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1、(10)申请公布号 CN 102741377 A (43)申请公布日 2012.10.17 CN 102741377 A *CN102741377A* (21)申请号 201080051953.0 (22)申请日 2010.11.12 61/261082 2009.11.13 US C09K 21/02(2006.01) (71)申请人 尤尼弗瑞克斯 I 有限责任公司 地址 美国纽约州 (72)发明人 M维尔斯比基 KB米勒 JA费尔南多 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 林毅斌 杨思捷 (54) 发明名称 多层防火材料 (57) 摘要 用于防火应用的柔。
2、性或刚性多层材料。多层 防火材料包括无机纤维层和吸热层。防火材料的 这些层粘合在一起形成单一片材而不使用辅助粘 合手段。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.05.11 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2010/056532 2010.11.12 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/060259 EN 2011.05.19 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 1 页 1/2 页 2 1. 多层防火材料， 其包含。
3、 ： (a) 包含无机纤维和任选的粘合剂的纤维层 ； 和 (b) 包含无机纤维、 粘合剂和无机吸热填料的吸热层， 所述层粘合在一起形成单一片材而不使用辅助粘合手段。 2. 权利要求 1 的材料， 其中所述无机纤维选自高氧化铝多晶纤维、 陶瓷纤维、 高岭土纤 维、 矿棉纤维、 碱土硅酸盐纤维、 S- 玻璃纤维、 S2- 玻璃纤维、 E- 玻璃纤维、 石英纤维、 二氧化 硅纤维及其组合。 3. 权利要求 2 的材料， 其中所述无机纤维包含陶瓷纤维。 4. 权利要求 3 的材料， 其中所述陶瓷纤维包含铝硅酸盐纤维。 5. 权利要求 4 的材料， 其中所述铝硅酸盐纤维包含约 45- 约 75 重量氧化。
4、铝和约 25- 约 55 重量二氧化硅的纤维化产品。 6. 权利要求 2 的材料， 其中所述无机纤维包含碱土硅酸盐纤维。 7. 权利要求 6 的材料， 其中所述碱土硅酸盐纤维包含氧化钙 - 氧化镁 - 二氧化硅纤维 和氧化镁 - 二氧化硅纤维中的至少一种。 8.权利要求7的材料， 其中所述氧化镁-二氧化硅纤维包含约65-约86重量二氧化 硅、 约 14- 约 35 重量氧化镁和约 5 重量或更少杂质的纤维化产品。 9. 权利要求 7 的材料， 其中所述氧化钙 - 氧化镁 - 二氧化硅纤维包含约 45- 约 90 重 量二氧化硅、 大于约 0 至约 45 重量氧化钙和大于 0 至约 35 重量氧。
5、化镁的纤维化产 品。 10. 权利要求 1 的材料， 其中所述粘合剂包含有机粘合剂。 11. 权利要求 10 的材料， 其中所述有机粘合剂包含热固性粘合剂， 其中所述有机粘合 剂选自丙烯酸胶乳、 ( 甲基 ) 丙烯酸胶乳 ； 苯乙烯与丁二烯、 乙烯基吡啶、 丙烯腈的共聚物 ； 丙烯腈与苯乙烯、 氯乙烯的共聚物 ； 聚氨酯 ； 醋酸乙烯与乙烯的共聚物 ； 聚酰胺、 硅树脂、 聚 酯、 环氧树脂、 聚乙烯酯及其混合物。 12. 权利要求 10 的材料， 其中所述有机粘合剂包含热塑性粘合剂。 13. 权利要求 11 的材料， 其中所述丙烯酸胶乳粘合剂包含丙烯酸树脂， 并且进一步包 含明矾作为另外的粘。
6、合剂。 14. 权利要求 1 的材料， 其中所述粘合剂包含无机粘合剂， 其中所述无机粘合剂选自胶 体二氧化硅、 胶体氧化铝、 胶体氧化锆及其组合。 15. 权利要求 14 的材料， 其中所述无机粘合剂为胶体二氧化硅并且进一步包含淀粉作 为另外的粘合剂。 16. 权利要求 1 的材料， 其中所述吸热填料选自三水合氧化铝、 碳酸镁及其它水合无机 材料包括水泥、 水合硼酸锌、 硫酸钙 ( 也称为石膏 )、 磷酸镁铵、 氢氧化镁及其组合。 17. 权利要求 1 的材料， 其包含 ： (a) 纤维层， 其包含 ： 大于 0 重量至约 20 重量粘合剂， 和 约 20 至少于约 100 重量无机纤维 ； 。
7、(b) 吸热层， 其包含 ： 大于 0 重量至约 20 重量粘合剂 ； 权 利 要 求 书 CN 102741377 A 2 2/2 页 3 约 20 至少于 100 重量无机纤维 ； 和 约 1- 约 80 重量吸热填料。 18. 权利要求 1 的材料， 其包含 ： (a) 纤维层， 其包含 ： 约 95.5 重量无机纤维和 约 4.5 重量粘合剂 ； 和 (b) 吸热层， 其包含 ： 约 89.5 重量无机纤维 ； 约 4.5 重量粘合剂 ； 和 约 6.0 重量无机吸热填料。 19. 权利要求 1 的材料， 其中吸热填料与无机纤维的重量比在约 0.25 1- 约 30 1 的范围内。 2。
8、0. 权利要求 1 的材料， 其中材料以具有多层结构的板片材或板形式提供， 其中材料以 柔性、 半刚性或刚性型材的形式提供。 21. 权利要求 1 的材料， 其中材料具有的厚度在约 20- 约 50mm 范围内。 22. 保护物品以防火的方法， 其包含至少部分地将所述物品封闭在权利要求 1 的多层 防火材料中。 23. 权利要求 22 的方法， 其中物品具有面向火侧和面向无火侧， 并且将材料定向以致 于材料的吸热层面向物品的无火侧。 24. 形成多层防火材料的方法， 其包含 ： (a) 提供至少第一含水浆料， 其含有适合于制造纤维层的材料 ； 和至少第二含水浆料， 其含有适合于制造吸热层的材料。
9、 ； (b) 将第一浆料沉积到基底上 ； (c) 自基底上的第一浆料除去至少一部分液体以形成第一纤维层 ； (d) 沉积第二浆料以致在第一纤维层上形成第二吸热层 ； (e) 自第二层除去至少一部分液体 ； 和 (f) 干燥层以形成多层材料。 权 利 要 求 书 CN 102741377 A 3 1/8 页 4 多层防火材料 技术领域 0001 提供多层防火材料， 其包含粘合在一起形成单一 (unitary) 片材而不使用辅助粘 合手段的纤维层和吸热层。 防火材料可为柔性、 半刚性或刚性片材或板材的形式， 或者可塑 造成为广泛种类的型材。 0002 背景 0003 对于在着火时保持管道完整性和防。
10、止烃产品在管道中点燃的防火材料有着持续 的需要。 目前市售可得到的用于海上和陆上石油生产和加工设施两者的管道和工艺管道工 程的防火的绝缘系统通常包含双层系统， 该双层系统由泡沫玻璃纤维材料的第一层和自铝 硅酸盐纤维、 硅酸盐纤维、 矿物纤维或这样纤维的组合构造的高温纤维毯的第二层组成。 该 系统通过首先围绕欲保护的物品施加泡沫玻璃纤维层， 然后在玻璃纤维材料上缠绕高温毯 而得到现场制作。系统通过不锈钢护套得到保护免受天气 / 侵蚀。玻璃纤维材料通常为约 38mm 厚， 毯通常为约 25mm 厚。系统厚重而庞大， 必须单个就地安装的单独层的安装为费时 的， 并且制作者不一定喜欢用泡沫玻璃纤维产品。
11、工作。 0004 已知的粘合多层垫子的制备通常通过首先单独形成这些层， 然后使用粘合剂、 膜 或其它手段比如缝线或卡钉将这些层粘合在一起。粘合剂或膜粘合层影响垫子的热性能， 并增大制造成本。机械粘合或附着的多层垫， 由于所增加步骤和材料的费用和垫子在机械 附着点比如缝线或卡钉刺穿垫子的地方的脆弱， 为不利的。 0005 已知提供被设计通过吸热反应延迟火和热量蔓延的材料。例如， 一种已知的防火 材料包含吸热反应性绝缘纤维材料， 其包含 (a) 经历多个吸热反应的无机吸热填料， (b) 无 机纤维材料 ； 和 (c) 有机聚合物粘合剂。另一种已知的吸热防火片材包含 (a) 耐火无机纤 维 ； (b。
12、) 有机聚合物粘合剂， 和 (c) 经历吸热反应的无机吸热填料。另外， 真空成型、 防火成 形的纤维产品以各种形式得到公开。 0006 然而， 粘合在一起形成紧密、 单一、 多层防火材料而不使用辅助粘合手段的无机纤 维层和吸热层的组合先前在防火行业尚未得到采用或公开。 尽管已知的防火材料具有其自 身的用途、 性能属性和优点， 但是仍然持续需要单一的防火材料， 其具有粘合在一起形成单 一片材而不使用辅助粘合手段的多层， 该防火材料与市售可得到的绝缘系统相比较具有减 少的厚度， 易于处理并且比两个分开的层需要更少的空间、 劳力和时间来安装， 并且适合于 在石油生产和加工设施中保护管道工程。 000。
13、7 附图简述 0008 图 1 为描绘吸热材料和位置对本发明多层防火材料以及现有技术防火材料的火 焰试验结果的影响的图表。 0009 详细描述 0010 提供包含以下层的多层防火材料 ： (a) 包含无机纤维和任选的粘合剂的纤维层 ； 和 (b) 包含无机纤维、 粘合剂和无机吸热填料的吸热层， 这些层粘合在一起形成单一片材 而不使用辅助粘合手段。 0011 也提供形成多层防火材料的方法， 方法包含以下步骤 ： (a) 提供至少第一液体浆 说 明 书 CN 102741377 A 4 2/8 页 5 料， 其含有适合于制造纤维层的材料 ； 和至少第二含水浆料， 其含有适合于制造吸热层的材 料 ；。
14、 (b) 将第一浆料沉积到基底上 ； (c) 自基底上的第一浆料除去至少一部分液体以形成第 一纤维层 ； (d) 沉积第二浆料以致在第一纤维层上形成第二吸热层 ； (e) 自第二层除去至少 一部分液体 ； 和 (f) 干燥这些层以形成多层材料。 0012 根据某些例证性实施方案， 多层防火材料包含 ： (a) 包含耐热无机纤维和粘合剂 的纤维层 ； 和(b)包含耐热无机纤维、 粘合剂和无机吸热填料的吸热层。 多层防火材料的这 些层粘合在一起形成单一片材而不使用辅助或独立的粘合手段。 0013 根据例证性的实施方案， 多层防火材料包含 ： (a) 包含约 0 重量 - 约 20 重量 粘合剂和约。
15、 80- 约 100 重量无机纤维的纤维层 ； 和 (b) 包含约 1- 约 20 重量粘合剂、 约 20 至少于 100 重量无机纤维和大于 0 至约 80 重量吸热填料的吸热层。 0014 根据另外的例证性实施方案， 多层防火材料包含 ： (a) 包含约 3 重量 - 约 12 重 量粘合剂和约 88- 约 97 重量无机纤维的纤维层 ； 和 (b) 包含约 3- 约 12 重量粘合 剂、 约 70- 约 90 重量无机纤维和约 3- 约 12 重量吸热填料的吸热层。 0015 多层防火材料也可包含 ： (a) 包含约 95.5 重量无机纤维和约 4.5 重量粘合剂 的纤维层 ； 和 (b。
16、) 包含约 89.5 重量无机纤维、 约 4.5 重量粘合剂和约 6.0 重量无机 吸热填料的吸热层。 0016 应该指出的是， 根据备选实施方案， 多层防火材料的纤维层可没有粘合剂， 同时吸 热层包括粘合剂。 0017 根据某些实施方案， 可用于制备防火材料的耐高温无机纤维包括 ( 不限于 ) 高氧 化铝多晶纤维、 耐火陶瓷纤维比如铝硅酸盐纤维、 氧化铝 - 氧化镁 - 二氧化硅纤维、 氧化 铝 - 氧化锆 - 二氧化硅纤维、 氧化锆 - 二氧化硅纤维、 氧化锆纤维、 高岭土纤维、 矿棉纤维、 碱土硅酸盐纤维比如氧化钙 - 氧化镁 - 二氧化硅纤维和氧化镁 - 二氧化硅纤维、 S- 玻璃纤 。
17、维、 S2- 玻璃纤维、 E- 玻璃纤维、 石英纤维、 二氧化硅纤维及其组合。 0018 根据某些实施方案， 可用于制备吸热防火材料的矿棉纤维包括 ( 不限于 ) 岩棉纤 维、 渣棉纤维、 玄武岩纤维和玻璃纤维中的至少一种。 0019 非限制地， 合适的耐火陶瓷纤维 (RCF) 通常包含氧化铝和二氧化硅， 并且通常含 有约 45- 约 60 ( 重量 ) 氧化铝和约 40- 约 55 ( 重量 ) 二氧化硅。RCF 纤维为可自组成 材料的熔体吹制或纺制的纤维化产品。 RCF可另外包含氧化铝、 二氧化硅和氧化锆的纤维化 产品， 在某些实施方案中为约 29- 约 31 ( 重量 ) 氧化铝、 约 。
18、53- 约 55 ( 重量 ) 二氧化 硅和约 15- 约 17 ( 重量 ) 氧化锆的量。RCF 纤维长度通常少于约 5mm， 并且平均纤维直径 范围为约 0.5m- 约 12m。 0020 有用的耐火氧化铝 - 二氧化硅陶瓷纤维可自 Unifrax I LLC(Niagara Falls， 纽 约 ) 在注册商标 FIBERFRAX 下市售得到。FIBERFRAX 陶瓷纤维包含约 45- 约 75 重量氧化 铝和约25-约55重量二氧化硅的纤维化产品。 FIBERFRAX纤维呈现的操作温度至高达约 1540， 熔点至高达约 1870。 0021 根据某些实施方案， 可用于该实施方案的耐火陶。
19、瓷纤维为含有氧化铝和二氧化硅 的熔融成型的陶瓷纤维， 包括 ( 但不限于 ) 熔纺耐火陶瓷纤维。这些包括铝硅酸盐， 比如具 有约40-约60氧化铝和约60-约40二氧化硅， 并且在一些实施方案中为约47-约53 氧化铝和约 47- 约 53二氧化硅的那些铝硅酸盐纤维。 说 明 书 CN 102741377 A 5 3/8 页 6 0022 FIBERFRAX 纤维易于成型为耐高温片材和纸张。FIBERFRAX 纤维自具有约 50/50 氧化铝 / 二氧化硅和 70/30 纤维 / 渣球 (shot) 比率的散装铝硅酸盐玻璃状纤维制造。该 纸产品的约 93 重量为陶瓷纤维 / 渣球， 其余 7为。
20、有机胶乳粘合剂形式。 0023 耐高温无机纤维可包括多晶氧化物陶瓷纤维比如莫来石、 氧化铝、 高氧化铝铝硅 酸盐、 铝硅酸盐、 二氧化钛、 氧化铬等。合适的多晶氧化物耐火陶瓷纤维和用于生产它们的 方法包含在美国专利号 4159205 和 4277269 中， 其通过引用结合到本文中。FIBERMAX多 晶莫来石陶瓷纤维可以毯、 垫或纸形式得自 Unifrax I LLC(Niagara Falls， 纽约 )。 0024 氧化铝 / 二氧化硅 FIBERMAX纤维包含约 40 重量 - 约 60 重量 Al2O3和约 60 重量 - 约 40 重量 SiO2。纤维可包含约 50 重量 Al2O。
21、3和约 50 重量 SiO2。氧化铝 / 二氧化硅 / 氧化镁玻璃纤维通常包含约 64 重量 - 约 66 重量 SiO2、 约 24 重量 - 约 25 重量 Al2O3和约 9 重量 - 约 10 重量 MgO。E- 玻璃纤维通常包含约 52 重量 - 约 56 重量 SiO2、 约 16 重量 - 约 25 重量 CaO、 约 12 重量 - 约 16 重量 Al2O3、 约 5 重 量 - 约 10 重量 B2O3、 至高达约 5 重量 MgO、 至高达约 2 重量氧化钠和氧化钾及微 量氧化铁和氟化物， 典型的组成为 55 重量 SiO2、 15 重量 Al2O3、 7 重量 B2O3。
22、、 3 重量 MgO、 19 重量 CaO 和微量以上所提及的材料。 0025 纤维可包含无定形氧化铝/二氧化硅纤维、 氧化铝/二氧化硅/氧化镁纤维(比如 来自 Owens Corning， Toledo， 俄亥俄州的 S-2Glass)、 矿棉、 E- 玻璃纤维、 氧化镁 - 二氧化 硅纤维 ( 比如来自 Unifrax I LLC， Niagara Falls， 纽约的 ISOFRAX纤维 ) 或氧化钙 - 氧 化镁 - 二氧化硅纤维 ( 比如来自 Unifrax I LLC， Niagara Falls， 纽约的 INSULFRAX或 来自 Thermal Ceramics Compan。
23、y 的 SUPERWOOLTM纤维 ) 中的至少一种。 0026 根据其它实施方案， 生物可溶性碱土硅酸盐纤维可用于制备膨胀型防火材料。合 适的碱土硅酸盐纤维包括在美国专利号 6953757、 6030910、 6025288、 5874375、 5585312、 5332699、 5714421、 7259118、 257153796、 6861381、 5955389、 5928075、 5821183 和 5811360 中 公开的那些生物可溶性碱土硅酸盐纤维， 这些专利的每一个通过引用结合到本文中。 0027 生物可溶性碱土硅酸盐纤维可包含镁氧化物和二氧化硅的混合物的纤维化产品。 这些。
24、纤维通常称为镁 - 硅酸盐纤维。镁 - 硅酸盐纤维通常包含约 60- 约 90 重量二氧化 硅、 从大于 0 至约 35 重量氧化镁和 5 重量或更少杂质的纤维化产品。根据某些实施方 案， 碱土硅酸盐纤维包含约 65- 约 86 重量二氧化硅、 约 14- 约 35 重量氧化镁和 10 重 量或更少杂质的纤维化产品。根据其它实施方案， 碱土硅酸盐纤维包含约 70- 约 86 重 量二氧化硅、 约 14- 约 30 重量氧化镁和 10 重量或更少杂质的纤维化产品。合适的 镁硅酸盐纤维可在注册商标 ISOFRAX 下市售得自 Unifrax I LLC(Niagara Falls， 纽约 )。 市。
25、售可得到的 ISOFRAX 纤维通常包含约 70- 约 80 重量二氧化硅、 约 18- 约 27 重量氧 化镁和 4 重量或更少杂质的纤维化产品。ISOFRAX 碱土硅酸盐纤维可具有的平均直径为 约 1 微米 - 约 3.5 微米 ； 在一些实施方案中为约 2 微米 - 约 2.5 微米。 0028 生物可溶性碱土硅酸盐纤维可备选地包含钙、 镁的氧化物和二氧化硅的混合物的 纤维化产品。这些纤维通常称为氧化钙 - 氧化镁 - 二氧化硅纤维。根据某些实施方案， 氧 化钙 - 氧化镁 - 硅酸盐纤维包含约 45- 约 90 重量二氧化硅、 从大于 0 至约 45 重量氧 化钙、 从大于 0 至约 。
26、35 重量氧化镁和 10 重量或更少杂质的纤维化产品。有用的氧化 钙 - 氧化镁 - 硅酸盐纤维为在注册商标 INSULFRAX 下市售得自 Unifrax I LLC (Niagara 说 明 书 CN 102741377 A 6 4/8 页 7 Falls， 纽约 )。INSULFRAX 纤维通常包含约 61- 约 67 重量二氧化硅、 约 27- 约 33 重量 氧化钙和约 2- 约 7 重量氧化镁的纤维化产品。其它合适的氧化钙 - 氧化镁 - 硅酸盐纤 维可在商品名 SUPERWOOL 607 和 SUPERWOOL 607MAX 和 SUPERWOOL HT 下市售得自 Therma。
27、l Ceramics(Augusta， 佐治亚州 )。SUPERWOOL 607 纤维包含约 60- 约 70 重量二氧化硅、 约 25- 约 35 重量氧化钙和约 4- 约 7 重量氧化镁及微量氧化铝。SUPERWOOL 607MAX 纤维 包含约 60- 约 70 重量二氧化硅、 约 16- 约 22 重量氧化钙和约 12- 约 19 重量氧化镁 及微量氧化铝。SUPERWOOL HT 纤维包含约 74 重量二氧化硅、 约 24 重量氧化钙和微量 氧化镁、 氧化铝及氧化铁。 0029 根据某些实施方案， 膨胀型防火材料可任选包含其它已知的非可呼吸无机纤维 ( 次级无机纤维 ) 比如二氧化硅。
28、纤维、 沥滤二氧化硅纤维 ( 散装或切碎连续的 )、 S- 玻璃纤 维、 S2 玻璃纤维、 E- 玻璃纤维、 玻璃纤维、 切碎连续的矿物纤维 ( 包括但不限于玄武岩或辉 绿岩纤维 ) 及其组合等， 适合于所要求的具体温度应用。这样的无机纤维可以基于总面板 100 ( 重量 ) 以从大于 0 至约 40 ( 重量 ) 的量加入到面板。 0030 次级无机纤维为市售可得到的。例如， 沥滤二氧化硅纤维可使用本领域已知的任 何技术而得到沥滤， 比如通过使玻璃纤维经受酸性溶液或其它适合于自纤维提取非硅质氧 化物和其它组分的溶液。用于制造沥滤玻璃纤维的工艺包含在美国专利第 2624658 号和欧 洲专利申。
29、请公布第 0973697 号中。 0031 合适的沥滤玻璃纤维的实例包括可在商标 BELCOTEX 下得自 BelChem Fiber Materials GmbH， 德国和在注册商标 REFRASIL 下得自 Gardena， 加利福尼亚的 Hitco Carbon Composites， Inc. 和 在 名 称 PS-23(R) 下 得 自 Republic of Belarus 的 Polotsk-Steklovolokno 的那些沥滤玻璃纤维。 0032 通常， 沥滤玻璃纤维的二氧化硅含量为至少 67 ( 重量 )。在某些实施方案中， 沥滤玻璃纤维含有至少 90 ( 重量 )， 并且。
30、在某些实施方案中为从约 90 ( 重量 ) 至少于 99 ( 重量 ) 的二氧化硅。纤维也基本上不含渣球。 0033 这些沥滤玻璃纤维的平均纤维直径可为大于至少约 3.5 微米， 并且通常为大于至 少约 5 微米。平均来看， 玻璃纤维通常具有直径为约 9 微米， 至高达约 14 微米。因此， 这些 沥滤玻璃纤维为非可呼吸的。 0034 BELCOTEX 纤维为标准型短纤维预取向丝 (pre-yarn)。这些纤维的平均细度为约 550 特克斯， 并且通常由经氧化铝改性的硅酸制造。BELCOTEX 纤维为无定形的， 并且通常 含有约 94.5 二氧化硅、 约 4.5氧化铝、 少于 0.5氧化钠和少。
31、于 0.5的其它组分。这些 纤维具有的平均纤维直径为约 9 微米， 熔点在 1500 -1550范围内。这些纤维对至高达 1100的温度耐热， 并且通常没有渣球和没有粘合剂。 0035 REFRASIL 纤维， 如同 BELCOTEX 纤维， 为二氧化硅含量高的无定形沥滤玻璃纤维， 用于提供在 1000 -1100温度范围内应用的隔热。这些纤维直径在约 6- 约 13 微米之 间， 并且具有熔点为约 1700。纤维在沥滤之后通常二氧化硅含量为约 95 ( 重量 )。氧 化铝可以约 4 ( 重量 ) 的量存在， 其它组分以 1或更少的量存在。 0036 来自 Polotsk-Steklovolo。
32、kno 的 PS-23(R) 纤维为二氧化硅含量高的无定形玻璃 纤维， 并且适合于需要耐至少约 1000应用的隔热。这些纤维的纤维长度在约 5- 约 20mm 范围内， 纤维直径为约 9 微米。这些纤维， 如同 REFRASIL 纤维， 熔点为约 1700。 说 明 书 CN 102741377 A 7 5/8 页 8 0037 在某些备选实施方案中， 纤维比如 S2- 玻璃等可以基于材料的 100 ( 重量 ) 以 从大于 0 至约 50 ( 重量 ) 的量加入到膨胀型防火材料。S2- 玻璃纤维通常含有约 64- 约 66二氧化硅、 约24-约25氧化铝和约9-约10氧化镁。 S2-玻璃纤维。
33、可市售得自Owens Corning， Toledo， 俄亥俄州。 0038 在其它的备选实施方案中， 面板除了沥滤玻璃纤维以外可包括耐火陶瓷纤维。当 采用耐火陶瓷纤维， 即氧化铝 / 二氧化硅纤维等时， 它们可以基于总面板的 100 ( 重量 ) 以从大于 0 至少于约 50 ( 重量 ) 范围内的量存在。 0039 FIBERFRAX 耐火陶瓷纤维可具有平均直径为约 1 微米 - 约 12 微米。其它无机纤维 比如 S2 玻璃纤维可具有平均直径为约 5 微米 - 约 15 微米 ； 在一些实施方案中为约 9 微米。 0040 多层防火材料包括粘合剂或多于一种类型粘合剂的混合物。 合适的粘合。
34、剂包括有 机粘合剂、 无机粘合剂和这两种类型粘合剂的混合物。 根据某些实施方案， 多层防火材料包 括一种或更多种有机粘合剂。 有机粘合剂可作为固体、 液体、 溶液、 分散体、 胶乳或类似形式 得到提供。有机粘合剂可包含热塑性或热固性粘合剂， 其在固化后为柔性材料。合适有机 粘合剂的实例包括 ( 但不限于 ) 丙烯酸胶乳、 ( 甲基 ) 丙烯酸胶乳 ； 苯乙烯与丁二烯、 乙烯 基吡啶、 丙烯腈的共聚物 ； 丙烯腈与苯乙烯、 氯乙烯的共聚物 ； 聚氨酯 ； 醋酸乙烯与乙烯的 共聚物 ； 聚酰胺、 硅树脂等。 其它树脂包括低温、 柔性的热固性树脂比如不饱和聚酯、 环氧树 脂和聚乙烯酯。根据某些实施方。
35、案， 多层防火材料采用丙烯酸树脂粘合剂。 0041 或者， 基于天然聚合物的有机粘合剂可用作防火材料的粘合剂组分。 非限制， 并且 仅作为例证， 可用于防火材料的合适有机粘合剂可包含淀粉聚合物比如源于玉米或马铃薯 淀粉的淀粉聚合物。 0042 除有机粘合剂之外或替代有机粘合剂， 多层防火材料也可包括无机粘合剂。如果 无机粘合剂包括在防火材料中， 无机粘合剂可选自胶体二氧化硅、 胶体氧化铝、 胶体氧化 锆、 其混合物等。 对于某些涉及刚性多层板的实施方案， 无机粘合剂系统比如胶体二氧化硅 与有机添加剂比如淀粉结合使用以保持该粘合剂。对于半刚性或柔性多层板， 有机胶乳型 粘合剂系统比如丙烯酸树脂，。
36、 与添加剂 / 催化剂比如明矾结合使用， 以保持该粘合剂。 0043 粘合剂可以基于纤维层的总重量以约 1- 约 20 重量， 优选约 4.5 重量的量包 括在纤维层中， 其余部分包含无机纤维。 0044 粘合剂可以基于吸热层的总重量以约 1- 约 20 重量粘合剂的量， 优选约 4.5 重 量包括在吸热层中， 其余部分包含约 20- 约 100 重量无机纤维和大于 0 至约 20 重量 吸热填料。 0045 吸热填料可选自三水合氧化铝、 碳酸镁及其它水合无机材料包括水泥、 水合硼酸 锌、 硫酸钙 ( 也称为石膏 )、 磷酸镁铵、 氢氧化镁及其组合。 0046 根据某些实施方案， 吸热填料与无。
37、机纤维的重量比可在约 0.25 1- 约 30 1 的 范围内。 0047 根据其它实施方案， 防火材料可包括防水添加剂。 非限制地， 防水材料可以基于防 火材料的总重量以约 5 重量或更少的量， 或者基于防火材料的总重量以约 1 重量或更 少的量， 包含防水硅树脂添加剂。 0048 用于制备防火片材的方法通常包括制备耐高温纤维层和吸热层。 用于制备多层防 火材料的方法包括制备包含以下层的片材 ： (a)包含无机纤维和粘合剂的纤维层 ； 和(b)包 说 明 书 CN 102741377 A 8 6/8 页 9 含无机纤维、 粘合剂和无机吸热填料的吸热层， 这些层粘合在一起形成单一片材而不使用 。
38、辅助粘合手段。 0049 形成多层防火材料的方法包括 ： (a) 提供至少第一液体浆料， 其含有用于制造纤 维层的材料 ； 和至少第二液体浆料， 其含有用于制造吸热层的材料 ； (b) 将第一浆料沉积到 基底上 ； (c) 自基底上的第一浆料除去至少一部分液体以形成第一纤维层 ； (d) 沉积第二浆 料以致在第一纤维层上形成第二吸热层 ； (e)除去第二层的至少一部分 ； 和(f)干燥这些层 以形成多层材料。 0050 根据某些实施方案， 方法可包括 ： (a) 提供含有适合于制造纤维层的材料的第一 含水浆料和含有适合于制造吸热层的材料的第二含水浆料 ； (b) 将第一浆料沉积到基底 上 ； 。
39、(c) 将基底上的第一浆料部分脱水以形成纤维层 ； (d) 沉积第二浆料以致在纤维层上形 成吸热层 ； (e) 将第二层部分脱水 ； 和 (f) 干燥这些层以形成多层材料。 0051 材料可通过二次浸渍真空成型技术形成。纤维层首先在丝网上形成， 然后在纤维 层的顶部形成吸热层。将纤维层溶液混合并泵送到第一真空室， 其中形成纤维片材。尽管 仍然湿润， 将所形成的纤维片材然后浸入含有吸热层溶液的第二浸渍槽中， 并在纤维层的 顶部形成第二层。然后将湿的片材干燥， 通常在烘箱中干燥。片材可在干燥之前通过轧辊 组以压制片材。 0052 多层防火材料也可以本领域已知用于形成片状材料的任何其它合适方法得到生。
40、 产。例如， 常规造纸工艺， 无论手工铺设还是机器铺设， 可用于制备多层片材。手抄纸模具、 长网 (Fourdrinier) 造纸机或真空圆网造纸机可用于制造多层片材。对于所采用的标准造 纸技术的更详细描述参见美国专利第 3458329 号， 其公开通过引用结合到本文中。 0053 无论上述技术中哪一项得到采用， 多层材料可比如通过模压得到切割， 以形成具 有可重现公差的精确形状和大小的板。 材料也可模塑为管段或者特殊成形以封装具体组件 的段， 比如半管形。产品然后通过比如捆扎 (banding) 或用销刺穿来连接于欲保护的物品。 材料优选地定向以致于材料的吸热层面对物品的无火侧。材料的吸热层。
41、吸收热量， 否则该 热量将例如在管道内部增大， 造成系统喷射燃烧测试不合格。不锈钢护套通常置于材料上 用于另外的保护。 0054 可生产一定范围厚度的柔性、 半刚性或刚性多层防火板材或成型型材。为约 30- 约 50mm 厚的板或成型型材尤其有用于挡火应用。当给定的应用需要时， 可将较小厚度 的多层片材堆叠以生产更厚的材料。材料的厚度根据所需的防火来确定。板的组成变化导 致其密度在约 0.04- 约 0.5 克 /cm3范围内变化。 实施例 0055 以下实施例仅旨在进一步举例说明多层防火材料和用于制备该材料的方法的例 证性实施方案。 应该理解这些实施例仅用于例证并且不应认为以任何方式限制要求。
42、保护的 多层防火材料、 用于制备多层防火材料的方法、 结合多层防火材料的产品和使用多层防火 材料的方法。 0056 使用包含如在表 1 中阐述的配方和如以下所述那样生产的片材， 制备多层防火材 料的样品用于测试。 0057 表 1 说 明 书 CN 102741377 A 9 7/8 页 10 0058 多层防火材料组成 ( 重量 ) 0059 纤维层 比较实施例 1 本发明实施例 1 本发明实施例 2 纤维 1 95 95.5 95.5 粘合剂 2 5 4.5 4.5 吸热层 纤维 3 89.5 89.5 粘合剂 4 4.5 4.5 吸热填料 5 6.0 6.0 0060 纤维 1， 3 I。
43、sofrax 氧化镁 - 二氧化硅纤维 (Unifrax) 0061 粘合剂 2 HyCar 胶乳 26083(Noveon) ； Nalco 1141 胶体二氧化硅 (Nalco) 0062 粘合剂 4 HyCar 胶乳 (Noveon) 0063 吸热填料 5 三水合铝 (Alfa Aesa) 0064 用于多层防火材料的配方成分被合并、 混合并根据以上所描述的方法成型为片 材。简言之， 制备含有 ISOFRAX 纤维和粘合剂用于制造纤维层的第一液体浆料， 和制备含有 ISOFRAX纤维、 粘合剂和吸热材料用于制造吸热层的第二液体浆料。 将第一液体浆料沉积到 基底上， 并自基底上的第一浆料。
44、除去一部分液体， 以形成第一纤维层。 将第二液体浆料沉积 到第一纤维层上以致在第一纤维层上形成吸热层。自第二层除去一部分液体， 并将这些层 干燥， 以形成多层防火材料。 0065 多层防火片材可具有在约 100- 约 6000g/m2范围内的基重。根据其它实施方案， 片材可具有在约 500- 约 3000g/m2范围内的基重。 0066 不使用辅助或单独应用的粘合手段， 多层防火材料的层被粘合在一起而， 并且可 得到处理而不断裂或破裂。实施例 1 的材料为柔性， 实施例 2 的材料为刚性。这些极端事 物用于证实该材料可依材料所要求的应用而定， 制造为柔性材料、 制造为刚性材料或制造 为半刚性材。
45、料。 0067 火焰测试 0068 多层防火材料的阻燃性使用火焰测试得到评价。 多层防火材料的测试样本被切割 或成型， 对于侧壁测试量度为约 18 x22， 对于顶棚测试为 24 x24。样本在使用烃试 验曲线的 24 x24燃气试验炉中测试。 0069 制备比较实施例1， 用于相对于实施例2和3作为对照进行测试的目的。 比较实施 例 1 未配备吸热层。实施例 2 和 3 具有相同组成但是多层防火材料的定向不同。将实施例 2 定向以致材料的吸热层面对欲保护物品的冷侧 ( 无火侧 )。在实施例 3 中， 将材料定向以 致吸热层面对欲保护物品的热侧 ( 火侧 )。 0070 多层防火材料的火焰测试。
46、结果在以下得到阐述 ： 0071 说 明 书 CN 102741377 A 10 8/8 页 11 比较实施例 1 ： .7/50mm 柔性 /10mm 空气 本发明实施例 2 ： .7/8mm 吸热 /40mm 柔性 /10mm 空气 本发明实施例 3 ： .7/40mm 柔性 /8mm 吸热 /10mm 空气 0072 图 1 证实包括吸热层的防火材料对火焰测试结果的影响， 和在欲保护物品的火侧 或无火侧安置吸热层对火焰测试结果的影响。具有纤维层但是没有吸热层的 50mm 板与包 含纤维层和 8mm 吸热层的等效 40mm 多层防火板相比较。将多层板置于欲保护物品的火侧 和无火侧两者。 结。
47、果显示具有纤维层和吸热层的多层板与仅具有纤维层的防火板相比较对 火焰测试表现更好。当在欲保护物品的无火侧安置吸热层时观察到最佳结果， 即冷面温度 上升最低。火焰测试在平直壁上进行。在封闭的管道系统中， 吸热层的优点预计将更加引 人注目。 0073 防火材料特别可用作紧密包装以保护电缆和管道， 在有限的空间区域比如机体结 构中具有特殊重要性。 0074 尽管多层防火材料和用于制备它们的方法已经结合多种例证性的实施方案得到 描述， 应该理解， 可使用其它类似的实施方案， 或者对所描述的实施方案可作出改变和增 添， 用以实施本文所公开的相同功能而不由此背离。以上所描述的实施方案不一定在备选 方案中， 因为各种实施方案可结合以提供所要求的特性。 因此， 多层防火材料和方法不应限 于任何单一的实施方案， 而是根据附加权利要求的陈述而在宽度和范围上作出解释。 说 明 书 CN 102741377 A 11 1/1 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 102741377 A 12 。