CN200780015987.2
2007.04.30
CN101437674A
2009.05.20
撤回
无权
发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B32B 5/18公开日:20090520|||实质审查的生效|||公开
B32B5/18; B32B29/00; B32B5/20; E04C2/296
B32B5/18
陶氏环球技术公司
迪安·P·德怀尔特; 迈克尔·H·马佐尔
美国密歇根
2006.5.3 US 60/797,143
中科专利商标代理有限责任公司
陈 平
优选处于面板形式的结构隔热覆板(SIS)包括结构构件和隔热构件。所述结构构件和所述隔热构件相互紧密地平面接触,并且所述SIS结构同时满足北美住宅市场的结构(即,AC 269)和隔热(R>2)要求。所述SIS结构的所述结构构件是多层层压的纸板。所述SIS的所述隔热构件是热塑性材料如聚异氰尿酸酯的发泡板。
1. 结构隔热覆板(SIS),其包括相互紧密地平面接触的结构构件和隔热构件,所述SIS包括:(i)包括至少一层纸板的结构构件;和(ii)包括由可发泡组合物形成的泡沫体的发泡隔热构件,所述可发泡组合物以液体、喷雾剂或泡沫的形式被分配到所述结构构件上以在这种结构构件上形成泡沫体。2. 权利要求1所述的SIS结构,其中所述结构构件包括多个叠加的纸板层,所述层通过粘合剂的层粘合在一起,所述粘合剂的层位于相邻的所述纸板层之间并且与它们接触。3. 权利要求1所述的SIS,其特征在于它能够在小规模振动试验中忍受在0.6英寸的挠度下等于或大于875磅的载荷而不破裂,并且具有等于或大于约2.5的隔热值R。4. 权利要求1所述的SIS,其中相互紧密地平面接触的所述结构构件和所述隔热构件的组合厚度在约7/16和约9/16英寸之间。5. 权利要求3所述的SIS,其特征为具有等于或大于约2.7的隔热值R。6. 权利要求3所述的SIS,其特征为具有等于或大于约2.8的隔热值R。7. 权利要求1所述的SIS,其特征在于它的性能通过在ICC-ES验收标准269(AC 269)“用作支撑墙板的专有覆板材料的振动剪切评价的验收标准”阐述的北美住宅市场的结构性能标准。8. 权利要求1所述的SIS,其中所述发泡隔热构件包含硬质聚异氰尿酸酯或硬质或半硬质聚氨酯泡沫体。9. 权利要求8所述的SIS,其中所述发泡隔热构件的与所述结构构件接触的面相反的面与所述隔热构件的外层(OL-IM)紧密地平面接触。10. 权利要求9所述的SIS,其中所述OL-IM包括纤维、纸、塑料和铝箔中的至少一种。11. 权利要求1所述的SIS,其中所述结构构件的厚度在约0.0625和0.250英寸之间。12. 权利要求1所述的SIS,所述SIS是通过在线聚异氰尿酸酯液体发泡方法制造的。13. 在前权利要求中任一项所述的SIS,所述SIS被附着到建筑墙体上。14. 一种建筑墙体,其包括至少两个权利要求13的SIS,其中所述两个SIS是彼此相邻放置的,并且是使用耐候性密封材料密封在一起的。15. 权利要求14所述的墙体结构,其中所述墙体结构满足耐候性阻挡层的标准。16. 一种用于制造SIS板的方法,所述方法包括下列步骤:a)将结构构件的板供给到连续发泡线上;b)将可发泡组合物的液体、喷雾剂或泡沫分配到所述结构构件的表面上;和c)使所述可发泡组合物膨胀和固化。17. 权利要求16所述的方法,所述方法包括下列另外的步骤:将单独的外层供给到所述可发泡组合物的表面上,使得所述外层附着到所述隔热构件的发泡层上。18. 权利要求17所述的方法,其中所述外层是用于抑制胞孔气体从所述隔热构件中流出的阻挡层材料。
结构隔热覆板 本申请要求于2006年5月3日提交的美国临时申请60/797,143的权益。 住宅建筑市场有不提供显著隔热值的结构覆板(SS)产品,如定向刨花板(OSB)、胶合板、纤维板和多层压力层压的纤维纸板。住宅建筑市场还有仅提供很有限的结构性能的隔热覆板(IS)产品,如膨胀聚苯乙烯(EPS)、挤出聚苯乙烯(XPS)和聚异氰尿酸酯泡沫体(PIR)。上述这些覆板产品通常处于板(panel)形式。需要具有还提供耐候性的覆板产品,因此降低对通常和结构覆板一起使用并且转变成更高的安装成本的综合型住宅包装材料(house wraps)的需要。需要制造结合隔热和结构性能的覆板产品。如果这样的覆板产品还可用于提供耐候性阻挡层,则它将是特别需要的。 本发明涉及一种结合隔热和结构性能的覆板产品。在一个方面中,本发明涉及结构覆板。在另一个方面中,本发明涉及结构隔热覆板(SIS)及其制造方法。本发明的另一个方面涉及一种结构隔热覆板面板,所述结构隔热覆板面板包括至少一个表面构件和隔热构件。在又一个方面中,本发明涉及一种包括SIS板的建筑墙体。在又一个方面中,本发明涉及一种包括至少两个SIS板的建筑墙体,所述至少两个SIS板被放置成相互邻接,并且其中将在SIS板之间的接缝密封在一起,并且安装后的板满足被归类为耐候性阻挡层(WRB)的标准。两个SIS板的密封可以通过耐候性胶带或者通过任何其它的耐候性密封材料进行。 对于目前用作北美住宅市场的耐候性阻挡层的泡沫体塑料板,它应当满足ICC-ES验收标准71“用作耐候性阻挡层的泡沫体塑料板”(ICC-ESAcceptance Criteria 71“Foam Plastic Panels Used as Weather-ResistiveBarriers”)(AC71)。一组更严格的标准是对于诸如耐候性阻挡层的涂层的应用,并且是在ICC-ES验收标准212,“在外部覆板上用作防水性阻挡层的防水性涂层”(ICC-ES Acceptance Criteria212,“Water-Resistive CoatingsUsed as Water-Resistive Barriers Over Exterior Sheathing”)(AC212)中阐明的。因此,AC212标准提供用于设定标准的有用指导,该指导还用于描述本文所述的覆板产品发明的“耐候性阻挡层”。 ICC-ES验收标准269(AC269)“用作支撑墙板的专利覆板材料的振动剪切评价的验收标准”(“Acceptance Criteria for Racking Shear-Evaluation ofProprietary Sheathing Materials Used as Braced Wall Panels”)定义了北美住宅市场的结构覆板材料的结构性能。北美气候确定了安装和使用的温度范围。这些产品的某些目标包括公称1/2英寸厚度、R>2且优选R>2.5的隔热额定值,以及采用常规固定如粘合剂、扒钉、螺钉或钉子的能力。常规的紧固件必须在所有的正常气候条件下不分离或脱离。常规的IS产品如EPS和XPS不具有满足AC269要求的足够的结构强度。即使在使用已知的制造方法将EPS和XPS隔热覆板产品附着到已知的结构覆板材料上以形成SIS复合材料时,这样产生的SIS材料在SIS的7/16或9/16英寸厚度(即作为许多北美住宅市场之中的标准的厚度)不具有足够的R值(<2.5)。 而且,为了将常规的SS板有效地附着到建筑墙体上,将其结构组件中的增强构件隔开的最大尺寸必须小于用于在结构上将该产品固定到支柱或其它的框架部件上的钉子、扒钉或螺钉的直径。对于胶合板或OSB,这不是问题。然而,对于包括与发泡隔热板的金属网面材(facer)的面板,钉子通过其配合的孔的尺寸必须小于钉子的轴,以确保面板在墙体上的牢固附着。作为实际问题,这种要求消除或严格限制了蜂窝和其它网状增强材料作为SIS产品的结构组件的应用,原因是一旦被钉到墙体上,面板可以移动。而且,理想地,螺钉或钉子的头部,或者扒钉的冠部与它仅仅通过网的金属丝或线连接的建筑墙体的支柱是分开的,当然,由于SIS产品的隔热组件的存在,这是不可能的。 本发明的一个实施方案是结构隔热覆板,优选处于面板形式的结构隔热覆板,所述结构隔热覆板包括结构构件(也称为“表面构件”)和隔热构件。结构构件和隔热构件相互紧密地平面接触,并且SIS结构同时满足北美住宅市场的结构(即,AC269)和隔热(即,R>2)要求。优选地,结构构件和隔热构件是在不使用单独的粘合剂组合物的情况下直接相互层压的。相反,隔热构件和结构构件是在发泡过程中相互直接附着的。 SIS结构的结构构件是包括至少一层纸或纸板的板。优选地,它包括其中层相互附着的多层层压纸或纸板,以及在结构构件的一个或两个外表面上的保护性面材,所述保护性面材在下文中被称为结构构件的外层(OL-SM)和结构构件的界面层(IL-SM)。当用于覆板目的时,这种多层层压纸或纸板在北美建筑商业中有时也称为“层压纤维板覆板”(LFBS)。OL-SM和IL-SM优选包括下列组件中的至少一个:牛皮纸、塑料膜(例如聚乙烯)、敷金属的塑料膜,或铝箔,以及它们的组合。在给定的SIS之中,这些层的每一个的组分可以相同或不同。优选的OL-SM是塑料膜如聚乙烯。优选IL-SM对气体的流出或进入具有阻挡性能,并且最优选多层IL-SM的阻挡层是直接附着到发泡层上的。基于以特定等级为目标的覆板用途,在产品所需的总厚度之内选择结构构件和隔热构件的厚度,以提供所需的性能的平衡。 为了满足许多北美住宅市场的要求的目的,SIS产品的厚度适宜为7/16至9/16英寸。采用SIS产品的这种厚度,结构构件的总厚度典型地在约0.0625-0.250英寸(约1.58-4.8毫米(mm)),更优选在约0.075-0.15英寸(约1.9-3.81mm)之间。 本发明的隔热构件包含发泡组合物,所述发泡组合物是通过将可发泡组合物以液体、喷雾剂或泡沫的形式分配到结构构件的表面上而形成的。这些组合物优选包含硬质或半硬质的聚氨酯泡沫体或硬质的聚异氰尿酸酯泡沫体。隔热构件的厚度可以是足以满足使用它的用途的隔热要求的任何厚度(例如,在市场上通常并且可用于本发明的典型隔热厚度包括0.25英寸、1.0、2.0英寸以上)。优选地,为了满足目前北美住宅市场的需求的目的,隔热构件的厚度应当是结构构件厚度的厚度余数,使得SIS产品的总厚度在约7/16和9/16英寸的范围内。 在又一个实施方案中,本发明是一种包括SIS产品的建筑墙体,其中通常处于面板形式的SIS产品包括相互紧密地平面接触的结构构件和隔热构件。SIS结构同时满足北美住宅市场的结构(即,AC269)和隔热(即,R>2.5,优选R>2.7,更优选R>2.8)要求。 在又一个实施方案中,本发明一种包括SIS产品的建筑墙体,其中通常处于面板形式的SIS产品包括结构构件和隔热构件,所述结构构件和隔热构件相互以及与邻接板紧密地平面接触,所述邻接板用胶带粘住以提供满足耐候性阻挡层的要求的墙体。安装后的SIS结构同时满足北美住宅市场的结构(即,AC269)和隔热(即,R>2.5,优选R>2.7,更优选R>2.8)要求。 在另一个实施方案中,本发明是一种用于制造SIS板的方法,所述方法包括下列步骤: a)将结构构件的板供给到连续发泡线上; b)将可发泡组合物的液体、喷雾剂或泡沫分配到结构构件的表面上;和 c)使所述可发泡组合物膨胀和固化。 优选地,将单独的层[即OL-IM]供给到与结构构件的表面相反的可发泡组合物的表面上。 在另一个实施方案中,本发明是一种用于制造SIS板的方法,所述方法包括下列步骤: a)将结构构件的板供给到连续层压线上; b)将粘合剂分配到结构构件和隔热构件中的一个或两个的表面上;和 c)使结构构件与隔热构件接触;和 d)任选地,使组合的结构穿过辊隙,以粘附地粘合SIS板的结构构件和隔热构件。 附图简述 图1是附着到建筑墙体的支柱(stud)上的本发明的SIS复合体或结构的示意图。 图2是Thermo-plyTM Red的4层层压板结构构件,即一种优选的结构构件材料的显微照片。纤维板、胶合层和塑料膜外部面材的四层是显著的。 图3以图表形式报道了本发明的覆板面板和几种可商购的结构覆板产品的隔热值R与振动强度。 图4报道了本发明包括多层层压板结构构件和SIS产品在内的各种覆板产品的小规模振动试验载荷与挠度的函数关系。 图5是接合在一起并且附着到具有使用耐候性胶带密封的接缝的典型壁式框架的两个SIS板的照片。 参考图1,本发明的一个实施方案是复合板10,所述复合板10包括与泡沫体隔热板12紧密平面接触的结构构件11。结构构件11和泡沫体隔热构件12可以以任何常规的方式相互接合,但是优选在不使用单独的粘合剂组合物的情况下接合。泡沫体隔热构件12包括泡沫体板15和任选的隔热构件的外层(OL-IM)14。任选的层(OL-IM)14通常是很薄的,并且由廉价材料(例如,纤维、纸、塑料、这些材料两种以上的复合材料,或者任选的反射材料,如敷金属的塑料膜,或铝箔,以及它们的任何组合)制成。 使用常规的紧固件(未显示),例如钉子、螺钉、扒钉、粘合剂和类似物将复合板10固定到支柱13上。尽管如图1中所示复合体对支柱的定向(即,结构构件11与支柱13接触)是将振动强度最大化的优选定向,但是在不太优选的实施方案中,定向相反(即,隔热板12与支柱13接触)。任选地,泡沫体隔热构件12的与结构构件11紧密接触的平面相反的平面可以被非结构面材板14覆盖或者与其紧密接触。“平表面”是与“边缘表面”相区别使用的。如果形状或构造为矩形,则面板包括通过四个边缘表面接合的两个相对平表面(两对相对的边缘表面,每一对与另一对以直角相交)。面板可以是任何尺寸和形状的板,同样,平表面和边缘表面也可以如此,例如,薄或厚、多边形或圆形的、平坦或波纹状的等。根据本文的公开内容,本领域技术人员可以理解,结构构件的一种构造可以由具有位于隔热构件的两侧的结构构件的隔热构件组成。 在图2中进一步图示了结构构件11。在图2中,Thermo-plyTM Red的显微照片是多层层压板结构构件的一个实例。这种结构构件包括与粘合剂层22紧密接触的四层纸板21。层23(即OL-SM)和24(即IL-SM)与结构构件的芯层21(CPL-SM)粘附接触。 因为在大多数北美房屋建筑市场中使用的SIS结构的总厚度理想地在约7/16和约9/16英寸之间,因此在实际上结构构件制造得薄,以允许使用最大厚度的隔热板。结构构件的总厚度典型地在约0.0625和约0.250英寸之间,优选在约0.0625和约0.15英寸之间。 结构构件包括至少一层纤维纸或纸板。结构构件优选包括多层层压纤维板,该多层层压纤维板由使用粘合剂相互附着的多层纸板芯和非结构面材材料组成。结构构件可以任选包括塑料膜,例如聚乙烯膜的层。结构构件的组合层的重量典型为约180至600磅/1000平方英尺,更优选为250至500磅/1000平方英尺。 如在此所用,术语"纸”表示包括处于纸和纸板状材料的所有形式的所有半合成纤维素产品。特别有用的纸板材料包括牛皮纸、回收的纸板和牛皮纸板,所述材料通常由回收的纸纤维或木材通过使用苛性碱、硫酸钠、碳酸钠和硫化钠的混合物蒸煮而制成。这些材料可以另外含有常规的纸辅料,例如强度增强剂,上浆剂,例如糊状松香、液体松香、分散松香、烷基烯酮二聚物、烯基琥珀酸酐、苯乙烯马来酸酐、蜡乳液和胶乳聚合物乳液、防腐剂、填充剂、粘土、高岭土、滑石、硫酸钡、碳酸钙和类似物。对于在北美住宅市场中的应用,纸板的厚度可以在约0.003英寸至约0.2英寸的宽范围内变化。还优选纸板芯材被特殊处理以成为防水和耐候性的。 优选地,在结构构件的芯层中使用防水性纸板。防水性纸板通常包括在常规上用于制造层压产品的熟知材料,例如,通过与用于制造纸板的方法类似的方法制造的较廉价、通常硬质的纸产品。可以通过将诸如淀粉、明胶、酪蛋白、树胶、油、蜡、硅酸盐、树脂、水溶性聚合物等以及它们的混合物的材料涂覆于纸板上,而使纸板变得防水。防水性纸板的重量可以在约26至约150磅/1000平方英尺的宽范围内变化。优选地,防水性纸板具有约75至约100磅/1000平方英尺的重量。 对粘合多层纸板层可用的粘合剂包括但不限于,水基材料如胶乳乳液和分散体、水溶性硅酸盐、磷酸盐粘结剂、动物基胶、淀粉纤维素、胶水和类似物,以及合成材料如硅酸盐、聚氨酯、丙烯酸类树脂、聚氯丁二烯等。粘合剂层可以选择性地包含烃树脂、橡胶胶乳化合物、弹性体-溶剂粘结剂、热塑性树脂、热固性树脂和类似物。优选防水性粘合剂。粘合剂层的各个厚度可以在约0.001英寸至约0.01英寸的宽范围内变化,并且粘合剂层可以相同或不同。 可用于OL-SM、IL-SM和OL-IM层的材料的实例包括牛皮纸、塑料膜(例如聚乙烯)、敷金属的塑料膜、铝箔、本领域中其它已知的面材以及它们的任何组合。根据本发明的塑料膜可以包括聚合物,包括但不限于,聚对苯二甲酸乙二醇酯,低、中或高密度聚乙烯,聚丙烯、聚丁烯、聚异戊二烯、乙烯和/或丙烯与一种或多种可共聚单体如苯乙烯、乙烯乙酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、异戊二烯和类似物的共聚物,以及这些材料的共混物和共聚物。聚烯烃的第一和第二层可以相同或不同。第一和第二聚烯烃层的重量可以在约2至约20磅/1000平方英尺的宽范围内变化。第一和第二聚烯烃层的重量可以相同或不同。优选结构构件的界面层(IL-SM)(即最邻近隔热构件的层)对隔热构件的胞孔气体(发泡剂)的流出提供一定的阻挡。优选地,IL-SM应当具有对可发泡组合物的任何固有的粘附性能可接受的性能,以在发泡过程中促进隔热泡沫体粘附到结构构件上。 适合的结构构件的实例包括但不限于Thermo-plyTM覆板(CovalenceCoated Products)和Thermo-SheathTM覆板产品(National Shelter Products)。这些示例性产品在0.073英寸至0.137英寸的范围内的厚度是可获得的,但是在该范围外的其它厚度是可以的。与建筑支柱或其它框架或增强构件邻接或接触的结构构件的表面(即OL-SM)优选具有粗糙的毛面或纹理表面以促使将一个附着到另一个上。结构构件的相反平表面(即IL-SM)还优选为阻挡层以对隔热构件的胞孔气体(例如发泡剂)的流出提供一定的阻挡,并且允许可发泡组合物附着到结构构件上。结构构件可以包含一种或多种添加剂,如颜料、抗氧化剂、阻燃剂、加工助剂、缓释粘合剂(在彼此钉住或者另外机械固定之后,这些促进对建筑支柱的粘附)以及类似物。 SIS复合体的隔热板或组件包括可发泡材料,其中将可发泡组合物以液体、喷雾剂或泡沫的形式分配到结构构件上以在该结构构件上形成泡沫体。这些材料优选为硬质或半硬质的聚氨酯泡沫体,或硬质的聚异氰尿酸酯泡沫体。这些优选的可发泡组合物在典型的加工温度下为液体、喷雾剂或泡沫,并且具有足够的粘附性能以有助于促进泡沫体粘附到结构构件上,使得两者可以在发泡过程中被连续层压在一起。这样的隔热板应当还对于公称1/2英寸厚度的本发明制品提供足够的隔热性能,以具有大于约(>)2.5,更优选>2.7,还更优选>2.8的隔热额定值(R)。 隔热泡沫体是通过常规技术制备的,并且可以包含用于隔热泡沫体制造的典型添加剂,包括成核添加剂、红外线吸收剂,例如碳黑或石墨,阻燃剂、抗氧化剂和类似物。隔热构件还可以包含填充剂或嵌入物,如玻璃纤维或网状物(参见例如美国专利6,030,559)。泡沫体密度和胞孔尺寸的可用范围在隔热泡沫体领域中已知的那些。可用的可发泡组合物包含在本领域中已知的那些,例如,在美国专利5,789,458中公开的那些。北美住宅市场的隔热泡沫体的优选厚度是使得在接合到结构构件上时,复合SIS的总厚度在约7/16和约9/16英寸之间这样的厚度。本领域技术人员应理解,在该范围以外的厚度可以用于在目前北美住宅市场需要之外的用途。例如,预期在一些范围内的优选厚度可以趋向于更大的厚度,如厚5/8英寸至1英寸。 SIS结构可以多种不同的方法中的任何一种来构造。在一个实施方案中,使用涂覆到单独构件中的一个或两个上的粘合剂,随后将两个构件放在一起,并且使粘合剂固化,将隔热泡沫体粘附到结构构件上。在一个优选实施方案中,将在线PIR液体发泡直接用于结构构件。后者促进隔热泡沫体与结构构件的良好粘附,而不使用单独的粘合剂组合物和/或另外的层压步骤。在该优选实施方案中,SIS结构的适宜的隔热值是通过这种原位层压方法获得的。结构构件与隔热层的粘附可以通过结构构件的电晕处理来提高。根据本文的本公开,本领域技术人员应理解,结构构件或隔热层的其它表面处理也可以促进在两个层之间的粘附。 SIS复合结构可以是任何尺寸和形状的结构,并且通常优选常规的覆板尺寸(例如,4’x8’、9’和10’长度板)。使用已知的粘合剂或标准插钉(或扒钉或螺钉)样式将SIS复合结构附着到墙体支柱上。 结构构件在足够薄以允许充分的隔热泡沫体的情况下还提供所需的强度。结构构件使在连续线层压工艺上在线PIR发泡成为可能。如上所述,PIR泡沫体和结构构件是自粘合性的,并且PIR泡沫体在薄结构构件上的增加导致如图3中所示,实现优于单独的各个组件(结构构件和PIR泡沫体)的振动性能和隔热值的复合结构。 实施例 用于制造结构构件/PIR泡沫体层压体的方法A: 将制造箱(36 x 35 x 9/16英寸)用作容器以制造直接层压到上述多层层压板结构构件上的约束上升泡沫体。将结构构件外侧向下地放置于箱中,进行聚异氰尿酸酯(PIR)泡沫体前体的箱式浇注,将由牛皮纸、铝箔层和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的层组成的三层面材放置于所述浇注体的顶部,并且箱子封闭,提供制造9/16英寸厚的SIS复合体的约束上升反应。 PIR配料(总共323.39g)基本上由组分A(总共190.89g)、组分B(总共128g)和组分C(总共4.50g)组成。组分A基本上由可获自陶氏化学公司(TDCC)的PAPI20PMDI(聚(二苯甲烷二异氰酸酯),181.80g)以及环戊烷和异戊烷的80/20共混物(9.09g)组成。组分B基本上由下列物质组成:可获自Invista Corp.的Terate3512(100g)、环戊烷和异戊烷的80/20共混物(13.20g)、可获自TDCC的Vorasurf504表面活性剂(2.50g)、可获自Albemarle的RB7940催化剂(11.80g)和水(0.50g)。组分C基本上由可获自Pelron的Pelcat9887B表面活性剂(4.50g)组成。 PIR原型方法由下列条件和步骤组成: 1)所有组分处于室温。 2)将A和B混合10秒钟。 3)加入C并且混合3秒钟。 4)浇注入被加热的模(即“制造箱”)(在140F固化1小时以进行调节) 5)将模封闭。 6)将模在140F保持1小时。 7)从模中移除 用于制造结构构件/PIR泡沫体层压体的方法B: 使用如在美国专利4,572,865中所教导的约束上升方法,其中以板的形式供给结构构件,以及将聚异氰尿酸酯涂覆在以板供给的结构构件与OL-IM之间。被制造用于实施例8-10的SIS面板是以2英寸的厚度制造的,并且在测试前被切片成表1中记录的厚度。不能测试2英寸厚的样品的振动强度,原因是在测试时,在试验方法的规程之内将该样品固定到试验装置上不可行。 对于每一个实施例,抗拉强度(屈服)和抗拉模量(切线)的测试方法如ASTM D 638中所述。热阻的测试方法如ASTM C 518-02e1中所述。在纸板基覆板材料的振动强度(Racking Strength of Paperboard Based SheathingMaterials),Wu Bi,Master of Science,迈阿密大学,Paper Science andEngineering,2004中描述了“小规模振动试验”方法。下面是所述的插钉样式。 用于制造结构构件/PIR泡沫体层压体的方法C: 自由上升方法制造如美国专利5,789,458和美国专利5,837,743中教导的PIR隔热构件。在24至48小时之后,隔热构件被充分固化并且在三维上稳定而层压到结构构件上。然后,将氯丁橡胶粘合剂,或几种其它等级的粘合剂中的一种涂覆到一个或两个构件上,并且典型在压料辊的帮助下使两个构件平面接触。 按照上面的描述,通过方法A的方法制造实施例5-7的隔热泡沫体和SIS板。通过上述方法B制造实施例8-10的隔热泡沫体和SIS板。从载荷对挠度的曲线中,由在0.3英寸和0.6英寸的挠度时的载荷确定振动抗挠性。得自16英寸振动试验的示例性载荷对挠度的曲线示于下图4中。 当遵循制造商的安装说明时,表1的比较例(即实施例1-4)全部通过AC269(ASTM E72)的振动试验部分(Racking Test Section)4.1。与比较例1相比,实施例5-7在0.3英寸和0.6英寸的挠度下忍受更高的载荷。实施例5和7忍受与比较例4所忍受的载荷相当的载荷。 在ICC-ES验收标准269(AC269)“用作支撑墙板的专有覆板材料的振动剪切评价的验收标准”中所述的真实规模振动试验中,选择在表2中示为实施例15和16的由上述方法B制造的另外的板进行测试。用于测试的实际方法(其结果示于表2中)是ASTM E-72的变型,并且被称为“非约束振动”,原因是该测试不使用在测试方法中所规定的下压棒。实施例11-14是使用现有的结构覆板产品的比较例,并且也使用相同的变型方法进行测试。用于将覆板产品固定到振动框架上的固定样式被规定为(x/y/z),其中x、y或z是在分别为上下边缘(x)、侧边(y)以及内部框架构件(z)上的紧固件之间以英寸计的间距。对于除实施例12以外的全部实施例,固定样式为(3/3/6)。对于实施例12,固定样式为(6/6/12)。遵照制造商的推荐选择用于比较例11-13的固定样式。比较例14等价于比较例13,不同之处在于它使用实施例15和16所用的相同固定系统。 表2 实施例编号样品描述固定总厚度结构面材厚度净挠度@1200磅极限载荷117/16"Celotex纤维板4d屋面钉0.438未提供0.1383500127/16"定向刨花板8d普通钉0.438未提供0.065500013Thermo-ply Red1x1.25英寸扒钉0.1130.1130.140236014Thermo-ply Red4d和0.113英寸柄0.1130.1130.157220015Thermo-plyTMRedCompositeProduction4d和0.113英寸柄0.6130.1130.191250016Thermo-plyTMBlueCompositeProduction4d和0.113英寸柄0.1350.1594900表2的比较例(即实施例11-14)是商业化的结构覆板产品,并且使用制造商的安装说明通过了AC269的振动试验部分4.1。当如所述那样固定时,在根据AC269的部分4.1测试时,实施例15和16得到了相当的净挠度和极限载荷。 如果SIS板具有0.5625英寸(9/16英寸)的厚度,并且如果结构构件没有隔热值,那么(根据下面的方程)对于整个板,隔热构件必须具有至少4.4R/inch的R值,以具有>2的所需R值。对于0.5625英寸厚度的板,隔热构件必须具有至少5.6R/inch的R值,以具有>2.5的优选R值。下列表达式描述了规定隔热层的R/inch的要求的参数: 参数t指板的组件的厚度,并且R.inch指如前定义的热阻。下标指结构构件(“facer”)、隔热构件(“Foam”)或包括两个组件的整个板(“Panel”)。 表3比较了通过方法B和方法C制造成具有如表3中所示的最终板厚度的复合SIS板的相对隔热性能。R值被测量并且相对于公称9/16”SIS板厚度归一化(采用上述方程)。在改变隔热构件的厚度的情况下,每一个实施例具有0.113英寸的结构构件。通过两种方法制造的隔热构件的隔热性能与方法C几乎相等,该方法C看起来具有略好的基于归一化R值的隔热性能。 表3 实施例编号方法公称厚度总厚度结构面材厚度R值相对于9/16"的归一化R值17B2"2.2360.11312.82.918B1"1.2200.1136.82.819C2"2.0020.11312.43.020C1"1.0300.1136.23.121C9/16"0.5510.1133.23.2在用于制造本发明SIS板的优选方法中,连续的层压PIR方法被认为优于采用单独的步骤将隔热泡沫体层层压在结构构件,原因是减少工序和后续处理的总数。 如果需要另外的隔热以满足墙体隔热的增加的能量规范要求,那么如实施例8中所示,可以使用具有另外的泡沫体厚度的相同结构构件制造产品。该技术与对1/2英寸公称产品所述的技术相同。 预知的实际规模制造实施例: I)对实际规模方法,即方法B供给Thermo-plyTM Red的板,以制造发泡成公称1/2英寸的SIS产品,并且使用两种不同的插钉样式,根据AC269(ASTM E72)的部分4.1进行测试,在表4中显示了实施例22和23的结果。 II)对实际规模方法,即方法B供给Thermo-plyTM Blue的板,以制造发泡成公称1/2英寸的SIS产品(实施例24),并且根据AC269(ASTM E72)的部分4.1进行测试,并且如所示那样钉住,结果示于表4中。 III.对实际规模方法,即方法B供给Thermo-plyTM Red的板,以制造发泡成公称1英寸的SIS产品,并且通过ASTM C518测试R值。R值为6.8。 IV.对实际规模方法,即方法B供给Thermo-plyTM Red的板,以制造发泡成公称2英寸的SIS产品,并且通过ASTM C-518测试R值。R值为12.8。 将与被描述为实施例21和22的那些类似的、通过方法B制造的SIS板钉到由常规的木框架组成的8英尺 x 8英尺框架上(分别为实施例25和26)。使用WeatherMateTM Construction Tape(陶氏化学公司),根据制造商的说明,密封接缝。类似于AC212测试框架。该组件通过了这种提出的与其它WRB标准一样严格的测试标准。 在一个实施方案中,使用如美国专利4,572,865中所教导的约束上升方法,在连续线层压工艺中制造结构隔热覆板,其中以板形式供给结构构件,以及将聚异氰尿酸酯配料直接涂覆到结构构件上。 在另一个实施方案中,使用如美国专利5,789,458中所教导的自由上升方法,其中以板形式供给结构构件,以及将聚异氰尿酸酯涂覆在以板供给的结构构件和OL-IM之间。在两种应用中,硬质泡沫体是以1.5-6磅/立方英尺的密度涂覆的,并且例如如美国专利6,030,559或美国专利申请20040052035中所述,可以是在采用或不采用玻璃纤维增强以及采用或不采用增强网的情况下制造的。OL-IM可以由三层面材(包括牛皮纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯和铝箔的3层面材系统)、箔或可以或可以不浸渍有沥青的牛皮纸组成。可以使用化学或电晕处理对IL-SM进行处理以改善结构构件与发泡的硬质隔热体的结合。预期通过这种方法制造并且厚度大于或等于7/16英寸厚度的板通过AC269的部分4.1(ASTM E72)。 在另一个实施方案中,可以在胶缝层压方法中制造SIS板。本文中,通过喷涂、辊涂或自动热熔性粘合剂涂布机将粘合剂涂覆到一个或两个构件上。在粘合剂涂覆之后,在压料辊的帮助下使构件一起平面接触,或者使用采用压板的真空压制机将结构构件结合到隔热层上。 尽管相当详细地描述了本发明,但是这种详细是为了说明性目的。在不偏离如后附权利要求中所述的本发明的精神和范围的情况下,可以对如上所述的本发明进行许多变化和修改。上面引用的所有美国专利、专利申请和任何其它的参考文献通过引用结合在此。
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优选处于面板形式的结构隔热覆板(SIS)包括结构构件和隔热构件。所述结构构件和所述隔热构件相互紧密地平面接触,并且所述SIS结构同时满足北美住宅市场的结构(即,AC 269)和隔热(R2)要求。所述SIS结构的所述结构构件是多层层压的纸板。所述SIS的所述隔热构件是热塑性材料如聚异氰尿酸酯的发泡板。 。
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