FI101627B - Nokimustaa sisältävä polystyreenivaahto - Google Patents

Description

101627

Nokimustaa sisältävä polystyreenivaahto Tämä keksintö liittyy parannettuihin styreenipoly-meerivaahtoa oleviin lämpöeristystuotteisiin. Se liittyy 5 myös nokimustan erikoistyyppien uuteen käyttöön.

Styreenipolymeerivaahtoja on käytetty lämpöeristys-tuotteina vuosikymmenien ajan. Näissä kaupallisissa vaahdoissa on tyypillisesti suljettuja soluja (määritettynä normin ASTM D-2856 ilmapyknometrimenetelmällä) vähintään 10 95 % määrä, edullisesti vähintään 98 % ja kaikkein edulli simmin yli 99,9 %. Avointen solujen läsnäolo heikentää merkittävästi vaahdon eristyskykyä. Mikään kaupallinen lämpöä eristävä styreenivaahto ei ole koskaan sisältänyt mitään nokimustaa.

15 Nokimustan käyttö polystyreenivaahdoissa tosin tun netaan GB-patenttijulkaisusta 1 421 529, mutta siinä ei mainita nokimustan hiukkaskokoa eikä pinta-alaa.

Ennen vuotta 1959 esitettiin, että ydintäjäaineita, kuten kiillettä, nokimustaa, metallioksideja ja talkkia 20 voitaisiin käyttää styreeni- ja olefiinivaahtojen valmistuksessa (ks. US-patenttijulkaisu 3 072 584, oikeudet siirretty yhtiölle Dow Chemical Company). Ydintäjäaineita » i » on kuitenkin tavallisesti läsnä vain n. 0,2 paino-%:n mää- * · · : rät.

« · · .·. ; 25 Nokimustaa on ehdotettu vuodesta 1982 käytettäväksi • · · I sähköä johtavissa eteenivaahdoissa herkkien elektronisten • · ... laitteiden pehmikepakkaukseen (ks. EP-patenttihakemus nro • · « 0 072 536, oikeudet siirretty yhtiölle Asahi- Dow Limited, julkaistu 1982). Eteenivaahtoja ei kuitenkaan käytetä läm- • · 30 pöeristystarkoituksiin syistä, joita on mm. se, että etee- ··» V · nipolymeerit ovat erittäin hyvin kaasuja läpäiseviä (ja .:. sallivat täten soluissa olevan eristävän kaasun poistumi- '-'•c sen) . Lämpöä eristävä vaahto ei paranisi tekemällä se säh- '!' köä johtavaksi.

t « · · <

«III

• · 101627 2

On ehdotettu, että täyteaineita tulisi käyttää vaahdoissa kustannusten alentamiseksi. Kuitenkin nokimusta maksaa tyypillisesti enemmän kuin polystyreeni.

On pohdittu, että täyteaineiden käyttö (luokkana) 5 saattaisi vaikuttaa lämpöä eristävien vaahtojen eristys-kykyyn. Kuitenkin suuren nokimustamäärien käyttö ole-fiinisten vaahtojen valmistuksessa pyrkii suurentamaan solukokoa ja avosolujen pitoisuutta. Molemmat näistä vaikutuksista ovat haitallisia vaahtojen eristysominaisuuk-10 sille.

Tämä keksintö tuli esiin seurauksena kokeista, jotka oli suunniteltu antamaan parempi käsitys todennäköisistä vaikutuksista, jotka saadaan lisäämällä huomattavia määriä erityyppisiä hiukkasmaisia materiaaleja aineosiin, 15 joita käytetään styreenivaahtojen valmistuksessa.

Tämän keksinnön kohteena onkin vaahto, jossa on hartsimaiset solunseinämät ja jossa hartsi on kesto-muovista synteettistä hartsia, jossa on vähintään 60 pai-no-% polymeroitua alkenyyliaromaattista synteettistä hart-20 siä laskettuna koko kestomuovisen synteettisen hartsin painosta; jolle vaahdolle on tunnusomaista, että solun • · · ·...·’ seinämät sisältävät 1,0 - 25 paino-% kestomuovisen syn- • · · ·*4<ίί teettisen hartsin painosta laskettuna nokimustaa, jonka : hiukkaskoko on 10 - 100 nanometriä ja pinta-ala 10 - 1500 • · · · ;*·,· 25 m2/g nokimustaa; vaahdon umpisolupitoisuus on vähintään • · 95 % ja vaahdon k-kerroin on pienempi kuin vastaavalla vaahdolla, joka ei sisällä nokimustaa, määritettynä mene- • · · telmällä ASTM C 518-85.

.. Vaahto voi olla hiukkasmaisessa muodossa, yleensä • · · *·]·* 30 tyyppiä, jota käytetään valuun, tai suulakepuristetussa ♦ · · V ' muodossa, kuten irtotäyttöpakkaus- tai pehmustemateriaali ··· eri muodoissa, ohuina arkkeina, joiden paksuus vaihtelee * * · · välillä n. 0,3 - 1,3 cm tai levyinä, jotka ovat vähintään

c I I

·, 1,3 cm paksuja ja joita kutsutaan myös laatoiksi.

• · · « • · < · ( · 101627 3

Vaahto on edullisesti suulakepuristettu tai valettu laatta, jonka poikkileikkauksen minimipaksuus on vähintään 1,3 cm ja poikkileikkauksen minimipinta-ala on vähintään 3 9 cm2.

5 Tässä keksinnössä tarkastellaan myös paisuttamaton ta hiukkasmaista muotoa, joka paisutettuna saa aikaan oleellisesti umpisoluisia vaahtohiukkasia.

Yllättäen tämä keksintö pienentää k-kerrointa (lämmön johtavuutta) , mikä parantaa R-arvoa (lämmönkestoisuus) 10 polystyreenin ja kopolymeerien oleellisesti umpisoluisilla vaahdoilla, joissa on vähintään 60 paino-% polymeroitua styreeniä kopolymeerin painosta.

Tämän keksinnön mukaisesti useat eri kestomuoviho-mopolymeerit, kopolymeerit ja polymeeriseokset voivat si-15 sältää nokimustaa. Nämä polymeerit on johdettu yhdestä tai useammista alkenyyliaromaattisistä yhdisteistä, kuten styreenistä, alfa-metyylistyreenistä, ydinmetyylistyreeneis-tä, ydinetyylistyreeneistä, ydinvinyyliksyleeneistä, ydin-klooristyreeneistä ja ydinbromistyreeneistä yhdessä pie-20 nehköjen määrien kanssa muita helposti polymeroituvia yhdisteitä, kuten alkyylimetakrylaatteja, alkyyliakrylaatte-

»M

*...· ja, akryylinitriiliä, maleiinihappoanhydiridä ja kumilu- • · · jitteisia (joko luonnon- tai synteettinen kumi) styreeni-: polymeerejä. Mukavuussyistä näistä polymeereistä, kopoly- 25 meereista, sekapolymeereista ja polymeeriseoksista käyte- • · ·...: tään nimitystä "styreenipolymeerit" ja ne sisältävät ke- miallisesti yhdistyneessä muodossa vähintään 60 paino-% • · # vähintään yhtä alkenyyliaromaattista yhdistettä, edulli-. . sesti styreeniä.

ti» 3 0 Vaahdotusaineet, joita voidaan käyttää keksinnön t » « '·* * mukaisen vaahdon valmistuksessa, voivat olla tavanomaisia •j* kemiallisia tai fysikaalisia vaahdotusaineita. Tämä käsit- • » · » tää kemiallisten vaahdotusaineiden seokset, fysikaalisten

‘ r. C

\ vaahdotusaineiden seokset ja kemiallisten ja fysikaalisten I t 4 35 vaahdotusaineiden seokset. Nämä vaahdotusaineet ovat yh- 101627 4 disteitä, jotka ovat tai muuttuvat kaasuiksi (fysikaalinen vaahdotusaine) tai tuottavat kaasuja (kemiallinen vaahdo-tusaine) kuumennettaessa tai painetta alennettaessa. Näitä ovat alifaattiset hiilivedyt, jotka sisältävät 4-6 hii-5 liatomia ja halogenoidut hiilivedyt, jotka kiehuvat lämpötilassa, joka on polymeerin pehmenemispisteen alapuolella. Tavallisesti n. 1 - 25 grammaa fysikaalista vaahdo- tusainetta 100 g:aa kohti polymeeriä lisätään ennen vaah-dotusta. Edullisia vaahdotusainesysteemejä ovat ne, joita 10 on kuvattu US-patenttijulkaisuissa 4 636 527 ja 3 960 792.

Haluttaessa myös muita lisäaineita, esimerkiksi palonestoaineita, sisäisiä pikajäähdytysaineita, pigmenttejä ja väriaineita, stabilisaattoreita, kokkaroitumisen-estoaineita, itsesammuvia aineita, pehmittimiä yms voidaan 15 sisällyttää vaahtoon.

Erästä menetelmää pienitiheyksisen, pienen solukoon suulakepuristetun, pitkänomaisen styreenipolymeerivaahto-kappaleen valmistamiseksi on selostettu US-patenttijul-kaisussa 3 770 668. Muita menetelmiä suulakepuristetun 20 vaahdon valmistamiseksi on kuvattu US-patenttijulkaisuissa .···, 3 751 377, 2 774 991 ja 2 669 751. Paisuttamattomia tai • · paisutettuja irtotäyttöpakkaus- tai pehmuste- kappaleita • * voidaan myös valmistaa suulakepuristusmenetelmillä.

« · · ·;· · Toinen styreenipolymeerivaahto voi olla pallosten, • · · '· " 25 rakeiden tai muiden hiukkasten muodossa, jotka ovat sopi- *·**· via suulakepuristus- tai valuoperaatioon. Nämä styreenipo- ··· · lymeerihiukkaset voidaan valmistaa millä tahansa tunnetul la tekniikalla, esimerkiksi suspensiotekniikalla, joka antaa pallosen tai rakeen muotoisen tuotteen. Näitä sty- • « ;*i*. 30 reenipolymeerihiukkasia voidaan valaa moniin muotoihin ·. mukaanluettuna styreenipolymeeria oleva pitkänomainen ··· *··· vaahtokappale.

« e

Sekä suulakepuristetut että valetut styreenipoly-· meeria olevat pitkänomaiset vaahtokappaleet ovat hyödylli- tili 35 siä lämpöä eristävinä materiaaleina. Kuitenkin eristystar- 101627 5 koituksiin suulakepuristettu styreenipolyraeeria oleva pitkänomainen vaahtokappale on yleensä etusijalla.

Tässä keksinnössä testatut nokimustat ovat kaupallisesti saatavia nokimustia. Taulukossa 1 luetellaan noki-5 mustien tunnusomaisia piirteitä.

Taulukko 1

Nokimustien ominaisuuksia

Hiukkas- Pinta- Haihtuvien DBPAX) koko ala sisältö 10 Näyte (nm) m2/g) _[%J__pH (cm3/100 g) A 15 1475 2,0 8,6 330 B 16 343 9,5 2,5 104 C 19 140 1,5 7,0 114 D 20 143 1,0 7,5 118 15 E 24 138 5,0 3,0 55 F 30 254 1,5 5,0 178 G 31 70 1,4 7,0 72 H 36 46 1,0 7,0 60 I 65 30 1,0 8,3 75 20 J 75 25 0,5 8,5 70 • · x) DBPA - Dibutyyliftalaatin absorptio /·;' Esimerkit 12 - 45 ja tarkistusesimerkit 1-11 * « « · (valettu vaahto) • · *. ·: 25 Paisuvan polystyreenin tangosta leikattuja kappa- **“· leita valmistetaan sylinterihalkaisijaltaan 3 cm:n suula- • · · I kepuristimessa, jossa on sekoitusosa. Maksimilämpötila suulakepuristimessa on n. 95 °C ja suuttimen lämpötila ·*.*. n. 65 °C. Paine suuttimessa on välillä n. 800 - 1 150 kPa.

• · · • · 3 0 Kaikki paisuvat kappaleet sisältävät n. 5 % nokimustaa laskettuna polystyreenin painosta. Nokimustaa lisätään po- • · · ···: lystyreeni- ja nokimustakonsentraattina määrä, jolla saa- * · « vutetaan 5 %: in nokimustalisäys tangosta leikattuihin kap- « paleisiin. Trikloorifluorimetaania käytetään vaahdotusai-35 neena noin 10 osan määrä 100 osaa kohti polystyreeniä.

Samoin lisätään kalsiumstearaattia n. 0,07 osan määrä sataa osaa kohti polystyreeniä ja heksabromisyklododekaania 101627 6 n. 1,7 osan määrä sataa osaa kohti polystyreeniä. Sen jälkeen kun tanko tulee ulos suulakepuristimesta, se jäähdytetään, jotta tanko olisi mahdollista pilkkoa kappaleiksi.

Toisessa vaiheessa kappaleet lämpökäsitellään solu-5 koon säätämiseksi. Kappaleita lämmitetään vesihauteella n. 60 °C:ssa n. 30 minuuttia, jäähdytetään kylmässä vesijohtovedessä n. 15 minuuttia, kuivataan ja esivaahdotetaan n. 30 - 150 sekuntia. Paisutettuja pallosia ilmakuivataan sitten 24-48 tuntia. Esivaahdotettuja kappaleita vale-10 taan sitten 48 kPa-.n höyryllä n. 120 - 150 sekunnin ajan, jolloin saadaan 15 x 15 x 2,5 cm:n kokoinen valettu muotokappale.

Valetun vaahdon lämmönjohtavuus (k-kerroin) määritetään sitten 40 vrk valun jälkeen interpoloimalla lukui-15 sat testaustulokset viidestä viiteenkymmeneen vuorokauteen eri valetuilla näytteillä (suunnilleen 15 x 15 x 2,5 cm) ja tulokset esitetään taulukossa 2. Testattaessa k-ker-rointa käytetään ASTM-luokiteltua standardi koemenetelmää C 518-85 keskikoelämpötilan ollessa 24 °C ja "Delta 50" 20 -arvon ±14 °C ja menetellen ASTM C 1058, taulukon 2 oh-··. jeiden mukaisesti.

k-kerroinkoe kattaa muuttumattoman tilan lämmön-siirtomittauksen tasomaisten laattakoekappeleiden läpi • · · : käyttäen lämpövirtausmittarilaitteistoa.

·. ·: 25 Kaikissa seuraavissa taulukoissa tämän keksinnön *·’*: esimerkkejä verrataan vertailutarkoituksessa tarkistusesi- • · · Σ#Σ Σ merkkeihin seuraavien kriteerien perusteella: (a) solukokoero esimerkin ja tarkistusesimerkin välillä on alle n. 0,10 mm; • · 30 (b) tiheysero esimerkin ja tarkistusesimerkin vä-

Iillä on alle n. 2,4 kg/m3; ja • ••J (c) vaahdon valmistuksessa käytetyn vaahdotusaine-• · · 11.ci' määrän ero on alle n. 1,5 osaa sataa osaa kohti. Edelleen .f. kaikkien tuotteiden umpisolusisältö oli yli 95 % määritet- 35 tynä ASTM D-2856 menetelmällä.

• · 101627 7

Taulukko 2

Valetun vaahdon k-kerrointulokset

Esi- Noki- Tiheys Pienentymä-%3) merkki11 musta21 k-kerroinx> ia solukoko (tarkistusesim.) 5 χ*** Ei laink. 2,9322 33,9 (0,18) 2*** Ei laink. 2,8413 34,1 (0,21) 3*** Ei laink. 2,9884 36,5 (0,19) 4*** Ei laink. 2,9293 36,6 (0,18) 5*** Ei laink. 2,9524 36,6 (0,19) 10 6*** Ei laink. 2,9365 37,0 (0,18) 7*** Ei laink. 2,8312 37,3 (0,21) 8*** Ei laink. 2,8067 39,2 (0,21) 9*** Ei laink. 2,9178 43,5 (0,18) 10*** Ei laink. 2,9437 43,5 (0,19) 15 il*** Ei laink. 2,8788 43,8 (0,18) 12 A 2,6466 33,1 (0,19) 9,7 (1) 13 A 2,6452 36,5 (0,24) 11,5 (3) 14 B 2,7101 33,3 (0,22) 4,6 (2) 15 B 2,7288 36,6 (0,18) 6,8 (4) 20 16 C 2,6985 33,6 (0,29) 5,0 (2)

.···. 17 C 2,6899 35,8 (0,33) NC

::: is d 2,7216 36,5 (o,10) 7,1 (4) 19 D 2,7389 36,5 (0,10) 6,5 (4) ; 20 D 2,6668 43,0 (0,10) 8,6 (9) 25 21 E 2,7605 36,8 (0,14) 6,0 (6) 22 E 2,7605 37,3 (0,14) 6,0 (6) •V*: 23 E 2,7317 44,2 (0,14) 5,2 (11) 24 F 2,7086 33,3 (0,21) 4,7 (2) 25 F 2,7000 36,8 (0,23) 4,6 (7) • · 30 26 F 2,6855 40,0 (0,21) 4,3 (8) • · · 27 G 2,8053 36,2 (0,10) 6,1 (3) ···:* 28 G 2,8687 36,3 (0,10) 4,0 (3) • · i 29 G 2,7476 43,4 (0,10) 5,8 (9)

30 H 2,7836 40,0 (0,10) NC

35 31 H 2,8831 43,2 (0,10) 1,2 (9) 32 H 2,8211 44,0 (0,10) 2,0 (11)

Taulukko 2, jatkuu

Valetun vaahdon k-kerrointulokset 101627 8 33 I 2,8028 34,1 (0,27) 1,3 (2) 5 34 I 2,8269 34,1 (0,26) 0,5 (2) 35 I 2,8197 36,5 (0,28) 5,7 (3) 36 I 2,8341 36,5 (0,28) 5,2 (3) 37 I 2,7822 37,0 (0,27) 1,7 (7) 38 I 2,7562 38,6 (0,27) 1,8 (8) 10 39 I 2,8283 43,0 (0,28) 3,9 (10) 40 J 2,6913 33,4 (0,28) 5,3 (2) 41 J 2,8038 36,0 (0,20) 6,2 (3) 42 J 2,8052 36,3 (0,20) 6,1 (3) 43 J 2,6726 36,8 (0,27) 5,6 (7) 15 44 J 2,6971 39,7 (0,27) 3,9 (8) 45 J 2,7894 43,5 (0,20) 5,2 (10) x) Yksiköissä W.cm/m2.h.°C xx) kg/m3 20 Ei tämän keksinnön esimerkki.

.···. 11 Kaikissa esimerkeissä bromipitoisuus on n. 0,25 - • « 0,65 paino-% laskettuna kokonaispainosta ja alkuperäinen • · vaahdotusaineen määrä n. 10 osaa CFC-12 (diklooridifluori- • · t *; ; metaani) sataa osaa kohti polystyreeniä ja se vaihteli « * « ’« '< 25 korkeintaan 1,5 osaa sataa osaa kohti esimerkin ja ver- taillun tarkistusesimerkin välillä.

• ·« V ' 2) Rts taulukko 1 nokimustatyypin suhteen 3) Pienentymä-% on laskettu suluissa ilmoitetun tarkistus-esimerkin perusteella; NC tarkoittaa "ei muutosta".

• · 30 • · · ·. Kuten taulukosta 2 voidaan nähdä, tämän keksinnön • · · esimerkeillä on pienentynyt k-kerroin verrattuna tarkis-

< I

tusesimerkkeihin (1 - 11).

Edullisesti k-kertoimen pienentymä on vähintään 3 % 35 verrattuna tarkistusesimerkkiin, joka ei sisällä lainkaan nokimustaa.

101627 9

Esimerkit 47 - 48 ja vertailuesimerkki 46 (jauhettu vaahto)

Lisää paisuvasta polystyreenitangosta leikattuja kappaleita valmistetaan käyttäen hyväksi suulakepuris-5 tinta, jossa on sekoitusosa. Käytetään vaahdotusainetta (12 osaa sataa osaa kohti trikloorifluorimetaania hartsin painosta laskettuna) ja polystyreeniä, jonka moolimassa (Mw) on n. 186 000. Nokimustaa lisätään halutun nokimusta-tason saavuttamiseksi käyttäen polystyreenin ja nokimustan 10 konsentraattia, josta 30 % on nokimustaa. Kappaleita paisutetaan sitten kolme kertaa käyttäen 24 tunnin vanhen-nusjaksoa jokaisen paisutuksen välillä. Paisutuksissa käytetään höyryhaudetta ja kolme eri paisutusaikaa ovat n. 1,5 minuuttia, 2 minuuttia ja 1,5 minuuttia tässä jär-15 jestyksessä. Nämä paisutetut kappaleet jauhetaan sitten ja jauhettu materiaali asetetaan 20 x 20 x 2,5 cm:n laatikkoon käyttäen 0,008 mm paksua polyeteenikalvoa jauhettujen, paisutettujen kappaleiden pitämiseen laatikossa k-kertoimen testausta varten. Nokimustan painomäärä poly-20 styreenin painosta ilmoitetaan taulukossa 3. Jauhetun .···. vaahdon tiheys on n. 4,8 kg/m3. Keksimääräinen solukoko on • · n. 0,4 - 0,5 mm.

* ·

Taulukko 3 « « « ’·* : Jauhetun vaahdon k-kertoimen tulokset • « ♦ · · '· " 25 ***: Esi- Noki- Nokimustan Pienentymä-%xx) • · · ·.· · merkki11 musta21 määrä_ k-kerroinx) (k-kerroin)_ 4 6xxx) Ei Ei 4,76 :*:*· lainkaan lainkaan • · 30 47 I 10 3,75 21,2 (46) 48 I 20 3,46 27,3 (4,6) • 9 ·

·*·· x) Yksiköissä W.cm/m2.h. °C

^1 Pienentymä-% on laskettu perustuen tarkistusesimerkin 1 k-kertoimeen.

35 ^1 Ei tämän keksinnön esimerkki 101627 10 11 Kaikissa esimerkeissä solukoko on n. 0,4 - 0,5 mm ja tiheys n, 48 kg/m3.

21 Kts. taulukko 1 nokimustan tyypin suhteen.

5 Kuten voidaan nähdä tarkastelemalla k-kertoimen prosentuaalista pienentymää esimerkeissä 47 ja 48, noki-mustan lisäämisellä on oleellinen vaikutus k-kertoimeen.

Esimerkit 62 - 87 ja vertailuesimerkit 49 - 61 (suulakepuristettu vaahto) 10 Suulakepuristettu ja polystyreenilevyjä valmistetaan sylinterihalkaisijaltaan 6,5 cm:n suulakepuristimessa, jossa on sekoitusosa. Esimerkit sisältävät vaihtelevia painomääriä nokimustaa laskettuna polystyreenin painosta, jolloin nokimustaa lisätään käyttäen polystyreenin ja no-15 kimustan konsentraattia, josta 30 % on nokimustaa. Joissakin esimerkeissä käytetään diklooridifluorimetaani/metyy-likloridivaahdotusaineseosta. Muissa esimerkeissä käytetään dikloorifluorimetaani/hiilidioksidi/etyylikloridi vaahdotusaineseosta.

♦ · t • · • · • · « · · • · • · • · · • · > · * • · ·

Ml · » · • · · • · · • · • · • ·· • · · • · · • · • · · • · · • · • · · • · t • · I • • · · • Ml 1 • ·

Taulukko 4

Suulakepuristetun vaahdon k-kertoimen tulokset 101627 11

Nokimusta- Tiheys”0 Pienentymä-%1’ 5 Esi- määrä ja k-ker- ja (solukoko) (tarkistus- merkki tyyppi21 roinx) (CFC-12)31_esimerkki) 49*** Ei laink. 2,812 27,52 (0,37) (12,0) 50*** Ei laink. 2,957 27,84 (0,31) (12,0) 51*** Ei laink. 2,668 28,96 (0,18) (12,0) 10 52*** Ei laink. 2,913 29,12 (0,26) (7,0) 53*** Ei laink. 2,971 30,56 (0,25) (7,0) 54*** Ei laink. 3,029 30,72 (0,58) (7,1) 55*** Ei laink. 2,957 30,88 (0,23) (7,0) 56*** Ei laink. 2,856 30,88 (0,31) (7,0) 15 57*** Ei laink. 2,885 31,68 (0,42) (7,1) 58*** Ei laink. 2,913 31,84 (0,51) (7,0) 59*** Ei laink. 2,784 32,00 (0,36) (7,1) 60*** Ei laink. 2,697 38,24 (0,14) (7,0) 6i*** Ei laink. 2,639 38,72 (0,14) (2,0) 20 62 4/1 2,697 30,24 (0,37) (7,1) 6,5 (57) 63 4/1 2,683 30,56 (0,49) (7,1) 7,9 (58) y.'.' 64 4/1 2,740 30,56 (0,65) (7,1) 9,5 (54)

/*:' 65 4/1 2,885 31,20 (0,76) (7,1) NC

• · · ; 66 4/1 2,538 31,68 (0,24) (7,0) 14,2 (55) :.'*i 25 67 4/1 2,553 32,16 (0,31) (7,0) 10,6 (56) 68 4/1 2,582 32,16 (0,39) (7,1) 10,5 (57) 69 4/1 2,697 32,32 (0,55) (7,1) 7,4 (58) 70 4/1 2,538 33,28 (0,34) (7,1) 8,8 (59) 71 4/1 2,740 33,28 (0,52) (7,1) 5,9 (58) • ·

30 72 4/1 2,524 33,76 (0,15) (7,1) NC

73 4/1 2,827 40,32 (0,87) (7,1) NC

···:* 74 7/1 2,611 33,12 (0,28) (7,0) 8,6 (56) • · · 75 7/1 2,697 33,76 (0,54) (7,5) 7,4 (58) 76 9/1 2,582 31,68 (0,32) (8,0) 7,3 (59) 35 77 9/1 2,596 33,76 (0,28) (7,5) 6,7 (59) 78 10/1 2,654 29,60 (0,39) (6,0) 8,0 (57)

Taulukko 4, jatkuu

Suulakepuristetun vaahdon k-kertoimen tulokset 101627 12 79 10/1 2,654 30,08 (0,21) (6,0) 10,2 (59) 5 80 10/1 2,639 30,08 (0,31) (6,0) 7,6 (56) 81 10/1 2,683 30,08 (0,37) (6,0) 6,1 (56) 82 10/1 2,755 31,04 (0,43) (6,0) 4,5 (57) x) Yksiköissä W.cm/m2.h.°C.

10 500 kg/m3 ja solukoko millimetreinä.

xxx> Ei tämän keksinnön esimerkki.

11 Pienentymä-% on laskettu perustuen tarkistusesimerkkiin, joka on mainittu pienentymäprosentin viereisessä sarakkeessa. Yleensä on valittu tarkistusesimerkki perustuen 15 tiheyteen ja solukokoon ja alkuperäiseen eristävän kaasun määrään, joka tarkimmin sopii yhteen varsinaisen esimerkin kanssa.

21 Kts taulukko 1 nokimustan tyypin suhteen. Määrä on pai-no-% hartsin painosta.

20 31 Diklooridifluorimetaanin alkuperäinen käytetty määrä .···, osina sataa paino-osaa kohti polystyreeniä.

• « • · · • · · • » • ·

Kuten voidaan nähdä tarkastelemalla taulukkoa 4, • · « ·; j k-kerrointa voidaan oleellisesti pienentää lisäämällä no- • « « '· 25 kimustaa oleellisesti umpisoluiseen, suuulakepuristettuun polystyreenivaahtoon. Vaikka solukoolla, (eristävän) vaah- • · · · dotusaineen määrällä ja tiheydellä on vaikutusta k-kertoimeen kuten nähdään vertailemalla tarkistusesimerk-kejä, taulukkoa 4 tarkastelemalla on ilmeistä, että kun • « .*:% 30 solukoko, vaahdotusaineen määrä ja tiheys ovat suunnilleen \ samat tietyllä tarkistusesimerkillä ja varsinaisella esi- • · · ···· merkillä (esim. 57/68), vain 4 %:in nokimustamäärän li- **· sääminen, jolla nokimustalla on vaadittu koko ja pinta-ala, pienentää k-kerrointa vähintään 4 % ja erityisesti % t * r f 101627 13 esimerkissä 68 verrattuna tarkistusesimerkkiin 57 k-ker-roin pienenee 10,5 %:lla.

Esimerkit 90 - 93 ja vertailuesimerkit 88 - 89 (suulakepuristettu vaahto) 5 Suoritettiin lisäkoesarja suulakepuristetun poly- styreenivaahdon valmistamiseksi 6,5 cm:n suulakepuristimella. Vaahtojen valmistuksessa käytettiin seuraavia lisäaineita ja niiden määriä laskettuna polystyreenihartsin painosta.

10 Nokimusta (tyyppi I): 0, 4 ja 10 paino-%.

Talkki: 0-0,20 paino-%.

Kalsiumstearaatti: 0 - 0,20 paino-%.

Magnesiumoksidi: 0 - 0,10 paino-%.

Polyeteeni: 0-2,0 paino-%.

15 Heksabromisyklodekaani: 0-2,0 paino-%.

1,1-difluori-l-kloorietaani: 6-10 paino-%.

Etyylikloridi: 1,5 - 4,5 paino-%.

Hiilidioksidi: 0,5 - 1,5 paino-%.

Magnesiumoksidin käytön tarkoituksena on aktivoida 20 palonsuojalisäaine, heksabromisyklodekaani (HBCD). Talk- .···. kia, kalsiumstearaattia ja polyeteeniä käytettiin kaikkia • · ··· solukokoa säätävinä aineina.

• · • 0

Kokeellinen tutkimus osoitti, että avosoluja voi- • · · ‘y ; tiin välttää pitämällä vaahdotuslämpötila alle 128 °C:ssa • · < *· '· 25 silloinkin, kun käytettiin 10 paino-% nokimustaa, yhdessä ’ 1 vaahdotusainemäärän järkevän valinnan kanssa.

··· V 1 Nokimustaa käyttäen valmistetuilla tuotteilla oli hieman suuremmat tiheydet kuin ilman nokimustaa valmis-:Y: tetuilla. Kaikki tiheydet (mitattuna ilman ulkokuorta :1·1· 30 12 tunnin iässä ja määritettynä tavanomaisella "kellumis- voima"-menetelmällä) osuivat välille 31,7 - 38,0 kg/m3.

• · · 2 2

Tuotteiden k-kertoimen testaaminen osoitti, että ··· ' 10 paino-%:in nokimustamäärän käyttö pienensi juuri valmistetun vaahdon k-kerrointa n. 15 % (noin arvosta 2,236 lO'iOk/ 14 arvoon 1,889 yksiköissä W.cm/m2.h. °C vaahdolla, joka testattiin 1 tunti valmistuksen jälkeen).

Edellä olevat tulokset antavat odottaa, että vaahdon k-kerroin useiden vuosien vanhennuksen jälkeen olisi 5 pienempi (ja sen vuoksi parempi) kuin millään aikaisemmin valmistetulla styreenivaahdolla.

• · · • · « · • · « • · ·

• I

• 4 « « I

• i « « • · • · · • · · • · · • · • · · « · · • · • · · • · · • · · * • · · 1 · · ·

Claims (5)

10162 /

1. Vaahto, jossa on hartsimaiset solunseinämät ja jossa hartsi on kestomuovista synteettistä hartsia, jossa 5 on vähintään 60 paino-% polymeroitua alkenyyliaromaattista synteettistä hartsia laskettuna koko kestomuovisen, synteettisen hartsin painosta; tunnettu siitä, että solunseinämät sisältävät 1,0 - 25 paino-% kestomuovisen synteettisen hartsin painosta laskettuna nokimustaa, jonka 10 hiukkaskoko on 10 - 100 nanometriä ja pinta-ala 10-1 500 m2/g nokimustaa; vaahdon umpisolupitoisuus on vähintään 95 % ja vaahdon k-kerroin on pienempi kuin vastaavalla vaahdolla, joka ei sisällä nokimustaa, määritettynä ASTM C 518-85 menetelmällä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaahto, tunnettu siitä, että nokimustaa on läsnä 1,5 - 10 paino-%.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen vaahto, tunnettu siitä, että vaahto on suulakepuristettu 20 laatta, jonka poikkileikkauksen minimipaksuus on vähintään 1,3 cm, poikkileikkauksen minimipinta-ala on vähintään ,···, 39 cm2 ja tiheys on alle 48 kg/m3.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaahto, ( r ( tunnettu siitä, että vaahto koostuu valetuista, < I '· 25 paisutetuista hiukkasista. t 101627