ES2249025T3

ES2249025T3 - Cerramiento de espuma y paneles aislantes hechos de el.

Info

Publication number: ES2249025T3
Application number: ES99945214T
Authority: ES
Inventors: Charles J. Horner, Jr.; Frank S. Franzyshen; Murray S. Sherman
Original assignee: Building Materials Investment Corp
Current assignee: Building Materials Investment Corp
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2019-08-26
Also published as: CA2340451C; DK1115562T3; WO2000014358A3; AU5786699A; CA2340451A1; ATE303245T1; EP1115562A4; WO2000014358A2; DE69927038D1; DE69927038T2; EP1115562B1; EP1115562A2; JP2002524316A

Abstract

Cerramiento que contiene baja fibra de vidrio flexible adecuado para su uso en la construcción de edificios y que contiene sobre una base de peso en seco menos del 50% en peso de fibra, que comprende un sustrato de estera de fibra no asfáltica y no celulósica de entre 254 y 762 x 10-3 mm (10 y 30 mils) de espesor, cuyo sustrato de estera está en contacto con un recubrimiento de superficie de la estera de 127 a 2540 x 10-3 mm (5 a 100 mil) de espesor, obteniéndose dicho recubrimiento a partir de una mezcla acuosa espumada entre 15-80% en peso que contiene, sobre una base de peso en seco, (a) entre un 15 y un 80% en peso de látex polimérico tixotrópico, (b) entre un 0, 01 y un 80% en peso de relleno inorgánico y (c) entre un 0, 5 y un 10% en peso de un sulfactante orgánico.

Description

Cerramiento de espuma y paneles aislantes hechos de él.

Los laminados aislantes rígidos de espuma polimérica se han utilizado durante muchos años por parte de la industria de la construcción. Los usos incluyen tableros comerciales de aislamiento de techos utilizados bajo un techo reforzado con membranas asfálticas (BUR) así como bajo varias telas de membranas individuales tales como caucho EPDM, PVC, membranas de betún asfáltico modificado y similares. Otros usos incluyen aislamiento de residencias, como cubiertas bajo revestimientos exteriores, y como aislamiento del techo bajo placas asfálticas y tejas de concreto.

Dicho aislamiento con frecuencia toma la forma de un material con núcleo de espuma polimérica termoestable tal como poliuretano, poliisocianurato, poliuretano modificado poliisocianurato (llamado con frecuencia como poliiso) o resina fenólica, aplicado entre dos láminas encaradas.

Estos tableros aislantes generalmente se fabrican en líneas de producción donde una mezcla química líquida del núcleo se vierte sobre un cerramiento inferior, haciendo espuma hasta entrar en contacto con un cerramiento superior en un laminador de ascenso restringido. La reacción de la mezcla química que causa la producción de espuma es generalmente exotérmica, ya que el curado a través de polimerización y reticulación se produce en el laminador. En el caso de tableros de aislamiento de poliisocianurato, la reacción exotérmica de curado dura bien dentro del tiempo en que los tableros rígidos se cortan, se apilan y se almacenan. La reacción exotérmica puede durar tanto como 4 días y la mezcla puede alcanzar temperaturas tan altas como 163ºC (325ºF).

Las propiedades deseables para los cerramientos incluyen flexibilidad, gran resistencia a la tensión y a la rotura y resistencia a la degradación térmica. La porosidad del cerramiento debe ser baja y el grosor de la cubierta del cerramiento debe ser suficiente para evitar el goteo de las sustancias químicas líquidas antes de la formación de espuma. Adicionalmente, los cerramientos deben mostrar buena adhesión al núcleo aislante de espuma y ser inertes a sustancias químicas extrañas que pueden estar presentes en la mezcla, especialmente a agentes sopladores que también puede comportarse como solventes. Los agentes de hinchamiento actualmente en uso incluyen clorofluorocarbonos como HCFC-141b y R-22 así como hidrocarburos tales como n-pentano, ciclo-pentano e iso-pentano.

Un problema que ha asociado la industria del poliiso ha sido un fenómeno llamado "deslaminado a baja temperatura". Este fenómeno se produce en áreas de baja temperatura donde los tableros de aislamiento que salen de la línea de producción se enfrían antes de que puedan estar "curados para apilado". En el peor de los casos, la capa de núcleo de espuma poliiso más cercana al cerramiento se enfría, sofocando la reacción de curado y dejando una capa quebradiza. Con frecuencia esto conduce a la cizalladura de la capa del núcleo o al deslaminado del cerramiento. Ha sido práctica de los fabricantes colocar una capa de cartón corrugado sobre la superficie superior del cerramiento del tablero superior y bajo la superficie inferior del cerramiento del tablero de fondo en la pila, para retener el calor exotérmico y evitar la posterior delaminación. De esta manera, un cerramiento que aísla de manera inherente y retiene el calor durante el curado en la pila reduciría materialmente los incidentes de delaminación a temperaturas frías y eliminaría la necesidad del costoso aislamiento de cartón.

Después de que estos tableros de aislamiento de polímero espumado se curen, corten y se envíen a su lugar de uso, el cerramiento ha de proporcionar estabilidad mecánica, así como resistencia al agua y a la climatología, al instalarse, se pueden exponer a lluvia persistente, alta humedad, luz ultravioleta y calor excesivo. Además, los cerramientos han de ser resistente a las perforaciones y las marcas para sobrevivir a su taladrado y a que se camine sobre el mismo. El soporte de temperaturas de hasta 260ºC (500ºF), como se encuentran en aplicaciones de asfalto caliente, así como la resistencia a los efectos nocivos de los solventes adhesivos usados en aplicaciones de membrana de techado de chapa única mientras se unen firmemente a los propios adhesivos son también propiedades importantes del cerramiento.

Tradicionalmente, los materiales de los cerramientos han incluido fieltros celulósicos saturados de asfalto, esteras de fibra de vidrio, esteras de fibra de vidrio recubiertas con una emulsión de asfalto, lámina de aluminio/Kraft/lámina, fieltros celulósicos modificados de fibra de vidrio, esteras de vidrio sobre las que se han extrusionado películas poliméricas, y esteras de vidrio recubiertas con recubrimientos de látex polimérico y ligando inorgánico. Sin embargo, todos estos materiales tiene por lo menos una propiedad no deseada. Por ejemplo, los productos que contienen asfalto no son compatibles con las membranas de techado de chapa única de PVC. Las esteras de fibra de vidrio están sometidas a un infiltrado excesivo de los productos químicos del núcleo que se puede espumar. Los cerramientos y las láminas de aluminio reflejan calor en la espuma durante el procesamiento, que provoca la disrupción de la estructura de las celdas, la delaminación y la deformación. Además, el enfundado de la lámina recubierta y la extrusión o laminación de una película de polímero a las superficies de la estera de vidrio son costosos. Específicamente, se ha encontrado que las esteras de vidrio recubiertas con mezclas de látex polimérico y ligando inorgánico son frágiles; por el contrario, los fieltros celulósicos modificados de fibra de vidrio son susceptibles de absorción de la humedad, agravando la deformación del tablero en ambientes húmedos o mojados.

Otros cerramientos que se han utilizado para cubrir cerramientos de tableros de base y aislamiento incluyen los descritos en las patentes US-5.776.841 y US-5.717.012, que son principalmente fieltros.

La patente US-5.001.005 describe una lámina de recubrimiento compuesta por fibras de vidrio y un ligando no asfáltico. El cerramiento contiene un 60-90% de fibras de vidrio, cuyo alto contenido de fibra no proporciona una unión suficiente para cerrar los poros de la lámina o para proporcionar la resistencia laminar deseada. La patente US-5.102.728, que describe un sustrato de estera de vidrio recubierto con un látex polimérico mezclado con una emulsión de asfalto, se refiere a un producto que no es solamente incompatible con las membranas de techo de PVC, sino que también requiere espesores de recubrimiento excesivos para reducir su alta porosidad. En consecuencia, este producto es muy costoso. La patente US-5.112.678 describe un cerramiento preparando mediante la aplicación a una estera de fibra de vidrio un látex polimérico fluido y un recubrimiento de ligando inorgánico. El producto resultante es algo frágil y es susceptible de un grado de filtrado químico indeseable. Las patentes US-5.698.302 y US-5.698.304 describen cerramientos donde se laminan o extrusionan películas de polímero sobre una estera de fibra de vidrio. Esta aproximación no es solamente costosa, sino que como también los polímeros con retardantes de llama minerales convencionales no se extrusionan bien, se ha de sacrificar algún grado de resistencia a la inflamabilidad.

En consecuencia, es un objetivo de la presente invención solucionar los inconvenientes y las deficiencias anteriores y proporcionar un cerramiento que se produzca de manera económica mediante un procedimiento comercialmente factible.

También es un objetivo proporcionar un cerramiento mecánicamente estable adecuado para la fabricación de tableros de aislamiento que resista delaminación a bajas temperaturas y que tenga una tolerancia superior a los efectos de la climatología.

Otro objetivo es proporcionar un cerramiento que presente una adhesión superior a espuma poliiso de un material de núcleo de un tablero de aislamiento.

Estos y otros objetivos y ventajas de la invención se harán evidentes a partir de la descripción adjunta.

Descripción de la invención

El cerramiento no asfáltico y no celulósico de la presente invención comprende un sustrato de estera fibroso preformado seco sobre el que se recubre una composición preespumada que contiene un polímero de látex tixotrópico natural o sintético, un sulfactante y un relleno mineral inorgánico. La composición puede contener opcionalmente hasta un 15% en peso aproximadamente de aditivos externos, que incluyen un retardante de llama, tinte, espesador, agente reductor de la porosidad, estabilizadores térmicos y/o UV y similares, para proporcionar un producto de cerramiento espumado que tiene, sobre una base de peso en seco, menor del 50% de fibra en la estera. El producto de cerramiento preferido contiene del 30 al 46% en peso de fibra en la composición que consiste en fibra de estera con ligando y látex en la mezcla del recubrimiento.

Descripción detallada de la invención

Generalmente, la composición de recubrimiento espumada aplicada a la estera preformada contiene sobre una base de peso en seco entre un 15 y un 80% en peso de látex polimérico tixotrópico, entre un 0,01 y un 80% en peso de relleno, entre un 0,5 y un 10% en peso de sulfactante de soporte de espuma y entre un 0 y un 15% en peso de aditivos externos.

Las fibras de la estera utilizadas en la presente invención incluyen cualquiera de tipo no celulósico, tales como fibras de vidrio, poliéster, polipropileno, copolímeros poliéster/polietileno/ teraftalato, tipos híbrido tales como fibras de polietileno/vidrio y otras fibras no celulósicas convencionales. Se prefieren esteras que tienen fibras de vidrio en orientación aleatoria para su resistencia al calor generado durante la fabricación de los tableros de aislamiento y la resistencia a la llama en el producto acabado.

Las esteras fibrosas de la invención, generalmente de entre 254 y 762 x 10^{-3} mm (10 y 30 mils) de espesor, contienen convencionalmente un ligando que se incorpora durante la formación de la estera para fijar las fibras en una malla sólida de autosoporte y para evitar la pérdida de fibras durante el posterior procesamiento y manipulación. Estos ligandos incluyen resinas de fenol, melamina y/o urea-formaldehído o mezclas de las mismas. Las más preferidas son las esteras que tienen fibras de vidrio en el rango de entre 3 y 20 micrones, más deseablemente entre 10 y 18 micrones, de diámetro y una longitud de entre 0,64 cm y 4,45 cm (0,25 a 1,75 pulgadas), más deseablemente una longitud de 1,91 a 3,81 cm (0,75 a 1,5 pulgadas).

Los rellenos útiles en la presente mezcla de recubrimiento incluyen tipos inorgánicos convencionales tales como arcillas, mica, talco, caliza, caolín, otros polvos de piedra, yeso, silicato de aluminio (por ejemplo Ecca Tex 561), trihidrato de aluminio retardante de llama, sulfamato de amonio, óxido de antimonio, silicato de calcio, sulfato de calcio, y mezclas de los mismos.

Los sulfactantes utilizados en la composición de recubrimiento son tipos orgánicos adecuados para estabilizar entramados, tales como por ejemplo, sales de amonio de un ácido graso C_{10} a C_{22}, por ejemplo estearato de amonio (STANFAX 320). Se pueden utilizar uno o más sulfactantes en la composición de recubrimiento para promover la formación de espuma y para mantener la estructura de la espuma de recubrimiento antes del curado.

El componente de látex de la composición de recubrimiento incluye polímeros de látex de caucho natural, así como entramados sintéticos que incluyen copolímeros de estireno y butadieno y resinas de base acrílica. Ejemplos representativos de estos son cloruro de polivinilo, ésteres de estireno/acrílico o metacrílico, cloruro de etileno/vinilo y poliuretano, poliisopreno, cloruro de polivinilideno, cloruro de acetato de polivinilo/polivinilo y cauchos sintéticos tales como SBS, SBR, neopreno, etc. y cualquier otro polímero de látex tixotrópico y mezclas de los anteriores.

La mezcla de recubrimiento de la estera de la invención se obtiene a partir de una emulsión, dispersión o suspensión acuosa al 15-80% en peso espumada, que se preespuma mediante la incorporación de aire en la mezcla líquida acuosa, por ejemplo soplando o mezclando, con agitación vigorosa en presencia o ausencia de un agente de soplado convencional. La composición aireada espumada se recubre a continuación a un espesor de entre 126 y 2540 x 10^{-3} mm (5 a 100 mils) sobre la superficie de la estera preformada bajo condiciones ambientales usando una hoja de cuchillo, un rodillo o cualquier otro procedimiento conveniente de aplicación. En un aspecto, la estera recubierta de espuma se seca a continuación por debajo de su temperatura de curado para proporcionar un producto de autosoporte espumado que tiene un espesor de recubrimiento reducido de hasta 2286 x 10^{-3} mm (90 mils) que se adhiere a la superficie de la estera. En otro aspecto, la estera recubierta espumada se seca y se cura simultáneamente.

El producto de cerramiento resultante de la presente invención es deseablemente flexible y posee una baja permeabilidad a productos químicos líquidos usados para núcleos de aislamiento, así como una superior estabilidad dimensional y una alta resistencia a la tracción después del curado. Este producto, que comprende la estera que tiene un recubrimiento de superficie adherido de un látex/relleno/sulfactante preespumado, se puede suministrar directamente a la fabricación del tablero de aislamiento, por ejemplo un laminador de elevación restringida, en el que la superficie de fibras no recubierta de la estera contacta con por lo menos una superficie expuesta de un núcleo no elastomérico termoestable espumado o que se puede espumar en la fabricación de un tablero de aislamiento tal como se describe a continuación.

Tal como se ha indicado anteriormente, el recubrimiento espumado del presente cerramiento se puede formar en ausencia o presencia de un agente de soplado para proporcionar una composición de densidad reducida, cuya densidad se puede reducir desde por encima de unos 2 g/cm^{3} (g/cc) hasta un mínimo de 0,15 g/cm^{3} (g/cc). Ventajosamente, la consistencia de la espuma es tal que la mezcla de recubrimiento no penetra a través de la estera y, de una manera ideal, simula la consistencia de la crema de afeitar.

Generalmente, la cantidad de aire incorporado en la mezcla que se puede espuma antes del recubrimiento está comprendida entre un 5% y un 80% en volumen aproximadamente para una consistencia óptima y la mezcla espumada resultante tiene aberturas de burbujas suficientemente pequeñas para inhibir que el líquido fluya a través de la estera.

Aplicando una película o laminando una capa de resina o polímero impermeable sobre la superficie espumada, para proporcionar un elemento de cerramiento con tres capas, se puede proporcionar una superficie totalmente impermeable al líquido sobre el cerramiento, en casos especiales donde esto se desea. Un recubrimiento de sellado superior de un látex no espumado es adecuado para este propósito. Alternativamente, se puede usar un termoplástico tal como polvo de polietileno o cuentas de poliestireno no expandido como relleno que se funde a las temperaturas de secado/curado para cerrar substancialmente todos los poros del recubrimiento impermeable. También se pueden usar excipientes y aditivos expansibles tales como celulosa para este propósito; aunque el uso de un recubrimiento de sellado no es necesario ni se recomienda. Otros procedimientos para conseguir el propósito similar incluyen el uso de menos aire durante el espumado, la omisión o el uso de menos relleno inorgánico en la composición de recubrimiento, el calandrado y/o grabado de la superficie espumada mediante contacto con un rodillo o una placa de presión caliente. Otro procedimiento para producir la superficie totalmente impermeable implica la formación de la espuma sobre la superficie lisa de un material de liberación convencional y a continuación contactar la estera con la superficie opuesta de la espuma. Se puede utilizar una combinación de cualquiera de las opciones anteriores para propósitos especializados, si se desea.

En el presente caso, el cerramiento de la invención, que tiene un recubrimiento celular espumado, contiene energía exotérmica latente y tiene una capacidad calorífica potencial mayor al entrar en el laminador; de esta manera, disminuyendo el tiempo de curado de laminación y prolongando la generación de calor, actuando como un aislante durante el curado en la pila posterior al curado. Esta ventaja elimina la necesidad de elementos de retención del calor en la parte superior e inferior de la pila y reduce de manera significativa el problema anterior de la susceptibilidad del tablero a la delaminación a baja temperatura. Adicionalmente, donde el recubrimiento espumado sobre el cerramiento se seca y/o cura, la resistencia de la unión entre las fibras no recubiertas y el material del núcleo en el producto resultante se mejora debido a la reducida penetración de la mezcla de recubrimiento en la estera por razón de su estado preespumado. Donde la espuma del cerramiento está completamente curada antes de entrar en el laminador, el material del núcleo se vierte sobre la superficie fibrosa no recubierta del cerramiento o se lamina a la misma con adhesivo o un agente de unión.

Cualquier presión que se pueda aplicar durante la laminación en la fabricación del tablero de aislamiento es menor que la requerida para provocar una reducción del 50% del espesor del recubrimiento del cerramiento espumado y es insuficiente para producir daños o roturas en las fibras de la estera en el producto de tablero de aislamiento acabado.

El peso del presente cerramiento puede variar entre 40 y 300 g/metro cuadrado y la lámina del cerramiento espumado puede tener un espesor de hasta 2540 x 10^{-3} mm (100 mils) dependiendo de la preferencia del consumidor. Para ciertos propósitos que demandan cerramientos más duros, se pueden seleccionar entramados que se puedan reticular.

La presente composición de recubrimiento de látex puede contener además una cantidad menor, de hasta el 15%, preferiblemente menos del 3% en peso aproximadamente, de un agente de espesamiento convencional, por ejemplo un espesante de polímero acrílico, por ejemplo ACRYSOL ASE 95NP y/o 60NP) y similares. También se pueden incluir otros excipientes inertes tales como un estabilizador UV o térmico, un agente de coloración convencional, un agente de texturizado, un agente de refuerzo o reticulación (por ejemplo resina CYMEL 303) y/o un agente soplante, en la mezcla de recubrimiento; aunque se prefiere la adición de estos aditivos en una cantidad menor de menos del 2% en peso.

Los tableros de aislamiento, para los cuales el presente cerramiento es particularmente adecuado, comprenden núcleos de espuma termoestable o termoplástico convencional, tal como núcleos de poliuretano espumado o poliisocianurato modificado con poliuretano o fenol-formaldehído dispuestos entre un par de elementos de cerramiento que se laminan a las superficies del núcleo. También se pueden utilizar otros compuestos químicos espumables no elastoméricos, tales como cloruro de polivinilo, poliestireno, polietileno, polipropileno, y otros utilizados de manera convencional como material de núcleo como el núcleo del tablero de aislamiento de la presente invención. Núcleos espumados rígidos de este tipo se describen por ejemplo en la patente US-4.351.873.

Los presentes cerramientos son también adecuados para forrar una base lateral generalmente de un espesor de hasta unos 2,54 cm (1 pulgada) y están compuestos de un material de núcleo no elástico de un producto químico o de una mezcla química similar a la del núcleo de aislamiento. El uso de un cerramiento instantáneo elimina la necesidad de caras laminares caras que soportan y reflejan calor y a menudo provocan la deformación y el deterioro de la cubierta de madera. Además, las caras laminares y similares se pinchan fácilmente, lo cual provoca el ataque de la humedad.

En la fabricación del aislamiento, se pasa un rollo del presente producto laminar de cerramiento espumado, con un superficie de fibra no recubierta opuesta a la superficie del núcleo, a una zona de laminación. El producto químico precursor de espuma del núcleo del tablero o la mezcla de productos químicos se puede verter sobre la superficie de fibra no recubierta de la lámina del cerramiento o el núcleo del tablero de aislamiento se puede preespumar a una consistencia de autosustentación. En una realización, un primer cerramiento de la presente invención, con su superficie no recubierta en contacto con el núcleo, se coloca debajo del núcleo. La superficie de la fibra de un segundo cerramiento se coloca y se separa sobre el núcleo para permitir la expansión del núcleo, por ejemplo en un laminador de elevación restringida, donde el conjunto sufre una reacción exotérmica y se inicia el curado. Durante la operación de curado, el material del núcleo se espuma y se eleva para acoplarse con la superficie inferior no recubierta del segundo cerramiento. Debe entenderse que uno del primer o segundo cerramientos puede ser de la misma o de diferente composición que el de la presente invención; aunque se prefiere que estos dos cerramientos sean los de la invención aquí descrita. Más específicamente, una de las láminas del cerramiento se puede seleccionar entre las utilizadas de manera convencional, tal como por ejemplo una lámina de fieltro híbrida de celulosa o celulosa-vidrio, perlita, lámina de aluminio, láminas multilaminadas de hoja o Kraft, esteras de fibra de vidrio recubiertas o no recubiertas; aunque la segunda lámina del cerramiento de la presente invención mejora las ventajas aquí descritas. Como la espuma del núcleo se extiende sobre la superficie fibrosa de la primera lámina del cerramiento que entra en el laminador, sufre una reacción exotérmica que puede alcanzar una temperatura de hasta 93ºC (200ºF). La espuma del núcleo se eleva para contactar con la superficie inferior del segundo cerramiento y se endurece sobre la misma; proporcionando así un núcleo de espuma de aislamiento rígido interpuesto o intercalado entre dos láminas de cerramiento. El producto resultante se puede cortar a continuación en tableros del tamaño y forma deseados. El calor de la reacción exotérmica que implica la reticulación y la polimerización, se autogenera en el laminador y en el apilado posterior de los tableros de aislamiento para asegurar el curado completo del núcleo y del recubrimiento de superficie del cerramiento. Las temperaturas durante el apilado pueden elevarse hasta unos 163ºC (325ºF) durante un periodo de hasta 4 días.

Como otra realización que implica la operación anterior, la colocación superior e inferior de las láminas del cerramiento se puede invertir de manera que el cerramiento de la presente invención se suministre y se separe sobre un cerramiento convencional de una manera tal que su superficie fibrosa no recubierta esté encarada con el producto químico del núcleo de aislamiento espumable que se contacta sobre su superficie inferior con otra lámina del cerramiento. Este último procedimiento se practica donde hay una lámina rígida, como en un tablero de perlita o partículas como opuesto al cerramiento flexible de la presente invención, que se puede suministrar al laminador como un rollo continuo. En este caso, el producto químico del núcleo de aislamiento espumable está forrado sobre el elemento del cerramiento rígido y se eleva para acoplarse a la superficie fibrosa no recubierta del presente cerramiento.

El látex de la presente capa de superficie del cerramiento que, debido a su espuma de látex comparativamente gruesa, y baja relación entre la fibra y el látex del recubrimiento, retiene de una manera más eficiente el calor entre las capas del rollo. De esta manera, se puede completar la laminación del núcleo más rápidamente y realizar el apilado sin daños al laminado. Además, se ha encontrado ahora que esta retención de calor durante el curado mejora la unión del núcleo y reduce de manera significativa la posterior "delaminación a baja temperatura" en el producto, que se provoca por el fallo del curado completo de la capa superior debido a su exposición a una temperatura más fría durante el apilado después de abandonar el laminador.

Los tableros de aislamiento que incorporan los presentes cerramientos son útiles en el aislamiento comercial de techos, forrado de paredes residenciales o comerciales, etc. Dependiendo del uso deseado, el presente tablero de aislamiento tiene un espesor del núcleo que puede variar ampliamente, por ejemplo entre 1,27 y 10,2 cm (0,5 y 0,4 pulgadas) o más.

En la discusión anterior, será evidente que también es posible formar el núcleo de aislamiento de manera separada, es decir, ausente el contacto con las fibras de un cerramiento, y unir posteriormente uno o más de los presentes cerramientos al núcleo usando adhesivos adecuados. En general, las enseñanzas de la patente US-4.351.873 son aplicables a la formación de núcleos de espuma rígidos y la adhesión de las láminas del cerramiento a por lo menos una superficie de estos núcleos.

El poliuretano y el poliisocianurato se utilizan comúnmente como materiales del núcleo; aunque también se usan otros productos químicos espumables no elastoméricos. Ejemplos de estos últimos incluyen cloruro de polivinilo, poliestireno, resinas fenólicas y similares.

Los cerramientos y los productos de tablero de aislamiento de la presente invención presentan una resistencia a la tracción significativamente mayor que los que contienen del 60 al 90% en peso de fibras. Los presentes cerramientos también poseen resistencia a la rotura a bajas temperaturas y una estabilidad dimensional y un retraso de la llama excepcionalmente superiores. Debido a un resistencia y flexibilidad superiores, el presente cerramiento puede encontrar más aplicaciones, tales como recubrimiento no laminar y no deslumbrante, como base única, láminas de separación o barrea y similares.

Ejemplo 1

Un cubo de metal de 473 ml con un mezclador de baja cizalladura se utilizó para combinar un 51,5% de solución acuosa de un látex acrílico autoreticulable (Rohm & Haas, E-693), un 23,5% fango de arcilla acuosa (Ecca Tex 561), una mezcla de agente de reticulación de melamina (CYMEL 303), un estabilizador de espuma de estearato de amonio (STANFAX 320), un agente de espesado de polímero acrílico (Acrysol ASE 95NP) y pigmento de negro de carbono en las cantidades mostradas en la Tabla 1 adjunta. Los ingredientes anteriores se mezclaron completamente durante unos 10 minutos y a continuación se espumaron usando una mezcla Kitchen Aid de alta velocidad para producir una espuma que tenía una densidad de 0,2 (g/cc) g/cm^{3}. La viscosidad Brookfield de la mezcla espumada, usando un eje LVT \alm{1}4 a 30 rpm, era de 1.500 cps.

TABLA 1

Ingrediente	% Sólidos	Base Partes en Mojado	Base Partes en Seco
Látex acrílico	48,5	100	48,50
Fango de kaolín	76,5	90	68,85
CYMEL 303	100	1,5	1,50
STANFAX 320*	33	8,0	2,64
Acrysol ASE 95NP
Agua (1/1 mol)	9,3	0,8	0,07
Negro de carbón	33	0,45	0,15
*estearato de amonio

La mezcla de látex espumado anterior se recubrió sobre la superficie superior de una estera de fibra de vidrio preformada que contiene un 27,5% en peso de ligando de urea-formaldehído y que tiene un 72,5% en peso de filamentos de 3,18 cm (1¼ pulgadas) de largo de promedio de 15,9 micrones de diámetro promedio. El recubrimiento se realizó usando un ajuste de calibrador de bajada Gardner para conseguir un espesor de recubrimiento de 762 x 10^{-3} mm (30 mils) sobre la estera. La muestra resultante se secó en un horno a 125ºC durante 3 minutos y a continuación se curó a 150ºC durante 3 minutos adicionales.

Las propiedades de la muestra del cerramiento anterior se compararon con las de las muestras comerciales A, B y C, y los resultados fueron como se indican en la Tabla 2.

Ejemplo 2

Se repitió el Ejemplo 1 excepto que el acrílico autorreticulable (RHOPLEX B-959) se sustituyó por látex (E-693) y la mezcla preespumada seca sobre la estera no se curó. La mezcla no espumada de este ejemplo tenía una viscosidad Brookfield de 3.600 cps.

La estera recubierta con espuma no curada de este ejemplo se introdujo en un laminador, en el que la fibra no recubierta bajo la superficie de la estera se contactó con un núcleo de poliuretano/isocianurato espumado de un tablero de aislamiento y se inició el curado simultáneo de la espuma de la estera y el núcleo. Después de 1-2 minutos en el laminador, a una temperatura de unos 120º a 200ºC, el tablero laminado se cortó en tableros de 122 x 244 cm (4 x 8 pies) y los cuadrados de tablero se apilaron en unidades de 25 elementos para completar el curado durante un periodo de 2,5 días.

Ejemplo 3

Se repitió el Ejemplo 1 excepto en que se añadió unos 45 g adicionales de trihidrato de aluminio (ALCOA GRADE C-320) a la mezcla de recubrimiento para aumentar el retardo de llama del cerramiento. La viscosidad Brookfield de la mezcla no espumada era de 2.200 cps y la espuma tenía una densidad de 0,23 (g/cc) g/cm^{3}.

Los cerramientos convencionales más comúnmente utilizados son esteras de fibra de celulosa no recubiertas que pueden o no estar reforzadas con una cantidad menor de fibras de vidrio. En la Tabla 2, los Ejemplos A y B representan este tipo. El Ejemplo A está reforzado con un 18% de fibras de vidrio de 3,2 cm (1¼ pulgadas) de largo, el Ejemplo B está reforzado con un 13% de menos de fibras de vidrio de 0,32 cm (1/8 pulgadas) de largo.

Otro tipo de cerramiento que ha tenido éxito comercial comprende una estera de vidrio sobre la que se ha extrusionado un recubrimiento de polietileno. Un cerramiento de este tipo está representado como Muestra C.

Las propiedades de todos los cerramientos en los ejemplos anteriores se indican en la Tabla 2 adjunta.

TABLA 2

Propiedad	Ejemplo 1	Ejemplo 2	Ejemplo 3	Comercial A	Comercial B	Comercial C
Peso Base
Lbs/480 Pie	13,1	13,1	15,27	19,6	22,0	11,2
Cuad. g/m^{2})	(133,3)	(133,3)	(155,4)	(1199,5)	(223,9)	(114,0)
Calibre	(35)	(35)	(35)	(18)	(18)	(13)
(mils)(ASTM
D-146-90)
% Fibras	41,6	41,6	35,7	90	90	68,3

Resistencia tracción Lbs/pulg. (g/m^{2})

MD	45,8	44,6	45,4	29,8	42,8	33
	(819,4)	(797,9)	(812,2)	(533,1)	(765,7)	(590,4)
CMD	44,9	33,1	30,2	18,5	17,6	- -
	(803,3)	(592,2)	(540,3)	(331,0)	(314,9)

Resistencia cizalladura Elmendorf, fuerza-g (ASTM D-698-79)

MD	390	387	384	238	132	- -
CMD	457	518	433	395	167	- -
Resistencia
rotura	60	- -	- -	30	27	- -
Mullen

Estabilidad dimensional (% expansión seco a mojado)

MD	0,02	0,02	0,02	0,13	0,30	- -
CMD	0,02	0,02	0,02	0,69	1,80	- -

Los ejemplos anteriores son representativos y se entenderá que se pueden realizan muchas alteraciones y sustituciones en los mismos sin apartarse del ámbito de la presente invención. Se hace referencia a la definición de la invención en las reivindicaciones.

Claims

1. Cerramiento que contiene baja fibra de vidrio flexible adecuado para su uso en la construcción de edificios y que contiene sobre una base de peso en seco menos del 50% en peso de fibra, que comprende un sustrato de estera de fibra no asfáltica y no celulósica de entre 254 y 762 x 10^{-3} mm (10 y 30 mils) de espesor, cuyo sustrato de estera está en contacto con un recubrimiento de superficie de la estera de 127 a 2540 x 10^{-3} mm (5 a 100 mil) de espesor, obteniéndose dicho recubrimiento a partir de una mezcla acuosa espumada entre 15-80% en peso que contiene, sobre una base de peso en seco, (a) entre un 15 y un 80% en peso de látex polimérico tixotrópico, (b) entre un 0,01 y un 80% en peso de relleno inorgánico y (c) entre un 0,5 y un 10% en peso de un sulfactante orgánico.

2. Cerramiento según la reivindicación 1, en el que la fibra de dicha estera es fibra de vidrio.

3. Cerramiento según la reivindicación 2, en el que dichas fibras tienen un diámetro promedio entre unos 3 y unos 20 micrones y una longitud de entre 0,64 y 4,5 cm (0,25 y 1,75 pulgadas).

4. Cerramiento según la reivindicación 1, en el que (c) es una sal de amonio de un ácido graso C_{10} a C_{22}.

5. Cerramiento según la reivindicación 6, en el que (c) es estearato de amonio.

6. Cerramiento según la reivindicación 1, en el que dicho látex de la mezcla de recubrimiento es una resina de base acrílica.

7. Cerramiento según la reivindicación 1, en el que dicha mezcla de recubrimiento contiene adicionalmente hasta un 15% en peso de un excipiente seleccionado entre el grupo de un espesador, un agente colorante, un agente texturizante, un estabilizador de luz UV, un estabilizador térmico, un retardante de llama, un agente de resistencia a la climatología y un agente soplador.

8. Cerramiento según la reivindicación 7, en el que un estabilizador UV está presente en una cantidad de hasta un 2,5% en peso de la mezcla.

9. Cerramiento según la reivindicación 1, en el que el cerramiento contiene entre un 30 y un 46% en peso de fibra.

10. Cerramiento según la reivindicación 1, en el que dicho recubrimiento tiene una densidad de entre unos 0,1 y unos 4 g/cm^{3} (g/cc).

11. Procedimiento para preparar el cerramiento según la reivindicación 1, que comprende:

(a) formar una mezcla acuosa entre un 15 y un 80% en peso de dicha composición de recubrimiento;

(b) espumar dicha mezcla a una consistencia de autosustentación;

(c) aplicar un recubrimiento uniforme de 127 a 2032 x 10^{-3} mm (5 a 80 mil) de la mezcla espumada a una superficie de dicha estera;

(d) secar la estera resultante; y

(e) recuperar la estera seca recubierta con espuma que tiene una concentración de fibra por debajo del 50% en peso como el producto del procedimiento.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que el cerramiento recubierto con espuma se seca y se cura y a continuación se hace pasar a un laminador para su laminación en un núcleo de tablero de aislamiento no elástico.

13. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que el cerramiento recubierto con espuma se seca por debajo de su temperatura de curado y se hace pasar a continuación a un laminador donde la espuma seca se hace contactar con un núcleo de tablero de laminación no elástico y se cura sobre el mismo.

14. Base lateral que tiene un núcleo no elástico convencional laminado con un cerramiento según la reivindicación 1.

15. Tablero de aislamiento que tiene un núcleo no elástico laminado sobre una superficie a una estera no asfáltica y no celulósica que contiene baja fibra según la reivindicación 1.

16. Tablero de aislamiento según la reivindicación 15, en el que dicho sulfactante es una sal de amonio de un ácido graso C_{10} a C_{22}.

17. Tablero de aislamiento según la reivindicación 16, en el que dicha sal es un estearato de amonio.

18. Tablero de aislamiento según la reivindicación 15, que tiene un núcleo no elástico en el que las dos superficies de dicho núcleo están laminadas a un cerramiento según la reivindicación 1.

19. Tablero de aislamiento según la reivindicación 15, que tiene un núcleo no elástico en el que una superficie del núcleo está laminada al cerramiento según la reivindicación 1.

20. Tablero de aislamiento según la reivindicación 19, en el que la superficie opuesta de dicho núcleo está laminada a una estera convencional asfáltica o que contiene celulosa.

21. Tablero de aislamiento según la reivindicación 15, en el que el látex de dicho látex es una resina de base acrílica.

22. Tablero de aislamiento según la reivindicación 15, en el que dicho relleno es un agente retardante del fuego.

23. Tablero de aislamiento según la reivindicación 22, en el que dicho relleno es trihidrato de aluminio.

24. Tablero de aislamiento según la reivindicación 15, en el que dicha estera contiene menos del 50% en peso de fibra.

25. Tablero de aislamiento según la reivindicación 24, en el que dicha estera contiene entre un 30 y un 46% en peso de fibra.

26. Tablero de aislamiento según la reivindicación 15, en el que dicho cerramiento es una estera de vidrio recubierta con dicha espuma curada.

27. Tablero de aislamiento según la reivindicación 15, que tiene un espesor de entre 0,5 y 10,2 cm (0,2 y 0,4 pulgadas).

28. Tablero de aislamiento según la reivindicación 15, en el que dicha espuma curada tiene una densidad de entre 0,1 y 0,4 g/cm^{3} (g/cc).