PL210699B1 - Sposób wytwarzania separacyjnej warstwy termoizolacyjnej termoodpornej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania separacyjnej warstwy termoizolacyjnej termoodpornej, mającej zastosowanie jako wkładka termoizolacyjna w zamrażarkach, chłodziarkach, lodówkach, w szafach chłodniczych do przechowywania żywności, w pojemnikach na lód, w automatach do lodów, do napojów schłodzonych, w wózkach ręcznych na lody, lub jako materiał na worki na lód do celów medycznych, na torby chłodzące, na pokrowce ciepłochronne na chłodnice pojazdów, na pokrowce na dysze ssące do centralnego ogrzewania, na pokrowce na kotły parowe do centralnego ogrzewania, na pokrowce na wężownice instalacji chłodniczych, albo jako okładzina na bojlery ogrzewcze, jako okładzina na ogrzewacze stosowane w hodowli zwierząt i roślin, albo jako izolacja palenisk, pieców, sprzętu grzewczego, albo jako osłona kominowa lub osłona do cieplarń, albo jako podłoga do namiotu.

Znany jest sposób wytwarzania tworzywa termoizolacyjnego, zwłaszcza do izolacji ogniowej konstrukcji stalowej budynku, opisany w polskim opisie patentowym tymczasowym numer 146302. Sposób ten polega na tym, że żywicę silikonową oraz żywicę syntetyczną, posiadającą wolne grupy izocyjanianowe w ilości około 13% miesza się w stosunku 100 jednostek wagowych żywicy silikonowej na 30 jednostek wagowych żywicy syntetycznej. Tak uzyskaną klarowną mieszaninę w ilości 100 jednostek wagowych miesza się z cząsteczkami kulistymi o średnicy rzędu kilkunastu do kilkuset mikronów, wewnątrz wypełnionymi gazem o powłokach glinokrzemianowych, stanowiącymi frakcję popiołów lotnych z węgli w ilości 20 jednostek wagowych i ze środkiem spieniająco-wiążącym w ilości 30 jednostek wagowych. Skład środka spieniająco-wiążącego: woda 100 jednostek wagowych, mocznik - 20 jednostek wagowych, urotropina techniczna - 10 jednostek wagowych, wodorotlenek potasu - 5 jednostek wagowych, perhydrol - 5 jednostek wagowych. Mieszanie prowadzi się w mieszarce budowlanej przez 10 minut, aż do uzyskania barwy kredowo-białej, a następnie wlewa się do form dla wzrostu, wiązania i stabilizacji pianki. Tworzywo otrzymane tym sposobem, po sześciotygodniowym leżakowaniu na wolnym powietrzu pod zadaszeniem, nadaje się do izolacji termicznej, a zwłaszcza ogniowej konstrukcji stalowej.

Znane jest ponadto tworzywo termoizolacyjne zwłaszcza do ocieplania budynków oraz izolacji rurociągów ciepłowniczych, opisane w polskim opisie patentowym tymczasowym numer 112 802. Tworzywo termoizolacyjne składa się z: 75% roztworu mieszaniny niskocząsteczkowych żywic poliuretanowych, cenosfer otrzymywanych w wyniku flotacji popiołów lotnych z węgli, które stanowią cząsteczki sferyczne zbudowane głównie z glinokrzemianów, wypełnione dwutlenkiem węgla i azotem, jako wypełniacz zwiększający wytrzymałość mechaniczną i poprawiając własności termoizolacyjne tego tworzywa 50% roztwór sześciometylenoczteroaminy jako środek spieniający i utwardzający. Tworzywo to pod względem wagowym składa się z: 100 części wagowych roztworu mieszaniny niskocząsteczkowych żywic poliuretanowych, od 5 do 100 części wagowych wypełniacza w postaci cenosfer, od 20 do 100 części wagowych roztworu sześciometylenoczteroaminy.

Znany jest poza tym sposób ponownego wykorzystania tworzywa poliuretanowego syntetycznego, opisany w niemieckim opisie patentowym nr DE 40 30 639. Znany sposób polega na tym, że rozdrabnia się poliuretanowe tworzywo syntetyczne do wielkości ziarna od 10 do 30 mm w tartaku lub rozdrabniarce w odpowiednim środku spęczniającym, w postaci utworzonego płynnego żelu, pod działaniem wysokiej siły tnącej lub wysokiej siły rozkruszającej z kawitacją i ultradźwiękami, a tenże żel, razem z nieodzownymi komponentami służącymi do wytwarzania poliuretanów, to jest poliolem i izocyjanianem, będących w tym przypadku domieszką materiału pomocniczego, przerabia się w nowy produkt poliuretanowy. Poliuretanowe tworzywo syntetyczne rozdrobnione spęcznia się razem ze środkiem spęczniającym równocześnie w wirującym przyrządzie komorowym. Poliuretanowe tworzywo syntetyczne jest używane jako tworzywo piankowe sztywne i/lub jako tworzywo piankowe elastyczne, które wytwarza się na bazie polieteru i/lub na bazie poliestru. Poliuretanowego tworzywa syntetycznego używa się nie tylko jako kompletnego wytrzymałego poliuretanu piankowego sztywnego, ale również jako tworzywa, które uzyskuje się w bezpośredniej produkcji bieżącej w postaci odpadów. Poliuretanowego tworzywa syntetycznego używa się w obecności małej ilości zanieczyszczeń, jako zastępczego tworzywa sztucznego, zamiast na przykład elastycznej folii metalicznej, farby, lakieru, papieru i/lub włókna. Poliuretanowe tworzywo syntetyczne brykietuje się jako tworzywo twarde i/lub jako tworzywo piankowe integralne, które uzyskuje się z poliuretanowego tworzywa przed rozdrobnieniem grubym, pod wysokim ciśnieniem. Poliuretanowego tworzywa syntetycznego używa się jako środka spęczniającego do obróbki wstępnej poliuretanowego materiału sztucznego, utworzonego z polieteru lub z poliestru, w tym przypadku jako środka spęczniającego, nadającego się jako dodatek.

PL 210 699 B1

Używa się go również jako środka spęczniającego przy produkcji pierwotnych poliuretanów utworzonych z poliolu. Poza tym używa się go jako środka reaktywnego spęczniającego lub jako dodatku do poliolowych polifunkcjonalnych alkoholi i/lub ich pochodnych, do amin i/lub ich pochodnych, do plastyfikatora, do rodzimego oleju i/lub środka zwilżającego. Ponadto używa się go jako środka spęczniającego do produkcji poliuretanowego tworzywa z niskowrzących węglowodorów. Poliuretanowe tworzywo syntetyczne wytwarza się w procesie spęczniania w zakresie temperatur od 50 do 65°C.

Znany jest również sposób wytwarzania przeciwpalnego miękkiego tworzywa piankowego poliuretanowego z małą zawartością sadzy spalinowej i rozproszonego trójamidu kwasu cyjanurowego, grafitu porotwórczego i poliolu, opisany w niemieckim opisie patentowym nr DE 40 34 046 A1. Przeciwpalne tworzywo miękkie piankowe poliuretanowe zostaje wytworzone przy małym pożarze i małej zawartości gazów spalinowych przez przemianę organicznego poliizocyjanianu i/lub zmodyfikowanego organicznego poliizocyjanianiu z wysokocząsteczkowym związkiem z co najmniej dwoma reaktywnymi atomami wodoru, i w danym przypadku z łańcuchowym środkiem przedłużającym i/lub ze środkiem usieciowionym w obecności mieszaniny ze środkiem ognioochronnym, ze środkiem porotwórczym i ze środkiem pomocniczym i/lub z dodatkiem rozproszonego poliolu, grafitu porotwórczego i trójamidu kwasu cyjanurowego, przy czym mieszanina ze środkiem ognioochronnym zawiera: trójamid kwasu cyjanurowego, porotwórczy grafit i w danym przypadku co najmniej jeden dodatkowy inny środek ognioochronny, w szczególności zmodyfikowany lub niezmodyfikowany polifosforan amonowy.

Znany jest ponadto formowany oporowo-konwertorowany polimer polimocznikowy, opisany w zgłoszeniu USA nr 2002/0107321. Związek polimerowo-polimocznikowy, nadający się do wytwarzania formowanego polimeru polimocznikowego, zawiera poliizocyjanian, materiał wchodzący w reakcję z izocyjanianem oraz ester kwasu tłuszczowego. Ester kwasu tłuszczowego jest obecny w efektywnej ilości po to, aby umożliwić wytworzenie formowanego polimeru polimocznikowego ze związku z oporem konwertorowanym tak, że gdy formowany polimer polimocznikowy jest poddany reakcji z wilgocią przy najniż szej temperaturze okoł o 177°C, to w wyniku tej reakcji zostaje on faktycznie uwolniony od pęcherzy. Ester kwasu tłuszczowego, odpowiednio użyty z tymi związkami, może być naturalny lub syntetyczny i zawierać może przykładowo olej z owocu jojoba. Związek polimerowopolimocznikowy również może zawierać inne znane komponenty używane z polimerami polimocznikowymi takie, jak materiały wypełniające, katalizatory, środki powierzchniowo czynne i poliepoksydy. Formowany polimer polimocznikowy może być wytworzony ze związku polimerowo-polimocznikowego odpowiednim sposobem, umożliwiającym reakcyjne kształtowanie wtryskowe.

Znany jest również dwukomponentowy poliuretanowy system pianotwórczy i sposób jego wytwarzania, opisany w niemieckim dokumencie udostępnienia nr DE 40 38 400 A1. System ten wykonany jest na bazie przynajmniej jednego poliolu i przynajmniej jednego poliizocyjanianu tworzących prepolimer z reaktywną grupą izocyjanianów, po to aby otrzymać uzysk ze zbiornika ciśnieniowego. Tak więc system składa się z prepolimeru, przynajmniej jednego oddzielonego od niego reaktywnego związku poliwodorotlenku, ze środka porotwórczego i ze środka pianotwórczego, oraz pospolitego plastyfikatora, ze środka ognioochronnego, ze stabilizatora pianowego, z katalizatora, ze środka rozpuszczalnego o zmniejszonej lepkości i/lub z innego pospolitego materiału pomocniczego, przy czym polimer ma lepkość od 500 do 12 000 mPa^s przy temperaturze 20°C, a jako środek porotwórczy i jako środek pianotwórczy jest obecny gaz szlachetny, azot, tlen, wodór, powietrze, dwutlenek węgla i/lub tlenek azotu w ilości wagowo-procentowej od 0,5 do 35 w odniesieniu do prepolimeru.

Znany jest poza tym sposób wytwarzania elastycznego, miękkiego tworzywa piankowego poliuretanowego niepodtrzymującego palenia, opisany w niemieckim dokumencie udostępnienia nr DE 40 10 752 A1.

Tworzywo to powstaje z mieszaniny reaktywnego tworzywa piankowego z poliolem i poliizocyjanianem oraz z udziałem grafitu porotwórczego, jako materiału niepodtrzymującego palenia. Elastyczne miękkie tworzywo piankowe poliuretanowe niepodtrzymujące palenia jest przewidziane do zapobiegania tleniu się z zagrożeniem następnych samozapłonów. Mieszanina reaktywnego tworzywa piankowego zostaje domieszana dodatkowo do grafitu porotwórczego i melaminy z odpowiednim udziałem.

Znany jest ponadto sposób wytwarzania piankowego tworzywa poliuretanowego, opisany w niemieckim dokumencie udostępnienia nr DE 38 42 385. Sposób ten polega na przemianie poliizocyjanianu z co najmniej dwoma izocyjanianowo aktywnymi atomami wodoru jako związku o masie cząsteczkowej od 400 do 10 000 w obecności z wodą i/lub organicznego środka porotwórczego, i katalizatora, i z melaminą jako środkiem ognioochronnym i ewentualnie w obecności związku z co najmniej dwoma izocyjanianowo reaktywnymi atomami wodoru o masie cząsteczkowej od 32 do 399

PL 210 699 B1 oraz znanej powierzchniowo czynnej substancji pomocniczej i dalej ze znanym środkiem pomocniczym. Środek ognioochronny - melamina, która została zastosowana w tym sposobie, ma wielkość ziaren od 5 do 90 μm, w szczególności od 5 do 50 μm.

Celem wynalazku jest przetworzenie materiałów odpadowych polimerycznych i nie tylko odpadowych, zwłaszcza tworzywa poliuretanowego odpadowego, czyli przemiana tych materiałów odpadowych w coś użytecznego, następnie ich rozdrobnienie i zmieszanie z innymi materiałami, to jest przetworzenie substancji wielocząsteczkowych na wyroby lub materiały porowate na podstawie polimeryzacji izocyjanianów oraz izotiocyjanianów (bez ewentualnego dokładnego określania liczby rodzajów monomerów i katalizatorów), albo zmieszanie rozdrobnionych materiałów polimerycznych ze związkami zawierającymi aktywny wodór przez prepolimeryzację. Celem wynalazku jest również formowanie wyrobów porowatych, na przykład spienionych tworzyw sztucznych o gruboziarnistej porowatości, przez dzielenie wstępne w postaci płyt lub arkuszy.

Cel ten osiągnięto poprzez wytworzenie separacyjnej warstwy termoizolacyjnej termoodpornej o bardzo dużej stabilności termicznej w zakresie temperatury, powodującej degradację materiałów, przedmiotów, tkanki żywej, znajdujących się w pobliżu źródeł ciepła lub źródeł chłodu, albo stykających się z tymi źródłami.

Sposób wytwarzania separacyjnej warstwy termoizolacyjnej termoodpornej, polegający na mieszaniu pochodnych polimerów z innymi materiałami, charakteryzuje się następującymi środkami technicznymi i ich funkcjonalnym połączeniem. Separacyjną warstwę termoizolacyjną, termoodporną wykonuje się mieszając rozdrobnioną piankę poliuretanową elastyczną z korektorami grafitowo-węglowo-ceramicznymi, z diamidem kwasu węglowego i ze spoiwem prepolimerowym w następujących ilościach wagowych: rozdrobnionej pianki poliuretanowej elastycznej od 30% do 90%, korektorów grafitowo-węglowo-ceramicznych od 10% do 45%, diamidu kwasu węglowego od 0,1% do 10% i prepolimeru od 15% do 35%. Następnie mieszaninę poddaje się prasowaniu w obecności pary wodnej do osiągnięcia gęstości w przedziale od 0,05 do 0,8 g/cm³, podczas którego składniki mieszaniny ulegają spojeniu i utwardzeniu. Piankę poliuretanową elastyczną rozdrabnia się na drobiny o średnim rozmiarze liniowym od 0,1 mm do 22 mm. W korektorach grafitowo-węglowo-ceramicznych stosuje się dwutlenek krzemu lub krzemiany.

Separacyjną warstwę termoizolacyjną, termoodporną wykonuje się metodą formowania w bloki lub w arkusze, a następnie tnie się te bloki/arkusze na różne kształty o grubości od 1 mm do 100 mm, zależnie od przeznaczenia.

Separacyjna warstwa termoizolacyjna termoodporna jest stosowana między innymi do wytwarzania konstrukcyjnego elementu termoizolacyjnego, składającego się z co najmniej dwóch separacyjnych przegród termicznych, usytuowanych przemiennie lub równolegle w stosunku do przekroju izolacji i kierunku przepływu na przykład medium energetycznego w rurociągu.

Claims (4)

1. Sposób wytwarzania separacyjnej warstwy termoizolacyjnej termoodpornej, polegający na mieszaniu pochodnych polimerów z innymi materiałami, znamienny tym, że separacyjną warstwę termoizolacyjną, termoodporną wykonuje się mieszając rozdrobnioną piankę poliuretanową elastyczną z korektorami grafitowo-węglowo-ceramicznymi, z diamidem kwasu węglowego i z prepolimerem w następujących ilościach wagowych: rozdrobnionej pianki poliuretanowej elastycznej od 40% do 90%, korektorów grafitowo-węglowo-ceramicznych od 15% do 35%, diamidu kwasu węglowego od 0% do 10% i prepolimeru od 10% do 30% oraz wody w ilości stechiometrycznej, następnie mieszaninę poddaje się prasowaniu do osiągnięcia gęstości w przedziale od 0,05 do 0,5 g/cm³, podczas którego składniki mieszaniny ulegają spojeniu.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że piankę poliuretanową elastyczną rozdrabnia się do średniego rozmiaru liniowego drobiny od 0,1 mm do 22 mm.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w korektorach grafitowo-węglowo-ceramicznych stosuje się tlenek krzemu lub krzemiany inne niż glina.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że separacyjną warstwę termoizolacyjną termoodporną wykonuje się metodą formowania w bloki lub arkusze, a następnie tnie się je zależnie od przeznaczenia na różne kształty o grubości od 1 mm do 100 mm.