NO131920B - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved oppdrivning av drivmiddelholdige polystyrenpartikler der polystyrenet eventuelt er modifisert med innføring av substituenter.

Generelt går man ut fra et materiale i form av små elementer eller granuler av polystyren som inneholder et ekspansjonsmiddel.

Ved påvirkning av varme blir ekspansjonsmidlet forflyktiget og

dette frembringer en volumøkning av granulene og disse går over til celleperler eller ekspanderte perler.

Det er tidligere kjent å foreta en slik behandling både med luft alene og med damp alene.

De således ekspanderte plastpartikler har især anvendelse ved varmeisolasjon. De kan benyttes i løs masse eller de kan i en videre prosess formes til plater eller andre legemer.

Ifølge .den opprinnelige teknikk ble partiklene drevet opp gjennom ett eller flere ekspansjonstrinn, og den endelige forming til skumplastlegemet skjedde under oppvarming i en form med faste vegger, der det foregikk et siste ekspansjonstrinn hvorunder perlene este opp til hel utfylling av mellomrommene.

Ifølge ålment tilgjengelig norsk søknad nr. 146113 (fransk patent nr. 1.310.709) blir et sådant skumplastlegeme formet ved at man i varmen sammenpresser fullt ut ekspanderte perler (partikler). Utfyllingen av mellomrommene skyldes da utelukkende sammenpressingen, idet det ikke foregår noen videre ekspansjon i partikkelmaterialet. Nærværende oppfinnelse vedrører fremstillingen av skumplastperler

som er fullt ut ekspanderte i den betydning som forstås ved denne nye fremstilling av skumplastlegemer.

Man har imidlertid tidligere ikke erkjent at man uten alt

for høye omkostninger kan oppnå en utstrakt reduksjon av volumvekten, og kun i meget sjeldne tilfeller og med atskillige behandlinger kan man ifølge de kjente teknikker oppnå en så lav volumvekt som 7 kg/m 3.

Man har nå imidlertid meget overraskende funnet at man ved en kombinert behandling med vanlig damp, eventuelt under et overtrykk, og damp i autoklav kan oppnå en meget lav volumvekt og med samtidig relativt lave omkostninger.

Således frembringes det ifølge foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for ved oppdrivning av drivmiddelholdige polystyrenpartikler å oppnå en særdeles sterk ekspansjon, og oppfinnelsen karakteriseres ved at den omfatter i en første fase en oppvarming med damp under atmosfærisk trykk eller eventuelt under et lett overtrykk og umiddelbart deretter i en andre fase en behandling med damp under forhøyet trykk. Til- slutt foretas der en fortrinnsvis rask trykkavlastning.

Ekspansjonen av polystyren bestemmes av f.eks. pentan som innarbeides i granulatet. Således vil dette drivmiddel under behandlingen diffundere mot det ytre. Dette kan fastslås eksperimentelt ved hjelp av kromatografi.

Forsøk viser at man ved behandling med vanndamp oppnår ekspansjonsforhold som er bedre enn dem som oppnås kun ved nevnte pentan. Dette skyldes diffusjon av dampen inn i perlene. Drivmidlet er således et annet. Det totale trykk av gassen som forårsaker opp-drivningen av en perle kan representeres ved likningen:

der P = det totale gasstrykk

Pcj- = partialtrykket for pentan

<p>1^0 = partialtrykket for vanndampenP^u£t= partialtrykket for luft

Ifølge det ovenfor anførte reduseres PC5# forblir p-^uft i det vesentlige konstant, mens P„2°_ øker under behandlingen. Man ser således at man for å oppnå enda større ekspansjon må øke P, d.v.s.

øke<P>H20 mest mulig.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan man gå ut fra det opprinnelige granulat eller fra partikler som allerede på en eller annen kjent måte har vært utsatt,for en viss for-ekspansjon.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen underkastes perlene umiddelbart etter den første fase en behandling med damp under et

overtrykk på 0,6 - 0,8 kg/cm 2.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse gjør det mulig

å oppnå en volumvekt for det ekspanderte materiale på helt ned til 3 kg/m 3, mens det ved behandling kun med luft kun er mulig å nå ned til en volumvekt i størrelsesorden 15 kg/m 3, og det ved behandling bare med damp av atmosfærisk trykk i beste fall kan oppnås en volumvekt på 7 kg/m 3.

Det har absolutt økonomisk interesse, spesielt med henblikk

på isolasjon, å anvende lette produkter selv om varmeledningsevnen er større for disse produkter. Til tross for at der må brukes tykkere isolasjonsskikt kan man oppnå samme isolasjonsevne med mindre materialforbruk.

Hvis isolasjonen utføres med et produkt med en volumvekt på

12 kg/m 3 og hvis man ønsker en varmeovergar.g på q kalorier pr. over-flateenhet og tidsenhet, tilsvarende en varmemotstand på 1 kcal/m ,h.°C, er isolasjonsvekten 420 gr.

Med et produkt med en volumvekt på 8 kg pr.m 3 kan man for

den samme varmemotstand nøye seg med en materialvekt på 320 gr, d.v.s. 23% mindre enn i første tilfellet. Med et produkt med en egenvekt på 6 kg pr. m 3 kan man for å oppnå samme varmemotstand nøye seg med en materialvekt på 275 gr eller 34% mindre enn i første tilfellet. Disse, eksempler viser tydelig den forbedrede varmeøkonomi som kan oppnås ved å anvende meget lette materialer.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å fremstille produkter med utmerket kvalitet og med meget liten volumvekt. Ved fremstilling av et isolasjonsmateriale ut fra produktet ifølge " oppfinnelsen, må man velge det riktige forhold mellom volumvekt for perlene og den endelige volumvekt på produktet som man vil fremstille ved komprimering av perlene. Dette forhold ligger vanligvis på omkring 0,4 til 0,6 og fortrinnsvis 0.5. For å oppnå et ferdig isola-sjonsprodukt med en volumvekt på 8 kg/m 3 er det f.eks. hensiktsmessig å anvende.perler med volumvekt på 4 kg/m 3.

I det nedenfor følgende eksempel ble det ved syklusen ifølge foreliggende oppfinnelse anvendt et materiale som ble oppnådd ved å

gå ut fra et ekspanderbart granulat med en volumvekt på 6 50 kg/m 3. Dette granulat ble oppvarmet under atmosfærisk trykk ved hjelp av damp, som for å unngå overoppvarming av de første granuler som kom i kontakt med dampen ble tilført under et begynnelses-maksimaltrykk på 0,5 kg/cm 2. Denne for-ekspansjonen ble utført i løpet av 5-6

minutter hvoretter perlene ble kondisjonert eller modnet i noen timer ved 40°C i en silo som var svakt oppvarmet av varmluft. Perlene som således skulle behandles ifølge foreliggende oppfinnelse hadde en

3

volumvekt på 13 kg/m .

Syklusen atmosfærisk damp/autoklavdamp ifølge oppfinnelsen

ble deretter gjennomført ved overstrykning av de innførte perlene i autoklaven med damp i et tidsrom på omtrent 30 sekunder, idet dampovertrykket var omkring 0,15 kg/cm 2, hvoretter trykket umiddelbart ble øket til 0,7 kg/cm 2 i løpet av 10 sekunder, hvoretter trykket ble senket igjen i løpet av 10 sekunder til atmosfærisk trykk. Etter kondisjonering var det oppnådd perler med en volumvekt på o ca. 4 kg/m 3.

Hvis ønskelig kan syklusen ifølge oppfinnelsen gjentas, og

man kan allerede ved en fornyet behandling nå ned til en volumvekt etter kondisjonering på 3 kg/m 3.

Syklusen ifølge oppfinnelsen gjennomføres fortrinnsvis dis-kontinuerlig, men den kan i egnede, autoklaver også gjennomføres kon-

tinuerlig.

Ved riktig valg av volumvekten for det produkt som oppnås

ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen resp. volumvekten for de gjenstander som skal fremstilles fra dette, kan det oppnås et isolasjonsmateriale med utmerket kohesjon og som oppviser gode mekaniske egenskaper når det gjelder elastisitet, sammentrykningsmotstand, bøyningsmotstand og inntrykningsmotstand, selv for meget små egen-

vekter. Den materialmengde som må anvendes for å oppnå en gitt varmeisolasjon er mindre når man benytter de ekstremt lette pro-

dukter som oppnås ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, noe som igjen fører til en meget stor økonomisk fordel.

Isolasjonsmaterialet som kan oppnås finner meget varierte

anvendelser, spesielt som varmeisolasjon og lydisolasjon i bygninger,

kjølerom, modningsrom for frukt, for emballasje o.s.v.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for ved oppdrivning av drivmiddelholdige polystyrenpartikler å oppnå en særdeles sterk ekspansjon, karakterisert ved at den omfatter i en første fase en opp-

varming med damp av i det vesentlige atmosfærisk trykk og umiddelbart deretter i en andre fase en,behandling med damp under overatmos-færisk trykk, hvoretter det foretas en fortrinnsvis rask trykkavlastning.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e d at dampovertrykket i den andre fase er 0,6-0,8 kg/cm <2> .