Ізоляційний пінний матеріал та його застосування

Винахід стосується ізоляційного пінного матеріалу, який виготовляють з пігментованих і не пігментованих, здатних до розширення полістирольних частинок. Матеріал, за винаходом, є прийнятним особливо переважно у формі пластин для теплоізоляції і відповідно в ізоляційних цілях у будівлях або для інших застосувань. Крім того, за допомогою матеріалу за винаходом можна досягти покращеної звукоізоляції. Матеріали, які утворені з здатних до розширення полістирольних частинок, відомі з рівня техніки. Під час виробництва здатні до розширення частинки, які можуть бути попередньо розширені, спінюють у так званих парових камерах, причому відбувається щонайменше одне подальше розширення частинок. Одночасно відбувається зварювання і склеювання, відповідно, спінених частинок одна до одної. Після охолодження отриманий таким чином матеріал може бути видалений з парової камери. Часто здійснюють виготовлення таких матеріалів також у мульдах, які можуть бути вміщені в парові камери, для досягнення особливої форми тіла, яке виготовляють з такого матеріалу. Виготовляють також з таких матеріалів великі блоки. Ці блоки великого формату потім можуть бути розрізані на більш тонкі пластини. Суттєвим оціночним критерієм для таких полістирольних (Styropor) матеріалів є фізична густина, при підвищеній фізичній густині можна досягти підвищеної механічної міцності, додаткового опору руйнуванню і опору стисненню, які визначають границі міцності на розрив. Крім того, важливу роль відіграє теплопровідність такого матеріалу. Теплопровідність залежить від густини, підвищення фізичної густини матеріалу призводить до зниження теплопровідності. З причин економії матеріалу, бажано виготовляти матеріали, особливо пластини, з більш низькою густиною. Однак, пластини такого типу, наприклад, з густиною 15г/л, мають теплопровідність, яка не відповідає вимогам класу 035 теплопровідності (за стандартом DIN 18164). Але, матеріали в цим класом теплопровідності, є бажаними. Було багато невдалих спроб виправити цей недолік за допомогою пігментації здатних до розширення полістиролів. [У патенті ЕР 0 981 574 В1] описані здатні до розширення полістироли, що містять частинки графіту. Ці полістироли, що містять частинки графіту з рівномірним розподілом, показують добру теплоізоляцію, коли пінні матеріали виготовляються з них. Пінні матеріали цього типу [за патентом ЕР 0 981 574 В1] при густині 10г/л, мають теплопровідність, яка нижча за 35мВт/(м´К). Однак зараз, при практичному використанні визначено, що, коли пластини, виготовлені з цього матеріалу, піддаються дії, наприклад, тривалого теплового випромінювання, то може виникнути неконтрольована необоротна термічна зміна форми. Ця зміна форми може бути особливо небезпечною, коли пластини використовуються для теплоізоляції зовнішнього фасаду будівлі. Таким чином можуть утворюватись проміжки між пластинами в місцях їх з'єднання. Ці проміжки ведуть, між іншим, також до того, що у нанесеній штукатурці, яка укріплює покриття з пластин, можуть утворитися тріщини. Тому, метою винаходу є створення ізоляційного пінного матеріалу, який суттєвим чином відповідає своїм фізичним властивостям, особливо відносно теплопровідності і густини, які описані у описі попередньо згаданого [європейського патенту 0 981 574 В1], але в якому, з іншого боку, при тепловому навантаженні, не відбуваються, або відбуваються невеликі, зміни форми ь матеріалу. За винаходом, ця мета досягається за допомогою ізоляційного пінного матеріалу, за п.1 формули винаходу. Переважні втілення і вдосконалення винаходу можуть бути досягнуті за допомогою характеристик, описаних у залежних пунктах формули. За винаходом, ізоляційний пінний матеріал виготовлений із здатних до розширення полістирольних частинок, що містять пігмент, і з частинок, що не містять пігмент. Заявнику вдалося показати, що, якщо матеріал і пінні пластини, виготовлені з цього матеріалу, містить водночас і пігментовані, і не пігментовані полістирольні частинки, то вони мають, при об'ємній густині 30г/л, теплопровідність, яка відповідає теплопровідності, яка була відома до цього у пігментованих матеріалі і пінних пластинах, зокрема, у пластинах пінного матеріалу, що містить графіт. Одночасно, матеріали, які утворені за винаходом, зі змішаних полістирольних частинок, майже не мають невідновлюваних теплових змін форми навіть при досить тривалому тепловому навантаженні. Матеріал за винаходом має переважно 10-90% по масі пігментованих полістирольних частинок і 90-10% по масі не пігментованих полістирольних частинок. Особливо переважно, щоб матеріал містив щонайменше 30% по масі пігментованих полістирольних частинок. Зокрема, добрі результати досягаються, коли в матеріалі використовується близько 50% по масі пігментованих і 50% по масі не пігментованих полістирольних частинок. Пігментами для пігментованих полістирольних частинок, переважно, є зокрема сажа, оксиди металів, металевий порошок, барвні пігменти і/або графіт. Особливо переважними є полістирольні частинки, які містять пігмент, [як описано в патенті ЕР 0 981 574 В1]. Матеріалу за винаходом можна надавати форму пластин або блоків і використовувати відповідно в ізоляційних цілях. Переважним є використання для теплоізоляції, і, особливо, для теплоізоляція будівель. У переважних втіленнях винаходу пігментовані полістирольні частинки розміщені нерівномірно в матеріалі. Однак, можливо також рівномірне розміщення пігментованих полістирольних частинок в матеріалі. Крім того, так як пігментовані полістирольні частинки є взагалі забарвленими, зокрема, в чорний колір, на відміну від білих не пігментованих частинок, то існує можливість надання оптично розпізнавальним візерункам в матеріалі специфічної форми, що покращує, наприклад, загальне естетичне враження. Такі візерунки також можна використовувати для передавання інформації. Наступною альтернативою, у випадку систематичного розташування пігментованих полістирольних частинок з характерним забарвленням, є можливість утворення шарів для досягнення місцевого специфічного ефекту з точки зору механічних і теплових властивостей матеріалу. Такий шар може бути розміщений, наприклад, центрально у тілі, яке має форму пластини і яке утворене з матеріалу, виго товленого за винаходом. Такі шари можуть також утворювати поверхневі шари для покриття. Для утворення подальшої шарової структури на пластино-подібні матеріали цього типу, конструкція яких, за винаходом, описана попередньо, можливо додатково наносити клейкі шари. Матеріал за винаходом, може також мати різну конфігурацію краю, наприклад, за принципом язичка та заглиблення, між іншим, це забезпечує також теплоізоляцію. Було виявлено, що матеріал за винаходом відповідає не тільки 035 класу теплопровідності, наприклад, з об'ємною густиною приблизно 15г/л, але і що цей матеріал одночасно не зазнає або зазнає дуже незначних змін навіть при досить тривалому тепловому навантаженні. Таким чином, матеріал за винаходом поєднує переваги матеріалу [за патентом ЕР 0 981 575 В1] зі сприятливими властивостями відносно теплових змін форми, як це має місце у не пігментованих матеріалах, наприклад, у полістирольних ( Styropor) пінних матеріалах. Завдяки переважним тепловим і механічним властивостям пінного матеріалу за винаходом, зменшуються будь-які різні теплові розширення, що трапляються, так що можна запобігти утворенню тріщин в покриттях цього матеріалу або в покриттях місць стику з цих матеріалів. Винахід пояснюється далі детальніше на прикладах з посиланнями на Фіг.1 і 2. На Фіг.1 наведена таблиця із значеннями вимірювань, які були отримані на пластинах, наведених як приклад. На Фіг.2 зображений матеріал 3 за винаходом у формі пластини. Пігментовані полістирольні частинки 1 містять частинки графіту і розподілені нерівномірно в матеріалі 3. Не пігментовані полістирольні частинки позначені цифрою 2. Приклад: Пластини, в якості зразків, були виготовлені при однакових умовах, використовуючи однакові параметри методу і ту саму машину. Матеріал за винаходом виготовляють в рівній пропорції (50% по масі) з попередньо розширених полістирольних частинок (Styropor частинки F 215 фірми BASF) і з полістирольних частинок, пігментованих графітом (Neopor фірми BASF). Отримана пластина має вигляд чорно-білої (Далматин) поверхні, завдяки чорним (Neopor) частинкам. Вона досягла густини 15,6кг/м 3, а теплопровідність за стандартом DIN 52612 при 23°С склала на рівні 32,8мВт/(м´К), використовуючи для вимірювання апарат фірми Hesto. Порівняємо з відомим не пігментованим пінним матеріалом (білим), який мав густин у 14,77кг/м 3 і визначену теплопровідність 37,9мВт/(м´К) і пігментованим тільки графітом пінним матеріалом, який мав густину 17,38кг/м 3 і визначену теплопровідність 32,2мВт/(м´К). Відомий не пігментований пінний матеріал досягнув адгезивної міцності на розтягнення перпендикулярно площині пластини 115-120кПа. Відомий пігментований тільки графітом пінний матеріал досягнув відповідної міцності на розтягнення 160кПа, а пінний матеріал за винаходом, який був виготовлений з чорних (графіт) та білих (не пігментованих) пінних частинок досягнув міцності на розтягнення 160кПа. Значення вимірювань наведені в таблиці на Фіг.1.