ITPC20000025A1

ITPC20000025A1 - MAGNESIA FOAM PANEL AND RELATED PRODUCTION PROCESS.

Info

Publication number: ITPC20000025A1
Application number: IT2000PC000025A
Authority: IT
Inventors: Alberto Vaghini; Maggio Rosa Di
Original assignee: Alberto Vaghini
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2000-07-03
Publication date: 2002-01-03
Also published as: ITPC20000025A0; AU2001282396A1; WO2002002477A1

Description

La presente invenzione propone un pannello in schiuma magnesiaca, che presenta spiccate caratteristiche di leggerezza, resistenza gli agenti chimico-atmosferici e resistenza al fuoco, unite ad una buona resistenza meccanica. The present invention proposes a magnesian foam panel, which has marked characteristics of lightness, resistance to chemical-atmospheric agents and resistance to fire, combined with good mechanical resistance.

Il pannello, secondo l'invenzione, dotato fra l’altro buone proprietà termoisolanti, si rivela adatto in particolare per la realizzazione di pareti divisorie e/o pareti di cabine in imbarcazioni o simili. The panel, according to the invention, equipped among other things with good thermal insulation properties, is particularly suitable for the construction of dividing walls and / or walls of cabins in boats or the like.

Il pannello viene realizzato a partire da una miscela comprendente ossido di magnesio, naftalensolfonato ed una composizione costituita da acqua, cloruro di magnesio e acido fosforico. The panel is made starting from a mixture comprising magnesium oxide, naphthalenesulphonate and a composition consisting of water, magnesium chloride and phosphoric acid.

Alla formulazione viene aggiunta poi una percentuale di acqua ossigenata che, combinandosi con gli ioni metallici presenti nella miscela, dà luogo alla formazione di schiuma, permettendo di ottenere un pannello che unisce buone caratteristiche di rigidità e resistenza meccanica ad una notevole leggerezza. A percentage of hydrogen peroxide is then added to the formulation which, combining with the metal ions present in the mixture, gives rise to the formation of foam, allowing to obtain a panel that combines good characteristics of rigidity and mechanical resistance with a remarkable lightness.

Essendo costituito completamente da materiali inorganici, il pannello presenta eccellenti caratteristiche di resistenza al fuoco, e sopratutto in caso di incendio non sviluppa gas tossici. Being made entirely of inorganic materials, the panel has excellent fire resistance characteristics, and especially in the event of fire it does not develop toxic gases.

Il procedimento per la produzione dei pannelli secondo l'invenzione prevede la stagionatura a vapore, preferibilmente in ambiente di anidride carbonica, riuscendo in tal modo ad accelerare i tempi di consolidamento del materiale aumentando nel contempo la resistenza meccanica. The process for producing the panels according to the invention provides for steam curing, preferably in a carbon dioxide environment, thus managing to accelerate the consolidation times of the material while increasing the mechanical strength.

Come noto, tutti i materiali ed i componenti utilizzati nella costruzione di navi, aerei o simili, sono soggetti a norme estremamente severe, che specificano i requisiti di sicurezza ai quali devono soddisfare questi materiali. In particolare, nel caso dei pannelli utilizzati per realizzare cabine nelle navi e nelle imbarcazioni in genere, il tecnico si trovava a dover risolvere problemi che hanno soluzioni spesso contrastanti. As is known, all materials and components used in the construction of ships, airplanes or the like are subject to extremely strict standards, which specify the safety requirements to which these materials must meet. In particular, in the case of the panels used to make cabins in ships and boats in general, the technician found himself having to solve problems that often have conflicting solutions.

Da un lato, infatti, le norme, sempre più severe, impongono requisiti minimi di sicurezza quali ad esempio resistenza al †uoco e al calore, resistenza meccanica e durabilità del materiale, e, dall'altra, le specifiche progettuali chiedono pannelli sempre più leggeri, tenaci e resistenti, caratteristiche queste che mal si conciliano con le caratteristiche imposte dalle nuove norme nei maggiori paesi europei. On the one hand, in fact, the increasingly stringent standards impose minimum safety requirements such as resistance to heat and heat, mechanical strength and durability of the material, and, on the other hand, the design specifications call for ever lighter panels. , tenacious and resistant, characteristics that do not reconcile with the characteristics imposed by the new regulations in the major European countries.

Fino a pochi anni or sono, i pannelli utilizzati per le cabine delle navi comprendevano una intelaiatura metallica con pannelli di tamponamento in legno o simili, erano pesanti, ponevano notevoli problemi per l'inserimento degli impianti e soprattutto avevano una resistenza al fuoco estremamente scarsa. Until a few years ago, the panels used for the cabins of the ships included a metal frame with wooden infill panels or the like, they were heavy, they posed considerable problems for the insertion of the systems and above all they had an extremely poor fire resistance.

Negli anni più recenti sono stati proposti pannelli con struttura a nido d'ape, che però risultano molto costosi da realizzare ed inoltre comportano notevoli difficoltà nella realizzazione di passaggi per i cavi e nell'applicazione di carichi alla parete, dal momento che questo tipo di pannelli non è concepito per resistere a carichi concentrati, ed è quindi necessario prevedere un irrigidimento della zona di applicazione di un carico, ad esempio incollando opportune piastre di rinforzo o simili. In more recent years, panels with a honeycomb structure have been proposed, which however are very expensive to make and also entail considerable difficulties in the realization of passages for the cables and in the application of loads to the wall, since this type of panels is not designed to withstand concentrated loads, and it is therefore necessary to provide for a stiffening of the area of application of a load, for example by gluing suitable reinforcing plates or the like.

Inoltre anche questo tipo di materiale non presenta caratteristiche di resistenza al fuoco. Per questa ragione nel settore è sentita l'esigenza di disporre di mezzi che consentano di ottenere pannelli leggeri ma nel contempo con buone caratteristiche di resistenza meccanica e, soprattutto, ottime caratteristiche di resistenza al fuoco. Furthermore, even this type of material does not have fire resistance characteristics. For this reason, the need is felt in the sector to have means which allow to obtain panels which are light but at the same time with good mechanical resistance characteristics and, above all, excellent fire resistance characteristics.

Questo problema viene ora risolto dalla presente invenzione, la quale propone un pannello ed il relativo metodo di produzione, che prevede di miscelare ossido di magnesio, cloruro di magnesio, acqua ed eventualmente acido fosforico, naftalensolfonato, con l’aggiunta di acqua ossigenata quale agente schiumante. This problem is now solved by the present invention, which proposes a panel and the relative production method, which provides for mixing magnesium oxide, magnesium chloride, water and possibly phosphoric acid, naphthalenesulfonate, with the addition of hydrogen peroxide as an agent foaming.

La presente invenzione sarà ora descritta dettagliatamente, a titolo di esempio non limitativo, con riferimento alle allegate figure in cui: The present invention will now be described in detail, by way of non-limiting example, with reference to the attached figures in which:

• le figure da 1 a 6 che illustrano altrettante fotografie riprese con il microscopio a scansione elettronica, e che illustrano la struttura del materiale che costituisce un pannello realizzato in conformità con l'invenzione; • Figures 1 to 6 which illustrate as many photographs taken with the scanning electron microscope, and which illustrate the structure of the material which constitutes a panel made in accordance with the invention;

• la figura 7 è il grafico di una analisi ai raggi X di vari tipi di pannelli secondo l'invenzione. Figure 7 is the graph of an X-ray analysis of various types of panels according to the invention.

Il pannello secondo l'invenzione è sostanzialmente costituito da uno strato di materiale poroso, rigido e leggero, otteriuto mediante schiumatura di un composto avente la formula di base indicate qui di seguito: The panel according to the invention is substantially constituted by a layer of porous, rigid and light material, obtained by foaming a compound having the basic formula indicated below:

Formulazione (1) Formulation (1)

3 3

La formazione della schiuma è dovuta alla reazione dell'acqua ossigenata, catalizzata dagli ioni metallici presenti nella miscela. The formation of the foam is due to the reaction of hydrogen peroxide, catalyzed by the metal ions present in the mixture.

Questo strato in materiale poroso e leggero è preferibilmente racchiuso fra· due strati esterni che possono essere costituiti da strati dello stesso materiale non schiumato nel seguito detto "liveilina” (materiale ottenuto miscelando gli stessi componenti sopraindicati senza acqua ossigenata), oppure da altri materiali quali ad esempio fogli in lamiera metallica, eventualmente sagomata, o cemento MDF. This layer of porous and light material is preferably enclosed between two external layers which can be made up of layers of the same non-foamed material hereinafter referred to as "liveilin" (material obtained by mixing the same components indicated above without hydrogen peroxide), or by other materials such as for example sheets in metal sheet, possibly shaped, or MDF cement.

Ad esempio, il pannello potrebbe essere vantaggiosamente realizzato mediante l'unione di due fogli in lamiera opportunamente sagomati e vincolati, così come descritto nella domanda di brevetto italiana N. PC 98A 036, riempiti con la schiuma prodotta come indicato sopra. For example, the panel could be advantageously made by joining two suitably shaped and constrained sheet metal sheets, as described in the Italian patent application No. PC 98A 036, filled with the foam produced as indicated above.

Il materiale che costituisce l'anima del pannello così prodotto, risulta resistente al fuoco, ed ha una densità compresa fra 400 e 1000 kg/mc, dipendentemente dal quantitativo di acqua ossigenata utilizzata, sostanza che funge da espandente. The material that constitutes the core of the panel thus produced is fire resistant and has a density between 400 and 1000 kg / m³, depending on the quantity of hydrogen peroxide used, a substance that acts as an expanding agent.

In assenza di acqua ossigenata il volume dei materiale non aumenta e non sì formano prosità: si ottiene così la livelline, con una densità di 1200 kg/mc. In the absence of hydrogen peroxide the volume of the material does not increase and no prosity are formed: thus the level is obtained, with a density of 1200 kg / mc.

Un ulteriore alleggerimento del materiale che costituisce l'anima del pannello, si può ottenere mediante l'aggiunta di opportuni materiali quali ad esempio segatura o sfere di polistirolo espanso, a scapito però delle caratteristiche di resistenza al fuoco o della sicurezza (il polistirolo, così come altre materie organiche, sviluppa sostanze nocive durante la composizione). Preferibilmente questo alleggerimento potrà essere ottenuto miscelando all'impasto microsfere cave di silice, materiale inorganico e non combustibile. A further lightening of the material that constitutes the core of the panel can be obtained by adding suitable materials such as sawdust or expanded polystyrene spheres, to the detriment, however, of the characteristics of fire resistance or safety (polystyrene, so like other organic matter, it develops harmful substances during composition). Preferably, this lightening can be obtained by mixing hollow microspheres of silica, an inorganic and non-combustible material, to the mixture.

L'indurimento del materiale è dovuto a due fenomeni paralleli. Da una parte la formazione di un ossicioruro idrato di presumibile composizione 3Mg0.MgCI2.11H20 e dall'altra la carbonatazione dell'idrossido di magnesio residuo o dello stesso ossicioruro idrato. The hardening of the material is due to two parallel phenomena. On the one hand, the formation of a hydrated oxycide of presumable composition 3Mg0.MgCI2.11H20 and on the other hand the carbonation of the residual magnesium hydroxide or of the hydrated oxycide itself.

Il primo fenomeno è un processo che si compie in alcuni giorni a temperatura ambiente. La carbonatazione (per esempio la formazione di carbonato di magnesio MgCOa, materiale duro costituente alcune rocce insieme al carbonato di calcio od ad altri tipi di carbonati) è un processo lento che procede nel corso degli anni. Da quanto detto consegue che la schiuma possiede una resistenza meccanica che tende ad accrescersi nel tempo. L'accelerazione del complessivo processo di indurimento si ottiene andando ad agire su uno dei due fenomeni. Agendo sulla formazione deH'ossicloruro idrato si accelera il consolidamento della schiuma, mentre agendo sulla carbonatazione si accelera l'incremento di resistenza meccanica della schiuma solida. The first phenomenon is a process that takes place in a few days at room temperature. Carbonation (for example the formation of magnesium carbonate MgCOa, a hard material constituting some rocks together with calcium carbonate or other types of carbonates) is a slow process that proceeds over the years. From what has been said it follows that the foam has a mechanical resistance that tends to increase over time. The acceleration of the overall hardening process is obtained by acting on one of the two phenomena. By acting on the formation of hydrated oxychloride, the consolidation of the foam is accelerated, while by acting on the carbonation the increase in mechanical resistance of the solid foam is accelerated.

Per ottenere in tempi brevi il consolidamento del materiale e il raggiungimento di una buona resistenza meccanica, conformemente con l'invenzione si è introdotta, nel procedimento di produzione, una fase di stagionatura a vapore, in ambiente arricchito di anidride carbonica. In order to obtain the consolidation of the material in a short time and the achievement of a good mechanical resistance, in accordance with the invention, a steam curing phase was introduced in the production process, in an environment enriched with carbon dioxide.

Per evitare il rischio di un’evaporazione dell'acqua di miscela necessaria, soprattutto nelle zone corticali, con conseguente abbassamento delle caratteristiche finali, l'invenzione precede di effettuare amento in ambiente saturo di vapor d'acqua (stagionatura a vapore). To avoid the risk of evaporation of the water of the necessary mixture, especially in the cortical areas, with consequent lowering of the final characteristics, the invention precedes the carrying out of the process in an environment saturated with water vapor (steam seasoning).

Onde evitare che parte dell'acqua presente nell'atmosfera passi nella miscela indurente, con peggioramento delle caratteristiche finali, l'invenzione prevede, nella miscela iniziale, un quantitativo di acqua ridotto rispetto a quello stechiometrico. Si è infatti appurato che l'acqua in forma di vapore un possiede mobilità sufficiente a diffondere nell'Impasto, accelerando la presa e l'indurimento e le sperimentazioni effettuate hanno consentito di accertare che la semplice esposizione per una decina di minuti ad un getto di vapore consente il consolidamento della schiuma. Per abbreviare ulteriormente i tempi di sviluppo delle resistenze meccaniche della schiuma si è invece agito sulla reazione di carbonatazione dei componenti principali, l'idrossido di magnesio e cloruro di magnesio, di cui si riportano qui di seguito due esempi. In order to prevent part of the water present in the atmosphere from passing into the hardening mixture, with a worsening of the final characteristics, the invention provides, in the initial mixture, a quantity of water which is reduced with respect to the stoichiometric quantity. It has in fact been ascertained that water in the form of steam has sufficient mobility to diffuse into the mixture, accelerating setting and hardening and the experiments carried out have made it possible to ascertain that the simple exposure for about ten minutes to a jet of steam allows the consolidation of the foam. To further shorten the development times of the mechanical strength of the foam, the carbonation reaction of the main components, magnesium hydroxide and magnesium chloride, was instead acted upon, two examples of which are given below.

Come si evince, la formazione dei carbonati, a cui si deve un contributo alla resistenza, si ottiene per reazione con l'anidride carbonica, gas As can be seen, the formation of carbonates, to which a contribution to the resistance is due, is obtained by reaction with carbon dioxide, gas

naturalmente presente nell'aria. Di conseguenza la velocità di reazione beneficia notevolmente del riscaldamento del materiale in un atmosfera arricchita di C02. naturally present in the air. Consequently, the reaction rate benefits greatly from heating the material in a C02 enriched atmosphere.

Si è potuto dimostrare che un riscaldamento ad 80°C per un'ora in atmosfera di anidride carbonica ha raddoppiato la resistenza della schiuma a parità di tempo di stagionatura complessiva. It has been shown that heating at 80 ° C for one hour in a carbon dioxide atmosphere has doubled the resistance of the foam for the same overall curing time.

Secondo una ulteriore versione preferita dell’invenzione, si prevede dì utilizzare la seguente formulazione alternativa: According to a further preferred version of the invention, it is envisaged to use the following alternative formulation:

Foirnulazione (2) Foirnulation (2)

L'impasto preparato con tale formulazione indurisce quando viene investito da vapore per 15 minuti e raddoppia la propria resistenza con un trattamento termico ad 80 °C in anidride carbonica. La densità della schiuma solida oscilla tra 250 e 300 Kg/m<3>. The mixture prepared with this formulation hardens when it is hit by steam for 15 minutes and doubles its resistance with a heat treatment at 80 ° C in carbon dioxide. The density of the solid foam oscillates between 250 and 300 Kg / m <3>.

La riduzione dell'acqua di miscela ha anche lo scopo di aumentare la durabilità del materiale rendendolo meno sensibile all'acqua. The reduction of mixing water also has the purpose of increasing the durability of the material by making it less sensitive to water.

La densità della schiuma prevedibilmente può scendere, aumentando il contenuto di espandente fino a 12-14 g, naturalmente a spese della resistenza meccanica a tempi brevi di stagionatura in quanto si introduce maggiore porosità e si riduce la sezione resistente. Il comportamento meccanico potrebbe essere migliorato con l'aggiunta di fibre minerali. Inoltre trattamento a vapore e quello con anidride carbonica possono essere effettuati contemporaneamente. The density of the foam can predictably decrease, increasing the foam content up to 12-14 g, naturally at the expense of the mechanical resistance in short curing times as greater porosity is introduced and the resistant section is reduced. The mechanical behavior could be improved with the addition of mineral fibers. Furthermore, steam and carbon dioxide treatment can be carried out at the same time.

Il trattamento può essere realizzato investendo l'impasto con vapore ed anidride carbonica per almeno 10-15 min. o facendo in modo che il foglio di impasto attraversi una camera con anidride e vapor d'acqua ad una velocità sufficiente a garantire che esso risenta di quell'atmosfera per almeno 10-15 min. The treatment can be carried out by investing the mixture with steam and carbon dioxide for at least 10-15 min. or by causing the sheet of dough to pass through an anhydride and water vapor chamber at a speed sufficient to ensure that it is affected by that atmosphere for at least 10-15 min.

Fra i diversi tipi di rivestimenti esterni, la livelllna appare più interessante perché, rispettando i requisiti di fonoassorbenza e resistenza al fuoco, consentirebbe di produrre in continuo la schiuma ed introdurre canaline in polipropilene per gli impianti senza la necessità di usare collanti organici. Si è realizzato un primo pannello dello spessore pari circa a 30 mm, consistente in uno strato di schiuma tra due livelline dello stesso materiale non schiumato. Il procedimento per l'ottenimento del prototipo è consistito nella preparazione della schiuma, nella rasatura della stessa fino allo spessore voluto (circa 28 mm), nei posizionamento della schiuma su di uno strato di livellina liquida e velovetro fino ad essiccamento, ripetendo l'operazione dal lato opposto. Le interfacce realizzate tra schiuma e livellina sono sufficientemente resistenti alla maneggiabilità del pannello. In alternativa, secondo un metodo più adatto alla produzione industriale, si prevede di produrre la schiuma su di un foglio di alluminio di circa 1.5 mm di spessore e, dopo rasatura, l’applicazione tramite rullatura di un laminato in fase plastica di cemento MDF di circa.1mm di spessore. Among the different types of external cladding, the level appears more interesting because, respecting the sound absorption and fire resistance requirements, it would allow the continuous production of foam and the introduction of polypropylene channels for the systems without the need to use organic adhesives. A first panel with a thickness of about 30 mm was created, consisting of a layer of foam between two levels of the same non-foamed material. The procedure for obtaining the prototype consisted in the preparation of the foam, in the shaving of the same up to the desired thickness (about 28 mm), in the positioning of the foam on a layer of liquid level and glass fiber until drying, repeating the operation on the opposite side. The interfaces made between foam and level are sufficiently resistant to the handling of the panel. Alternatively, according to a method more suitable for industrial production, it is planned to produce the foam on an aluminum sheet of about 1.5 mm thick and, after shaving, the application by rolling of a laminate in the plastic phase of MDF cement of approx. 1mm thick.

Infatti la resistenza dell'interfaccia (adesione) alluminio-schiuma è più alta di quella iivellina-schiuma. In fact, the resistance of the aluminum-foam interface (adhesion) is higher than that of the ivelline-foam one.

Analisi morfologiche e strutturali Morphological and structural analyzes

Sono state fatte delle osservazioni al Microscopio Elettronico a Scansione (SEM) ed analisi diffrattometriche con raggi X (XRD), analizzando schiume prodotte con entrambe le formulazioni. Si sono poi analizzati alcuni campioni per valutare gli effetti della stagionatura a vapore, del trattamento in anidride carbonica e della riduzione dei contenuto di acqua. Le osservazioni al microscopio elettronico dei materiali permettono di osservare la forma delle porosità e l'aspetto dei cristalli, responsabili della resistenza. Observations were made with the Scanning Electron Microscope (SEM) and X-ray diffractometric analyzes (XRD), analyzing foams produced with both formulations. Some samples were then analyzed to evaluate the effects of steam curing, carbon dioxide treatment and the reduction of water content. The electron microscope observations of the materials allow to observe the shape of the porosities and the appearance of the crystals, responsible for the resistance.

Si è innanzitutto rivolta l'attenzione alla schiuma magnesiaca di formulazione (1) preparata pesando e miscelando i vari componenti a temperatura ambiente, (campione A, figure 1 e 2). Nelle successive foto sono riportate nell'ordine le immagini della schiuma con formulazione (1) trattata a vapore (figure 3 e 4, campione B), e della schiume con formulazione (1) e trattamento a vapore e C02 (figure 5 e 6, campione C). Si può notare che il campione (A) ha porosità regolare sferica al cui interno si osserva la formazione di cristalli lamellari. First of all, attention was paid to the magnesian foam of formulation (1) prepared by weighing and mixing the various components at room temperature (sample A, figures 1 and 2). The following photos show in order the images of the foam with formulation (1) treated with steam (figures 3 and 4, sample B), and of the foams with formulation (1) and steam and C02 treatment (figures 5 and 6, sample C). It can be noted that the sample (A) has regular spherical porosity inside which the formation of lamellar crystals is observed.

Le pareti delle porosità sono costituite da polveri di sostanze non reagite intessute con i cristalli lamellari. The porosity walls are made up of powders of unreacted substances interwoven with the lamellar crystals.

Le altre schiume si caratterizzano per una porosità più irregolare ed una crescita ridotta dei cristalli lamellari (intatti se si confrontano le immagini dei materiali ad eguale ingrandimento si può misurare una lunghezza media delle lamelle inferiore). Inoltre nel campione trattato in C02 si possono osservare due tipi di cristalli: uno lamellare analogo a quello presente nei due campioni precedenti ed un altro più propriamente aghiforme, che deve essere attribuito necessariamente ad un prodotto diverso. Le indicazioni fomite dalle osservazioni dirette al microscopio si chiarificano alla luce delie analisi con raggi X. The other foams are characterized by a more irregular porosity and a reduced growth of the lamellar crystals (intact if you compare the images of the materials at the same magnification you can measure a shorter average length of the lamellae). Furthermore, in the sample treated in C02 two types of crystals can be observed: a lamellar one similar to that present in the two previous samples and another more properly needle-like, which must necessarily be attributed to a different product. The indications provided by direct observations under the microscope are clarified in the light of X-ray analysis.

Il campione A {Figura 7) contiene come composti principali i'ossicloruro di magnesio di formula Mg3(0H)5CIH20 (cristalli lamellari) e l’ossido di magnesio MgO (il reagente non idratato, che nelle foto appare come un ammasso di granuli). E<1 >presente anche l'idrossido di magnesio Mg(OH) 2 anche se in quantità modestissima, mentre non è presente alcuna forma carbonatata. Nei campione di formulazione B trattato a vapore sono presenti principalmente l'idrossido di magnesio e I'ossicloruro di magnesio di formula Mg^OhOsCI H20, quest'ultimo in quantità inferiore a quello presente nella schiuma di cui al campione A. Sample A {Figure 7) contains magnesium oxychloride with formula Mg3 (0H) 5CIH20 as main compounds (lamellar crystals) and magnesium oxide MgO (the non-hydrated reagent, which in the photos appears as a mass of granules) . Magnesium hydroxide Mg (OH) 2 is also present, albeit in very modest quantities, while no carbonated form is present. In the steam-treated formulation sample B, magnesium hydroxide and magnesium oxychloride of formula Mg ^ OhOsCI H20 are mainly present, the latter in a lower quantity than that present in the foam referred to in sample A.

Sono presenti anche modestissime quantità di- ossido di magnesio e di clorocarbonato idrato di magnesio Mg3(OH) CI C033H20. There are also very modest quantities of magnesium oxide and magnesium chlorocarbonate hydrate Mg3 (OH) CI C033H20.

Nel campione C trattato in C02 è presente in maniera significativa il clorocarbonato idrato di magnesio (cristalli aghiformi), oltre all'idrossido di magnesio ed all<1 >ossicloruro di magnesio. In sample C treated in C02, magnesium chlorocarbonate hydrate (needle-like crystals) is significantly present, as well as magnesium hydroxide and magnesium oxychloride all <1>.

Quindi si può affermare che il minor contenuto di acqua delie formulazione C consente la formazione di prodotti di carbonatazione e che in presenza di cloruro di magnesio non sembra essere termodinamicamente favorita la formazione del carbonato di magnesio bensì quella del clorocarbonato. I risultati delle analisi confermano comunque le ipotesi fatte a proposito della stagionatura. I campioni più stagionati contengono frazioni in volume di ossicloruro e clorocarbonato di gran lunga maggiore rispetto ai reagenti tal quale. Inoltre se si paragonano i risultati del campione stagionato in vapore e quello anche in anidride carbonica si può valutare che il volume di clorocarbonato sia maggiore di circa il 30-40% rispetto all'ossicioruro idrato. Therefore it can be stated that the lower water content of formulation C allows the formation of carbonation products and that in the presence of magnesium chloride the formation of magnesium carbonate does not seem to be thermodynamically favored, but rather that of chlorocarbonate. The results of the analyzes, however, confirm the hypotheses made regarding maturing. The more seasoned samples contain much greater volume fractions of oxychloride and chlorocarbonate than the reagents as is. Furthermore, if the results of the sample seasoned in steam and that also in carbon dioxide are compared, it can be estimated that the volume of chlorocarbonate is approximately 30-40% greater than the hydroxycoride hydrate.

Nella Figura 7 è riportata anche l'analisi di una schiuma B’, contenente solo il 40% del quantitativo di acqua della formulazione tradizionale, subito dopo il trattamento a vapore. Si deduce che nonostante l'ossido di magnesio sia il componente principale sono già presenti alcune forme di ossicloruro idrato. Figure 7 also shows the analysis of a foam B ', containing only 40% of the amount of water of the traditional formulation, immediately after the steam treatment. It is deduced that although magnesium oxide is the main component, some forms of hydrated oxychloride are already present.

Prove meccaniche Mechanical tests

Il modulo elastico delle schiume non può essere determinato con precisione sperimentalmente per l'impossibilità di misurare con esattezza le deformazioni dei provini, in quanto essi sono friabili. The elastic modulus of the foams cannot be accurately determined experimentally due to the impossibility of accurately measuring the deformations of the specimens, as they are friable.

I valori riportati sono valori dedotti dalle curve sperimentali con una certa approssimazione e danno esclusivamente l'ordine di grandezza del valore reale. Solo nel caso della livellina con segatura è stato possibile misurare abbastanza accuratamente il modulo elastico con uno strumento che misura la risonanza. Tutti i campioni sono stati analizzati con prove a compressione (eccetto la livellina con segatura) ed il comportamento meccanico registrato è quello di tipo fragile, come d’altronde ci si aspetta dai materiali ceramici. Comunque sono state riscontrate delle diversità significative. The reported values are values deduced from the experimental curves with a certain approximation and only give the order of magnitude of the real value. Only in the case of the level with sawdust was it possible to measure the elastic modulus fairly accurately with an instrument that measures resonance. All the samples were analyzed with compression tests (except the level with sawdust) and the mechanical behavior recorded is that of a fragile type, as is expected from ceramic materials. However, significant differences were found.

II campione di schiuma A, che rappresenta il materiale standard di riferimento ha avuto un comportamento perfettamente elastico e fragile, ossia mostra un cedimento netto del campione per un valore medio dello sforzo applicato pari a 0.384 ± 0.023 MPa con un modulo elastico tra 10-20 G-Pa. Altri campioni cedono per un determinato carico, aumentando il quale la resistenza rimane costante fino al cedimento finale (vedi Tab. 1). Si può vedere che passando dai campione numerato 891110.2S al numerato 891110.1S si è ridotta la resistenza del materiale corrispondentemente all'aumento di espandente e conseguentemente alla variazione di porosità complessiva del materiale. The foam sample A, which represents the standard reference material, had a perfectly elastic and brittle behavior, i.e. it shows a net yield of the sample for an average value of the applied stress equal to 0.384 ± 0.023 MPa with an elastic modulus between 10-20 G-Pa. Other samples yield for a certain load, increasing which the resistance remains constant until the final yield (see Tab. 1). It can be seen that by passing from the sample numbered 891110.2S to numbered 891110.1S, the resistance of the material has been reduced corresponding to the increase in expanding agent and consequently to the variation in the overall porosity of the material.

Tabella 1 Table 1

Esiste una seconda serie di campioni per i quali si registra un primo cedimento, dopo il quale, aumentando il carico, si raggiunge un plateux in cui la resistenza rimane costante fino a collasso del materiale (T abella 2). There is a second series of samples for which a first failure is recorded, after which, by increasing the load, a plateux is reached in which the resistance remains constant until the material collapses (Table 2).

Tabella 2 Table 2

Campioni <J >medio (MPa) E (MPa) Samples <J> mean (MPa) E (MPa)

E' stato infine analizzato a flessione il campione di livellina contenente ségatura come carica tenacizzante. Finally, the sample of level containing sand as a toughening filler was analyzed in bending.

Il diagramma sforzo-deformazione è risultato di tipo pseudo-plastico, con limite di snervamento 14,32 ± 0,11 MPa e sforzo=di frattura pari a 23,35 ± 0,28 Mpa. La misura del modulo elastico ha fornito un valore molto alto pari a 80 GPa. Il valore del modulo elastico della livelllna priva di carica si presuppone molto più alta, infatti la presenza di cariche meno rigide o porosità portano ad un abbassamento del modulo elastico in funzione della loro percentuale in volume. The stress-strain diagram was of the pseudo-plastic type, with a yield point of 14.32 ± 0.11 MPa and a fracture stress = 23.35 ± 0.28 Mpa. The measurement of the elastic modulus gave a very high value equal to 80 GPa. The value of the elastic modulus of the level without charge is assumed to be much higher, in fact the presence of less rigid charges or porosity leads to a lowering of the elastic modulus as a function of their percentage by volume.

Altri campioni preparati con le formulazioni A e stagionati quindi in aria a temperatura ambiente sottoposti a carico crescente non si rompono per un valore definito, ma si sbriciolano lentamente. Other samples prepared with formulations A and then seasoned in air at room temperature subjected to increasing load do not break for a defined value, but crumble slowly.

Non si riesce quindi a definire la resistenza a frattura per questi materiali e nella Tabella 3 che riassume i risultati si fa riferimento allo sforzo per il quale .la schiuma incomincia a cedere. Inoltre si è notato che lo sviluppo delle resistenze rallenta all'aumentare dell'invecchiamento e quindi modifiche sostanziali possono essere registrate solo su tempi lunghi e non di 1 o 2 mesi. I valori misurati di sforzo di cedimento sono quindi molto più bassi, a parità di spandente, rispetto ai campioni stagionati per più di sei mesi circa. It is therefore not possible to define the fracture strength for these materials and in Table 3, which summarizes the results, reference is made to the stress for which the foam begins to yield. Furthermore, it has been noted that the development of resistances slows down as aging increases and therefore substantial changes can only be recorded over a long period and not of 1 or 2 months. The measured values of yield stress are therefore much lower, with the same spreading agent, compared to the samples seasoned for more than about six months.

Tabella 3 Table 3

Campioni (MPa) E (MPa) Samples (MPa) And (MPa)

I risultati della tabella confermano ancora una volta che l'uso di un maggior quantitativo di espandente riduce le densità e soprattuto le resistenze. The results of the table confirm once again that the use of a greater quantity of expanding agent reduces the densities and above all the resistances.

I campioni stagionati in vapore ed anidride carbonica si mantengono più Samples seasoned in steam and carbon dioxide are retained longer

compatti prima del cedimento finale. All'aumentare del carico mostrano un primo cedimento, dopo il quale, aumentando il carico, mostrano un crescita della resistenza fino al raggiungimento di un valore di plateux, costante fino a collasso del materiale (vedere Tabella 4). compact before final failure. As the load increases, they show a first failure, after which, as the load increases, they show an increase in resistance until reaching a constant plateux value until the material collapses (see Table 4).

Tabella 4 Table 4

p 2 2 g g p 2 2 g g

I risultati in tabella mostrano che il rapido consolidamento dell'impasto conseguente ai trattamento in vapore non comporta un altrettanto rapido sviluppo di resistenze, ed i campioni stagionati in vapore risultano molto meno resistenti di quelli stagionati in aria a parità di tempi di invecchiamento. Il momento iniziale dell'avvio della presa appare critico per l'innesco dei processi chimici di formazione dei composti resistenti. Infatti se il trattamento in anidride carbonica annulla le differenze rispetto ai· campioni stagionati in aria, si dimostra da una parte che il composto a cui vanno imputate maggiormente le resistenze meccaniche è il clorocarbonato idrato di magnesio e dall'altra che i nuclei di cristallizzazione del composto che si accresceranno poi nel tempo possono formarsi più facilmente in un impasto ancora plastico. Queste ipotesi ribadiscono la necessità di effettuare la stagionatura in vapore arricchito di C02. The results in the table show that the rapid consolidation of the mixture following the steam treatment does not involve an equally rapid development of resistances, and the samples seasoned in steam are much less resistant than those seasoned in air with the same aging times. The initial moment of starting the setting appears to be critical for the triggering of the chemical processes of formation of resistant compounds. In fact, if the treatment in carbon dioxide cancels the differences with respect to the samples seasoned in air, it is shown on the one hand that the compound to which the mechanical resistances are mainly attributed is magnesium chlorocarbonate hydrate and on the other hand that the crystallization nuclei of the compound that will then increase over time can form more easily in a still plastic mixture. These hypotheses reiterate the need to carry out the curing in steam enriched with C02.

Claims

CLAIMS 1) Panel in particular for the construction of cabins and compartments for boats or the like, characterized in that it comprises at least one foamed magnesium oxide layer.

2) Panel in particular for the construction of cabins and compartments for boats or the like according to claim 2, characterized in that it comprises at least one layer consisting of a mixture of magnesium oxide and magnesium chloride, foamed.

3) Panel in particular for the construction of cabins and compartments for boats or the like according to claim 2, characterized in that it comprises a layer in a material having the following composition:

4) Panel according to claim 1, characterized by the fact of providing for the addition of hollow silica microspheres as lightening material.

5) Panel according to claim 1, characterized in that it provides for the addition of expanded pofistyrene as a lightening material.

6) Panel according to claim 1, characterized in that it provides for the addition of sawdust as a lightening material.

7) Process for the production of a panel according to each of the preceding claims, characterized in that it provides for the mixing at room temperature of:

where compound B comprises:

the addition of 0 to 20% HzOz hydrogen peroxide as a foaming agent.

8) Process for the production of a panel according to the preceding claim, characterized in that it provides for a step of steam curing of said mixture.

9) Process for the production of a panel according to claim 8, characterized in that said steam curing step takes place in a C02 atmosphere.

10) Process for the production of a panel according to claim 9, characterized by the fact of providing, in the mixture, a quantity of water lower than the stoichiometric one, to compensate for the absorption of water by the mixture during the steam curing phase .

11) Panel as described and illustrated.

12) Method for producing panels as described and illustrated.