用于大型客车的膨胀型涂层涂覆的通风口的制作方法

1.本发明涉及用于车辆，特别是大型客车的膨胀型涂层涂覆的通风口，作为灭火装置。
2.发明背景
3.当火灾没有被足够快地熄灭时，从发动机舱逸出到公共汽车外侧的火灾使生命处于危险中并且使公共汽车营运商进行修理或全损花费明显更多。
4.因此，最近10年英国报道了1400次公共汽车火灾，71％来自发动机舱。结果，记录了26例死亡和超过400辆公共汽车归类为全损(不能修复)。英国消防队(2017)的平均公共汽车火灾出警时间为9.5分钟。大多数全损归因于消防队不能迅速处理。此外，老式公共汽车更容易受到发动机舱火灾影响和消防队可能花费更长时间到达的更多乡村区域将可能具有老得多的车队。
5.车辆的发动机在工作期间需要借助于来自外部的气流进行空气交换。气流通常由安装在车体的一部分中的通风口实现，该通风口将发动机舱与车辆的外部分开。然而，在火灾的情况下，通过通风口的气流维持火灾的发展并使得火灾传播到外侧，这是非常不期望的。对于大型客车例如公共汽车而言通常所需的空气交换量较大，使得通风口的尺寸必须相应地相适应。
6.现有的大型客车防火法规，例如对于防火的eu指示，主要涉及用于公共汽车和长途汽车发动机舱的主动灭火系统。然而，主动灭火系统昂贵且占用空间。
7.发明概述
8.本发明的目的是提供允许在车辆(特别是大型客车)的外部和车辆的发动机舱之间空气流动的通风口，其中如果发动机舱发生火灾，通风口应抑制火焰传播至车辆的外侧至少持续一段时间。该方案应是低成本方案。
9.发现了根据权利要求1的通风口满足这个目的并具有额外优势。因此，本发明提供具有通风缝或冲孔的通风口，其用于允许在车辆的外部和车辆的发动机舱之间空气流动，其中通风口具有外侧和内侧并由面板形成，通风缝或冲孔位于面板中，特征在于通风口的内侧设置有膨胀型涂层。
10.当存在发动机舱火灾时膨胀型涂层激活并膨胀，从而填充通风口通风缝之间的间隙或覆盖冲孔。结果是，膨胀型涂层将抑制火焰从发动机舱传播至车辆外部，从而在更长的时间内控制火灾，给予紧急服务处理和熄灭火灾的时间。因此，本发明提供发动机舱灭火。可实现火焰传播的限制。
11.有益技术效果尤其依赖于以下事实，在通风口的内侧上设置有膨胀型涂层的本发明的构造允许更快且更直接的热输入到膨胀型涂层中，使得膨胀和闭合或密封机制发生得非常快。
12.本发明可容易在用于车辆的已知通风系统中实施，并且提供了低成本方案。具有膨胀型涂层的本发明的系统的额外成本可小于目前使用的常规主动灭火系统的成本的十分之一。
13.提出的方案不仅适合于新的建筑物，而且也适合于售后市场中的传统通风口的改型。
14.在其它独立权利要求中揭示本发明的其它方面。在从属权利要求中揭示本发明的优选方面。
15.附图简要描述
16.在附图中以实例的方式说明本发明的主题，其中
17.图1示意显示本发明的通风口实施方案的平面图，
18.图2示意显示图1的实施方案的正视图，
19.图3示意显示图1的实施方案的侧视图，
20.图4示意显示本发明的通风口另一实施方案的平面图，
21.图5示意显示图4的实施方案的正视图，
22.图6示意显示图4的实施方案的侧视图。
23.发明详细描述
24.本发明的通风口是具有通风缝或冲孔的通风口，其允许在车辆的外部和车辆的发动机舱之间空气流动。常规使用这样的通风口来允许空气流动或空气交换至车辆(主要是公共汽车)的发动机舱。
25.通风口具有外部侧和内部侧。外部侧是指当根据本发明的通风口安装在车辆上时面向车辆的外部或外侧的一侧。内部侧是指当根据本发明的通风口安装在车辆上时面向车辆的发动机舱内部的一侧。
26.在本技术中，如有必要并且除非另外说明，关于本发明的空间关系的指示参考安装在车辆上的通风口。
27.通风口由面板形成，通风缝或冲孔位于面板中。面板可由一个部分或两个或更多个部件构成。面板和通风缝可以由相同或不同的材料制成，其中优选相同的材料。合适的材料例如是金属或镀锌金属。合适金属的实例是钢、不锈钢或铝。此外，可以使用其它金属。甚至塑料(包括玻璃纤维增强塑料)或其它复合材料可以是合适的。当然，材料必须满足用于这样的应用的机械要求和热要求。
28.通风口或面板各自可以是平面的或波纹的。具有通风缝的通风口优选是平面的。具有冲孔的通风口可以是平面的或波纹的，其中具有冲孔的波纹通风口还指其中一部分具有波纹构造的通风口。通风口的尺寸适合于通风口的特定用途。
29.具有通风缝或冲孔的通风口优选是具有通风缝的通风口。具有通风缝的通风口也被称为通风缝通风口或简称为通风缝。在具有通风缝的通风口的情况下，面板可以例如采用框架的形式，将通风缝安装在所述框架上。通风缝还可以与面板整合为一体，即面板和通风缝由一体制成。
30.在优选实施方案中，通风口的通风缝位于通风口的内侧上，即通风缝突出到发动机舱中而不是突出到外部。优选在通风缝的一侧或两侧上，更优选在通风缝的两侧上提供膨胀型涂层。
31.优选的是通风缝彼此面对。具有在它们的设计中彼此面对的通风缝的通风口是最大冲击的最佳可行选项。
32.通风口的通风缝可在固定位置或者位置可调节，但通常通风缝是固定的通风缝。
33.通风口的通风缝优选是倾斜的。这是指分别在通风口或面板的平面和通风缝的平面之间的角度。通风缝角度优选在10
°
至60
°
、更优选15
°
至45
°
的范围内。倾斜的通风缝可以朝向上或向下，优选向上。
34.通风缝的横截面可具有例如直线形状、成角度的形状或弯曲的形状。也可考虑其它较复杂的形状。通风缝可以是例如水平或垂直布置的，其中水平布置是优选的。
35.在通风口的通风缝之间的间隙允许在车辆的外部和发动机舱之间空气流动或空气交换。间隙可以是例如狭缝形状的。间隙高度的尺寸以及通风口的其它尺寸取决于预期用途。间隙高度可以例如在5至70mm、优选10至50mm的范围内。间隙的高度是指与通风缝的长度方向垂直的方向。
36.通风缝优选具有30cm
‑
150cm、尤其是50cm
‑
120cm、更优选80cm
‑
100cm的长度。还优选的是通风缝具有1mm
‑
10mm、尤其是2mm
‑
6mm、更优选2mm
‑
4mm的长度。
37.在供选择的实施方案中，通风口是具有冲孔的通风口。在具有冲孔的通风口的情况下，面板可以是其中存在冲孔的片状面板。还可行的是面板由框架部件和其中存在冲孔的片状面板构成，其中片状面板可以与框架部件整合为一体或安装在框架部件上。片状面板可以是平面的或具有波纹构造。
38.冲孔可以具有任何合适的形状，其中优选的是冲孔具有圆形形状。冲孔的尺寸以及通风口的其它尺寸取决于预期用途。冲孔可以以行和列的阵列布置。大体上，冲孔的面积可以占包括冲孔面积的面板总面积的显著比例，例如总面积的至少约20％、优选至少约40％。
39.在具有冲孔的通风口的情况下，面板优选具有1mm
‑
10mm，尤其是2mm
‑
6mm，更优选2mm
‑
4mm的厚度。另外优选的是冲孔的直径，尤其是如果冲孔具有圆形形状，为2mm
‑
20mm，尤其是5mm
‑
15mm，更优选7.5mm
‑
12.5mm。冲孔之间的距离优选为3mm
‑
15mm，尤其是5mm
‑
12.5mm，更优选7.5mm
‑
10mm。
40.在优选实施方案中，在车辆中布置通风口，使得通风口的面板在与部分车体的平面相同的平面上，将它连接到该平面或平行于该平面，特别是对于涉及冲孔的实施方案而言。即，布置面板基本上与从外侧至内侧的方向垂直。
41.根据本发明的具有通风缝或冲孔的通风口的必要特征在于通风口的内侧设置有膨胀型涂层。作为热暴露的结果膨胀型涂层膨胀，因此提高体积和降低密度。膨胀型涂层对技术人员是已知的。
42.大体上，膨胀型涂层包括粘合剂和膨胀型配制物。膨胀型配制物可以包括三种功能组分，即酸来源、碳化化合物(carbonific compound)和产生非易燃气体例如nh3或co2的发泡剂。酸来源的实例是磷酸铵、聚磷酸铵(app)、二磷酸二铵或五硼酸二铵。成碳化合物的实例是多羟基化合物例如季戊四醇(per)。发泡剂的实例是三聚氰胺和胍。存在可以以多于一种方式起作用的化合物，例如聚磷酸铵(app)充当酸来源和发泡剂两者。
43.在优选实施方案中，膨胀型涂层是膨胀型环氧涂层或含有膨胀型配制物的环氧涂层。因此，用于涂层的粘合剂优选是环氧树脂。膨胀型涂层，优选膨胀型环氧涂层，优选含有聚磷酸铵。更优选地，膨胀型涂层是含有聚磷酸铵和多元醇，优选季戊四醇的环氧涂层。
44.发现了当由如以下限定的特定组分a和特定组分b组成的双组分涂层组合物获得膨胀型涂层时可实现特别好的结果。由这样的双组分涂层组合物获得的膨胀型涂层在发动
机舱火灾的条件下显示特别好的膨胀型行为，使得可实现火焰传播的改进限制。
45.因此，根据本发明的特别优选的实施方案，通过以下获得膨胀型涂层：混合组分a和组分b从而获得涂层组合物，将涂层组合物施用在待涂覆的通风口表面上和固化涂层组合物，其中
46.组分a包含，基于组分a的总重量，10
‑
70重量％的至少一种液体环氧树脂，
47.10
‑
70重量％的聚磷酸铵，和
[0048]1‑
15重量％的选自以下的至少一种化合物：季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、季戊四醇的缩聚物和基于季戊四醇的酯和多元醇，优选季戊四醇和/或二季戊四醇，
[0049]
和组分b包含至少一种用于环氧树脂的固化剂，其中固化剂优选是至少一种脂族、环脂族和/或芳脂族伯二胺。
[0050]
更具体地，用于获得膨胀型涂层的涂层组合物在固化之前包含组分a和组分b。组分a包含10
‑
70重量％的至少一种液体环氧树脂，基于组分a的总重量。
[0051]
液体环氧树脂平均每个分子具有多于一个环氧基。术语“环氧液体树脂”对于本领域技术人员是公知的并用于与“固体环氧树脂”对比。固体树脂的玻璃化转变温度大于室温，即可在室温下研磨它们以产生可倾倒的粉末。
[0052]
优选的液体环氧树脂具有式(i)
[0053][0054]
这里，取代基r’和r”独立地表示h或ch3。优选地，指数r表示0至1的值。优选地，r表示小于0.2的值。
[0055]
因此，液体环氧树脂优选是双酚a(dgeba)的二缩水甘油醚、双酚f的二缩水甘油醚或双酚a/f的二缩水甘油醚。这样的液体树脂例如可由gy 250、py 304、gy 282(huntsman)或d.e.r
tm 331或d.e.r
tm 330(dow)或epikote 828(hexion)商购得到。
[0056]
此外适合作为环氧液体树脂的是所谓的酚醛清漆。这些优选具有下式：
[0057]
[0058]
其中或ch2，r1＝h或甲基和z＝0至2，特别是z＝0至1。
[0059]
特别地，这些是苯酚或甲酚酚醛清漆(r2＝ch2)。这样的环氧树脂可以商品名epn或ecn和556从huntsman或以产品线d.e.n.
tm
从dow chemical商购得到。
[0060]
优选地，液体环氧树脂是具有式(i)的环氧液体树脂。
[0061]
组分a包含10
‑
70重量％的聚磷酸铵，基于组分a的总重量。优选地，聚磷酸铵具有≤100μm，特别地50μm
‑
5μm的粒度。
[0062]
还有利的是聚磷酸铵是具有式(nh4po3)
n
的聚磷酸铵，其中n为200
‑
2000、优选600
‑
1500。
[0063]
以“聚(多)”开始的物质名称例如聚磷酸盐(酯)或多元醇是指每分子形式上含有两个或更多个以它们的名称存在的官能基团的物质。
[0064]
在本文中，“分子量”意指低聚物或聚合物平均分子量，其通常由gpc测定。
[0065]
组分a包含1
‑
15重量％的选自以下的至少一种化合物：季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、季戊四醇的缩聚物和基于季戊四醇的酯和多元醇，基于组分a的总重量，其中化合物优选选自季戊四醇或二季戊四醇，特别是季戊四醇。
[0066]
优选地，组分a具有1000
‑
10000mpa、特别地1000
‑
4000mpa的粘度，在23℃的温度和100sec
‑1的剪切速率下测量。
[0067]
组分b包含至少一种用于环氧树脂固化剂。
[0068]
优选地，用于环氧树脂的固化剂是至少一种脂族、环脂族和/或芳脂族伯二胺，特别是乙二胺、1,2
‑
丙二胺、1,3
‑
丙二胺、2
‑
甲基
‑
1,2
‑
丙二胺、2,2
‑
二甲基
‑
1,3
‑
丙二胺、1,3
‑
丁二胺、1,4
‑
丁二胺、1,3
‑
戊二胺(damp)、1,5
‑
戊二胺、1,5
‑
二氨基
‑2‑
甲基戊烷(mpmd)、2
‑
丁基
‑2‑
乙基
‑
1,5
‑
戊二胺(c11
‑
新二胺)、1,6
‑
己二胺、2,5
‑
二甲基
‑
1,6
‑
己二胺、2,2,4
‑
和2,4,4
‑
三甲基己二胺(tmd)、1,7
‑
庚二胺、1,8
‑
辛二胺、1,9
‑
壬二胺、1,10
‑
癸二胺、1,11
‑
十一烷二胺、1,12
‑
十二烷二胺、1,2
‑
、1,3
‑
和1,4
‑
二氨基环己烷、1,4
‑
二氨基
‑
2,2,6
‑
三甲基环己烷(tmcda)、双(4
‑
氨基环己基)甲烷(h
12
‑
mda)、双(4
‑
氨基
‑3‑
甲基环己基)甲烷、双(4
‑
氨基
‑3‑
乙基环己基)甲烷、双(4
‑
氨基
‑
3,5
‑
二甲基环己基)甲烷、双(4
‑
氨基
‑3‑
乙基
‑5‑
甲基环己基)甲烷(m
‑
meca)、1
‑
氨基
‑3‑
氨基甲基
‑
3,5,5
‑
三甲基环己烷(＝异佛尔酮二胺或ipda)、2
‑
和4
‑
甲基1,3
‑
二氨基环己烷和它们的混合物、1,3
‑
和1,4
‑
双(氨基甲基)环己烷、2,5(2,6)双(氨基甲基)双环[2.2.1]庚烷(nbda)、3(4),8(9)
‑
双(氨基甲基)
‑
三环[5.2.1.0
2,6
]癸烷、1,8
‑
薄荷烷二胺和1,3
‑
和1,4
‑
双(氨基甲基)苯。
[0069]
特别优选地，固化剂是环脂族伯二胺，优选地1
‑
氨基
‑3‑
氨基甲基
‑
3,5,5
‑
三甲基环己烷(＝异佛尔酮二胺或ipda)。另外特别优选的固化剂是至少一种芳脂族伯二胺，优选1,3
‑
双(氨基甲基)苯。
[0070]
最优选地，用于环氧树脂的固化剂包括两种不同固化剂的混合物，其中第一和第二固化剂选自脂族、环脂族和/或芳脂族伯二胺。优选地，第一固化剂是环脂族伯二胺，优选1
‑
氨基
‑3‑
氨基甲基
‑
3,5,5
‑
三甲基环己烷(＝异佛尔酮二胺或ipda)和第二固化剂是芳脂族伯二胺，优选1,3
‑
双(氨基甲基)苯。特别优选的是对于使用如以上讨论的两种固化剂而
言，第一固化剂与第二固化剂的重量比为1:0.5
‑
2、特别是1:0.8
‑
1.5。
[0071]
优选地，组分b具有50
‑
2000mpa、特别地50
‑
500mpa的粘度，在23℃的温度和100sec
‑1的剪切速率下测量。
[0072]
组分a和b优选以1:0.5
‑
2、特别是1:0.8
‑
1.2的重量比a:b混合。在组分a与组分b的混合之后30秒，涂层组合物的粘度优选为1000
‑
5000mpa、特别地1500
‑
3000mpa，在23℃的温度和100sec
‑1的剪切速率下测量。
[0073]
涂层组合物当它施加在通风口的表面上时优选是固体。可通过常规方式，优选借助于喷涂装置、刷子或辊来施加涂层组合物。
[0074]
大体上，优选通过在待涂覆的通风口表面上施加含有膨胀型配制物的液体涂层组合物并固化施加的涂层组合物来获得膨胀型涂层。优选通过喷涂或刷涂施加涂层组合物。对于在大规模应用中制造通风口而言，喷涂通常是更成本有效的，然而对于有限数量的通风口而言，刷涂可以是更合适的。
[0075]
特别优选的是通常设计膨胀型涂层的层厚度，使得在发动机舱火灾过程中膨胀型涂层膨胀，在具有通风缝的通风口的情况下，填充通风口通风缝之间的间隙，或在具有冲孔的通风口的情况下，覆盖冲孔。
[0076]
例如，为了实现间隙的完全填充，对于具有通风缝的通风口而言，基于使用的膨胀型涂层的膨胀速率和通风缝之间间隙的尺寸来计算所施加的膨胀型涂层的厚度。通常建议也考虑这种计算的安全界限。在目标火灾条件下膨胀剂的膨胀速率是已知的或可通过试验容易获得。
[0077]
作为计算的具体实例：如果在通风口的通风缝之间的间隙是30mm高度并且通风缝在两侧上设置有膨胀型涂层，其在火灾的情况下从两侧膨胀它原始厚度50倍，则膨胀型涂层1mm的厚度考虑到内置的一些安全因素是适当的。可类似地计算在具有冲孔的通气口的情况下适当的厚度以便实现完全覆盖或密封冲孔。
[0078]
膨胀型涂层优选具有在0.8mm至4mm、更优选1mm至4mm范围内的层厚度，特别是对于具有通风缝的通风口而言。
[0079]
如提到的，在通风口的内侧上提供膨胀型涂层。内侧可以完全覆盖有膨胀型涂层，但是可以足够的是内侧仅部分覆盖有膨胀型涂层，只要可在火灾的情况下分别实现间隙或冲孔的期望闭合。例如，面板的周边可以远离间隙或冲孔，并且可以主要充当安装目的，使得在这些区域上的膨胀型涂层不必要。可以足够的是通风缝的一侧或两侧设置有膨胀型涂层。
[0080]
通风口的外侧也可以设置有膨胀型涂层。然而，这不是优选的，因为这对于实现本发明的优点而言不是必要的。因此，优选的是通风口的外侧没有设置有膨胀型涂层。通风口的外侧可以代替地涂覆有不同于膨胀型涂层的涂层，例如如果需要的话涂覆有彩色涂层。
[0081]
本发明的另外的益处在于不必要用膨胀型涂层涂覆通风口的外侧。通常期望车辆的外表面具有均匀的外观，如果膨胀型涂层在通风口的外侧，则外观变差。此外，为了美观的原因，通风口的外侧可设置有例如彩色涂层。在外侧上存在膨胀型涂层可妨碍这样的彩色涂层。
[0082]
安装本发明的通风口的车辆优选是大型客车，特别是公共汽车例如城市公共汽车或长途客车。
[0083]
本发明还涉及车辆，包含根据如以上描述的本发明的通风口，其中通风口安装在一部分车体中，其将车辆的发动机舱与车辆的外部分开。不言而喻，该部分车体具有用于接收待安装的通风口的开口。
[0084]
本发明还涉及如以上描述的根据本发明的通风口在车辆中作为用于发动机舱火灾的火灾控制系统的用途。
[0085]
不言而喻，根据本发明或用于使用要求保护的通风口的车辆也优选是大型客车，特别是公共汽车例如城市公共汽车或长途客车。
[0086]
现在将通过附图和膨胀型涂层的实例更详细地解释本发明。这些意图进一步说明本发明，但决不限制本发明的范围。
[0087]
图1示意显示本发明通风口的平面图。分别在图2和图3中显示本发明的通风口的正视图和侧视图。通风口是具有通风缝5的通风口。以毫米单位给出通风口的示例性尺寸。图2的正视图显示通风口的外侧1。面板3由一个部件构成，其中设置有用于允许在车辆的外部和发动机舱之间空气流动的间隙4。间隙高度例如为约30mm。图3的侧视图显示位于通风口的内侧2上的通风缝5。通风缝5倾斜并朝向上。间隙4位于通风缝5之间。通风缝5的两侧设置有如在以下涂层实施例中解释的膨胀型涂层(未明确显示)。膨胀型涂层的厚度可以为例如1mm。
[0088]
图4示意显示本发明通风口另一实施方案的平面图。分别在图5和图6中显示本发明的通风口的正视图和侧视图。通风口是具有冲孔6的通风口。以毫米单位给出通风口的示例性尺寸。图5的正视图显示通风口的外侧1。面板3由框架组件和片状面板构成，其中设置有用于允许在车辆的外部和发动机舱之间空气流动的冲孔6。片状面板具有波纹构造。内侧可以与通风口的外侧对称。内侧设置有如在以下涂层实施例中解释的膨胀型涂层(未显示)。可以在面板的框架组件和片状面板两者上或仅在片状面板上提供膨胀型涂层。膨胀型涂层的厚度可以为例如1mm。
[0089]
涂层实施例
[0090]
使用以下材料来制备适合于本发明的通风口的膨胀型涂层的涂料组合物：
[0091][0092]
制备组分a，其包括35重量％的液体环氧树脂、45重量％的聚磷酸铵和5重量％的季戊四醇。
[0093]
制备组分b，其包括25重量％的1
‑
氨基
‑3‑
氨基甲基
‑
3,5,5
‑
三甲基环己烷和25重量％的1,3
‑
双(氨基甲基)苯。
[0094]
混合组分a和b，优选使用约1:0.8
‑
1.2、例如1:1的组分a与组分b的重量比，以制备膨胀型涂料组合物。将涂料组合物以液体状态通过喷涂或刷涂施加在通风口的内侧。在固化之后获得的膨胀型涂层的厚度优选在0.8mm至4mm、更优选1mm至4mm的范围内。
[0095]
防火测试
[0096]
使用如图1至3中显示的具有间隙高度为约30mm的通风缝的通风口用于防火测试。通风缝的两侧上涂覆有如在以上涂层实施例中描述的膨胀型涂层(涂层厚度例如约1mm)。通风口的外侧未涂覆。
[0097]
使用火焰枪复制内燃机舱火灾。将非常接近通风口的火焰枪引导到通风口的内侧。目的是观察膨胀型涂层的尺寸是否将增大到足以阻塞通风口并将有效地阻止火焰传播到车辆外侧，即传播到通风口的外侧，以及观察膨胀型涂层将多长时间保持稳定并阻止火焰。
[0098]
观察到显著成功。测试中火在3分钟内减弱。在20分钟之后火仍未逸出(在测试停止前持续了26分钟)。
[0099]
使用相同的方法但稍微较高强度的火焰枪进行第二测试，并且观察到的唯一差异在于涂层响应更快速，所以在2.5分钟之后抑制了火灾。
[0100]
标记列表
[0101]
1 通风口的外层
[0102]
2 通风口的内层
[0103]
3 面板
[0104]
4 间隙
[0105]
5 通风缝
[0106]
6 冲孔