擋材料可由例如選自聚合物、金屬或礦物質(zhì)的材料的任何一種或組合制成。同時(shí)，所述熔體阻擋材料可以是實(shí)心的、纖維狀或蜂窩狀。例如，所述熔體阻擋材料可以是由聚合物、金屬、礦物質(zhì)或其任何組合制成的泡沫(亦即，蜂窩狀結(jié)構(gòu)，具有在其中限定多個(gè)孔的連續(xù)材料基質(zhì))。為了最小化所述絕緣系統(tǒng)的重量和增加所述系統(tǒng)的熱阻，所述熔體阻擋材料理想地是泡沫。特別地，所述熔體阻擋材料理想地是其為導(dǎo)熱材料的材料的泡沫，例如聚合泡沫、泡沫玻璃、泡沫硅酸鹽或氣凝膠。例如，所述熔體阻擋材料理想地是聚合泡沫，例如聚異氰脲酸酯。理想地，為了優(yōu)化通過所述熔體阻擋材料的絕熱性質(zhì)，所述熔體阻擋材料是開孔含量小于30% (通過ASTMD6226-05測(cè)定)的聚合泡沫，例如聚異氰脲酸酯泡沫。泡沫玻璃也是特別的熔體阻擋材料。為了將所述管絕緣系統(tǒng)的重量保持到最低，理想地，所述熔體阻擋材料具有500千克/立方米(kg/m3)或更低，優(yōu)選250kg/m3或更低，更優(yōu)選180kg/m3或更低，并可以是120kg/m3或更低，100kg/m3或更低，80kg/m3或更低和甚至50kg/m3或更低的密度。同時(shí)，為了當(dāng)暴露于火焰時(shí)優(yōu)化結(jié)構(gòu)完整性，理想地，所述熔體阻擋材料具有30kg/m3或更高，更理想地35kg/m3或更高，并可以是40kg/m3或更高，80kg/m3或更高,或甚至100kg/m3或更高的密度。根據(jù)ASTM D1622-08測(cè)定泡沫密度。
[0033]所述熱塑性聚合物泡沫和所述熔體阻擋材料環(huán)可具有相同的厚度或具有不同的厚度。“厚度”是指垂直于長(zhǎng)度并以從所述管段徑向的方向延伸的尺寸。所述熱塑性聚合物和所述熔體阻擋材料環(huán)可具有相同的厚度。然而，所述熱塑性聚合物和所述熔體阻擋材料環(huán)可具有不同的厚度。另外，不同的熔體阻擋材料環(huán)可彼此具有不同的厚度。例如，所述熔體阻擋材料環(huán)，或選擇的熔體阻擋材料環(huán)，可具有比所述熱塑性聚合物泡沫更大或比所述熱塑性聚合物泡沫更薄的厚度。
[0034]所述熱塑性聚合物泡沫和所述熔體阻擋材料環(huán)可以獨(dú)立地(是指所述熱塑性聚合物泡沫，所述熔體阻擋材料環(huán)，或任何選擇的所述熱塑性聚合物泡沫和一個(gè)或多個(gè)或所有的熔體阻擋材料環(huán))具有5毫米或更大、10毫米或更大、20毫米或更大、25毫米或更大、30毫米或更大、40毫米或更大、50毫米或更大、60毫米或更大、70毫米或更大、和甚至75毫米或更大的厚度。同時(shí)，所述熱塑性聚合物泡沫和所述熔體阻擋材料的厚度通常是50厘米或更低并可以是30厘米或更低、10厘米或更低、80毫米或更低、75毫米或更低、甚至50毫米或更低。增加所述熱塑性聚合物泡沫的厚度傾向于降低通過所述泡沫的熱傳導(dǎo)。增加所述熔體阻擋材料的厚度對(duì)于熔融的熱塑性聚合物泡沫沿著管段向下流和火焰沿著管段向上升，產(chǎn)生了更高的屏障。
[0035]所述管絕緣系統(tǒng)在熱塑性聚合物泡沫節(jié)段之間可以沒有橡膠樣材料或纖維強(qiáng)化的聚酯和/或環(huán)氧化合物。所述管絕緣系統(tǒng)可以完全沒有橡膠樣材料或纖維強(qiáng)化的聚酯和/或環(huán)氧化合物。
[0036]本發(fā)明的管絕緣系統(tǒng)還包含在所述熱塑性聚合物泡沫節(jié)段和熔體阻擋材料環(huán)的周圍并沿著被所述絕緣系統(tǒng)覆蓋的所述管段延伸的網(wǎng)。所述網(wǎng)可以是例如紡織或無紡型材料。所述網(wǎng)包裹在所述熱塑性聚合物泡沫節(jié)段和熔體阻擋材料周圍，使得當(dāng)所述管絕緣系統(tǒng)絕緣管段時(shí)，所述熱塑性聚合物泡沫和熔體阻擋材料在所述網(wǎng)和所述管段之間。當(dāng)暴露于熱和火時(shí)，所述網(wǎng)起到幫助將所述熱塑性聚合物泡沫和熔體阻擋材料固定在位的作用。
[0037]所述網(wǎng)包含網(wǎng)構(gòu)件，所述網(wǎng)構(gòu)件間隔開以限定網(wǎng)構(gòu)件之間的間隔。網(wǎng)構(gòu)件之間的間隔是重要的，因?yàn)槿绻鲩g隔太小，那么所述網(wǎng)會(huì)將熱截留在所述熱塑性聚合物泡沫內(nèi)并促進(jìn)所述熱塑性聚合物泡沫熔融。如果網(wǎng)構(gòu)件之間的間隔太大，則熔融的熱塑性聚合物泡沫將自由地通過所述網(wǎng)流出。網(wǎng)構(gòu)件之間的間隔具有十平方毫米(_2)或更大的平均尺寸，并可以是1mm2或更大,20mm2或更大,30mm2或更大,50mm2或更大,75mm2或更大，10mm2或更大,甚至150mm2或更大。同時(shí)，所述網(wǎng)構(gòu)件之間的間隔具有200mm2或更小的平均尺寸，并可以具有175mm2或更小、150mm2或更小、125mm2或更小、和甚至10mm2或更小的平均尺寸。
[0038]所述網(wǎng)構(gòu)件由分解而不是熔融或具有800°C或更高、優(yōu)選1000°C或更高的熔融溫度的材料制成。合適的網(wǎng)構(gòu)件材料包括，例如，玻璃、玻璃纖維、礦物纖維、金屬纖維、和芳族聚酰胺纖維。
[0039]金屬覆蓋物封閉所述熱塑性聚合物泡沫、熔融阻擋材料和網(wǎng)。所述金屬覆蓋物理想地由鋁制成。厚度(以相對(duì)于在其周圍存在所述管絕緣的管段的徑向方向測(cè)量)理想地是10微米或更大，優(yōu)選20微米或更大并可以是30微米或更大、40微米或更大、50微米或更大、75微米或更大、甚至100微米或更大。同時(shí)，所述金屬覆蓋物的厚度通常是1000微米或更低，并可以是500微米或更低，甚至100微米或更低。
[0040]所述金屬覆蓋物可以是，例如，包裹在所述網(wǎng)和熱塑性聚合物泡沫周圍的管或片的形式。當(dāng)所述金屬覆蓋物是包裹在所述網(wǎng)和熱塑性聚合物泡沫周圍的片的形式時(shí)，理想地，所述金屬覆蓋物自身搭接、與自身機(jī)械聯(lián)鎖或自身搭接和機(jī)械聯(lián)鎖二者，使得即使它內(nèi)部的熱塑性聚合物泡沫熔化掉，仍確保它保持在位。如果所述金屬覆蓋物自身搭接，則理想地，它在所述網(wǎng)和熱塑性聚合物泡沫周圍搭接多達(dá)周長(zhǎng)的25%或更多，優(yōu)選周長(zhǎng)的50%或更多。還期望所述搭接型金屬覆蓋物利用粘合劑或通過以自身機(jī)械聯(lián)鎖或用粘合劑和通過機(jī)械聯(lián)鎖二者自身附著。延伸小于所述管絕緣系統(tǒng)全長(zhǎng)的金屬覆蓋物段還理想地與相鄰的金屬覆蓋物段搭接、機(jī)械聯(lián)鎖或搭接和機(jī)械聯(lián)鎖二者。金屬覆蓋物的搭接段理想地彼此附著、彼此機(jī)械聯(lián)鎖、或彼此附著和彼此機(jī)械聯(lián)鎖二者。用于所述金屬覆蓋物自身附著的合適的粘合劑包括環(huán)氧粘合劑、丙烯酸類粘合劑和聚氨酯粘合劑。
[0041]任選地，在所述網(wǎng)和熱塑性聚合物泡沫節(jié)段之間存在環(huán)氧粘合劑和甚至環(huán)氧涂料層。替代地，或附加地，在所述金屬覆蓋物和所述網(wǎng)之間可存在環(huán)氧粘合劑或甚至環(huán)氧涂料層。環(huán)氧粘合劑和涂料可用于將本發(fā)明的管絕緣部件附著在一起。
[0042]任選地，如所描述的金屬覆蓋物還可以存在于所述網(wǎng)構(gòu)件和熱塑性聚合物泡沫之間的所述熱塑性聚合物泡沫周圍。這樣的構(gòu)造將所述網(wǎng)構(gòu)件夾在兩個(gè)金屬覆蓋物層之間。雖然兩個(gè)金屬覆蓋物層如本文所述，但所述兩個(gè)金屬覆蓋物層可以彼此不同或相同。也就是說，所述金屬覆蓋物層可以，例如，在金屬組成、厚度、或金屬組成和厚度兩個(gè)方面不同。理想地，所述網(wǎng)和所述聚合泡沫之間的金屬覆蓋物與封閉所述熱塑性聚合物泡沫、熔體阻擋材料和網(wǎng)的金屬覆蓋物一樣厚，或更理想地比其更厚。
[0043]在本發(fā)明的管絕緣系統(tǒng)周圍的支撐帶將所述管絕緣系統(tǒng)固定于其周圍存在所述管絕緣系統(tǒng)的管。支撐帶沿圓周安裝在所述管絕緣系統(tǒng)的金屬覆蓋物周圍，并擠壓或壓迫所述管絕緣系統(tǒng)緊靠其周圍存在所述管絕緣系統(tǒng)的管段。理想地，布置所述支撐帶使得它們?cè)谒龉芙^緣系統(tǒng)周圍延伸，而熔體阻擋材料環(huán)在所述支撐帶和在其周圍存在所述管絕緣系統(tǒng)的管段之間。在這樣的定位中，即使暴露于熱或火，所述熔體阻擋材料環(huán)仍起到所述管絕緣系統(tǒng)的牢固和穩(wěn)定部件的作用，使得所述支撐帶在即使所述熱塑性聚合物泡沫節(jié)段熔化的情況下仍將所述管絕緣系統(tǒng)保持在位。
[0044]支撐帶理想地是金屬，但是可由具有800攝氏度或更高的熔融溫度或其分解而不是熔融的任何材料制成。合適的支撐帶材料的例子包括鋼、鋁和玻璃強(qiáng)化的塑料帶。理想的是在每個(gè)熔體阻擋材料環(huán)處在管絕緣系統(tǒng)的其余部分周圍提供支撐帶，使得在每個(gè)熔體阻擋材料環(huán)處存在支撐帶擠壓所述管絕緣系統(tǒng)靠緊在其周圍存在所述管絕緣系統(tǒng)的管。
[0045]實(shí)施例
[0046]圖1a和Ib示出了(不按比例)在施加到管段上時(shí)的本發(fā)明實(shí)施方式。圖1a示出了在施加于垂直管的本發(fā)明的頂部向下看的端視圖。圖1b示出了沿著圖1a顯示的觀察線A的側(cè)剖視圖。
[0047]圖1a和Ib示出了以管絕緣系統(tǒng)10形式的實(shí)施例1在22毫米直徑的管I周圍。管絕緣系統(tǒng)10包含擠塑聚苯乙烯泡沫20的節(jié)段(只在圖1b中可見，因?yàn)槿垠w阻擋材料環(huán)30a阻礙了在圖1a中的觀察)，其沿著管I縱向延伸950毫米。擠塑聚苯乙烯泡沫20具有約35kg/m3的密度、小于5%的開孔含量(例如STYROFOAM? FB-X牌擠塑聚苯乙烯泡沫，STYROFOAM是The Dow Chemical Company的商標(biāo))。熔體阻擋材料環(huán)30a存在于管絕緣系統(tǒng)10的頂部。熔體阻擋材料環(huán)30b存在于管絕緣系統(tǒng)10的底部。熔體阻擋材料環(huán)30沿著管I的長(zhǎng)度的距離以950毫米的間距存在。熔體阻擋材料環(huán)30a、30b和30各50毫米高(亦即，它們沿著管I的長(zhǎng)度尺寸延伸50毫米)。所述熔體阻擋材料環(huán)全部是密度為約35kg/m3的閉孔聚異氰脲酸酯泡沫(例如，TARECPIR?牌絕緣材料，TARECPIR是KinspandTarec的商標(biāo))。網(wǎng)40延伸所述管絕緣系統(tǒng)的長(zhǎng)度并包裹在聚苯乙烯泡沫節(jié)段20和熔體阻擋材料環(huán)30a、30b和30周圍。網(wǎng)40是玻璃纖維，纖維之間的間距為25平方毫米。環(huán)氧粘合劑(未顯示)存在于網(wǎng)40和擠塑聚苯乙烯泡沫20之間。鋁箔50包裹在管絕緣系統(tǒng)10的其余部分周圍并沿著管I的長(zhǎng)度縱向延伸。鋁箔50以相對(duì)于管I的長(zhǎng)度的徑向方向測(cè)量，具有40-75微米的厚度(理想地，大約70微米)。支撐帶60在所述管絕緣系統(tǒng)的其余部分周圍延伸并位于熔體阻擋材料環(huán)30周圍。
[0048]基于類似系統(tǒng)的試驗(yàn)，預(yù)計(jì)管絕緣系統(tǒng)10根據(jù)EN13501-1分類評(píng)級(jí)達(dá)到隊(duì)類或更好的評(píng)級(jí)。
[0049]本發(fā)明的管絕緣系統(tǒng)的一個(gè)另外的例子，實(shí)施例2，與圖1a和Ib中示出的相似，但是有以下改變:
[0050](a)在網(wǎng)材料40和熱塑性聚合物泡沫20之間存在第二金屬阻擋材料(30_50微米厚、優(yōu)選約50微米的鋁箔)，使得網(wǎng)40夾在所述第二金屬阻擋材料和金屬阻擋材料50之間；
[0051](b)鋁箔50 (其是金屬阻擋材料)是30-50微米(理想地，大約50微米)厚；
[0052](c)熔體阻擋材料環(huán)30a、30b和30是密度為120kg/m3的泡沫玻璃；和
[0053](d)熱塑性聚合物泡沫20與熔體阻擋材料環(huán)30、30a和30b的厚度全部同時(shí)為25-30毫米、40毫米或50毫米。
[0054]按照EN 13501-1，利用25-30毫米厚度的該另外的實(shí)施例達(dá)到了 Q類別并且通過利用密度為33kg/m3或更低的熱塑性聚合物泡沫預(yù)計(jì)達(dá)到&類別。當(dāng)所述熱塑性聚合物泡沫和熔體阻擋材料環(huán)的厚度都是40毫米或50毫米時(shí)，該另外的實(shí)施例達(dá)到^類別并且預(yù)計(jì)利用密度為33kg/m3或更低的熱塑性聚合物泡沫達(dá)到Q類別。
[0055]作為參照點(diǎn)，比較例A除了所述擠塑聚苯乙烯泡沫是密度為35kg/m3的STYROFOAM? FB-X牌擠塑聚苯乙烯泡沫并具有40毫米的厚度之外，與實(shí)施例2相似。比較例A的管絕緣系統(tǒng)中沒有熔體阻擋環(huán)，在鋁箔/網(wǎng)/鋁箔蒸汽屏障包裹中只有所述擠塑聚苯乙烯泡沫。比較例A的燃燒性能如下=FIGRA0.4MJ為285.20瓦/秒，THR600為28.80兆焦耳，SMOGRA為156.60平方米/秒/秒，和SPR 600為1970平方米。結(jié)果，按照EN13501-1，實(shí)施例3達(dá)到的SBI類別為Dl s3d0。
[0056]實(shí)施例3與實(shí)施例2相似，但是有以下改變:管絕緣系統(tǒng)10是1500毫米(mm)長(zhǎng)。所述擠塑聚苯乙烯泡沫(STYROFOAM IBTRBEX牌擠塑聚苯乙烯泡沫)具有33kg/m3的密度和50mm的厚度。每個(gè)熔體阻擋材料環(huán)(30，30a和30b)是10mm高和50mm厚。高度沿著管I測(cè)量。厚度在所述管的徑向尺寸中測(cè)量。所述熔體阻擋材料是120kg/m3密度的泡沫玻璃(FOAMGLAS? T4, F0AMGLAS 是 Pittsburgh corning Corporat1n 的商標(biāo))。所述溶體阻擋材料環(huán)之間的間距按照熔體阻擋材料環(huán)的中心之間測(cè)量是450mm。當(dāng)進(jìn)行EN 13823燃燒性能試驗(yàn)時(shí)，實(shí)施例3具有以下特性:FIGRA0.4MJ為103.30瓦/秒，THR600為11.90兆焦耳，SMOGRA為68.0平方米/秒/秒，和SPR600為668.4平方米。結(jié)果，按照EN13501-1,實(shí)施例3達(dá)到的SBI類別為Cl s2d0。
[0057]與比較例A相比，實(shí)施例3由于在本發(fā)明的管絕緣系統(tǒng)中存在所述熔體阻擋材料環(huán)，而顯示出在EN 13501-1類別上的巨大改善。
【權(quán)利要求】
1.管絕緣系統(tǒng)，其用作管段的絕緣，所述系統(tǒng)包含: a.在所述管段周圍沿圓周安裝的熱塑性聚合物泡沫節(jié)段，其中每個(gè)節(jié)段沿著所述管段縱向延伸小于所述管全長(zhǎng)的距離； b.在所述管段周圍沿圓周安裝并緊靠任何相鄰的熱塑性泡沫節(jié)段的熔體阻擋材料環(huán)，其中所述熔融阻擋材料具有800攝氏度或更高的熔融溫度或者其分解而不是熔融； c.在所述熱塑性聚合物泡沫節(jié)段和熔體阻擋材料環(huán)周圍并沿著由所述絕緣系統(tǒng)覆蓋的管段延伸的網(wǎng)，所述網(wǎng)包括間隔開的網(wǎng)構(gòu)件以限定網(wǎng)構(gòu)件之間的間隔，所述間隔的平均尺寸為10平方毫米或更大和200平方毫米或更小，并且所述網(wǎng)構(gòu)件由或者具有800攝氏度或更高的熔融溫度或者其分解而不是發(fā)生熔融的材料制成； d.封閉所述熱塑性聚合物泡沫、熔體阻擋材料和網(wǎng)的金屬覆蓋物；和 e.支撐帶，其沿圓周安裝在所述金屬覆蓋物周圍并且將所述管絕緣系統(tǒng)固定靠在其周圍存在所述管絕緣的管段； 其中熔體阻擋材料環(huán)存在于非水平管段的頂部和底部以及沿著所述管段的熱塑性聚合物泡沫節(jié)段之間，使得沿著所述管段的長(zhǎng)度在任何250厘米距離內(nèi)存在熔體阻擋材料環(huán)的至少一部分。
2.權(quán)利要求1的管絕緣系統(tǒng)，其中每個(gè)熔體阻擋材料沿著所述管段的長(zhǎng)度尺寸延伸至少10毫米。
3.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的管絕緣系統(tǒng)，其中所述熔體阻擋材料選自聚合泡沫和泡沫玻3? ο
4.權(quán)利要求3的管絕緣系統(tǒng)，其中所述熔體阻擋材料具有小于30%的開孔含量，其通過美國(guó)試驗(yàn)和材料協(xié)會(huì)方法D6226-05測(cè)定。
5.權(quán)利要求3或4的管絕緣系統(tǒng)，其中所述熔體阻擋材料是泡沫玻璃。
6.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的管絕緣系統(tǒng)，其中所述熔體阻擋材料具有通過ASTMD1622-08測(cè)定的35-120千克/立方米的密度。
7.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的管絕緣系統(tǒng)，其中所述熱塑性聚合物泡沫是閉孔擠塑聚苯乙烯泡沫。
8.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的管絕緣系統(tǒng)，其中所述熱塑性泡沫和阻擋材料二者都具有40毫米或更大的厚度。
9.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的管絕緣系統(tǒng)，其中所述網(wǎng)構(gòu)件由玻璃制成。
10.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的管絕緣系統(tǒng)，其中所述金屬覆蓋物是厚度為10微米或更大的鋁箔。
11.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的管絕緣系統(tǒng)，其還包含在所述網(wǎng)和金屬覆蓋物之間的環(huán)氧粘合劑。
12.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的管絕緣系統(tǒng)，其還包含在所述熱塑性聚合物泡沫和所述網(wǎng)之間的環(huán)氧涂料。
13.前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的管絕緣系統(tǒng)，其還包含在所述熱塑性聚合物泡沫周圍并在所述熱塑性聚合物泡沫和所述網(wǎng)之間的金屬覆蓋物，使得所述網(wǎng)位于兩個(gè)金屬覆蓋物之間。
14.權(quán)利要求13的管絕緣系統(tǒng)，其特征還在于:(i)所述熱塑性聚合物泡沫是密度小于36千克/立方米的苯乙烯聚合物泡沫；(ii)所述熔體阻擋材料環(huán)是泡沫玻璃；(iii)所述網(wǎng)是玻璃纖維網(wǎng)；(iv)在所述熱塑性聚合物泡沫和所述網(wǎng)之間的金屬覆蓋物是厚度為30-50微米的鋁箔；和(V)封閉所述熱塑性聚合物泡沫、熔體阻擋材料和網(wǎng)的所述金屬覆蓋物是厚度為30-50微米的鋁箔；并且其中所述熱塑性聚合物泡沫和熔體阻擋材料環(huán)的厚度各自具有25毫米或更大和50毫米或更小的厚度。
15.任一前述權(quán)利要求的管絕緣系統(tǒng)，其特征還在于任何100厘米長(zhǎng)度的所述管絕緣系統(tǒng)含有熔體阻擋材料環(huán)的至少一部分。
【文檔編號(hào)】B32B5/18GK104364077SQ201380029865
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月7日
【發(fā)明者】A·薩納德, L·馬蘇格 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司