RU2543899C2

RU2543899C2 - Теплоизоляционные вспененные изделия и композиции для их изготовления

Info

Publication number: RU2543899C2
Application number: RU2012103462/05A
Authority: RU
Inventors: Антонио ПОНТИКЬЕЛЛО; Дарио ГИДОНИ
Original assignee: Полимери Эуропа С.П.А.
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2010-07-01
Publication date: 2015-03-10
Also published as: HRP20170449T1; SI2454313T1; ES2619358T3; IT1394749B1; BR112012001064A2; PL2454313T3; BR112012001064B1; FI2454313T4; EP2454313A2; US20120168668A1; JP5798554B2; JP2012532978A; HRP20170449T4; PL2454313T5; HUE031862T2; EP2454313B2; WO2011007228A2; DK2454313T3; MX2012000742A; PT2454313T

Abstract

Изобретение относится к термоизоляционным вспененным изделиям и композициям для их изготовления. Термоизоляционные вспененные изделия имеют плотность от 5 до 50 г/л и теплопроводность от 25 до 50 мВт/мК. Изделия получают из композиций частиц вспениваемых винилароматических полимеров, включающих: а. 10-90 мас.% шариков/гранул вспениваемого винилароматического полимера, окрашенного нетеплопроводным наполнителем из кокса в форме частиц со средним размером частиц от 0,5 до 100 мкм, имеющим площадь поверхности согласно ASTM D-3037-89 (БЭТ) от 5 до 50 м²/г, содержащим вплоть до 5 мас.%, по отношению к полимеру (а), графита и/или сажи, и б. 90-10 мас.% шариков/гранул по существу белого вспениваемого винилароматического полимера. Технический результат - сохранение формы вспененного изделия, в том числе, под воздействием солнечного излучения в течение длительных периодов времени. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к термоизоляционным вспененным изделиям и композициям для их изготовления.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к термоизоляционным вспененным изделиям, полученным из вспениваемых винилароматических полимеров, и к композициям вспениваемых/вспененных частиц, подходящих для их изготовления.

Еще более конкретно, настоящее изобретение относится к вспененным изделиям, изготовленным из винилароматических полимеров, имеющих плотность от 5 до 50 г/л, предпочтительно от 10 до 25 г/л, которые имеют превосходные термоизоляционные свойства, выраженные в теплопроводности от 25 до 50 мВт/мК, предпочтительно от 30 до 45 мВт/мК, которая вообще в среднем более чем на 10% ниже по сравнению с эквивалентными вспененными изделиями, полученными из ненаполненных материалов, в настоящее время присутствующих на рынке, например EXTIR А-5000 от Polimeri Europa S.p.A. Эти изделия оказываются чрезвычайно устойчивыми к деформациям, вызванным воздействием солнечного излучения.

Все условия, упомянутые в данном описании, необходимо рассматривать как предпочтительные условия, даже если это специально не указано.

Вспениваемые винилароматические полимеры и, в частности, вспениваемый полистирол (ВПС) являются известными продуктами, используемыми в течение долгого времени для получения вспененных изделий, которые можно применять в различных областях, среди которых одной из наиболее важных является термоизоляция.

Эти вспененные продукты получают путем вспучивания на первой стадии в замкнутой среде полимерных гранул, пропитанных вспениваемой текучей средой, например алифатическим углеводородом, таким как пентан или гексан, и затем формования разбухших частиц, содержащихся внутри формы, посредством одновременного воздействия давления и температуры. Вспучивание частиц обычно осуществляют с помощью пара или другого газа, поддерживаемого при температуре немного выше температуры стеклования полимера (T_c).

Вспененный полистирол особенно применяют для термоизоляции в строительной промышленности, где его обычно используют в форме плоских пластин. Плоские пластины вспененного полистирола обычно используют с плотностью примерно 25-30 г/л, так как теплопроводность полимера имеет минимум при этих значениях. Невыгодно опускаться ниже этого предела, даже если это технически возможно, так как это вызывает резкое увеличение теплопроводности пластины, которое необходимо компенсировать увеличением ее толщины. Для избежания этого недостатка предлагали наполнять полимер нетеплопроводными материалами, такими как графит, сажа или порошковый алюминий. Нетеплопроводные материалы, диспергированные в конечном продукте (пластине), фактически способны взаимодействовать с излучаемым тепловым потоком, уменьшая его прохождение и, таким образом, увеличивая изоляцию вспененных материалов, в которых они содержатся. Таким способом можно изготовить термоизоляционные изделия с более низкой плотностью 20 г/л без уменьшения изоляции, подлежащей компенсированию путем увеличения толщины.

Недостаток термоизоляционных изделий, например, изготовленных из вспененного полистирола, заполненных нетеплопроводными материалами, в частности графитом и/или сажей, состоит в том, что когда они подвергаются воздействию солнечного излучения, даже на короткое время, они деформируются, так как вспененные частицы, из которых они состоят, сжимаются.

Заявитель обнаружил, что можно изготовить термоизоляционные вспененные изделия, исходя из ВПС, модифицированного нетеплопроводным материалом, который не имеет указанного выше дефекта, даже если остается под воздействием солнечного излучения в течение относительно длинных периодов времени.

Объект настоящего изобретения, поэтому, относится к термоизоляционным вспененным изделиям, имеющим плотность от 5 до 50 г/л, предпочтительно от 10 до 25 г/л, которые можно получить из композиций частиц вспениваемых винилароматических полимеров, включающих:

а. 10-90 масс.%, предпочтительно 20-80% шариков/гранул вспениваемого винилароматического полимера, окрашенного нетеплопроводным материалом, включающим от 0,05 до 25 масс.%, предпочтительно от 0,5 до 15% кокса в форме частиц со средним диаметром (размером) частиц от 0,5 до 100 мкм, предпочтительно от 2 до 20 мкм, и площадью поверхности, измеренной согласно ASTM D-3037-89 (БЭТ), от 5 до 50 м²/г, предпочтительно от 5 до 20 м²/г,

б. 90-10 масс.%, предпочтительно 80-20% шариков/гранул в основном белого вспениваемого винилароматического полимера, то есть по существу такого, как выгруженный из процессов полимеризации.

Дополнительный объект настоящего изобретения относится к композициям шариков/гранул винилароматического полимера, подходящим для применения в изготовлении термоизоляционных вспененных изделий, включающим:

а. 10-90 масс.%, предпочтительно 20-80% шариков/гранул вспениваемого/вспененного винилароматического полимера, окрашенного нетеплопроводным материалом, включающим от 0,05 до 25 масс.%, предпочтительно от 0,5 до 15% кокса в форме частиц со средним диаметром (размером) частиц от 0,5 до 100 мкм, предпочтительно от 2 до 20 мкм, и площадью поверхности, измеренной согласно ASTM D-3037-89 (БЭТ), от 5 до 50 м²/г, предпочтительно от 5 до 20 м²/г,

б. 90-10 масс.%, предпочтительно 80-20% шариков/гранул в основном белого вспениваемого/вспененного винилароматического полимера.

Термин «винилароматический полимер», как он использовался в настоящем описании и формуле изобретения, по существу означает полимерный продукт (полимер и/или сополимер), полученный по меньшей мере из одного мономера, соответствующего следующей общей формуле:

где R является водородом или метильной группой, n равно нулю или представляет собой целое число от 1 до 5 и Y является галогеном, таким как хлор или бром, или алкильным или алкоксильным радикалом, имеющим от 1 до 4 атомов углерода.

Примерами винилароматических мономеров, имеющих определенную выше общую формулу, являются: стирол, a-метилстирол, метилстирол, этилстирол, бутилстирол, диметилстирол, моно-, ди-, три-, тетра- и пента-хлорстирол, бромстирол, метоксистирол, ацетоксистирол и т.д. Предпочтительными винилароматическими мономерами являются стирол и a-метилстирол.

Винилароматические мономеры, имеющие общую формулу (I), можно использовать по одиночке или в смеси, содержащей до 50 масс.% других сополимеризуемых мономеров. Примерами указанных мономеров являются a-метилстирол, (мет)акриловая кислота, C₁-С₄ алкильные сложные эфиры (мет)акриловой кислоты, такие как метилакрилат, метилметакрилат, этилакрилат, этилметакрилат, изопропилакрилат, бутилакрилат, амиды и нитрилы (мет)акриловой кислоты, такие как акриламид, метакриламид, акрилонитрил, метакрилонитрил, бутадиен, этилен, дивинилбензол, малеиновый ангидрид и т.д. Предпочтительными сополимеризуемыми мономерами являются a-метилстирол, акрилонитрил и метилметакрилат.

Термин «шарики/гранулы» винилароматического полимера, как он использовался в настоящем описании и формуле изобретения, по существу относится к морфологической структуре или форме винилароматического полимера, используемого для изготовления термоизоляционных вспененных изделий - объектов настоящего изобретения - как до, так и после вспенивания.

В частности, термин «шарики» по существу относится к форме винилароматического полимера, который в основном получают в способе изготовления в суспензии, который включает возможное растворение/дисперсию нетеплопроводного наполнителя и, возможно, других добавок в винилароматическом мономере, как определено выше, и последующее суспендирование в воде мономерной смеси, за которым следует полимеризация в присутствии всех добавок полимеризации, известных специалистам в данной области, среди которых присутствует вспенивающий агент. Полученные таким образом «шарики» имеют по существу сферическую форму как до, так и после вспенивания.

Термин «гранула» по существу относится к форме винилароматического полимера, который в основном получают из способа изготовления путем прямой экструзии, то есть подачи смеси гранул винилароматического полимера, вспенивающего агента и добавок, например, нетеплопроводного наполнителя (как такового или в форме маточной смеси), непосредственно в экструдер. Альтернативно, полимер можно получить уже в расплавленном состоянии из установки полимеризации, затем добавить добавки и вспенивающий агент. Соответствующая смесь проходит через головку для изготовления гранулы. Гранула имеет по существу сфероидальную форму, в особенности до вспенивания, характеризуемую фактором SF:

SF=36·π·V²/A³,

где V является объемом композиционной вспениваемой частицы и A является соответствующей площадью поверхности, составляющей от 0,60 до 0,99, предпочтительно от 0,70 до 0,98.

В соответствии с настоящим изобретением термоизоляционные вспененные изделия и соответствующие композиции для их изготовления отличаются тем, что они содержат от 10 до 90 масс.% шариков/гранул вспениваемого/вспененного винилароматического полимера, содержащего нетеплопроводный материал, содержащий кокс в форме частиц.

Кокс поставляют в виде мелкоизмельченного порошка с диаметром частиц порошка (МТ50) от 0,5 до 100 мкм, предпочтительно от 2 до 20 мкм и площадью поверхности, измеренной согласно ASTM D-3037-89 (БЭТ), от 5 до 50 м²/г, предпочтительно от 5 до 20 м²/г. Размер (МТ50) измеряют с помощью лазерного гранулометра, и он является диаметром, который соответствует 50 масс.% частиц, имеющих меньший диаметр, и 50 масс.% частиц, имеющих больший диаметр.

Кокс получают путем пиролиза органического материала и он, по меньшей мере частично, проходит через жидкое или жидкокристаллическое состояние в течение процесса коксования. Исходным органическим материалом предпочтительно является нефть, уголь или лигнит.

Кокс, используемый при изготовлении полимерных композиций в гранулах по настоящему изобретению, более предпочтительно является продуктом коксования фракции высококипящих углеводородов, поступающих из перегонки нефти, обычно известных как тяжелая остаточная фракция. В частности, кокс получают из коксования тяжелой остаточной фракции, действуя при высокой температуре, при которой снова получают некоторые легкие фракции и твердое вещество (нефтяной кокс). Полученный таким образом нефтяной кокс прокаливают при температуре от 1000 до 1600°С (прокаленный кокс).

Если используют тяжелую остаточную фракцию, богатую ароматическими компонентами, после прокаливания при 1800-2200°С получают кокс с кристаллической игольчатой структурой (игольчатый кокс).

Большая информация по коксу, способам его получения и характеристикам различных промышленно поставляемых сортов (не полностью закоксованный кокс, полученный из угля пековый кокс, кокс замедленного коксования, кокс, полученный способом коксования в псевдоожижженном слое, игольчатый кокс, кокс повышенного качества, прокаленный кокс, кокс, состоящий из дробинок (shot), губчатый кокс и т.п.) доступна на сайте goldbook.iupac.org или в Pure Appl. Chem., 1995, vol.67, 3, pp.473-506, "Recommended terminology for the description of carbon as a solid (IUPAC Recommendations 1995)".

По настоящему изобретению нетеплопроводный наполнитель из кокса, добавляемый к винилароматическому полимеру, может содержать до 5 масс. % по отношению к полимеру (а), например, от 0,01 до 5 масс. %, предпочтительно от 0,05 до 4,5% графита и/или сажи соответственно. Графит, природный или синтетический, может иметь средний диаметр частиц (МТ50) от 0,5 до 50 мкм с площадью поверхности от 5 до 50 м²/г. Сажа может иметь средний диаметр частиц от 10 до 1000 нм и площадь поверхности от 5 до 40 м²/г.

По настоящему изобретению термоизоляционные вспененные изделия и соответствующие композиции для их изготовления отличаются тем, что они содержат от 90 до 10 масс. % шариков или гранул по существу белого вспениваемого/вспененного винилароматического полимера, то есть полимера «как такового». Он является продуктом, получаемым непосредственно из полимеризации в суспензии или в массе. Согласно альтернативному воплощению настоящего изобретения вспениваемые/вспененные шарики или гранулы винилароматического полимера типа (б) также могут содержать, помимо традиционных добавок, от 0,05 до 25 масс. %, предпочтительно от 0,5 до 10% минерального наполнителя, характеризующегося показателем преломления выше 1,6 и показателем белизны, определенным в "Colour Index" (третье издание, опубликованное "Society of Dyers and Colourists", 1982), ≤ 22, предпочтительно от 21 до 5, такого как диоксид титана, сульфат бария, кремнийорганические соединения, тальк, карбонат кальция и т.д. с диаметром частиц (МТ50) от 0,1 до 50 мкм.

Стандартные добавки, обычно используемые с традиционными материалами, такие как стабилизирующие агенты, нуклеирующие агенты, огнезащитные системы, антистатические агенты, антиадгезивы и т.д., можно добавлять к шарикам/гранулам вспениваемых/вспененных винилароматических полимеров (а) и/или (б). В частности, шарики/гранулы могут содержать от 0,1 до 8% огнезащитной системы по отношению к полимеру (а) и/или (б), состоящей из самозатухающей бромированной добавки, содержащей, снова по отношению к полимеру (а) и/или (б), по меньшей мере 30 масс.% брома и от 0,05 до 2 масс.% синергетического продукта, содержащего по меньшей мере одну C-C или O-O лабильную связь. Примерами бромированных добавок являются бромированные алифатические, циклоалифатические, ароматические соединения, такие как гексабромциклододекан, пентаброммонохлорциклогексан, пентабромфенилаллиловый простой эфир, бис-тетрабромбисфенол-А аллиловый простой эфир, причем последний известен на рынке как «chemtura ВЕ51», поставляемый Chemtura. Используемыми синергетическими продуктами являются пероксид дикумила, гидропероксид кумола, 3,4-диметил-3,4-дифенилгексан, 3,4-диметил-3,4-дифенилбутан, 3,6,9-триэтил-3,6,9-триметил-1,4,7-трипероксинонан.

Все добавки, в особенности огнезащитные системы, можно добавлять только в полимер шариков/гранул (а) или только в полимер шариков/гранул (б).

Наконец, шарики или гранулы вспениваемых винилароматических полимеров (а) и (б) по настоящему изобретению содержат от 1 до 10 масс.% вспенивающей добавки, которую добавляют в полимерную матрицу согласно технологиям, хорошо известным специалистам в данной области, в течение процессов изготовления либо в суспензии, либо в массе. Вспенивающие агенты выбирают из алифатических или циклоалифатических углеводородов, содержащих от 3 до 6 атомов углерода, таких как н-пентан, изопентан, циклопентан или их смеси, галогенированных производных алифатических углеводородов, содержащих от 1 до 3 атомов углерода, таких, например, как дихлордифторметан, 1,2,2-трифторэтан, 1,1,2-трифторэтан, диоксида углерода, воды и этилового спирта.

Термоизоляционные вспененные изделия по настоящему изобретению содержат от 10 до 90 масс.%, предпочтительно от 20 до 80%, спекшихся вспененных частиц (а) и 90-10 масс.%, предпочтительно 80-20% спекшихся вспененных частиц (б). Они имеют плотность от 5 до 50 г/л, предпочтительно от 10 до 25 г/л, и отличаются превосходной способностью к термоизоляции, выраженной посредством теплопроводности от 25 до 50 мВт/мК, предпочтительно от 30 до 45 мВт/мК, которая обычно в среднем ниже более чем на 10% по сравнению с теплопроводностью эквивалентных вспененных изделий, полученных из ненаполненных материалов, представленных в настоящее время на рынке, например EXTIR А-5000 от Polimeri Europa S.p.A.

Благодаря этим характеристикам термоизоляционные изделия можно изготовить со значительной экономией материала или, например, пластины можно изготовить с толщиной, меньшей, чем получается с традиционными незаполненными полимерами, с соответствующей экономией пространства и продукта.

Вспениваемые шарики/гранулы как типа (а), так и типа (б), применяемые для изготовления вспененных изделий по настоящему изобретению, состоят из винилароматических полимеров и/или сополимеров, имеющих среднюю молекулярную массу Mw от 50000 до 300000, предпочтительно от 70000 до 220000. Шарики можно изготовить посредством способов полимеризации в водной суспензии, известных, например, из Journal of Macromolecular Science, Review in Macromolecular Chemistry and Physics, C31, 263, 215-299, 1991. Альтернативно, гранулы можно получить экструзией или способами в массе, такими как описаны в международной заявке на патент WO 03/53651.

По окончании полимеризации, является ли она полимеризацией в суспензии, или экструзией, или способом в массе, получают по существу сферические шарики/гранулы вспениваемого полимера со средним диаметром от 0,2 до 2 мм, предпочтительно от 1 до 1,5 мм, в которых однородно распределен нетеплопроводный наполнитель, полимеры (а) и, возможно, минеральный наполнитель, полимеры (б).

Некоторые иллюстративные и неограничивающие примеры представлены ниже для лучшего понимания настоящего изобретения и для его воплощения.

Сравнительный пример 1

Смесь, состоящую из 150 масс. частей воды, 0,2 частей пирофосфата натрия, 100 частей стирола, 0,25 частей третбутилперокси-2-этилгексаноата, 0,25 частей третбутилпербензоата и 6 частей прокаленного кокса Calcinated Coke 4357, поставляемого компанией Asbury Graphite Mills Inc. (США), имеющего диаметр частиц МТ50% примерно 5 мкм, площадь поверхности по БЭТ примерно 20 м²/г, загружают в закрытый контейнер с перемешиванием. К этой смеси затем добавляют 1% ГБЦД (гексабромциклододекан) и 0,3% ДКП (пероксид дикумила). Смесь нагревают при перемешивании до 90°C.

После примерно 2 часов при 90°C добавляют 4 части 10%-ного раствора поливинилпирролидона. Смесь нагревают до 100°C все еще при перемешивании в течение дополнительных 2 часов, добавляют 7 частей смеси 70/30 н-пентана и изопентана, всю смесь нагревают еще в течение 4 часов до 125°C, затем ее охлаждают и выгружают.

Полученные таким образом гранулы вспениваемого полимера извлекают и промывают деминерализованной водой, содержащей 0,05% неионного поверхностно-активного агента, состоящего из жирного спирта, конденсированного с этиленоксидом и пропиленоксидом, поставляемого Huntsman под торговым наименованием Empilan 2638. Гранулы затем сушат в потоке теплового воздуха с добавлением 0,02% неионного поверхностно-активного агента, продукта конденсации этиленоксида и пропиленоксида на глицериновом основании, поставляемого Dow (Voranol СР4755), и затем просеивают для отделения фракции с диаметром от 1 до 1,5 мм.

Оказалось, что эта фракция составляет 40%, при этом 30% составляет фракция от 0,5 до 1 мм, 15% фракция от 0,2 до 0,5 мм и 15% фракция больших гранул от 1,5 до 3 мм.

Затем в фракцию от 1 до 1,5 мм добавляют 0,2% глицерилмоностеарата и 0,1% стеарата цинка.

Продукт предварительно вспенивают паром при температуре 100°C, выдерживают в течение 1 дня и используют для формования блоков (имеющих размеры 1040×1030×550 мм).

Блоки затем разрезали для получения плоских пластин, на которых измеряют теплопроводность. Теплопроводность, измеренная после 5 дней нахождения в печи при 70°C, составляла 31,0 мВт/мК, в то время, как теплопроводность пластины, имеющей равную плотность (17 г/л), полученной из традиционного сравнительного продукта (EXTIR А-5000), составляла 40 мВт/мК.

Некоторые плоские пластины (размеры 1040×1030×40 мм) подвергали воздействию солнечного излучения в Мантуе в августе в течение 2 дней. Температура поверхности достигала 90°C, что приводило к деформации пластины (размеры 960×980×40 мм). Контрольные образцы изымали из пластины для испытания на огнестойкость согласно правилу DIN 4102. Контрольные образцы прошли данное испытание.

Сравнительный пример 2

68 частей полистирола N1782, изготовленного Polimeri Europa, 2 части этиленбисстерамида, 30 частей прокаленного кокса Calcinated Coke 4357, использованного в сравнительном примере 1, смешивают в двухшнековом экструдере. Экструдированный продукт используют в качестве маточной смеси при получении вспениваемых композиций по настоящему изобретению, проиллюстрированных ниже.

80 частей этилбензола, 699,6 частей стирола, 50,2 части a-метилстирола и 0,2 части дивинилбензола подают в реактор с перемешиванием.

170 частей маточной смеси, полученной как указано выше, подают в реактор и растворяют (общее количество частей равно 1000). Реакцию выполняют при 125°C со средним временем пребывания 2 часа. Текучую композицию на выходе затем подают во второй реактор, в котором завершают реакцию при 135°C со средним временем пребывания 2 часа.

Получающуюся композицию, которую далее называют «композицией (A)», имеющую степень конверсии 72%, нагревают до 240°C и затем подают в устройство для удаления летучих соединений растворителя и остаточного мономера. Для получающейся полимерной композиции характерными являются температура стеклования 104°C, индекс текучести расплава (ИТР 200°C, 5 кг), равный 8 г/10 мин, молекулярная масса Mw 200000 г/моль и отношение Mw/Mn, равное 2,8, где Mw является среднемассовой молекулярной массой и Mn является среднечисленной молекулярной массой.

Композицию (A) из устройства для удаления летучих соединений подают в теплообменник для понижения ее температуры до 170°C.

126 частей полистирола N2982, изготовленного Polimeri Europa, 20,9 частей BR-E 5300 (стабилизированного гексабромциклододекана, поставляемого Chemtura) и 3,1 части Perkadox 30^® (2,3-диметил-2,3-дифенилбутана), поставляемого Akzo Nobel, так что они составляют в сумме 150 частей (добавка), подают во второй двухшнековый экструдер. С помощью насоса с зубчатой передачей увеличивают давление подачи этой расплавленной добавки до 26 МПа изб. (260 бар изб.). Затем для 47 частей смеси н-пентана (75%) и изопентана (25%) создают избыточное давление и впрыскивают в подачу добавки. Смесь доводят до окончательного вида, используя статические смесители при температуре примерно 190°C. Полученную таким образом композицию здесь называют «композицией (В)».

Композицию (B) добавляют к 850 частям композиции (A), поступающей из теплообменника. Данные ингредиенты затем смешивают посредством статических перемешивающих элементов в течение вычисленного среднего времени пребывания, равного 7 минутам. Затем композицию распределяют в головку экструдера, из которой ее экструдируют через множество отверстий, имеющих диаметр 0,5 мм, немедленно охлаждают потоком воды и отсекают набором вращающихся ножей (согласно способу, описанному в патенте US 7320585).

Давление в камере гранулирования составляет 500 кПа изб. (5 бар изб.) и скорость сдвига выбирают так, чтобы получить гранулы, имеющие средний диаметр 1,2 мм. В качестве охлаждающей разбрызгиваемой жидкости используют воду и в качестве газа-носителя используют азот.

Получающиеся гранулы сушат с помощью отжимной центрифуги и затем покрывают оболочкой, как в сравнительном примере 1.

Вспенивание гранул и формование осуществляли так, как описано в сравнительном примере 1. Теплопроводность оказалась равной 31 мВт/мК при плотности 16 г/л.

Несколько плоских пластин (размеры 1040×1030×40 мм) подвергали воздействию солнечного излучения в Мантуе в августе в течение 2 дней. Температура поверхности достигала 92°C, что приводило к деформации пластин (размеры 940×960×40 мм). Контрольные образцы изымали из пластины для испытания на огнестойкость согласно правилу DIN 4102. Контрольные образцы прошли данное испытание.

Сравнительный пример 3

Повторяли сравнительный пример 1, однако без добавления кокса. Полученные таким образом блоки затем разрезали для получения плоских пластин, на которых измеряли теплопроводность. Теплопроводность, измеренная после 5 дней нахождения в печи при 70°C, составляла 41,0 мВт/мК при плотности 15 г/л.

Несколько плоских пластин (размеры 1040×1030×40 мм) подвергали воздействию солнечного излучения в Мантуе в августе в течение 2 дней. Температура поверхности достигала 35°C без какой-либо деформации пластины (размеры оставались неизменными и равными 1040×1030×40 мм).

Пример 1

Пластины получают путем смешивания 50 масс.% вспененных полистироловых шариков, полученных согласно сравнительному примеру 1 (6% кокса), с 50 масс.% вспененных полистироловых шариков, полученных согласно сравнительному примеру 3.

Теплопроводность, измеренная после 5 дней нахождения в печи при 70°C, составляла 35 мВт/мК при плотности 16 г/л. Несколько плоских пластин (размеры 1040×1030×40 мм) подвергали воздействию солнечного излучения в Мантуе в августе в течение 2 дней. Температура поверхности достигала 40°C без какой-либо деформации пластины (размеры оставались неизменными и равными 1040×1030×40 мм).

Пример 2

Повторяли пример 1, однако используя 70 масс.% вспененных шариков, полученных согласно сравнительному примеру 1. Теплопроводность, измеренная после 5 дней нахождения в печи при 70°C, составляла 33 мВт/мК при 16 г/л. Несколько плоских пластин (размеры 1040×1030×40 мм) подвергали воздействию солнечного излучения в Мантуе в августе в течение 2 дней. Температура поверхности достигала 45°C без какой-либо значительной деформации пластины (размеры оставались неизменными и равными 1038×1029×40 мм).

Пример 3

Повторяли пример 2, смешивая 30 масс. % вспененных шариков, полученных согласно сравнительному примеру 3, с 70 масс. % вспененных шариков, полученных согласно сравнительному примеру 2. Теплопроводность, измеренная после 5 дней нахождения в печи при 70°С, составляла 32,5 мВт/мК при плотности 16 г/л. Несколько плоских пластин (размеры 1040×1030×40 мм) подвергали воздействию солнечного излучения в Мантуе в августе в течение 2 дней. Температура поверхности достигала 50°С без какой-либо значительной деформации пластины (размеры оставались неизменными и равными 1037×1028×40 мм). Контрольные образцы изымали из пластины для испытания на огнестойкость согласно правилу DIN 4102. Контрольные образцы прошли данное испытание.

Пример 4

Пластины получают путем смешивания 10 масс. % вспененных полистироловых шариков (а), полученных согласно сравнительному примеру 1, за исключением того, что содержание кокса снижено до 0,6 масс. %, с 90 масс. % вспененных полистироловых шариков, полученных согласно сравнительному примеру 3.

Теплопроводность, измеренная после 5 дней нахождения в печи при 70°С, составляла 39 мВт/мК при плотности 16 г/л. Несколько плоских пластин (размеры 1040×1030×40 мм) подвергали воздействию солнечного излучения в Мантуе в августе в течение 2 дней. Температура поверхности достигала 37°С без какой-либо деформации пластины (размеры оставались неизменными и равными 1040×1030×40 мм).

Пример 5

Пластины получают путем смешивания 90 масс. % вспененных полистироловых шариков, полученных согласно сравнительному примеру 1, за исключением того, что содержание кокса снижено до 5,4 масс. %, с 10 масс. % вспененных полистироловых шариков, полученных согласно сравнительному примеру 3.

Теплопроводность, измеренная после 5 дней нахождения в печи при 70°С, составляла 33 мВт/мК при плотности 16 г/л. Несколько плоских пластин (размеры 1040×1030×40 мм) подвергали воздействию солнечного излучения в Мантуе в августе в течение 2 дней. Температура поверхности достигала 60°С без какой-либо деформации пластины (размеры оставались неизменными и равными 1040×1030×40 мм).

Claims

1. Термоизоляционное вспененное изделие, имеющее плотность от 5 до 50 г/л и теплопроводность от 25 до 50 мВт/мК, получаемое из композиций частиц вспениваемых винилароматических полимеров, включающих:
а. 10-90 мас.% шариков/гранул вспениваемого винилароматического полимера, окрашенного нетеплопроводным наполнителем из кокса в форме частиц со средним размером частиц от 0,5 до 100 мкм, имеющим площадь поверхности, измеренную согласно ASTM D-3037-89 (БЭТ), от 5 до 50 м²/г, содержащим вплоть до 5 мас.%, по отношению к полимеру (а), графита и/или сажи;
б. 90-10 мас.% шариков/гранул по существу белого вспениваемого винилароматического полимера.

2. Вспененное изделие по п. 1, в котором по существу белые гранулы (б) содержат от 0,05 до 25 мас.% минерального наполнителя, отличающегося показателем белизны менее 22 и размером частиц от 0,1 до 50 мкм.

3. Вспененное изделие по п. 1 или 2, включающее огнезащитную систему, содержащую от 0,1 до 8 мас.% по отношению к полимеру (а) и/или (б) самозатухающей бромированной добавки, содержащей по меньшей мере 30 мас.% брома и от 0,02 до 2 мас.% по отношению к полимеру (а) и/или (б) синергетического агента, содержащего по меньшей мере одну С-С или О-О слабую связь.

4. Вспененное изделие по п. 1, в котором вспениваемый полимер шариков/гранул (а) и вспениваемый полимер шариков/гранул (б) получают в суспензии, экструзией или в массе.

5. Вспененное изделие по п. 1, в котором только вспениваемый полимер шариков/гранул (а) содержит огнезащитную систему.

6. Композиция шариков/гранул винилароматического полимера, подходящего для применения в изготовлении термоизоляционных вспененных изделий, включающая:
а. 10-90 мас.% шариков/гранул вспениваемого/вспененного винилароматического полимера, окрашенного нетеплопроводным наполнителем из кокса в форме частиц со средним размером частиц от 0,5 до 100 мкм, имеющим площадь поверхности, измеренную согласно ASTM D-3037-89 (БЭТ), от 5 до 50 м²/г, содержащим вплоть до 5 мас.%, по отношению к полимеру (а), графита и/или сажи,
б. 90-10 мас.% шариков/гранул по существу белого вспениваемого/вспененного винилароматического полимера.

7. Композиция по п. 6, в которой по существу белые шарики/гранулы (б) содержат от 0,05 до 25 мас.% минерального наполнителя, отличающегося показателем белизны менее 22 и размером частиц от 0,1 до 50 мкм.

8. Композиция по п. 6 или 7, включающая огнезащитную систему, содержащую от 0,1 до 8 мас.% по отношению к полимеру (а) и/или (б) самозатухающей бромированной добавки, содержащей по меньшей мере 30 мас.% брома и от 0,02 до 2 мас.% по отношению к полимеру (а) и/или (б) синергетического агента, содержащего по меньшей мере одну С-С или О-О слабую связь.

9. Композиция по п. 6, в которой вспениваемые шарики/гранулы как типа (а), так и типа (б) состоят из винилароматических полимеров, имеющих среднюю молекулярную массу Mw от 50000 до 300000.

10. Композиция по п. 6, в которой вспениваемые шарики/гранулы являются по существу сферическими со средним диаметром от 0,2 до 2 мм, внутри которых равномерно распределены нетеплопроводный наполнитель, полимеры (а) и возможный минеральный наполнитель, полимеры (б).

11. Композиция по п. 6, в которой вспениваемый полимер шариков/гранул (а) и вспениваемый полимер шариков/гранул (б) получают в суспензии, экструзией или в массе.

12. Композиция по п. 6, в которой только вспениваемый полимер шариков/гранул (а) содержит огнезащитную систему.

13. Композиция по п. 6, в которой только вспениваемый полимер шариков/гранул (б) содержит огнезащитную систему.