RS51159B - Penasti izolacioni materijal - Google Patents

Abstract

Izolacioni penasti materijal koji je načinjen od čestica stirenskog polimera koje mogu da se šire a koje sadrže materijale koji ne provode toplotu,naznačen time štoje načinjen od reflektujućih čestica koje sadrže čestice stirenskog polimera sa materijalima koji ne provode toplotu a koji imaju uglavnom reflektujuća svojstva i apsorptivnih čestica koje sadrže čestice stirenskog polimera sa materijalima koji ne provode toplotu a koji imaju uglavnom apsorptivna svojstva.Prijava sadrži još 14 zavisnih patentnih zahteva.

Description

Predmetni pronalazak se odnosi na penasti izolacioni materijal koji nastaje od čestica stiernskog polimera koje se šire, a koje sadrže materijale koji ne provode toplotu. Materijal prema predmetnom pronalasku sadrži takozvane reflektorske čestice i apsorptivne čestice. Materijal prema predmetnom pronalasku donosi posebne prednosti ukoliko je u ploča, za termičku izolaciju i, shodno tome, za izolaciju u zgradama, kao i za druge primene. Uz to, upotrebom materijala prema predmetnom pronalasku, moguće je poboljšati zvučnu izolaciju.

Materijali koji nastaju od čestica polimera stirena koje mogu da se šire poznati su, kao takvi, u stanju tehnike. Cestice koje mogu da se šire mogu da budu i prethodno proširene tako da u takozvanim parnim komorama daju penu, a u toku proizvodnje odvija se najmanje jedno dodatno širenje čestica. Istovremeno se odvija spajanje i vezivanje čestica u toj peni. Nakon hlađenja, nastali materijal može da se izvadi iz parne komore.

Proizvodnja ovakvih materijala često se izvodi u kalupima, koji mogu da se koriste u parnim komorama, tako da se, na kraju, nastali materijal dobije u određenom obliku.

Takođe se proizvode i veći blokovi od ovakvih materijala. Ovi veliki blokovi mogu, kasnije, da se seku u tanje ploče.

Izrazito važan kriterijum za ocenjivanje ovakvih stiropora je fizička gustina, pri čemu se povećanjem fizičke gustine može postići veća mehanička izdržljivost, što se odnosi i na tenzionu otpornost, kao i na otpornost prema lomljenju i sabijanju.

Uz to, veoma važnu ulogu igra toplotna provodljivost ovakvih materijala. Obzirom daje toplotna provodljivost zavisna od gustine, povećanjem fizičke gustine materijala postiže se smanjenje toplotne provodljivosti.

Kako bi se uštedelo na materijalu, poželjno je da se proizvode materijali niske gustine, što se posebno odnosi na ploče. Takve ploče, na primer sa gustinom od 15g/l, međutim, pokazuju toplotnu provodljivost koja ne zadovoljava zahteve za grupu toplotne pro vodljivosti (WLG) 035, prema standardu DIN 18164. Međutim, poželjno je da materijali spadaju u ovu grupu toplotne pro vodljivosti (WLG).

Shodno tome, postojao je nemali broj pokušaja da se proizvede pomoćno sredstvo, dodavanjem pigmentacije polimerima stirena koji mogu da se šire. U EP 0 981 574 BI, opisani su polimeri stirena koji mogu da se šire, a koji sadrže čestice grafita. Ovi polimeri stirena koji sadrže homogeno raspoređene čestice grafita pokazuju dobra svojstva toplotne izolacije ukoliko se od njih proizvode penasti materijali. Prema opisu objavljenom u EP 0 981 574 BI, penasti materijali ove vrste sa gustinom > 10 g/l pokazuju toplotnu provodljivost manju od 0,035 [W/(mxK)].

Međutim, u skorije vreme pokazano je, u praktičnoj primeni ploča napravljenih od ovog materijala, da ukoliko se one izlože dugotrajnom toplotnom zračenju, može da dođe do nekontrolisanih ireverzibilnih toplotnih promena u njihovom obliku. Ove promene oblika mogu da imaju posebno nepoželjne efekte ukoliko se ploče koriste za toplotnu izolaciju fasada. U tom slučaju, između ploča mogu da se jave procepi, na mestima gde su ploče bile sastavljene. Ovi procepi, između ostalog, dovode i do pukotina, ukoliko se upotrebi gips za ojačavanje.

Otuda je cilj predmetnog pronalaska da obezbedi izolacioni penasti materijal koji svojim fizičkim osobimana, a posebno u pogledu toplotne pro vodljivosti i gustine, suštinski odgovara onome koji je opisan u prethodno pomenutoj Evropskoj patentnoj specifikaciji 0 981 547 BI ali koji, sa druge strane, pokazuje samo male, ili nikakve, promene u obliku usled toplotnog stresa.

Prema predmetnom pronalasku, ovaj cilj se postiže izolacionim penastim materijalom koji ima osobine navedene u zahtevu 1. Mogu da se postignu korisna rešenja i razrade predmetnog pronalaska sa osobinama navedenim u daljim patentnim zahtevima. Ključni element prema predmetnom pronalasku je, stoga, da izolacioni penasti materijal sadrži takozvane reflektorske čestice i apsorptivne čestice. Reflektorske čestice prema predmetnom pronalasku su čestice polimera stirena sa supstancama koje ne provode toplotu, koje su pretežno reflektujuće. Apsorptivne čestice su čestice stirenskog polimera koje sadrže materijale koji ne provode toplotu, a koje su pretežno apsorptivne. Sada je pokazano, što je predstavljalo iznenađenje, da je izolacioni penasti materijal, koji sadrži prethodno opisane refektorske i apsorptivne čestice u pogledu svojih termičkih osobina, a posebno u pogledu promena oblika, bolji u odnosu na one koji su poznati u stanju tehnike. Posebno je važno je imati u vidu, u slučaju materijala prema predmetnom pronalasku, da je u slučaju izolacionog penastog materijala prema predmetnom pronalasku toplotna provodljivost smanjena, tako da ispunjava zahteve za toplotnu provodljivost < 0,035 [W/(mxK)] prema standardu DIN EN 13163 deo 1.

Trebalo bi, stoga, u smislu predmetnog pronalaska, tumačiti da se izraz "koji ne provodi doplotu" odnosi na materijale koji apsorbuju ili reflektuju toplotu, a posebno infracrveno zračenje - t.j. koji su nepropustljivi za infracrvene zrake. Poželjno je da se materijali koji ne provode doplotu, stoga, primene na čestice polistirena od koga je prethodno napravljena pena. Ovo se, takođe, može postići tako što će se materijali koji ne provode doplotu akumulirati na površini granula polistirenske pene, tako da one, na svojim spoljnim površinama, postaju obložene ili natopljene supstancama koje ne propuštaju toplotu. Tek nakon toga se sprovodi spajanje polistirenskih čestica koje su prethodno prevedene u penu, a koje na sebi nose supstance koje ne provode toplotu, kako bi se dobio konačni materijal. S druge strane, međutim, moguće je primeniti materijale koji ne provode toplotu i na polistiren koji prethodno nije preveden u penu. Ovo može da se izvede tako što će se materijal koji ne provodi doplotu ugraditi, kao aditiv, u granulat polistirena koji još nije preveden u penu. Ova ugradnja materijala koji ne provodi toplotu u materijal koji još uvek nije preveden u penu može da se sprovede istovremeno sa dodavanjem drugih aditiva i/ili propelenata. Krajnji efekat koji se postiže primenom predmetnog pronalaska je, stoga, činjenica da se materijal koji ne provodi toplotu dodaje, kao aditiv, u same čestice i/ili da se nalazi na površinama čestica.

Kao materijali koji ne provode toplotu mogući su materijali koji apsorbuju infracrvene zrake, kao što su napr. oksidi metala, oksidi nemetala, metalni prahovi, aluminij um u prahu, ugljenik npr. ugljena prašina, grafit, dijamant ili organske boje ili pigmenti. Prethodno pomenuti materijali mogu da se koriste i pojedinačno, kao i u kombinaciji, tj. u obliku smeše više materijala.

Stoga je, prema predmetnom pronalasku, od kritičnog značaja da izolacioni penasti materijal prema predmetnom pronalasku sadrži ove dve vrste čestica, reflektujuće i apsorbujuće čestce.

Reflektujuće čestice prema predmetnom pronalasku podrazumevaju, stoga, materijale koji ne provode toplotu a koji imaju funkciju reflekcije i/ili sjaja. Primer za ovakve čestice je metalni prah.

Kada je reč o apsorbujućim česticama, materijali koji ne provode toplotu se biraju tako daje, suštinski, moguća upotreba onih čestica koje su tamne i/ili mat, tako da se postiže najveća moguća apsorpcija. Primeri ovakvih čestica su ugljena prašina i ugljeni pigmenti.

Količina materijala koji ne provodi toplotu mora, stoga, uvek da bude dovoljna da se dobije željeni efekat, koji je opisan u prethodnom tekstu.

Poželjno je da materijal prema predmetnom pronalasku, stoga, ima 10 do 90% apsorbujućih čestica, u odnosu na masu i 90 do 10% reflektujućih čestica, u odnosu na masu. Posebno je poželjno da materijal sadrži najmanje 30%, u odnosu na masu, apsorbujućih čestica. Posebno dobri rezultati se postižu kada materijal sadrži približno iste udele apsorbujućih i reflektujućih čestica, tj. približno 50% od svake od vrsta.

Materijal prema predmetnom pronalasku može da se pripremi u obliku ploča ili blokova i da se, shodno tome, koristi za izolacione potrebe. Posebno poželjna primena je za toplotnu izolaciju a posebno za topotnu izolaciju u zgradama.

U poželjnom rešenju prema predmetnom pronalasku, obezbeđena je neravnomerana raspodela apsorbujućih čestica u okviru materijala. Međutim, postoji i mogućnost da se apsorbujuće ili reflektujuće čestice sistematski rasporede u okviru materijala.

U daljem mogućem rešenju, moguće je, takođe, formirati slojeve, ukoliko je reč o sistematičnoj raspodeli apsorptivnih čestica, sa posebnim redosledom pigmenata, kako bi se postiglo specifično lokalno dejstvo na mehaničke i termičke osobine materijala.

Takav jedan sloj može da se nalazi, na primer, u centru, unutar pločastog oblika napravljenog od materijala proizvedenog prema predmetnom pronalasku. Takvi slojevi mogu i da formiraju površinske slojeve, kao što su pokrivni slojevi. Takođe je moguće, naravno, da se opet upotrebe sredstva za vezivanje kako bi se dodavali dalji slojevi na pločastim materijalima ovig tipa, kao što je prethodno opisano.

Materijal prema predmetnom pronalasku, koji je u obliku ploče, može da bude dostupan i sa različitom vrstom završne obrade ivica, kao što su ivice na pero i zarez, obzirom da se ovakvi materijali, između ostalog, proizvode za upotrebu u toplotnoj izolaciji.

Sada je pokazano, što je predstavljalo iznenađenje, da materijal prema predmetnom pronalasku dostiže, na primer, pri gustini od približno 15 do 17 g/l, ne samo toplotnu provodljivosti od < 0,035 [W/(mxK)], već i da istovremeno pokazuje male ili nikakve promene, čak iako je izložen produženom dejstvu toplote. Materijal prema predmetnom pronalasku, stoga, ujedinjuje prednosti materijala opisanog u EP 0 981 575 BI sa povoljnim osobinama koje se odnose na termičke promene oblika, kao što je poznato za materijale koji nemaju pigmente, t.j. penaste materijale od stiropora.

Kao posledica povoljnih termičkih i mehaničkih osobina penastih materijala prema predmetnom pronalasku, različita termička širenja koja se takođe odvijaju imaju smanjeno dejstvo, tako da može da se izbegne pojava pukotina u pokrivnim slojevima ili omotačima na mestima spojeva.

Claims (15)

1. Izolacioni penasti materijal koji je načinjen od čestica stirenskog polimera koje mogu da se šire a koje sadrže materijale koji ne provode toplotu, naznačen timešto je načinjen od reflektujućih čestica koje sadrže čestice stirenskog polimera sa materijalima koji ne provode toplotu a koji imaju uglavnom reflektujuća svojstva i apsorptivnih čestica koje sadrže čestice stirenskog polimera sa materijalima koji ne provode toplotu a koji imaju uglavnom apsorptivna svojstva.

2. Materijal prema zahtevu 1,naznačen timešto se dati materijali koji ne provode toplotu dodaju kao dodaci u samim česticama i/ili na površini čestice.

3. Materijal prema zahtevu 1 ili 2,naznačen timešto su dati materijali koji ne provode toplotu izabrani iz grupe materijala koji apsorbuju infracrveno zračenje.

4. Materijal prema zahtevu 3,naznačen timešto su dati materijali koji ne provode toplotu izabrani iz grupe koja se sastoji od oksida metala, oksida nemetala, metala u prahu, aluminijuma u prahu, ugljenika, organskih boja i/ili pigmenata.

5. Materijal prema najmanje jednom od zahteva 1 do 4,naznačen timešto date reflektujuće čestice sadrže materijale koji ne provode toplotu sa funkcijom refleksije i/ili sjaja.

6. Materijal prema najmanje jednom od zahteva 1 do 4,naznačen timešto date apsorbujuće čestice sadrže materijale koji ne provode toplotu sa svojstvom da su tamne i/ili mat.

7. Materijal prema jednom od prethodnih zahteva,naznačen timedaje sačinjen od 10 do 90%, u odnosu na masu, apsorptivnih čestica i od 90 do 10%, u odnosu na masu, reflektujućih čestica.

8. Materijal prema zahtevu 7,naznačen timešto je sačinjen od najmanje 30%, u odnosu na masu, apsorbujućih čestica.

9. Materijal prema najmanje jednom od zahteva 1 do 8,naznačen timešto su apsorbujuće čestice neravnomerno raspoređene u materijalu.

10. Materijal prema najmanje jednom od zahteva 1 do 8,naznačen timešto su apsorbujuće čestice sistematski raspoređene u materijalu.

11. Materijal prema najmanje jednom od zahteva 1 do 8,naznačen timešto su apsorbujuće čestice raspoređene tako da daju određeni šablon raspodele.

12. Materijal prema najmanje jednom od zahteva 1 do 6,naznačen timešto apsorbujuće čestice grade jedan sloj.

13. Materijal prema najmanje jednom od prethodnih zahteva,naznačen timešto je njegova toplotna provodljivost toliko snižena da ispunjava zahteve toplotne provodljivosti < 0,035 [W/(mxK)J (prema standardu DIN-EN 13163, deo 1).

14. Materijal prema najmanje jednom od prethodnih zahteva,naznačen timešto se javlja u obliku ploče ili bloka.

15. Upotreba materijala iz bilo kog od zahteva 1 do 14,naznačena timešto je za toplotnu izolaciju zgrada i delova zgrada.