多层防火材料制造技术

用于防火应用的柔性或刚性多层材料。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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
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。背景对于在着火时保持管道完整性和防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工作。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。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)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。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。附图简述图I为描绘吸热材料和位置对本专利技术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。详细描述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。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；(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。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。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80-约100重量％无机纤维的纤维层；和(b)包含约I-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。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％粘合齐U、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。 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)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。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。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。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。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5_，并且平均纤维直径范围为约0. 5 u m-约12 u m。有用的耐火氧化招-二氧化娃陶瓷纤维可自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°C，熔点至高达约1870°C。根据某些实施方案，可用于该实施方案的耐火陶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。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%为有机胶乳粘合剂形式。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毪、垫或纸形式得自Unifrax I LLC(Niagara Falls,纽约)。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％ Si02。纤维可包含约50重量％ Al2O3和约50重量％ Si02。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％ MgO0 E-玻璃纤维通常包含约52重量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·维尔斯比基，K·B·米勒，J·A·费尔南多，
申请(专利权)人：尤尼弗瑞克斯I有限责任公司，
类型：发明
国别省市：