(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (13) T3 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (13) T3 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (1) Int. Cl. C08J9/00 (06.01) (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej Europejski Biuletyn Patentowy 09/14 EP B1 (4) Tytuł wynalazku: Sposób wytwarzania płyt z tworzywa piankowego () Pierwszeństwo: DE EP (43) Zgłoszenie ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 08/ (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 08/09 (73) Uprawniony z patentu: BASF SE, Ludwigshafen, DE (72) Twórca (y) wynalazku: PL/EP T3 ALLMENDINGER Markus, Edenkoben, DE HAHN Klaus, Kirchheim, DE SCHMIED Bernhard, Frankenthal, DE RIETHUES Michael, Ludwigshafen, DE ANTONATUS Edith, Mutterstadt, DE (74) Pełnomocnik: Sulima Grabowska i Sierzputowska Biuro Patentów i Znaków Towarowych sp.j. rzecz. pat. Sulima Zofia Warszawa skr. poczt. 6 Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 SGS-70/VAL EP B1 Opis 1 2 [0001] Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania kształtek z tworzywa piankowego ze wstępnie spienionych cząstek tworzywa piankowego, mających powłokę polimerową, jak również wytworzonych z nich kształtek z tworzywa piankowego i ich zastosowania. [0002] Tworzywa piankowe w postaci cząstek zazwyczaj otrzymuje się przez spiekanie cząstek tworzywa piankowego, otrzymanych przykładowo ze wstępnie spienionych, spienialnych cząstek polistyrenu (EPS) lub spienialnych cząstek polipropylenu (EPP) w zamkniętych formach za pomocą pary wodnej. Aby cząstki tworzywa piankowego mogły zostać dalej spienione i dobrze spojone ze sobą z wytworzeniem kształtki z tworzywa piankowego, zazwyczaj muszą one nadal zawierać niewielkie ilości resztkowe poroforu. Cząstki tworzywa piankowego nie powinny być zatem zbyt długo przechowywane po wstępnym spienieniu. Przy wytwarzaniu nowych kształtek z tworzywa piankowego można także dodawać jedynie niewielkie ilości recyklatów tworzyw piankowych, pochodzących z nieprzydatnych do dalszego stosowania tworzyw piankowych w postaci cząstek, ze względu na ich niedostateczną zdolność do dalszego spieniania. [0003] W WO 00/0000 opisano ogniochronne tworzywa piankowe ze wstępnie spienionych cząstek polistyrenu, które miesza się z wodnym roztworem krzemianu sodu i lateksem kopolimeru octanu winylu o dużej masie cząsteczkowej, wlewa do formy i suszy na powietrzu podczas wytrząsania. W wyniku tego powstaje tylko luźne złoże cząstek polistyrenu, sklejonych ze sobą w niewielu punktach, a tym samym wykazujących jedynie niewystarczającą wytrzymałość mechaniczną. [0004] W WO 0/404 opisano energooszczędny sposób wytwarzania kształtek z tworzywa piankowego, w którym wstępnie spienione cząstki tworzywa piankowego powleka się roztworem żywicy, która w porównaniu ze spienialnym polimerem ma niższą temperaturę mięknienia. Powlekane cząstki tworzywa piankowego następnie spaja się w formie pod działaniem ciśnienia zewnętrznego lub przez dalsze spienianie cząstek pianki w zwykły sposób za pomocą przegrzanej pary wodnej. Rozpuszczalne w wodzie składniki powłoki mogą przy tym ulec wypłukaniu. Ze względu na wyższą temperaturę na wlocie i ochładzanie się pary wodnej wskutek kondensacji, stopień spojenia cząstek tworzywa piankowego i gęstość mogą wykazywać znaczne wahania w całej kształtce z tworzywa piankowego. Ponadto skraplająca się para wodna może zostać zamknięta w przestrzeni pomiędzy cząstkami pianki. [000] Celem wynalazku było zatem usunięcie wyżej wymienionych wad i znalezienie

3 prostego i energooszczędnego sposobu wytwarzania kształtek z tworzywa piankowego o równomiernym rozkładzie gęstości i dobrych właściwościach mechanicznych. [0006] Zgodnie z tym opracowano sposób wytwarzania kształtek z tworzywa piankowego, obejmujący etapy: a) wstępne spienianie spienialnych polimerów styrenu z wytworzeniem cząstek tworzywa piankowego, b) powlekanie tych cząstek tworzywa piankowego roztworem polimeru lub wodną dyspersją polimeru, c) wprowadzanie powlekanych cząstek tworzywa piankowego do formy i spiekanie pod ciśnieniem bez obecności pary wodnej. [0007] Jako cząstki tworzywa piankowego można stosować spienione poliolefiny, takie jak spieniony polietylen (EPE) lub spieniony polipropylen (EPP), bądź wstępnie spienione cząstki spienialnych polimerów styrenu, zwłaszcza spienialnego polistyrenu (EPS). Średnia średnica cząstek tworzywa piankowego mieści się zazwyczaj w zakresie od 2 do mm. Gęstość nasypowa cząstek tworzywa piankowego, oznaczana zgodnie z DIN EN ISO 60, wynosi zazwyczaj do 0 kg/m3, korzystnie do 40 kg/m3, a zwłaszcza 8 do 16 kg/m3. [0008] Cząstki tworzywa piankowego na bazie polimerów styrenu można otrzymywać przez wstępne spienianie EPS za pomocą gorącego powietrza lub pary wodnej w urządzeniu do spieniania wstępnego, do osiągnięcia żądanej gęstości. Dzięki jedno- lub wielostopniowemu spienianiu wstępnemu w urządzeniu ciśnieniowym do spieniania wstępnego lub w urządzeniu do spieniania wstępnego o działaniu ciągłym, można przy tym uzyskać końcową gęstość nasypową poniżej g/l. [0009] Ze względu na dobre właściwości termoizolacyjne szczególnie korzystnie stosuje się wstępnie spienione, spienialne polimery styrenu zawierające atermiczne substancje stałe, takie jak sadza, aluminium lub grafit, a zwłaszcza grafit o średniej średnicy cząstek w zakresie od 1 do 0 µm, w ilościach od 0,1 do % wag., a zwłaszcza 2 do 8% wag., w przeliczeniu na EPS. Polimery te są znane, przykładowo z EP-B i EP-B [00] Do cząstek pianki polimerowej można dodawać środki ogniochronne. W tym celu mogą one zawierać przykładowo 1 do 6% wag. organicznego związku bromu, takiego jak heksabromocyklodekan (HBCD) i ewentualnie dodatkowo od 0,1 do 0,% wag. dikumylu lub jego nadtlenku. Korzystnie stosuje się jednak środki ogniochronne, zwłaszcza wolne d fluorowców środki ogniochronne, wyłącznie w powłoce polimerowej. [0011] W sposobie według wynalazku można również stosować rozdrobnione tworzywa piankowe w postaci cząstek, pochodzące z recyklingu kształtek z tworzywa piankowego. Do wytwarzania zgodnych z wynalazkiem kształtek z tworzywa piankowego można sto-

4 3 1 sować rozdrobnione tworzywo piankowe w postaci recyklatu w ilości do 0% lub np. od 2 do 90% wag., a zwłaszcza od do 2% wag., w stosunku do materiału pierwotnego, bez istotnego wpływu na ich trwałość i właściwości mechaniczne. [0012] Zazwyczaj powłokę stanowi błona z polimeru, który ma jedną lub więcej temperatur zeszklenia w zakresie od -60 do +0 C i w którym ewentualnie może być osadzony wypełniacz. Korzystnie temperatura zeszklenia polimeru błony mieści się w zakresie od - do +80 C, a zwłaszcza w zakresie od - do +60 C. Temperaturę zeszklenia można oznaczać metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC). Korzystnie masa cząsteczkowa polimeru błony, oznaczana metodą chromatografii żelowej (GPC) wynosi poniżej g/mol. [0013] Do powlekania cząstek tworzywa piankowego można stosować zwykłe sposoby, takie jak natryskiwanie, zanurzanie lub zwilżanie cząstek pianki roztworem polimeru lub dyspersją polimeru, albo bębnowanie stałych lub zaabsorbowanych na substancjach stałych polimerów w zwykłych mieszarkach, urządzeniach do natryskiwania, zanurzania lub w urządzeniach bębnowych. [0014] Do powlekania odpowiednie są przykładowo polimery na bazie takich monomerów, jak monomery winyloaromatyczne, takie jak α-metylostyren, p-metylostyren, etylostyren, tert-butylostyren, winylostyren, winylotoluen, 1,2-difenyloetylen, 1,1-difenyloetylen, alkeny, takie jak etylen lub propylen, dieny, takie jak 1,3-butadien, 1,3-pentadien, 1,3-heksadien, 2,3-dimetylobutadien, izopren, piperylen lub izopren, α,ß-nienasycone kwasy karboksylowe, takie jak kwas akrylowy i metakrylowy, ich estry, zwłaszcza estry alkilowe, takie jak estry C 1 -C -alkilowe kwasu akrylowego, a zwłaszcza ester butylowy, ko- 2 rzystnie akrylan n-butylu i estry C 1 -C -alkilowe kwasu metakrylowego, a zwłaszcza metakrylan metylu (MMA) lub amidy kwasów karboksylowych, przykładowo akryloamid i metakryloamid. [001] Polimery mogą ewentualnie zawierać 1 do % wag. komonomeru, takiego jak (met)akrylonitryl, (met)akrylamid, ureido(met)akrylany, (met)aktylan 2-hydroksyetylu, (met)akrylan 3-hydroksypropylu, kwas akrylamidosulfonowy, metyloloakryloamid lub sól sodowa kwasu winylosulfonowego. [0016] Korzystnie polimery powłoki składają się z jednego lub większej liczby monomerów styrenu, butadienu, kwasu akrylowego, kwasu metakrylowego, akrylanów C1-4 alkilu, metakrylanów C 1-4 alkilu, akryloamidu, metakryloamidu lub metyloloakryloamidu. [0017] Jako środki wiążące powłokę polimerową odpowiednie są szczególnie żywice akrylanowe, które korzystnie nanosi się na cząstki tworzywa piankowego w postaci wodnej

5 dyspersji polimeru, ewentualnie dodatkowo z hydraulicznymi środkami wiążącymi na bazie cementu, cementu wapiennego lub gipsu. Odpowiednie dyspersje polimerów otrzymuje się przykładowo przez rodnikową polimeryzację emulsyjną etylenowo nienasyconych monomerów, takich jak styren, akrylany lub metakrylany, jak opisano w WO 00/0480. [0018] Szczególnie korzystne są czyste akrylany lub kopolimery styren-akrylan, zbudowane z takich monomerów, jak styren, akrylan n-butylu, metakrylan metylu (MMA), kwas metakrylowy, akryloamid lub metyloloakryloamid. [0019] Dyspersje polimerów wytwarza się w znany sposób, zazwyczaj przez polimeryzację emulsyjną, suspensyjną lub dyspersyjną, korzystnie w fazie wodnej. Można również polimer wytwarzać przez polimeryzację w roztworze lub w masie, ewentualnie rozdrabniać, a następnie otrzymane cząstki polimeru dyspergować w wodzie w zwykły sposób. W polimeryzacji stosuje się inicjatory, emulgatory, ewentualnie środki ułatwiające tworzenie zawiesiny, regulatory lub inne substancje pomocnicze właściwe dla danego sposobu polimeryzacji. Polimeryzację prowadzi się w sposób ciągły lub okresowy, w temperaturze i pod ciśnieniem odpowiednimi dla danego sposobu w zwykle stosowanych reaktorach. [00] Powłoka polimerowa może zawierać również dodatki, takie jak wypełniacze nieorganiczne, pigmenty lub środki ochronne. Udział tych dodatków zależy od ich rodzaju i oczekiwanego działania i w przypadku wypełniaczy nieorganicznych wynosi zazwyczaj od do 99% wag., korzystnie od do 98% wag., w przeliczeniu na masę powłoki polimerową zawierającej dodatki. [0021] Korzystnie mieszanina powlekająca zawiera substancje wiążące wodę, takie jak np. szkło wodne. Prowadzi to do lepszego lub szybszego utworzenia powłoki z dyspersji polimeru, a tym samym do szybszego utwardzenia elementów kształtowanych z tworzywa piankowego. [0022] Korzystnie powłoka polimerowa zawiera środki ogniochronne, takie jak porowaty grafit, boran, a zwłaszcza boran cynku, pochodne melaminy lub związki fosforu, bądź masy ochronne, które pod wpływem podwyższonej temperatury, na ogół powyżej 80 do 0 C, pęcznieją lub spieniają się tworząc przy tym izolującą, żaroodporną pianę, która chroni leżące pod spodem, termoizolujące cząstki tworzywa piankowego przed działaniem ciepła i ognia. Ilość środków ogniochronnych lub mas ochronnych wynosi zazwyczaj od 2 do 99% wag., korzystnie od do 98% wag., w przeliczeniu na masę powłoki polimerowej. [0023] W przypadku stosowania środków ogniochronnych w powłoce polimerowej istnieje również możliwość zapewnienia wystarczającej ochrony przeciwpożarowej dzięki użyciu cząstek tworzywa piankowego, które nie zawierają żadnych, zwłaszcza żadnych fluorowcowanych środków ogniochronnych, względnie przy niewielkiej ilości środków ognio-

6 1 2 chronnych doprowadzenia do tego, że środek ogniochronny w powłoce polimerowej skupi się na powierzchni cząstek tworzywa piankowego, a pod działaniem ciepła bądź ognia utworzy trwałą sieć przestrzenną. [0024] Szczególnie korzystnie powłoka polimerowa zawiera jako dodatki masy ochronne zawierające chemicznie związaną wodę lub wydzielające wodę w temperaturze powyżej 40 C, takie jak krzemiany metali alkalicznych, wodorotlenki metali, hydraty soli metali i hydraty tlenków metali. [002] Cząstki pianki pokryte tą powłoką można przetwarzać w kształtki z tworzywa piankowego o podwyższonej odporności ogniowej, odpowiadające wymaganiom Klasy B zgodnie z normą DIN 42. [0026] Odpowiednimi wodorotlenkami metali są zwłaszcza wodorotlenki metali grupy 2 (metale ziem alkalicznych) i grupy 13 (grupa boru) układu okresowego. Korzystne są wodorotlenek magnezu i wodorotlenek glinu. Ten ostatni jest szczególnie korzystny. [0027] Jako hydraty soli metali odpowiednie są wszystkie sole metali, których struktura krystaliczna zawiera wodę krystalizacyjną. Analogicznie, jako hydraty tlenków metali odpowiednie są wszystkie tlenki metali, które zawierają wodę krystalizacyjną w swej strukturze krystalicznej. Przy tym, liczba cząsteczek wody krystalizacyjnej we wzorze chemicznym może być liczbą maksymalnie możliwą lub mniejszą, np. pentahydrat, trihydrat lub monohydrat siarczanu miedzi. Oprócz wody krystalizacyjnej, hydraty soli metali lub hydraty tlenków metali mogą również zawierać wodę związaną chemicznie. [0028] Korzystnymi hydratami soli metali są hydraty halogenków metali (zwłaszcza chlorków), siarczanów, węglanów, fosforanów, azotanów lub boranów. Odpowiednie są przykładowo dekahydrat siarczanu magnezu, dekahydrat siarczanu sodu, pentahydrat siarczanu miedzi, heptahydrat siarczanu niklu, heksahydrat chlorku kobaltu(ii), heksahydrat chlorku chromu(iii), dekahydrat węglanu sodu, heksahydrat chlorku magnezu i hydrat boranu cyny. Szczególnie korzystne są dekahydrat siarczanu magnezu i hydrat boranu cyny. [0029] Do innych możliwych hydratów soli metali należą również sole podwójne lub ałuny, przykładowo o ogólnym wzorze: M I M III (SO4)2 12H2O. M I może stanowić np. jon 3 potasu, sodu, rubidu, cezu, jon amonowy, jony talu lub glinu. M III może stanowić np. glin, gal, ind, skand, tytan, wanad, chrom, mangan, żelazo, kobalt, rod lub iryd. [00] Jako hydraty tlenków metali odpowiednie są np. hydrat tlenku glinu, a korzystnie hydrat tlenku cynku lub hydrat tritlenku boru. [0031] Korzystną powłokę polimerową można otrzymać przez zmieszanie 40 do 80 części wagowych, korzystnie 0 do 70 części wagowych roztworu szkła wodnego o zawartości wody od 40 do 90% wag., korzystnie 0 do 70% wag.,

7 do 60 części wagowych, korzystnie do 0 części wagowych szkła wodnego w proszku, o zawartości wody od 0 do % wag, korzystnie 1 do 2% wag. i do 40 części wagowych, korzystnie do części wagowych dyspersji polimeru o zawartości substancji stałych od do 60% wag., korzystnie do 0% wag., lub przez zmieszanie do 9 części wagowych, korzystnie 40 do 90 części wagowych zawiesiny wodorotlenku glinu o zawartości wodorotlenku glinu od do 90% wag, korzystnie do 70% wag., i do 40 części wagowych, korzystnie do części wagowych zawiesiny polimeru o zawartości substancji stałych od do 60% wag., korzystnie do 0% wag. [0032] W sposobie według wynalazku można wytworzyć ciśnienie, przykładowo przez zmniejszenie objętości formy za pomocą ruchomych stempli. Na ogół ustala się przy tym ciśnienie w zakresie od 0, do kg/cm2. Mieszaniną powlekanych cząstek tworzywa piankowego napełnia się otwartą formę. Po zamknięciu formy cząstki pianki zostają sprasowane przez stempel, przy czym powietrze znajdujące się pomiędzy cząstkami tworzywa piankowego uchodzi, a przestrzeń pomiędzy cząstkami zmniejsza się. Powłoka polimerowa wiąże cząstki tworzywa piankowego w kształtki z tworzywa piankowego. [0033] Narzędzie w postaci formy można ukształtować odpowiednio do żądanej geometrii kształtki z tworzywa piankowego. Stopień wypełnienia dobiera się, między innymi, odpowiednio do żądanej grubości końcowego elementu kształtowanego. W przypadku płyt z tworzywa piankowego można stosować prostą formę skrzynkową. Może być konieczne zagęszczenie cząstek wypełniających formę i tym samym usunięcie niepożądanych pustych przestrzeni, zwłaszcza w przypadku skomplikowanych kształtów. To zagęszczenie można osiągnąć np. przez wstrząsanie formy, wprawienie jej w ruch chyboczący lub za pomocą innych, odpowiednich środków. [0034] Dla przyspieszenia wiązania można wtłaczać do formy gorące powietrze bądź ogrzewać formę. Zgodnie z wynalazkiem do formy nie wprowadza się pary wodnej, tak więc żadne rozpuszczalne w wodzie składniki powłoki polimerowej cząstek tworzywa piankowego nie są wypłukiwane, a w szczelinach nie gromadzi się woda kondensacyjna. Do ogrzewania formy można stosować dowolne nośniki ciepła, takie jak olej lub para. Celowe jest przy tym utrzymywanie stałej temperatury gorącego powietrza lub formy w zakresie od do 1 C, korzystnie do 90 C. [003] Alternatywnie lub dodatkowo spiekanie można prowadzić z zastosowaniem energii promieniowania mikrofalowego. Na ogół stosuje się przy tym mikrofale o częstotliwości w zakresie od 0,8 do 0 GHz, korzystnie 0,9 do GHz i czas napromieniania od 0,1 do 1 minut.

8 [0036] Pod wpływem gorącego powietrza o temperaturze w zakresie od 80 do C lub napromieniania energią mikrofal powstaje zazwyczaj nadciśnienie od 0,1 do 1, bara, dzięki czemu proces można prowadzić również bez stosowania ciśnienia zewnętrznego i zmniejszania objętości formy. Ciśnienie wewnętrzne, powstałe pod wpływem mikrofal lub podwyższonej temperatury, z łatwością pozwala na dalsze spienianie cząstek tworzywa piankowego, dzięki czemu, oprócz sklejania przez powłokę polimerową, cząstki tworzywa piankowego mogą sklejać się ze sobą również w wyniku ich mięknięcia. Zanika przy tym przestrzeń pomiędzy cząstkami tworzywa piankowego. Również w tym przypadku dla przyspieszenia wiązania formę można dodatkowo ogrzewać za pomocą nośnika ciepła, jak opisano powyżej. [0037] Do ciągłego wytwarzania zgodnych z wynalazkiem kształtek z tworzywa piankowego odpowiednie są również prasy dwutaśmowe, takie jak te, które stosuje się do wytwarzania poliuretanowych tworzyw piankowych. Przykładowo, wstępnie spienione i powlekane cząstki tworzywa piankowego można podawać na dolną z dwóch taśm metalowych, która może być perforowana i ewentualnie pod naciskiem drugiej współbieżnej taśmy metalowej formować je w ciągłe płyty z tworzywa piankowego. W jednej z postaci realizacji sposobu odległość pomiędzy obiema taśmami stopniowo zmniejsza się, wskutek czego produkt zostaje sprasowany pomiędzy taśmami, a szczeliny pomiędzy cząstkami tworzywa piankowego zanikają. Po przejściu przez strefę utwardzania otrzymuje się ciągłą płytę. W innej postaci realizacji można utrzymywać stałą odległość pomiędzy taśmami, a w pewnej strefie przepuszczać gorące powietrza lub stosować promieniowanie mikrofalowe, wskutek czego cząstki tworzywa piankowego będą ulegały dalszemu spienianiu. Również w tym przypadku szczeliny zanikają i otrzymuje się ciągłą płytę. Można również połączyć obydwie postacie realizacji ciągłego sposobu wytwarzania płyt. [0038] Grubość, długość i szerokość płyt z tworzywa piankowego mogą zmieniać się w szerokich granicach i są one ograniczone wielkością i siłą nacisku narzędzia. Grubość płyt z tworzywa piankowego wynosi zazwyczaj 1 do 00 mm, korzystnie do 0 mm. [0039] Gęstość kształtek z tworzywa piankowego, mierzona zgodnie z DIN 34, wynosi zazwyczaj do 1 kg/m 3, korzystnie do 90 kg/m 3. Sposobem według wynalazku można otrzymywać kształtki z tworzywa piankowego o jednakowej gęstości w całym przekroju poprzecznym. Gęstość warstwy zewnętrznej odpowiada w przybliżeniu gęstości obszaru wewnętrznego kształtki z tworzywa piankowego. [0040] Sposób według wynalazku jest odpowiedni do wytwarzania prostych lub złożonych elementów kształtowanych z tworzywa piankowego, takich jak płyty, bloki, rury, pręty, profile itp. Korzystnie wytwarza się płyty lub bloki, które następnie można ciąć na płyty.

9 8 Można je stosować przykładowo w budownictwie do izolowania ścian zewnętrznych. Szczególnie korzystnie stosuje się je jako warstwę rdzeniową przy wytwarzaniu elementów sandwiczowych, przykładowo tak zwanych strukturalnych paneli izolacyjnych (SIP), stosowanych w budowie chłodni i magazynów. [0041] Inne możliwe zastosowania obejmują palety z tworzywa piankowego, zastępujące palety drewniane, wykończeniowe panele sufitowe, pojemniki chłodzące, przyczepy kempingowe. W wykonaniu ogniochronnym nadają się one również dla transportu lotniczego. Przykłady: Wytwarzanie mieszaniny powlekającej B1: [0042] Do 60 części roztworu szkła wodnego (Woellner Natriumsilikat 38/40, zawartość substancji stałych 36%, gęstość 1,37, stosunek molowy SiO2:Na2O = 3,4) w trakcie mieszania dodano porcjami 40 części szkła wodnego w proszku (Portil N) i mieszaninę homogenizowano przez około 3 do minut. Następnie w trakcie mieszania dodano części dyspersji akrylanowej (Acronal S790, o zawartości substancji stałych około 0%). 1 Wytwarzanie mieszaniny powlekającej B2: [0043] Do 60 części roztworu szkła wodnego (Woellner Natriumsilikat 38/40, zawartość substancji stałych 36%, gęstość 1,37, stosunek molowy SiO 2 :Na 2 O = 3,4) w trakcie mieszania dodano porcjami 40 części szkła wodnego w proszku (Portil N) i mieszaninę homogenizowano przez około 3 do minut. Następnie w trakcie mieszania dodano części dyspersji akrylanowej (Acronal S790, o zawartości substancji stałych około 0%). Cząstki polistyrenowego tworzywa piankowego I (gęstość g/l) 2 [0044] Spienialny polistyren Neopor 20 firmy BASF Aktiengesellschaft, o średnicy wyjściowych perełek 1,4-2,3 mm) poddano wstępnemu spienieniu w aparacie do ciągłego spieniania wstępnego do gęstości około 18 g/l. Po przejściowym sezonowaniu przez około 4 godziny cząstki dodatkowo spieniano w tym samym urządzeniu do spieniania wstępnego do osiągnięcia żądanej gęstości. Wstępnie spienione cząstki pianki polistyrenowej miały wielkość cząstek w zakresie od 6 do mm. Cząstki polistyrenowego tworzywa piankowego II (gęstość 1 g/l) [004] Spienialny polistyren (Neopor 20 firmy BASF Aktiengesellschaft), o średnicy wyjściowych perełek 1,4-2,3 mm) poddano wstępnemu spienieniu w aparacie do ciągłego spieniania wstępnego do gęstości około 1 g/l. Sprasowywanie ze zmniejszeniem objętości:

10 9 1 Przykład 1 [0046] Cząstki polistyrenowego tworzywa piankowego powleczono w mieszalniku mieszaniną B1 w stosunku wagowym 1:4. Powleczoną teflonem, ogrzaną do temperatury 70 C formę wypełniono powlekanymi cząstkami pianki polistyrenowej i za pomocą stempla sprasowano do 0% objętości wyjściowej. Po utwardzeniu w temperaturze 70 C przez minut otrzymano element kształtowany z tworzywa piankowego. W celu dalszego sezonowania element przechowywano przez kilka dni w temperaturze otoczenia. Gęstość sezonowanego elementu kształtowanego wynosiła 78 g/l. Przykład 2 [0047] Powtórzono przykład 1, przy czym jako cząstki pianki polistyrenowej zastosowano polistyrenowe tworzywo piankowe w postaci recyklatu złożonego z cząstek o średniej gęstości 18 g/l, który powleczono w mieszarce mieszaniną powlekającą B2 w stosunku wagowym 1:2. Gęstość sezonowanego elementu kształtowanego wynosiła 78 g/l. Przykład 3 [0048] Cząstki pianki polistyrenowej II powleczono w mieszarce mieszaniną powlekającą B2 w stosunku wagowym 1:2. Cząstki pianki polistyrenowej z naniesioną powłoką wprowadzono do formy z powłoką teflonową i przez zamykaną szczelinę wdmuchiwano gorące powietrze (1 C, nadciśnienie 0,8 bara). Cząstki tworzywa piankowego zostały spienione i spojone w blok tworzywa piankowego, który po minutach wyjęto z formy. W celu dalszego kondycjonowania element kształtowany sezonowano kilka dni w temperaturze otoczenia. Gęstość sezonowanego elementu kształtowanego wynosiła 4 g/l. Sprasowywanie za pomocą gorącego powietrza i ze zmniejszeniem objętości: 2 Przykład 4 [0049] Cząstki pianki polistyrenowej II powleczono w mieszarce mieszaniną powlekającą B2 w stosunku wagowym 1:2. Cząstki pianki polistyrenowej z naniesioną powłoką wprowadzono do formy z powłoką teflonową i przez zamykaną szczelinę wdmuchiwano gorące powietrze (1 C, nadciśnienie 0,8 bara). Jednocześnie za pomocą ruchomego stempla zmniejszono objętość o %. Cząstki tworzywa piankowego zostały jeszcze spienione i spojone w blok tworzywa piankowego, który po minutach wyjęto z formy. W celu dalszego kondycjonowania element kształtowany sezonowano przez kilka dni w temperaturze otoczenia. Gęstość sezonowanego elementu kształtowanego wynosiła 4 g/l. Sprasowywanie z dodatkowym spienianiem za pomocą mikrofal:

11 1 2 3 Przykład [000] Cząstki pianki polistyrenowej II powleczono w mieszarce mieszaniną powlekającą B2 w stosunku wagowym 1:2. Cząstki pianki polistyrenowej z naniesioną powłoką wprowadzono do formy z powłoką teflonową. Pod działaniem pulsacyjnego promieniowania mikrofalowego spienione cząstki tworzywa piankowego zostały jeszcze spienione i spojone w blok tworzywa piankowego. W celu dalszego kondycjonowania wyjęty z formy element kształtowany sezonowano przez kilka dni w temperaturze otoczenia. Gęstość sezonowanego elementu kształtowanego wynosiła 4 g/l. [001] Kształtki z tworzywa piankowego z przykładów 1 do odznaczają się tym, że w teście palności nie skapują i nie zapadają się pod wpływem wysokiej temperatury. Są one samogasnące i spełniają wymagania testu palności B2 lub E. [002] Z płyt z tworzywa piankowego według przykładów 1 do wykonano elementy warstwowe z metalowymi warstwami wierzchnimi: na płyty o wymiarach 600 x 0 x 0 mm i grubości jak podano w przykładach naniesiono obustronnie warstwę kleju poliuretanowego w każdym przypadku o grubości 0 µm. Na klej nałożono płyty stalowe w każdym przykładzie o grubości 1 mm. Klej utwardzano godzin w 2 C. [003] W celu zbadania właściwości palnych, w elementach warstwowych zamocowano element poziomo (powierzchnie metalowe na górze i na dole) i pod płytą umieszczono palnik gazowy. Płomień gazowy skierowano na środek dolnej strony płyty, wysokość płomienia wynosiła około cm, a jego temperatura około 600 C. Odstęp wierzchołka płomienia od dolnej strony płyty wynosił 2 cm. Badania właściwości palnych wykazały, że po min palenia się płomienia stopiła się tylko niewielka część pianki polistyrenowej pomiędzy płytami metalowymi. Trwałość mechaniczna płyty została zachowana. Pianka polistyrenowa nie ściekała kroplami i nie zapalała się. Wywiązywanie się dymu było bardzo niewielkie. Doświadczenie porównawcze 1 zastosowanie pary wodnej do spieniania: [004] Cząstki pianki polistyrenowej I powleczono w mieszarce mieszaniną powlekającą B1 w stosunku wagowym 1:4. Cząstki pianki polistyrenowej z naniesioną powłoką wprowadzono do formy z powłoką teflonową i za pomocą dysz parowych działano przez sekund parą wodną przy nadciśnieniu 0, bara. Element kształtowany wyjęto z formy i w celu dalszego kondycjonowania sezonowano go przez kilka dni w temperaturze otoczenia. Gęstość sezonowanego elementu kształtowanego wynosiła 0 g/l. Powłoka została częściowo wymyta przez skroploną parę wodną i była nierównomiernie rozprowadzona w elemencie kształtowanym, co doprowadziło do gradientu gęstości poprzez element kształtowany od środka do części zewnętrznej. Testy palności wykazały w obszarze krawędzio-

12 wym elementu kształtowanego gorszą odporność na płomień. 11 Doświadczenie porównawcze 2 [00] Powtórzono przykład 1 z tą różnicą, że stempel nie był ruchomy, a zatem nie nastąpiło zmniejszenie objętości i sprasowanie. Cząstki tworzywa piankowego w formie zagęszczono przez wstrząsanie. W celu dalszego kondycjonowania element kształtowany sezonowano przez kilka dni w temperaturze otoczenia. Gęstość sezonowanego elementu kształtowanego wynosiła 40 g/l. Osiągnięto tylko punktowe sklejenie cząstek tworzywa piankowego. Ze względu na dużą objętość pustych przestrzeni, wytrzymałość na ściskane i wytrzymałość na zginanie było wyraźnie zmniejszone, a większe było wchłanianie wody przez płytę z tworzywa piankowego. Zastrzeżenia patentowe 1 1. Sposób wytwarzania kształtek z tworzywa piankowego, obejmujący etapy: a) wstępne spienianie spienialnych polimerów styrenu z wytworzeniem cząstek tworzywa piankowego, b) powlekanie cząstek tworzywa piankowego roztworem polimeru lub wodną dyspersją polimeru, c) wprowadzanie powlekanych cząstek tworzywa piankowego do formy i spiekanie pod ciśnieniem bez obecności pary wodnej. 2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że nacisk wytwarza się przez zmniejszenie objętości formy. 3. Sposób według zastrzeżenia 1 albo 2, znamienny tym, że do formy wtłacza się gorące powietrze. 4. Sposób według jednego z zastrzeżeń 1 do 3, znamienny tym, że spiekanie następuje pod wpływem napromieniania energią mikrofal. 2. Sposób według jednego z zastrzeżeń 1 do 4, znamienny tym, że nacisk nastawia się w zakresie od 0, do kg/cm Sposób według jednego z zastrzeżeń 1 do, znamienny tym, że formę ogrzewa się do temperatury w zakresie od do 90 C. 7. Sposób według jednego z zastrzeżeń 1 do 6, znamienny tym, że powłokę polimerową stanowi błona zawierającego wypełniacz nieorganiczny polimeru o temperatu- rze zeszklenia w zakresie od -60 do +60 C.

13 12 8. Sposób według jednego z zastrzeżeń 1 do 7, znamienny tym, że powłoka polimerowa zawiera żywicę akrylanową jako środek wiążący Sposób według jednego z zastrzeżeń 1 do 8, znamienny tym, że powłoka polimerowa zawiera krzemiany metali alkalicznych, wodorotlenki metali, hydraty soli metali lub hydraty tlenków metali.. Sposób według zastrzeżenia 9, znamienny tym, że powłokę polimerową otrzymuje się przez zmieszanie 40 do 80 części wagowych roztworu szkła wodnego o zawartości wody od 40 do 90% wag., do 60 części wagowych szkła wodnego w proszku o zawartości wody od 0 do % wag., oraz do 40 części wagowych dyspersji polimeru o zawartości substancji stałych od do 60% wag., albo przez zmieszanie do 9 części wagowych zawiesiny wodorotlenku glinu o zawartości wodorotlenku glinu od do 90% wag., do 40 części wagowych dyspersji polimeru o zawartości substancji stałych od do 60% wag. Uprawniony: Pełnomocnik: BASF SE mgr inż. Zofia Sulima Rzecznik patentowy