PL199519B1

PL199519B1 - Ekspandowalne polimery styrenowe (EPS) w postaci cząstek, sposób ich wytwarzania, tworzywo piankowe na osnowie tych cząstek oraz sposób wytwarzania i zastosowanie tego tworzywa piankowego

Info

Publication number: PL199519B1
Application number: PL349880A
Authority: PL
Inventors: Roman Eberstaller; Mariacarla Arduini-Schuster; Joachim Kuhn
Original assignee: Sunpor Kunststoff Gmbh
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2008-09-30
Also published as: WO2000043442A1; DE20080008U1; HUP0105395A2; DE50003533D1; SK285266B6; NO20013630L; PT1159338E; SI20583A; SK9902001A3; AU3026100A; ES2204491T3; EP1159338A1; HRP20010555B1; HRP20010555A2; NO325769B1; ATA9999A; CZ294282B6; DK1159338T3; EP1159338B1; CA2360527C

Abstract

Wynalazek dotyczy ekspandowalnych polimerów styrenowych (EPS) w postaci cz astek, sposobu ich wytwarzania, two- rzywa piankowego na osnowie tych cz astek oraz sposobu wytwarzania i zastosowania tego tworzywa piankowego. Cech a ekspandowalnych polimerów styrenowych (EPS) w postaci cz astek, które s a przetwarzalne na twarde tworzywa piankowe o drobnej strukturze komórkowej i o ma lej g esto sci, i w tym celu zawieraj a one co najmniej jeden srodek spieniaj acy a w celu polepszenia ich w lasciwo sci termoizolacyjnych wykazuj a jako materia l izoluj acy promieniowanie podczerwone przynajmniej glin w postaci cz astek, jest wed lug wynalazku to, te cz astki polimeru styrenowego jako materia l odbijaj acy promieniowanie pod- czerwone zawieraj a wprowadzone cz astki glinu w jednorodnym rozproszeniu, przy czym g lówny udzia l tych cz astek glinowych wyst epuje w postaci p lytek, których najwi ekszy rozmiar ka zdorazowo mie sci si e w zakresie 1-15 µm. Cech a sposobu wytwarza- nia omówionych wy zej, ekspandowalnych polimerów styrenowych w postaci cz astek jest wed lug wynalazku to, ze w reaktorze polimeryzuje si e styren z co najmniej jednym srodkiem spieniaj acym i w toku tej polimeryzacji co najwy zej 6% wagowych cz a- stek glinowych o g lównym udziale w postaci p lytek wprowadza si e jako przedmieszk e, której materia lem no snikowym jest poli- styren. Cech a dalszego sposobu wytwarzania omówionych wy zej, ekspandowalnych polimerów styrenowych w postaci cz astek jest wed lug wynalazku to, ze w wyt laczarce stapia si e polimery styrenu, miesza si e z co najmniej jednym srodkiem spieniaj acym i cz astkami glinowymi o g lównym udziale w postaci p lytek i wspólnie wyt lacza si e, przy czym stosowany udzia l cz astek glino- wych wynosi co najwy zej 6% wagowych, po czym wyt loczyne natychmiast ch lodzi si e i rozdrabnia do postaci cz astek. Cech a sposobu wytwarzania polistyrenowego tworzywa piankowego jest wed lug wynalazku to, ze cz astki ekspandowalnego polimeru styrenowego, zawieraj ace w jednorodnym rozproszeniu cz astki glinowe, spienia si e do g esto sci co najwy zej 30 g/litr. Cech a tworzywa piankowego na osnowie cz astek polistyrenu, sk ladaj acego si e z wy zej omówionych cz astek-EPS, jest wed lug wyna- lazku to, ze wykazuje ono g estosc co najwy zej 30 g/litr i zawiera p lytki glinowe w jednorodnym rozproszeniu, których g lówny udzia l ma najwi ekszy rozmiar w zakresie 1-15 µm. Cech a zastosowania tworzywa piankowego na osnowie wy zej omówionych cz astek polistyrenu jest wed lug wynalazku zastosowanie do celów termoizolacyjnych. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są ekspandowalne polimery styrenowe (EPS) w postaci cząstek, które są przetwarzalne na twarde tworzywa piankowe o drobnej strukturze komórkowej i o małej gęstości, i w tym celu zawierają co najmniej jeden środek spieniający a w celu polepszenia ich właściwości termoizolacyjnych wykazują przynajmniej glin w postaci cząstek, dalej przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tych polimerów, tworzywo piankowe na osnowie cząstek polistyrenu oraz sposób wytwarzania i zastosowanie tego tworzywa piankowego.

Cząstki polimeru styrenowego (EPS) wyżej omówionego rodzaju są znane (EP 620246 A). Chodzi przy tym o zawierające środek spieniający cząstki polistyrenu, które drogą ogrzewania parą wodną (proces spieniania) można wobec zwielokrotnienia ich objętości ekspandować i następnie drogą zgrzewania przetwarzać w dowolnie uformowane kształtki, zwłaszcza bloki. Korzystną dziedziną zastosowania takich pianek z cząstek polistyrenowych są materiały termoizolacyjne, np. na fasady budynków, chłodnie, materiały opakowaniowe, przy czym termoizolacyjne działanie tworzywa piankowego ma decydujące znaczenie dla jego jakości. Stąd też proponowano już zmniejszenie przewodności cieplnej twardych polistyrenowych tworzyw piankowych przez to, że do polimeru styrenowego dodaje się substancje, które zmniejszają przepuszczalność promieniowania podczerwonego przez tworzywo piankowe. Ze wspomnianych we wstępie pozycji literaturowych znane jest stosowanie materiałów atermicznych, tj. materiałów absorbujących promieniowanie podczerwone, przy czym proponuje się tlenki metali, np. Al2CO3, tlenki niemetali, proszek glinowy albo sadzę bądź grafit. W szczególności dodatki te miałyby znaleźć zastosowanie do powlekania powierzchni cząstek polistyrenowych. Ten sposób postępowania ma jednakże tę niedogodność, że niedefiniowalny udział tej powłoki traci się podczas przetwarzania, co wiąże się również z niezdefiniowanym zmniejszeniem termoizolowania i dalej z zanieczyszczeniem ścieków. Ponadto takie powlekanie powierzchni cząstek polistyrenowych prowadzi z uwagi na działanie antyadhezyjne do znacznego pogorszenia właściwości zgrzewalniczych cząstek polistyrenu, co znów prowadzi do podwyższonej przewodności cieplnej i do zmniejszenia mechanicznej wytrzymałości elementów twardego tworzywa.

Ze wspomnianych we wstępie pozycji literaturowych wprawdzie znane jest też zatapianie atermicznych materiałów, zwłaszcza razem ze środkiem sieciującym, w jeszcze niespienionym granulacie do tworzenia twardej pianki polistyrenowej. Uzyskane rezultaty jednak nie były dotychczas zadowalające, gdyż występowały trudności w zatapianiu materiałów atermicznych. Zwykle bowiem EPS wytwarza się za pomocą polimeryzacji suspensyjnej. Przy tym styren w warunkach mieszania przeprowadza się w stan suspensji w wodzie, w wyniku czego tworzą się kropelki, które polimeryzuje się za pomocą inicjatorów reakcji i w toku postępowania impregnuje się środkiem spieniającym. Materiały atermiczne jednakże nie mogą przy tym być łatwo dodane, gdyż substancje te są nierozpuszczalne w styrenie i dlatego nie są wchł aniane przez kropelki. Również wprowadzanie substancji atermicznych do EPS przez mieszanie tych substancji ze stopem polistyrenowym za pomocą procesu wytłaczania nie zadowala. Przy tym polistyren wraz z dodatkami i środkiem rozprężnym ogrzewa się do temperatury powyżej temperatury zeszklenia polistyrenu, miesza się drogą frykcji, chłodzi i wytłacza przez dyszę otworkową. Natychmiast po opuszczeniu tej dyszy wytłoczone pasmo musi być chłodzone za pomocą kąpieli z zimną wodą, aby zapobiec spienianiu. Ochłodzone pasmo następnie granuluje się na krótkie poszczególne cząstki. Występuje jednak przy tym problem, że zaproponowane substancje atermiczne wykazują efekt silnego zarodkowania, toteż nie można zapobiec spienianiu się materiału po opuszczeniu dyszy. Ten efekt zarodkowania zależy od stężenia, wielkości, postaci i składu substancji zarodnikotwórczej, oraz od temperatury stopu, zawartości środka sieciującego i receptury stosowanego polistyrenu.

Te właściwości substancji atermicznych niezbędnym czynią przeprowadzanie pod ciśnieniem granulowania w obecności wody, by ograniczyć spienianie cząstek granulatu. Warunkuje to znacznie większe nakłady niż zwykłe granulowanie i za pomocą tego rodzaju granulowania nie jest możliwe uzyskanie wielkości cząstki granulatu poniżej 1 mm. Domieszka sadzy bądź grafitu podwyższa przy tym palność pianki z cząstek, co niezbędnym czyni podwyższenie dodatku układów ogniochronnych, by można było dla dziedziny budownictwa osiągnąć dopuszczalne właściwości pożarowe. Nadto należy zauważyć, że wskutek właściwości absorbowania promieniowania podczerwonego przez materiały atermiczne, zwłaszcza przez sadzę lub grafit, może w przypadku składowania wytworzonych płyt izolacyjnych na dworze przy nasłonecznieniu dojść do silnego ogrzania i tym samym do odkształcenia tych płyt.

Omówiona droga procesowa (EPS) różni się zasadniczo od produkcji płyt z tworzywa piankowego (XPS), przy czym proces tworzenia pianki zachodzi bezpośrednio w dyszy wytłaczarki (DE 195 45 097 A1).

PL 199 519 B1

W tym rodzaju postę powania do wytł aczanej masy tworzywa sztucznego celowo dodaje się substancje nieorganiczne, by po opuszczeniu dyszy spowodować spienianie masy tworzywa sztucznego. W tym prowadzeniu postępowania domieszanie substancji atermicznych, które właśnie to spienianie powodują, nie stanowi żadnego problemu.

Zadaniem wynalazku jest takie udoskonalenie ekspandowalnych polimerów styrenowych (EPS) w postaci cząstek, typu omówionego we wstępie, żeby wyeliminowane zostały omówione trudności, zwłaszcza żeby w przypadku zatapiania termoizolacyjnych cząstek aluminiowych nie dochodziło do trudności i żeby polepszyły się właściwości termoizolacyjne i wrażliwość wytworzonych polimerów styrenowych na nasłonecznienie.

Zadanie to wynalazek rozwiązuje dzięki temu, że te cząstki polimeru styrenowego jako materiał odbijający promieniowanie podczerwone zawierają wprowadzone cząstki glinu w jednorodnym rozproszeniu, przy czym główny udział tych cząstek glinowych występuje w postaci płytek, których największy rozmiar każdorazowo mieści się w zakresie 1-15 μm.

Korzystnymi polimerami styrenowymi są według wynalazku te, w których największa średnica płytek glinowych wynosi przynajmniej 10-krotność średniej grubości płytki.

W szczególności polimery styrenowe według wynalazku zawierają w odniesieniu do polimeru mniej niż 6% wagowych cząstek glinowych.

Korzystnie polimery styrenowe według wynalazku zawierają 0,05-4% wagowych cząstek glinowych, zwłaszcza 0,3-1% wagowego cząstek glinowych.

W polimerach styrenowych według wynalazku przynajmniej 95% cząstek glinowych ma największy rozmiar co najwyżej 15 μm.

Korzystnymi polimerami styrenowymi według wynalazku są te, w których dodatkowo do cząstek glinowych w cząstkach polimeru styrenowego zawarte są w postaci wprowadzonych cząstek jednorodnie rozproszonych jeszcze dalsze materiały izolujące promieniowanie podczerwone bądź zwiększające właściwości termoizolacyjne.

W cząstkach polimeru styrenowego według wynalazku korzystnie zawarte są cząstki trójsiarczku antymonu, zwłaszcza większe niż cząstki glinowe.

W polimerach styrenowych według wynalazku cząstki trójsiarczku antymonu korzystnie wykazują uziarnienie 10-60 μm.

W cząstkach polimeru styrenowego według wynalazku korzystnie też zawarte są sadza i/lub grafit w postaci drobnych cząstek, przy czym udział sadzy i grafitu wynosi mniej niż 2% wagowe, w odniesieniu do polimeru.

Polimery styrenowe według wynalazku są korzystnie przetwarzalne w cząstki piankowego tworzywa polistyrenowego o jednorodnej strukturze komórkowej i o wielkości komórki w zakresie 0,05-0,2 mm.

Sposób wytwarzania omówionych wyżej ekspandowalnych polimerów styrenowych w postaci cząstek polega według wynalazku na tym, że w reaktorze polimeryzuje się styren z co najmniej jednym środkiem spieniającym i w toku tej polimeryzacji co najwyżej 6% wagowych cząstek glinowych o głównym udziale w postaci płytek wprowadza się jako przedmieszkę, której materiałem nośnikowym jest polistyren.

Sposób wytwarzania omówionych wyżej ekspandowalnych polimerów styrenowych w postaci cząstek może też według wynalazku polegać na tym, że w wytłaczarce stapia się polimery styrenu, miesza się z co najmniej jednym środkiem spieniającym i cząstkami glinowymi o głównym udziale w postaci płytek i wspólnie wytłacza się, przy czym stosowany udział cząstek glinowych wynosi co najwyżej 6% wagowych, po czym wytłoczynę natychmiast chłodzi się i rozdrabnia do postaci cząstek.

W sposobie według wynalazku udział cząstek glinowych korzystnie wynosi co najwyżej 5% wagowych, zwłaszcza co najwyżej 4% wagowe.

Sposób według wynalazku korzystnie polega też na tym, że wytłoczynę granuluje się, zwłaszcza przeprowadza się wytłaczanie jako ciśnieniową granulację wobec wody.

Sposób wytwarzania polistyrenowego tworzywa piankowego polega według wynalazku na tym, że cząstki omówionego wyżej ekspandowalnego polimeru styrenowego zawierające w jednorodnym rozproszeniu cząstki glinowe spienia się do gęstości co najwyżej 30 g/litr.

Tworzywo piankowe na osnowie cząstek polistyrenu, składające się z cząstek-EPS omówionych wyżej, wyróżnia się według wynalazku tym, że wykazuje gęstość co najwyżej 30 g/litr i zawiera płytki glinowe w jednorodnym rozproszeniu, których główny udział ma największy rozmiar w zakresie 1-15 um.

W tym tworzywie piankowym według wynalazku udział płytek glinowych korzystnie wynosi mniej niż 6% wagowych, w odniesieniu do polimeru, szczególnie korzystnie 0,05-4% wagowych, zwłaszcza 0,3-1% wagowego.

PL 199 519 B1

Tworzywo piankowe na osnowie cząstek polistyrenu według wynalazku korzystnie zawiera w jednorodnym rozproszeniu czą stki glinowe i czą stki trójsiarczku antymonu.

Następnym przedmiotem wynalazku jest zastosowanie omówionego wyżej tworzywa piankowego na osnowie cząstek polistyrenu do celów termoizolacyjnych.

Nieoczekiwanie okazało się, że domieszanie pł ytek glinowych o wspomnianej wielkości przy jednorodnym rozproszeniu do polimeru styrenowego nie tylko żadną miarą nie powoduje uszczerbku drobnej struktury komórkowej ekspandowanych cząstek polimeru styrenowego, które uzyskuje się dzięki odpowiednim organicznym substancjom zarodnikotwórczym, takim jak np. parafiny, chloroparafiny, woski Fischer-Tropsch'a oraz estry i amidy kwasów tłuszczowych, lecz że również otrzymuje się w wyniku znacznie lepsze właściwości termoizolacyjne tych cząstek polimeru styrenowego bądź z niego wytworzonych twardych tworzyw piankowych. Cząstki glinowe zatem nie działają zakłócająco w przypadku zarodnikowania. Przede wszystkim jednak postać płytkowa cząstek glinowych powoduje to, że cząstki glinowe w porównaniu z postacią kulistą wykazują większą powierzchnię i tym samym oddziaływują silnie odbijająco na padające promieniowanie podczerwone. Najkorzystniejsze wyniki osiąga się przy tym wtedy, gdy największa średnica płytki glinowej wynosi co najmniej 10-krotność średniej grubości płytki. Do silnego działania odbijającego zatopionych płytek glinowych należy sprowadzić to, że uniknięto omówionych niedogodności znanego, silnego nagrzewania przy nasłonecznieniu i tym samym odkształcania izolacyjnych płyt wytworzonych z cząstek polimeru EPS-styrenowego, gdyż w następstwie odbijania promieniowania podczerwonego nie zachodzi żadna znacząca jego absorpcja.

W celu wytwarzania dielektrycznego materiału na reflektory radarowe znane jest (JP-A-56010432 bądź Derwent Abstract AN 1981-22167D), impregnowanie polistyrenu środkiem rozprężnym i dodawanie płytek glinowych o powierzchni 0,4-1 mm². Tę tak wytworzoną mieszankę wytłacza się a otrzymane pasma tnie się na peletki. O odbijaniu promieniowania podczerwonego w celu polepszenia właściwości termoizolacyjnych polimeru styrenowego nie ma żadnej wzmianki w tej pozycji literaturowej.

Jednorodna struktura komórkowa ekspandowanych perełek tworzywa piankowego, otrzymanych sposobem według wynalazku, wykazuje średnią wielkość komórki około 0,1 mm, wielkość komórki waha się w zakresie około 0,05-0,2 mm.

W zwią zku z niniejszym wynalazkiem pod okreś leniem polimery styrenowe należ y rozumieć polistyren i kopolimery styrenu z innymi związkami, np. z α-metylostyrenem, akrylonitrylem, bezwodnikiem maleinowym, butadienem, diwinylobenzenem.

Jako środki spieniające wchodzą w rachubę w normalnych warunkach gazowe lub ciekłe węglowodory, które mają temperaturę wrzenia poniżej temperatury mięknienia tego polimeru. Typowymi przedstawicielami tych związków są propan, butan, pentan i heksan.

Dalej można stosować wszystkie znane substancje pomocnicze, takie jak środki zarodnikowujące, środki ogniochronne, środki stabilizujące wobec działania nadfioletu (stabilizatory-UV), zmiękczacze, pigmenty, przeciwutleniacze i środki wiążące kwas.

Dalsza zaleta wynalazku polega na tym, że umożliwia on utrzymywanie mniejszego, niż to było dotychczas możliwe, udziału środków wywierających wpływ na promieniowanie podczerwone przy jednakowym lub nawet polepszonym efekcie. I tak w ramach wynalazku możliwe jest to, że cząstki polimeru styrenowego zawierają mniej niż 6% wagowych, korzystnie 0,05-4% wagowych, zwłaszcza 0,3-1% wagowego, cząstek glinowych, w odniesieniu do polimeru. Dzięki temu uzyskuje się nie tylko oszczędność na wprowadzanym materiale, lecz też to, że omówione płytki glinowe w małym stężeniu działają nie zakłócająco na zarodnikowanie, ale nadto wykazują wystarczające odbicie światła podczerwonego.

Płytki glinowe, które są nieregularnie ograniczone, bardzo gładkie, płaskie i cienkie, mają rozmiary, które zatem nie są jednakowe w każdym kierunku. Korzystnym jest w ramach wynalazku, gdy co najmniej 95% cząstek glinowych ma największy rozmiar co najwyżej 15 μm.

Nawet jeśli dzięki stosowaniu płytek glinowych w omówiony sposób otrzymuje się już w wyniku znaczne polepszenie właściwości termoizolacyjnych, nie oznacza to, że nie są osiągalne jeszcze dalsze polepszenia dzięki stosowaniu dodatkowych materiałów. I tak zgodnie z wynalazkiem otrzymuje się dalsze zalety, gdy dodatkowo do płytkowych cząstek glinowych zawarte są jeszcze dalsze materiały w postaci cząstek, odbijające promieniowanie podczerwone bądź podwyższające właściwości termoizolacyjne, w jednorodnym rozproszeniu zarobione w cząstkach polimeru styrenowego. Jako szczególnie odpowiedni taki materiał w ramach wynalazku nadaje się trójsiarczek antymonu (Sb2S3). Przy tym bowiem w wyniku otrzymuje się synergiczny efekt między płytkami glinowymi i cząstkami trójsiarczku antymonu, gdyż te pierwsze odbijające oddziaływują na promieniowanie podczerwone,

PL 199 519 B1 te ostatnie natomiast oddziaływują przeważnie absorbujące. Oznacza to zaletę, gdy żądana lub tolerowalna jest absorpcja promieniowania podczerwonego. W celu zwiększenia skuteczności przy tym celowe jest wyznaczanie cząstek trójsiarczku antymonu większych niż cząstki glinowe, przy czym cząstki trójsiarczku antymonu wykazują zwłaszcza uziarnienie rzędu 10-60 um.

W ramach wynalazku możliwe jest też podwyższanie właściwości termoizolacyjnych przez dodatkowe domieszanie sadzy i/lub grafitu w postaci drobnych cząstek, przy czym jednak udział sadzy bądź grafitu wynosi mniej niż 2% wagowe, w odniesieniu do polimeru. Mały udział sadzy lub grafitu warunkuje tylko nieznaczne podwyższenie palności cząstek polimeru styrenowego, co można skompensować dodaniem zwykłych układów ogniochronnych, takich jak heksabromocyklododekan i synergik (dikumyl bądź nadtlenek dikumylu).

Zgodne z wynalazkiem cząstki polimeru styrenowego można opłacalnie wytwarzać różnymi drogami. Wariant sposobu według wynalazku polega na tym, że w reaktorze polimeryzuje się styren i/lub jego związki z co najmniej jednym środkiem spieniającym i w toku tej polimeryzacji co najwyżej 6% wagowych, korzystnie co najwyżej 5% wagowych, zwłaszcza co najwyżej 4% wagowe, cząstek glinowych o głównym udziale w postaci płytek, wprowadza się jako przedmieszkę, której materiałem nośnikowym jest polistyren.

Inny wariant sposobu według wynalazku polega na tym, że w wytłaczarce stapia się polimery styrenu, miesza się z co najmniej jednym środkiem spieniającym i cząstkami glinowymi o głównym udziale w postaci płytek i wspólnie wytłacza się, przy czym stosowany udział cząstek glinowych wynosi co najwyżej 6% wagowych, korzystnie co najwyżej 5% wagowych, zwłaszcza co najwyżej 4% wagowe, po czym wytłoczynę natychmiast chłodzi się i rozdrabnia do postaci cząstek, zwłaszcza granuluje się. Natychmiastowe schłodzenie zapobiega spienieniu cząstek. Przy tym można wytłaczanie przeprowadzać jako ciśnieniową granulację w obecności wody, przy czym w ramach wynalazku dla wytłaczania tolerowane jest wyznaczenie wyższego udziału stosowanych cząstek glinowych niż w przypadku zwykłego wytłaczania, czyli dla ciśnieniowej granulacji w obecności wody udziału o co najwyżej 6% wagowych, w odniesieniu do polimeru.

Sposobem według wynalazku wytworzone, ekspandowalne polimery styrenowe w postaci cząstek, które to polimery zawierają cząstki glinowe w jednorodnym rozproszeniu, można znaną drogą spieniać do gęstości co najwyżej 30 g/litr. Te tak wytworzone kształtki polistyrenowego tworzywa piankowego są więc bardzo lekkie, jednakże bardzo mocne. Ich właściwości termoizolacyjne w porównaniu ze znanymi produktami są znacznie lepsze.

Wytworzone według wynalazku piankowe tworzywa z cząstek polistyrenowych mogą znaleźć zastosowanie do celów termoizolacyjnych wszelkiego rodzaju, zwłaszcza dla termoizolacji budynków i elementów budynków, np. fasad, chłodni itd., nadto dla termicznej izolacji maszyn i urządzeń wszelkiego rodzaju albo jako materiały opakowaniowe dla takich przedmiotów, które należy chronić przed działaniem ciepła.

Podane niżej przykłady objaśniają bliżej wynalazek. Wspomniane dane procentowe odnoszą się do ciężaru polimeru.

P r z y k ł a d 1. Polistyren o masie cząsteczkowej około 220000 stapiano w wytłaczarce razem z 1,3% heksabromocyklododekanu i 0,2% dikumylu jako środkiem ogniochronnym i 0,3% płytek glinowych o przeciętnym rozmiarze maksymalnym rzędu 3 um, zadawano za pomocą 6,3% pentanu, chłodzono do temperatury około 120°C i wytłaczano przez dyszę otworkową. Powstające pasma o średnicy rzędu około 0,8 mm chłodzono w zimnej wodzie do temperatury poniżej temperatury krzepnięcia i następnie granulowano za pomocą granulatora pasm.

Powstały granulat powlekano w tym celu zwykłymi materiałami powłokowymi (gliceryna lub stearynian cynku), aby zapobiec sklejaniu podczas procesu spieniania i następnie w nieciągłym urządzeniu do spieniania wstępnego spieniano wstępnie do gęstości 15 g/litr. Struktury komórkowe tych tak otrzymanych perełek tworzywa piankowego były jednorodne i wykazywały średnią wielkość komórki około 0,1 mm. Po międzyoperacyjnym składowaniu w ciągu 24 godzin wytwarzano bloki o wymiarach 600x600x190 mm i za pomocą gorącego drutu cięto na płyty o grubości 50 mm. Obie środkowe płyty po składowaniu utrzymywano aż do stałej wagi w celu pomiaru przewodności cieplnej.

Tak wytworzone płyty wykazały współczynnik przewodzenia ciepła równy 35,8 mW/m.K.

P r z y k ł a d 2. Postępowano jak w przykładzie 1, jednakże przeciętny rozmiar maksymalny stosowanych płytek glinowych wynosił 5 um.

Tak wytworzone płyty wykazały współczynnik przewodzenia ciepła równy 34,2 mW/m.K.

PL 199 519 B1

P r z y k ł a d 3. Postę powano jak w przykł adzie 1, jednakż e przecię tny rozmiar maksymalny stosowanych płytek glinowych wynosił 15 μm.

Tak wytworzone płyty wykazały współczynnik przewodzenia ciepła równy 36,5 mW/m.K.

P r z y k ł a d 4. Postępowano jak w przykładzie 1, jednakże wybrano stężenie udziału płytek glinowych równe 0,8%.

Tak wytworzone płyty wykazały współczynnik przewodzenia ciepła równy 34,3 mW/m.K.

P r z y k ł a d 5. Postępowano jak w przykładzie 2, jednakże wybrano stężenie stosowanego udziału płytek glinowych równe 0,8%.

Tak wytworzone płyty wykazały współczynnik przewodzenia ciepła równy 32,6 mW/m.K.

P r z y k ł a d 6. Postępowano jak w przykładzie 3, jednakże wybrano stężenie stosowanego udziału płytek glinowych równe 0,8%.

Tak wytworzone płyty wykazały współczynnik przewodzenia ciepła równy 35,0 mW/m.K.

P r z y k ł a d 7. Postępowano jak w przykładzie 1, jednakże dodatkowo obok płytek glinowych jeszcze wprowadzono 0,5% cząstek trójsiarczku antymonu o średnim uziarnieniu około 35 μm.

Tak wytworzone płyty wykazały współczynnik przewodzenia ciepła równy 33,8 mW/m.K.

P r z y k ł a d 8. Postępowano jak w przykładzie 1, jednakże dodatkowo obok płytek glinowych jeszcze wprowadzono 0,5% drobnych cząstek sadzy.

Tak wytworzone płyty wykazały współczynnik przewodzenia ciepła równy 34,0 mW/m.K.

P r z y k ł a d 9. Postępowano jak w przykładzie 1, jednakże dodatkowo obok płytek glinowych jeszcze wprowadzono 0,5% drobnych cząstek grafitu.

P r z y k ł a d 10. W celach porównawczych postępowano jak w przykładzie 1, jednakże bez dodatku płytek glinowych.

Tak wytworzone płyty wykazały współczynnik przewodzenia ciepła równy 37,3 mW/m.K.

Z rezultatów tych wynika, że przewodnictwo cieplne zmienia się wraz z wielkością stosowanych płytek glinowych a najlepsze wartości otrzymuje się przy średnim rozmiarze cząstki 5 μm. Również zmienia się współczynnik przewodzenia ciepła wraz ze stężeniem stosowanych cząstek glinowych, przy czym udział rzędu 0,8% płytek glinowych (przy właściwie takim samym prowadzeniu postępowania) dawał lepsze wartości niż udział tylko 0,3%. Także ten ostatni udział dawał jednak znacznie lepsze wartości niż w przypadku wytwarzania płyt bez cząstek glinowych.

Materiały, wyprodukowane podczas prób, nie wykazywały z uwagi na małe stężenie glinu żadnego pogorszenia właściwości pożarowych i żadnego spieniania podczas produkcji granulatu surowca. Również nie można było zaobserwować zmniejszenia jakości zgrzewania lub właściwości mechanicznych.

Ponadto okazało się, że stosowanie płytek glinowych, które w przeciwieństwie do węgla działają jako reflektory podczerwieni, nie powodują żadnego podwyższonego nagrzewania wskutek naświetlania światłem słonecznym.

Materiał, który wytworzono z cząstkami glinowymi o wielkości płytek 5 μm i stężeniu 0,8%, wykazuje działanie izolacyjne, które odpowiada klasie przewodności cieplnej 035.

Claims

1. Ekspandowalne polimery styrenowe (EPS) w postaci cząstek, które są przetwarzalne na twarde tworzywa piankowe o drobnej strukturze komórkowej i o małej gęstości, i w tym celu zawierają one co najmniej jeden środek spieniający a w celu polepszenia ich właściwości termoizolacyjnych wykazują jako materiał izolujący promieniowanie podczerwone przynajmniej glin w postaci cząstek, znamienne tym, że te cząstki polimeru styrenowego jako materiał odbijający promieniowanie podczerwone zawierają wprowadzone cząstki glinu w jednorodnym rozproszeniu, przy czym główny udział tych cząstek glinowych występuje w postaci płytek, których największy rozmiar każdorazowo mieści się w zakresie 1-15 μm.

2. Polimery styrenowe według zastrz. 1, znamienne tym, że największa średnica płytek glinowych wynosi przynajmniej 10-krotność średniej grubości płytki.

3. Polimery styrenowe według zastrz. 1, znamienne tym, że w odniesieniu do polimeru zawierają one mniej niż 6% wagowych cząstek glinowych.

4. Polimery styrenowe według zastrz. 3, znamienne tym, że zawierają one 0,05-4% wagowych cząstek glinowych.

PL 199 519 B1

5. Polimery styrenowe według zastrz. 3, znamienne tym, że zawierają one 0,3-1% wagowego cząstek glinowych.

6. Polimery styrenowe według zastrz. 1, znamienne tym, że przynajmniej 95% cząstek glinowych ma największy rozmiar co najwyżej 15 Lm.

7. Polimery styrenowe według zastrz. 1, znamienne tym, że dodatkowo do cząstek glinowych w cząstkach polimeru styrenowego zawarte są w postaci wprowadzonych cząstek jednorodnie rozproszonych jeszcze dalsze materiały izolujące promieniowanie podczerwone bądź zwiększające właściwości termoizolacyjne.

8. Polimery styrenowe według zastrz. 7, znamienne tym, że w cząstkach polimeru styrenowego zawarte są cząstki trójsiarczku antymonu.

9. Polimery styrenowe według zastrz. 8, znamienne tym, że cząstki trójsiarczku antymonu są większe niż cząstki glinowe.

10. Polimery styrenowe według zastrz. 9, znamienne tym, że cząstki trójsiarczku antymonu wykazują uziarnienie 10-60 μm.

11. Polimery styrenowe według zastrz. 7, znamienne tym, że w cząstkach polimeru styrenowego zawarte są sadza i/lub grafit w postaci drobnych cząstek, przy czym udział sadzy i grafitu wynosi mniej niż 2% wagowe, w odniesieniu do polimeru.

12. Polimery styrenowe według zastrz. 1, znamienne tym, że są one przetwarzalne w cząstki piankowego tworzywa polistyrenowego o jednorodnej strukturze komórkowej i o wielkości komórki w zakresie 0,05-0,2 mm.

13. Sposób wytwarzania ekspandowalnych polimerów styrenowych w postaci cząstek, określonych w zastrz. 1, znamienny tym, że w reaktorze polimeryzuje się styren z co najmniej jednym środkiem spieniającym i w toku tej polimeryzacji co najwyżej 6% wagowych cząstek glinowych o głównym udziale w postaci płytek wprowadza się jako przedmieszkę, której materiałem nośnikowym jest polistyren.

14. Sposób wytwarzania ekspandowalnych polimerów styrenowych w postaci cząstek, określonych w zastrz. 1, znamienny tym, że w wytłaczarce stapia się polimery styrenu, miesza się z co najmniej jednym środkiem spieniającym i cząstkami glinowymi o głównym udziale w postaci płytek i wspólnie wytłacza się, przy czym stosowany udział cząstek glinowych wynosi co najwyżej 6% wagowych, po czym wytłoczynę natychmiast chłodzi się i rozdrabnia do postaci cząstek.

15. Sposób według zastrz. 13 albo 14, znamienny tym, że udział cząstek glinowych wynosi co najwyżej 5% wagowych.

16. Sposób według zastrz. 13 albo 14, znamienny tym, że udział cząstek glinowych wynosi co najwyżej 4% wagowe.

17. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że wytłoczynę granuluje się.

18. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że wytłaczanie przeprowadza się jako ciśnieniową granulację w obecności wody.

19. Sposób wytwarzania polistyrenowego tworzywa piankowego, znamienny tym, że cząstki ekspandowalnego polimeru styrenowego, określone w zastrz. 1, zawierające w jednorodnym rozproszeniu cząstki glinowe, spienia się do gęstości co najwyżej 30 g/litr.

20. Tworzywo piankowe na osnowie cząstek polistyrenu, składające się z cząstek-EPS określonych w zastrz. 1, znamienne tym, że wykazuje ono gęstość co najwyżej 30 g/litr i zawiera płytki glinowe w jednorodnym rozproszeniu, których główny udział ma największy rozmiar w zakresie 1-15 Lim.

21. Tworzywo piankowe na osnowie cząstek polistyrenu według zastrz. 20, znamienne tym, że w odniesieniu do polimeru udział płytek glinowych wynosi mniej niż 6% wagowych.

22. Tworzywo piankowe na osnowie cząstek polistyrenu według zastrz. 21, znamienne tym, że udział płytek glinowych wynosi 0,05-4% wagowych.

23. Tworzywo piankowe na osnowie cząstek polistyrenu według zastrz. 21, znamienne tym, że udział płytek glinowych wynosi 0,3-1% wagowego.

24. Tworzywo piankowe na osnowie cząstek polistyrenu według zastrz. 20, znamienne tym, że w jednorodnym rozproszeniu zawiera cząstki glinowe i cząstki trójsiarczku antymonu.

25. Zastosowanie tworzywa piankowego na osnowie cząstek polistyrenu, określonych w zastrz. 20, do celów termoizolacyjnych.