PL206957B1

PL206957B1 - Polimerowa pianka kompozytowa, jej zastosowanie oraz sposób formowania masy polimerowej pianki kompozytowej

Info

Publication number: PL206957B1
Application number: PL365347A
Authority: PL
Inventors: Per Ingmar Quist; Anthony Jacob John
Original assignee: Styrophen Internat Pty Ltd
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2010-10-29
Also published as: NO20033533L; SK10262003A3; NO20033533D0; NO333855B1; CN1249134C; HK1060364A1; CY1107869T1; AUPR309101A0; CA2438303A1; HU226899B1; UA75637C2; AP1627A; MXPA03007230A; US20040115455A1; AP2003002839A0; PT1368421E; EA200300881A1; JP2004521975A; HUP0303275A2; KR20030081444A

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest polimerowa pianka kompozytowa, jej zastosowanie do wytwarzania panelu izolacyjnego ze stali platerowanej oraz sposób formowania masy polimerowej pianki kompozytowej.

Polimerowe pianki znajdują szerokie zastosowanie do termicznej i akustycznej izolacji w konstrukcjach budowlanych. Polimerowe pianki takie jak pianki polistyrenowe są szeroko stosowane, jako rdzeń wewnątrz arkuszy stalowych tworząc panele izolacyjne dla komór chłodniczych i fabrycznych ze względu na ich doskonałe właściwości mechaniczne, izolacyjne i mały koszt. Główną wadą tych paneli izolacyjnych jest ich duża skłonność do spalania i/lub stapiania w ogniu, co prowadzi do utraty wytrzymałości konstrukcyjnej. Z drugiej strony, pianki fenolowe i furanowe mają doskonałą ogniotrwałość, lecz nie nadają się do zastosowania, jako rdzeń w panelach ze stali platerowanej ze względu na ich słabe właściwości mechaniczne. Są one bardzo sztywne i tworzą kruchą powierzchnię przy cięciu.

Kolejnym problemem związanym z piankami fenolowymi i furanowymi jest osiągnięcie zadowalającego przylegania do stalowych arkuszy.

W brytyjskim zgłoszeniu patentowym GB 2013209A ujawniono sposób formowania paneli z żywicy kondensacyjnej. Według cytowanego wynalazku oddziela się tworzenie porów lub spienianie żywicy od jej polimeryzacji lub polikondensacji. Oznacza to, że spienianie występuje przed polimeryzacją lub utwardzaniem żywicy. Metoda wymaga zewnętrznego ogrzewania gdyż spienianie musi przebiegać przed polimeryzacją. Kompozycją może zawierać perełki polistyrenu. Jednakże, stosuje się je w spienionej postaci gdyż reakcja polikondensacji zachodzi w temperaturze w przybliżeniu 60°, tj. temperaturze zbyt niskiej, aby umożliwić spienianie perełek polistyrenu. Do spieniania perełek polistyrenu wymagane są temperatury zbliżone do temperatury mięknienia lub temperatury zeszklenia polistyrenu. Według cytowanego opisu stosuje się złożony reżim ogrzewania w celu przezwyciężenia problemów występujących z uwagi na powiązanie procesów utwardzania/polimeryzacji. Wynika to stąd, że spienianie oraz utwardzanie/polimeryzację fazy ulegającej polikondensacji prowadzi się oddzielnie oraz gdy stosuje się porowate perełki polistyrenu.

Belgijskie zgłoszenie patentowe nr BE 865001 jest podobne do omówionego powyżej brytyjskiego zgłoszenia patentowego, gdyż piankę kompozytową wytwarza się stosując spienione perełki polistyrenu. Ogrzewanie w tym procesie jest ograniczone to temperatur niższych niż powodujące deformację cząstek polistyrenu.

Zgłoszenie patentowe ZSRR nr SU 585189 także ujawnia kompozycje wymagające zastosowania spienionych perełek polistyrenu.

Niemieckie zgłoszenie patentowe DE 19910257 ujawnia ogniotrwałe kompozycje polimerowej pianki, które zawierają 5-50% wagowych ulegającego spienieniu grafitu. Kompozycje wytwarza się przez wprowadzenie ciekłej mieszaniny do formy i ogrzewanie zewnętrznym strumieniem. Według obu przykładów stosuje się spienione perełki polistyrenu i wagowy stosunek żywicy fenolowej do polistyrenu wynosi poniżej 0,5.

Przedmiotem wynalazku jest polimerowa pianka kompozytowa zawierająca fazę ciągłą w postaci polimeru fenolowo-aldehydowego, furanowo-aldehydowego lub fenolowo-furanowo-aldehydowego i fazę rozproszoną spienionego polistyrenu, charakteryzująca się tym, że jest wytworzona na drodze katalizy kwasowej, ze zdolnej do spieniania kompozycji zawierającej 5-50% wagowych zdolnych do spieniania perełek niespienionego polistyrenu i 50-95% wagowych żywicy lub mieszaniny żywic wybranych spośród żywic: fenolowo-aldehydowej, furanowo-aldehydowej lub fenolowo-furanowo-aldehydowej i katalizowana, zdolna do spieniania kompozycja osiąga w czasie temperatury wystarczające do polimeryzacji wspomnianej żywicy lub mieszaniny żywic i spieniania polistyrenu bez konieczności stosowania zewnętrznego ogrzewania lub źródła energii, i pianka kompozytowa ma gęstość w zakresie 25 - 200 kg/m³ i procent wagowy polistyrenu w piance kompozytowej mieści się w zakresie 5-50.

Korzystnie procent wagowy polistyrenu w piance kompozytowej wynosi 10-40.

Korzystnie wspomniana pianka ma gęstość w zakresie 25 - 50 kg/m³.

₃

Korzystnie pianka kompozytowa ma gęstość w zakresie 50 - 200 kg/m³.

Korzystnie polimer fenolowo-aldehydowy, furanowo-aldehydowy lub fenolowo-furanowo-aldehydowy w fazie ciągłej jest spieniony.

Korzystnie katalizowana, zdolna do spieniania kompozycja osiąga temperaturę, co najmniej 80°C.

Korzystniej katalizowana, zdolna do spieniania kompozycją osiąga temperaturę, co najmniej 90°C.

PL 206 957 B1

Jeszcze korzystniej katalizowana zdolna do spieniania kompozycja osiąga temperaturę, co najmniej 100°C.

Korzystnie polimerowa pianka kompozytowa zawiera ponadto dodatek wybrany z grupy obejmującej środki ogniouodporniające, ulegający spienieniu grafit, środki spęczniające i wypełniacze.

Korzystniej środek uniepalniający uwalnia gazowy amoniak, gdy jest narażony na działanie ognia.

Korzystnie spieniony polistyren (faza rozproszona pianki) ma gęstość 33-50 razy mniejszą niż polistyren niespieniony (substrat).

Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie polimerowej pianki kompozytowej określonej powyżej do wytwarzania panelu izolacyjnego ze stali platerowanej z rdzeniem z polimerowej pianki kompozytowej opisanej powyżej.

Korzystnie polimer fenolowo-aldehydowy, furanowo-aldehydowy lub fenolowo-furanowo-aldehydowy jest spieniony.

Przedmiot wynalazku stanowi ponadto sposób formowania masy polimerowej pianki kompozytowej, zawierającej fazę ciągłą w postaci polimeru fenolowo-aldehydowego, furanowo-aldehydowego lub fenolowo-furanowo-aldehydowego i fazę rozproszoną spienionego polistyrenu, jak opisano powyżej, polegający na tym, że obejmuje wprowadzenie ciekłej, zdolnej do spieniania kompozycji zawierającej 5-50% wagowych niespienionych, zdolnych do spieniania perełek polistyrenu i 50-95% żywicy lub mieszaniny żywic wybranych spośród żywic: fenolowo-aldehydowej, furanowo-aldehydowej lub fenolowo-furanowo-aldehydowej i katalizator w skutecznej ilości, do tymczasowej formy kształtującej masę i usunięcie tej tymczasowej formy z chwilą, gdy ciekła kompozycja zacznie się rozszerzać, a ta katalizowana zdolna do spieniania kompozycja osiąga temperaturę wystarczającą do polimeryzacji żywicy lub mieszaniny żywic wybranych spośród żywic: fenolowo-aldehydowej, furanowo-aldehydowej lub fenolowo-furanowo-aldehydowej i spieniania polistyrenu bez konieczności stosowania zewnętrznego ogrzewania lub źródła energii.

Korzystnie tymczasową formę umieszcza się w zewnętrznej formie, która to zewnętrzna forma określa kształt pianki kompozytowej po spienianiu.

Korzystnie zdolna do spieniania kompozycją osiąga temperaturę, co najmniej 80°C.

Korzystniej katalizowana, zdolna do spieniania kompozycja osiąga temperaturę, co najmniej 90°C.

Odpowiednimi dla celów tego wynalazku żywicami są syntetyczne żywice termoutwardzalne. Można je otrzymać np. przez kondensację fenolu, podstawionych fenoli lub alkoholu furfurylowego z aldehydami, takimi jak formaldehyd, aldehyd octowy i furfural. Jednakże, jak docenią to fachowcy w dziedzinie, fenol można zastąpić całkowicie lub częściowo innymi substancjami pokrewnymi chemicznie z fenolem, takimi jak podstawione fenole, krezol lub naturalne związki fenolowe, takie jak lignina lub tanina. W szczególności tanina jest reaktywną substancją, którą możną stosować w znaczących ilościach, jako tani wypełniacz żywicy według niniejszego wynalazku. Alkohol furfurylowy można zastąpić innymi reaktywnymi związkami o strukturze cząsteczkowej furanu, tj. z pierścieniem utworzonym przez cztery atomy węgla i jeden atom tlenu. Pierścień może mieć zero, jedno lub dwa wiązania podwójne, korzystnie dwa, gdyż nadaje to związkowi większą reaktywność i bardziej prawdopodobne jest zwęglenie po wystawieniu na działanie wysokiej temperatury. Formaldehyd można zastąpić innymi aldehydami, lecz są one na ogół droższe i mniej reaktywne, a więc niekorzystne. Żywice fenolowoformaldehydowe stanowią główną klasę żywic fenolowych odpowiednich według niniejszego wynalazku. Wytwarza się je zazwyczaj na drodze reakcji fenolu z 37-50%-owym, wodnym roztworem formaldehydu w temperaturze 50-100°C w obecności zasadowego katalizatora.

Żywice fenolowe, które są najbardziej użyteczne w niniejszym wynalazku określa się, jako żywice fenolowo-aldehydowe i na ogół zawierają jeden składnik fenolowy i jeden aldehydowy. Dwa ogólne typy żywic fenolowych dobrze znanych w dziedzinie stanowią nowolaki i rezole.

Jako zasada ogólna, ciekłe żywice rezolowe wytwarza się poprzez poddanie jednego lub więcej fenoli reakcji z jednym lub więcej aldehydami w nadmiarze, w fazie wodnej i w obecności alkalicznego katalizatora. Nadmiar aldehydu może być mały lub duży zależnie od typu wymaganej żywicy.

PL 206 957 B1

Nowolaki wytwarza się zazwyczaj poprzez poddanie fenolu w nadmiernej ilości reakcji z formaldehydem. Cząsteczka żywicy nowolakowej tworzy się z dihydroksyfenylometanu, który po późniejszym dodaniu formaldehydu i natychmiastowej kondensacji tak powstałych grup alkoholowych z inną cząsteczką fenolu, daje liniowe związki o ogólnym wzorze H[C₆H₃(OH)OH₂]nC₆H₄OH, jak również rozgałęzione polimery, w których niektóre pierścienie benzenowe mają trzy mostki metylenowe przyłączone w warunkach kwasowych. Nowolaki można także wytwarzać w warunkach alkalicznych i oba typy nowolaków można wprowadzać do rezolu, oddzielnie lub in situ, w celu produkcji fenolowych pianek.

Termin fenol może obejmować nie tylko sam fenol (w tym czysty i technicznie czysty fenol), lecz także inne związki fenolu, takie jak rezorcyna, krezol, ksylenol, chlorofenol, bisfenol-A, α-naftol, β-naftol itp., oraz ich mieszaniny.

Żywice furanowe określa się dla celów tego zgłoszenia, jako ciekłe żywice, które zawierają, co najmniej 10% wagowych związków posiadających w cząsteczce pierścień furanowy, oraz zero, jedno lub dwa wiązania podwójne; i które można utwardzać termicznie lub przez dodanie kwasowego katalizatora, z wytworzeniem termoutwardzalnego ciała stałego.

Żywica furanowa korzystnie zawiera pewną ilość alkoholu furfurylowego lub produktów reakcji alkoholu furfurylowy, np. wskazanych w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 5,545,825.

Aldehydy do zastosowania w reakcji z powyżej wymienionymi fenolami lub alkoholem furfurylowym zawierają zazwyczaj około 1 do 8 atomów węgla i korzystnie około 1 do 3 atomów węgla. Specyficzne przykłady aldehydów obejmują formaldehyd, acetaldehyd, aldehyd propionowy, furfural, benzaldehyd itp., oraz ich mieszaniny. W kontekście niniejszego wynalazku, zastosowanie formaldehydu jest korzystne. Najpowszechniejsze, dostępne w handlu postacie formaldehydu obejmują formalinę, która jest zazwyczaj 30-52%-owym wagowo wodnym roztworem formaldehydu w wodzie; paraformaldehyd, który jest stałym liniowym polimerem formaldehydu; oraz trioksan, który jest stałym cyklicznym tripolimerem formaldehydu.

Powyższe i inne źródła formaldehydu do reakcji z fenolem lub alkoholem furfurylowym, są zgodnie z zamiarem, objęte tu stosowanym terminem formaldehyd.

Można stosować surfaktanty i wybiera się je spośród dowolnych odpowiednich środków stabilizujących przydatnych do stabilizacji ciekłych pianek żywicy fenolowo-aldehydowej. Surfaktant może być anionowy, kationowy, niejonowy lub amfeteryczny. Głównym ograniczeniem jest to, że nie może przeszkadzać w procesie spieniania. Znanych jest wiele odpowiednich surfaktantów i ujawniono je w licznych publikacjach. Powszechnie stosowane surfaktanty obejmują surfaktanty krzemowe takie jak kopolimery siloksan-oksyalkilen i organiczne surfaktanty takie jak polietery i polialkohole, obejmujące produkty ich kondensacji i tlenków alkilenu, takich jak tlenki etylenu i propylenu, z alkilofenolami, kwasami tłuszczowymi, alkilosilanami i silikonami. Specyficzne przykłady obejmują oktadecylofenol poli(oksy)etylenowy, siarczan decylofenolu poli(oksy)-etylenowy, dodecylofenol poli(oksy)etylenowy, oktylofenol poli(oksy)etylenowy, ester kwasu linolowego glikolu poli(oksy)etylenowego, ester kwasu stearynowego glikolu poli(oksy)etylenowego, monolaurynian sorbitolu glikolu poli(oksy)etylenowego, tristearynian sorbitolu glikolu poli(oksy)etylenowego.

Ilość stosowanego surfaktanta zazwyczaj nie ma podstawowego znaczenia przy małych ilościach, 1% wagowy lub mniej żywicy, często daje jednak w efekcie znaczne zmniejszenie napięcia powierzchniowego żywicy.

Typowe środki porotwórcze, które można stosować do przygotowania fenolowego lub furanowego składnika pianki według niniejszego wynalazku, obejmują fizyczne i chemiczne środki porotwórcze, jak również możliwe są techniki mechanicznego wytwarzania porów. W korzystnym rozwiązaniu, środek porotwórczy jest dostarczany przez wodę w żywicy, która albo występuje w żywicy przy wytwarzaniu albo powstaje w procesie utwardzania. Chociaż jest to korzystne, to nie ma podstawowego znaczenia, aby żywica fenolowa lub żywica furanowa była zdolna do spieniania. Jednakże, ze względu na koszty i właściwości termiczne, korzystne jest, aby żywica fenolowa lub żywica furanowa nadawała się do spieniania.

Do typowych katalizatorów kwasowych należy kwas fosforowy, kwasy alkanosulfonowe takie jak kwas metanosulfonowy, kwas chlorowodorowy i kwas siarkowy, albo ich mieszaniny. Odpowiednie są kwasy stosowane w dziedzinie utwardzania żywic fenolowych. Mają one zazwyczaj charakter mocnych kwasów. Katalizatory można także wybrać spośród takich jak aromatyczne kwasy sulfonowe, takie jak kwas fenolosulfonowy, kwas benzenosulfonowy, kwas toluenosulfonowy i kwas ksylenosulfonowy. Można także stosować kwasy Lewis'a takie jak chlorek glinu.

PL 206 957 B1

W większości przypadków, kwasowy katalizator dodaje się w ilościach wystarczających do zmniejszenia początkowej wartości pH ciekłej mieszaniny żywicy do poniżej 4, korzystnie pomiędzy

1,5 i 3,0. Także, potrzebną ilość katalizatora można określić przez ocenę pożądanych czasów odstawania i czasów twardnienia mieszaniny reakcyjnej. Jednakże ogólnie mówiąc, stężenie katalizatora w spienianej mieszaninie reakcyjnej bę dzie się zmieniać pomię dzy 5 a 20% wagowych ż ywicy fenolowo/furanowej. Katalizator przeprowadza żywicę w polimer.

Ciekła kompozycja żywicy musi mieć odpowiednią reaktywność, to znaczy musi wytwarzać wystarczającą ilość ciepła w egzotermicznej reakcji chemicznej do spowodowania spienienia perełek polistyrenu. Ten proces spieniania nie wystąpi normalnie, jeśli temperatura żywicy nie osiągnie, co najmniej 80°C, korzystnie, co najmniej 90°C, najkorzystniej co najmniej 100°C.

Przez osiągnięcie szczególnej temperatury po katalitycznej reakcji rozumie się, że gdy 1000 g zdolnej do spieniania żywicy umieści się w 10 litrowym cylindrycznym pojemniku o średnicy 200 mm, to temperaturę osiągnie się po reakcji katalitycznej. Ta cecha niniejszego wynalazku zapewnia tę korzyść, że panele można wytwarzać we względnie prostych i tanich urządzeniach. Zewnętrzne źródła ciepła, takie jak para lub mikrofale, nie są na ogół konieczne. Jednakże, takie zewnętrzne źródła ciepła można stosować w celu przygotowania kompozycji według niniejszego wynalazku.

Korzystne jest stosowanie dodatków zwiększających ciepło wytwarzane w katalizowanej reakcji żywicy, np. alkoholu furfurylowego lub nadtleneków, korzystnie nadtlenku wodoru bazując na jego dużej reaktywności i niskiej cenie. Należy rozumieć, że stosowanie takich dodatków można brać pod uwagę, gdy żywica jest odpowiednia w sensie spełniania testu na wydzielanie ciepła.

Można stosować inne dodatki, takie jak opisane powyżej dla pianek, w celu poprawienia jakichkolwiek poszczególnych właściwości fizycznych lub zmniejszenia kosztów. Np. w celu poprawienia ogniotrwałości można dodawać środki ogniouodporniające zawierające np. chlor, brom, bor, fosofor lub amoniak, a zwłaszcza fosforan amonu. Ulegający spienieniu grafit także może być przydatny, np. jak wskazano także w niemieckim opisie patentowym nr DE 19910257A1. Grafit rozszerza się w wysokich temperaturach, jakie spotyka się w ogniu. W tym samym zgłoszeniu patentowym opisano także zastosowanie spęczniających dodatków, jak np. mieszanina melaminy, kopolimeru alkoholu winylowego, pentaerytrytolu i fosforanu amonu. Te i inne podobnie działające dodatki można wprowadzać do kompozycji według niniejszego wynalazku. W celu zmniejszenia kosztu można dodawać tanie wypełniacze, takie jak perlit, lotny popiół i wermikulit. Takie wypełniacze mogą także być korzystne gdyż mogą działać, jako środki tworzące zarodki, zmniejszające średni wymiar komórki piankowego składnika żywicy. Mocznik, melaminę i inne związki zawierające azot, podobnie jak fenol i alkohol furfurylowy, zdolne do reakcji z aldehydami w dwuetapowej reakcji znanej w dziedzinie, jako addycja przed kondensacją, może także stosować, jako takie lub jako produkt reakcji z aldehydami, korzystnie formaldehydem, w celu zastąpienia niektórych żywic fenolowych lub furanowych. Możną dodawać środki zobojętniające do zdolnej do spieniania mieszanina, takie jak wolno rozpuszczalne sole typu bezwodnego boraksu. Sposoby wskazane w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 4122045 załącza się niniejszym do tego opisu.

Polistyren odpowiedni dla niniejszego wynalazku obejmuje polimery styrenu powszechnie stosowane do wytwarzania perełek polistyrenu, które rozdmuchuje się do kulek styropianowych. Oprócz samego styrenu, jako monomeru można stosować inne polimeryzujące monomery i takie kopolimery objęte są w tym opisie terminem polistyren. Styren występuje zawsze, jako główny składnik polistyrenu. Ponadto, polistyreny możną modyfikować przez dodanie środków ogniouodporniających. Korzystne perełki polistyrenu zawierają środki zmniejszające palność, jak perełki dostarczane przez firmę Huntsman pod nazwą handlową Spacel 4940 i Spacel 7740.

Niniejszy wynalazek wymaga stosowania niespienionych perełek polistyrenu. Umożliwia to wprowadzenie względnie dużych ilości polistyrenu do końcowej pianki kompozytowej, co znacznie poprawia właściwości reologiczne i płynięcia ciekłych kompozycji. Jeśli użyje się spienione perełki polistyrenu, to można wprowadzić tylko względnie małe ilości polistyrenu do pianki kompozytowej, gdy stosuje się zalewową mieszaninę.

Korzystny środek porotwórczy i technika obejmuje stosowanie dla polistyrenu ciekłych fizycznych środków porotwórczych, środków, które są lotnymi cieczami dostarczającymi porotwórczy gaz poprzez odparowanie środka porotwórczego lub poprzez rozkład środka porotwórczego przy wzroście temperatury.

PL 206 957 B1

Liczne środki porotwórcze odpowiednie do zastosowania w niniejszym wynalazku są dobrze znane w dziedzinie. Idealnie, środek porotwórczy powinien być cieczą o temperaturze wrzenia pod ciśnieniem atmosferycznym pomiędzy -50 a 100° C, a korzystniej pomiędzy 0 a 50°C.

Przykłady lotnych środków porotwórczych obejmują związki organiczne, takie jak węglowodory, fluorowcowane węglowodory, alkohole, ketony i etery. Specyficzne przykłady węglowodorowych środków porotwórczych obejmują propan, pentan, izopentan i heksan. Pentan jest korzystnym środkiem porotwórczym.

Środki porotwórcze stosuje się w ilości wystarczającej do uzyskania pianki polistyrenowej o pożądanej gęstości. W przypadku niniejszego wynalazku stwierdzono, że szczególnie przydatne jest użycie ulegających spienieniu perełek polistyrenu, które spieniają się do gęstości około 13-20 kg/m³, typowo w jednoetapowym procesie rozdmuchiwania parą. W tym opisie i zgodnie z praktyką przemysłową, gęstość ta odnosi się do gęstości upakowanych spienionych perełek polistyrenu. Dzięki takiej objętości upakowania, faktyczną gęstość tych spienionych perełek jest w przybliżeniu o 50% większa, tj. w przybliżeniu wynosi 20-30 kg/m³. Według niniejszego wynalazku, gęstość fazy fenolowej pianki jest korzystnie, co najmniej dwukrotnie większą niż dla pianki polistyrenowej, a określenie tego stosunku dotyczy faktycznej gęstości dwóch faz. Mniejsza gęstość fenolowych pianek oferuje korzyść mniejszego kosztu, lecz gorszych właściwości mechanicznych. Dla paneli izolacyjnych ogólnego przeznaczenia, pianka o gęstości w zakresie 25-50 kg/m³ normalnie daje stosowną wytrzymałość, lecz nawet mniejsze gęstości mogą być przydatne. Do zastosowań wymagających maksymalnej ogniotrwałości i/lub wytrzymałości konstrukcyjnej, korzystne mogą być większe gęstości, np. 50-200 kg/m³lub większe.

Dla niniejszego wynalazku ważne są względne proporcje wagowe fazy polistyrenu i fazy polimeru fenolowo/furanowego. W tym opisie, względne proporcje są obliczone w odniesieniu do składu ciekłej, zdolnej do spieniania kompozycji. W obliczaniu ilości fazy fenolowo/furanowej uwzględnia się wszystkie dodatki, takie jak katalizatory, wypełniacze, wodę, surfaktanty i środki ogniouodporniające, a wyklucza się tylko perełki polistyrenu. Należy zwrócić uwagę, że faktyczne względne proporcje wagowe fazy polistyrenu i fazy polimeru fenolowo/furanowego pianki kompozytowej mogą zmieniać się nieznacznie względem proporcji wagowych obliczonych jak wskazano powyżej. Te różnice mogą wynikać ze strat lotnych składników. Jednakże, powyższa metoda jest wygodną.

Cechą niniejszego wynalazku, którą odróżnia go od innych sztywnych pianek, takich jak fenolowe, poliuretanowe i spieniony polistyren (EPS), jest zdolność wstępnie powiększonej mieszaniny pianki do zachowania „pamięci” swego kształtu, dając końcowy, całkowicie spieniony wyrób o w przybliżeniu takim samym kształcie, jaki ma wstępnie powiększoną, zdolna do spieniania mieszanina. „Taki sam kształt” oznacza, że stosunek długość : szerokość : wysokość jest w przybliżeniu taki sam dla końcowej, spienionej pianki jak dla wstępnie powiększonej mieszaniny. Bardzo korzystną cechą tej „pamięci” wstępnie powiększonego kształtu jest fakt, że piankę można wytwarzać w bardzo prostym, a więc tanim urządzeniu. Np. tekturowe pudło, jakie używa się do pakowania, można stosować, jako tymczasowe formy w celu wytworzenia bloków o handlowych wymiarach. W takim przypadku, cztery pionowe naroża pudła powinny być szczelne, umożliwiając rozkładanie wszystkich pionowych boków do poziomu, pozostając na podłodze. Cztery boki pudła powinny być utrzymywane w pozycji pionowej (tj. pudło do formowania) na tyle długo, aby umożliwić wylanie zdolnej do spieniania mieszaniny do pudła oraz rozpoczęcie powiększania lub spieniania.

Po rozpoczęciu powiększania, cztery pionowe boki pudła można rozkładać do poziomu, umożliwiając rozszerzanie pianki we wszystkich trzech wymiarach, z utrzymaniem w przybliżeniu początkowego kształtu, tj. stosunku długość : szerokość : wysokość. Zastosowanie tego rozbieralnego lub składanego pudła lub formy jest przykładem zastosowania tymczasowej formy. Kolejne przykłady tymczasowych form stanowią tace utworzone przez kruche lub stapialne ścianki. Gdy zdolna do spieniania kompozycja zacznie wydzielać ciepło, osiągnie się temperaturę lub ciśnienie, przy których ścianka stapia się, osłabią lub pęka tak, że rozszerzająca się zdolna do spieniania kompozycja nie jest już ograniczona ściankami tymczasowej formy. Gdy rozszerzająca się, zdolna do spieniania kompozycja nie jest już ograniczoną ściankami, to oznacza, że zostały one usunięte. Usunięcie ścianek można osiągnąć przez stopienie lub rozbicie, jak również poprzez fizyczną interwencję operatora. Ścianki rozbieralnego lub składanego pudła można alternatywnie utrzymywać w kształcie określonym formą przez stapialne elementy podtrzymujące. Gdy zdolna do spieniania kompozycją wydzielą ciepło i rozszerza się, to osiąga wstępnie określoną temperaturę, która powoduje zniszczenie elementów podtrzymujących i ścianki formy odpadają na zewnątrz, a rozszerzająca się masa nie jest ograniczoną.

PL 206 957 B1

Tymczasową formę, tj. urządzenie, które przestrzennie ogranicza katalizowaną, ciekłą zdolną do spieniania kompozycję tylko do rozpoczęcia spieniania, można także korzystnie stosować w liniach ciągłych, np. w produkcji ciągłych bloków. W tym przypadku, tymczasową formę można stworzyć np. przez mechaniczne składanie papieru podawanego z rolki, w kształcie podobnym do koryta, co ogranicza odpowiednią ilość katalizowanej, ciekłej kompozycji tylko do rozpoczęcia spieniania.

Według innego rozwiązania powyższego procesu, tymczasową formę zawierającą katalizowaną, ciekłą, zdolną do spieniania kompozycję, można umieścić w drugiej lub zewnętrznej formie. Ta zewnętrzna forma może być otwarta z jednej strony lub całkowicie zamknięta. Stwierdzono, że przez zastosowanie tymczasowej formy w zewnętrznej formie, końcowe powierzchnie pianki kompozytowej są bardziej jednorodne i powtarzalne, a więc wymagają mniejszej obróbki wyrównywania brzegów.

W szczególności, zastosowanie tej prostej metody umożliwia spienianie masy pianki bez jakichkolwiek przestrzennych ograniczników, przy czym można wytwarzać bloki o wymiarach przydatnych na rynku, tj. powyżej 1 m³. Jest to przeciwieństwem w stosunku do innych plastikowych bloków pianki, które wymagają przestrzennego ograniczenia, w co najmniej dwóch wymiarach (pianki fenolowe i poliuretanowe) i czę sto trzech wymiarach (spieniona pianka polistyrenowa EPS). W przypadku EPS niezbędne jest ponadto dostarczanie zewnętrznej pary pod ciśnieniem, co zwiększa złożoność i koszt wyposażenia produkcyjnego.

Chociaż prosty opisany powyżej sposób można stosować do wytwarzania bloków pianki według wynalazku, to można ją także wytwarzać w ograniczonej przestrzeni, stosując formę wystarczająco wytrzymałą na ciśnienie wywoływane przez spienianą piankę. Piankę według wynalazku można także wytwarzać w ciągłych liniach. Jedną ze znaczących zalet tego wynalazku jest to, że nie potrzebne są zewnętrzne źródła ciepła lub energii. Nieoczekiwanie, pianki kompozytowe można wytwarzać z wykorzystaniem ciepła egzotermicznej reakcji z polimeryzacji jednej fazy polimerowej do spieniania nie tylko tej fazy, lecz fazy innego polimeru. Jest to zaprzeczeniem omówionych wcześniej wskazań, zgodnie, z którymi rozdzielenie tych ról uważa się za zasadnicze. Według stanu techniki, na ogół stosuje się spienione perełki polistyrenu i bazuje na dostarczaniu ciepła z zewnątrz.

Wynalazek będzie dalej opisany w odniesieniu do korzystnych rozwiązań przedstawionych w nastę pujących przykładach.

P r z y k ł a d 1

Zdolną do spieniania mieszaninę przygotowano według następującego przepisu, przy czym perlit włączono jako środek ułatwiający zarodkowanie, aby wspomóc spienianie żywicy fenolowej:

Żywica fenolowa, klasy IL1737 firmy Huntsman 1000 g

Perełki polistyrenu, klasy Spacel 4940 firmy Huntsman 200 g

Alkohol furfurylowy 100 g

Teric C12 (surfaktant) firmy Huntsman 40 g

Perlit 10 g

75%-owy kwas fenolosulfonowy 140 g

Przedmieszka

85%-owy kwas fosforowy 60 g

W 10 litrowym kuble, wszystkie powyż sze składniki, z wyjątkiem kwasu, zmieszano razem i ogrzano do temperatury 30°C. Dodano kwasowy katalizator i całość mieszano energicznie przez 30 sekund. W czasie poniżej 1 minuty ciekła mieszanina zaczęła szybko się spieniać i jej temperatura osiągnęła 100°C. W krótkim okresie czasu powstała plastyczna pianka o objętości około 9 litrów. Tego samego dnia odcięto próbkę pianki, zważono i zmierzono oraz określono gęstość -151 kg/m³. Spienione perełki polistyrenu były wyraźnie widzialne na wszystkich powierzchniach cięcia, o średnicy przeważnie w zakresie 1 do 2 mm. Ich oszacowany średni wymiar wynosił 1,5 mm, co odpowiada objętości 1,8 mm³. Przeciętna objętość niespienionych perełek polistyrenu wynosiła tylko około 0,05 mm³, średnie spienienie wynosiło 36 objętości wyjściowych. Tak więc, ciężar właściwy niespienionych perełek polistyrenu wynosił 1000 kg/m³, średni ciężar właściwy spienionych perełek obliczono na 28 kg/m³ Procentowa wagowo zawartość polistyrenu w mieszaninie była 200 g : 1550 g = 13%, co oznacza, że wagowa zawartość polistyrenu wynosiłaby 13% od 151 kg/m³ = 20 kg. Procent wagowy polimerowej fazy fenolowo/furanowej obliczono na 87%. Średni ciężar właściwy spienionych perełek polistyrenu obliczony uprzednio na 28 kg/m³, przy wartości 20 kg na m³ stanowiłby objętość 20 : 28 m³ = 0,71 m³, tj. ułamek objętościowy 71%.

Powierzchnia cięcia pianki nie była krucha jak dotychczas w dziedzinie pianek fenolowych, przy czym pianka nie stapia się i nie spala jak pianka polistyrenowa poddana działaniu płomienia.

PL 206 957 B1

P r z y k ł a d 2

Ten przykład ilustruje wpływ większej zawartości polistyrenu.

Zdolną do spieniania mieszaninę przygotowano według następującego przepisu:

Żywica fenolowa, klasy IL1737 firmy Huntsman 1000 g

Perełki polistyrenu, klasy Spacel 4940 firmy Huntsman 400 g

Alkohol furfurylowy 100 g

Teric C12 (surfaktant) firmy Huntsman 40 g

Perlit 10 g

75%-owy kwas fenolosulfonowy 140 g

Przedmieszka

85%-owy kwas fosforowy 60 g

W 10 litrowym kuble, wszystkie powyższe składniki, z wyjątkiem kwasu, zmieszano razem i ogrzano do temperatury 30°C. Dodano kwasowy katalizator i całość mieszano energicznie przez 30 sekund. W czasie poniżej 1 minuty ciekła mieszanina zaczęła szybko się spieniać i jej temperaturą osiągnęła 100°C. W krótkim okresie czasu powstała plastyczna pianka o objętości około 14 litrów. Tego samego dnia odcięto próbkę pianki, zważono i zmierzono oraz określono gęstość 98 kg/m³. Wiele spienionych perełek polistyrenu było wyraźnie widzialne na wszystkich powierzchniach cięcia, o ś rednicy przeważ nie w zakresie 1 do 2 mm, oszacowanej ś rednio na 1,5 mm.

Procentową wagowo zawartość polistyrenu w mieszaninie obliczono na 23%, a objętościowa zawartość procentowa wynosiła 81%. Procent wagowy polimeru fenolowo/furanowego obliczono na 77%.

P r z y k ł a d 3

Ten przykład wskazuje wpływ większej zawartości alkoholu furfurylowego, prowadząc w efekcie do większego spienienia, a zatem mniejszej gęstości pianki. Ten przykład ilustruje także zastosowanie żywicy furanowej.

Żywica fenolowa, klasy IL1737 firmy Huntsman 1000 g

Perełki polistyrenu, klasy Spacel 4940 firmy Huntsman 400 g

Alkohol furfurylowy 150 g

Teric C12 (surfaktant) firmy Huntsman 40 g

Perlit 10 g

75%-owy kwas fenolosulfonowy 140 g

Przedmieszka

85%-owy kwas fosforowy 60 g

W 10 litrowym kuble zmieszano ż ywicę, perełki polistyrenu, alkohol furfurylowy, Teric C12 i perlit, oraz mieszankę ogrzano do temperatury 30°C. Następnie dodano mieszankę kwasowego katalizatora oraz całość mieszano energicznie przez 30 sekund. W czasie poniżej 1 minuty ciekła mieszanina zaczęła szybko się spieniać i temperatura mieszaniny wzrosła do 103°C. W krótkim okresie czasu plastyczna pianka zajęła objętość około 20 litrów.

₃

Tego samego dnia odcięto próbkę pianki, zważono i zmierzono oraz określono gęstość - 74 kg/m³. Cztery tygodnie później próbkę zważono ponownie, stwierdzono ubytek masy 10% co odpowiada gęstości po dojrzewaniu 67 kg/m³. Prawdopodobnie ten ubytek masy wynika głównie z nadmiaru wilgoci i ewentualnie pentanowego środka porotwórczego w perełkach polistyrenu. Spienione perełki polistyrenu były wyraźnie widzialne na wszystkich powierzchniach cięcia, o średnicy przeważnie w zakresie 1,0 do 2,5 mm, przy oszacowaniu ś redniego wymiaru na 1,5 mm, co odpowiada obję toś ci 1,8 mm³. Przeciętna objętość niespienionych perełek polistyrenu wynosiła tylko około 0,05 mm³, średnie spienienie wynosiło 36 objętości wyjściowych. Tak więc, ciężar właściwy niespienionych perełek polistyrenu wynosił 1000 kg/m³, średni ciężar właściwy spienionych perełek obliczono na 28 kg/m³. Procentowa wagowo zawartość polistyrenu w mieszaninie była 400 g : 1800 g = 22%, co oznacza, że wagowa zawartość polistyrenu wynosiłaby 22% przy 74 kg/m³. Ciężar właściwy spienionych perełek polistyrenu obliczony uprzednio na 28 kg/m³, przy wadze 16 kg powinien oznaczać objętość 16/28 = z 0,57 m³, tj. ułamek objętościowy 57%.

Tak więc, w sensie zarówno stosunków wagowych jak i objętościowych, piankę kompozytową można opisać jako zawierającą fazę pianki polistyrenowej reprezentującą 22% wagowych lecz 57% objętościowych, i fazę pianki fenolowo/furanowej reprezentującą 78% wagowych lecz tylko 43% objętościowych. Składnik pianki fenolowo/furanowej według obliczeń ma ciężar właściwy (0,78 x 74)/0,43 kg/m³ = 134 kg/m³ (przed

PL 206 957 B1 ubytkiem części lotnych po starzeniu). Tak więc, w tym przypadku stwierdzono, że gęstość składnika pianki fenolowo/furanowej wynosi 134/28 = 4,8 razy więcej niż gęstość pianki polistyrenowej.

Powierzchnia cięcia pianki nie była krucha jak dotychczas w dziedzinie pianek fenolowych, przy czym pianka nie stapia się i nie spala jak pianka polistyrenowa poddana działaniu płomienia. Jest to nieoczekiwane, że około trzy czwarte objętości pianki kompozytowej stanowi pianka polistyrenowa, która jako taka stapia się natychmiast i potem przypala poddaną działaniu płomienia.

P r z y k ł a d 4

Ten przykład wskazuje, że możliwe jest spienianie żywicy fenolowej bez obecności surfaktanta.

Żywica fenolowa Cascofen PA 2027 firmy Borden 1000 g

Spacel 4940 firmy Huntsman 600 g

75%-owy kwas fenolosulfonowy 80 g

Przedmieszka

85%-owy kwas fosforowy 60 g

W 10 litrowym kuble, żywicę i perełki polistyrenu zmieszano i ogrzano do temperatury 30°C. Dodano kwasowy katalizator i całość mieszano energicznie przez 30 sekund. W czasie poniżej 1 minuty ciekła mieszanina zaczęła szybko się spieniać, i temperaturę mieszaniny zwiększony do 102°C. W krótkim okresie czasu, powstała plastyczna pianka o objętości około 22 litrów. Próbkę pianki odcięto, zważono i zmierzono oraz określono gęstość - 61 kg/m³. Cztery tygodnie później próbkę zważono ponownie, stwierdzono ubytek masy, 10% co odpowiada gęstości po dojrzewaniu 55 kg/m³. Prawdopodobnie ten ubytek masy wynika głównie z nadmiaru wilgoci i ewentualnie pentanowego środka porotwórczego w perełkach polistyrenu.

Spienione perełki polistyrenu były wyraźnie widzialne na wszystkich powierzchniach cięcia, o ś rednicy przeważ nie w zakresie 1,0 do 2,5 mm. Ich oszacowany ś redni wymiar wynosił 1,5 mm, co odpowiada objętości 1,8 mm. Przeciętna objętość niespienionych perełek polistyrenu wynosiła tylko około 0,05 mm³, średnie spienienie wynosiło 36 objętości wyjściowych. Tak więc, ciężar właściwy niespienionych perełek polistyrenu wynosił 1000 kg/m³, ciężar właściwy spienionych perełek obliczono na 28 kg/m³. Procentowa wagowo zawartość polistyrenu w mieszaninie była 600 g : 1740 g = 34%, co oznacza, że wagowa zawartość polistyrenu wynosiłaby 34% z 61 kg/m³ = 21 kg/m³. Ciężar właściwy spienionych perełek polistyrenu obliczony uprzednio na 28 kg/m³, przy wadze 21 kg powinien oznaczać objętość 21/28 = 0,75 m³, tj. ułamek objętościowy 75%.

Tak więc, w sensie zarówno stosunków wagowych jak i Id objętościowych, piankę kompozytową można opisać jako zawierającą fazę pianki polistyrenowej reprezentującą 34% wagowych lecz 75% objętościowych, i fazę pianki fenolowej reprezentującą 66% wagowych lecz tylko 25% objętościowych. Obliczono, że składnik pianki fenolowej mają ciężar właściwy (0,66 x 61)/0,25 kg/m³ = 161 kg/m³(przed ubytkiem części lotnych po starzeniu). Tak więc, w tym przypadku, gęstość składnika pianki fenolowej wynosiła 161/28 = 5,8 raza więcej niż gęstość pianki polistyrenowej.

Powierzchnia cięcia pianki nie była krucha jak dotychczas w dziedzinie pianek fenolowych, przy czym pianką nie stapia się i nie spala jak pianką polistyrenową poddana działaniu płomienia.

Jest to nieoczekiwane, że trzy czwarte objętości pianki kompozytowej stanowi pianka polistyrenowa, którą jako taka stapia się natychmiast i potem przypala poddana działaniu płomienia.

P r z y k ł a d 5

Ten przykład wskazuje, że sposób według niniejszego wynalazku można stosować w celu wytworzenia pianki m kompozytowej o bardzo małej gęstości, tj. poniżej 30 kg/m³.

Żywica fenolowa, klasy IL1737 firmy Huntsman 3000 g

Żywicą furanowa, klasy NBBIOI firmy Foseco 1200 g

Perełki polistyrenu, klasy Spacel 7740 firmy Huntsman 3900 g

Fosforan amonu 600 g

50%-owy kwas siarkowy 270 g

Przedmieszka

81%-owy kwas fosforowy 270 g

50%-owy nadtlenek wodoru 60 g

W 25 litrowym kuble, wyłożonym plastikową torbą, ż ywicę fenolową, ż ywicę furanowa i perełki polistyrenu zmieszano razem i ogrzano do temperatury 31°C. Dodano przedmieszkę kwasowego katalizatora i całość mieszano energicznie przez 45 sekund. Plastikową torbę zawierającą mieszaninę wyjęto następnie z kubła, co umożliwia spienianie pianki bez głównego ograniczenia. Spienianie zostało w istocie zakończone w czasie poniżej pięciu minut. Po upływie 2 godzin próbki odcięto oraz

PL 206 957 B1 określono gęstość - 25 kg/m³. Godne uwagi jest, że nawet przy tej małej gęstości, powierzchnia cięcia pianki nie była kruchą jak dotychczas w dziedzinie pianek fenolowych, przy czym pianka nie stapia się i nie spala jak pianka polistyrenowa poddana działaniu płomienia. Według tego przykładu stosuje się dostępną na rynku żywicę furanowa, środek ogniouodporniający i nadtlenek, przy czym ten drugi jest przykładem dodatków, które zwiększają ilość ciepła wytwarzanego w procesie według wynalazku.

P r z y k ł a d 6

Ten przykład ilustruje zdolność pianki według wynalazku do posiadania „pamięci” swego wstępnie powiększonego kształtu.

Żywica fenolowa, klasy IL1737 firmy Huntsman 30000 g

Żywica furanowa, klasy NBBlOl firmy Foseco 6000 g

Perełki polistyrenu, klasy Spacel 7740 firmy Huntsman 15000 g

Fosforan amonu 2700 g

50%-owy kwas siarkowy 2700 g

Przedmieszka

81%-owy kwas fosforowy 2700 g

W 100 litrowym bębnie umieszczono żywicę fenolową, żywicę furanowa, fosforan amonu i perełki polistyrenu oraz mieszano i ogrzano do temperatury 27°C. Dodano przedmieszkę kwasowego katalizatora i całość mieszano energicznie przez 40 sekund, następnie wylano do tekturowego pudła o wymiarach 600 x 600 x 300 mm (długość x szerokość x wysokość). Pudło było wyłożone plastikowym arkuszem, a wszystkie cztery pionowe naroża były uszczelnione, umożliwiając rozkładanie boków do pozycji poziomej, tj. położenia na podłodze. Cztery boki pudła były utrzymywane w pozycji pionowej (z wytworzeniem pudła) aż do rozpoczęcia powiększania, które wystąpiło w czasie poniżej jednej minuty. Boki pudła pozostawiono następnie bez podparcia i zostały szybko popchnięte do pozycji poziomej przez rozszerzającą się piankę. Godne uwagi jest, że niepodparta pianką rozszerzała się we wszystkich kierunkach, w przybliżeniu utrzymując swój wstępnie powiększony kształt, kończąc proces w całkowicie spienionym bloku o wymiarach 1,2 x 1,2 x 0,6 m, o prawie pionowych bokach. Odcięto próbkę pianki oraz określono gęstość - 42 kg/m³.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Polimerowa pianka kompozytowa zawierająca fazę ciągłą w postaci polimeru fenolowoaldehydowego, furanowo-aldehydowego lub fenolowo-furanowo-aldehydowego i fazę rozproszoną spienionego polistyrenu, znamienna tym, że jest wytworzona na drodze katalizy kwasowej, ze zdolnej do spieniania kompozycji zawierającej 5-50% wagowych zdolnych do spieniania perełek niespienionego polistyrenu i 50 - 95% wagowych żywicy lub mieszaniny żywic wybranych spośród żywic: fenolowo-aldehydowej, furanowo-aldehydowej lub fenolowo-furanowo-aldehydowej i katalizowana, zdolna do spieniania kompozycja osiąga w czasie temperatury wystarczające do polimeryzacji wspomnianej żywicy lub mieszaniny żywic i spieniania polistyrenu bez konieczności stosowania zewnętrznego ogrzewania lub źródła energii, i pianka kompozytowa ma gęstość w zakresie 25 - 200 kg/m³ i procent wagowy polistyrenu w piance kompozytowej mieści się w zakresie 5 - 50.
2. Polimerowa pianka kompozytową według zastrz. 1, znamienna tym, że procent wagowy polistyrenu w piance kompozytowej wynosi 10 - 40.
3. Polimerowa pianka kompozytowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że wspomniana pianka ma gęstość w zakresie 25 - 50 kg/m³.
4. Polimerowa pianka kompozytowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że pianka kompozytowa ma gęstość w zakresie 50 - 200 kg/m³.
5. Polimerowa pianka kompozytowa według zastrz. 1, znamienna tym, że polimer fenolowoaldehydowy, furanowo-aldehydowy lub fenolowo-furanowo-aldehydowy w fazie ciągłej jest spieniony.
6. Polimerowa pianka kompozytowa według zastrz. 1, znamienna tym, że katalizowana, zdolna do spieniania kompozycja osiąga temperaturę, co najmniej 80°C.
7. Polimerowa pianka kompozytowa według zastrz. 6, znamienna tym, że katalizowana, zdolna do spieniania kompozycja osiąga temperaturę, co najmniej 90°C.
8. Polimerowa pianka kompozytowa według zastrz. 7, znamienna tym, że katalizowana zdolna do spieniania kompozycja osiąga temperaturę, co najmniej 100°C.

PL 206 957 B1
9. Polimerowa pianka kompozytowa według zastrz. 1, znamienna tym, ż e zawiera ponadto dodatek wybrany z grupy obejmującej środki ogniouodporniające, ulegający spienieniu grafit, środki spęczniające i wypełniacze.
10. Polimerowa pianka kompozytowa według zastrz. 9, znamienna tym, że środek uniepalniający uwalnia gazowy amoniak, gdy jest narażony na działanie ognia.
11. Polimerowa pianka kompozytowa według zastrz. 1, znamienna tym, że spieniony polistyren (faza rozproszoną pianki) ma gęstość 33 - 50 razy mniejszą niż polistyren niespieniony (substrat).
12. Zastosowanie polimerowej pianki kompozytowej określonej w zastrz. 1-11 do wytwarzania panelu izolacyjnego ze stali platerowanej z rdzeniem z polimerowej pianki kompozytowej opisanej w zastrz. 1-11.
13. Zastosowanie według zastrz. 12, znamienne tym, że polimer fenolowo-aldehydowy, furanowo-aldehydowy lub fenolowo-furanowo-aldehydowy jest spieniony.
14. Sposób formowania masy polimerowej pianki kompozytowej, zawierającej fazę ciągłą w postaci polimeru fenolowo-aldehydowego, furanowo-aldehydowego lub fenolowo-furanowo-aldehydowego i fazę rozproszoną spienionego polistyrenu, jak opisano w zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje wprowadzenie ciekłej, zdolnej do spieniania kompozycji zawierającej 5 - 50% wagowych niespienionych, zdolnych do spieniania perełek polistyrenu i 50 - 95% żywicy lub mieszaniny żywic wybranych spośród żywic: fenolowo-aldehydowej, furanowo-aldehydowej lub fenolowo-furanowoaldehydowej i katalizator w skutecznej ilości, do tymczasowej formy kształtującej masę i usunięcie tej tymczasowej formy z chwilą gdy ciekła kompozycja zacznie się rozszerzać, a ta katalizowaną zdolna do spieniania kompozycja osiąga temperaturę wystarczającą do polimeryzacji żywicy lub mieszaniny żywic wybranych spośród żywic: fenolowo-aldehydowej, furanowo-aldehydowej lub fenolowofuranowo-aldehydowej i spieniania polistyrenu bez konieczności stosowania zewnętrznego ogrzewania lub źródła energii.
15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że tymczasową formę umieszcza się w zewnętrznej formie, która to zewnętrzna forma określą kształt pianki kompozytowej po spienianiu.
16. Sposób według zastrz. 14 albo 15, znamienny tym, że polimer fenolowo-aldehydowy, furanowo-aldehydowy lub fenolowo-furanowo-aldehydowy jest spieniony.
17. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że spieniony polistyren (faza rozproszoną pianki) ma gęstość 33 - 50 razy mniejszą niż polistyren niespieniony (substrat).
18. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że katalizowana, zdolna do spieniania kompozycja osiąga temperaturę co najmniej 80°C.
19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że katalizowana, zdolna do spieniania kompozycja osiąga temperaturę co najmniej 90°C.
20. Sposób według zastrz. 19, znamienny tym, że katalizowana zdolna do spieniania kompozycja osiąga temperaturę co najmniej 100°C.