SE439795B - Vermeisoleringsforfarande - Google Patents

Description

7807826-8 betydande mängd pärlor har passerat därigenom.

En av de viktigaste tillämpningarna av hålrumsisolering är vid isolering av byggnader på grund av de väsentliga bespa- ringar i energiförbrukning som därvid kan uppnås. Vid dylika tillämpningar är det viktigt att icke endast uppnå förbättrad värmeisolering utan även att ombesörja tillfredsställande flam- skyddsegenskaper, och ehuru expanderade polystyrenpärlor är kommersiellt tillgängliga, vilka innehåller ett flamskyddstill- satsmedel, tillhandahåller icke alltid användningen av dylika pärlor med ett syntetiskt polymert latexbindemedel en till- räckligt hög flamskyddsnivå. Vi har nu utvecklat en metod, vid vilken ett flamskyddsmedel kan införas med det syntetiska poly- mera latexbindemedlet i hâlrummet, varvid man tillhandahåller goda flamskyddsegenskaper i hålrumsfyllnadskompositionen. Före- liggande uppfinning avser således ett förfarande för tillhanda- hållande av partiklar av expanderad polymer som värmeisolering mellan åtskilda ytor i befintliga bostäder och andra byggnads- konstruktioner med ett luftfyllt hålrum däremellan, varvid för- farandet utmärks av att man i hâlrummet mellan nämnda ytor, som är befintliga innerväggytor, inför en expanderad polymer, som innehåller ett syntetiskt polymerlatexbindemedel och en organisk bromhaltig förening som flamskyddsmedel.

Pärlor av expanderad polystyren är speciellt lämpliga för an- vändning såsom cellulära polymerpartiklar vid förfarandet enligt uppfinningen, men även andra typer av cellulära, expanderade polymerer kan användas. Såsom är väl känt framställs polysty- rencellplastpartiklar bekvämt utgående från expanderbara par- tiklar, som framställs i form av pärlor genom suspensions- eller emulsionspolymerisationsteknik, varvid ett jäsmedel såsom pen- tan införlivas därmed under eller efter polymerisationen. Vid upphettning av de expanderbara pärlorna inträder "förexpansion", vilket ger de polystyrencellplastpartiklar som är lämpliga för användning vid förfarandet enligt uppfinningen. Pöruxpnnsion, som utgör ett välkänt steg inom polystyrencellplasttokniken, innebär att man ångbehandlar de expanderbara pärlorna för upp-f nående av en expansion av ca 20-30 ggr deras ursprungliga volym, f. .__ i e- i- _ Isflí' ”nu 7807826-3 och under kylningen tillåter man luft att intränga i de sepa- rata cellerna för att höja det inre trycket till atmosfärs- tryck. Dessa expanderade polystyrencellplastpartiklar har sfärisk form, en skenbar komprimerad densitet av t.ex. 6-100 g/liter och fririnningsegenskaper. För fyllning av vägghålrum bör pärlornas partikelstorlek lämpligen ligga inom intervallet l-10 mm, och för detta ändamål är det önskvärt att utnyttja självslocknande kvaliteter av polystyrenpärlor. Ett antal till- satsmedel är känt för detta ändamål, såsom bromerade eller klorerade organiska föreningar.

Den syntetiska polymerlatex som används som bindemedel vid förfarandet enligt uppfinningen kan vara vilken som helst vatttenhaltig, kolloidal suspension av partiklar av en genom polyaddition erhållen polymer. I allmänhet stabiliseras den kolloidala suspensionen genom närvaron av ett lämpligt ytaktivt medel, och de flesta lämpliga polymerer är sådana som erhålls genom friradikal-emulsionspolymerisation. Lämpliga latexer inne- fattar således sådana som är baserade på exempelvis styren/buta- dien-sampolymerer, akrylsampolymerer, butadien/akrylonitril- polymerer, vinylidenkloridsampolymerer, butylgummi, isopren eller företrädesvis polymerer eller sampolymerer av vinylalka- noater, såsom vinylacetat eller vinylpropionat. En föredragen klass av latexer baserar sig på vinylacetatsampolymerer, i synnerhet på sampolymerer av vinylacetat med högre vinylestrar, såsom vinylkaproat, vinyllaurat och vinyl-<1,od-dimetyloktanoat.

Det har visat sig att speciellt tillfredsställande resultat uppnås om latexen baserar sig på en sampolymer av vinylacetat och en vinylester av en karboxylsyra med 6-16, i synnerhet 8-12, kolatomer per molekyl. Dylika sampolymerer är kommersiellt tillgängliga under varunamnet “VeoVa“. I den sistnämda typen av sampolymerer är viktförhållandet vinylacetat till högre vi- nylester från 10:90 till 85:15, företrädesvis från 60:40 till 80:20. Latexen kan, om så önskas, innehålla andra tillsatsme- del, såsom kiseldioxidfyllmedel, förtjockningsmedel, korrosions- inhibitorer, pigment och vattenlösliga färgämnen. _ .__ -._...,...._._..._.._.._...____.:........

.POOR QUALITY 7807826-8 Den organiska bromhaltiga förening som används som flamskydds- komponent vid förfarandet enligt uppfinningen kan utgöras av vilken som helst av de föreningar av denna typ som vanligvis införlivas med polystyrenpärlor, exempelvis bromfenylalkenyl- etrar som pentabromfenylallyleter, bromerade cykloalkaner så- som hexabromcyklododekan eller organiska fosfater såsom tris-(2,3-dibrompropyl)fosfat. Om flamskyddsmedlet är en fast substans kan den bekvämt och effektivt införas i hålrummet i form av ett rinnbart suspensionskoncentrat, vilket som sådant utgör ett ytterligare särdrag av föreliggande uppfinning och innefattar 10-85 vikt% av det fasta flamskyddsmedlet, 0,5-15 vikt% dispergeringsmedel, 0,1-10 vikt% suspenderingsmedel så- som skyddskolloider och tixotropa medel, 0-10 vikt% ytterli- gare tillsatsmedel såsom flamskyddssynergistiska medel, exem- pelvis antimonoxid, antiskummedel, korrosionsinhibitorer, sta- bilisatorer, penetreringsmedel, bakteriostatiska konserverings- medel och klibbmedel och såsom bärare vatten eller en organisk vätska, vari flamskyddsmedlet är i huvudsak olösligt; vissa organiska fasta ämnen eller oorganiska salter kan upplösas i bäraren i syfte att förhindra sedimentering eller såsom anti- frysmedel för vatten, exempelvis etylenglykoler.

Dispergeringsmedlet kan vara nonjonogent, såsom en etylenoxid/ propylenoxid-sampolymer, en etoxilerad alkylfenol eller en långkedjig etoxilerad alkohol, eller vara av anjonisk natur, såsom ett metallsalt, lämpligen ett natrium- eller kalcium- salt, av ligninsulfonsyra, metakrylsyra eller annan polyelektro- lyt. Suspenderingsmedlet kan vara en vattenlöslig polymer, så- som en polysackarid eller hydroxietylcellulosa, eller utgöras av ett finfördelat, oorganiskt fast ämne, såsom bentonit, mont- morillonit eller andra lerpulver. Flamskyddsmedlets partikel- storlek bör lämpligen vara så liten som är praktiskt möjligt, lämpligen med en volymmediandiameter under lO pm och företrä- desvis mellan l och 5 pm. Den exakta beskaffenheten och propor- tionerna av de komponenter som införlivas med ett dylikt sus- pensionskoncentrat är naturligtvis beroende av de fysikalisk- kemiska egenskaperna hos den utvalda flamskyddskomponenten, och _ - :Vi ou» i år ä» a -n I. _... ._.«._,--_.__... 7807826-3 fackmannen torde inse att icke varje potentiellt dispergeríngs- medel nödvändigtvis är tillräckligt kombinerbar med varje sus- penderingsmedel och varje flamskyddsmedel. När det gäller penta- bromfenylallyleter har goda resultat uppnåtts vid användning av ett vattenhaltigt suspensionskoncentrat, som innehåller en na- turligt förekommande polysackarid och en etylenoxid/propylen- oxid-sampolymer.

Enligt ett ytterligare särdrag av föreliggande uppfinning in- förs med fördel de cellulära partiklarna av expanderad poly- mer i hålrummet med hjälp av en sprutpistol, vari flöden av partiklar, latexbindemedel och flamskyddsmedel kombineras i önskat förhållande och den erhållna blandningen inmatas i hål- rummet genom pistolmunstycket. En dylik sprutpistol innefattar lämpligen ett rör eller liknande anordning, anordnad att anslu- tas till en partikelbehållare, såsom en matartratt, och med ett där infört huvudmunstycke, genom vilket luft eller annat gas- formigt fluidum under tryck kan införas i syfte att mata partik- larna genom röret eller liknande från behållaren, och även ett eller flera extra munstycken, genom vilka bindemedelslatexen och flamskyddsmedelskomponenten införs.

För fyllning av vägghålrum är mängden latex lämpligen sådan att man tillhandahåller 5-10 vikt%, företrädesvis 6-8 vikt% fast latexmaterial, räknat på polymerpartiklarnas vikt. Halten fast material i själva latexen kan vara 10-20 vikt%, medan det totala viktförhållandet polymerpartiklar till latex vanligtvis ligger inom intervallet från l0:l till 10:10 för dessa tillämp- ningar. Halten flamskyddsmedel uppgår normalt till 0,1-10 vikt%, räknat på polymerpartiklarnas vikt.

Ehuru latexbindemedlet och flamskyddskomponenten, om så önskas, kan matas separat till sprutpistolen (eller t.o.m. separat till hålrummet), har det visat sig att hålrumsfyllningsförfarandet vid praktiskt bruk väsentligt förenklas om flamskyddsmedlet, lämpligen i form av ett suspensionskoncentrat, förblandas med latexbindemedlet och de cellulära polymerpartiklarna beläggs kg __-._-_._._.t_t_ ___.___,. _ »m 7807826-8 6 med den erhållna blandningen, lämpligen i sprutpistolen. Det- ta förfarande icke endast förenklar konstruktionen av sprut- pistolen genom att antalet separata intag och extra munstycken nedbringas utan gör det även möjligt att bereda blandningen av latex och flamskyddsmedel centralt och transportera denna bland- ning till de olika platser där hålrumsfyllning skall äga rum.

Detta förfarande nedbringar således det antal separata bered- ningskomponenter som krävs på den plats där fyllningen skall utföras, och därvid reduceras behovet av logistisk organisa- tion och förvaringsutrymme och likaså elimineras behovet av åt- gärder för oberoende uppmätning av mängden flamskyddsmedel av operatören. Det torde emellertid inses att en dylik centralise- rad beredning av blandningen av latex och flamskyddsmedel är möjlig endast om den erhållna blandningen har tillräcklig lag- ringsstabilitet, och uppnående därav är i stor utsträckning be- roende av användningen av en'lämplig beredning av flamskydds- komponenten. Vi har funnit att användningen av ett suspensions- koncentrat av flamskyddskomponenten i allmänhet tillhandahåller en tillfredsställande lagringsstabilitet då komponenten blandas med latexbindemedlet.

Efter det att hålrummet har fyllts medelst förfarandet enligt uppfinningen får den erhållna fyllningen torka och härda. Då tillräckligt med vatten har avdunstat kommer latexpolymeren att koalescera på polystyrencellplastpartiklarna och tjäna som ett permanent bindemedel. Efter vätning av polystyrenpartiklarna med latexen men före härdning nedbringas partiklarnas fririn- ningsförmåga något, vilket förhindrar onödigt spill av pärlor- ha.

Kompositionens härdningstid - vanligen l/2 till 3 timmar - be- ror på flera faktorer, såsom omgivningens temperatur och rela- tiva fuktighet, möjligheten för luft att passera och sammansätt- 'ning och mängd av den använda latexen. I allmänhet ligger härd- ningstemperaturerna inom intervallet 15-40°C. Den minsta film- bildningstemperaturen kan, om så önskas, nedbringas till ett så lågt värde som 5°C genom tillsats av små mängder högmolekylära 7807826-8 alkoholer, exempelvis l-5 vikt% räknat på latexen. Lämpliga alkoholer för detta ändamål är polyetylenglykoler, polypro- pylenglykoler och esteralkoholer.

Det torde inses att, ehuru förfarandet enligt uppfinningen är speciellt lämpligt för isolering av hålrum i existerande bygg- nader innehållande hålrumsväggkonstruktioner, förfarandet på intet sätt är begränsat till denna tillämpning. Således är ofta block eller paneler, som används i byggnadskonstruktioner, utformade med hålrum för att nedbringa vikten därav, och för- farandet enligt uppfinningen kan användas för att fylla dessa hålrum och förbätta produktens värmeisoleringsegenskaper. öv- riga tillämpningar, som inkluderar många utanför byggkonstruk- tionsområdet, är uppenbara för fackmannen.

Uppfinningen åskådliggörs närmare enligt följande utförings- exempel, vari temperaturangivelserna avser Celsiusgrader.

Exempel l Pentabromfenylallyleter (PBPAE) bereddes som ett suspensions- koncentrat (SK) innehållande 65 viktdelar PBPAE, 1,25 vikt- delar etylenoxid/propylenoxid-sampolymer, tillgänglig under varunamnet "Pluronic" P.l05, och 0,3 viktdelar av det natur- ligt förekommande xantangummi som är tillgängligt under varu- namnet "Kelzan“ XC. Detta suspensionskoncentrat blandades i olika mängder (anges i tabell l nedan) med en latex av en vi- nylacetatsampolymer med "VeoVa" 10, vilket utgör varunamnet på en vinylester av çz,0C-dimetyloktansyra i ett monomervikt- förhållande av 70:30, innehållande 3 vikt% av ett anjoniskt emulgeringsmedel och med en halt fast substans av 17 vikt% och ett pH-värde av 4-4,5. Denna komposition blandades därefter i en sprutpistol med polystyrencellplastkulor med en diameter av 3-5 mm, en verklig densitet av 20 g/liter och innehållande 0,6 vikt% PBPAE som flamskyddsmedel, varvid blandningsförhål- landet uppgick till ca 60 viktdelar PBPAE/latexblandning per 500 viktdelar polystyrenpartiklar. Denna blandning injicerades därefter vid 25° i ett hålrum. bzfgoz: QUÅHTX. 7807826-3 Efter l timme hade blandningen härdat i hålrummet till en skenbar skrymdensitet av 10 g/liter (räknat på polystyren), och fyllningens flamsäkerhet utvärderades dels genom bestäm- ning av flamsläckningstiden (under användning av antändbarhets- testet BS 3837) och dels genom "syreindex"-bestämning, såsom denna metod beskrivs i Modern Plastics, Mars 1970, sid. 124-130 (även ASTM D 2863). Den exakta sammansättningen av de olika provade blandningarna och resultaten av flamsäkerhetsproven återges i tabell l nedan.

TABELL l Sammansättning (viktdelar) Flamsäkerhet Polystyren-I Latex PBPAE-SK Antändbarhet -BS Syreindex ; cellplast- (införl. 3837 (tid i sek. ASTM D2863 pärlor med latex) för flamman att (% syre) slockna) ¿ 100 12 - i - ' 18 ' 100 12 0,5 ll - 100 12 1,0 14 22 100 12 1,5 4 - 100 l2 2,0 2 24,5 Exempel 2 Den i exempel l beskrivna vinylacetat/"VeoVa"-latexen blandades med olika mängder (anges i tabell 2 nedan) av det flytande flam- skyddsmedlet tris-(2,3-dibrompropyl)fosfat (T23P)och 1 vikt% (ärknat på T23P) ghmærylmonostearat, och den erhållna bland- ningen späddes med 2 volymer vatten. Den utspädda latexbland- ningen injicerades tillsammans med polystyrencellplastpärlor i ett hålrum medelst det i exempel l beskrivna förfarandet; för- farandet utfördes både med PBPAE-haltiga pärlor ("F“-pärlor) och liknande pärlor, varmed något flamskyddsmedel icke hade in- förlivats ("R"-pärlor). Antändbarhetsprovningar utfördes där- efter på hâlrummets fyllningskomposition och resultaten åter- ges i tabell 2 nedan. ca QWWTYJ 7807826-8 9 TABELL 2 Antändbarhet, sek. för flamman att slockna (BS 3837) % T23P (räknat på pärlor) "F"-pärlor "R"-pärlor 1,5 över 20 över 20 2,0 över 20 _ över 20 2,5 2-3 2-3 ,0 0 0 LPooR ommff

Claims (8)

7807826-8 'o Patentkrav

1. l. Förfarande för tillhandahållande av partiklar av expande- rad polymer som värmeisolering mellan åtskilda ytor i befint- liga bostäder och andra byggnadskonstruktioner med ett luft- fyllt hålrum däremellen, k ä n n e t e c k n a t därav, att man i hålrummet mellan nämnda ytor, som är befintliga inner- väggytor, inför en expanderad polymer, som innehåller ett syntetiskt polymerlatexbindemedel och en organisk bromhaltig förening som flamskyddsmedel.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att den expanderade polymeren är expanderad polystyren.

3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att latexbindemedlet är baserat på en vinylacetatsam- polymer, som utgör en sampolymer av vinylacetat och en vinyl- ester av en karboxylsyra med 6-16 kolatomer per molekyl.

4. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att den organiska bromhaltiga före- ningen är ett fast ämne, som införs i hålrummet som ett rinn- bart suspensionskoncentrat innefattande 10-85 vikt% av det fasta flamskyddsmedlet, 0,5-15 vikt% dispergeringsmedel, 0,1- 10 vikt% suspenderingsmedel och som bärare vatten eller en organisk vätska, vari flamskyddsmedlet är i huvudsak olösligt.

5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att dispergeringsmedlet är en etylenoxid/propylenoxid-sampo- lymer, att suspenderingsmedlet är en polysackarid och att flamskyddsmedlet har en partikelstorlek med en volymmedian- diameter-under l0 pm.

6. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att den organiska bromhaltiga före- ningen är pentabromfenylallyleter. 7807826-8 H

7. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att den införda mängden latex och flamskyddsmedel är sådan att man tillhandahåller, räknat på polymerpartiklarnas vikt, 5-10 vikt% fast latexmaterial och 0,l-10 vikt% flamskyddsmedel.

8. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n ~ n e t e c k n a t därav, att partiklarna av expanderad po- lymer införs i hålrummet med hjälp av en sprutpistol, vari flöden av polymerpartiklar, latexbindemedel och flamskydds- medel kombineras i önskat förhållande, och att den erhållna blandningen avges till hålrummet via pistolmunstycket.