專利名稱：用于屋頂和護(hù)板的防火材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于屋頂和護(hù)板的材料，尤其是用于屋頂和護(hù)板的防火材料及其制造過程。
大家知道用于屋頂和護(hù)板的材料是涂滿瀝青或柏油的輕型纖維瓦楞板。在某些情況下，這種成份的屋頂是易燃的。
根據(jù)DE-A-1078990號專利，大家還知道，因?yàn)槎嗔艘粚油繉?，屋頂板的壽命提高了，該涂層主要成份是瀝青和聚合物(氯乙烯，氯乙烯叉)或它們的共聚物，以及沙子或細(xì)粒碎石。這種組成提高了抗風(fēng)化和日曬的性能，但是防火問題沒解決。
在US-A-2893889號專利中，描述了一種以纖維為主的覆蓋材料。該材料包括一層纖維和一個由臨界狀態(tài)的玻璃單絲和浸漬瀝青組成的涂層。在該文中明確指出，為了防火，玻璃單絲的直徑在0.5-4微米之間，而玻璃絲的重量最多占瀝青—玻璃絲總重量的5％。
在FR-A-2372927號專利中，描述了一種不易燃的瀝青瓦楞板，該瓦楞板是在濕的紙板上澆上水溶解液得到的。水溶解液包括氯化銨，硼化物，銻化物，硅酸鹽，溴的有機(jī)化合物以及聚合物(氯乙烯)。瓦楞板制成后進(jìn)行干燥并用熱瀝青進(jìn)行浸漬。
在EP-A-0209712號專利文件中，描述了一種屋頂蓋板，它由經(jīng)過處理的纖維層構(gòu)成，可以透過水蒸汽，但不透水。兩面有瀝青和石蠟。
這樣，只需使上述材料變得能防火即可。
經(jīng)過長期的研究，我們現(xiàn)在意外地找到一種復(fù)合材料，它是一種出色的防火材料。該復(fù)合材料是涂有瀝青的纖維作為底襯、用改性瀝青進(jìn)行浸漬與表面處理的玻璃纖維作為防水層以及在玻璃纖維的外面至少鋪上的一種物質(zhì)，那些物質(zhì)可以是礦物細(xì)粒，片狀板巖和不膨脹的層狀硅酸鹽；至于瀝青和作為底襯的纖維材料至少用一種礦物粉末或合成粉末填充。
另外，根據(jù)本發(fā)明，材料的其它優(yōu)點(diǎn)是它是一種美觀的、輕型的、穩(wěn)定的屋頂及護(hù)板材料，并且比現(xiàn)存的屋頂和護(hù)板的抗老化性與抗UV射線幅射性能大大改進(jìn)了。
本發(fā)明的首要目的是給出一種作為屋頂和護(hù)板的復(fù)合材料，它主要由(A)和(B)組成(A)涂有瀝青的纖維材料做為底襯；(B)用變性或不變性瀝青進(jìn)行過表面處理和浸漬的玻璃紗，以形成防水層，且在它的外面至少鋪上一種物質(zhì)，該物質(zhì)可以是礦物細(xì)粒、片狀板巖和不膨脹的層狀硅酸鹽；至于瀝青或是底襯的纖維材料至少用一種礦物粉末或合成粉末填充。
玻璃紗可以全部地或部分地用聚酯纖維紗或聚丙烯纖維紗代替?？傊藗兏矚g用玻璃纖維，因?yàn)槠渌拇美w維防火效果較之玻璃纖維要差。
構(gòu)成玻璃紗的纖維直徑最好是幾個微米，大約2至4微米，長是幾個厘米。玻璃紗的重量是防水層變性或不變性瀝青之重量的9-12％。
在您參閱了附圖和下面的描述后，您對本發(fā)明會有更好的了解，但不僅限于此。
圖示如下

圖1是根據(jù)本發(fā)明描述的規(guī)則正弦波形瓦楞板的部分橫剖面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明描述的上瓦楞和下瓦楞曲率半徑不同的瓦楞板部分橫剖面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明如圖2所描述的上瓦楞和下瓦楞曲率半徑不同的瓦楞板，但在該瓦楞板中，加有縱向角鋼形金屬構(gòu)件的瓦楞板部分橫剖面圖。
需要指出的是，本復(fù)合材料具有任何其它橫斷面甚至是平的，均屬于本發(fā)明。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明，用于屋頂和護(hù)板的復(fù)合材料包括有用涂有瀝青的纖維制作的底襯1和用變性瀝青進(jìn)行過表面處理及浸漬的纖維紗構(gòu)成的防水層2，以及在它的外面至少鋪放的一種物質(zhì)3，該物質(zhì)可以是礦物細(xì)顆粒、片狀板巖和不膨脹的層狀硅酸鹽。正如前面所指出的，根據(jù)本發(fā)明，復(fù)合材料還含有一種礦物粉末或合成粉末(圖中沒有示出)作為瀝青或底襯纖維材料的填料。
玻璃紗可以全部地或部分地用聚酯纖維紗或聚丙烯纖維紗代替?？傊藗兏矚g用玻璃纖維，因?yàn)槠渌拇美w維防火效果較之玻璃纖維差。
至于玻璃紗瀝青防水層的瀝青，是一種在直接蒸餾瀝青中加入了彈膠物如無規(guī)立構(gòu)的聚丙烯、丁二烯苯乙烯聚合物或是天然橡膠而變性的瀝青。這樣可以使防水層2變得柔軟，不易老化，并有很強(qiáng)的粘著力，以保證礦物細(xì)顆?；蚱瑺畎鍘r牢固地粘在它的表層，并使防水層2和底襯1緊緊地粘合在一起。
實(shí)際中，復(fù)合材料的大小最好是瓦楞板約2米×1米，瓦楞間從一個頂點(diǎn)到相鄰頂點(diǎn)的距離P約96mm，波的高度約25-50mm，最好為35-50mm，波峰頂點(diǎn)到波谷最低點(diǎn)之間的高度H約為45-60mm。當(dāng)然不僅限于這些尺寸。
波的大小是由曲率半徑?jīng)Q定的，對于波峰和波谷的曲率半徑可以是同樣大小，例如R1≈16mm。波峰和波谷半徑也可以不同，如例中所述，波峰半徑較小R2≈5mm(見圖)。
瓦楞板兩邊的側(cè)波最好保留，以便搭住具有相同波形的鄰板。
瀝青或纖維材料的填充物最好是摻上聚合物的粉末(氯乙烯或氯乙烯叉)和氫氧化鋁、氫氧化鎂、銻三氧化物或含氯的石蠟。
根據(jù)已經(jīng)制造出來的一種材料，作為瀝青或纖維材料的填充物是PVC合成粉末或含鉛的性能穩(wěn)定的PVDC粉末，其中摻有銻氧化物或鋁、鎂氫氧化物礦物粉末。粉末填充物占涂有瀝青的纖維底襯重量的5-20％，最佳為10-16％。但瀝青的填充物一直可占重量的50％。
這樣組成的復(fù)合材料符合巴黎科技中心的檢測標(biāo)準(zhǔn)。
纖維材料的浸漬瀝青最好是路用瀝青，但是也可以全部或部分是其它質(zhì)量的瀝青，例如直接蒸餾瀝青或氧化瀝青。
根據(jù)本發(fā)明，這種復(fù)合材料在涂有瀝青的纖維底襯下面還有一層熱固性樹脂，在潮濕的環(huán)境用以提高纖維底襯尺寸的穩(wěn)定性。這只作為一個例子，不僅限于此。上述的樹脂是三聚氰酰胺，它可以明顯地使纖維延伸率處于正常并抵抗由于纖維吸水甚至瀝青浸漬時的彎曲。
根據(jù)本發(fā)明，另一種改型材料還包括加強(qiáng)構(gòu)件4(見圖3)，它是夾在底襯1和防水層2之間。
根據(jù)長年經(jīng)驗(yàn)有了本發(fā)明，根據(jù)本發(fā)明，開發(fā)了最好的樣品，它的底襯1有一個展開的正弦波形狀的橫截面，加強(qiáng)構(gòu)件是一個金屬角鋼，它可以罩住一個或幾個上瓦楞。另外，在這種瓦楞板中，波峰的曲率半徑很小，至少小于波谷的曲率半徑。
上面提到的加強(qiáng)構(gòu)件4，尤其是金屬角鋼可以由任一種金屬制造，也可以是合金。例如鋼，可以是不銹鋼、電鍍鋼、涂漆鋼、含鋁鋼、含銅鋼。
在瓦楞板底襯1的上波峰覆蓋窄的角形金屬構(gòu)件4，仍可以把可能滲透到底層的水蒸汽通過復(fù)合材料的纖維部分排除掉，這樣可以使底襯保持允許的濕度，不使之受損。
根據(jù)本發(fā)明，瓦楞板中的加強(qiáng)金屬構(gòu)件最好是夾放在底襯的波峰和覆蓋在底襯上的軟瀝青防水層之間。為了使全部粘合在一起，只需在力所能及的范圍內(nèi)有效粘合即可。實(shí)際上，表面處理過的金屬構(gòu)件埋在瀝青中，因此受到了保護(hù)，防止了由防水層2所造成的腐蝕。
材料的這種結(jié)構(gòu)，使之具有穩(wěn)定的機(jī)械性能，即抗彎曲，檁條上最好的承載力和最好的外觀。
實(shí)際上，底襯1和防水層2之間的牢固程度只是通過把它們緊緊地粘合在一起來實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)權(quán)利要求，為了使材料具有最佳的功效，對玻璃紗進(jìn)行表面處理和浸漬并形成防水層的瀝青，最好從下述瀝青中選用；這些瀝青是在直接蒸餾瀝青中加入了彈膠物，尤其是無規(guī)立構(gòu)的聚丙烯彈膠物，丁二烯苯乙烯彈膠物或是天然橡膠。這種防水層明顯的耐老化，柔軟且有很強(qiáng)的粘著力，可以保證上面的礦物細(xì)顆?；蚱瑺畎鍘r牢牢地粘住，并與纖維底襯緊緊地粘合在一起。
根據(jù)本發(fā)明，防水層2還含有其它的活性填充物，例如氫氧化鋁，以利于室內(nèi)熱潮氣的排出，還可以阻止火焰的漫延。
作為防水層2的另一種活性填充物是磷石膏半水化合物(phos-phogype hemihydrate)，它的成份式是CaSO4·1/2H2O，這種物質(zhì)加入到熱瀝青(約180℃)中，不會引起過份的沸騰也不會在表面產(chǎn)生過多的氣泡。這樣加入到防水層2瀝青中的這種活性填充物可釋放水份，構(gòu)成象玻璃一樣的物質(zhì)起防火作用。
有火情時，防水層上面的一層不膨脹的層狀硅酸鹽會形成象“覆蓋在糕上的蛋白酥皮”一樣的對瀝青底層起保護(hù)作用。
根據(jù)本發(fā)明，材料的傳統(tǒng)成份是由行家在所熟悉的材料中根據(jù)用途和應(yīng)用來選取的。各種成份的比例，填充物或其它的添加物也是由行家根據(jù)要達(dá)到的目的和在常規(guī)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上(如果需要的話)選定的。
本發(fā)明還涉及到生產(chǎn)這種材料的過程，該過程中a)纖維底襯最好是瓦楞狀或其它的成形狀態(tài)，至少用一種礦物粉末或適宜的合成粉末作為填料；b)最好在纖維底襯的下面放一層熱固性樹脂；c)用道路瀝青或氧化瀝青浸漬纖維底襯；d)用熱貼法把一種有玻璃紗的瀝青防水層2敷在浸漬過的纖維底襯外面，在防水層的上面至少鋪敷下列一種物質(zhì)3，該物質(zhì)可以是礦物細(xì)粒，最好是含氯的礦物細(xì)粒、片狀板巖和不膨脹的硅酸鹽。
本發(fā)明還涉及到這樣一種改進(jìn)的過程，即在纖維底襯1和防水層2之間嵌有加強(qiáng)構(gòu)件4，關(guān)于加強(qiáng)構(gòu)件4在上面已經(jīng)詳細(xì)描述過了。這種改進(jìn)有很多好處。由于這種改進(jìn)是把加強(qiáng)構(gòu)件置于粘在一起的涂有瀝青的纖維底襯1和含瀝青的防水層2之間。由于金屬構(gòu)件既輕又窄而且完全處于兩層之間，因此受到很好的保護(hù)，不會受到任何的腐蝕，并且大大增加了材料的抗彎曲能力。這樣，慣性平方力矩加倍及瓦楞板波高，即相對中心弦的距離的增加，這些允許使用者增加跨度以及增加負(fù)荷，尤其是雪的負(fù)荷或是增加抗掀起的能力。
甚至可以在統(tǒng)一的瓦楞板的邊端留出加強(qiáng)構(gòu)件的邊，以便兩塊瓦楞板或更多的瓦楞板相互連接。
不僅限于此例，大家還可以看到一種涂瀝青的玻璃纖維防水層，它是在浸漬瀝青中滲入少量的無規(guī)立構(gòu)的聚丙烯，在它的表面上還可以見到顏色好看的細(xì)小顆?；蚴桥蛎浀慕鹪颇钙?。這種防水層順著波的方向(要留出一個波以便銜接相鄰的瓦楞板)被敷在剛滲透瀝青的紙瓦楞板上，此瓦楞板是按照要求的瓦楞間的距離即從一個頂點(diǎn)到相鄰頂點(diǎn)的距離、波高及曲率半徑R1和R2預(yù)先制成的。在防水層上輕輕滾壓以完成底襯和防水層的粘合。另外，在滾壓前或之后，在底襯的下面放上一層三聚氰酰胺，最好2m2的板上放60g。
對于加固構(gòu)件4，前面已經(jīng)描述過。在防水層和底襯粘合前，只要把加固構(gòu)件放在它們之間即可。實(shí)際中，是把輕型的角型金屬片騎放在瓦楞板底襯的波峰頂上或角形頂上。
纖維材料和金屬材料各自的熱膨脹系數(shù)不同并不造成什么困難，因?yàn)榻饘贅?gòu)件和瀝青粘結(jié)在一起，而瀝青可以承受膨脹的差異。對于底襯纖維在不同濕度時膨脹與收縮也是同樣有彈性的瀝青可以承受由于受濕度影響的纖維和不受濕度影響的金屬可能引起的收縮與膨脹的差異。
上面提到的活性填充物，尤其是含鉛的，摻有銻氧化物和/或鋁氫氧化物的性能穩(wěn)定的PVC混合細(xì)粉末可以全部地，部分地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的填充物，如用于填充浸漬瀝青之纖維材料的碳酸鈣。
盡管在復(fù)合材料中的每種材料都有助于瓦楞板的防火性能，但它們中單獨(dú)的任何一種材料都不能達(dá)到防火目的。根據(jù)本發(fā)明，瓦楞板在這方面呈現(xiàn)出協(xié)同作用，在防火的同時也回答了存在的幾個現(xiàn)實(shí)問題。這就是屋內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，所產(chǎn)生的熱量不傳播蔓延，這是由于復(fù)合材料中幾種材料綜合產(chǎn)生的效果。防火的另一個積極因素是創(chuàng)造了不利于燃燒的環(huán)境，對于這一點(diǎn)，是玻璃纖維創(chuàng)造了一個真正的護(hù)柵。在纖維底襯下用特殊樹脂進(jìn)行處理構(gòu)成了防止火勢蔓延的保護(hù)層。
根據(jù)本發(fā)明已知技術(shù)，本材料可以制成屋頂和護(hù)板，還可以更廣泛地應(yīng)用于制造板材，起填補(bǔ)防火材料的作用。
因此，本發(fā)明的目的是使用所發(fā)明的材料制造防火屋頂或護(hù)板。
按照條約19條的修改權(quán)利要求書(據(jù)1994年7月22日國際局所收到的修改過的權(quán)利要求，變更如下原權(quán)利要求1-7沒變更；原權(quán)利要求8-10的編號改成11-13其內(nèi)容不變；新的權(quán)利要求編號為8-10。)6.根據(jù)權(quán)利要求1至5，本材料的特征在于對玻璃紗進(jìn)行表面處理和浸漬的瀝青是從下述瀝青中選用的；這些瀝青是在直接蒸餾瀝青中加入了無規(guī)立構(gòu)的聚丙烯彈膠物、丁二烯苯乙烯或天然橡膠的改性瀝青。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)權(quán)利要求，本材料的特征在于它還含有其它活性填充物特別是氫氧化鋁，以利于室內(nèi)熱潮氣的排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)權(quán)利要求，本材料的特征在于纖維底襯(1)和防水層(2)之間有加強(qiáng)構(gòu)件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8，本材料的特征在于底襯(1)有一個展開的正弦波形狀的橫截面，加強(qiáng)構(gòu)件(4)是一個金屬角鋼，它至少罩住底襯(1)的幾個瓦楞。
10.根據(jù)權(quán)利要求9，本材料的特征在于上瓦楞部分底襯的曲率半徑小于其它部分。
11.生產(chǎn)屋頂和護(hù)板混合材料的方法之特征在于a)纖維底襯最好是瓦楞狀或其它成形狀態(tài)，至少用一種礦物粉末或適宜的合成粉末作為填料；b)最好在纖維底襯下面放一層熱固性樹脂；c)用道路瀝青浸漬纖維底襯；d)用熱貼法，把一種有玻璃紗的瀝青防水層(2)敷在浸漬過的纖維底襯外面，在防水層上面至少鋪敷下列一種物質(zhì)(3)，這些物質(zhì)可以是礦物細(xì)粒，最好是含氯的礦物細(xì)粒、片狀板巖和不膨脹的層狀硅酸鹽。
12.根據(jù)權(quán)利要求11，本方法的特征在于在纖維底襯(1)和防水層(2)之間加入金屬構(gòu)件(4)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)權(quán)利要求，用一種材料制成防火屋頂和護(hù)板。
權(quán)利要求
1.用于屋頂和護(hù)板的復(fù)合材料的特征在于它主要由(A)和(B)組合而成(A)涂有瀝青的纖維底襯(1)(B)用改性的或不改性的瀝青進(jìn)行表面處理和浸漬的玻璃紗作為防水層(2)，且在它的外面至少鋪上一種物質(zhì)，該物質(zhì)可以是礦物細(xì)顆粒，片狀板巖和不膨脹的層狀硅酸鹽；至于瀝青或底襯纖維材料至少用一種礦物粉末或合成粉末填充。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，本材料的特征在于瀝青或纖維材料的填充物是摻上聚合物的粉末(氯乙烯或氯乙烯叉)和氫氧化鋁、氫氧化鎂，銻三氧化物或含氯的石蠟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2，本材料的特征在于作為瀝青或纖維材料的填充物是含鉛的性能穩(wěn)定的PVC混合粉末，其中摻有銻氧化物或氫氧化鋁或氫氧化鎂礦物粉末。
4.根據(jù)權(quán)利要求2，本材料的特征在于粉末填充物大約占涂有瀝青的纖維底襯(1)重量的5-20％，最佳為10-16％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4，本材料的特征在于在涂有瀝青的纖維底襯(1)的下面，還有一層熱固性樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5，本材料的特征在于對玻璃紗進(jìn)行表面處理和浸漬的瀝青是從下述瀝青中選用的；這些瀝青是在直接蒸餾瀝青中加入了無規(guī)立構(gòu)的聚丙烯彈膠物、丁二烯苯乙烯或天然橡膠的改性瀝青。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)權(quán)利要求，本材料的特征在于它還含有其它活性填充物特別是氫氧化鋁，以利于室內(nèi)熱潮氣的排出。
8.生產(chǎn)屋頂和護(hù)板復(fù)合材料的方法的特征在于a)纖維底襯最好是瓦楞狀或其它成形狀態(tài)，至少用一種礦物粉末或適宜的合成粉末作為填料；b)最好在纖維底襯下面放一層熱固性樹脂；c)用道路瀝青浸漬纖維底襯；d)用熱貼法，把一種有玻璃紗的瀝青防水層(2)敷在浸漬過的纖維底襯外面，在防水層上面至少鋪敷下列一種物質(zhì)(3)，這些物質(zhì)可以是礦物細(xì)粒，最好是含氯的礦物細(xì)粒、片狀板巖和不膨脹的層狀硅酸鹽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8，本方法的特征在于在纖維底襯(1)和防水層(2)之間加入金屬構(gòu)件(4)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)權(quán)利要求，用一種材料制成防火屋頂和護(hù)板。
全文摘要
用于屋頂和護(hù)板的復(fù)合材料的特征在于它主要由(A)和(B)組合而成(A)涂有瀝青的纖維底襯(1)；(B)用改性的或不改性的瀝青進(jìn)行表面處理和浸漬的玻璃紗作為防水層(2)，且在它的外面至少鋪上一種物質(zhì)，該物質(zhì)可以是礦物細(xì)顆粒，片狀板巖和不膨脹的層狀硅酸鹽；至于瀝青或底襯纖維材料至少用一種礦物粉末或合成粉末填充。
文檔編號B32B11/02GK1102285SQ941900
公開日1995年5月3日 申請日期1994年2月10日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月11日
發(fā)明者羅格·瓦隆 申請人:Ofic股份有限公司