ИЗОЛИРУЮЩИЙ ВСПЕНЕННЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2006 года по МПК C08J9/00 C08J9/232 C08J3/20 

Изобретение относится к изолирующему вспененному материалу, который изготовлен из пигментированных и непигментированных частиц полистирола, способных к расширению. Материал согласно изобретению предпочтителен, в особенности в форме плит, для теплоизоляции и, в соответствии с этим, пригоден для целей изоляции в зданиях, а также для других областей применения. Кроме того, с помощью материала согласно изобретению также может быть достигнута улучшенная звукоизоляция.

Материалы, которые получают из частиц полистирола, способных к расширению, сами по себе известны в технике. При их изготовлении способные к расширению частицы, возможно также подвергнутые предварительному расширению, подвергают вспениванию внутри так называемых паровых камер, при этом происходит по меньшей мере еще одно расширение частиц. Одновременно происходит сваривание и склеивание соответствующих вспененных частиц друг с другом. После охлаждения изготовленный таким образом материал может быть извлечен из паровой камеры.

Изготовление таких материалов часто осуществляют внутри форм, которые могут быть загружены в паровые камеры, так что может быть достигнуто определенное формообразование тела, изготовленного из такого материала.

Из таких материалов изготавливают также большие блоки. Эти блоки большого формата могут быть впоследствии разрезаны на более тонкие плиты.

Существенным критерием оценки для таких пенополистирольных материалов является физическая плотность, причем вместе с повышенной физической плотностью достижима также повышенная механическая прочность, что относится, наряду с прочностью при изломе и прочностью при сжатии, также к прочности при растяжении.

Наряду с этим существенную роль играет теплопроводность такого материала. Так как теплопроводность зависит от плотности, то повышение физической плотности материала ведет к снижению теплопроводности.

По причинам экономии материала желательно, чтобы материалы, в частности, плиты изготавливались с малой плотностью. Плиты такого типа, например, с плотностью 15 г/л имеют в этом случае теплопроводность, которая не соответствует требованиям класса теплопроводности 035 (согласно DIN 18164). Однако включение материала в этот класс теплопроводности является желательным.

Поэтому не оставлялись попытки создать способ, обеспечивающий устранение этих затруднений при помощи пигментации полистирола, способного к расширению. В ЕР 0981574 В1 описаны виды способного к расширению полистирола, содержащего частицы графита. Эти виды полистирола содержат гомогенно распределенные частицы графита и в случае изготовления из них вспененных материалов проявляют хорошие теплоизоляционные свойства. Согласно данным, приведенным в ЕР 0981574 В1, вспененные материалы такого типа при плотности 10 г/л имеют теплопроводность, которая составляет менее 35 мВт/м×К.

При практическом применении, однако, оказалось, что при воздействии на плиты из такого материала, например, продолжительного теплового облучения может произойти неконтролируемое необратимое термическое изменение формы. Это изменение формы может, в частности, неблагоприятно сказываться при использовании плит для теплоизоляции на наружном фасаде. При этом в местах стыков могут образовываться щели между плитами. Эти щели приводят, кроме всего прочего, к тому, что в нанесенной на них армированной штукатурке может произойти образование трещин.

Исходя из этого, задачей данного изобретения является создание изолирующего вспененного материала, который по своим физическим свойствам, в частности, в отношении теплопроводности и плотности, в основном соответствует материалу, который описан в упомянутом ранее европейском патенте 0981574 В1, но который, с другой стороны, при термической нагрузке не обнаруживает изменений формы или обнаруживает лишь незначительные изменения формы.

Согласно изобретению, задача решена посредством изолирующего вспененного материала, который имеет признаки п.1 формулы изобретения. Благоприятные варианты выполнения и усовершенствования изобретения могут быть достигнуты при помощи признаков, описанных в зависимых пунктах формулы изобретения.

Таким образом, согласно изобретению предложено, чтобы изолирующий вспененный материал был образован из способных к расширению, содержащих пигмент и не содержащих пигмента частиц полистирола. Неожиданным образом заявительница смогла установить, что материал и изготавливаемые из него плиты из вспененного материала, в том случае, если он одновременно содержит пигментированные и непигментированные частицы полистирола, при объемной плотности менее 30 г/л имеет теплопроводность, соответствующую той теплопроводности, которая была до сих пор известна для пигментированных плит из вспененного материала, в частности, содержащих графит. В то же время материалы, которые выполнены, согласно изобретению, из смешанных частиц полистирола, почти не имеют необратимых термических изменений формы даже при продолжительной термической нагрузке.

Материал согласно изобретению при этом предпочтительно содержит от 10 до 90 масс.% пигментированных частиц полистирола и от 90 до 10 масс.% непигментированных частиц полистирола. Особенно предпочтительно, если материал содержит по меньшей мере 30 масс.% пигментированных частиц полистирола. Особенно хорошие результаты достигаются, когда в материале используют примерно 50 масс.% пигментированных и 50 масс.% непигментированных частиц полистирола.

С материальной точки зрения, для содержащих пигмент частиц полистирола в качестве пигментов предпочтительны, в частности, сажа, оксиды металлов, металлический порошок, красители и/или графит. Особенно предпочтительны содержащие пигмент частицы полистирола, которые описаны в ЕР 0981574 В1.

Материал согласно изобретению может быть выполнен в форме плит или блоков и, в соответствии с этим, применяться для целей изоляции. Особенно предпочтительным применением является теплоизоляция, и, в частности, теплоизоляция в зданиях.

В преимущественном варианте выполнения изобретения предусмотрено, что пигментированные частицы полистирола расположены в материале нерегулярно распределенными. Однако существует возможность того, чтобы пигментированные частицы полистирола были расположены внутри материала систематическим образом.

Далее, поскольку пигментированные частицы полистирола, в противоположность белым непигментированным, в большинстве случаев являются окрашенными, в частности черными, существует возможность выполнения в материале оптически распознаваемых рисунков определенной формы, которые, например, улучшают общее эстетическое впечатление. Такие рисунки могут также использоваться для передачи информации.

В другом альтернативном варианте при систематическом расположении пигментированных частиц полистирола с определенным окрашиванием также могут быть образованы слои, создающие возможность достижения локального целенаправленного влияния на механические и термические свойства материала.

Такой слой может быть расположен, например, посередине внутри тела в форме плиты, образованного из материала, изготовленного согласно изобретению. Такие слои могут также образовывать наружные поверхности, аналогично защитным слоям. Разумеется, возможно также, что на подобные материалы в форме плиты, выполненные согласно изобретению, как описано выше, также могут быть дополнительно нанесены вещества, повышающие прочность сцепления, для нанесения последующих слоев.

Материал согласно изобретению в форме плит, поскольку он, кроме всего прочего, предусмотрен также для теплоизоляции, может также иметь различное выполнение краев, например, по принципу паз/гребень.

Неожиданным образом оказалось, что материал согласно изобретению, например, при объемной плотности примерно 15 г/л, не только соответствует классу теплопроводности 035, но одновременно этот материал также не обнаруживает или обнаруживает лишь несущественные изменения даже при длительной термической нагрузке. Материал согласно данному изобретению, таким образом, объединяет преимущества материала согласно ЕР 0981575 В1 с благоприятными свойствами в отношении термических изменений формы, которые известны для непигментированных вспененных материалов из полистирола.

Благодаря преимущественным термическим и механическим свойствам вспененного материала согласно изобретению возникающие различные термические расширения проявляются в меньшей мере, так что можно избежать возникновения трещин в покрытиях или слоях в таких областях стыков.

Далее изобретение подробнее поясняется на примерах и при помощи фиг.1 и 2.

На фиг.1 показаны измеренные величины, которые были получены на контрольных плитах.

На фиг.2 представлен материал 3 согласно изобретению, выполненный в форме плиты. Пигментированные частицы 1 полистирола содержат частицы графита и неравномерно распределены в материале 3. Индексом 2 при этом обозначены непигментированные частицы полистирола.

Пример

Изготовленные в примерах плиты были произведены при одинаковых условиях, с применением стандартных параметров способа и одной и той же машины.

Материал согласно изобретению изготовлен из предварительно расширенных частиц полистирола (частицы пенополистирола F 215 фирмы BASF) и равной части (50% масс.) частиц полистирола, пигментированных графитом (Неопор фирмы BASF). Полученная плита вследствие черных частиц Неопора имела черно-белую поверхность ("далматинец"). Была достигнута плотность 15,6 кг/м³, и удалось достичь теплопроводность, равную 32,8 мВт/м·К, при измерении согласно DIN 52612 при 23°С, при использовании измерительного прибора фирмы Hesto.

В сравнении с этим, для непигментированного вспененного материала (белого), изготовленного согласно состоянию техники, который имел плотность 14,77 кг/м³, была определена теплопроводность, равная 37,9 мВт/м·К, а для одного пигментированного графитом вспененного материала, который имел плотность 17,38 кг/м³, теплопроводность 32,2 мВт/м·К.

Непигментированный вспененный материал согласно состоянию техники обнаружил прочность сцепления при растяжении перпендикулярно плоскости плиты от 115 до 120 кПа. Полностью пигментированный графитом вспененный материал, также согласно состоянию техники, обнаружил соответствующую прочность сцепления при растяжении 160 кПа, а вспененный материал согласно изобретению, который был изготовлен из черных (с графитом) и белых (непигментированных) вспененных частиц, обнаружил прочность сцепления при растяжении 160 кПа. Измеренные значения представлены на фиг.1.

Изобретение относится к изолирующему вспененному материалу, который изготовлен из пигментированных и непигментированных частиц полистирола, способных к расширению. Материал согласно изобретению в частности в форме плит, предпочтительно пригоден для теплоизоляции и, в соответствии с этим, для целей изоляции в зданиях, а также для других областей применения. Описан изолирующий вспененный материал, который образован из частиц полистирола, способных к расширению, содержащий пигментированные и непигментированные частицы полистирола, при этом материал образован из 10-90% масс. пигментированных частиц полистирола и 90-10% масс. непигментированных частиц полистирола. Описано также применение материала для теплоизоляции зданий и частей зданий. Технический результат - сохранение формы при термической нагрузке. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Изолирующий вспененный материал, который образован из частиц полистирола, способных к расширению, отличающийся тем, что он образован из содержащих пигмент и непигментированных частиц полистирола, при этом материал образован из 10-90 мас.% пигментированных частиц полистирола и 90-10 мас.% непигментированных частиц полистирола.2. Материал по п.1, отличающийся тем, что пигменты частиц полистирола, содержащих пигмент, выбраны из сажи, оксидов металлов, металлического порошка, красителей и/или графита.3. Материал по п.2, отличающийся тем, что содержащие пигмент частицы полистирола содержат гомогенно распределенные частицы графита.4. Материал по п.1, отличающийся тем, что он образован по меньшей мере из 30 мас.% пигментированных частиц полистирола.5. Материал по п.1, отличающийся тем, что пигментированные частицы полистирола расположены в материале нерегулярным образом.6. Материал по п.1, отличающийся тем, что пигментированные частицы полистирола расположены в материале систематическим образом.7. Материал по п.1, отличающийся тем, что пигментированные частицы полистирола расположены в нем с образованием рисунка.8. Материал по п.1, отличающийся тем, что пигментированные частицы полистирола образуют слой.9. Материал по меньшей мере по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что его теплопроводность снижена настолько, что она удовлетворяет требованиям класса теплопроводности 035 (согласно DIN 18164, часть 1).10. Применение материала по меньшей мере по одному из пп.1-9 для теплоизоляции зданий и частей зданий.