非下垂柔性绝缘体的制作方法

文档序号:16986582发布日期:2019-03-02 00:39阅读:206来源:国知局
非下垂柔性绝缘体的制作方法
本发明涉及一种包含弹性体材料的成型制品,制备该成型制品的方法以及该成型制品用于形成隔热和/或隔音、声阻尼和/或振动阻尼、机械保护和/或用于需要承载的应用的用途,以及具有由该成型制品形成的绝缘体的结构,例如管、管道、罐或容器。
背景技术
:绝缘材料具有从纤维到塑料泡沫、发泡的树脂材料、粘合中空颗粒等广泛的原材料基础。弹性体的或橡胶基绝缘材料(fef,例如根据en14304的工厂制造的弹性体泡沫)是绝缘材料中的优选,尤其是在涉及绝缘复杂的几何体和/或涉及(至少部分地涉及)保冷装置时。一方面,这是由于其柔韧性,另一方面是由于其固有的蒸汽阻隔性能。然而,如下面更详细的描述,其柔韧性也是它的主要缺点之一。由于其他表现出较低柔韧性的材料(例如热塑性泡沫或树脂泡沫以及基于纤维的绝缘材料)的刚性,它们不易应用于圆形装置。它们导致间隙或空气夹杂物,由于能量效率、降噪和防冷凝效果差的原因,不希望发生上述的间隙或气泡夹杂。冷凝水可能导致结构腐蚀。由于这样的绝缘材料本身不具有可压缩性或不具有充分的可压缩性,绝缘垫本身的制造公差很可能已经造成间隙,而且待绝缘的装置的制造公差也很可能造成间隙,导致每厘米金属管直径有几毫米的偏差(参见例如en10216和en13480)。然而,几乎在任何地方都需要紧密安装的绝缘体,但到目前为止,只能通过(适当地)使用柔性绝缘体(fef)来提供绝缘体。对于较小的管,这种材料可能是合适的,但是当涉及到较大的装置时会出现问题:当水平安装时,柔性的(因而柔软的)材料会下垂,而当垂直负重时,材料会塌陷。在任何情况下,失去绝缘系统的结构完整性的危险都是值得注意的,并且可能是导致能量效率、降噪和防冷凝效果差的原因。将条或带作为支撑件是昂贵的并且不能提供足够的安全性。本发明要解决的问题因此,本发明的一个目的是提供一种减少或克服上述的现有技术缺陷的材料。优选的目的是该材料提供结构完整性,因此即使在高绝缘厚度和大直径装置中使用时也是自支撑的,同时表现出足够的柔韧性和可压缩性以安全地封闭可能的间隙并实现紧密、可靠且方便的安装。进一步的目的是提供一种制备该材料的方法、该材料的用途以及具有由该材料形成的绝缘体的结构。技术实现要素:上述目的通过成型制品、制备成型制品的方法、成型制品的用途和具有由独立权利要求所述的成型制品形成的绝缘体的结构来实现。更详细地,上述目的尤其通过以下各项解决:1.一种成型制品,其具有平面形体,所述平面形体具有两个主侧面和在所述主侧面之一中形成的多个锥形凹槽,其中锥形凹槽各自形成一个锐角,所有锥形凹槽的锐角之和为300-355度,凹槽的伸入所述形体中的凸出部大于所述平面形体的厚度的20%但不超过所述平面形体的厚度的80%,以及其中成型制品包含发泡的交联的弹性体材料或由发泡的交联的弹性体材料组成,该弹性体材料包含至少一种交联的弹性体聚合物(a)和至少一种交联的树脂(b),其中至少一种弹性体聚合物(a)和至少一种树脂(b)形成互穿网络。2.根据第1项所述的成型制品,其中所述凹槽的平均角度在2°-45°的范围内,优选为5°-40°,更优选为7.5°-30°。3.根据第1项或第2项所述的成型制品,其中所述凹槽的伸入所述形体中的凸出部为所述平面形体的厚度的25%以上且70%以下,优选30%以上且60%以下,更优选30%以上且55%以下。4.根据第1-3项中任一项所述的成型制品,其中所述凹槽具有相同或几乎相同的凸出部,优选具有相同的凸出部,和/或其中凹槽平行地或几乎平行地设置,优选平行地设置,和/或其中凹槽从一个边缘到另一个边缘,优选相对的边缘,穿过成型制品的主侧面。5.根据第1-4项中任一项所述的成型制品,其中基于100phr的弹性体聚合物(a),所述弹性体材料含有1-100phr、优选3-75phr、更优选5-60phr的树脂(b)。6.根据第1-5项中任一项所述的成型制品,其中树脂(b)是至少包括下述结构单元的(共)聚合物,所述结构单元衍生自选自丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯中的一种或多种化合物。7.根据第1-6项中任一项所述的成型制品,其中弹性体聚合物(a)是丙烯酸橡胶(acm/aem)、聚酯型聚氨酯/醚型聚氨酯橡胶(au/eu)、丁二烯橡胶(br)、溴化丁基橡胶(biir)、氯丁基橡胶(ciir)、氯化聚乙烯橡胶(cm)、聚氯丁二烯橡胶(cr)、氯磺化聚乙烯橡胶(csm)、氯磺化聚氯丁二烯橡胶(csr)、环氧乙烷/表氯醇橡胶(g)(e)co、乙烯丙烯共聚物(epm)、乙烯丙烯三元共聚物(epm/epdm)、乙烯醋酸乙烯酯橡胶(evm)、氟橡胶(fpm/fkm)、氟碳(乙烯)橡胶(f(e)pm)、环氧丙烷橡胶(gpo)、聚异戊二烯(ir)、丁基橡胶(iir)、硅橡胶(f)(p)(v)mq、丙烯腈丁二烯橡胶(nbr)、氢化丙烯腈丁二烯橡胶(hnbr)、天然橡胶(nr)、丁苯橡胶(sbr)、苯乙烯丙烯腈热塑性橡胶(san)、苯乙烯乙烯丁二烯热塑性橡胶(sebs)、多硫化物橡胶(t)、聚氨酯热塑性橡胶(tpu)或它们的任何混合物中的一种、两种或多种。8.根据第1-7项中任一项所述的成型制品,其中所述弹性体材料在25%的压缩率下根据en826测得的抗压强度为45kpa以上且小于300kpa,优选为50kpa以上且150kpa以下,更优选为55kpa以上且100kpa以下。9.根据第1-8项中任一项所述的成型制品,其中所述弹性体材料是闭孔泡沫或开孔泡沫,优选是闭孔含量为至少70%的闭孔泡沫。10.根据第1-9项中任一项所述的成型制品,其中所述弹性体材料具有小于300kg/m3、优选小于200kg/m3、更优选小于150kg/m3的根据iso845测得的密度,以及在0℃下小于0.050w/mk、优选在0℃下小于0.045w/mk、更优选在0℃下小于0.040w/mk的根据en12667测得的热导率。11.根据第1-10项中任一项所述的成型制品,其中所述弹性体材料表现出至少μ2000、优选至少μ3000、更优选至少μ5000的根据en12086测得的水蒸气扩散阻隔性能。12.根据第1-11项中任一项所述的成型制品,其中所述弹性体材料还包含至少一种热塑性聚合物(e),其优选选自abs、pe、peek、pei、pet、pi、pom、pp、ps、pu、pvc、ptfe、pvdf或它们的任意组合,更优选选自pvc、pe、ps、abs或它们的任意组合。13.根据第12项所述的成型制品,其中热塑性聚合物(e)在弹性体材料中存在的量为5-250phr,优选15-100phr。14.根据第1-13项中任一项所述的成型制品,其中所述弹性体材料还包含至少一种填料(f)。15.根据第14项所述的成型制品,其中填料(f)在弹性体材料中存在的量为5-600phr,优选20-350phr。16.根据第1-15项中任一项所述的成型制品,其中所述锥形凹槽为v形或变形的v形,所述变形的v形优选具有以下特征中的至少一个:-弯曲的侧壁,和-与垂直于所述平面形体的平面延伸的平面形成不同角度的侧壁。17.根据第1-16项中任一项所述的成型制品,其中所述成型制品在其一个、两个或更多个边缘上具有台阶结构,以在安装所述成型制品和/或结构时在其被设计为将所述边缘通过例如机械凸/凹连接或卡扣连接机械地互锁在一起的一个、两个或更多个边缘上提供搭位。18.一种制备第1-17项中任一项所述的成型制品的方法,其包括以下步骤:(1)通过混合至少下列组分制备聚合物组合物:-至少一种弹性体聚合物(a’),-至少一种可交联树脂(b’),-交联剂(c),和-发泡剂(d);(2)使所述聚合物组合物交联和发泡以形成发泡的交联的弹性体材料,其中所述弹性体材料具有形成互穿网络的至少一种交联的弹性体聚合物(a)和至少一种交联的树脂(b),并使所述弹性体材料形成具有两个主侧面的平面形体;以及(3)在一个主侧面上形成多个锥形凹槽,其中所述锥形凹槽各自形成一个锐角,所有锥形凹槽的锐角之和为300-355度,所述凹槽的伸入所述形体中的凸出部大于所述平面形体的厚度的20%但不超过所述平面形体的厚度的80%。19.根据第18项所述的制备成型制品的方法,其中所述至少一种可交联树脂(b’)是至少包括下述结构单元的低聚物或(共)聚合物,所述结构单元衍生自选自丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯中的一种或多种化合物,所述至少一种可交联树脂(b’)可任选地在其主链或侧链中具有一个或多个不饱和双键,所述至少一种可交联树脂(b’)的数均分子量优选为103-107,和/或所述至少一种可交联树脂(b’)优选在高于120℃的温度下可交联和/或优选在高于80℃的温度下软化,这意味着在80℃下粘度降低超过15%。20.第1-17项中任一项所述的成型制品用于形成隔热和/或隔音、声阻尼和/或振动阻尼、机械保护和/或用于需要承载的应用的用途。21.根据第20项所述的用途,其中成型制品-用于形成管、管支架和/或管吊架的绝缘体,-用于包绕管道或容器,-用于制造用于设备绝缘的预制件,例如用于阀门、法兰和配件的绝缘壳,或-用于水下、地下或砂浆层下或混凝土下装置的隔热和/或隔音。22.一种具有绝缘体的结构,其中所述绝缘体可通过将第1-17项中任一项所述的成型制品围绕诸如管、管道、罐或容器的结构进行布置而获得,使得所述凹槽至少部分地闭合并且所述弹性体材料被部分压缩。附图说明图1为本发明的一个实施方案的成型制品的弹性体材料的假定复合结构的示意性横截面图。图2为本发明的凹槽和成型制品的一些实施方案的示意性横截面图。图3为说明成型制品的优选实施方案的边缘的示意性横截面图,所述边缘用于将成型制品连接到其自身。图4和图5a是本发明成型制品的一个实施方案的示意性横截面图,用于说明成型制品的标示尺寸。图5b示出非优选绝缘体的示意性横截面图。具体实施方式本发明的一个方面涉及一种成型制品。该成型制品具有平面形体,所述平面形体具有两个主侧面和在主侧面之一中形成的多个锥形凹槽,其中锥形凹槽各自形成一个锐角,所有锥形凹槽的锐角之和为300-355度,凹槽的伸入所述形体中的凸出部大于所述平面形体的厚度的20%但不超过所述平面形体的厚度的80%,其中成型制品包含发泡的交联的弹性体材料或由发泡的交联的弹性体材料组成,所述弹性体材料包含至少一种交联的弹性体聚合物(a)和至少一种交联的树脂(b),其中至少一种交联的弹性体聚合物(a)和至少一种交联的树脂(b)形成互穿网络。发明人惊奇地发现,本发明的成型制品实现了上述目的。所述发泡的交联的弹性体材料(本文中也称为“弹性体材料”)是一种独特的复合材料,并且具有这两种组分(即交联的(硫化的)弹性体聚合物(a)和树脂网络)的优点。弹性体材料比普通弹性体泡沫更坚硬并且具有更高的结构完整性,但与硬质泡沫或纤维绝缘垫相比,它仍然是可压缩的和柔韧的。本发明人认为弹性体材料是半刚性弹性体泡沫,因为它像刚性材料一样是自支撑的并且还显示出弹性体聚合物(a)的弹性体性质。他们惊奇地发现弹性体材料可以承受很大的载荷,因此比普通的柔性(fef)材料更适合于大型装置的绝缘。由于树脂网络在弹性体材料中增强的和刚性增加效果,由成型制品制成的绝缘体在水平安装时不下垂或在垂直负重时不塌陷。相反,它保持其结构完整性,从而避免形成间隙。因此,与普通柔性(fef)材料相比,它提高了能量效率,改进了降噪,并实现更好的防冷凝效果。此外,由于弹性体材料保持了交联的弹性体聚合物(a)网络的橡胶性质,因此成型制品可以比普通刚性绝缘材料例如热塑性泡沫或树脂泡沫(例如聚苯乙烯泡沫)或纤维基材料更容易安装。另外,由于它是可压缩的,它可以更紧密地安装在结构周围,从而实现上述优点。在成型制品的弹性体材料中,交联的弹性体聚合物(a)的网络是形成弹性体性质、柔韧性和可压缩性的原因。此外,发明人惊奇地发现,成型制品的半刚性弹性体材料实现了低导热性和优异的水蒸气扩散阻隔性能,而这些性能以前仅见于缺乏足够刚性和结构完整性的柔性(fef)泡沫材料。因此,成型制品的弹性体材料将普通柔性弹性体泡沫的优异绝缘性能与足够的刚性、可压缩性和承载性能相结合。如上所述,由交联的树脂(b)形成的树脂网络改善了弹性体材料的机械稳定性和热稳定性以及刚性。弹性体材料和成型制品分别显示出结构完整性并且是自支撑的。在弹性体材料的互穿网络中,交联的(硫化的)弹性体聚合物(a)的网络和交联的树脂(b)的网络优选彼此交联,这可以进一步改善弹性体材料的机械性能,从而改善成型制品的机械性能。为了说明的目的,图1示出本发明一个实施方案的成型制品的弹性体材料的示意性横截面图。为清楚起见,省略了在发泡期间形成的孔。交联的(硫化的)弹性体聚合物(1)形成网络。弹性体聚合物股线之间存在交联(10)。树脂(2)具有交联(20)并在硫化的弹性体(橡胶)基质中形成二级网络,从而获得互穿网络。根据定义,二级网络是刚性的,因为它是树脂质的。交联的树脂可以是单独的网络或者与橡胶网络连接(15)。填料(3)可以存在,并且例如如图1所示,与树脂连接(30)。因此,图1示出了橡胶聚合物网络和树脂网络的相互贯穿以及结合种类(bondingvariety)。弹性体材料的优异材料特性还允许在成型制品的一个主侧面中精确地形成锥形凹槽。所述凹槽可以例如通过切割、铣削或腐蚀形成。这些方法不适用于传统的弹性体泡沫,因为它们太软并且会被撕裂或撕碎。上述传统的刚性材料通常太脆而且太硬,因此也难以形成精确的凹槽。在成型制品中,形成锥形凹槽,使得它们各自形成锐角。所有锥形凹槽的锐角之和为300-355度,因此小于360度。锥形凹槽的宽度从弹性体材料的表面到内部连续变窄。使用精确的测角仪在凹槽的最窄点处测量锐角。锐角由凹槽的侧壁限定。如果在材料的边缘处形成凹槽,则其仅具有一个侧壁,将垂直于平面形体的具有凹槽的主侧面并且到达凹槽的最窄点的虚拟平面用作虚拟侧壁以确定锐角。这里,锐角意指小于90°的角。优选地,凹槽的平均角度在2°-45°的范围内,优选为5°-40°,更优选为7.5°-30°。凹槽的锐角的总和为300°-355°确保了成型制品的弹性体材料在被安装到装置周围时经受轻微压缩。由于压缩,成型制品的弹性体材料可以主动地封闭由装置或绝缘材料的公差引起的间隙,从而可以确保特别紧密的绝缘。总和为360度意味着包裹在装置周围的绝缘体将没有间隙并且仅在(金属)装置本身没有公差、绝缘材料中没有公差以及凹槽尺寸中没有公差的情况下紧密地施加。这既不现实也不可能以经济合理的方式实现。然而,本发明的独特成型制品具有可压缩的半刚性弹性体材料及其具有锥形凹槽的特定形状,该成型制品的使用首次允许获得自支撑的但同时防冷凝的(并且隔声的)且最小化热桥的绝缘体。将凹槽按以下方式构造,该方式使得凹槽伸入平面形体中的部分大于平面形体的厚度的20%且最大为平面形体的厚度的80%,优选为25%以上且70%以下,更优选为30%以上且60%以下,更优选为30%以上且55%以下。这是为了防止通过将成型制品包裹在装置周围来封闭凹槽而导致的外表面变形。通过使至少20%的厚度不存在凹槽,可获得圆形的光滑表面。优选地,凹槽具有相同或几乎相同的伸入形体中的凸出部。几乎相同的凸出部意味着它们与平均凸出部的偏差小于15%,优选10%或更小,更优选5%或更小,依据没有放大的成型制品的横截面测定。优选地,凹槽平行地或几乎平行地布置。几乎平行意味着它们与主方向(平均值)的偏差小于10%,优选小于5%。最优选凹槽平行地布置。此外,凹槽可以从成型制品的一个边缘到另一个边缘(优选相对的边缘)穿过成型制品的主侧面。此外,由于凹槽和弹性体材料的机械性能,可以容易地安装成型制品以形成绝缘体。它可以简单地布置或包裹在装置周围,然后用粘合剂固定或通过机械互锁成型制品的端部来固定。对于传统的柔性绝缘体(fef)或对于固定刚性绝缘部件(例如,半壳)而言,不需要条或带。因此,成型制品使得能够更快和更经济地形成绝缘体。此外,由于成型制品的可压缩的半刚性弹性体材料能主动封闭间隙,因此即使在苛刻的安装位置也可以容易地应用,而无需特殊的培训或教育,仍然可以提供安全和可持续的绝缘。因此,它能够平衡公差,因而可以确保无冷凝绝缘。成型制品的另一个优点是它可以以其平面形体的形式储存和运输,因此与圆形的预制件(壳和半壳)相比,极其节省空间。由于上述原因,本发明的独特成型制品特别适用于各种应用,包括隔热和/或隔音和/或声阻尼和/或振动阻尼和/或机械保护。它安装快速简易,可确保紧密绝缘。在弹性体材料中,所有橡胶聚合物(弹性体聚合物)的总重量以100份计,在此基础上计算所有其他成分并以phr表示(phr=基于每100份橡胶聚合物的份数)。基于100phr的弹性体聚合物(a),弹性体材料可含有1-100phr、优选3-75phr、更优选5-60phr的树脂(b)。在树脂(b)的含量太小的情况下,要么不能形成树脂网络,要么材料的刚性过低。另一方面,如果树脂(b)的含量太高,则弹性体材料的可压缩性降低,使得成型制品不能适当地安装在待绝缘的结构周围。本文中,树脂(b)与弹性体聚合物(a)不同。本发明意义上的树脂(b)是具有共价键的三维网络的聚合物材料,其由单体结构单元例如氨基甲酸酯、三聚氰胺、(异)氰尿酸酯、(甲基)丙烯酸类、酚类获得。因此,树脂网络的树脂(b)可以是聚氨酯、聚(异)氰尿酸酯、多酚、聚(甲基)丙烯酸(包括其酯或盐在内)、聚酯、聚醚和环氧化物。优选地,树脂(b)是至少包括下述结构单元的聚合物或共聚物,所述结构单元衍生自选自丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯中的一种或多种化合物。在弹性体材料中,形成弹性体网络的交联的弹性体聚合物(a)由一种或多种橡胶聚合物(即弹性体聚合物)通过交联(例如标准硫化)形成。基础的弹性体聚合物可以是普通的弹性体聚合物或热塑性弹性体聚合物(a)。本文中(a)表示交联(硫化)的弹性体聚合物,其是互穿网络的一部分,(a’)表示相应的前体,其可以具有交联或不具有交联。例如,弹性体聚合物(a)或(a’)分别可以是以下聚合物中的一种、两种或多种:丙烯酸橡胶(acm/aem)、聚酯型聚氨酯/醚型聚氨酯橡胶(au/eu)、丁二烯橡胶(br)、溴化丁基橡胶(biir)、氯丁基橡胶(ciir)、氯化聚乙烯橡胶(cm)、聚氯丁二烯橡胶(cr)、氯磺化聚乙烯橡胶(csm)、氯磺化聚氯丁二烯橡胶(csr)、环氧乙烷/表氯醇橡胶(g)(e)co、乙烯丙烯共聚物(epm)、乙烯丙烯三元共聚物(epm/epdm)、乙烯醋酸乙烯酯橡胶(evm)、氟橡胶(fpm/fkm)、氟碳(乙烯)橡胶(f(e)pm)、环氧丙烷橡胶(gpo)、聚异戊二烯(ir)、丁基橡胶(iir)、硅橡胶(f)(p)(v)mq、丙烯腈丁二烯橡胶(nbr)、氢化丙烯腈丁二烯橡胶(hnbr)、天然橡胶(nr)、丁苯橡胶(sbr)、苯乙烯丙烯腈热塑性橡胶(san)、苯乙烯乙烯丁二烯热塑性橡胶(sebs)、多硫化物橡胶(t)、聚氨酯热塑性橡胶(tpu)或它们的任意组合。优选的弹性体聚合物(a)和(a’)分别在主链和/或侧链具有不饱和键(例如nbr、sbr、epdm、br、iir)和/或具有可以使用金属氧化物(例如cr)和/或过氧化物(例如evm、cm、vmq)进行交联的活性位点。因此,弹性体聚合物(a)和(a’)分别优选为nbr、sbr、epdm、br、iir、cr、evm、vmq或它们的任意组合中的一种、两种或更多种。特别优选的是可以使用硫基硫化剂或硫化组合物(体系)交联的弹性体聚合物,例如nbr、sbr、epdm、br、iir或它们的任意组合。如上所述,由于弹性体聚合物(a)和树脂(b)的互穿网络,该材料具有半刚性特性。对于本发明成型制品的绝缘应用,弹性体材料的可压缩性是重要的。如果可压缩性太高,则材料不够刚性,因此不能自支撑,这会导致不稳定的、下垂的或塌陷的结构。如果有可能形成凹槽的话,精确凹槽的形成是困难的。如果可压缩性太低,例如在传统的刚性绝缘材料中,弹性体性能恶化并且可能出现密封性和绝缘性的问题。成型制品的弹性体材料在25%的压缩率下根据en826测得的抗压强度可为45kpa以上且小于300kpa,优选为50kpa以上且150kpa以下,更优选为55kpa以上且100kpa以下。此外,弹性体材料可具有小于50%的压缩永久变形,该压缩永久变形是根据iso815(弹性标准)在60℃、压缩率25%下测量24小时得到的。为了获得良好的绝缘性能,成型制品的弹性体材料是发泡的。它可以以闭孔泡沫或开孔泡沫存在。是否形成闭孔或开孔(连续开孔)可以通过用于使材料发泡的工艺条件来调节。这些工艺或工艺条件属于本领域技术人员的常识,因此本文不再详细描述。由于闭孔泡沫具有更好的绝缘性能,弹性体材料优选闭孔泡沫,其可具有至少70%(数值)的闭孔含量。弹性体材料的密度以及成型制品的密度可通过使用适当量的发泡剂、适当的工艺条件和聚合物的类型来调节。弹性体材料优选具有小于300kg/m3、优选小于200kg/m3、更优选小于150kg/m3的根据iso845测得的密度。首先,通过调节密度和发泡的弹性体材料中闭孔的含量,可以设定弹性体材料的热导率。根据en12667测得的弹性体材料的热导率优选为在0℃下小于0.050w/mk,优选在0℃下小于0.045w/mk,更优选在0℃下小于0.040w/mk。正如弹性体聚合物的常规泡沫一样,本发明的成型制品的半刚性弹性体材料显示出优异的水蒸气阻隔性能,这使得能够与弹性体材料的特定形状和可压缩性相结合实现非常好的无冷凝绝缘。弹性体材料以及成型制品可表现出至少μ2000、优选至少μ3000、更优选至少μ5000的根据en12086测得的水蒸气扩散阻隔性能。特别优选弹性体材料显示上述抗压强度、热导率和水蒸气扩散阻隔性能的组合,且因此成型制品也显示上述性能组合。。分别在本发明的成型制品和弹性体材料中,所有这些期望的性能可以同时实现,这在绝缘材料中是独特的,并且允许形成凹槽,而且简化了安装,提高了安全性并且增强了绝缘性能。弹性体材料可进一步包含化合物(e),其为至少一种热塑性聚合物。热塑性聚合物不同于弹性体聚合物(a)和树脂(b)。热塑性聚合物优选选自abs、pe、peek、pei、pet、pi、pom、pp、ps、pu、pvc、ptfe、pvdf或其任意组合。优选地,热塑性聚合物选自pvc、pe、ps、abs或它们的任意组合。可加入热塑性聚合物以降低材料成本,改善加工性能和表面性能(例如光滑度、涂覆性能、摩擦力)并增加弹性体材料的生坯强度。热塑性聚合物可以以5-250phr、优选15-100phr的量存在于弹性体材料中。热塑性聚合物(e)不形成网络。弹性体材料还可包含至少一种填料(f)。可以使用用于弹性体泡沫的典型填料。实例可选自无机(金属或半金属)硫属化合物、碳酸盐、卤化物、氢氧化物、水合物、二氧化硅、炭黑、合成颗粒(例如玻璃或陶瓷板、管或球等)和经研磨的本发明的弹性体材料的颗粒。填料(f)可以以5-600phr、优选20-350phr的量存在于弹性体材料中。对于本发明的弹性体材料的颗粒,可以使用通过形成锥形凹槽而获得的材料,这在经济和生态方面是优选的。弹性体材料可包含一种、两种或更多种其他成分(g),例如阻燃剂和增效剂、杀微生物剂、增塑剂、稳定剂(例如相对于热、紫外线(uv)、臭氧、解聚/返原等)、颜料、添加剂,其通常是用于弹性体聚合物的泡沫。它们可以以任何比例使用。特别地,可以使用用于改善弹性体材料的制造、应用、外观和性能特性的添加剂。实例是抑制剂、阻滞剂、促进剂;和/或用于使其适应应用需要的添加剂,例如成炭添加剂和/或膨胀添加剂,诸如磷化合物、膨胀蛭石、珍珠岩、石墨,以使材料在发生火灾时自膨胀,例如用于一般保护目的和/或封闭和保护例如墙体和隔板贯穿件;和/或在发生火灾时会使管及墙体贯穿件产生自瓷化效应的物质,例如硼化合物、含硅化合物,和/或内部粘合促进剂,以确保共挤出和共层压应用中的自粘性能,例如硅酸酯、功能性硅烷、多元醇;和/或作为内部粘合促进剂的添加剂,以确保共挤出和共层压应用中的自粘性,例如硅酸酯、功能性硅烷、多元醇。弹性体材料还可以包含纤维(h)例如长纤维、短切纤维或浆粕作为填充材料和增强剂,例如玻璃纤维、聚芳酰胺纤维、聚酯纤维及它们的任意组合。关于锥形凹槽的结构,它们形成为使得成型制品可以容易地围绕和/或包裹在诸如管道、容器或罐的结构周围,并且确保弹性体材料的轻微压缩。优选地,当成型制品围绕结构安装时,凹槽完全闭合(不考虑泡沫中的孔)。例如,锥形凹槽可以为v形或变形的v形。在v形中,侧壁是直的并且在凹槽的两侧具有相同的长度。在变形的v形中,凹槽优选地具有以下特征中的至少一个:-弯曲的侧壁,例如弓形壁,使得其横截面具有铲状或镰刀状的形状,和/或-具有不同长度的侧壁,使得其横截面具有锯齿状的形状。如上所述,每个凹槽分别形成锐角。在本文中不认为具有不同角度的结构(例如台阶结构或适于使成型制品机械互锁的结构(见下文))是锥形凹槽。具有锥形凹槽的主侧面的其余表面可以进一步具有槽或切口,这些槽或切口有利于热解耦或声解耦。这些槽和切口不同于锥形凹槽,并且凸出不超过平面形体厚度的10%。在图2中,示出了锥形凹槽的一些实施方案的示意性横截面图。凹槽的伸入成型制品中的凸出部可能未按比例示出。在图2a中,示出了具有变形v形的凹槽。在一个凹槽中示出了锐角(α)。侧壁是直的但具有不同的长度,从而获得锯齿状的形状。图2b示出了另一种变形v形的凹槽,其具有不同长度的弯曲的或弓形的侧壁。在图2c中,示出了(规则的)v形凹槽(40)。它们具有相同长度的直侧壁。成型制品还包括在同一主侧面上面的切口或槽(50),这样的切口或槽不计入本文中的锥形凹槽。此外,成型制品可在其一个、两个或更多个边缘上具有台阶结构,以在将成型制品安装到彼此上时或将成型制品的端部连接在一起时提供搭位。此外或可选地,成型制品可以在其边缘中的至少一个、两个或更多个上具有为了将边缘机械地互锁在一起而设计的结构。由于弹性材料结合了柔韧性(即没有脆性)和刚性(即结构完整性),用于将边缘机械互锁的结构可以重复地固定和打开,这便于被绝缘装置的维护和修理,并允许重复使用绝缘材料。实例可以是机械凸/凹连接或所谓的“卡扣”连接。根据另一个实施方案,可以具有一个或多个附加层(i)。附加层(i)可以是附加的泡沫或海绵材料、保护包层、装饰涂层和箔,并且可以在成型制品的外或内(具有锥形凹槽)主表面上施加。优选地,它们连接到成型制品的与具有锥形凹槽的主侧面相对的主侧面上。成型制品可以以一层或多层布置、包裹或缠绕在结构或装置的周围。可以使用可用于橡胶粘合的标准粘合剂将成型制品粘接以封闭接缝。为了促进粘接并增加安装的安全性(延长水/湿气进入路径),可在成型制品端部或边缘处设置如上所述的台阶。在图3a中,示出了这些台阶的两个实施方案。胶水或粘合剂可以例如是沿着台阶施用。此外,由于其柔韧性(即无脆性)和刚性(即安全紧固性)的理想组合,弹性体材料可以彼此机械地合并,从而成型制品也可以彼此机械地合并。图3b示出了用于通过凸/凹连接或卡扣连接机械互锁边缘的几种结构。对成型制品的厚度没有特别限制,因此对所得绝缘体的厚度也没有特别限制。所有对于本文讨论的应用而言典型的厚度可以通过标准方法生产。图4示出了具有由成型制品形成的绝缘体(80)的结构(例如管(90))的示意性横截面图。可以将弹性体材料切割成预定长度l,以获得适合于管(90)的成型制品。成型制品的长度l根据待绝缘的圆形装置或管(90)的周长p来选择,其中所述圆形装置或管(90)用具有厚度d的绝缘体(80)绝缘,选择方式为长度l为(p+2πd),其表示安装后绝缘体(80)的外周长。图5a示出了平面形式的本发明实施方案的成型制品(100)的示意性横截面图。在该实施方案中,成型制品(100)具有v形的锥形凹槽。在左侧,示出了虚拟平面以确定成型制品(100)侧面上的锐角。如图5a所示,成型制品可以围绕结构布置,然后使用胶水和/或台阶结构或用于使边缘机械互锁的结构固定。在图5a的上部所示的状态中,凹槽是封闭的,弹性材料被部分压缩,从而封闭间隙并实现特别紧密的绝缘。凹槽按以下方式构造,该方式使得凹槽伸入平面材料中的部分大于平面材料厚度的20%且最大为其厚度的80%。这是为了防止通过将成型制品包裹在装置周围来闭合凹槽(如图5a所示)所导致的绝缘体外表面的变形。通过保留至少20%的材料厚度,获得圆形且光滑的表面,如图5a所示。这是特别重要的,特别是当应用几层绝缘层或最终包层(201和202)时:变形或边缘不仅会在光学方面造成危害,而且还意味着可能形成间隙(203)(见图5b),这可通过使用本发明的成型制品(100)来预防。本发明的另一方面涉及制备本文所述的一个实施方案的成型制品的方法。该方法包括以下步骤:(1)通过混合至少下列组分制备聚合物组合物:-至少一种弹性体聚合物(a’),-至少一种可交联树脂(b’),-交联剂(c),和-发泡剂(d);(2)使所述聚合物组合物交联和发泡以形成发泡的交联的弹性体材料,其中所述弹性体材料具有形成互穿网络的至少一种交联的弹性体聚合物(a)和至少一种交联的树脂(b),并使所述弹性体材料形成具有两个主侧面的平面形体;以及(3)在一个主侧面上形成多个锥形凹槽,锥形凹槽各自形成一个锐角,所有锥形凹槽的锐角之和为300-355度,所述凹槽的伸入所述形体中的凸出部大于所述平面形体的厚度的20%但不超过所述平面形体的厚度的80%。作为弹性体聚合物(a’),可以使用一种、两种或更多种上述弹性体聚合物,只要它可以交联或硫化即可。通过标准方法使用常用的交联剂或交联体系使弹性体聚合物(a’)进行交联(硫化),本领域技术人员已知用于交联或硫化各弹性体聚合物的这些交联剂或交联体系。步骤(1)中形成的聚合物组合物可以例如含有交联剂或交联体系(c),所述交联剂或交联体系(c)选自硫基化合物(例如硫、秋兰姆、多硫化物、硫代氨基甲酸酯、硫脲、噻唑基、s-si-o化合物、氯硫代化合物等)、过氧化物、硅烷、辐射或uv引发的体系、金属盐(例如mgo或zno)及它们的组合。另外,交联剂或在交联反应期间形成的交联体系(c)或物质可有助于使树脂(b’)交联以形成交联的树脂(b)。可交联树脂(b’)是反应性树脂,并且在紧邻交联的(硫化的)弹性体聚合物网络处构建第二树脂网络(交联的树脂(b)),从而获得互穿网络。交联的树脂(b)可以是单独的网络(即不与交联的弹性体聚合物(a)的橡胶网络交联),或者与橡胶网络和/或填料颗粒的表面连接。分别基于100phr的弹性体聚合物(a)或(a’),聚合物组合物可含有1-100phr、优选3-75phr、更优选5-60phr的可交联树脂(b’)。可交联树脂(b’)优选由单体结构单元,例如氨基甲酸酯、三聚氰胺、(异)氰尿酸酯、(甲基)丙烯酸包括其酯、酚类和环氧化物获得。优选地,可交联树脂(b’)是至少包括下述结构单元的低聚物或(共)聚合物,该结构单元衍生自选自丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯中的一种或多种化合物。其数均分子量(通过gpc测定)可以在1000至107的范围内,优选2000至5×106,更优选3000至1.5×106,更加优选5000至106的范围内。可交联树脂(b’)的结构单元优选包括衍生自(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯中的至少一种的单元。酯优选为c1-12-烷基酯,例如甲酯、乙酯、丙酯或丁酯。特别优选丙烯酸酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸甲酯。交联性树脂(b’)的单体单元中衍生自(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯中的至少一种的单元的含量优选为40摩尔%以上,更优选为60摩尔%以上,更加优选为80摩尔%以上,特别优选为90摩尔%以上,并且可以高达100摩尔%。任选地,反应性树脂(b’)可含有衍生自乙烯基或烯属共聚单体的结构单元,例如乙烯、氯乙烯、(甲基)丙烯酸乙烯酯、具有4-20个碳原子的共轭或非共轭二烯、马来酸酐、c3-14-α-烯烃、c6-24-芳基乙烯基(例如苯乙烯)、c1-12-烷氧基乙烯基或c6-24-芳氧基乙烯基。c1-12-烷基优选为甲基、乙基、丙基或丁基。c6-24-芳基优选为苯基、甲苯基或萘基。显然,可交联树脂(b’)优选至少含有酸基或酯基(cooh/r),并且任选地在其主链或侧链中含有不饱和键(这取决于(共聚)单体)。这些部分作为交联的反应基团。例如,可交联树脂(b’)可以具有通式(a)、(b)或(c):[(r1)rc-cr(r2)]l(a)rn(r1)rc-cr(r2)-rm(b)rn(r1)c=c(r2)-rm(c)l表示数均聚合度优选为5-80,r独立地为h或甲基,rn和rm独立地为优选1-12个碳原子的脂肪族取代基或聚合物链的其余部分,r1为h或优选1-12个碳原子的脂肪族取代基或优选6-24个碳原子的芳香族取代基,r2为-c(r3)=o,其中r3为oh或or4,其中r4是优选1-12个碳原子的脂肪族取代基,事实上,取代基r1、r2、r3、r4中的至少一个本质上需要含有作为活性交联位点的不饱和键和/或orx基团。优选的orx基团为oh、ome和oet。聚合物组合物可包含反应性树脂(b’),其为在高于120℃的温度下反应(即交联)的低聚物或聚合物,或在高于80℃的温度下软化的树脂。本发明意义上的软化是指在80℃下粘度降低超过15%。因此,反应性树脂(b’)可以在升高的但低于交联/硫化温度(通常高于120℃)的温度下与聚合物组合物的其他组分混合,从而实现可交联树脂的非常均匀的分布。例如,可以预混合其他组分,然后可以在50-80℃(例如70℃)的温度下加入反应性树脂(b’)。合适的可交联树脂(b’)的实例是“exl5136”(陶氏,美国),“a560”(杜邦,美国)和“2669”(璐彩特,美国)。反应性树脂(b’)的交联可以通过缩合固化和/或离子或自由基诱导的(聚)加成来实现。聚合物组合物还包含发泡剂或发泡体系(d),例如但不限于偶氮化合物(例如偶氮二甲酰胺)、碳酸盐、嵌入化合物、结晶水合物(crystalwatercompound)、分散体、发泡微球和通常含有可发泡的气体或液体的空心球、发泡粘土和石墨及其组合。在步骤(1)中,聚合物组合物可通过任何常规方法制备,例如通过在密闭式混合机中或在辊磨机上混合各成分来制备。选择配混(混合)过程中的加工温度以安全地保持在低于反应性树脂(b’)的反应温度(以防止预焦烧),但优选高于粘度变化树脂(b’)(如果使用的话)的软化温度,以便于混合。许多优选的(甲基)丙烯酸树脂的一个主要优点是它们在混合过程中粘度下降,但是在步骤(2)中弹性体的交联(硫化)期间可以在较高温度下交联,这通常在超过120℃的温度下发生。如果使用其他组分,例如热塑性聚合物(e)、填料(f)、其他成分/添加剂(g)和纤维(h)中的一种或多种,则优选在步骤(1)中将它们加入到聚合物组合物中。优选地,步骤(1)可以是一步混合过程。在步骤(2)中,优选通过加热进行交联和发泡。组分(a’)和(b’)在发泡和交联过程中形成互穿网络,从而得到弹性柔韧的承载泡沫。不受理论束缚,反应性树脂(b’)的交联以及交联的发泡的弹性体材料冷却后粘度变化树脂的结晶都将导致强化及刚性增加效果,并且不会对弹性体网络产生负面干扰,意味着互穿网络的弹性体部分将保持柔韧。将发泡的交联的弹性体材料以某种方式加工成平面形体,例如通过模塑、挤出或压延或通过从发泡的交联的块或团块中切割片形材料或垫形材料。优选地,使用一步成型工艺。在步骤(3)中,根据本文所述的至少一个实施方案的锥形凹槽通过例如铣削、切削或腐蚀形成,优选通过切削形成。在成型制品包括台阶结构和/或用于使成型制品边缘机械互锁的结构的情况下,优选使用上述方法之一形成这些结构。来自凹槽或台阶(或整个成型制品)生产过程的废料可以被磨碎并再次用作弹性体材料的填料,从而不会产生切割废料或灰尘。在步骤(3)之后,如果适用的话,附加层(i)可以例如与成型制品连接。在本发明的方法中,主要优点是聚合物组合物(组分(a’)和(b’))可以通过现有技术的、经充分研究的且经济的方法(例如硫固化)进行交联,并且可以通过选择合适的硫化剂或硫化体系来控制共硫化。本发明方法的另一个优点是,优选的反应性树脂(b’)和交联树脂(b)既不会在环境问题方面受到批判,也不涉及与弹性体材料的其他成分的相互作用。此外,成型制品可以以经济的方式在通常用于橡胶工业的设备(例如用于混合和成型过程的设备)上生产和加工,例如通过模塑、挤压和压延,以及其他成型方法(例如切割、铣削、cnc成型等)生产和加工。这显示了制造和应用可能性的多样性。发泡的交联的弹性体材料的另一个优点是它可以通过切割和铣削而容易地成型,例如,通过铣削/cnc机床成型,这对于标准橡胶来说是不容易实现的,原因是由于标准橡胶的可压缩性太高,它们既不能提供良好的表面也不能提供可接受的公差,或者它们甚至可能撕裂(见下文的实施例)。本发明的另一方面涉及本文所述的一个实施方案的成型制品的用途。成型制品用于形成隔热和/或隔音、声阻尼和/或振动阻尼、机械保护和/或用于需要承载的应用。特别地,成型制品可以:-用于形成管、管支架和/或管吊架的绝缘体,-用于包绕管道或容器,-用于制造用于设备绝缘的预制件,例如用于阀门、法兰和配件的绝缘壳,或-用于水下、地下或砂浆层下或混凝土下装置的隔热和/或隔音。另一方面,本发明涉及一种具有绝缘体的结构(或装置)。通过将本文所述的至少一个实施方案的成型制品布置在结构例如管、管道、罐或容器周围,获得或可获得绝缘体,使得凹槽至少部分地且优选完全地闭合并且弹性体材料被部分压缩。如上所述,可以使用胶水和/或凸/凹连接或“卡扣”连接来固定绝缘体。上述成型制品的优点在其使用期间而且在具有本发明的绝缘体的结构中获得。特别值得注意的是,当在绝缘体中被部分压缩时,弹性体材料和成型制品的低热导率和优异的水蒸气阻隔性能分别得以保持。在成型制品的弹性体材料中,尽管树脂(b)负载,弹性体聚合物(a)的橡胶性能,例如柔韧性、扩散阻挡性和防水性,仍得以保留。与没有树脂网络的橡胶化合物相比,抗拉强度和抗撕裂性等机械性能提高。坚韧的表面和增加的抗拉/抗撕裂或耐磨性能使成型制品也非常适用于保护目的,即保护敏感材料免受冲击或破坏。成型制品可用作设备绝缘的预制件,包括用于阀门、法兰和配件的绝缘壳。如上所述,它可以快速简易地组装。与标准弹性体泡沫相比,成型制品的另一个优点是,通过改变刚度并因此改变其对声波的粘性响应,可以在宽范围内改变其振动阻尼特性或噪声阻尼特性。成型制品的另一个优点是它能够承受很大的负荷,这使其非常适于用在由于硬质泡沫太脆和/或太昂贵和/或太困难而不能施加或适应的应用中,例如管支撑、管(线)支架、地下和水下装置的绝缘、砂浆层下或混凝土下的绝缘和保护应用等。进一步优选的应用例如是远程供热和工业绝缘。弹性体材料和成型制品的另一个优点是,它没有下垂且是自支撑的,因此显示出优于弹性体泡沫或纤维垫的应用性能,当应用在水平管道上时,弹性体泡沫或纤维垫往往下垂并形成间隙,并且在垂直安装时需要额外的支撑以防止翘曲和下垂。实施例在实施例1-3和对比例1中,将包含95份nbr聚合物和5份br聚合物(等于100份橡胶)(nipponzeon,日本)(弹性体聚合物(a’))的基础化合物、65phr(基于每100份橡胶的份数)pvc热塑性塑料(ineos,荷兰)(e)、170phr三水合铝填料(huber,美国/德国)(f)、65phr长链氯化石蜡增塑剂(inovyn,英国)(g)、10phr环氧化大豆油增塑剂(nrc,德国)(g)和100phr偶氮二甲酰胺(tramaco,德国)发泡剂(d)在110℃的温度下在密闭混合器中混合,然后冷却。在70℃下,将7phr的聚甲基丙烯酸酯树脂(陶氏,美国)(反应性树脂(b’))加入并均匀混合到实施例1-3的混合物中(但比较例1中未加入)。对于所有混合物(实施例1-3和对比例1),在110℃下以不同的比例和用量加入zdbc/dptu/硫/zno的硫化体系(c)以获得不同的最终密度。将该化合物在泡沫挤出生产线上在120℃-165℃的温度梯度下挤出并硫化(交联)。发泡剂分解并产生闭孔结构。通过改变硫化体系的成分以及挤出和硫化炉参数,获得了不同的密度。下面给出的密度变化是+/-5个点。将材料冷却至室温并切成25mm厚的样品垫。根据en826测试所有材料的可压缩性(参见表1)。表1:根据en826测得的本发明(实施例1-3)和对比例1的不同密度的弹性体材料的抗压强度[kpa]。对比例1实施例1实施例2实施例3密度55kg/m360kg/m395kg/m3135kg/m3压缩率10%5151922压缩率25%11597278在25mm样品垫上通过不同的方法形成具有18mm的凸出部和12°的锐角的v形凹槽。结果如表2所示。表2:本发明(实施例1-3)和对比例1的弹性体材料对不同的v切割方法的反应(观察结果;斜体表示对市售产品而言在技术上和光学上可接受的)如表2所示,可以切割本发明中使用的弹性体材料以形成锥形凹槽。因此,获得了本发明的成型制品。硫化的常规弹性体(对比例1)太软(刚性不够)且不够稳定,不能形成精确的凹槽或至少可接受的凹槽。当前第1页12
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