Способ изготовления звуко- и/или теплоизоляционного элемента, а также звуко- и/или теплоизоляционный элемент - RU2721017C2

Описание

Изобретение относится к способу изготовления звуко- и/или теплоизоляционного элемента с признаками родового понятия пункта 1 формулы изобретения. Кроме того, изобретение относится к звуко- и/или теплоизоляционному элементу с признаками родового понятия пункта 12 формулы изобретения.

Уровень техники

Изоляционные элементы для звуко- и/или теплоизоляции в строениях могут быть изготовлены из самых разнообразных изоляционных материалов. Однако особенно часто, в частности, в области отделки фасадов, применение находят изоляционные элементы из частиц вспененного полистирола. Поскольку они не только имеют хорошие коэффициенты звукоизоляции, но к тому же изготавливаются сравнительно экономично. Хорошие коэффициенты звукоизоляции главным образом обусловливаются заполненными воздухом порами и, соответственно, ячейками, которые образуются при вспенивании частиц полистирола. Аналогично для получения изоляционных элементов пригодны также другие полимеры в той мере, насколько их частицы могут вспениваться. Чем больше общий объем заполненных воздухом пор и, соответственно, общий объем ячеек, тем, как правило, лучше изоляционные свойства, в особенности теплоизоляционные свойства, данного изоляционного материала.

Общий объем пор и, соответственно, общий объем ячеек также включает остающийся между частицами незаполненный объем, который в зависимости от степени склеивания и/или уплотнения исходных материалов может получаться с различной величиной.

Например, из патентного документа EP 2 527 124 A1 следуют формованное изделие для звуко- и/или теплоизоляции строений, а также способ изготовления такого формованного изделия. В этом способе предварительно вспененные частицы полистирола под действием давления и/или тепла свариваются и/или уплотняются так, что в формованном изделии сохраняется состоящее из незаполненных промежутков между частицами взаимосвязанное полое пространство. Благодаря взаимосвязанному полому пространству формованное изделие способно впитывать водяной пар и воду и сразу же опять выпускать обратно. Соответственно этому предлагаемое для звуко- и/или теплоизоляции строений формованное изделие скорее применимо в качестве дренажной панели. Однако активное поглощение воды и временное удерживание ее, например, вследствие образования капилляров, должно предотвращаться, так как вследствие этого снижается эффективность формованного изделия для теплоизоляции.

Кроме того, в патентном документе EP 2 527 124 A1 предлагается нанесение на частицы полистирола перед свариванием и/или уплотнением покрытия из связующего материала. Тогда сцепление частиц полистирола друг с другом главным образом обеспечивается нанесенным снаружи на частицы связующим материалом, причем речь преимущественно идет об органическом связующем материале. Создаваемое связующим материалом соединение должно особенно повышать механическую стабильность формованного изделия.

Однако оказалось, что формованное изделие из вспененных частиц полистирола, полистирольные частицы которого перед свариванием и/или уплотнением были покрыты органическим связующим материалом, предрасположено к повышенному поглощению воды сравнительно с формованным изделием из непокрытых частиц полистирола. Это можно объяснить тем, что сами по себе водоотталкивающие частицы полистирола покрыты слоем связующего материала, который по сравнению с частицами полистирола является менее гидрофобным или даже гигроскопичным. Поскольку покрытие из связующего материала одновременно образует трехмерную сетчатую структуру, которая пронизывает все формованное изделие, поступающая влага прочно удерживается связующим материалом внутри формованного изделия. В результате этого теплоизоляционная эффективность сокращается.

Более того, известны полимерные частицы, которые, в отличие от частиц полистирола, не ведут себя как водоотталкивающие. К ним относятся, в частности, частицы биополимеров. Биополимеры могут состоять из природных полимеров, например, таких как полимолочная кислота или производные целлюлозы. Кроме того, они могут быть получены из искусственно изготовленных мономеров, для получения которых опять же используются природные сырьевые материалы. В качестве примера может быть приведен полиэтилен, если применяемый этилен получен из природных органических отходов. Соответственно этому биополимерами могут быть также полимеры биогенного происхождения. Кроме того, можно говорить о биополимерах, когда полимеры могут биологически разлагаться естественным путем.

Если данные биополимеры находят применение, под этим подразумеваются, в частности, полярные гидрофильные полимеры, которые составлены полярными гидрофильными мономерами.

Изготовленные из биополимеров пеноматериалы на основе полимерных частиц склонны к повышенному водопоглощению, так что менее пригодны к формированию звуко- и/или теплоизоляционного элемента. В таком случае следует предпринимать дополнительные меры, которые защищают звуко- и/или теплоизоляционный элемент от повышенного водопоглощения.

Например, из патентного документа EP 2 366 847 A1 известна изоляционная и дренажная панель из вспененных полимерных частиц, которые склеены между собой с помощью связующего средства. При этом между частицами остаются полые промежутки, которые образуют взаимосвязанное сетчатое полое пространство, через которое вода может выводиться под действием силы тяжести. Чтобы содействовать выведению влаги внутри панели, предлагаемая в этом печатном издании панель имеет сужающийся свободный конец, который при размещении панели на наружной стене здания оказывается обращенным вниз и подобно воронке сводит влагу в середину панели. Кроме того, предлагается дополнительное импрегнирование панели пропиточным средством, которое снижает гидрофильность и дополнительно улучшает характеристики дренирования.

Исходя из вышеуказанного прототипа, положенной в основу настоящего изобретения задачей является создание звуко- и/или теплоизоляционного элемента из пеноматериала на основе полимерных частиц, который имеет хороший коэффициент звукоизоляции и к тому же обладает незначительной водопоглощающей способностью. Кроме того, звуко- и/или теплоизоляционный элемент должен изготавливаться простым и экономичным путем.

Для решения задачи представлены способ с признаками пункта 1 формулы изобретения и звуко- и/или теплоизоляционный элемент с признаками пункта 12 формулы изобретения.

Описание изобретения

В предлагаемом способе изготовления звуко- и/или теплоизоляционного элемента применяются вспениваемые и/или предварительно вспененные полимерные частицы. Вспениваемые и/или предварительно вспененные полимерные частицы покрыты связующим материалом и затем подвергнуты обработке в процессе формования, в котором полимерные частицы склеиваются и/или спекаются друг с другом. При этом склеивание производится посредством связующего материала. Соответственно изобретению, для нанесения покрытия на вспениваемые и/или предварительно вспененные полимерные частицы используется негидрофильный связующий материал.

Негидрофильный связующий материал приводит к образованию обволакивающего полимерные частицы покрытия, которое служит не только для склеивания полимерных частиц, но, сверх того, и для снижения гидрофильности изготовленного этим способом звуко- и/или теплоизоляционного элемента. Это значит, что изготовленный соответствующим изобретению способом звуко- и/или теплоизоляционный элемент имеет пониженную водопоглощающую способность.

Тем самым применение негидрофильного связующего материала делает ненужным дополнительное импрегнирование звуко- и/или теплоизоляционного элемента для снижения гидрофильности. Это значит, что соответствующим изобретению способом упрощается изготовление звуко- и/или теплоизоляционного элемента с пониженной водопоглощающей способностью. Кроме того, это обусловливает снижение стоимости, так как не только исключается дополнительная технологическая стадия, но и негидрофильный связующий материал одновременно заменяет пропиточное средство.

Благодаря сниженной гидрофильности изготовленного соответствующим изобретению способом звуко- и/или теплоизоляционного элемента действительно меньше поглощается влага. Поэтому чем меньше гидрофильность, тем худшими становятся характеристики смачивания. Это значит, что капли воды меньше склонны к растеканию, и в идеальном случае делаются шарообразными вследствие водоотталкивания. Тем самым явственно меньшее количество воды осаждается на полимерных частицах и, соответственно, их покрытии или поглощается ими. Тем самым покрытие из негидрофильного связующего материала противодействует активному поглощению воды.

Изготовленный соответствующим изобретению способом звуко- и/или теплоизоляционный элемент тем самым особенно пригоден для применения в области наружной отделки и/или особенно в областях с повышенной влажностью. Кроме того, он пригоден для применения в качестве дренажного элемента или, соответственно, панели.

В отношении негидрофильного связующего материала речь предпочтительно идет об органическом полимерном связующем материале. Такой материал имеет высокую силу сцепления, так что достигается стабильное связывание полимерных частиц друг с другом.

Гидрофильность органического полимерного связующего материала в значительной мере определяется следующими факторами:

- полярностью мономеров

- порядком связывания мономеров друг с другом, а также

- длиной и степенью разветвленности полимерных цепей.

Если в связующий материал для образования покрытия вводятся добавки, например, чтобы улучшить обрабатываемость связующего материала, то кроме этого играют роль тип и количество добавок.

Поскольку изготовитель связующего материала, как правило, не приводит никаких сведений относительно вышеуказанных факторов, гидрофильность связующего материала должна выясняться опытным путем и/или определяться другими факторами и, соответственно, параметрами.

Например, экспериментально может быть определен краевой угол (KW) воды и дииодметана на поверхности связующего материала. По краевому углу тогда рассчитывается поверхностная энергия (OFE), которая аддитивно складывается из полярного компонента (PA) и (неполярного) дисперсионного компонента (DA). Полярный компонент (PA) представляет собой меру взаимодействия между поверхностью и полярным веществом, например, таким как вода. Дисперсионный компонент (DA) представляет собой меру взаимодействия между поверхностью и неполярным веществом, например, таким как масло.

При этом выводы о гидрофильных свойствах поверхности делаются не только на основе абсолютных значений OFE, PA и DA, а также по соотношениям величин между собой: DA/PA, PA/OFE, а также DA/OFE.

Все вышеуказанные параметры могут быть определены опытным путем, так что подобные эксперименты предпочтительно предшествуют исполнению соответствующего изобретению способа. Этим путем можно прежде всего выяснить, является ли связующий материал «негидрофильным», и тем самым пригодным для исполнения соответствующего изобретению способа.

Для экспериментального выяснения и, соответственно, определения соответственных параметров чистый связующий материал затем наносится ракелем на пленку Lenetta влажным слоем с толщиной 250 мкм. После трех дней высушивания при температуре 23°С и 50%-ной относительной влажности воздуха измеряется краевой угол водяной капли спустя одну минуту времени до установления равновесного состояния на поверхности слоя связующего материала с использованием анализатора Krüss Mobile Drop GH11 (Advance Software Version 1.2.1). Таким же путем определяется краевой угол дииодметана на поверхности слоя связующего материала. Затем рассчитываются поверхностные энергии согласно стандарту DIN 55660-2 (декабрь 2011 года), метод Оуэнса-Вендта-Рабеля-Кабли (ОВРК, OWRK), а также полярный компонент и дисперсионный компонент. Если связующий материал представляет собой диспергируемый порошок, то сначала он повторно диспергируется в воде так, чтобы содержание твердого полимерного вещества составляло 50 вес.%.

В соответствующем изобретению способе предпочтительно применяется связующий материал, который имеет статический начальный краевой угол воды после 1 минуты приведения в равновесие ≥35°, предпочтительно ≥40°, более предпочтительно ≥50°.

Пригодность связующего материала для исполнения соответствующего изобретению способа может быть альтернативно или дополнительно выяснена на основе поверхностной энергии связующего материала. Предпочтительно используется связующий материал, который имеет поверхностную энергию ≤70 мН/м, предпочтительно ≤65 мН/м, более предпочтительно ≤60 мН/м. Однако поверхностная энергия должна быть выше 30 мН/м.

Кроме того, предпочтительно применяется связующий материал, который имеет полярный компонент поверхностной энергии ≤35 мН/м, предпочтительно ≤30 мН/м, более предпочтительно ≤25 мН/м. При этом предпочтительно, чтобы значение было не ниже 1 мН/м.

Кроме того, предпочтительно используется связующий материал, который имеет дисперсионный компонент поверхностной энергии ≥10 мН/м, предпочтительно ≥20 мН/м, более предпочтительно ≥30 мН/м. Однако дисперсионный компонент поверхностной энергии не должен превышать 60 мН/м.

Особенное значение имеет соотношение величин поверхностной энергии (OFE), полярного компонента (PA) и дисперсионного компонента (DA) между собой.

Соотношение DA/PA предпочтительно составляет >1,0, предпочтительно >1,4, более предпочтительно >1,6. Уже измерение краевого угла с водой позволяет сделать выводы относительно соотношения PA/DA. Тогда меньший краевой угол (воды) означает, что велик полярный компонент, из чего следует, что соотношение PA/DA является сравнительно малым.

Соотношение PA/OFE предпочтительно составляет <0,50, предпочтительно <0,45, более предпочтительно <0,40.

Отсюда для соотношения DA/OFE получаются значения >0,50, предпочтительно >0,55, более предпочтительно >0,60.

Соответственно этому, под «негидрофильным» связующим материалом в смысле настоящей заявки предпочтительно подразумевается органический полимерный связующий материал, на поверхности которого вода образует краевой угол ≥35°, поверхность которого имеет значение OFE ≤70 мН/м, полярный компонент величины OFE составляет ≤35 мН/м, и дисперсионный компонент величины OFE составляет ≥30 мН/м.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, в качестве связующего материала применяется водная дисперсия полимера на основе акрилата, (мет)акрилата, стирол-акрилата, винилацетата, этилен-винилацетатного сополимера, сложных виниловых эфиров, винилхлорида, полиуретана, полисилоксана и/или силиконовой смолы. Она имеет то преимущество, что при нанесении покрытия в виде пленки она обволакивает полимерные частицы так, что обеспечивается приблизительно равномерное распределение связующего материала. К тому же применением водной дисперсии полимера может улучшаться сцепление связующего материала с полимерными частицами. В альтернативном варианте, в качестве связующего материала может быть использован сухой диспергируемый порошок на основе акрилата, стирол-акрилата, винилацетата, этилен-винилацетатного сополимера и/или винилхлорида. Адгезия сухого диспергируемого порошка к полимерным частицам может быть улучшена тем, что частицы заранее увлажняются, и/или применяются предварительно вспененные полимерные частицы, которые еще имеют остаточную влажность.

Кроме того, предлагается, что применяются вспениваемые и/или предварительно вспененные полимерные частицы из полистирола, полиуретана, полипропилена, полиэтилена и/или полиэтилентерефталата. Эти полимеры имеют мономеры, которые являются неполярными, и поэтому поглощают очень мало воды и, соответственно, являются водоотталкивающими. Это соответственно справедливо и для изготовленных из них пеноматериалов на основе полимерных частиц. Благодаря предлагаемому согласно изобретению покрытию негидрофильным связующим материалом может быть получена незначительная водопоглощающая способность такого пеноматериала на основе полимерных частиц, или даже еще больше понижена.

Кроме того, также могут быть использованы вспениваемые и/или предварительно вспененные полимерные частицы биополимера. В отношении биополимера речь предпочтительно идет о полилактиде и, соответственно, о полимолочной кислоте, и/или о биополимере на основе крахмала или целлюлозы, например, ацетате целлюлозы, пропионате целлюлозы или бутирате целлюлозы. Как уже вначале упоминалось, биополимеры, в отличие от вышеуказанных полимеров, состоят из полярных мономеров. Изготовленные из них пеноматериалы на основе полимерных частиц соответственно этому имеют повышенную смачиваемость водой и водопоглощающую способность. Нанесением на полимерные частицы покрытия из негидрофильного связующего материала можно снизить водопоглощающую способность.

Двойное действие негидрофильного связующего материала как клеевого средства и как импрегнирующего материала особенно хорошо проявляется при применении биополимеров. Как правило, биополимеры тогда спекаются хуже, чем вышеуказанные другие полимеры. Тем самым необходимо дополнительное склеивание частиц, когда должно достигаться стабильное соединение частиц.

Предпочтительно применяются полимерные частицы, которые в предварительно вспененном состоянии имеют размер частиц от 2 до 10 мм, предпочтительно от 2 до 8 мм, более предпочтительно от 3 до 7 мм. Тем самым изоляционные элементы достигают достаточно хороших характеристик теплоизоляции.

Кроме того, предпочтительно используются вспениваемые и/или предварительно вспененные полимерные частицы в количестве от 30 до 99 вес.%, предпочтительно от 40 до 98 вес.%, более предпочтительно от 60 до 97 вес.%, а также связующий материал в количестве от 1 до 70 вес.%, предпочтительно от 2 до 60 вес.%, более предпочтительно от 3 до 40 вес.%, в каждом случае в расчете на общий вес твердого вещества исходных материалов. Величина содержания связующего материала способствует тому, чтобы изготовленный соответствующим изобретению способом звуко- и/или теплоизоляционный элемент имел высокую механическую стабильность.

Кроме того, в исходные для изготовления звуко- и/или теплоизоляционного элемента материалы могут быть введены обычные добавки. Содержание добавок предпочтительно составляет от 0 до 40 вес.%, предпочтительно от 0 до 30 вес.%, более предпочтительно от 0 до 20 вес.%, в расчете на общий вес твердого вещества исходных материалов.

Предпочтительно вводится по меньшей мере одна добавка, в частности, в форме огнезащитного средства, чтобы снизить воспламеняемость и, соответственно, горючесть пеноматериала на основе полимерных частиц. В качестве огнезащитного средства предпочтительно используется вспучивающийся антипирен, предпочтительно пенографит. Как правило, пенографит находится в форме грубозернистых и/или угловатых частиц, которые обеспечивают хорошее сцепление с частицами полистирола. Добавление пенографита в качестве огнезащитного средства соответственно этому не оказывает негативного влияния на стабильность связывания полимерных частиц друг с другом. Кроме того, пенографит - в отличие от многих традиционных огнезащитных средств - не вызывает сомнений в токсикологическом отношении.

Добавление огнезащитного средства может быть выполнено таким путем, что полимерные частицы, перед тем, как подвергаются обработке в процессе формования, дополнительно покрываются огнезащитным средством. Нанесение покрытия из огнезащитного средства может проводиться до, во время или после нанесения покрытия из связующего материала. Например, огнезащитное средство может быть добавлено к связующему материалу так, что полимерные частицы могут быть покрыты огнезащитным средством и связующим материалом только в одном процессе нанесения покрытия.

Для формования покрытые полимерные частицы помещаются в пресс-форму, и с приложением давления и/или подведением тепла склеиваются и/или спекаются. Посредством условий давления и/или температуры при спекании можно регулировать величину остающегося между полимерными частицами незаполненного полого пространства. В зависимости от данной в каждом случае степени уплотнения и/или от расширения полимерных частиц, соответственно этому может быть изготовлен звуко- и/или теплоизоляционный элемент, который к тому же имеет дренажную функцию. Кроме того, ограничивающее расширение действие достигается посредством связующего материала, который при спекании обволакивает полимерные частицы и тем самым противодействует расширению частиц. Соответственно этому, степень расширения может регулироваться уровнем содержания связующего материала.

Кроме того, для решения указанной вначале задачи предлагается звуко- и/или теплоизоляционный элемент из пеноматериала на основе полимерных частиц, который включает склеенные и/или спеченные между собой полимерные частицы, причем склеивание - если предусматривается - достигается с помощью связующего материала, которым были покрыты полимерные частицы, предпочтительно перед спеканием. Согласно изобретению, связующий материал является негидрофильным и образует по меньшей мере частично обволакивающее полимерные частицы покрытие. Предпочтительно достигается по существу полностью окружающее полимерные частицы покрытие.

Поскольку покрытие из связующего материала в значительной мере охватывает отдельные полимерные частицв, связующим материалом также покрываются «внутренние» поверхности, то есть, поверхности, ограничивающие незаполненное промежуточное пространство между частицами. Поэтому последующее импрегнирование для снижения гидрофильности может не потребоваться. Соответственно этому, негидрофильный связующий материал имеет двойственную функцию, а именно, клеевого средства и пропиточного материала.

Покрытие негидрофильным связующим материалом действует так, что соответственно становятся незначительными смачиваемость и в результате этого водопоглощающая способность звуко- и/или теплоизоляционного элемента. Этим путем обеспечивается то, что проникающая влага, в частности, в форме воды и/или водяного пара, не будет приводить к ухудшению изоляционных свойств, в частности, теплоизоляционных характеристик, звуко- и/или теплоизоляционного элемента. Тогда проникшая влага будет надежно отводиться и не накапливаться в значительной степени.

Поэтому данный звуко- и/или теплоизоляционный элемент пригоден в особенности для применения в области наружной отделки и/или в областях с повышенной влажностью. Кроме того, звуко- и/или теплоизоляционный элемент пригоден для применения в качестве дренажного элемента или, соответственно, панели.

Как негидрофильным в смысле настоящей заявки считается, в частности, связующий материал, который удовлетворяет по меньшей мере одному из указанных далее параметров, которые относятся к краевому углу воды и/или поверхностной энергии.

Образующий покрытие связующий материал предпочтительно имеет статический начальный краевой угол воды после 1 минуты приведения в равновесие, составляющий ≥35°, предпочтительно ≥40°, более предпочтительно ≥50°.

Кроме того, связующий материал может считаться как негидрофильный в смысле настоящей заявки, если имеет общую поверхностную энергию ≤70 мН/м, предпочтительно ≤65 мН/м, более предпочтительно ≤60 мН/м.

Кроме того, образующий покрытие связующий материал предпочтительно имеет полярный компонент поверхностной энергии ≤35 мН/м, предпочтительно ≤30 мН/м, более предпочтительно ≤25 мН/м.

Кроме того, образующий покрытие связующий материал предпочтительно имеет дисперсионный компонент поверхностной энергии ≥10 мН/м, предпочтительно ≥20 мН/м, более предпочтительно ≥30 мН/м.

Покрытие предпочтительно формируется связующим материалом на основе акрилата, (мет)акрилата, стирол-акрилата, винилацетата, этилен-винилацетатного сополимера, сложных виниловых эфиров, винилхлорида, полиуретана, полисилоксана и/или силиконовой смолы. Неважно, должна ли при этом идти речь о фактически негидрофильном связующем материале, или же при необходимости это предварительно определяется опытным путем, когда вышеуказанные параметры неизвестны. При этом могут проводиться действия, как уже описанные в связи с соответствующим изобретению способом.

Пеноматериал на основе полимерных частиц предпочтительно содержит полимерные частицы из полистирола, полиуретана, полипропилена, полиэтилена и/или полиэтилентерефталата. Эти полимеры имеют мономеры, которые неполярны и тем самым уже сами по себе являются водоотталкивающими. Нанесением покрытия из негидрофильного связующего материала это свойство может быть получено или даже усилено. Кроме того, может быть оказано противодействие активному проникновению воды в результате капиллярного эффекта, чтобы, например, улучшить дренирующее действие звуко- и/или теплоизоляционной панели.

В альтернативном варианте, пеноматериал на основе полимерных частиц может содержать полимерные частицы из биополимера, в частности, из полилактида, и/или из биополимера на основе крахмала или целлюлозы, например, ацетата целлюлозы, пропионата целлюлозы и/или бутирата целлюлозы. Мономеры этих биополимеров по природе являются полярными, и сами полимеры тогда относительно полярны. Соответственно тому, изготовленный из них звуко- и/или теплоизоляционный элемент имеет сравнительно хорошую смачиваемость и, соответственно, высокую водопоглощающую способность. Однако обволакивание полимерных частиц содержащим негидрофильный связующий материал покрытием действует так, что водопоглощающая способность снижается. В этом отношении здесь особенно хорошо проявляются преимущества изобретения.

Кроме того, предлагается, что огнезащитное средство предпочтительно содержит вспучивающееся огнезащитное средство, в частности, пенографит. Огнезащитное средство снижает воспламеняемость и, соответственно, горючесть звуко- и/или теплоизоляционного элемента. Преимущества пенографита уже были упомянуты выше, так что на это приводится ссылка.

Кроме того, соответствующий изобретению звуко- и/или теплоизоляционный элемент предпочтительно был изготовлен согласно соответствующему изобретению способу.

Далее соответствующий изобретению способ и соответствующий изобретению звуко- и/или теплоизоляционный элемент подробнее разъясняются посредством конкретных примеров.

Применялись следующие связующие материалы:

Связующий материал 1: водная дисперсия сополимера винилацетата, этилена и сложных эфиров метакриловой кислоты, стабилизированная поливиниловым спиртом, содержание твердых веществ около 50 вес.%.

Связующий материал 2: водная дисперсия полимера из сложных эфиров акриловой и метакриловой кислоты, содержание твердых веществ около 48 вес.%.

Связующий материал 3: диспергируемый порошок на основе сополимера винилацетата и этилена, стабилизированный поливиниловым спиртом.

Для определения краевого угла, образованного водой и дииодметаном, а также поверхностной энергии, образцы водных дисперсий полимеров и, соответственно, заранее повторно диспергированного в таком же количестве воды диспергируемого порошка, были нанесены ракелем на пленку Lenetta в каждом случае влажным слоем с толщиной 250 мкм, и высушены в течение трех дней при температуре 23°С и 50%-ной относительной влажности воздуха. Затем были измерены краевые углы капель воды и, соответственно, дииодметана после 1 минуты приведения в равновесие на данной поверхности, и определены поверхностные энергии, а также полярные и дисперсионные компоненты данной поверхностной энергии. Измерение краевого угла проводилось с использованием анализатора Krüss Mobile Drop GH11 (Advance Software Version 1.2.1), а именно, на линии контакта трех фаз между твердым материалом, жидкостью и газом. В каждом случае проводились пять измерений на различных местоположениях данных поверхностей. Для этого в каждом случае на поверхности наносились пять капель воды и, соответственно, дииодметана. Затем результаты измерений усреднялись.

Результаты измерений приведены в нижеследующей Таблице:

Соответственно приведенному в этой заявке определению негидрофильного связующего материала, таким могут считаться только связующие материалы 2 и 3. Связующий материал 1 в эту категорию не попадает.

Пример 1

700 г предварительно вспененных частиц полистирола с размером частиц от 4 до 7 мм и насыпной плотностью около 15 кг/м³ были покрыты 200 г связующего материала 1, для чего частицы полистирола и дисперсия полимера были тщательно перемешаны. К смеси перед высушиванием дисперсии полимера были добавлены 150 г пенографита. Этой смесью объемом 9 л была заполнена форма с поверхностью дна с размерами 30 см×30 см, и под давлением и при нагревании (100°С), причем в качестве теплоносителя служил водяной пар, которые протекал по всей поверхности формы, смесь была отпрессована в панель с размерами 30 см×30 см×7 см. После снятия давления формованная деталь была извлечена из формы и высушена на протяжении периода времени одной недели при комнатной температуре.

Полученная таким образом формованная деталь имела теплопроводность λ согласно стандарту DIN EN 12667 <35 Вт/(мК), и плотность ρ согласно стандарту DIN EN 1602 37,3 кг/м³. Водопоглощение согласно стандарту DIN EN 1609 составляло 496 г/м².

Пример 2

700 г предварительно вспененных частиц полистирола с размером частиц от 4 до 7 мм и насыпной плотностью около 15 кг/м³ были покрыты 200 г связующего материала 2, для чего частицы полистирола и дисперсия полимера были тщательно перемешаны. К смеси перед высушиванием дисперсии полимера были добавлены 150 г пенографита. Этой смесью объемом 9 л была заполнена форма с поверхностью дна с размерами 30 см×30 см, и под давлением и при нагревании (100°С), причем в качестве теплоносителя служил водяной пар, которые протекал по всей поверхности формы, смесь была отпрессована в панель с размерами 30 см×30 см×7 см. После снятия давления формованная деталь была извлечена из формы и высушена на протяжении периода времени одной недели при комнатной температуре.

Полученная таким образом формованная деталь имела теплопроводность λ согласно стандарту DIN EN 12667 <35 Вт/(мК), и плотность ρ согласно стандарту DIN EN 1602 35,9 кг/м³. Водопоглощение согласно стандарту DIN EN 1609 составляло 170 г/м².

Пример 3

350 г вспениваемых частиц полимера («EPS-Beads») были смешаны с 70 г связующего материала 3 и 100 г пенографита, и с приложением давления (1 бар (0,1 МПа)) и подведением тепла (100°С), причем в качестве теплоносителя служил водяной пар, подвергнуты предварительному вспениванию. При этом диспергируемый порошок размягчался и образовывал полимерную пленку на предварительно вспененных частицах полистирола, которая фиксировала пенографит на поверхности частиц. Затем покрытые и предварительно вспененные полимерные частицы были высушены в сушилке с псевдоожиженным слоем. Покрытые и снабженные пенографитом предварительно вспененные полимерные частицы в количестве 9 л были внесены в форму с размерами 30 см×30 см×10 см, и подвергнуты окончательному вспениванию под давлением и при нагревании, причем опять же в качестве теплоносителя служил водяной пар. После снятия давления формованная деталь была извлечена из формы и высушена на протяжении периода времени одной недели при комнатной температуре.

Полученная таким образом формованная деталь имела теплопроводность λ согласно стандарту DIN EN 12667 <33 Вт/(мК), и плотность ρ согласно стандарту DIN EN 1602 25,0 кг/м³. Водопоглощение согласно стандарту DIN EN 1609 составляло 132 г/м².

Пример 4

Непокрытые предварительно вспененные частицы полилактида в количестве 9 л с размером частиц от 2 до 3 мм и насыпной плотностью около 22 кг/м³ были помещены в форму с поверхностью дна с размерами 30 см×30 см, и под давлением и при нагревании (100°С), причем в качестве теплоносителя служил водяной пар, которые протекал по всей поверхности формы, отпрессованы в панель с размерами 30 см×30 см×7 см. После снятия давления формованная деталь была извлечена из формы и высушена на протяжении периода времени одной недели при комнатной температуре.

Полученная таким образом формованная деталь имела теплопроводность λ согласно стандарту DIN EN 12667 <37 Вт/(мК), и плотность ρ согласно стандарту DIN EN 1602 27,9 кг/м³. Водопоглощение согласно стандарту DIN EN 1609 составляло 1089 г/м².

Пример 5

Предварительно вспененные частицы полилактида в количестве 1000 г с размером частиц от 2 до 3 мм и насыпной плотностью около 22 кг/м³ были покрыты 400 г связующего материала 2, для чего частицы полилактида и дисперсия полимера были тщательно смешаны. Этой смесью объемом 9 л была заполнена форма с поверхностью дна с размерами 30 см×30 см, и под давлением и при нагревании (100°С), причем в качестве теплоносителя служил водяной пар, которые протекал по всей поверхности формы, смесь была отпрессована в панель с размерами 30 см×30 см×7 см. После снятия давления формованная деталь была извлечена из формы и высушена на протяжении периода времени одной недели при комнатной температуре.

Полученная таким образом формованная деталь имела теплопроводность λ согласно стандарту DIN EN 12667 <38 Вт/(мК), и плотность ρ согласно стандарту DIN EN 1602 37,1 кг/м³. Водопоглощение согласно стандарту DIN EN 1609 составляло 277 г/м².

Примеры показывают, что применение негидрофильного связующего материала (данные связующие материалы 2 и 3) соответственно Примерам 2, 3 и 5 приводит к формованному изделию, в котором явственно уменьшено водопоглощение.

Кроме того, формованное изделие согласно Примеру 3 было испытано в отношении его водопроницаемости. Нанесенная на поверхность формованной детали вода протекала через него быстро и полностью.

Реферат

Изобретение относится к способу изготовления звуко- и/или теплоизоляционного элемента с использованием вспениваемых и/или предварительно вспененных полимерных частиц, а также к звуко- и/или теплоизоляционному элементу. Вспениваемые и/или предварительно вспененные полимерные частицы покрыты негидрофильным полимерным связующим материалом и затем подвергнуты формованию, в котором полимерные частицы склеиваются и спекаются друг с другом, причем посредством связующего материала. Изобретение обеспечивает получение звуко- и/или теплоизоляционного элемента, имеющего хороший коэффициент звукоизоляции и обладающего незначительной водопоглощающей способностью. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

Формула