Гранулы пенополистирола с функциональной наружной оболочкой, способ их получения и продукт функционального пенополистирола (eps ) и способ его получения с использованием таких гранул
Формула / Реферат
1. Гранула пенополистирола, состоящая из внутренней прослойки пенополистирола и функциональной внешней оболочки, где внутренняя прослойка пенополистирола образована нагреванием способных к вспениванию бусин или гранул из полистирола, а функциональная внешняя оболочка образована покрытием поверхности указанных бусин или гранул функциональной покрывной композицией, содержащей 10-99 мас.% полимера на основе винилацетата и 0,1-90 мас.% по меньшей мере одной функциональной добавки.
2. Гранула по п.1, где полимер на основе винилацетата представляет собой гомополимер винилацетата или сополимер винилацетата по меньшей мере с одним мономером, выбранным из виниловых сложных эфиров, например винилкапролактама и винилстеарата, акриловых эфиров, например этилакрилата, бутилакрилата и октилакрилата; эфиров фумаровой кислоты, например дибутилмалеата, карбоновых кислот, малеиновой кислотой, акриловых кислот и итаконовой кислоты; виниловых спиртов; бутадиенов, и капролактонов; или из смеси или композиции на их основе и имеющий степень полимеризации (DP) в диапазоне 10-100000.
3. Гранула по п.1, где функциональная внешняя оболочка имеет толщину, соответствующую 0,003-10% от общего диаметра гранулы и составляет 1-95 мас.% в расчете на общую массу гранулы.
4. Гранула по п.1, где функциональная добавка выбрана из вспенивающих агентов, зародышеобразователей, смазочных материалов, антиоксидантов, термостабилизаторов, ультрафиолетовых стабилизаторов, биостабилизаторов, наполнителей, армирующих наполнителей, пластификаторов, красителей, ударостойких агентов, огнезащитных агентов, антистатиков, сшивающих агентов, флуоресцирующих отбеливающих агентов, агентов для придания теплопроводности, агентов для придания электропроводности, модификаторов проницаемости, агентов для намагничивания, поверхностно-активных веществ, стабилизаторов, разбавителей, лекарственных препаратов, растворителей, отвердителей, влагопоглотителей, агентов, повышающих концентрацию, ароматизирующих веществ, антибактериальных агентов и их смесей.
5. Функциональный прессованный продукт пенополистирола, полученный прессованием гранул пенополистирола с функциональной внешней оболочкой по пп.1-4.
6. Способ получения гранул пенополистирола с функциональной внешней оболочкой, содержащий следующие стадии:
нагревание и вспенивание способных к вспениванию бусин или гранул из полистирола для получения гранул пенополистирола;
нанесение функциональной покрывной композиции на поверхность гранул пенополистирола, причем функциональную покрывную композицию получают смешиванием или растворением по меньшей мере одной функциональной добавки с раствором полимера на основе винилацетата для образования функциональной внешней оболочки; и
добавление антиадгезива к гранулам пенополистирола, поверхность которых покрывают функциональной покрывной композицией для разделения гранул пенополистирола, имеющих функциональную внешнюю оболочку, на отдельные гранулы и сушку отделенных гранул.
7. Способ по п.6, где растворителями для получения раствора полимера на основе винилацетата являются вода и органические растворители, например спирты, сложные эфиры, кетоны, карбоновые кислоты, ароматические соединения и галогенированные углеводороды или их смеси.
8. Способ по п.6, где раствор полимера на основе винилацетата содержит 3-80 мас.% полимера на основе винилацетата.
9. Способ по п.6, где антиадгезив выбран из гидрофильных жидких материалов, содержащих две или более гидроксильные группы (-ОН) в их молекулярной структуре, например воды, этиленгликоля и глицерина, и силиконовых масел или их смесей.
10. Способ получения функционального прессованного продукта из пенополистирола, содержащий следующие стадии: введение гранул пенополистирола с функциональной внешней оболочкой, полученных по любому из пп.6-9, в паровую формовочную машину и применение пара высокого давления для связывания гранул пенополистирола и функциональной внешней оболочки друг с другом за счет их функциональной внешней оболочки с последующим охлаждением.
Текст
008604 Настоящее изобретение относится к прессованным продуктам пенополистирола, обладающим различными функциями, включающими огнестойкость, антибактериальные свойства, окрашиваемость и т.д. Более конкретно настоящее изобретение относится к (предварительно) вспененным гранулам полистирола с функциональной наружной оболочкой, образованной покрытием поверхности (предварительно) вспененных гранул полистирола функциональной покрывной композицией, способу получения гранул пенополистирола, функциональным пенополистирольным прессованным продуктам, получаемым с использованием гранул пенополистирола с функциональным наружным слоем, и способу производства прессованных продуктов на основе полистирола. Уровень техники Пенополистирол представляет собой полимерную смолу, получаемую нагреванием и отверждением способной к вспениванию полистирольной смолы, содержащей вспенивающие вещества, например, пентан (С 5 Н 12) или бутан (С 4 Н 10) в полистирольной смоле или в смоле на основе сополимера со стиролом,для получения из них пены. Пенополистирол имеет белый цвет, легок по весу и обладает преимуществами в отношении водонепроницаемости, термоизолирующих свойств, звукопоглощения и амортизационных свойств. Благодаря этим преимуществам, пенополистирольная смола широко используется в качестве упаковочного материала, конструкционного материала, материала для поплавков, спасательных жилетов, декоративных изделий, изоляционных материалов, пищевых продуктов, например, пищевых контейнеров, одноразовых изделий и т.п. Более подробное объяснение, касающееся процессов формования изделий из пенополистирола, будет дано ниже. Полистирол или смолу на основе сополимеров стирола, содержащую вспенивающие вещества, в форме бусин диаметром 0,2-0,3 мм или гранул длиной приблизительно 2,5 мм предварительно вспенивают для получения вспененных частиц (обычно в виде бусин). После этого, вспененные частицы выдерживают и высушивают. Подвергнутые старению частицы помещают в форму, нагревают паром высокого давления, и затем придают желаемую форму прессованием. Полученный таким образом пенополистирол содержит 98 об.% воздуха и только приблизительно 2 об.% полимерной смолы. Более того, пенополистирол имеет уникальную растянутую структуру, в которой воздух заключен в пластичные пузырьки. Благодаря этой структуре, так как пенополистирол является легким по весу материалом и обладает превосходными амортизационными свойствами, термоизоляционными свойствами и звукопоглощения, он может широко использоваться во многих областях. Однако поскольку растянутая структура делает пенополистирол более подверженным действию некоторых химических веществ в сравнении с химостойкостью собственно полистирольной смолы, вспененная структура создает препятствия для придания множества функций частицам пенополистирола. То есть, поскольку добавление функциональных компонентов для придания продуктам из пенополистирола дополнительных функций представляет трудности, водостойкость и теплостойкость функциональных компонентов, а также прессуемость и химостойкость пенополистирола, должны быть всесторонне рассмотрены. Соответственно, до сих пор полученные прессованные продукты функционального пенополистирола очень ограничены в выборе количества и типа функциональных компонентов в пределах, которые не влияют на физические и химические свойства при получении полистирола. В частности, поскольку пенополистирол имеет относительно низкую температуру плавления, а расплавленный пенополистирол имеет низкую вязкость, прессованные продукты, полученные из пенополистирола, утрачивают свою структуру и легко плавятся на огне, таким образом превращаясь в воспламеняемый жидкий материал. В этих условиях, регламент, включающий Закон пожарной службы (Fire Services Act), действующий в большинстве развитых стран, ограничивает использование пенополистиролов,который запрещает разработку пенополистирола в качестве конструкционного материала. Для решения этих проблем было сделано много усилий, связанных с разработкой огнестойких или огнеупорных пенополистиролов. Например, патент США 6384094 раскрывает способ получения огнестойкого пенополистирола добавлением 1-12 мас.% вспениваемого графита или вспениваемого графита к суспензии, содержащей мономер стирола. Кроме того, патентная публикация показывает полезность полученного таким образом пенополистирола. Однако вспениваемый графит начинает вспениваться приблизительно при 900 С, в то время как полистирол оставляет 3 мас.% золы после нагревания при 500 С или выше из-за его чрезвычайно низкой термостойкости. Вспениваемый графит вспенивают при высокотемпературном нагревании для проведения его теплоизоляции, но графит утрачивает свою структуру в отсутствие материала, способного связывать графит, что должно приводить к низкой термостойкости. С другой стороны, патент Кореи на полезную модель 323680 описывает панель из огнестойкого пенополистирола, изготовленную нанесением водного раствора силиката натрия на поверхность пенополистирольных частиц и микроволновым облучением покрытия для теплового прикрепления силиката натрия к полистиролу. Недостатками этой технологии является то, что покрытие из силиката натрия обладает низкой водостойкостью, а для микроволнового облучения требуется дорогое оборудование. Раскрытие изобретения Следовательно, настоящее изобретение проведено в связи с описанными выше проблемами, и цель изобретения состоит в получении пенополистирола, который может быть произведен с использованием-1 008604 обычного формового оборудования без применения дополнительного дорогого оборудования, на основе которого будут разработаны различные функциональные продукты, превосходные по огнезащитным и огнестойким свойствам, водонепроницаемости, антибактериальным свойствам, ароматическим свойствам, способности к окрашиваемости и т.д. Цель настоящего изобретения может быть достигнута покрытием поверхности гранул пенополистирола функциональной покрывной композицией с образованием функциональной наружной оболочки на гранулах с последующим прессованием. Используемая здесь функциональная покрывная композиция содержит по меньшей мере одну функциональную добавку и поливинилацетатную смолу с высоким сродством к гранулам пенополистирола и обладающую способностью к связыванию при низкотемпературном плавлении, благодаря чему она подходит для формовки под действием пара. В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, предлагаются частицы пенополистирола, состоящие из внутреннего слоя пенополистирола и функционального внешнего слоя, где внутренний слой пенополистирола образуется нагреванием и вспениваем бусин или гранул пенополистирола, а функциональная внешняя оболочка образуется покрытием поверхности внутреннего слоя пенополистирола функциональной покрывной композицией, содержащей 10-99 мас.% полимера на основе винилацетата и 0,1-90 мас.% по меньшей мере одной функциональной добавки. В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ производства частиц пенополистирола с функциональной внешней оболочкой, содержащий стадии нагревания и вспенивания бусин или гранул пенополистирола для получения вспененных частиц пенополистирола; применения функциональной покрывной композиции, получаемой смешиванием или растворением по меньшей мере одной функциональной добавки с полимером на основе винилацетата с образованием функциональной внешней оболочки, и добавления антиадгезива к гранулам пенополистирола, поверхность которых покрыта функциональной покрывной композицией для разделения гранул пенополистирола, имеющих функциональную внешнюю оболочку, на отдельные гранулы и высушивании отделенных гранул. В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, предложен способ производства прессованного продукта функционального пенополистирола, состоящий из стадий внесения гранул пенополистирола, имеющих функциональную внешнюю оболочку, в формовочную машину, и использовании пара высокого давления в формовочной машине для соединения частиц пенополистирола друг с другом. В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен прессованный продукт функционального пенополистирола, изготовленный из гранул вспененного пенополистирола с функциональной внешней оболочкой в соответствии с настоящим изобретением. Более подробное объяснение, касающееся структуры гранул пенополистирола, имеющих функциональную внешнюю оболочку в соответствии с настоящим изобретением, будет приведено ниже. Гранулы пенополистирола, имеющие функциональную внешнюю оболочку, представляют собой структуру "оболочка-сердцевина", где общий диаметр частиц пенополистирола находится в диапазоне от приблизительно 1 мм до приблизительно 30 мм, диаметр частиц пенополистирола, составляющих внутренний слой, находится в диапазоне от приблизительно 0,999 мм до приблизительно 29,999 мм и толщина внешней оболочки находится в диапазоне от приблизительно 1 мкм до приблизительно 100 мкм. Содержание гранул пенополистирола, составляющих слой сердцевины, составляет 5-99 мас.%, функциональная внешняя оболочка соответствует 1-95 мас.%, а другие оставшиеся вещества составляют 5 мас.% или меньше, в расчете на общую массу пенополистирола. Гранулы пенополистирола, составляющие слой сердцевины, включают в себя те, которые были ранее известны в технологии. Компоненты и способы производства являются теми же самыми, что были описаны выше в ранее использованных технологиях. С другой стороны, функциональная внешняя оболочка образована покрытием поверхности гранул пенополистирола функциональной покрывной композицией, содержащей раствор полимера на основе винилацетата и по меньшей мере одну функциональную добавку, с последующим разделением (на отдельные гранулы) и высушиванием. Раствор полимера на основе винилацетата готовят растворением 380 мас.% полимера на основе винилацетата в растворителе. В качестве полимера на основе винилацетата может быть использован гомополимер винилацетата или сополимер винилацетата по меньшей мере с одним мономером, выбранным из сложных виниловых эфиров, например винилкапролактамом и винилстеаратом, акриловых эфиров, например этилакрилатом, бутилакрилатом и октилакрилатом; эфиров фумаровой кислоты, например дибутилмалеатом, карбоновых кислот, малеиновой кислотой, акриловых кислот и итаконовой кислоты; виниловых спиртов; бутадиенов и капролактонов; или смеси или композиции на их основе. Полимер на основе винилацетата имеет степень полимеризации (DP), равную 10-100000. Предпочтительно, чтобы содержание мономера винилацетата в полимере на основе винилацетата составляло 55% или более. Примеры подходящих растворителей для приготовления растворов полимера на основе винилацетата включают в себя воду и органические растворители, например, спирты, сложные эфиры, кетоны,-2 008604 карбоновые кислоты, ароматические соединения и галогенированные углеводороды. Предпочтительно выбирать растворитель, имеющий относительно высокую летучесть и пониженную токсичность для человека, особенно минимально растворяющие или разъедающие поверхность гранул пенополистирола. В этом отношении предпочтительными являются спирты. Концентрация компонента смолы определена указанными выше пределами с учетом адгезии на поверхности частиц пенополистирола и возможности использования при обработке. Функциональная добавка может быть добавлена для выполнения предназначенных функций без особых ограничений, поскольку она легко растворима или может быть диспергирована в растворе полимера на основе винилацетата и не разъедает или растворяет поверхность гранул пенополистирола. Примеры таких добавок включают в себя вспенивающие агенты, зародышеобразователи, смазочные материалы, антиоксиданты, термостабилизаторы, ультрафиолетовые стабилизаторы, биостабилизаторы, наполнители, армирующие наполнители, пластификаторы, красители, ударостойкие агенты, огнезащитные агенты, антистатики, сшивающие агенты, флуоресцирующие отбеливающие агенты, агенты для придания теплопроводности, агенты для придания электропроводности, модификаторы проницаемости, агенты для намагничивания, поверхностно-активные вещества, стабилизаторы, разбавители, лекарственные препараты, растворители, отвердители, влагопоглотители, агенты, повышающие концентрацию, ароматизирующие вещества, антибактериальные агенты и т.д. Эти добавки могут быть добавлены по одной или в комбинации в виде смеси двух или более агентов, совместимых друг с другом. В частности, когда добавляют огнезащитные агенты, например триоксид сурьмы, соединение фосфора, бора, борную кислоту, оксид алюминия, вокруг поверхности гранул пенополистирола образуется тепловой экран, который препятствует распространению пламени в ту сторону, которой пламя непосредственно не достигает и поддерживает общую форму внешней оболочки, действующей как неизменный каркас, что приводит к очень эффективному огнестойкому продукту из пенополистирола. Раствор полимера на основе винилацетата, содержащий функциональную добавку, равномерно распределяется на поверхности гранул пенополистирола. На этой стадии, если вязкость раствора является низкой, выгодно перемешивать гранулы пенополистирола при распылении полимерного раствора на поверхности гранул. В то же время, если полимерный раствор имеет высокую вязкость, для нанесения полимерного раствора на поверхность гранул частицы пенополистирола можно смешивать с полимерным раствором в миксере при перемешивании. Нанесение полимерного раствора на основе винилацетата, содержащего функциональную добавку,на гранулы пенополистирола может привести к агломерации частиц полистирола из-за вязкости полимерного раствора, что затрудняет производство прессованного продукта из гранул пенополистирола. Поэтому предпочтительно, чтобы полимерный раствор равномерно распределялся на поверхности гранул пенополистирола, вслед за чем происходят стадии разделения и высушивания, что приводит к получению целевых гранул пенополистирола, имеющих функциональную внешнюю оболочку. В качестве антиадгезива, используемого для разделения, может быть использован жидкий материал, отличный от растворителя, используемого для получения полимерного раствора на основе винилацетата, или твердый порошок. При использовании твердого порошка прессуемость частиц пенополистирола уменьшается, и при высушивании образуется пыль. Когда жидкий материал является слишком липофильным, он более совместим с полистиролом, чем с полимером на основевинилацетата, что приводит к сегрегации полистирола и полимера на основе винилацетата. В связи с этим, следует избегать применения липофильных жидких материалов. Таким образом, предпочтительный антиадгезив должен представлять собой более или менее гидрофильный жидкий материал для того, чтобы он мог равномерно распределиться на внешней поверхности полимера на основе винилацетата и оставаться на ней до тех пор, пока растворитель полимерного раствора не будет тщательно удален, насколько это возможно. Примеры подходящих антиадгезивов включают в себя, но не ограничиваются, гидрофильными жидкими материалами,например водой, этиленгликолем и глицерином, содержащими две или более гидроксильных групп(-ОН) в их молекулярной структуре, и силиконовыми маслами. Эти антиадгезивы могут быть использованы по отдельности или в виде смеси двух или более агентов. Антиадгезив используют в количестве 140 мас.% от массы полимера на основе винилацетата. Количество использованного антиадгезива подбирают надлежащим образом в зависимости от площади поверхности гранул пенополистирола и типа функциональной покрывной композиции, составляющей внешнюю оболочку. После того, как антиадгезив равномерно добавлен, смесь высушивают при перемешивании для разделения частиц пенополистирола на отдельные гранулы. Сушку проводят горячим воздухом при 100 С или более низкой температуре при перемешивании. Альтернативно, сушку можно проводить в сушилке при 100 С или более низкой температуре при перемешивании, или можно проводить при пониженном давлении. Для лучшей применимости наиболее эффективно сочетание вакуумной сушки и нагревания. Образующаяся таким образом функциональная внешняя оболочка содержит 10-99 мас.% полимера на основе винилацетата, 0,1-90 мас.% функциональной добавки и 20 мас.% или менее остаточного растворителя и антиадгезива. Содержание функциональной добавки существенно зависит от привносимой ею функции. Например, негорючие материалы, армирующие наполнители и наполнители добавляют в больших количествах, а красители могут проявить желаемый эффект при их использовании только в ма-3 008604 лых количествах. В указанном выше диапазоне полимер на основе винилацетата может служить матрицей, способной образовывать внешнюю оболочку. Гранулы пенополистирола, имеющие функциональную внешнюю оболочку, хранят перед употреблением в бункере. Для использования частицы пенополистирола вынимают из бункера, помещают в пресс-форму желаемой формы и прессуют, используя пар высокого давления для производства прессованного продукта функционального пенополистирола. Прессование может быть осуществлено тем же самым способом, что и обычные процессы прессования пенополистирола. Краткое описание и иллюстрации Описанные выше и другие объекты, свойства и другие преимущества настоящего изобретения будут еще более очевидными из следующего подробного описания, приведенного вместе с сопровождающими иллюстрациями, в которых фиг. 1 представляет собой электронную микрофотографию (30 х), демонстрирующую изображенную в разрезе часть поверхности гранулы пенополистирола (С 1), имеющей огнезащитную внешнюю оболочку, полученную, как описано в примере 1 настоящего изобретения; фиг. 2 представляет собой электронную микрофотографию (400 х), демонстрирующую границу раздела между внешней оболочкой и слоем сердцевины, часть которой изображена в разрезе, представленной на фиг. 1; фиг. 3 представляет собой фотографию, демонстрирующую исходное состояние образца перед проведением теста на огнезащитные свойства, полученного, как описано в примере 1 настоящего изобретения; фиг. 4 и 5 представляют собой боковые фотографии, сделанные после проведения теста на огнезащитные свойства, для образца, показанного на фиг. 3 соответственно; фиг. 6 представляет собой фотографию, демонстрирующую результаты теста на антибактериальные свойства продукта прессованного пенополистирола, полученного, как описано в примере 2 настоящего изобретения; и фиг. 7 представляет собой увеличенную фотографию, демонстрирующую поперечное сечение эстетического продукта прессованного пенополистирола, полученного, как описано в примере 2 настоящего изобретения. Лучший способ выполнения настоящего изобретения Теперь настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на следующие некоторые примеры получения функциональных продуктов прессованного пенополистирола. Пример 1. Получение огнестойкого продукта прессованного пенополистирола. А. Получение раствора огнестойкого поливинилацетата (А 1). 450 г поливинилацетатной смолы со степенью полимеризации, равной 500, равномерно растворяют в 550 г метанола для получения 1 кг раствора поливинилацетата. К полимерному раствору прибавляют 1 кг гранул гидроксида алюминия со средним размером частиц, равным 7,5 мкм. Образующуюся смесь равномерно диспергируют для приготовления 2 кг метанольного раствора поливинилацетата (А 1), содержащего огнезащитную добавку. В. Покрытие для частиц пенополистирола. Гранулы пенополистирола увеличивают в объеме, в среднем, в 80 раз и высушивают. 2 кг гранул пенополистирола загружают в ленточно-винтовую мешалку на 200 л. 2 кг полимерного раствора огнезащитного поливинилацетата (A1), полученного со стадии А, добавляют к гранулам пенополистирола при перемешивании при 50 об/мин в течение 1 мин для равномерного покрытия вспененных гранул, что приводит к образованию 4 кг гранул пенополистирола, поверхность которых покрыта полимерным раствором огнестойкого поливинилацетата. С. Сушка, разделение и производство гранул пенополистирола, имеющих огнезащитную внешнюю оболочку. Перемешивание продолжают в течение приблизительно 10 с при продувании горячего воздуха при 60 С в ленточно-винтовую мешалку. Затем распыляют при перемешивании 50 г этиленгликоля, для того чтобы дать возможность гранулам пенополистирола, покрытым полимерным раствором огнестойкого поливинилацетата, разъединиться на отдельные частицы. Разделенные гранулы высушивают при перемешивании в течение 3 мин, что приводит к получению гранул пенополистирола (С 1), имеющих огнезащитную внешнюю оболочку.D. Производство продукта огнестойкого прессованного пенополистирола. Гранулы пенополистирола (С 1), имеющие огнезащитную внешнюю оболочку, со стадии С помещают в паровую формовочную машину для производства EPS, нагретую до давления пара, равного 0,6 кг/см 3 в течение 50 с, выдерживают в течение 10 с и охлаждают для получения огнестойкого продукта прессованного пенополистирола (D1), имеющего плотность, равную 35 кг/м 3. Е. Визуальное наблюдение структуры "оболочка-сердцевина". Для визуального наблюдения структуры "оболочка-сердцевина" гранул пенополистирола, имеющих огнезащитную внешнюю оболочку, со стадии С выбирают одну гранулу. Вырезают образец поверхности гранулы (С 1), и затем срез изучают под электронным микроскопом с 30-кратным увеличением (см. фиг.-4 008604 1). Это наблюдение показывает, что гранула пенополистирола (С 1), полученная в этом примере, представляет собой сферическую частицу, имеющую растянутую структуру, целиком покрытую огнезащитной внешней оболочкой. На фиг. 2 показана межфазная граница между внешней оболочкой и слоем сердцевины гранулы пенополистирола (С 1) при более сильном увеличении (400 х). Как показано на фиг. 2, внешняя оболочка целиком прилипла к внутреннему слою пенополистирола.F. Тест на огнестойкость. Гранулы продукта огнестойкого прессованного пенополистирола (D1), полученные на стадии D,разрезают на образцы в форме пластинок, имеющих размеры: 2 см (длина) x 2 см (ширина) х 1 см (высота) (см. фиг. 3), которые используются для теста на огнестойкость. Затем образец подвергают воздействию пламени бунзеновской горелки высотой 4 см в течение 30 с для проведения теста на огнестойкость, полученные результаты представлены на фиг. 4 и 5. Как показано на фиг. 4 и 5, только часть гранул пенополистирола, экспонированных на поверхности, схлопываются при нагревании, однако действию тепла и пламени препятствует сохранение внешней оболочки и каркаса прессованного продукта (D1), что подтверждает тот факт, что исходная структура прессованного продукта (D1) остается неизменной. Пример 2. Получение антибактериального продукта прессованного пенополистирола. А. Приготовление антибактериального раствора поливинилацетата. 450 г поливинилацетатной смолы со степенью полимеризации, равной 500, равномерно растворяли в 550 г метанола для получения 1 кг раствора поливинилацетата, а затем туда добавляли 0,2 кг этилового эфира л-аминобензойной кислоты. Образующуюся смесь полностью растворяли при перемешивании в течение 1 ч для получения 1,2 кг метанольного раствора поливинилацетата (А 2), содержащего антибактериальную добавку. В. Покрытие гранул пенополистирола 2,5 кг гранул пенополистирола, покрытых антибактериальным раствором поливинилацетата получают тем же самым способом, что и в примере 1 (В), за исключением того, что вместо огнезащитного раствора поливинилацетата (А 1) добавляют 0,5 кг антибактериального раствора поливинилацетата (А 2), со стадии А. С. Сушка, разделение и получение гранул пенополистирола, имеющих антибактериальную внешнюю оболочку. Сушку и разделение проводят так же, как и в примере 1 для получения гранул пенополистирола(С 2), имеющих антибактериальную внешнюю оболочку.D. Получение антибактериального продукта прессованного пенополистирола. Гранулы пенополистирола (С 2), имеющие антибактериальную внешнюю оболочку, со стадии С, загружают в паровую формовочную машину для EPS, нагретую до давления пара, равного 0,6 кг/см 3, в течение 40 с, выдерживают в течение 10 с и охлаждают для получения антибактериального продукта прессованного пенополистирола (D2), имеющего плотность, равную 15 кг/м 3. Е. Тест на антибактериальные свойства. Часть антибактериального продукта прессованного пенополистирола (D2), со стадии D измельчают. После того, как 0,4 г измельченного прессованного продукта и тестового бактериального раствора, в котором инкубируют Staphylococcus aureus, подвергают культивированию при встряхивании со скоростью перемешивания, равной 150 циклов в минуту при 35 С в течение 24 ч, подсчитывают число бактерий и определяют скорость уменьшения числа бактерий (бактериостатическую скорость). После культивирования при встряхивании начальная бактериальная концентрация (1,3x105 счет/мл) тестового бактериального раствора уменьшается до 10 счет/мл (фиг. 6). Как видно из результатов, представленных на фиг. 6, антибактериальный тест, выполненный встряхиванием колбы, подтверждает 99,9%-ное бактериальное уменьшение в антибактериальном продукте(D2) прессованного пенополистирола, полученного в этом примере. Пример 3. Производство эстетического продукта прессованного пенополистирола. А. Получение окрашенного раствора поливинилацетата. Для приготовления 0,5 кг раствора поливинилацетата 25 г поливинилацетатной смолы, имеющей степень полимеризации, равную 500, равномерно растворяют в 475 г метанола. Для приготовления 0,51 кг метанольного раствора поливинилацетата черного цвета (A3) к полимерному раствору добавляют 10 г черного пигмента при перемешивании в течение 1 ч. В. Покрытие гранул пенополистирола 2,51 кг гранул пенополистирола, покрытых окрашенным раствором поливинилацетата, получают тем же самым способом, что и в примере 1 (В), за исключением того, что вместо огнезащитного поливинилацетата (А 1) добавляют 0,51 кг окрашенного раствора поливинилацетата (A3), со стадии А. С. Сушка, разделение и получение гранул пенополистирола, имеющих окрашенную внешнюю оболочку. Гранулы пенополистирола (С 3), имеющие черную внешнюю оболочку, получают тем же самым способом, что и в примере 1 (С), за исключением того, что вместо этиленгликоля используют 250 г воды. Р. Производство эстетического продукта прессованного пенополистирола А. Гранулы пенополи-5 008604 стирола (С 3), имеющие черную внешнюю оболочку, полученные на стадии С, загружают в паровую формовочную машину для EPS, нагретую до давления пара, равного 0,6 кг/см 3, в течение 40 с, выдерживают в течение 10 с и охлаждают для получения эстетического продукта прессованного пенополистирола(D3), имеющего плотность равную 15 кг/м 3. Е. Визуальное наблюдение поперечного сечения эстетического продукта прессованного пенополистирола. Поверхность продукта прессованного пенополистирола (D3), полученного на стадии D, целиком имеет черный цвет. Вырезают образец продукта прессованного пенополистирола (D3) высотой в 5 см, и затем изучают поперечное сечение образца под микроскопом. Фотография представлена на фиг. 7. Как видно из фотографии, поперечное сечение продукта прессованного пенополистирола (D3) имеет слегка неправильную форму, напоминающую медовые соты, в которых между белыми гранулами пенополистирола образуется черная внешняя оболочка. В случае промышленных блочных прессованных продуктов, полученных резкой прессованных продуктов в форме блоков на куски нужной толщины, размер и цвет гранул пенополистирола и цвет внешней оболочки меняются, благодаря чему становится возможным получать панели эстетического пенополистирола, проявляющие различные цветовые эффекты. Промышленное применение Как видно из приведенного выше описания, касающегося гранул пенополистирола настоящего изобретения, свойства, присущие пенополистиролу, например, легкость, термоизоляционные свойства, устойчивость формы, амортизационные свойства и звукопоглощение, обеспечиваются гранулами пенополистирола, содержащими прослойку сердцевины, и в то же самое время превосходная способность к связыванию при низких температурах, герметичность, водонепроницаемость и износостойкость обеспечиваются низкой температурой размягчения полимера на основе поливинилацетата, составляющего внешнюю оболочку. Кроме того, прекрасная адгезия полимера на основе винилацетата к полистиролу и относительно хорошие низкотемпературные адгезионные свойства полимера на основе винилацетата позволяют улучшать физические свойства, а именно, прочность на сжатие, предел прочности на разрыв и прочность на изгиб прессованного продукта настоящего изобретения. Необязательно, для придания различных функций гранулам пенополистирола настоящего изобретения, к полимеру на основе винилацетата можно,используя простые способы, добавлять различные функциональные добавки, включающие в себя огнезащитные составы, гидрофобные материалы, антибактериальные агенты, красители, ароматизаторы и т.д. Поэтому гранулы пенополистирола настоящего изобретения могут быть использованы для производства легких промышленных материалов, особенно конструкционных материалов с разнообразными функциями. Несмотря на то, что предпочтительное осуществление настоящего изобретения было раскрыто в иллюстративных целях, специалисты в данной области смогут понять, что возможны различные модификации, добавления и замены, не выходящие за границы области и сущности изобретения, как будет раскрыто в сопроводительной формуле изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Гранула пенополистирола, состоящая из внутренней прослойки пенополистирола и функциональной внешней оболочки, где внутренняя прослойка пенополистирола образована нагреванием способных к вспениванию бусин или гранул из полистирола, а функциональная внешняя оболочка образована покрытием поверхности указанных бусин или гранул функциональной покрывной композицией,содержащей 10-99 мас.% полимера на основе винилацетата и 0,1-90 мас.% по меньшей мере одной функциональной добавки. 2. Гранула по п.1, где полимер на основе винилацетата представляет собой гомополимер винилацетата или сополимер винилацетата по меньшей мере с одним мономером, выбранным из виниловых сложных эфиров, например винилкапролактама и винилстеарата, акриловых эфиров, например этилакрилата, бутилакрилата и октилакрилата; эфиров фумаровой кислоты, например дибутилмалеата, карбоновых кислот, малеиновой кислотой, акриловых кислот и итаконовой кислоты; виниловых спиртов; бутадиенов, и капролактонов; или из смеси или композиции на их основе и имеющий степень полимеризации (DP) в диапазоне 10-100000. 3. Гранула по п.1, где функциональная внешняя оболочка имеет толщину, соответствующую 0,00310% от общего диаметра гранулы и составляет 1-95 мас.% в расчете на общую массу гранулы. 4. Гранула по п.1, где функциональная добавка выбрана из вспенивающих агентов, зародышеобразователей, смазочных материалов, антиоксидантов, термостабилизаторов, ультрафиолетовых стабилизаторов, биостабилизаторов, наполнителей, армирующих наполнителей, пластификаторов, красителей,ударостойких агентов, огнезащитных агентов, антистатиков, сшивающих агентов, флуоресцирующих отбеливающих агентов, агентов для придания теплопроводности, агентов для придания электропроводности, модификаторов проницаемости, агентов для намагничивания, поверхностно-активных веществ,стабилизаторов, разбавителей, лекарственных препаратов, растворителей, отвердителей, влагопоглотите-6 008604 лей, агентов, повышающих концентрацию, ароматизирующих веществ, антибактериальных агентов и их смесей. 5. Функциональный прессованный продукт пенополистирола, полученный прессованием гранул пенополистирола с функциональной внешней оболочкой по пп.1-4. 6. Способ получения гранул пенополистирола с функциональной внешней оболочкой, содержащий следующие стадии: нагревание и вспенивание способных к вспениванию бусин или гранул из полистирола для получения гранул пенополистирола; нанесение функциональной покрывной композиции на поверхность гранул пенополистирола, причем функциональную покрывную композицию получают смешиванием или растворением по меньшей мере одной функциональной добавки с раствором полимера на основе винилацетата для образования функциональной внешней оболочки; и добавление антиадгезива к гранулам пенополистирола, поверхность которых покрывают функциональной покрывной композицией для разделения гранул пенополистирола, имеющих функциональную внешнюю оболочку, на отдельные гранулы и сушку отделенных гранул. 7. Способ по п.6, где растворителями для получения раствора полимера на основе винилацетата являются вода и органические растворители, например спирты, сложные эфиры, кетоны, карбоновые кислоты, ароматические соединения и галогенированные углеводороды или их смеси. 8. Способ по п.6, где раствор полимера на основе винилацетата содержит 3-80 мас.% полимера на основе винилацетата. 9. Способ по п.6, где антиадгезив выбран из гидрофильных жидких материалов, содержащих две или более гидроксильные группы (-ОН) в их молекулярной структуре, например воды, этиленгликоля и глицерина, и силиконовых масел или их смесей. 10. Способ получения функционального прессованного продукта из пенополистирола, содержащий следующие стадии: введение гранул пенополистирола с функциональной внешней оболочкой, полученных по любому из пп.6-9, в паровую формовочную машину и применение пара высокого давления для связывания гранул пенополистирола и функциональной внешней оболочки друг с другом за счет их функциональной внешней оболочки с последующим охлаждением.
МПК / Метки
МПК: C08J 9/16
Метки: оболочкой, пенополистирола, гранул, наружной, таких, функционального, функциональной, использованием, способ, гранулы, получения, продукт
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-8604-granuly-penopolistirola-s-funkcionalnojj-naruzhnojj-obolochkojj-sposob-ih-polucheniya-i-produkt-funkcionalnogo-penopolistirola-eps-i-sposob-ego-polucheniya-s-ispolzovaniem-takih-gr.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Гранулы пенополистирола с функциональной наружной оболочкой, способ их получения и продукт функционального пенополистирола (eps ) и способ его получения с использованием таких гранул</a>
Предыдущий патент: Новые кристаллические формы периндоприл эрбумина
Следующий патент: Лекарственное средство для коррекции патологических иммунных реакций
Случайный патент: Способ получения частиц, содержащих мочевину