RO110507B1

RO110507B1 - Spuma polimerica, continand negru de fum si particula expandabila

Info

Publication number: RO110507B1
Application number: RO147600A
Authority: RO
Inventors: E Romesberg Floyd; A De Benedictis Mach
Original assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1989-11-27
Publication date: 1996-01-30
Also published as: GR3033153T3; RU2096427C1; NO912012D0; DK99491D0; HU900563D0; FI101627B1; FI101627B; DE68929142T2; NO912012L; BR8907799A; CA2003920A1; JPH04502173A; NO173658C; EP0372343A1; DK99491A; HUT57804A; CA2003920C; FI912500A0; AU4754090A; KR900701903A

Description

Invenția de față se referă la spumă polimerică având pereții din celule de rășină și un conținut de celule închise de cel puțin 95%, rășina fiind o rășină sintetică termoplastică, și la particulă expandabilă, care în urma expandării devine o particulă de spumă cu celule substanțial închise. Acest produs se utilizează în izolația termică.

Spumele de polimer stirenic au fost întrebuințate ca produse izolatoare termice încă cu decenii în urmă. Aceste spume existente în comerț au în mod caracteristic celule închise (așa cum s-a determinat prin metoda picnometrului cu aer ASTM D-2856) într-o proporție de cel puțin 95%, de preferință, de cel puțin 98%, cel mai preferabil fiind mai mult de 99,9%. Prezența celulelor deschise reduce considerabil capacitatea de izolare a spumei. Nici o spumă polistirenică existentă în comerț, de izolator termic, nu a conținut vreun tip de negru de fum.

înainte de 1959 s-a stabilit că agenții de formare de germeni de celule cum sunt mica, negrul de fum, oxizii metalici și talcul se pot întrebuința în fabricarea spumelor stirenice și olefinice (vezi brevetul US 3072584 al firmei The Dow Chemical Company). însă acești agenți de formare de germeni de celule sunt în mod obișnuit prezenți în proporție în greutate de numai aproximativ 0,2%.

Negrul de fum a fost propus din 1982 pentru utilizare în spumele etilenice electroconductoare, necesare la ambalarea cu amortizare a aparaturii electronice sensibile (vezi cererea de brevet european nr. 0072536, a firmei Asahi-Dew Limited, publicată în 1982). Dar spumele etilenice nu sunt întrebuințate în aplicațiile de izolare termică din mai multe motive, printre care se află și faptul că polimerii etilenici sunt foarte permeabili la gaze (și de aceea permit ieșirea gazului izolator din celule). O spumă care să izoleze termic nu are și proprietatea de a fi electroconductoare.

S-a făcut propunerea că ar fi necesar să se utilizeze materiale de um plutură în spume, pentru a le reduce prețul de cost, însă negrul de fum, în mod normal, costă mai mult decât polistirenul.

în ce privește utilizarea materialelor de umplutură (ca o clasă de materiale), s-a făcut aprecierea că ele ar putea afecta capacitatea de izolare a spumelor izolatoare termic, ceea ce constituie un dezavantaj. Pe de altă parte, utilizarea unor mari cantități de negru de fum la prepararea spumelor olefinice tinde să mărească dimensiunea celulelor și conținutul de celule deschise. Ambele efecte sunt dăunătoare pentru proprietățile de izolare ale spumelor, ceea ce reprezintă un alt dezavantaj.

Prezenta invenție constituie rezultatul unor experiențe destinate unei mai bune înțelegeri a efectului probabil obținut prin adăugarea unor cantități mari de diferite tipuri de materiale în particule la ingredientele utilizate pentru fabricarea spumelor polistirenice.

Un prim obiect al prezentei invenții este o spumă polimerică, care are pereții formați din celule de rășină și un conținut de celule închise de cel puțin 95%, determinat prin ASTM D-2856, în care rășina este o rășină termoplastică sintetică, având cel puțin 60% în greutate rășină sintetică alchenilaromatică polimerizată, în raport cu totalul în greutate al rășinii sintetice termoplastice; spuma se caracterizează prin faptul că pereții celulelor conțin de la 1,0 până la 25% în greutate, raportat la greutatea rășinii sintetice termoplastice, negru de fum, care are mărimea particulelor între 10 și 100 nm și o arie a suprafeței de 10 până la 1500 m²/g negru de fum, spuma având un factor k mai mic decât spuma corespunzătoare care nu conține deloc negru de fum, după cum s-a determinat prin metoda ASTM C 518-85.

Un al doilea obiect al prezentei invenții este o particulă expandabilă, care atunci când este expandată devine o particulă de spumă sub formă de celulă complet închisă, care conține:

RO 110507 Bl

a) un agent de expandare;

b) o rășină termoplastică care are cel puțin 60% în greutate, rășină sintetică alchenilaromatică polimerizată, raportat la greutatea totală a rășinii sintetice termoplastice și

c) între 1,0 și 25% în greutate raportat la greutatea rășinii sintetice termoplastice, negru de fum care are mărimea particulelor de la 10 la 100 nm, aria suprafeței de la 10 până la 1500 m^a/g negru de fum și mai puțin de 2% în greutate substanțe volatile în negrul de fum, raportat la greutatea totală a negrului de fum, inclusiv volatilele.

Invenția mai tratează un procedeu pentru prepararea unui material de umplutură afânat, care are proprietăți izolatoare superioare și care constă în mărunțirea deșeurilor de spumă în care spuma conține cel puțin 1%în greutate negru de fum.

Spuma poate fi utilizată sub formă de particule, în general de tipul celor utilizate pentru turnare, sau sub formă extrudată, așa cum sunt umpluturile afânate pentru ambalare sau materialele de dunaj în diferite forme, foi subțiri de la aproximativ 0,3 cm grosime până la aproximativ 1,3 cm grosime, sau plăci de cel puțin 1,3 cm grosime, denumite și scânduri.

Spuma este, de preferință, sub formă de placă extrudată sau turnată, având o grosime în secțiune de minimum

1,3 cm si o arie minimă de cel puțin 39 2 cm .

Prezenta invenție se referă, de asemenea, și la microparticulele neexpandate ca formă, care atunci când se supun expandării produc particule de spumă cu celule complet închise.

în mod surprinzător, conform invenției, se micșorează factorul k (conductivitatea termică), astfel mărind valoarea /-/(rezistența termică) a spumelor din celule complet închise de polistiren și copolimeri care au cel puțin 60% în greutate stiren polimerizat din greutatea copolimerului.

De asemenea, o mare varietate de homopolimeri, copolimeri și amestecuri de polimeri termoplastici pot conține negru de fum. Acești polimeri sunt derivați de la unul sau mai mulți compuși alchenilaromatici, printre care stirenul, alfametilstirenul, metilstirenii nucleari, etilstirenii nucleari, vinilxilenii nucleari, clorstirenii nucleari și bromstirenii nucleari, precum și mici cantități de alți compuși ușor polimerizabili cum sunt: alchilmetacrilații, alchilacrilații, acrilonotrilul, anhidrida maleică și polimerii stirenici ranforsați cu cauciuc natural sau sintetic. Pentru simplificare, acești polimeri, copolimeri, interpolimeri și amestecuri de polimeri sunt numiți în continuare, polimeri stirenici' și conțin legat chimic cel puțin 60% în greutate din cel puțin un compus alchenilaromatic, de preferință stiren.

Agenții de expandare care se pot folosi în prezenta invenție sunt agenții chimici și fizici de spumare obișnuiți. Printre aceștia sunt amestecurile de agenți chimici de spumare, amestecurile de agenți fizici de spumare și amestecurile de agenți chimici și fizici de spumare. Acești agenți de expandare sunt compuși care sunt sau devin gaze (agent de expandare fizic) sau produc gaze (agent de expandare fizic) sau produc gaze prin încălzire sau prin reducerea presiunii (agent de expandare chimic). Astfel sunt hidrocarburile alifatice care conțin 4 până la 6 atomi de carbon și hidrocarburile halogenate care fierb la o temperatură sub punctul de înmuiere a polimerului. De obicei, înainte de spumare se încorporează aproximativ 1 până la 25% agent fizic de expandare per 100 g polimer. Sistemele preferate de agenți de expandare sunt cele ilustrate în brevetele US 4636527 și 3960792, deci sunt agenți de expandare cunoscuți.

De asemenea, atunci când se dorește, se pot include și alți aditivi, de exemplu întârzietori de aprindere, agenți interni de răcire rapidă, pigmenți și coloranți, stabilizatori, agenți antiaglomeranți, agenți de autostingere, plastifianți și alții.

□ metodă pentru prepararea unui corp expandat alungit din polimer sintetic

RO 110507 Bl extrudat cu densitate mică și dimensiunea celulelor mică este prevăzută în brevetul US 3770668. Alte metode de preparare a extrudatelor din spume se găsesc, dar nu se limitează la brevetele us 3751377, 5

2774991 și 2669751. Particulele neexpandate sau expandate ca umpluturi afânate la ambalaje sau la dunaj se pot prepara prin metodele de extrudare.

Alt expandat de polimer stirenic 10 poate fi sub formă de sfere mici, granule sau alte particule convenabile pentru operația de expandare sau turnare. Aceste particule de polimer stirenic se pot produce prin orice tehnică cunoscută, de exemplu, 15 prin procedeul în suspensie, care conduce la obținerea unei sfere mici sau a unei pelete.

Aceste particule de polimer stirenic pot fi turnate în multe forme, inclusiv sub forma unui corp expandat alungit de polimer stirenic.

Atât corpurile extrudate, cât și cele turnate din expandat alungit de polimer stirenic sunt utile ca materiale izolatoare termice, însă pentru scopurile de izolare se preferă, în general, piesele expandate alungite de polimer stirenic, extrudate.

Tipurile de negru de fum care au fost testate în prezenta invenție sunt cele existente în comerț.în tabelul 1 sunt cuprinse caracteristicile acestor tipuri de negru de fum.

Tabelul 1 Proprietățile tipurilor de negru de fum

Proba	Mărimea particulei (nm]	Aria suprafeței (m²/g )	Conținut de volatile %	pH	Absorție dibutilftalat (cm³/100g)
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
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
J	75	25	0,5	8,5	70

Spuma polimerică ce conține negru de fum având pereții din celule de rășină și un conținut de celule închise de cel puțin 95%, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate mai sus, prin aceea că pereții celulelor conțin de la 1 până la 25% în greutate, raportat la greutatea rășinii sintetice termoplastice, negru de fum având o mărime a particulelor de 10 la 100 nm și o suprafață specifică de la 10 până la 1500 m²/g de negru de fum și în care spuma are un factor k mai mic decât spuma care nu are negru de fum determinat prin ASTM C 518-85.

Particula expandabilă, conform invenției, este formată din: (a) un agent

RO 110507 Bl de expandare, (b) o rășină sintetică termoplastică, care are cel puțin 60% greutate rășină sintetică alchenilaromatică polimerizată, raportat la greutatea totală a rășinii sintetice termoplastice, ca derivați de stiren, a/fe-metilstiren, metilstiren, etilstiren, vinilstiren, clorstiren, bromstiren, cu mici cantități de alți compuși ușor polimerizabili cum sunt alchilmetacrilați, alchilacrilați, acronitril, anhidridă maleică și polimerii stirenici ranforsați cu cauciuc natural sau stirenic, (c)1- 25% greutate, raportat la greutatea rășinii sintetice termoplastice, negru de fum care are o mărime a particulelor de 10 - 100 nm, suprafața specifică de 10 - 1500 m²/g și mai puțin de 2% greutate volatile în negru de fum, raportat la greutatea totală a negrului de fum, inclusiv volatilele.

Invenția de față prezintă avantajul obținerii unei spume polimerice cu calități izolatoare îmbunătățite.

Se dau, în continuare, exemple de realizare, a invenției.

Exemplele 1-11 (de comparație) și Exemplele 12-45 care ilustrează invenția.

în exemplele 1 -11 se folosesc spume de polimer turnate.

Se produc particule prin tăierea unui cablu de polistiren expandabil într-un extruder cu diametrul cilindrului de 3 cm, având porțiune de amestecare. Temperatura maximă în extruder este de circa 95°C, cu o temperatură a filierei de aproximativ 65°C. Presiunea în filieră este în intervalul de la circa 800 până la 1150 kPa. Toate particulele expandabile conțin aproximativ 5% în greutate negru de fum față de polistiren. Negrul de fum se adaugă sub forma unui concentrat de polistiren și negru de fum, într-o cantitate astfel, încât să se atingă o încărcare de 5% cu negru de fum cu particulele tăiate din cablul extrudat. Ca agent de expandare se folosește triclorfluormetanul într-o cantitate de aproximativ 10 părți de polistiren. De asemenea, se adaugă stearat de calciu într-o cantitate de aproximativ 0,07 părți per 100 părți polistiren și hexabromciclododecan într-o cantitate de aproximativ

1,7 părți per 100 părți polistiren. După ce cablul armat părăsește extruderul, acesta se răcește pentru a putea fi tăiat mărunt în particule.

într-o altă etapă, particulele sunt recoapte pentru a se regla mărimea celulelor. Particulele se încălzesc într-o baie de apă la aproximativ 60°C, timp de circa 30 de minute, sunt răcite cu apă rece de la robinet timp de aproximativ 15 min, apoi sunt uscate și supuse prespumării timp de aproximativ 30 până la 150 de s. Sferele mici expandate sunt apoi uscate cu aer timp de 24 până la 48 de h. Particulele preexpandate sunt după aceea tratate cu abur de 48kPa timp de 120 până la 150 de s pentru a fi matrițate în forme cu dimensiunile de 15x15x2,5 cm.

Conductivitatea termică (factorul k) a spumei matrițate este determinată la 40 de zile după formare, prin interpolarea numeroaselor încercări de la 5 la 50 de zile pentru diferitele probe formate (aproximativ 15 x 15 x 2,5 cm) și rezultatele sunt prezentate în tabelul 2. Pentru testarea factorului k se folosește metoda stabilită de ASTM în acest scop și anume, metoda de test C 518-85, cu o temperatură medie de analiză de 24°C și cu un .Delta 50' la 14°C, conform cu ASTM C 1058, redate în tabelul 2.

Proba factorului k cuprinde măsurarea transmisiei termice în stare staționară prin mostre de placă plată, folosind un aparat cu măsurarea debitului de căldură.

Pentru toate tabelele ce urmează, în scop de comparație, exemplele din prezenta invenție sunt comparate cu exemple de control bazate pe următoarele criterii: (a) diferența între mărimea celulelor în exemplu și în exemplul de control este mai mică de circa 0,10 mm; [b] diferența de densitate între exemplu și exemplul de control este mai mică de circa 2,4 kg/m³și (c)diferența de cantitate a agentului de expandare utilizat în obținerea spumei este mai mică de circa 1,5 părți %. în plus, toate produsele au un conținut de celule închise ce depășește 95%, determinat prin ASTM D-2856.

RO 110507 Bl g 10

Tabelul 2

Rezultatele factorului k pentru spume formate

1	2	3	4	5
Exemplul¹	Negru de fum²	Factorul k*	Densitate (mărimea celulei)**	Procent³reducere (ex. de control)
1 * * *	deloc	0,2033	2,12(0,18)	-
2* *	deloc	0,1970	2,13(0,21)	-
3***	deloc	0,2072	2,28(0,19)	-
ZJ.* * *	deloc	0,2031	2,29(0,18)	-
g ★	deloc	0,2047	2,29(0,19)	-
g * * *	deloc	0,2036	2,31(0,18)	-
y***	deloc	0,1963	2,33(0,21)	-
g* * *	deloc	0,1946	2,45(0,21)	-
g * * *	deloc	0,2023	2,72(0,18)	-
10***	deloc	0,2041	2,72(0,19)	-
1 η ***	deloc	0,1996	2,74(0,18)	-
12	A	0,1835	2,07(0,19)	9.7(1)
13	A	0,1834	2,28(0,24)	11.5(3)
14	B	0,1879	2,08(0,22)	4,6(2)
15	B	0,1892	2,29(0,18)	6,8(4)
16	C	0,1871	2,10(0,29)	5,0(2)
17	C	0,1865	2,24(0,33)	NC
18	D	0,1887	2,28(0,10)	7,1(4)
19	D	0,1899	2,28(0,10)	6,5(4)
20	D	0,1849	2,69(0,10)	8,6(9)
21	E	0,1914	2,30(0,14)	6,0(6]
22	E	0,1914	2,33(0,14)	6,0(6)
23	E	0,1894	2,76(0,14)	5,2(11)
24	F	0,1878	2,08(0,21)	4,7(2)

RO 110507 Bl

Continuare tabelul 2

25	F	0,1872	2,30(0,23)	4,6(7)
26	F	0,1862	2,50(0,21)	4,3(8)
27	G	0,1945	2,26(0,10]	6,1(3)
28	G	0,1989	2,27(0,10)	4,0(3)
29	G	0,1905	2,71(0,10)	5,8(9)
30	H	0,1930	2,50(0,10)	NC
31	H	0,1999	2,70(0,10)	1,2(9)
32	H	0,1956	2,75(0,10)	2,0(11)
33	I	0,1944	2,13(0,27)	1.3(2)
34	I	0,1960	2,13(0,26)	0,5(2)
35	I	0,1955	2,28(0,28)	5,7(3)
36	I	0,1965	2,28(0,28)	5,2(3)
37	I	0,1929	2,31(0,27)	1.7(7)
38	I	0,1911	2,41(0,27)	1,8(8)
39	I	0,1961	2,69(0,28)	3,9(10)
40	J	0,1866	2,09(0,28)	5,3(2)
41	J	0,1944	2,25(0,20)	6,2(3]
42	J	0,1945	2,27(0,20)	6,1(3)
43	J	0,1853	2,30(0,27)	5,6(7)
44	J	0,1870	2,48(0,27)	3,9(8)
45	J	0,1934	2,72(0,20)	5,2(10)

*în unități termice engleze inch/square feet - oră - Fahrenheit * *pounds/cubic foot * * *nu este exemplu al prezentei invenții ¹ Toate exemplele au un conținut de brom de aproximativ 0,25 până la 0,65% în greutate raportat la greutatea totală a cantității inițiale de agent de expandare de circa 10 părți de CFC-12 (diclordifluormetan) la 10O părți polistiren și care nu variază mai mult de 1,5 părți % între un exemplu și exemplul de control cu care se compară.

²Vezi tabelul 1 pentru tipurile de negru de fum.

³ Scăderea procentului este calculată pe baza exemplului de control specificat în paranteze: ,NC’ înseamnă fără schimbare.

După cum se poate vedea din tabelul 2, exemplele din prezenta invenție au o scădere a factorului k comparativ cu exemplele de control 1-11.

De preferință, scăderea factorului k este de cel puțin 3% în comparație cu o probă de control care nu conține negru de fum.

RO 110507 Bl

Exemplele 47- 48 și Exemplul comparativ 46 în exemplul de comparație se folosește material expandat mărunțit.

Se produc particule de polistiren 5 expandabile din bandă tăiată, utilizând un extruder cu o secțiune de amestecare. Se folosește un agent de expandare (12 părți per 1OO părți de triclorfluormetan, raportat la greutatea rășinii) și un polistiren 10 care are greutatea moleculară de circa 186000. Se adaugă negru de fum până se atinge concentrația dorită, utilizând un concentrat de polistiren și negru de fum în care 30% este negru de fum. Particulele 15 sunt după aceea expandate de trei ori, cu perioade de îmbătrânire de 24 de h între fiecare expandare. Pentru expandări se folosește o baie de aburi, iar cele trei perioade de expandare au fiecare duratele de aproximativ 1,5 min, 2 min și respectiv

1,5 min. Aceste particule expandate sunt după aceea mărunțite și materialul mărunțit se introduce într-o cutie cu dimensiunile 20 x 20 x 2,5 cm, cu o peliculă de polietilenă cu grosimea de 0,008 mm, utilizată pentru a ține particulele mărunțite expandate în spațiul închis pentru determinarea factorului k. Cantitatea în greutate a negrului de fum față de greutatea polistirenului este indicată în tabelul 3. Densitatea expandatului mărunțit este de aproximativ 4,8 kg/m³. Mărimea medie a celulelor este de circa 0,4 până la 0,5 mm.

Tabelul 3

Rezultatele factorului k pentru expandat mărunțit

Exemplul¹	Negru de fum²	cantitatea de negru de fum	Factorul k*	Procente* * scădere (factorul k)
46***	deloc	deloc	0,33	-
47	I	10	0,26	21,2(46)
48	I	20	0,24	27,3(46)

*în unități termice engleze inch/square feet - oră - Fahrenheit.

**Procentul de scădere este calculat pe baza factorului k al exemplului 1. ***Nu reprezintă exemplul care ilustrează prezenta invenție.

¹în toate exemplele mărimea celulei 25 este de 0,4 până la 0,5 mm și densitatea de aproximativ 4,8 kg/m³.

²Vezi tabelul 1 pentru tipurile de negru de fum.

După cum se poate vedea, când se 30 utilizează procentul de scădere a factorului k din exemplele 47 și 48, introducerea negrului de fum are un efect substanțial asupra factorului k.

Exemplele 62 - 87 și Exemplele 35 comparative 49 - 61 în exemplele comparative 49-61 se folosesc expandate extrudate.

Se produc plăci din polistiren extrudat într-un extruder cu diametrul corpului cilindric de 6,5 cm, având o secțiune de amestecare. Exemplele conțin cantități variabile de negru de fum în greutate față de greutatea polistirenului conținând negru de fum adăugat și utilizând un concentrat de polistiren și 30% negru de fum. Pentru unele exemple, s-a utilizat un amestec de agenți de expandare din diclordifluormetan/clorură de metil. Pentru alte exemple s-a utilizat un amestec de agenți de expandare din diclorfluormetan/dioxid de carbon/clorură de etil. Rezultatele sunt date în tabelul 4.

RO 110507 Bl

16

Tabelul 4

Rezultatele factorului k pentru expandate extrudate

1	2	3	4	5
Exemplul	Negru de fum²Cantitate/tip	Factorul k*	Densitate* * si mărimea celulei (CFC-12)³	Procent¹scădere (exemplul de control)
/ț g ★ * *	deloc	0,195	1,72(0,37)(12,0)	-
50***	deloc	0,205	1,74(0,31)(12,0)	-
51 ***	deloc	0,185	1,81(0,18)(12,0)	-
52***	deloc	0,202	1,82(0,26)(7,0)	-
53***	deloc	0,206	1,91(0,25)(7,0)	-
54 * * *	deloc	0,210	1,92(0,58)(7,1)	-
55***	deloc	0,205	1,93(0,23)(7,0)	-
56***	deloc	0,198	1,93(0,31)(7,0)	-
57***	deloc	0,200	1,98(0,42)(7,1)	-
58***	deloc	0,202	1,99(0,51)(7,0)	-
59***	deloc	0,193	2,00(0,36)(7,1]	-
60***	deloc	0,187	2,39(0,14)(7,0)	-
61 * **	deloc	0,183	2,42(0,14)(2,0)	-
62	4/I	0,187	1,89(0,37)(7,1)	6,5(57)
63	4/I	0,186	1,91(0,49)(7,1)	7,9(58)
64	4/I	0,190	1,91(0,65)(7,1)	9,5(54)
65	4/I	0,200	1,95(0,76)(7,1]	NC
66	4/I	0,176	1,98(0,24)(7,0)	14,2(55)
67	4/I	0,177	2,01(0,31)(7,0)	10,6(56)
68	4/I	0,179	2,01(0,39)(7,1)	10,5(57)
69	4/I	0,187	2,02(0,55)(7,1)	7,4(58)
70	4/I	0,176	2,08(0,34)(7,1)	8,8(59)
71	4/I	0,190	2,08(0,52)(7,1)	5,9(58)
72	4/I	0,175	2,11(0,15)(7,1)	NC
73	4/I	0,196	2,52(0,87)(7,1)	NC

RO 110507 Bl

Continuare tabelul 4

74	7/I	0,181	2,07(0,26)(7,0)	8,6(56)
75	7/I	0,187	2,11(0,54)(7,5)	7,4(58)
76	9/I	0,179	1,98(0,32)(8,0)	7,3(59)
77	9/I	0,180	2,11(0,28)(7,5)	6,7(59)
78	10/1	0,184	1,85(0,39)(6,0)	8,0(57)
79	10/1	0,184	1,88(0,21)(6,0)	10,2(59)
80	10/1	0,183	1,88(0,31)(6,0)	7,6(56)
81	10/1	0,186	1,88(0,37)(6,0)	6,1(56)
82	10/1	0,191	1,94(0,43)(6,0)	4,5(57)
83	10/1	0,177	2,04(0,23)(6,0)	13,7(55)
84	10/1	0,179	2,08(0,23)(6,0)	12,7(59)
85	10/1	0,163	2,17(0,20)(8,0)	NC
86	10/1	0,170	2,20(0,26)(8,0)	NC
87	10/1	0,163	2,33(0,24)(12,0)	NC

*ln unități termice engleze inch/square feet- oră - Fahrenheit * * Pounds/cubic feet și mărimea celulei în mm ***Nu este un exemplu conform prezentei invenții ¹ Procentul de scădere este calculat 20 pe baza exemplului de control din coloana alăturată procentului de scădere. în general, un exemplu de control este pe bază de densitate și mărimea celulelor și cantitatea inițială de gaz izolator care se 25 apropie cel mai mult de exemplul conform invenției.

^Vezi tabelul 1 pentru tipul de negru de fum. Cantitatea este în % în greutate în raport cu greutatea rășinii. 30 ³Cantitatea inițială de diclordifluormetan utilizată în părți per 100 părți în greutate polistiren.

După cum se poate vedea în tabelul 4, factorul k poate fi micșorat substanțial 35 prin introducerea de negru de fum în polistirenul expandat extrudat care are celule complet închise. Având în vedere faptul că mărimea celulelor, cantitatea de agent de expandare (izolare] și densitatea 40 influențează asupra factorului k, după cum se vede din compararea exemplelor de control, reiese evident din tabelul 4 că atunci când mărimea celulelor, cantitatea de agent de expandare și densitatea sunt aproximativ egale la un exemplu de control și un exemplu, conform invenției, (de exemplu, 57 față de 68), introducerea unei cantități de numai 4% de negru de fum cu dimensiunea și aria suprafeței adecvate va determina scăderea factorului k cu cel puțin 4 procente, iar în cazul specific al exemplului 68 față de 57 factorul k scade cu 10,5%.

Exemplele 90 - 93 și Exemplele comparative 88 - 89 în exemplele comparative 88-89 se folosește expandat extrudat.

Se efectuează o altă serie de experiențe pentru a obține expandat de polistiren extrudat cu un extruder având un diametru de 6,5 cm. Pentru obținerea expandatelor se folosesc următorii aditivi în cantitățile menționate, raportate la greutatea rășinii polistirenice: negru de fum

RO 110507 Bl tip I 0,4% și 10% în greutate; talc O până la 0,20% în greutate; stearat de calciu O până la 0,20% în greutate; oxid de magneziu O până la 0,10% în greutate; polietilenă O până la 2,0% în greutate; hexabromciclodecan O până la 2,0% în greutate; 1,1-difluor-1-cloretan 6 până la 10% în greutate; clorură de etil 1,5 până la 4,5% în greutate și dioxid de carbon până la 1,5% în greutate.

Utilizarea oxidului de magneziu are ca scop activarea aditivului întârzietor de ardere, hexabromciclodecanul (HBCD). Talcul, stearatul de calciu și polietilena se întrebuințează toate ca agenți de reglare a mărimii celulelor.

Din lucrarea experimentală s-a constatat că celulele deschise pot fi eliminate prin menținerea temperaturii de expandare sub 128°C, chiar atunci când se utilizează 10% în greutate negru de fum, concomitent cu alegerea judicioasă a densității de agent de expandare.

Produsele fabricate cu negru de fum au densitatea puțin mai mare decât cele fabricate fără negru de fum. Toate densitățile (măsurate fără o peliculă acoperitoarele 12 h de îmbătrânire și determinate prin metoda convențională, forță ascensională’) se situează în intervalul de la 31,7 până la 38,0 kg/m³.

Prin testarea produselor pentru factorul k s-a constatat că utilizarea a 10% în greutate negru de fum reduce factorul k în cazul produselor proaspăt fabricate expandate cu aproximativ 15% (de la aproximativ 0,155 până la 0,131 unități termice engleze - inch/square feet - oră Fahrenheit pentru expandatele testate la o oră după fabricare).

Rezultatele de mai sus sugerează că factorul k al expandatelor după ce au îmbătrânit câțiva ani ar putea fi mai mic (și de aceea mai bun) decât al oricărui expandat stirenic fabricat anterior.

Claims

Revendicări

1. Spumă polimerică, conținând negru de fum, având pereții din celule de rășină și un conținut de celule închise de cel puțin 95%, determinat prin ASTM D 2856, în care rășina este o rășină sintetică termoplastică, având cel puțin 60% greutate rășină sintetică alchenilaromatică polimerizată, raportat la greutatea totală a rășinii sintetice termoplastice, caracterizată prin aceea că, pereții celulelor conțin de la 1 până la 25% greutate, raportat la greutatea rășinii sintetice termoplastice, negru de fum având o mărime a particulelor de la 10 până la 100 nm și o suprafață specifică de la 10 până la 1500 m²/g de negru de fum și în care spuma are un factor k mai mic decât pentru spuma care nu are negru de fum, determinat prin ASTM C 518-85.
2. Spumă polimerică, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, negrul de fum este într-o cantitate de la 1,5 până la 10% greutate.
3. Spumă polimerică, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, este o placă extrudată având o grosime minimă a secțiunii transversale de cel puțin

1,3 cm și o suprafață minimă a secțiunii transversale de cel puțin 39 cm²
4. Spumă polimerică, conform revendicărilor 1 și 3, caracterizată prin aceea că, placa extrudată are o densitate mai mică de 48 kg/m³ și o mărime medie a celulei pe direcția grosimii minime a secțiunii transversale de la 0,05 până la 2,0 mm.
5. Spumă polimerică, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că, este constituită din particule expandate sau particule extrudate turnate.
6. Spumă polimerică, conform revendicărilor 1 și 5, caracterizată prin aceea că, este o placă de particule expandate turnate având o grosime a secțiunii transversale minime de cel puțin 1,3 cm și o suprafață minimă a secțiunii transversale de cel puțin 52 cm².
7. Particulă expandabilă, care în urma expandării devine o particulă de spumă cu celule substanțial închise, caracterizată prin aceea că, este formată din:

RO 110507 Bl

a) un agent de expandare,

b) o rășină sintetică termoplastică, care are cel puțin 60% greutate rășină sintetică alchenilaromatică polimerică, raportat la greutatea totală a rășinii sintetice 5 termoplastice, ca de exemplu, derivați de stiren, a - metil - stiren, metilstireni, etilstireni, vinilxileni, clorstireni și bromstireni cu mici cantități de alți compuși ușor polimerizabili, cum sunt alchilmetacrilații, 10 alchilacrilații, acrilonitrilul, anhidrida maleică, și polimerii stirenici ranforsați cu cauciuc natural sau sintetic,

c) de la 1 până la 25% greutate, raportat la greutatea rășinii sintetice termoplastice, negru de fum care are o mărime a particulelor de la 1 □ până la 10O nm, suprafața specifică de la 10 până la 1500 m²/g și mai puțin de 2% greutate volatile în negrul de fum, raportat la greutatea totală a negrului de fum, inclusiv volatilele.
8. Particulă expandabilă, conform revendicării 7, caracterizată prin aceea că, negrul de fum este prezent într-o proporție de la 1,5 până la 10% greutate.