NO312199B1 - Ekstruderte, åpne celler av mikrocellularskum, og deres fremstillingsmetoder - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår et ekstrudert mikrocellulært alkenylaromatisk polymerskum med åpne celler, samt en fremgangsmåte for fremstilling av dette.

For i betydelig grad å forbedre ytelsen av isolasjonssystemer vurderer industrien for tiden vakuumplateteknologi. Fravær av luft eller gas i platene gir mulighet for vesentlig forbedring av isolasjonsevnen.

For å få en ytterligere vesentlig forbedring av ytelsen hos isolasjonssystemer vurderer industrien mikrocellulærskum (for eksempel 70 mikrometer eller mindre). Den lille cellestørrelse gir mulighet til vesentlig forbedring av isolasjonsevnen i mange tilfeller.

Ekstruderte alkenylaromatiske polymerskum med lukkede celler, med mid-dels cellestørrelse (for eksempel 0,2-1,0 millimeter (mm)) er blitt anvendt i isolasjonssystemer i decennier. De har god isolasjonsevne og utmerket mekanisk styrke. Strukturen med lukkede celler gjør dem imidlertid uegnet for anvendelse i va-kuumsystemer. Skum med lukkede celler kan ikke med letthet evakueres for inne-sperret gass uten at de faller sammen.

En måte å angripe problemet med manglende evne til evakuering vil være å anvende et alkenylaromatisk polymerskum med meget høyt innhold av åpne celler. De eneste kjente mikrocellulære alkenylaromatiske polymerskum med åpne celler er imidlertid slike som fremstilles ved faseseparasjon eller med overkritiske fluider, som i US-patenter 4 673 695, 4 473 665, 5 158 986 og 5 334 356. Disse skum er kostbare å fremstille og har begrenset mekanisk styrke.

Det vil være ønskelig å ha et sterkt, økonomisk svarende, mikrocellulært alkenylaromatisk polymerskum med åpne celler for anvendelse i vakuumisola-sjonssystemer. Det vil videre være ønskelig å ha slike skum i et cellestørrelsesom-råde på 70 mikrometer eller mindre.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det et ekstrudert mikrocellulært alkenylaromatisk polymerskum med åpne celler. Skummet omfatter et alkenylaromatisk polymermateriale som omfatter mer enn 50 vekt% alkenylaromatiske monomerenheter, med en densitet på fra 16 til 250 kg pr. kubikkmeter. Skummet har et innhold av åpne celler på 70% eller mer. Skummet har en gjennomsnittlig cellestørrelse på 70 mikrometer eller mindre. Skummet er egnet til isolasjonsanvendelser og er spesielt egnet i vakuumisolasjonsplater.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det videre tilveiebrakt en fremgangsmåte for fremstilling av et ekstrudert mikrocellulært alkenylaromatisk polymerskum med åpne celler, med et innhold av åpne celler på 70% eller mer og en gjennomsnittlig cellestørrelse på 70 mikrometer eller mindre. Fremgangsmåten omfatter: a) et alkenylaromatisk polymermateriale som omfatter mer enn 50 vekt% alkenylaromatiske monomer-enheter, oppvarmes under dannelse av et smeltepoly-mermateriale, b) det innarbeides et esemiddel i smeltepolymermaterialet ved forhøyet trykk, under dannelse av en skumbar gel,

c) den skumbare gel avkjøles til en ønsket skumdannelsestemperatur, og

d) den skumbare gel ekstruderes gjennom en dyse inn i et område med lavere

trykk, under dannelse av skummet, idet det innarbeides et kjernedannelsesmiddel-additiv i smeltepolymermaterialet med fra 0,1 til 5 vektdeler pr. hundre deler polymermateriale, 50 mol% eller mer av et esemiddel valgt fra gruppen som består av 1,1-difluoretan, 1,1,1-trifluoretan, 1,1,1,2-tetrafluoretan, klordifluoretan, karbondioksyd og blandinger av disse, basert på det totale antall mol esemiddel, idet esemidlet er tilstede i en mengde på fra 0,06 til 0,17 gram-mol pr. kg polymermateriale, og den skumbare gel avkjøles til en temperatur som er tilstrekkelig til dannelse av et skum med et innhold av åpne celler på 70% eller mer.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det videre tilveiebrakt en evakuert isolasjonsplate som omfatter skummet med åpne celler, beskrevet ovenfor, i en hermetisk forseglet beholder. Den evakuerte isolasjonsplate har utmerket isolasjonsevne.

Ekstruderte alkenylaromatiske polymerskum med høyt innhold av åpne celler (70% eller mer) og mikrocellulær cellestørrelse (70 mikrometer eller mindre) har hittil vært ukjent på området. Slike ekstruderte skum er blitt ansett for å være vanskelige å fremstille på grunn av utilstrekkelig grad av kjernedannelse, sammenfalling av skum, dårlig overflatekvalitet og urimelig høy densitet.

Den foreliggende fremgangsmåte oppnår tilstrekkelig kjernedannelse og danner det foreliggende skum ved anvendelse av hvert av følgende: et kjernedannelsesmiddel-additiv; et esemiddel som har forholdsvis høyt iboende kjemedan-nelsespotensial; en mengde av et esemiddel som er liten nok til at det muliggjøres dannelse av en struktur med åpne celler; og en forholdsvis høy skumdannelsestemperatur slik at det muliggjøres dannelse av en struktur med åpne celler.

Det er ønskelig å oppnå det nødvendige kjernedannelsesnivå med minima-le bearbeidelsesvanskeligheter i ekstrusjonssystemet og å opprettholde ønskelige egenskaper hos slutt-skumproduktet. Bearbeidelsesvanskelighetene minimalise-res typisk når så mye som mulig av det nødvendige kjernedannelsespotensiale oppnås ved esemidlet og så lite som mulig fra kjernedannelsesmiddel-additivet mens det opprettholdes ønskelige egenskaper hos slutt-skumpro-duktet. Kjerne-dannelsesadditiver haltfot storemengder kan forandre bearbeidelsesegenskape-ne, så som gelens viskositet og dysetrykket samt egenskapene hos slutt-skumproduktet så som overflatekvaliteten, trykkfastheten, tverrsnittet og densiteten, i vesentlig grad. Innarbeidelse av kjernedannelsesmiddel-additivet er ikke desto mindre en vesentlig komponent ved ekstrusjonsprosessen på grunn av at det nødvendige kjernedannelsespotensial ikke kan oppnås med esemidlet alene.

Mengden av et kjernedannelsesmiddel-additiv som anvendes for fremstilling av det foreliggende åpencelle-skum, vil variere i henhold til den ønskede cel-lestørrelse, skumdannelsestemperaturen, sammensetningen av esemidlet og sammensetningen og aktiviteten av selve kjernedannelsesmiddel-additivet. Cel-lestørrelsen minker og innholdet av åpne celler øker med økende innhold av kjer-nedannelesmiddel. Egnede kjernedannelsesmiddel-additiver innbefatter uorganiske substanser så som kalsiumkarbonat, talk, leire, titanoksyd, silisiumdioksyd, ba-riumsulfat, kalsiumstearat, styren/maleinsyreanhydrid-kopolymer, diatoméjord samt blandinger av citronsyre og natriumbikarbonat. Mengden av kjernedannelsesmiddel som anvendes, kan være i området fra 0,01 til 5 vektdeler pr. hundre vektdeler av en polymerharpiks. Det foretrukne område er fra 0,1 til 3 vektdeler.

Esemidlet må kunne gi en høy grad av kjernedannelse sammen med kjernedannelsesmiddel-additivet slik at det sikres dannelse av et skum med den ønskede cellestørrelse og innhold av åpne celler. Egnede esemidler vil ha forholdsvis høyt iboende kjernedannelsespotensial ved temperaturer og trykk hvor alkenylaromatiske polymerer så som polystyren typisk ekstrusjonsskummes. Egnede esemidler som gir høy grad av kjernedannelse, innbefatter 1,1-difluoretan (HFC-152a), 1,1,1-trifluoretan (HFC-143a), 1,1,1,2-tetrafluoretan (HFC-134a), klordi-fluormetan (HCFC-22), karbondioksyd (C02) og difluormetan (HFC-32). Foretrukne esemidler er HFC-152a, HFC-134a og karbondioksyd. Ovennevnte esemidler vil omfatte 50 mol% eller mer, og fortrinnsvis 70% eller mer, basert på det totale antall mol esemiddel.

Esemidler som er egnet som ko-esemidler sammen med ovennevnte midler, innbefatter uorganiske midler og organiske esemidler. Egnede uorganiske esemidler innbefatter vann, argon, nitrogen og helium. Organiske esemidler innbefatter alifatiske hydrokarboner med 1-9 karbonatomer, alifatiske alkoholer med 1-3 karbonatomer, samt fullstendig og delvis halogenerte alifatiske hydrokarboner med 1-4 karbonatomer. Alifatiske hydrokarboner innbefatter metan, etan, propan, n-butan, isobutan, n-pentan, isopentan, neopentan og liknende. Alifatiske alkoholer innbefatter metanol, etanol, n-propanol og isopropanol. Fullstendig og delvis halogenerte alifatiske hydrokarboner innbefatter fluorkarboner, klorkarboner og klorfluorkarboner. Eksempler på fluorkarboner innbefatter metylfluorid, perfluorme-tan, etylfluorid, pentafluoretan, perfluoretan, 2,2-difluorpropan, 1,1,1 -trifluor-propan, perfluorpropan, diklorpropan, difluorpropan, perfluorbutan og perfluor-cyklobutan. Delvis halogenerte klorkarboner og klorfluorkarboner innbefatter me-tylklorid, metylenklorid, etylklorid (EtCI), 1,1,1-trikloretan, 1,1-diklor-1-fluoretan (HCFC-141b), 1-klor-1,1-difluoretan (HCFC-142b), 1,1-diklor-2,2,2-trifluoretan (HCFC-123) og 1-klor-1,2,2,2-tetrafluoretan (HCFC-124). Fullstendig halogenerte klorfluorkarboner innbefatter triklormonofluormetan (CFC-11), diklordifluormetan (CFC-12), triklortrifluoretan (CFC-113), 1,1,1-trifluoretan, pentafluoretan, diklor-tetrafluoretan (CFC-114), klorheptafluorpropan og diklorheksafluorpropan.

Et annet viktig trekk ved oppfinnelsen er mengden av esemiddel som innarbeides i polymersmeltematerialet for fremstilling av en skumdannende polymer-gel. Den anvendte mengde er fra 0,06 til 0,17 gram-mol pr. kg polymer, fortrinnsvis fra 0,08 til 0,12 gram-mol pr. kg polymer og mest foretrukket 0,09-0,10 gram-mol pr. kg polymer. Anvendelse av en forholdsvis liten mengde esemiddel mulig-gjør dannelse av et skum med et høyt innhold av åpne celler.

Et annet viktig trekk ved den foreliggende oppfinnelse er skumdannelsestemperaturen. Skumdannelsestemperaturen må være høy nok til forhindring av for tidlig stabilisering av de ekspanderende skumceller før det oppnås brist i skumcel-leveggene. Skummene ifølge den foreliggende oppfinnelse er utsatt for for tidlig avkjøling på grunn av sin lille cellestørrelse og sitt høye innhold av åpne celler. Den lille størrelse forårsaker hurtig begynnende ekspandering av skummet ved utløp fra dysen, noe som resulterer i hurtig avkjøling av skummet. Det høye innhold av åpne celler danner en åpen fysisk struktur for unnslipping av varme og esemiddel, noe som resulterer i ytterligere hurtig avkjøling. Den foreliggende oppfinnelse kompenserer for den hurtige avkjøling av skummet ved skumdannelse ved en temperatur som er høyere enn den som typisk anvendes for skum med større cellestørrelser og mindre innhold av åpne celler.

Skumdannelsestemperaturen må imidlertid ikke være så høy at det forår-sakes andre bearbeidelses- eller produktproblemer. På grunn av det høye innhold av åpne celler i skummet kan urimelig høye skumdannelsestemperaturer forårsa-ke sammenfalling av skummet på grunn av hurtig tap av esemiddel og redusert evne hos celleavstivere til å motstå omgivelsestrykk. Skumdannelsestemperaturen må således være høy nok til forhindring av for tidlig avkjøling av skummet, men lav nok til forhindring av sammenfalling av det. Videre kan høye skumdannelsestemperaturer redusere ekstrusjonsdysetrykket til uakseptabelt lave nivåer og ne-gativt påvirke overflatekvaliteten. Den mest ønskelige skumdannelsestemperatur vil være den laveste skumdannelsestemperatur ved hvilken skummet kan lages og strukturen med åpne celler likevel opprettholdes.

Ønskelige skumdannelsesetemperaturer vil avhenge av faktorer innbefat-tende formen av ekstrusjonssystemet, sammensetningen og konsentrasjonen av kjernedannelsesmiddel-additivet, sammensetningen og konsentrasjonen av esemidlet, polymermaterialets egenskaper samt utformningen av ekstrusjonsdysen. Foretrukne skumdannelsestemperaturer vil variere fra 118 til 160°C. De mest foretrukne skumdannelsestemperaturer vil variere fra 125 til 135°C.

Det foreliggende skum fremstilles vanligvis ved oppvarming av et alkenylaromatisk polymermateriale under dannelse av et mykgjort eller smeltepolymer-materiale, idet det innarbeides et esemiddel under dannelse av en skumbar gel, og ekstrudering av gelen gjennom en dyse under dannelse av skumproduktet. Før blanding med esemidlet oppvarmes polymermaterialet til en temperatur ved eller over sin glasstemperatur eller smeltepunkt. Esemidlet kan innarbeides eller blandes i smeltepolymermaterialet ved hjelp av hvilket som helst hjelpemiddel kjent på området, så som en ekstruder, mikser eller blander. Esemidlet blandes med smeltepolymermaterialet ved et forhøyet trykk som er tilstrekkelig til forhindring av noen vesentlig ekspandering av smeltepolymermaterialet, og generelt til homogen dis-pergering av esemidlet i dette. Kjernedannelsesmiddel-additivet kan blandes i po-lymersmelten eller tørrblandes med polymermaterialet før mykgjøring eller smel-ting. Den skumbare gel blir typisk avkjølt til en lavere temperatur for optimalisering eller oppnåelse av ønskede fysikalske egenskaper hos skummet. Gelen kan av-Kjøles i ekstruderer» eller annen blandeanordning eller i atskilte kjølere. Gelen blir så ekstrudert eller ledet gjennom en dyse med ønsket form, til en sone med redusert eller lavere trykk, under dannelse av skummet. Laveretrykks-sonen har et trykk som er lavere enn trykket ved hvilket den skumbare gel holdes før ekstrudering gjennom dysen. Det lavere trykk kan være overatmosfærisk eller underatmosfærisk (vakuum), men det er fortrinnsvis ved atmosfærenivå.

Det foreliggende skum omfatter et alkenylaromatisk polymermateriale. Egnede alkenylaromatiske polymermaterialer innbefatter alkenylaromatiske homopolymerer og kopolymerer av alkenylaromatiske forbindelser, og kopolymeriserbare etylenisk umettede komonomerer. Det alkenylaromatiske polymermateriale kan videre innbefatte mindre andeler av ikke-alkenylaromatiske polymerer. Det alkenylaromatiske polymermateriale kan bestå av bare én eller flere alkenylaromatiske homopolymerer, én eller flere alkenylaromatiske kopolymerer, en blanding av én eller flere av hver av alkenylaromatiske homopolymerer og kopolymerer, eller blandinger av hvilke som helst av de forannevnte, med en ikke-alkenylaromatisk polymer. Uansett sammensetning omfatter det alkenylaromatiske polymermateriale mer enn 50, og fortrinnsvis mer enn 70 vekt% alkenylaromatiske monomer-enheter. Mest foretrukket består det alkenylaromatiske polymermatriale kun av alkenylaromatiske monomer-enheter.

Egnede alkenylaromatiske polymerer innbefatter slike som fås av alkenylaromatiske forbindelser så som styren, alfametylstyren, etylstyren, vinylbenzen,

vinyltoluen, klorstyren og bromstyren. En foretrukket alkenylaromatisk polymer er polystyren. Mindre mengder av monoetylenisk umettede forbindelser så som C2-6-alkylsyrer og -estere, ionomere derivater og C4_6-diener kan kopolymeriseres med alkenylaromatiske forbindelser. Eksempler på kopolymeriserbare forbindelser innbefatter akrylsyre, metakrylsyre, etakrylsyre, maleinsyre, itakonsyre, akrylnitril, ma-leinsyreanhydrid, metylakrylat, etylakrylat, isobutylakrylat, n-butylakrylat, metylme-takrylat, vinylacetat og butadien. Foretrukne skum omfatter hovedsakelig (det vil si mer enn 95%), og mest foretrukket bare polystyren. Det alkenylaromatiske polymerskum er fortrinnsvis fritt for gummi-innhold så som C4-6-diener og innhold av varmestivnende polymerer så som polyisocyanurat eller polyuretan.

Det foreliggende skum har en densitet på fra 16 til 250 kg pr. kubikkmeter (kg/cm<3>), og mest foretrukket fra 25 til 100 kg/cm<3> ifølge ASTM D-1622-88.

Det foreliggende skum har en gjennomsnittlig cellestørrelse på 70 mikrometer eller mindre, fortrinnsvis fra 1 til 30 mikrometer, og mer foretrukket fra 1 til 20 mikrometer, og mest foretrukket fra 1 mikrometer til 10 mikrometer ifølge ASTM D3576-77. Cellestørrelsen eller porestørrelsen (diameter) for de mikrocellulære skum bestemmes ifølge ASTM D3576-77, bortsett fra at målingen utføres fra et forstørret fotografi oppnådd med scanningelektronmikroskopering, i stedet for må-ling utført direkte på skummet

Det foreliggende skum kan ha hvilken som helst fysisk form kjent på området, så som ark, planker eller sirkler. Det foreliggende skum er spesielt egnet til utforming som en planke som ønskelig har et tverrsnittsareal på 30 kvadratcenti-meter (cm<2>) eller mer og en mindre dimensjon i tverrsnitt (tykkelse) på 0,95 cm eller mer.

Det foreliggende skum har et innhold av åpne celler på 70% eller mer, fortrinnsvis 90% eller mer og mest foretrukket 95% eller mer, ifølge ASTM D2856-A.

Det foreliggende skum kan inneholde et infrarødt-svekkende middel (IAA) for forbedring av dets isolerende evne. IAA består av en annen substans enn po-lymerunderlaget i skummet som det innarbeides i. IAA kan absorbere eller reflek-tere infrarød stråling, eller begge. Egnet IAA innbefatter partikkelformede flak av metaller så som aluminium, sølv og gull, og karbonholdige substanser så som kjønrøk, aktivert kjønrøk og grafitt. Egnede kjønrøkmaterialer innbefatter termosvart, ovnsvart, acetylensvart og kanalsvart. Foretrukne IAA er termosvart og grafitt. IAA omfatter fortrinnsvis mellom 1,0 og 25 vekt%, og fortrinnsvis mellom 4,0 og 20 vekt%, og mest foretrukket 4,0-10 vekt%, basert på vekten av polymermaterialet.

Bruk av visse IAA så som kjønrøk eller grafitt gir visse fordeler og kan fak-tisk forøke dannelsen av det foreliggende skum. Kjønrøk og grafitt gir ytterligere kjernedannende virkning, idet cellestørrelsen blir mindre, celleveggene tynnere og det dannes svake punkter i celleveggene. Tynnere og svakere cellevegger beford-rer lettere sprekking av celleveggene og således høyere innhold av åpne celler. Kjønrøk og grafikk øker også gelens viskositet, noe som muliggjør anvendelse av lavere skumdannelsestemperatur. Den lavere skumdannelsestemperatur forbed-rer skummets overflatekvalitet. Anvendelse av et IAA gir en ytterligere fordel ved bevirking av en større forholdsvis reduksjon i total termisk ledningsevne hos skummet i mikrocellulære skum enn i skum med større gjennomsnittlig cellestør-reise, spesielt skum med cellestørrelsesområder fra 0,1 til 2,0 millimeter, svarende til vanlige kommersielle isolasjonsskum med lukkede celler.

Det foreliggende skum er fortrinnsvis hovedsakelig ikke-tverrbundet, noe som betyr at skummet er hovedsakelig fritt for tverrbinding. Dette innbefatter imidlertid den lave grad av tverrbinding som kan finnes naturlig uten anvendelse av tverrbindingsmidler eller bestråling. Hovedsakelig ikke-tverrbundne skum innehol-der ikke mer enn 5% gel ifølge ASTM D-2765-84, metode A.

Det kan innarbeides forskjellige additiver i det foreliggende skum, så som uorganiske fyllstoffer, pigmenter, antioksydanter, syrefjerningsmidler, absorbe-ringsmidler for ultrafiolett lys, flammehemmende midler, bearbeidelseshjelpemidler og ekstrusjonshjelpemidler.

Et evakuert skum er et skum som i sine celler har et partial-vakuum eller nær totalt vakuum av underatmosfærisk absolutt trykk. Et evakuert skum har fortrinnsvis et absolutt trykk på 1,3 kPa eller lavere, mer foretrukket 0,13 kPa eller lavere, og mest foretrukket 0,013 kPa eller lavere.

Et ikke-evakuert skum er et skum som i sin cellestruktur har et atmosfærisk absolutt-trykk.

Det foreliggende skum kan anvendes til isolering av en overflate ved at det på overflaten påføres en isolasjonsplate utformet av det foreliggende skum. Slike plater er egnet ved hvilke som helst vanlige isolasjonsanvendelser så som til tak-tekking, i bygninger eller kjøleanordninger.

Det foreliggende skum er spesielt egnet som bord-råmateriale i en hermetisk forseglet vakuumplate. Platen kan utformes som følger: a) skummet anbringes inne i en beholder eller innpakning så som en sekk; b) det indre av beholderen eller innpakningen, og skummet, evakueres til et delvis eller nær totalt vakuum (underatmosfærisk absolutt trykk); og c) beholderen eller innpakningen forsegles slik at det er lufttett eller hermetisk forseglet. Den evakuerte plate, eller vakuumplaten, evakueres fortrinnsvis til et absolutt trykk på 1,3 kPa eller lavere, mer foretrukket 0,13 kPa eller lavere, og mest foretrukket 0,013 kPa eller lavere. Vakuumplaten er egnet ved isolasjonsanvendelsene beskrevet ovenfor.

For ytterligere forbedring av den langsiktige ytelse av vakuumplaten kan det evakuerte indre av platen utstyres med et «getter»-materiale. Gettermaterialet absorberer gasser og/eller damper som siver eller trenger inn i vakuumplaten over tid. Vanlige gettermaterialer innbefatter metall og metall-legeringer av barium, aluminium, magnesium, kalsium, jern, nikkel og vanadium. Beskrivelser som gjel-der egnede gettermaterialer, innbefatter, men er ikke begrenset til, dem som er gitt i US-patent nr. 5 191 980, 5 312 606, 5 312 607 og WO 93/25843.

Andre typer egnede gettermaterialer innbefatter vanlige tørkemidler som er egnet for adsorbering av vanndamp eller fuktighet. Slike materialer innarbeides med fordel i den evakuerte isolasjonsplate i form av en pakke med en porøs eller gjennomtrengelig emballasje eller beholder hvor materialet finnes. Egnede materialer innbefatter silikagel, aktivert aluminiumoksyd, aluminiumrike zeolitter, kalsi-umklorid, kalsiumoksyd og kalsiumsulfat. Et foretrukket materiale er kalsiumoksyd.

For en egnet evakuert plate anvendes det en innpakning dannet av et lami-natark med tre eller flere lag. Det ytre lag omfatter et ripebestandig materiale så som en polyester. Midtlaget omfatter et barrieremateriale så som aluminium, poly-vinylklorid og polyvinylalkohol. Det indre lag omfatter et varmeforseglbart materiale så som polyetylen eller etylen/akrylsyre-kopolymer.

Følgende eksempler er eksempler ifølge den foreliggende oppfinnelse og må ikke forstås som begrensende. Dersom ikke annet er angitt, er alle prosentan-deler, deler eller andeler på vektbasis, basert på polymervekten.

Ekstruderte mikrocellulære alkenylaromatiske polymerskum med åpne celler, ifølge den foreliggende oppfinnelse, ble fremstilt som beskrevet nedenfor.

Eksempel 1

Det ble fremstilt skum med to forskjellige ekstrusjonssystemer som hvert omfattet en ekstruder, en blander, en kjøler og en ekstrusjonsdyse, i serie. De to systemer ble drevet ved forskjellige ekstrusjonshastigher, 4,5 kg pr. time og 100 kg pr. time. De omtales som henholdsvis det første og andre ekstrusjonssystem.

Skummene i det første ekstrusjonssystem ble laget med følgende sammensetning: et esemiddel med 7,5 hundredeler (pph) HCFC-142b, 2,0 pph EtCI og 1,4 pph CO2, eventuelt kjønrøk (Raven 430 fra Cabot Corp.); 0,5 pph talk; en mindre mengde kalsiumstearat; og en polystyrenharpiks med vektmidlere molekylvekt 200 000 ifølge størrelsesutelukkelseskromatografi (SEC).

Skummene ifølge det andre ekstrusjonssystem ble laget med følgende sammensetning: et esemiddel med 6,8 pph HFC-134a, 1,9 pph HFC-152a og 0,6 pph C02; kjønrøk (Thermal Black FT 239 fra Huber Corp.); 0,4 pph talk; mindre mengde av kalsiumstearat; og polystyrenharpiks med vektmidlere molekylvekt 200 000 ifølge SEC.

Det ble i begge ekstrusjonssystemer laget skum med forskjellige kjønrøk-mengder og ved forskjellige skumdannelsestemperaturer. R-verdien for skum ble målt ved atmosfæretrykk (100 kPa) og i vakuum (0,13 kPa). R-verdien ble målt ifølge ASTM C-518-91 i et omgivelsestrykk-kontrollsystem hvor innstillingspunkt-betingelsen kan holdes innenfor! 0,0013 kPa og hvor kontrollsystemet anvendes sammen med et varmestrømmings-måleapparat.

Det ble fremstilt mikrocellulære skum med liten gjennomsnittlig cellestørrel-se og høyt innhold av åpne celler. Cellestørrelse, innhold av åpne celler, densitet og R-verdi er oppført i tabell 1. Når det gjaldt mikrocellulære skum laget i begge ekstrusjonssystemer, ga økt nivå av kjønrøk økt R-verdi.

Eksempel 2

Skum ifølge den foreliggende oppfinnelse ble fremstilt med det andre ekstrusjonssystem, bortsett fra som angitt nedenfor og i tabell 2.

Skummene ble fremstilt med forskjellige esemidler og blandinger av disse, som spesifisert i tabell 2. Mengdene av esemiddel var pph basert på polymervekt. Skummene ble laget med forskjellige mengder kjønrøk og ved forskjellige skumdannelsestemperaturer.

R-verdien for skum ble målt ved forskjellige trykk ved hjelp av fremgangsmåten beskrevet i eksempel 1.

Det ble fremstilt mikrocellulære skum med liten gjennomsnittlig cellestørrel-se, høyt innhold av åpne celler og høy R-verdi.

Eksempel 3

Skum ifølge den foreliggende oppfinnelse ble fremstilt med det andre ekstrusjonssystem, bortsett fra som angitt nedenfor og i tabell 3.

Skummene ble fremstilt med forskjellige esemidler og blandinger av disse, som spesifisert i tabell 3. Mengdene av esemiddel var pph basert på polymervekt. Skummene ble laget med forskjellige mengder kjønrøk og ved forskjellige skumdannelsestemperaturer.

R-verdien for skum ble målt ved forskjellige trykk ved hjelp av fremgangsmåten beskrevet i eksempel 1.

Det ble fremstilt mikrocellulære skum med liten gjennomsnittlig cellestørrel-se, høyt innhold av åpne celler og høy R-verdi.

Eksempel 4

Skum ifølge den foreliggende oppfinnelse ble fremstilt med det andre ekstrusjonssystem, bortsett fra som angitt nedenfor og i tabell 4.

Det ble fremstilt mikrocellulære skum med liten gjennomsnittlig cellestørrel-se og høyt innhold av åpne celler.

På grunn av tilsetningen av kjønrøk kunne tverrsnittet av kjøring 42 lages større enn for kjøring 41. Kjønrøken øket gelens viskositet og muliggjorde at dy-seåpningen kunne gjøres større uten tap av dysetrykk og uten at det ble forårsa-ket for-skumming. Økningen i dyseåpning resulterte i at det ble fremstilt et skum med større tverrsnitt. Det større tverrsnitt gir forbedret overflatekvalitet og større allsidighet ved prosessen.

Eksempel 5

Skum ifølge den foreliggende oppfinnelse ble fremstilt med det andre ekstrusjonssystem, bortsett fra som angitt nedenfor og i tabell 5.

Skummene ble fremstilt med forskjellige esemidler og blandinger av disse, som spesifisert i tabell 5. Mengdene av esemiddel var pph basert på polymervekt. Skummene ble laget med forskjellige mengder kjønrøk og ved forskjellige skumdannelsestemperaturer.

R-verdien for skum ble målt ved forskjellige trykk ved hjelp av fremgangsmåten beskrevet i eksempel 1.

Det ble fremstilt mikrocellulære skum med liten gjennomsnittlig cellestørrel-se, høyt innhold av åpne celler og høy R-verdi.

Skjønt utførelsesformer av det mikrocellulære skum og fremgangsmåten for fremstilling ifølge den foreliggende oppfinnelse er blitt vist med hensyn til spesifik-ke detaljer, vil man forstå at, avhengig av fremstillingsprosessen og fabrikantens ønsker, kan den foreliggende oppfinnelse modifiseres ved hjelp av forskjellige for-andringer mens den fremdeles er godt innenfor rammen for den nye lære og prin-sipper beskrevet i det foreliggende.

Claims (18)

1. Mikrocellulært alkenylaromatisk polymerskum med åpne celler, som omfatter et alkenylaromatisk polymermateriale omfattende mer enn 50 vekt% alkenylaromatiske monomerenheter, med en densitet på fra 16 til 250 kg pr. kubikkmeter, karakterisert ved at det er ekstrudert, idet skummet har et innhold av åpne celler på 70% eller mer, og en gjennomsnittlig cellestørrelse på 70 mikrometer eller mindre.

2. Skum ifølge krav 1, karakterisert ved at det har et innhold av åpne celler på 90% eller mer.

3. Skum ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det har et innhold av åpne celler på 95% eller mer.

4. Skum ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det har en gjennomsnittlig cellestørrelse på fra 1 til 30 mikrometer.

5. Skum ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det har en gjennomsnittlig cellestørrelse på fra 1 til 20 mikrometer.

6. Skum ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det har en gjennomsnittlig cellestørrelse på fra 1 til 10 mikrometer.

7. Skum ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det har en densitet på fra 25 til 100 kg pr. kubikkmeter.

8. Skum ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det er et evakuert skum med et absolutt trykk inne i sine åpne celler på 1,3 kPa eller mindre.

9. Skum ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det er et evakuert skum med et absolutt trykk inne i sine åpne celler på 0,13 kPa eller mindre.

10. Skum ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at det er et evakuert skum med et absolutt trykk inne i sine åpne celler på 0,013 kPa eller mindre.

11. Evakuert skum-isolasjonsplate, karakterisert ved at platen omfatter et skum og en beholder som kan omslutte skummet og er hermetisk forseglet, idet skummet befinner seg inne i beholderen, og det indre av beholderen og skummet er evakuert til et underatmosfærisk trykk, idet skummet er ifølge hvilket som helst av kravene 9-11.

12. Fremgangsmåte for fremstilling av et ekstrudert mikrocellulært alkenylaromatisk polymerskum med åpne celler, med et innhold av åpne celler på 70% eller mer, karakterisert ved at den omfatter følgende trinn: a) et alkenylaromatisk polymermateriale som omfatter mer enn 50 vekt% alkenylaromatiske monomer-enheter, oppvarmes under dannelse av et smeltepoly-mermateriale, b) det innarbeides et esemiddel i smeltepolymermaterialet ved forhøyet trykk, under dannelse av en skumbar gel, c) den skumbare gel avkjøles til en ønsket skumdannelsestemperatur, og d) den skumbare gel ekstruderes gjennom en dyse inn i et område med lavere trykk, under dannelse av skummet, idet det innarbeides et kjernedannelsesmiddel-additiv i smeltepolymermaterialet med fra 0,1 til 5 vektdeler pr. hundre deler polymermateriale, 50 mol% eller mer av et esemiddel valgt fra gruppen som består av 1,1-difluoretan, 1,1,1-trifluoretan, 1,1,1,2-tetrafluoretan, klordifluoretan, karbondioksyd og blandinger av disse, basert på det totale antall mol esemiddel, idet esemidlet er tilstede i en mengde på fra 0,06 til 0,17 gram-mol pr. kg polymermateriale, og den skumbare gel avkjøles til en temperatur som er tilstrekkelig til dannelse av et skum med et innhold av åpne celler på 70% eller mer.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at den skumbare gel avkjøles til en temperatur på fra 118 til 160°C.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at den skumbare gel avkjøles til en temperatur på fra 125 til 135°C.

15. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 12-14, karakterisert ved at esemidlet er tilstede i en mengde på 0,08-0,12 gram-mol pr. kg polymermateriale.

16. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 12-15, karakterisert ved at esemidlet er 70 mol% eller mer av et esemiddel valgt fra gruppen som består av 1,1-difluoretan, 1,1,1-trifluoretan, 1,1,1,2-tetrafluoretan, klordifluoretan, karbondioksyd og blandinger av disse, basert på det totale antall mol esemiddel.

17. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 12-16, karakterisert ved at den skumbare gel avkjøles til en temperatur som er tilstrekkelig til dannelse av et skum med et innhold av åpne celler på 90% eller mer, idet skummet har en gjennomsnittlig cellestørrelse på 1-30 mikrometer.

18. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 12-16, karakterisert ved at den skumbare gel avkjøles til en temperatur som er tilstrekkelig til dannelse av et skum med et innhold av åpne celler på 95% eller mer, idet skummet har en gjennomsnittlig cellestørrelse på 1-20 mikrometer.