本发明的背景

本发明涉及建筑物的组装式预制护墙板，此类护墙板包括由发 泡的多孔聚合物材料(如聚氨基甲酸乙酯)制成的刚性板，刚性板的 外表面附接着若干饰面构件(如薄片砖)，由于聚合物材料的发泡 作用，饰面构件可部分地嵌入并附着在刚性板的外表面。在对饰面 构件布样时使各个饰面构件之间留出间隙，这些间隙被刚性板外表 面上的一层涂料所填充，这层涂料的制做材料一般优选为集料，该 集料因聚合物材料的发泡作用而紧密地粘接在聚合物板的外表面上 或与之结为一体。

关于这种型式的建筑物护墙板可参阅授予加拿大杜邦公司的美 国专利3,646,715号及3,715,417号(Pope)以及授予同一受托者 的美国专利3,740,909号(Stinnes)。

以上所有专利都涉及到一种关于组装式预制护墙板的制造方 法，该方法现已取得了一些商业上的成功。有一点在某种程度上制 约了这种方法的商业前景，这就是其产品的阻燃性能不够理想。砖 式饰面构件显然是阻燃的，嵌入聚氨基甲酸乙酯泡沫材料板外层的 集料也是阻燃的。然而，聚氨基甲酸乙酯泡沫材料本身却是可燃的， 所以就整件护墙板来说存在着燃烧起来的可能性，这样，护墙板破 损时火焰就会直接进入泡沫材料层，而且在其之后泡沫材料还会自 由燃烧并最终使火焰进入护墙板背后的墙体结构中。

通过对燃烧试验的观察发现：一旦集料层(填充在饰面构件之 间的间隙中)被烧破，位于饰面构件与集料层背后的聚氨基甲酸乙 酯泡沫材料将很快剧烈燃烧，从而导致护墙板的破坏。护墙板在使 用初期是具备抗燃烧能力的，但是一旦集料层被烧破，护墙板紧接 着就会被破坏。

在一项试验中，护墙板未能合乎所要求的标准，其表现是：护 墙板在开始破坏之前所能持续的初始时间几乎接近但不幸未能达到 所要求的时间标准。

因此，本发明的目标之一就是对上述型式的护墙板加以改进， 使护墙板具有更好的阻燃性能，从而达到或超过所要求的标准。

一项涉及这种建筑物护墙板的美国新专利5,152,937(Tetu) 提出了一种用来制造直角形构件的方法。该方法要求某条角边上的 饰面构件及其间隙中的集料能被倾斜到垂直或接近垂直的方向上， 其目的是使中另一条角边能被布置在接近水平的方向上以便于填充 集料。因此有必要获得如下的技术：在利用发泡工艺中的粘接效应 使两条角边上的集料同时定位之前，垂直角边上的集料应先被定 位。 本发明的概述

本发明的第一个特征是提出了用来附着在建筑物垂直墙壁上的 组装式预制护墙板，它包括：由多孔聚合物材料制成的刚性板，它 具有朝外背向墙壁的外表面和朝内面向墙壁的内表面；若干个连接 在刚性板外表面上的刚性饰面构件，它形成了护墙板的最外表面， 饰面构件在被布置到外表面上时应在至少一部分饰面构件和与其相 邻的饰面构件之间留出间隙；设在上述间隙处刚性板外表面上的 涂料层；以及由不同于多孔聚合物材料的刚性金属制成的机械支承 构件，它同时与刚性板及若干个饰面构件嵌接，它提供饰面构件的 机械支承可以阻止饰面构件在刚性板上的下垂趋势。

本发明的第二个特征是提出了用来附着在建筑物垂直墙壁上 的组装式预制护墙板，它包括：由多孔聚合物材料制成的刚性板， 它具有朝外背向墙壁的外表面和朝内面向墙壁的内表面；若干个粘 接在刚性板外表面上的刚性饰面构件，它形成了护墙板的最外表 面，饰面构件在被布置到外表面上时应在至少一部分饰面构件和与 其相邻的饰面构件之间留出间隙；以及设在上述间隙处刚性板外表 面上的涂料层，该涂料层由集料形成，集料中包含抗风化的颗粒材 料及石膏，集料因刚性板外表面的发泡效应而与刚性板结为一体。

值得注意的是，机械支承构件阻止了饰面构件的下垂趋势，而 这种下垂现象会在护墙板外表面受到温升影响的场合中出现。研 究发现，在下垂现象发生时，温升作用使得饰面构件之间的间隙扩 大，涂料层因此而出现裂缝，被埋没的聚氨基甲酸乙酯泡沫材料表 面也因此而直接受到燃烧的作用。如果使聚氨基甲酸乙酯泡沫材料 被饰面构件上涂料层完整覆盖的持续时间得到延长，那么护墙板结 构发生急剧崩溃的时间就会被显著地延迟，这样就可以使护墙板满 足标准中的要求。

还有一项改进措施是在涂料层中添加石膏，可以在集料下面加 石膏层，也可以使石膏与集料均匀混合。石膏含有水分子，当被加 热时，水分子会以蒸气态逸出，这样会对产品形成显著的冷却效 果。因此添加石膏有助于将涂料层维持在较低温度状态，这样便防 止或抑制了燃烧热量穿过涂料层向内部聚氨基甲酸乙酯泡沫材料 的传递。

本发明的第三个特征是提出了用来附着在建筑物垂直墙壁上的 组装式预制护墙板，它包括：由多孔聚合物材料制成的刚性板，它 具有朝外背向墙壁的外表面和朝内面向墙壁的内表面；若干个连接 在刚性板外表面上的刚性饰面构件，它形成了护墙板的最外表面， 饰面构件包括其矩形本体，在被排列到外表面上时呈交错状，同时 在至少一部分饰面构件和与其相邻的饰面构件之间留有间隙，护墙 板端部的若干个饰面构件部分地从支承板端面处凸出并外露，饰面 构件背后的刚性板也相应地有一凸出部分；设在上述间隙处刚性板 外表面上的涂料层；以及材质不同于多孔聚合物材料的加固构件， 它与刚性板嵌接并延伸到饰面构件背后刚性板的相应凸出部分。

在制造角形构件时需要使模具倾斜，此时面临着使集料定位 的问题，解决该问题是本发明的另一个目的。

本发明的第四个特征是提出了用来附着在建筑物垂直墙壁上的 组装式预制护墙板，它包括：由多孔聚合物材料经发泡工序制成的 刚性板，它具有朝外背向墙壁的外表面和朝内面向墙壁的内表面； 若干个经发泡工序而连接在刚性板外表面上的饰面构件，它形成护 墙板的最外表面，饰面构件在被排列到外表面上时应在至少一部分 饰面构件和与其相邻的饰面构件之间留出间隙；设在上述间隙处刚 性板外表面上的涂料层，间隙中的涂料层是由经发泡工序而与刚性 板外表面结为一体的集料构成的，集料的填充部分有一层在发泡工 序之前喷射在集料上的喷雾胶粘剂涂层，在集料与饰面构件自水平 面倾斜后，胶粘剂涂层的粘接力足以使集料定位，此外，胶粘剂涂 层也不妨碍发泡工序中聚合物材料外表面同集料结为一体的效果。

采用胶粘剂涂层具有如下优点：在发泡工序之前，它将暴露在 饰面构件间隙处的集料颗粒连接起来，另外，在饰面构件和集料被 倾斜之后，它将邻近集料的饰面构件也连接起来，从而达到使集料 继续定位的效果。

以下将结合附图对本发明实施例加以描述。 图例简介

图1是如本发明所述护墙板的投影图。

图2是沿图1中2-2线所做剖视图。

图3是图1及图2中机械支承构件的放大投影图。

图4是沿图中4-4线所做，包含加固构件的剖视图。

图5是沿图4中5-5线所做的剖视图。

图6是沿护墙板某一截面所做、用来表示涂料层结构的放大剖 视图。

图7是发泡工序前护墙板某一截面的剖视图，其中，饰面构件 和集料处于水平初始位置，其目的是使集料得以填充在模具中饰面 构件间的空隙中。

图8是类似于图7的剖视图，其中，模具饰面构件及集料都处 于发泡工序之后的倾斜位置。

各图中的参考标识符在不同的图中表示相同的部件。 本发明详介

上述各专利已对具有图1所示型式护墙板的细节做了一般的 介绍，因此，对于此类护墙板的材料构成，制造方法以及连接技术 等问题的细节，本发明在此将不加描述，因为从市场提供的产品以 及从上述专利的说明书中均可方便地了解到这些方面的内容。

一般来说，图示护墙板的结构包含以下部分：由胶合板一类材 料制成的后支承板10，由聚氨基甲酸乙酯泡沫材料或类似的聚合物 泡沫材料制成的主刚性板11，若干个饰面构件12以及涂料层13。 后支承板10附着在泡沫材料板11的背面或内表面15上。这层板 的作用是附着在垂直竖立墙壁的外表面上以使之朝内面向墙壁。护 墙板一般被用作外墙镶面，当然也可以用在其它场合。

成品的板11是刚性的，但它是借助于在模具中就地发生的发 泡效应而形成的，而且模具的某些部分就是由后支承板10和饰面 构件本身形成的。板11有一前表面16，这个面朝外背离护墙板所 附着的墙壁。该前表面16被完全覆盖，覆盖上去的或者是饰面构件 12，或者是饰面构件之间间隙中的涂料层13。    

每个饰面构件12包括一块薄片砖，这样饰面构件便可呈矩形 状并可被安置在砖式布样中，普通的砖式布样在图1中清晰可见， 其中，各行饰面构件彼此相错，所错开的距离是饰面构件横向尺寸 的一半。

涂料层13由嵌入刚性泡沫材料板前表面的集料形成。刚性板材 料在发泡过程中会出现粘接效应，这样，刚性板材料即可与嵌入的 集料结成为一个整体，同时刚性板材料本身也经发泡而成为泡沫 材料层。

以上描述涉及的是现有的护墙板，本发明对这种护墙板做了若 干处改进。首先，在泡沫材料板内部嵌入了若干个机械支承构件20， 其作用是支承泡沫材料板前表面上的饰面构件。其次用若干个加固 构件21对泡沫材料板做了加固。第三，通过在集料23中添加22所 示的石膏而使涂料层13得到了改进。

首先考察机械支承构件20(见图2所示剖视图以及图3所示其 单件投影图)。机械支承构件20包括一伸展带25，该伸展带沿垂直 方向布置并被安置在成品护墙板中紧靠饰面构件12背面的位置。垂 直带20顶部有一与垂直带25成直角并向后伸出的水平段26，而且 水平段26的后端又有一下垂的尾段。垂直带还包含一底部水平段 28和一上行尾段29，该上行尾段29与下行尾段27处于同一平面。 第二水平段28设置在一回折段30的顶端。回折段30是通过对垂直 带25在其底边31处进行折叠而形成的，这样，回折段就会恰好位 于垂直带25的背后(通常使二者相接触)。这样将使底部水平段28 处于与垂直带25最底边31相隔开的位置。

沿垂直带25有多处冲压切口32，每个切口的成形方式如下： 对垂直带材料冲压以形成孔33，从孔33冲压出的材料向外伸出以 形成接头片34，该接头片从垂直带的前表面水平向外伸出并与垂直 带呈直角。

顶部和底部水平段26及28的长度(从垂直带25至尾段27、29) 等于饰面构件后表面与板10前表面之间夹层的厚度。这样，如图2 所示，机械支承构件便位于护墙板的内部并将饰面构件的后表面与 板10的前表面连接起来，此外，泡沫材料板11应在机械支承构件 周围发泡成型以使之定位。

各个接头片34沿垂直带25的长度方向相隔排列以便于连接各 饰面构件的底面12A。因此，如图2所示，对于六行饰面构件来说， 垂直带25上有六个接头片34，而且各接头片的排列间距应能保证 每个接头片都嵌接在相应饰面构件底面12A的下部。

图示接头片34是沿垂直带25中心线定心的三角形。然而下面 将可看出，接头片可以取任何合适的形状，甚至可以设置在垂直带 的某条边上。

在护墙板的制造工艺(可方便地参阅前述专利)中，饰面构件位 于模具内部，而板10则由模具支承并与饰面构件的背面相隔一段 距离。在饰面构件与板10之间的空隙中注入泡沫材料以形成板11。 本发明提出了一项改进的工艺，亦即在使板10定位以封闭用来容 纳泡沫材料的区域之前，先使机械支承构件25确定其位置，该确定 方法如下：将接头片34放置在隔离元件之间的间隙中，然后沿饰面 构件的背面推挤垂直带25直至接头片紧密地压在底面12A上为 止。板10在被定位时会与尾段27及29接合，这样，机械支承构件 在发泡工艺进行时便会被固定在它的预定位置上。因此，除非利用 发泡工艺中的粘接效应，没有更好的方法能使机械支承构件附着在 板10本体上。

图例中有三个这样的机械支承构件，它们以某一水平间距沿护 墙板的长度方向设置。其中每个支承构件都与若干个饰面构件相接， 而且，由于与泡沫材料板11相接合，该支承构件便具有3上下双面 机械支承的作用，这样就可以防止饰面构件因其自重而导致的下垂 。这种机械支承在阻燃过程中是特别是效和必需的，因为在被加热 到超出某一耐热限度之后，饰面构件表现出下垂的趋势，此时，泡 沫材料板的前表面开始逐渐丧失其结构稳定性，因而某些饰面构件 便沿着泡沫材料板的前表面逐渐轻微下垂。如果没有机械支承构件， 下垂现象的发生将使一些隔离构件间的间距轻微地增大，这会使涂 料层破裂并使热流和火焰因此而接触到泡沫材料板。若将机械支承 构件设置在适当位置，那么每个饰面构件将会因为与垂直带25跨 接而被相应的接头片支撑住。研究发现，三个此类支承构件足以为 所有饰面构件提供有效的支承，亦即足以防止上述轻微下垂现象以 及因此而导致的涂料层13破裂现象的发生。机械支承构件25是由 金属或其它适于抵抗热损坏和热断裂的材料制成的。

出于制造工艺简单性和经济性的考虑，垂直带20的制作材料 优选为能容易地被弯曲并冲压成图3所示结构的金属薄板。顶部水 平段26相当于一个悬架，因为它在整个宽度范围内被泡沫材料板 支承着，而且通过与泡沫材料板嵌接而保持着它的位置，所以它也 为前垂直带25提供了机械支承。将水平段嵌入泡沫材料板内部可以 增加强度和避免金属材料暴露在泡沫材料板外表面。由于水平段嵌 接在泡沫材料板的整个宽度范围内，所以在泡沫材料因火灾温升而 强度减弱时便不易发生水平段的下垂现象，而这一现象对于直接置 于泡沫材料板前表面上的饰面构件来说都可能发生。

图4和图5较详细地描述了加固构件21。板10端部的饰面构件 是向外伸出的，加固构件21仅在这些饰面构件的邻近处设置。由图 1可以看出，要使某一护墙板与下一个护墙板正常地互锁，六个饰 面构件连同其背后泡沫材料板11的相应部分都要伸出到板10的 端部以外。显然这些构件可以同下一相邻护墙板上同一行的凹入构 件互锁。

由图1可以看出，端部饰面构件向外伸出并跨过相邻下一行饰 面构件端面的部分恰好是从这个端部饰面构件中心线12C算起的 一半。布置板10时应使其端面10A大致位于外伸部分12B的一半 处，这样可以为外伸部分12B提供部分支承。护墙板的相反一端也 设有同样大小的外伸部分。显而易见，要保证相邻两个板的边靠紧， 板10的尺寸就不能比图示的情形更大。因此，饰面构件和泡沫材料 板的相应部分必须保证有一部分能越过板10的边10A。这个饰面 构件及其相应的泡沫材料板部分是外露的，因而在运输和安装过程 可能因碰撞而受到损坏。这是一个实际操作上的问题，大量的护墙 板会因此而损坏，而且一旦损坏便无法使用。加固构件21就是因此 而设置的。加固构件是不同于泡沫材料板11本体的独立构件，它与 泡沫材料板嵌接，作用在于使泡沫材料板露出板10端面10A的部 分增强刚度和提高防损坏能力。加固构件的设置可以是其它不同的 形式，例如可在板10的内表面连接加劲杆。而在图示实施例中，优 选的方案包括一段弯制成槽形(通常为U形)构件的拉制金属网，恰 如如图5所示。拉制金属网的金属带之间有开口，泡沫材料在发泡 工艺过程中可从这些开口穿过。拉制金属网是由卡钉21A一类的紧 固件连接在板10上的，这样可以在板10贴合在模具上(先于发泡 工艺)时保持加固构件的位置。在注入泡沫材料时应保证加固构件相 对于板10的位置不发生变功。以U形构件与板10的接合面为基 准，U形构件的两个侧边延伸到与饰面构件的背面邻近或相接的位 置，这样，加固构件便起到了增加刚度的作用，这一作用因所注入 泡沫材料(从拉制金属网的开口处通过)的参与而更为显著。加固构 件的尺寸与饰面构件大致相同，因此，最外端21B便处于与板11 的端面11B相邻的位置。加固构件的内端21C与板10的端面10A 向内相隔一段距离，其优选位置是与端部饰面构件的内端邻接。

正如图6所示，形成涂料层13时若在集料中加入添加剂，则抗 热或阻燃效应将得到进一步的增强。因此在某一实施例中，集料是 由集料23与22所示石膏组成的均匀混合物。在成品工序中，集料 被填入模具中饰面构件之间的空隙中，该模具的隔离构件按预定样 式布置。模具中还没有用来支撑集料的支承构件，该支承构件与饰 面构件的前表面相隔一段距离以便灰浆成模。发泡工序开始后，泡 沫材料渗入集料并与集料紧密地粘接，二者结成为一个整体结构， 这种处理使得集料在起着保护泡沫材料作用的同时还免于从泡沫材 料上剥落，另外，这种处理还使泡沫材料免于直接暴露在集料的正 面。

这一改进措施所采用的石膏添加成份在燃烧热量作用于护墙板 外表面时有助于消耗热量，这是由于石膏中所含的水分子在温度高 于水的沸点时会从分子结构中逸出。水分子在以水蒸汽形态逸出时 会吸取并释放结构中的热量，这样就使温度维持在比不采用这一改 进措施的情形更低的水平。这一现象对于集料成涂料层13处来说尤 为重要，因为这一部分材料比饰面构件更薄。由于泡沫材料与集料 间是紧密粘接的，泡沫材料被烧到的可能性相当大，因此在这一部 分保证温度尽可能低是非常重要的。

除了采用集料与石膏的混合物这一措施，还可以将独立的石膏 层加在结构中(此时应将石膏层与涂料层的外表面隔开)。这种工艺 在产品制造过程中的实施方法是：在合型及发泡工序完成之前，先 按惯例将集料填加在饰面构件之间，然后将石膏层或石膏灰覆盖在 饰面构件及集料的背面。这样，护墙板的内部结构中就形成了一个 石膏层，在火灾使护墙板正面温度升高的场合下，该石膏层会起到 冷却的作用。

图7和图8描述了该工艺方法的详细情况，其中，如60所示的 模具支承着饰面构件12的集料13，该模具包含带有若干个棱条61 的水平面底板62，棱条间的底板上表面便是使饰面构件12定位并 隔离的区域。棱条61是从底板的水平上的表面上凸出的，它支承着 从饰面构件正面凹入的集料13，当然，饰面构件初始位置是如图7 所示呈水平布置的。

在这项工艺的实际操作中，装在模具中的饰面构件被安置在由 棱条形成的凹槽中，这样多个饰面构件便被排列成网格状。其后， 集料13被填充到饰面构件这间的空隙处，填充的深度以集料处表 面同饰面构件的背面(图1)或顶面(图7)大致对齐为准。在填充集 料之后，将板10移上模具并将它夹持在与饰面构件背面保持预定 间距的位置，接着就用喷嘴71将聚合物泡沫材料通过板10上的孔 70注入型腔。这样，泡沫材料便充入由板10及饰面构件背面形成 的空隙中，此时，泡沫材料将与集料结为一体并由此而将集料固定 住。

在有些场合(如制造角形构件)中，模具的底板及其所负载的饰 面构件需要保持倾斜，此时是采用由喷雾胶粘剂形成的涂层80将 集料保持在饰面构件间的空隙中的。市面上提供了多种型号的常用 喷雾胶粘剂，这些胶粘剂是以细雾状从喷雾器中喷出的。有一种由 3M公司生产的喷雾胶粘剂可以作为一种选择。涂层80覆盖了集料 顶部的颗料并且如81所示跨过集料延伸覆盖了相邻饰面构件的表 面。涂层的粘接力足以将集料最外部的颗粒彼此粘接起来，同时也 足以将颗粒与相邻饰面构件的表面粘接起来，这样，集料最外一层 颗粒将被固定在棱条61上部的空隙处。在用涂层80使集料定位时， 含有集料和饰面构件的模具有可以被倾斜到垂直或接近垂直的位 置，如图8所示，此时仍可用喷嘴71喷射泡沫材料。发泡效应使得 聚合物材料穿过涂层80与集料相接，这样便形成了聚合物材料与 集料的一体结构。

在发泡过程中，喷雾胶粘剂涂层很容易被聚合物材料渗透并吸 收。喷雾胶粘剂最好是转移性材料，这样就不会使聚合物泡沫材料 在发泡工序之后被着色或染污。喷雾胶粘剂的一个特点是：除了产 生足以使集料定位的粘接效应之外，它不会以任何形式妨碍泡沫材 料的发泡过程，也同样不妨碍泡沫材料通过它进入集料中。另外， 喷雾胶粘剂还具有快速凝结的特点，由于从完成喷胶到允许向垂直 位置倾斜需要迟滞一段时间，因此上述特点将使这一迟滞时间缩 短到最小程度。

喷雾胶粘剂使用方便、价格低廉，在用于制造角形构件时可以 降低成本和减少工作量。

本发明可以有许多种不同的变化型、它们包括上述内容，也包 括如本发明权利要求思路及条件所述的其它许多种明显不同的实施 例，所附说明中的所有内容仅含有例证的意义，并不表示本发明的 界限。