NL2008894C2

NL2008894C2 - ELECTROMAGNETIC RADIATION ABSORBENT AND RAND-RESISTANT MATERIALS.

Info

Publication number: NL2008894C2
Application number: NL2008894A
Authority: NL
Inventors: Martijn Jong; Jeroen Wouter Nijenhuis; Jan Noordegraaf; Henricus Petrus Jozef Groot; Petrus Antonius Maria Bruijn; Martin Bressers
Original assignee: Synbra Tech Bv; Dutch Microwave Absorber Solutions B V
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2013-12-02

Description

Korte aanduiding: Elektromagnetisch straling absorberende en randbestendige materialen.Brief description: Electromagnetic radiation-absorbing and edge-resistant materials.

BESCHRIJVINGDESCRIPTION

5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op elektromagnetische straling absorberende schuimkorrels en uit dergelijke materialen geconstrueerde vormdelen. Deze vormdelen zijn geschikt om in dode kamers of anechoïsche kamers te worden toegepast, hebben een significant verlaagde reactie op brand en behouden een bepaalde mate van integriteit wanneer ze worden blootgesteld aan brandpatronen.The present invention relates to electromagnetic radiation-absorbing foam beads and moldings constructed from such materials. These moldings are suitable for use in dead chambers or anechoic chambers, have a significantly reduced reaction to fire and maintain a certain degree of integrity when exposed to fire patterns.

10 Dergelijke schuimkorrels zijn bekend uit de Japanse publicaties JP 58- 125727, JP 60-195134, JP 4056298 en JP60-141732. Daarnaast openbaren de Amerikaanse octrooien US 4,496,627 en US 6,007,9005 uit schuim vervaardigde vormdelen die voor het absorberen van elektromagnetische straling worden toegepast. Echter, uit voornoemde documenten is het niet bekend of de brandveiligheid van 15 dergelijke vormdelen aan de wettelijke eisen voldoet. Verder heeft DE 199 10 257 betrekking op brandbestendige materialen op basis van geschuimde materialen uit polystyreen, bijvoorbeeld gecoat met expandeerbaar grafiet onder toepassing van fenolharsen. JP 4356543 heeft betrekking op een schuim verkregen uit deeltjes bereid door het aanbrengen van een acrylisch organisch polymeeremulsie op oppervlakken van 20 voorgeëxpandeerde styreendeeltjes, geïmpregneerd met propaan als blaasmiddel, het uitspreiden van een mengsel van koolstofzwart en koolstofvezel als een geleidende substantie en Rochelle-zout als een dilectrische substantie daarop en het drogen van de deeltjes.Such foam granules are known from Japanese publications JP 58-125727, JP 60-195134, JP 4056298 and JP60-141732. In addition, U.S. Pat. Nos. 4,496,627 and 6,007,9005 disclose moldings made of foam which are used for absorbing electromagnetic radiation. However, it is not known from the aforementioned documents whether the fire safety of such shaped parts meets the legal requirements. Furthermore DE 199 10 257 relates to fire-resistant materials based on foamed materials from polystyrene, for example coated with expandable graphite using phenolic resins. JP 4356543 relates to a foam obtained from particles prepared by applying an acrylic organic polymer emulsion to surfaces of 20 pre-expanded styrene particles impregnated with propane as blowing agent, spreading a mixture of carbon black and carbon fiber as a conductive substance and Rochelle salt as a conductive substance a dilectric substance thereon and drying the particles.

De in de onderhavige aanvrage van toepassing zijnde schuimkorrels 25 worden met name toegepast in dode kamers of anechoïsche kamers. Een dode kamer of anechoïsche kamer is een ruimte voor het verrichten van metingen voor elektromagnetische straling. Een dode kamer heeft wanden, vloer en plafond die elektromagnetische straling maximaal absorberen en dus geen enkel re elektromagnetische straling flecteren. Meestal is een dode kamer voorzien van 30 absorberend materiaal in de vorm van punten gevuld met schuim of steenwol. Hoe langer deze punten zijn, des te beter worden vooral de lage frequenties geabsorbeerd. Dit is de reden dat grote, dus duurdere, dode kamers beter geschikt zijn voor metingen bij lage frequenties.. Een ideale dode kamer absorbeert alle elektromagnetische straling. De dode 2 kamer is tevens uitstekend geïsoleerd van de omgeving door een zogenaamde kooi van Faraday.The foam granules applicable in the present application are used in particular in dead chambers or anechoic chambers. A dead chamber or anechoic chamber is a space for taking measurements for electromagnetic radiation. A dead room has walls, floor and ceiling that maximally absorb electromagnetic radiation and therefore do not reflect any electromagnetic radiation. Usually a dead chamber is provided with absorbent material in the form of points filled with foam or rock wool. The longer these points are, the better especially the low frequencies are absorbed. This is the reason that large, therefore more expensive, dead chambers are better suited for measurements at low frequencies. An ideal dead chamber absorbs all electromagnetic radiation. The dead 2 room is also well insulated from the surroundings by a so-called Faraday cage.

De kwaliteit van absorberend materiaal wordt weergegeven door middel van de reflectiecoëfficiënt, dit is de verhouding van de gereflecteerde veldsterkte (Er) tot 5 de invallende veldsterkte (Ei).The quality of absorbent material is represented by the reflection coefficient, this is the ratio of the reflected field strength (Er) to the incident field strength (Ei).

vtiw F' h‘ 10 In decibels uitgedrukt spreekt men van reflectiviteit (R) of Return Loss (RL)vtiw F 'h "10 Expressed in decibels, one speaks of reflectivity (R) or Return Loss (RL)

Schuimabsorbers volgens de hiervoorgenoemde stand van de techniek bestaan uit een schuim, veelal polyurethaan gedrenkt in koolstof en zijn zacht van structuur. In dit materiaal wordt de invallende energie voor een groot stuk in warmte gedissipeerd waarvan de vorm zich als piramidaal-conisch laat omschrijven. De 15 invallende straling wordt gereflecteerd op de wanden van de piramides en zo gedwongen om meerdere botsingen met de absorberende stof te maken en zich richting basis van de absorber te begeven. Bij elke botsing wordt dan een deel van de energie omgezet in warmte waarbij de weerkaatste energie zich op zijn beurt ook een weg baant door de kegel, waardoor zeer grote verzwakkingen kunnen worden verwezenlijkt.Foam absorbers according to the aforementioned prior art consist of a foam, often polyurethane soaked in carbon, and have a soft structure. In this material, the incident energy is largely dissipated in heat, the shape of which can be described as pyramidal-conical. The incident radiation is reflected on the walls of the pyramids and thus forced to make several collisions with the absorbent material and to move towards the base of the absorber. With each collision, part of the energy is then converted into heat, whereby the reflected energy in its turn also makes its way through the cone, as a result of which very large attenuations can be achieved.

20 Een nadeel van voornoemde schuimabsorbers op basis van polyurethaan is dat dergelijke vormdelen, voor het tot stand brengen van een beoogde vlamvertragendheid, een hoge belasting van gebromeerde verbindingen, eventueel in combinatie met antimoon bevattende verbindingen, vereisen, welke verbindingen al aan de matrix vóór schuimvorming moeten worden toegevoegd. Dergelijke chemische 25 additieven, die vanuit het oogpunt van brand- en vlamvertragendheid worden toegevoegd, zullen door overheden bij wet worden verboden waardoor hun toepassing niet meer is toegestaan.A drawback of the aforementioned polyurethane-based foam absorbers is that, in order to achieve an intended flame-retardancy, such molded parts require a high load on brominated compounds, optionally in combination with antimony-containing compounds, which compounds have already been added to the matrix before foaming must be added. Such chemical additives, which are added from the point of view of fire and flame retardancy, will be prohibited by law by governments, as a result of which their use is no longer permitted.

Een aspect van de onderhavige uitvinding is aldus het verschaffen van een schuimkorrel, in het bijzonder voor toepassing in een dode kamers of anechoïsche 30 kamers, die naast het vermogen om elektromagnetische straling te absorberen ook brandvertragende en vlamvertragende eigenschappen bezit, waarbij de toepassing van milieu belastende additieven tot een minimum is beperkt.An aspect of the present invention is thus to provide a foam bead, in particular for use in a dead chambers or anechoic chambers, which, in addition to the ability to absorb electromagnetic radiation, also has fire-retardant and flame-retardant properties, the use of environmentally harmful additives is kept to a minimum.

33

De uitvinding, zoals vermeld in de aanhef, wordt gekenmerkt door elektromagnetische straling absorberende schuimkorrel omvattende een kern van geschuimd thermoplastisch polymeer en een elektromagnetische straling absorberende laag die het oppervlak van voornoemde kern ten minste gedeeltelijk bedekt. Onder 5 toepassing van een dergelijke schuimkorrel wordt aan een of meer voornoemde aspecten voldaan.The invention, as stated in the preamble, is characterized by electromagnetic radiation-absorbing foam bead comprising a core of foamed thermoplastic polymer and an electromagnetic radiation-absorbing layer which at least partially covers the surface of said core. Using such a foam bead, one or more aforementioned aspects are satisfied.

Het verdient de voorkeur dat het thermoplastisch polymeer is gekozen uit de groep van geëxpandeerd polystyreen (EPS), geëxpandeerd polypropeen (EPP), geëxpandeerd polymelkzuur (E-PLA), mengsels van polystyreen(PS) en een of meer van 10 polyetheen(PE) en polyfenyleenoxide (PPO), en combinaties van voornoemde polymeren en polymerenmengsels, bij voorkeur geëxpandeerd polystyreen (EPS).It is preferred that the thermoplastic polymer is selected from the group of expanded polystyrene (EPS), expanded polypropylene (EPP), expanded polylactic acid (E-PLA), blends of polystyrene (PS) and one or more of polyethylene (PE) and polyphenylene oxide (PPO), and combinations of the aforementioned polymers and polymer blends, preferably expanded polystyrene (EPS).

Het is wenselijk dat de elektromagnetische straling absorberende laag is samengesteld uit een de elektromagnetische straling absorberend materiaal gekozen uit de groep bestaande uit grafiet, expandeerbaar grafiet, roet, aluminium, tin, koper, 15 magnesium, ijzer, nikkel, zink, kobalt, mangaan, chroom en ferromagnetische materialen, en combinaties van voornoemde materialen, in het bijzonder legeringen, waarbij in een voorkeursuitvoeringsvorm ferromagnetische materialen zijn gekozen uit de groep van mangaanverbindingen met bismut, (MnBi) ijzeroxiden (zoals magnetiet (Fe304), hematiet (Fe203), goethite (FeO(OH)), limoniet (Fe0(0H).n(H20)), sideriet (FeC03).) 20 Nikkeloxiden, nikkelsulfiden, laterites nickeliferous limonite: (Fe, Ni) O (OH), garnierite (Ni, Mg)3Si205(0H)4. pentlandite: (Ni, Fe)9S8.Desirably, the electromagnetic radiation absorbing layer is composed of a material electromagnetic radiation absorbing selected from the group consisting of graphite, expandable graphite, carbon black, aluminum, tin, copper, magnesium, iron, nickel, zinc, cobalt, manganese, chromium and ferromagnetic materials, and combinations of the aforementioned materials, in particular alloys, wherein in a preferred embodiment ferromagnetic materials are selected from the group of manganese compounds with bismuth, (MnBi) iron oxides (such as magnetite (Fe304), hematite (Fe203), goethite ( FeO (OH)), limonite (FeO (0H) .n (H2O)), siderite (FeCO3).) Nickel oxides, nickel sulfides, laterites nickeliferous limonite: (Fe, Ni) O (OH), garniteite (Ni, Mg) 3Si 2 O 5 (0H) 4. pentlandite: (Ni, Fe) 9 S8.

De elektromagnetische straling absorberende schuimkorrel volgens de onderhavige uitvinding is verkregen door het op het oppervlak van de kern van geschuimd thermoplastisch polymeer aanbrengen van een hechtmiddel waarin zich een of meer van 25 voornoemde elektromagnetische straling absorberende materialen bevinden.The electromagnetic radiation-absorbing foam pellet according to the present invention has been obtained by applying an adhesive to the surface of the foam thermoplastic polymer core in which one or more of the aforementioned electromagnetic radiation-absorbing materials are located.

Een geschikt hechtmiddel is gekozen uit de groep van ethylvinylacetaat, (EVAc), ethylvinylalcohol, (EVOH), latex, of een of meer combinaties hiervan.A suitable adhesive is selected from the group of ethyl vinyl acetate, (EVAc), ethyl vinyl alcohol, (EVOH), latex, or one or more combinations thereof.

In een de voorkeur verdienende elektromagnetische straling absorberende schuimkorrel volgens de onderhavige uitvinding is de kern van geschuimd 30 thermoplastisch polymeer geëxpandeerd polystyreen (EPS).In a preferred electromagnetic radiation absorbing foam bead according to the present invention, the core is foamed thermoplastic polymer expanded polystyrene (EPS).

In een de voorkeur verdienende elektromagnetische straling absorberende schuimkorrel volgens de onderhavige uitvinding is in de elektromagnetische straling 4 absorberende laag als elektromagnetische straling absorberend materiaal expandeerbaar grafiet toegepast.In a preferred electromagnetic radiation-absorbing foam pellet according to the present invention, expandable graphite is used as electromagnetic radiation-absorbing material in the electromagnetic radiation-absorbing layer.

Volgens een andere uitvoeringsvorm is in de elektromagnetische straling absorberende schuimkorrel de elektromagnetische straling absorberende laag 5 samengesteld uit een combinatie van grafiet en expandeerbaar grafiet.According to another embodiment, in the electromagnetic radiation-absorbing foam pellet, the electromagnetic radiation-absorbing layer 5 is composed of a combination of graphite and expandable graphite.

Een mogelijk proces voor de productie van polystyreenschuimvormdelen is als volgt: (a) Niet-geëxpandeerde polystyreenkorrel of -bead wordt geproduceerd door een suspensiepolymerisatieproces en toegevoerd van de vervaardiger in granulaire 10 vorm geclassificeerd voor deeltjesgrootte, waarbij de granulen ongeveer bolvormig zijn. Dit granulair polystyreen heeft een bepaalde hoeveelheid pentaan daarin opgelost dat dient als het expansie- of blaasmiddel.A possible process for the production of polystyrene foam molded parts is as follows: (a) Non-expanded polystyrene bead or bead is produced by a slurry polymerization process and supplied from the manufacturer in granular form classified for particle size, the granules being approximately spherical. This granular polystyrene has dissolved in it a certain amount of pentane that serves as the expansion or blowing agent.

(b) De korrel of ook wel bead genoemd wordt blootgesteld aan warmte, gebruikelijk door het injecteren van stoom aan de onderzijde van een lange kolom.(b) The bead or also called bead is exposed to heat, usually by injecting steam into the bottom of a long column.

15 Naarmate de beads stromen van de onderzijde van de kolom naar de bovenzijde verzachten ze en naarmate het pentaan uit de vaste oplossing verdwijnt, veroorzaken de vrijgemaakte gassen dat de verzachte polystyreen tot vijftig maal het oorspronkelijke volume expanderen. De geëxpandeerde polystyreenkorrel met lage dichtheid wordt verzameld aan de bovenzijde van de expansiekolom.As the beads flow from the bottom of the column to the top, they soften and as the pentane disappears from the solid solution, the released gases cause the softened polystyrene to expand up to fifty times the original volume. The expanded low density polystyrene bead is collected at the top of the expansion column.

20 (c) De geëxpandeerde beads kunnen nog een kleine hoeveelheid pentaan bevatten na dit primaire expansieproces. Ze zijn nat door middel van de stoom die wordt toegepast in de primaire expansie-inrichting en hebben een partieel vacuüm in de poriën welke is gevormd gedurende de expansie in de korrel. Conventioneel worden de vers geëxpandeerde beads opgeslagen in trechters en toegestaan te verouderen gedurende 25 welk proces overmatig water wordt verwijderd en het partiële vacuüm tot atmosferische druk wordt vereffend.(C) The expanded beads may still contain a small amount of pentane after this primary expansion process. They are wet by the steam used in the primary expansion device and have a partial vacuum in the pores formed during the expansion in the grain. Conventionally, the freshly expanded beads are stored in funnels and allowed to age during which process excess water is removed and the partial vacuum is equalized to atmospheric pressure.

(d) De verouderde, geëxpandeerde beads worden geïntroduceerd in vormen waarvan de wanden zijn gepenetreerd door een groot aantal kleine aperturen hetgeen leidt tot plenum kamers binnen elke wand. De lading kan worden 30 gecomprimeerd. Stoom wordt geïntroduceerd in het vat bevattende de geëxpandeerde polystyreenkorrel op een druk die niet hoger is dan 1,5 bar. De polystyreenbeads verzachten wederom en het overgebleven pentaan wordt vrijgemaakt. In dit tweede stadium wordt de volume-expansie van de lading behouden door de wanden van de vorm 5 waardoor de beads samen worden gebracht en worden gefuseerd tot één enkel lichtgewicht massa van geëxpandeerd polystyreen schuim.(d) The aged, expanded beads are introduced in shapes whose walls are penetrated by a large number of small apertures leading to plenum chambers within each wall. The load can be compressed. Steam is introduced into the vessel containing the expanded polystyrene bead at a pressure not exceeding 1.5 bar. The polystyrene beads soften again and the remaining pentane is released. In this second stage, the volume expansion of the charge is maintained by the walls of the mold 5, bringing the beads together and fusing to a single lightweight mass of expanded polystyrene foam.

De reeds bekende harsen omvatten veelal een of meer gehalogeneerde vlamvertragende middelen, naast zogenaamde synergisten, in het bijzonder een oxide 5 van een element van groep 6B van het periodieke systeem. Het gehalogeneerde vlamvertragende middel kan een gebromeerd vlamvertragend middel omvatten. Het vlamvertragende middel omvat bijvoorbeeld hexabroomcyclododecaan (HBCD). De synergist kan wolfraamoxide, bijvoorbeeld geel wolfraamoxide omvatten. In de onderhavige uitvinding worden daarentegen schuimkorrels vervaardigd die voornoemde 10 additieven ontberen.The resins already known generally comprise one or more halogenated flame retardants, in addition to so-called synergists, in particular an oxide of an element of group 6B of the periodic system. The halogenated flame retardant may comprise a brominated flame retardant. The flame retardant includes, for example, hexabromocyclododecane (HBCD). The synergist can include tungsten oxide, for example yellow tungsten oxide. In the present invention, on the other hand, foam granules are produced which lack the aforementioned additives.

In een de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt het hiervoor genoemde proces gemodificeerd door het uitvoeren van een of meer van de volgende stappen na de hierboven genoemde stappen (1) tot (e), d.w.z. ofwel: 15 (f) het coaten van de niet geëxpandeerde beads afgeleid van de aanvankelijke synthese met een mengsel bevattende een of meer additieven en het expanderen van deze beads via het primaire expansieproces (b) hierboven; of (g) het coaten van de geëxpandeerde korrel afgeleid uit het primaire expansieproces (b) hierboven met een mengsel bevattende een of meer additieven en na 20 het verouderingsproces (c) hierboven het expanderen van deze beads onder toepassing van het secundaire expansieproces in vormdelen als in (d) hierboven; of (h) het coaten van de verouderde, geëxpandeerde beads met een mengsel bevattende een of meer additieven en het expanderen van deze beads onder toepassing van het secundaire expansieproces in blokken zoals in (d) hierboven.In a preferred embodiment of the present invention, the aforementioned process is modified by performing one or more of the following steps after the aforementioned steps (1) to (e), ie either: (f) coating the unexpanded beads derived from the initial synthesis with a mixture containing one or more additives and expanding these beads via the primary expansion process (b) above; or (g) coating the expanded bead derived from the primary expansion process (b) above with a mixture containing one or more additives and after the aging process (c) above expanding these beads using the secondary expansion process into molded parts as in (d) above; or (h) coating the aged, expanded beads with a mixture containing one or more additives and expanding these beads using the secondary expansion process in blocks as in (d) above.

25 In (f), (g) en (h) hierboven wordt veroorzaakt dat de een of meer additieven worden gehecht aan de korrel door het inbrengen hiervan in een coatingmengsel.In (f), (g) and (h) above it is caused that the one or more additives are adhered to the grain by introducing it into a coating mixture.

De onderhavige elektromagnetische straling absorberende schuimkorrel wordt dus gekenmerkt doordat de schuimkorrel vrij van gebromeerde vlamvertragers en/of antimoonverbindingen is.The present electromagnetic radiation-absorbing foam bead is thus characterized in that the foam bead is free from brominated flame retardants and / or antimony compounds.

30 Het is wenselijk dat op de elektromagnetische straling absorberende schuimkorrel de hoeveelheid expandeerbaar grafiet zich bevindt in een gebied van 0,1 — 40 g/l, bij voorkeur in een gebied van 0,1- 10 g/l, op basis van het totale gewicht van de uiteindelijke schuimkorrel, waarbij het de voorkeur verdient dat de deeltjesgrootte van 6 expandeerbaar grafiet zich bevindt in een gebied van 50- 1000 micrometer, bij voorkeur in een gebied van 200-400 micrometer.It is desirable that the amount of expandable graphite on the electromagnetic radiation absorbing foam bead is in a range of 0.1 - 40 g / l, preferably in a range of 0.1 - 10 g / l, based on the total weight of the final foam bead, wherein it is preferable that the particle size of 6 expandable graphite is in a range of 50-1000 microns, preferably in a range of 200-400 microns.

Volgens een andere uitvoeringsvorm bevindt in de elektromagnetische straling absorberende schuimkorrel de hoeveelheid grafiet zich in een gebied van 0-20 5 g/l, bij voorkeur in een gebied van 0,1- 10 g/l, op basis van het totale gewicht van de uiteindelijke schuimkorrel, waarbij het de voorkeur verder verdient dat de deeltjesgrootte van grafiet zich bevindt in een gebied 0,5-50 micrometer, bij voorkeur in een gebied van 0,1-10 micrometer. Het totale gewicht van de uiteindelijke schuimkorrel kan ook worden beschouwd als het totale gewicht van het uiteindelijke vormdeel.According to another embodiment, the amount of graphite in the electromagnetic radiation-absorbing foam pellet is in a range of 0-20 5 g / l, preferably in a range of 0.1-10 g / l, based on the total weight of the final foam bead, wherein it is further preferred that the particle size of graphite is in a range of 0.5-50 microns, preferably in a range of 0.1-10 microns. The total weight of the final foam bead can also be considered as the total weight of the final molding.

10 Het exfolieerbaar grafiet, hechtmiddel en eventueel andere gewenste additieven, bijvoorbeeld grafiet, kunnen samen worden gemengd en aangebracht op de schuimkorrel door samen wentelen van het mengsel in een bandmenginrichting of elk ander type menginrichtingen met lage afschuiving. Bij voorkeur worden ze aangebracht op het oppervlak van de schuimkorrel zoals ze zijn geroteerd in een dergelijke 15 menginrichting, totdat het oppervlak gelijkmatig is gecoat en vervolgens wordt het exfolieerbaar grafiet gestrooid op de wentelende massa om toe te staan dat deze hecht aan het oppervlak van een “natte” schuimkorrel.The exfoliable graphite, adhesive and optionally other desired additives, for example graphite, can be mixed together and applied to the foam pellet by rotating the mixture together in a belt mixer or any other type of low shear mixer. Preferably, they are applied to the surface of the foam pellet as they are rotated in such a mixing device, until the surface is uniformly coated, and then the exfoliable graphite is scattered on the rotating mass to allow it to adhere to the surface of a "Wet" foam grain.

Exfolieerbaar (of anderszins “expandeerbaar”) grafiet bestaat uit natief grafiet dat is behandeld met verscheidene zuren zoals zwavelzuur, salpeterzuur of 20 fosforzuur, zodanig dat deze additieven samen met het water worden ingevangen tussen de vlakken van de grafietkristallen op een hoeveelheid tot 10 gew.% van het uiteindelijke product. Wanneer dergelijke behandelde grafieten zijn blootgesteld aan warmte worden de ingevangen materialen vrijgemaakt als gas waardoor het veroorzaakt dat het grafiet tot 250 maal het oorspronkelijke volume expandeert.Exfoliable (or otherwise "expandable") graphite consists of native graphite that has been treated with various acids such as sulfuric acid, nitric acid or phosphoric acid, such that these additives are trapped together with the water between the faces of the graphite crystals at an amount of up to 10 wt. % of the final product. When such treated graphites are exposed to heat, the trapped materials are released as gas causing the graphite to expand to 250 times the original volume.

25 De geëxpandeerde schuimkorrels, bijvoorbeeld polystyreenbeads, gemodificeerd met het exfolieerbaar grafiet en eventueel andere additieven als in (e), (f) of (g) hierboven, worden geïntroduceerd in de vormen en blootgesteld aan dezelfde stoomverwarmingscyclus als in (c) hierboven is beschreven. Als de polystyreenbeads expanderen, verzachten en samenhechten wordt het grafiet en harsmengsel 30 geïncorporeerd in het EPS blok.The expanded foam granules, for example polystyrene beads, modified with the exfoliable graphite and optionally other additives as in (e), (f) or (g) above, are introduced into the molds and exposed to the same steam heating cycle as described in (c) above . As the polystyrene beads expand, soften and bond together, the graphite and resin blend is incorporated into the EPS block.

Wanneer het gemodificeerde schuim, in het bijzonder polystyreen, geproduceerd zoals hierboven, wordt blootgesteld aan warmte en brandpatronen, dan wordt een volledig anders gedrag waargenomen in vergelijking met niet gemodificeerd 7 geëxpandeerd polystyreen. Wanneer direct wordt blootgesteld aan een brandpatroon activeert het exfolieerbaar grafiet en intumesceert het buitenwaarts naar de warmtebron waardoor een grote mate onontvlambare isolerende massa wordt geproduceerd welke de daaronder liggende EPS beschermt. Het karakter en de rigiditeit van koolstof houdende 5 kool kan kritisch worden gemodificeerd door keuze van het hars in het harsmengsel. Blootgesteld aan een brandregiem zal het exfolieerbaar grafiet expanderen om de holte tussen de huiden, die eerder werden opgevuld door het met exfolieerbaar grafiet gemodificeerde EPS, volledig vullen met een stabiele grafitische koolmassa die zal werken als een stabiele isolatie die in staat is tot een beoordeling op het gebied van 10 brandbescherming voor de composieten gedurende een uur. Het coatingmengsel wordt op de buitenzijde van de beads als een coating van grafiet gehecht door middel van het hechtmiddel, en lijkt als een film op de buitenkant van de beads te liggen. In de uiteindelijke expansieprocedure expanderen de beads bij voorkeur in en door deze film en fuseren samen om de uiteindelijke vormdelen te vormen.When the modified foam, in particular polystyrene produced as above, is exposed to heat and burning patterns, a completely different behavior is observed compared to unmodified expanded polystyrene. When directly exposed to a fire pattern, the exfoliable graphite activates and intumesces outwardly to the heat source, producing a highly non-flammable insulating mass that protects the EPS below. The character and rigidity of carbon-containing carbon can be critically modified by selecting the resin in the resin mixture. Exposed to a fire regime, the exfoliable graphite will expand to completely fill the cavity between the skins that were previously filled by the exfoliable graphite-modified EPS with a stable graphite carbon mass that will act as a stable insulation capable of an assessment of the area of fire protection for the composites for one hour. The coating mixture is adhered to the outside of the beads as a coating of graphite by means of the adhesive, and appears to lie on the outside of the beads as a film. In the final expansion procedure, the beads preferably expand in and through this film and fuse together to form the final moldings.

15 De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op de toepassing van een kern van geschuimd thermoplastisch polymeer en een elektromagnetische straling absorberende laag, die het oppervlak van voornoemde kern ten minste gedeeltelijk bedekt, voor het absorberen van elektromagnetische straling, waarbij in een voorkeursvom het wenselijk is dat de kern van geschuimd thermoplastisch polymeer 20 geëxpandeerd polystyreen (EPS) is en dat in de elektromagnetische straling absorberende laag als elektromagnetische straling absorberend materiaal expandeerbaar grafiet is toegepast. Het is in een andere uitvoeringsvorm ook wenselijk dat in de elektromagnetische straling absorberende laag als elektromagnetische straling absorberend materiaal naast grafiet ook expandeerbaar grafiet is toegepast. De 25 onderhavige uitvinding ziet met name toe op een toepassing waarbij de schuimkorrel vrij van gebromeerde vlamvertragers en/of antimoonverbindingen is.The present invention further relates to the use of a core of foamed thermoplastic polymer and an electromagnetic radiation absorbing layer, which at least partially covers the surface of said core, for absorbing electromagnetic radiation, wherein in a preferred embodiment it is desirable that the core of foamed thermoplastic polymer 20 is expanded polystyrene (EPS) and that expandable graphite is used as electromagnetic radiation-absorbing material in the electromagnetic radiation-absorbing material. In another embodiment, it is also desirable that in the electromagnetic radiation absorbing layer, expandable graphite is used as electromagnetic radiation absorbing material in addition to graphite. The present invention particularly concerns an application in which the foam bead is free from brominated flame retardants and / or antimony compounds.

Voorbeelden van de uitvinding zullen nu worden getoond, enkel bij wijze van voorbeeld. Alle voorbeelden hierna illustreren de werkwijze en de effectiviteit van de onderhavige uitvinding.Examples of the invention will now be shown, by way of example only. All examples below illustrate the method and effectiveness of the present invention.

3030

Voorbeeld 1 A) Aanbrengen op geëxpandeerde EPS-beads 8Example 1 A) Application to expanded EPS beads 8

Polystyreenkorrel (Styrex 17R, dichtheid 18-20 g/l) geëxpandeerd op een gebruikelijke manier uit de primaire expander wordt gecoat met een mengsel van het hechtmiddel en grafietpoeder. Bij een vaste mengtijd van 1 uur is na het moulden de reële 5 permittiviteit (absorptie) waarde e’ op 100 MHz. Type grafietpoeder: NGS, 4 micrometer, hechtmiddel op basis van ethylvinylacetaat.Polystyrene bead (Styrex 17R, density 18-20 g / l) expanded in a conventional manner from the primary expander is coated with a mixture of the adhesive and graphite powder. With a fixed mixing time of 1 hour, after the molding, the real permittivity (absorption) value is at 100 MHz. Type of graphite powder: NGS, 4 micrometer, adhesive based on ethyl vinyl acetate.

Tabel 1Table 1

Korrelgrootte Cone. C (g/l)__s’ op 100 MHz 710__082__06_ 710__095__06_ 710 1,00 1 10Grain size Cone. C (g / l) __ s' at 100 MHz 710__082__06_ 710__095__06_ 710 1.00 1 10

Voorbeeld 2Example 2

De experimentele handelingen volgens voorbeeld 1 worden herhaald, 15 behalve dat als additief alleen expandeerbaar grafiet wordt toegepast. Om het effect van alleen expandeerbaar grafiet vast te stellen is een serie proeven gedaan met als variatie alleen de hoeveelheid expandeerbaar grafiet.The experimental operations according to example 1 are repeated, except that only expandable graphite is used as an additive. To determine the effect of expandable graphite only, a series of tests was carried out with the variation only of the amount of expandable graphite.

20 99

Tabel 2Table 2

Absorptie __EX-200_ BrandtestAbsorption __EX-200_ Fire test

Lijm Expandeerbaar z” op 100 EuroclassGlue Expandable z "on 100 Euroclass

(g/l) .grafiet (g/l)__s’op 100 MHz MHz__E(g / l). graphite (g / l) __ s' at 100 MHz MHz__E

6__6__2J5__2J__OK6__6__2J5__2J__OK

6__6__1_JJ__1_j2__OK6__6__1_JJ__1_j2__OK

6__6__4__02__OK6__6__4__02__OK

6__5,5__05__IJ}__OK6__5.5__05__IJ} __ OK

6__05__08__05__OK6__05__08__05__OK

6__05__175__1__OK6__05__175__1__OK

6__5__1_A__0J__OK6__5__1_A__0J__OK

5__5__095__VI2__OK5__5__095__VI2__OK

5 __4J>__1J3__1__OK5 __4J> __ 1J3__1__OK

4__4__1J5__OJ*__OK4__4__1J5__OY * __ OK

6 __05__09__03__OK6 __05__09__03__OK

6__5__2J__1_j4__OK6__5__2J__1_j4__OK

3 __3__048__015__OK3 __3__048__015__OK

3.5 __05__0Z5__032__OK3.5 __05__0Z5__032__OK

4 __4__02__OZ__OK4 __4__02__OZ__OK

4.5 __4J5__02__0§5__OK4.5 __4J5__02__0§5__OK

4__4__OZ__05__OK4__4__OZ__05__OK

3.5 __05__OZ__028__OK3.5 __05__OZ__028__OK

6 | 4 0,9 | 0,4 | OK6 | 4 0.9 | 0.4 | OK

5 Voorbeeld 3Example 3

De experimentele handelingen volgens voorbeeld 1 worden herhaald, behalve dat als additief grafiet en expandeerbaar grafiet (type EX 200) worden toegepast.The experimental operations according to example 1 are repeated, except that as additive graphite and expandable graphite (type EX 200) are used.

10 1010 10

Tabel 3Table 3

BrandFire

Grafiet Absorbtie Absorbtie eigenschap 4 mu Expandeerbaar. z’ op 100 z” op 100 EuroclassGraphite Absorption Absorption property 4 mu Expandable. z "out of 100 z" out of 100 Euroclass

(g/l) Grafiet (g/l)__MHz__MHz__E(g / l) Graphite (g / l) __ MHz__MHz__E

1__5__033__037__nd 1.2 __5__015__003__nd1__5__033__037__nd 1.2 __5__015__003__nd

1.84 5 0,27 0,06 OK1.84 5 0.27 0.06 OK

2.2 __5__042__01__nd 2.5 __5__045__022__nd 5__5__4^2__05__nd2.2 __5__042__01__nd 2.5 __5__045__022__nd 5__5__4 ^ 2__05__nd

3__5__09__08__OK3__5__09__08__OK

3 __5__05__045__OK3 __5__05__045__OK

1.85 __5__022__005__OK1.85 __5__022__005__OK

4 __5__02__025__OK4 __5__02__025__OK

3.5 __5__04__036__nd 3__5__04__035__nd3.5 __5__04__036__nd 3__5__04__035__nd

3 | 8 1,1 0,73 OK3 | 8 1.1 0.73 OK

In bovenstaande tabel betekent nd niet bepaald.In the above table, nd does not mean determined.

5 Naast voornoemde experimentele handelingen werden ook andere mengsels toegepast, te weten in een menger werd EPS met 20 gr/l gemengde met lijm op basis van vinylacetaat en hematiet Fe203 poeder 6 gr/l. Een absorptie waarde in een gemould deel van z" op 100 MHz van 0,3 werd gemeten. Brandeigenschappen werden niet bepaald.In addition to the aforementioned experimental operations, other mixtures were also used, viz. In a mixer, EPS was mixed with 20 g / l with glue based on vinyl acetate and hematite Fe 2 O 3 powder 6 g / l. An absorbance value in a molded part of z "at 100 MHz of 0.3 was measured. Burning properties were not determined.

Volgens een andere uitvoeringsvorm werd in een menger EPS met 20 gr/l 10 gemengde met voornoemde lijm en hematiet Fe203 poeder 16 gr/l . Een absorptie waarde in een gemould deel van z” op 100 MHz van 0,5 werd gemeten. Brandeigenschappen werden niet bepaald. Ook werd in een menger EPS met 20 gr/l gemengd met voornoemde lijm en ijzerpoeder 3 gr/l . Een absorptie waarde in een gemould deel van z” op 100 MHz van 1,5 werd gemeten. Brandeigenschappen werden 15 niet bepaald. Tevens werd EPS in de afmeting 710 met een geschuimde dichtheid van 20 gr/l met daarin ingepolymeriseerd een niet HBCD houdende vlamvertrager Emerald 3000 , (1% Emerald 3000 zijnde een gebromeerd polymeer ) van Chemtura gemaakt en vervolgens gemould met een gecoate hoeveelheid loading van 0,5 gr/l grafiet poeder van 4 micron en 5 gr/l expandeerbaar grafiet type SBR van Cleanline .Een absorbtie waarde 20 z” van 2 werd gemetenAccording to another embodiment, EPS in a 20 gr / l 10 mixer was mixed with the aforementioned glue and hematite Fe 2 O 3 powder at 16 gr / l. An absorbance value in a molded part of z 'at 100 MHz of 0.5 was measured. Burning properties were not determined. Also in an EPS mixer with 20 g / l was mixed with the aforementioned glue and iron powder 3 g / l. An absorbance value in a molded part of z 'at 100 MHz of 1.5 was measured. Burning properties were not determined. EPS was also made in the size 710 with a foamed density of 20 gr / l with a non-HBCD containing flame retardant Emerald 3000, (1% Emerald 3000 being a brominated polymer) made from Chemtura and then molded with a coated amount of loading of 0 5 g / l graphite powder of 4 microns and 5 g / l expandable graphite type SBR from Cleanline. An absorbance value 20 z 'of 2 was measured

Claims

An electromagnetic radiation-absorbing foam pellet comprising a core of foamed thermoplastic polymer and an electromagnetic radiation-absorbing layer which at least partially covers the surface of said core.

2. Electromagnetic radiation-absorbing foam bead according to claim 1, characterized in that the thermoplastic polymer is selected from the group of expanded polystyrene (EPS), expanded polypropylene (EPP), expanded polylactic acid (E-PLA), mixtures of polystyrene (PS) ) and one or more of polyethylene (PE) and polyphenylene oxide (PPO), and combinations of the aforementioned polymers and polymer blends.

3. Electromagnetic radiation absorbing foam pellet according to one or more of the preceding claims, characterized in that the electromagnetic radiation absorbing layer is composed of a material which absorbs the electromagnetic radiation selected from the group consisting of graphite, expandable graphite, carbon black, aluminum, tin, copper, magnesium, iron, nickel, zinc, cobalt, manganese, chromium and ferromagnetic materials, and combinations of the aforementioned materials, in particular alloys.

Electromagnetic radiation-absorbing foam pellet according to claim 3, characterized in that the ferromagnetic materials are selected from the group of bismuth manganese compounds, (MnBi) iron oxides (such as magnetite (Fe304), hematite (Fe203), goethite (FeO (OH) ), limonite (Fe0 (0H) .n (H2O)), siderite (FeCO3).) Nickel oxides, nickel sulfides, laterites nickeliferous limonite: (Fe, Ni) O (OH), garnierite (Ni, 25 Mg) 3 Si2 O5 (0H) 4. pentlandite: (Ni, Fe) 9 S8.

5. Electromagnetic radiation absorbing foam pellet according to one or more of the preceding claims, characterized in that electromagnetic radiation absorbing foam pellet is obtained by applying an adhesive to the surface of the core of foamed thermoplastic polymer in which one or more of the aforementioned electromagnetic radiation absorbing materials.

Electromagnetic radiation absorbing foam pellet according to claim 5, characterized in that the adhesive is selected from the group consisting of ethyl vinyl acetate, (EVAc), ethyl vinyl alcohol (EVOH), latex, or one or more combinations thereof.

Electromagnetic radiation-absorbing foam pellet according to one or more of the preceding claims, characterized in that the core is foamed thermoplastic polymer expanded polystyrene (EPS).

Electromagnetic radiation-absorbing foam pellet according to one or more of the preceding claims, characterized in that graphite is used as an electromagnetic radiation-absorbing material that is expandable graphite in the electromagnetic radiation-absorbing material.

9. Electromagnetic radiation-absorbing foam pellet according to one or more of the preceding claims, characterized in that the electromagnetic radiation-absorbing layer is composed of a combination of graphite and expandable graphite.

Electromagnetic radiation absorbing foam pellet according to one or more of the preceding claims, characterized in that the foam pellet is free from brominated flame retardants and / or antimony compounds.

Electromagnetic radiation-absorbing foam pellet according to one or more of the preceding claims, characterized in that the amount of expandable graphite is in a range of 0.1 - 40 g / l, preferably in a range of 0.1-10 g / l, based on the total weight of the final foam bead.

Electromagnetic radiation absorbing foam pellet according to claim 11, characterized in that the particle size of expandable graphite is in a range of 50-1000 microns, preferably in a range of 200-400 microns.

Electromagnetic radiation-absorbing foam pellet according to one or more of the preceding claims, characterized in that the amount of graphite is in a range of 0-20 g / l, preferably in a range of 0.1-10 g / l , based on the total weight of the final foam bead.

Electromagnetic radiation-absorbing foam pellet according to claim 13, characterized in that the particle size of graphite is in a range of 0.5-50 microns, preferably in a range of 0.1-10 microns.

Shaped electromagnetic radiation absorbing molding comprising a quantity of mutually fused electromagnetic radiation absorbing foam granules according to one or more of the preceding claims, wherein the electromagnetic radiation absorbing layer extends over substantially the entire surface of said molding.

Use of a foamed thermoplastic polymer core and an electromagnetic radiation absorbing layer, which at least partially covers the surface of said core, for absorbing electromagnetic radiation.

17. Use as claimed in claim 16, characterized in that the core is of foamed thermoplastic polymer expanded polystyrene (EPS) and that expandable graphite is used as electromagnetic radiation-absorbing material in the electromagnetic radiation-absorbing layer.

18. Use as claimed in claim 17, characterized in that in the electromagnetic radiation-absorbing layer, as electromagnetic radiation-absorbing material, expandable graphite is used in addition to graphite.

Use according to one or more of claims 16 to 18, characterized in that the foam bead is free from brominated flame retardants and / or antimony compounds. 15