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DE102004058583A1 - Expandable styrene polymer granules and particle foams with reduced thermal conductivity - Google Patents

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DE102004058583A1
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Germany
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styrene polymer
range
polymer granules
expandable
aluminum
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DE102004058583A
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German (de)
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Markus Dr. Allmendinger
Klaus Dr. Hahn
Joachim Dr. Ruch
Bernhard Dr. Schmied
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
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Priority to DE112005002814T priority patent/DE112005002814A5/en
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Abstract

Espandierbare Styrolpolymergranulate, die DOLLAR A a) 5 bis 50 Gew.-% eines Füllstoffes, ausgewählt aus pulverförmigen anorganischen Stoffen, wie Talk, Kreide, Kaolin, Aluminiumhydroxid, Aluminiumnitrit, Aluminiumsilikat, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Titandioxid, Calciumsulfat, Kieselsäure, Quarzmehl, Aerosil, Tonerde oder Wollastonit und DOLLAR A b) 0,1 bis 10 Gew.-% Ruß oder Graphit DOLLAR A enthalten, sowie Verfahren zu deren Herstellung und daraus erhältliche Partikelschaumstoffe mit verminderter Wärmeleitfähigkeit.Espanderable styrene polymer granules comprising DOLLAR A a) from 5 to 50% by weight of a filler selected from powdered inorganic substances such as talc, chalk, kaolin, aluminum hydroxide, aluminum nitrite, aluminum silicate, barium sulfate, calcium carbonate, titanium dioxide, calcium sulfate, silica, quartz powder, Aerosil , Alumina or wollastonite and DOLLAR A b) contain 0.1 to 10 wt .-% of carbon black or graphite DOLLAR A, as well as processes for their preparation and obtainable therefrom particle foams with reduced thermal conductivity.

Description

Die Erfindung betrifft expandierbare, Styrolpolymergranulate, die

  • a) 5 bis 50 Gew.-% eines Füllstoffes, ausgewählt aus pulverförmigen anorganische Stoffen, wie Talk, Kreide, Kaolin, Aluminiumhydroxid, Aluminiumnitrit, Aluminiumsilikat, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Titandioxid, Kreide, Calciumsulfat, Kaolin, Kieselsäure, Quarzmehl, Aerosil, Tonerde oder Wollastonit und
  • b) 0,1 bis 10 Gew.-% Ruß oder Graphit enthalten, sowie Verfahren zu deren Herstellung und daraus erhältliche Partikelschaumstoffe mit verminderter Wärmeleitfähigkeit.
The invention relates to expandable styrene polymer granules which
  • a) 5 to 50 wt .-% of a filler selected from powdery inorganic materials such as talc, chalk, kaolin, aluminum hydroxide, aluminum nitrite, aluminum silicate, barium sulfate, calcium carbonate, titanium dioxide, chalk, calcium sulfate, kaolin, silica, quartz, Aerosil, alumina or wollastonite and
  • b) 0.1 to 10 wt .-% carbon black or graphite, and to processes for their preparation and obtainable therefrom particle foams with reduced thermal conductivity.

Es ist bekannt, zur Verringerung der Wärmeleitfähigkeit von Polystyrolschaumstoffen athermane Materialien wie Ruß (EP-A 372 343) oder Graphit (EP-A 981 574) zuzugeben. Hierbei werden je nach Art und Einarbeitung hohe Mengen der athermanen Materialien benötigt, die aufgrund der nukleierenden Wirkung zu Problemen bei der homogenen Einarbeitung führen können. Desweiteren können die mechanischen Eigenschaften der daraus hergestellten Schaumstoffe und dessen Brandverhalten negativ beeinflusst werden.It is known to reduce the thermal conductivity of polystyrene foams athermane materials such as carbon black (EP-A 372 343) or graphite (EP-A 981 574). Here are each by nature and incorporation high levels of athermanous materials needed due to the nucleating effect to problems in the homogeneous To be trained can. Furthermore you can the mechanical properties of the foams produced therefrom and whose fire behavior is negatively influenced.

Verfahren zur Herstellung von flammgeschützten, expandierbaren Styrolpolymeren durch Extrusion einer treibmittelhaltigen Styrolpolymerschmelze sind z. B aus EP-A 0 981 574 und WO 97/45477 bekannt. Hierbei werden halogenierte Flammschutzmittel, wie Hexabromcyclododekan (HBCD) gegebenenfalls zusammen mit weiteren Additiven, z.B. Flammschutzsynergisten, wie Dicumylperoxid oder Dicumyl, mit Polystyrol aufgeschmolzen und anschließend ein Treibmittel zugegeben.method for the production of flame-retardant, expandable styrene polymers by extrusion of a blowing agent-containing Styrene polymer melt are z. B from EP-A 0 981 574 and WO 97/45477 known. Here are halogenated flame retardants, such as Hexabromcyclododekan (HBCD) optionally together with other additives, e.g. flame retardant synergists, such as dicumyl peroxide or dicumyl, melted with polystyrene and subsequently added a propellant.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, den genannten Nachteilen abzuhelfen und selbstverlöschende Styrolpolymer-Partikelschaumstoffe mit niedriger Wärmeleitfähigkeit bereitzustellen, sowie ein Verfahren zur Herstellung von expandierbaren Styrolpolymeren, die durch Vorschäumen und Versintern mit Heißluft oder Wasserdampf zu selbstverlöschende Styrolpolymer-Partikelschaumstoffen verarbeitbar sind.task The present invention was therefore, the disadvantages mentioned remedy and self-extinguishing Styrene polymer particle foams with low thermal conductivity as well as a method of making expandable Styrene polymers obtained by prefoaming and sintering with hot air or Water vapor to self-extinguishing Styrene polymer particle foams are processable.

Demgemäß wurden die oben beschriebenen expandierbaren Styrolpolymergranulate gefunden.Accordingly, were found the expandable styrene polymer granules described above.

Bevorzugt wird der Ruß oder Graphit in Mengen von 2 bis 8 Gew.-% eingesetzt.Prefers becomes the soot or Graphite in amounts of 2 to 8 wt .-% used.

Bevorzugt wird Ruß mit einer mittleren Primär-Teilchengröße im Bereich von 10 bis 300 nm, insbesondere im Bereich von 30 bis 200 nm eingesetzt. Die BET-Oberfläche liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 120 m2/g.Carbon black with an average primary particle size in the range from 10 to 300 nm, in particular in the range from 30 to 200 nm, is preferably used. The BET surface area is preferably in the range of 10 to 120 m 2 / g.

Als Graphit wird bevorzugt Graphit mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 1 bis 50 μm eingesetzt.When Graphite is preferably graphite having a mean particle size in the range from 1 to 50 μm used.

Besonders bevorzugt enthält das EPS-Granulat als Flammschutzmittel Hexabromcylododecan (HBCD) und als Flammschutzsynergist Dicumyl oder Dicumylperoxid.Especially preferably contains EPS granules as flame retardants hexabromocyclododecane (HBCD) and as flame retardant synergist dicumyl or dicumyl peroxide.

Das Gewichtsverhältnis von Flammschutzsynergist zu organischer Bromverbindung liegt in der Regel im Bereich von 1 bis 20, bevorzugt im Bereich von 2 bis 5.The weight ratio from flame retardant synergist to organic bromine compound is in usually in the range of 1 to 20, preferably in the range of 2 to 5th

Des weiteren wurden Partikelschaumstoffformteile, erhältlich durch Verschweißen von vorgeschäumten Schaumpartikeln aus expandierbaren, Füllstoff enthaltenden, thermoplastischen Polymergranulaten, gefunden, wobei der Partikelschaumstoff eine Dichte im Bereich von 8 bis 200 g/l, bevorzugt im Bereich von 10 bis 50 g/l aufweist.Of further were particle foam moldings, available through weld together of prefoamed Foam particles of expandable, filler-containing, thermoplastic Polymer granules, found, wherein the particle foam a Density in the range of 8 to 200 g / l, preferably in the range of 10 to 50 g / l.

Überraschenderweise zeigen der erfindungsgemäßen Partikelschaumstoffformteile trotz der Anwesenheit von Füllstoffen eine hohe Geschlossenzelligkeit, wobei in der Regel mehr als 60%, bevorzugt mehr als 70, besonders bevorzugt mehr als 80 % der Zellen der einzelnen Schaumpartikel geschlossenzellig sind.Surprisingly show the particle foam moldings according to the invention despite the presence of fillers a high closed-cell density, usually more than 60%, preferably more than 70, more preferably more than 80% of the cells the individual foam particles are closed-celled.

Als Füllstoffe kommen organische und anorganische Pulver oder Faserstoffe, sowie Mischungen davon in Betracht. Als organische Füllstoffe können z. B. Holzmehl, Stärke, Flachs-, Hanf-, Ramie-, Jute-, Sisal- Baumwoll-Cellulose oder Aramidfasern eingesetzt werden. Als anorganische Füllstoffe können z. B. Carbonate, Silikate, Schwerspat, Glaskugeln, Zeolithe oder Metalloxide eingesetzt werden. Bevorzugt werden pulverförmige anorganische Stoffe, wie Talk, Kreide, Kaolin (Al2(Si2O5)(OH)4), Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumnitrit, Aluminiumsilikat, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Kieselsäure, Quarzmehl, Aerosil, Tonerde oder Wollastonit oder Kugel- oder faserförmige, anorganische Stoffe, wie Glaskugeln, Glasfasern oder Kohlefasern.Suitable fillers are organic and inorganic powders or fibrous materials, as well as mixtures thereof. As organic fillers z. As wood flour, starch, flax, hemp, ramie, jute, sisal-cotton cellulose or aramid fibers are used. As inorganic fillers z. B. Carbona te, silicates, barite, glass beads, zeolites or metal oxides are used. Preference is given to pulverulent inorganic substances such as talc, chalk, kaolin (Al 2 (Si 2 O 5 ) (OH) 4 ), aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum nitrite, aluminum silicate, barium sulfate, calcium carbonate, calcium sulfate, silica, quartz powder, Aerosil, alumina or wollastonite or spherical or fibrous inorganic materials such as glass beads, glass fibers or carbon fibers.

Die mittleren Teilchendurchmesser bzw. bei faserförmigen Füllstoffen die Länge sollte im Bereich der Zellgröße oder kleiner liegen. Bevorzugt wird ein mittlerer Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis 100 μm, bevorzugt im Bereich von 2 bis 50 μm.The average particle diameter or in the case of fibrous fillers the length should in the range of cell size or lie smaller. Preference is given to an average particle diameter in the range of 1 to 100 μm, preferred in the range of 2 to 50 μm.

Besonders bevorzugt werden anorganische Füllstoffe mit einer Dichte im Bereich von 2,0 bis 4,0 g/cm3, insbesondere im Bereich von 2,5 bis 3,0 g/cm3. Der Weißgrad/Helligkeit (DIN/ISO) beträgt bevorzugt 50 bis 100 %, insbesondere 70 bis 98 %.Particular preference is given to inorganic fillers having a density in the range from 2.0 to 4.0 g / cm 3 , in particular in the range from 2.5 to 3.0 g / cm 3 . The whiteness / brightness (DIN / ISO) is preferably 50 to 100%, in particular 70 to 98%.

Die Ölzahl nach ISO 787/5 der bevorzugten Füllstoffe liegt im Bereich von 2 bis 200 g/100 g, insbesondere im Bereich von 5 bis 150 g/100 g.The oil number after ISO 787/5 of preferred fillers is in the range of 2 to 200 g / 100 g, especially in the range from 5 to 150g / 100g.

Durch die Art und Menge der Füllstoffe können die Eigenschaften der expandierbaren thermoplastischen Polymeren und der daraus erhältlichen Partikelschaumformteile beeinflussen. Der Anteil des Füllstoffes liegt in der Regel im Bereich von 1 bis 50, bevorzugt 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das thermoplastische Polymer. Bei Füllstoffgehalten im Bereich von 5 bis 15 Gew.-% wird keine wesentliche Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der Partikelschaumstoffe, wie Biegefestigkeit oder Druckfestigkeit beobachtet. Durch die Verwendung von Haftvermittlern, wie Maleinsäureanhydrid-modifizierte Styrolcopolymere, epoxidgruppenhaltige Polymere, Organosilane oder Styrolcopolymere mit Isocyanat- oder Säuregruppen kann die Anbindung des Füllstoffes an die Polymermatrix und damit die mechanischen Eigenschaften der Partikelschaumformteile deutlich verbessert werden.By the type and amount of fillers can the properties of the expandable thermoplastic polymers and the one available from it Influence particle foam moldings. The proportion of the filler is usually in the range of 1 to 50, preferably 5 to 30 wt .-%, based on the thermoplastic polymer. At filler contents in the range from 5 to 15% by weight will not significantly deteriorate mechanical properties of the particle foams, such as flexural strength or compressive strength observed. Through the use of adhesion promoters, such as maleic anhydride-modified Styrene copolymers, epoxy group-containing polymers, organosilanes or Styrenic copolymers with isocyanate or acid groups may interfacial of the filler to the polymer matrix and thus the mechanical properties of the Particle foam moldings are significantly improved.

In der Regel verringern anorganische Füllstoffe die Brennbarkeit. Insbesondere durch Zusatz von anorganischen Pulvern, wie Aluminiumhydroxid kann das Brandverhalten deutlich verbessert werden.In In general, inorganic fillers reduce flammability. In particular, by the addition of inorganic powders, such as aluminum hydroxide the fire behavior can be significantly improved.

Überraschenderweise zeigen die erfindungsgemäßen thermoplastischen Polymergranulate auch bei hohen Füllstoffgehalten einen geringen Treibmittelverlust bei der Lagerung. Aufgrund der nukleierenden Wirkung ist auch eine Verringerung des Treibmittelgehaltes, bezogen auf das Polymer, möglich.Surprisingly show the thermoplastic according to the invention Polymer granules even at high Füllstoffgehalten a small Propellant loss during storage. Due to the nucleating Effect is also related to a reduction of the blowing agent content on the polymer, possible.

Als thermoplastische Polymere können beispielsweise Styrolpolymere, Polyamide (PA), Polyolefine, wie Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) oder Polyethylen-Propylencopolymere, Polyacrylate, wie Polymethylmethaceylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyester, wie Polyethylentherephtalat (PET) oder Polybutylenterephftalat (PBT), Polyethersulfone (PES), Polyehterketone oder Polyethersulfide (PES) oder Mischungen davon eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden Styrolpolymere eingeszetzt.When thermoplastic polymers can For example, styrene polymers, polyamides (PA), polyolefins, such as Polypropylene (PP), polyethylene (PE) or polyethylene-propylene copolymers, Polyacrylates, such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), Polyester, such as polyethylene terephthalate (PET) or polybutylene terephthalate (PBT), polyethersulfones (PES), polyetherketones or polyethersulfides (PES) or mixtures thereof. Especially preferred styrene polymers are used.

Es hat sich gezeigt, dass Styrolpolmere mit Molekulargewichten Mw von unter 160.000 bei der Granulierung zu Polymerabrieb führen. Bevorzugt weist das expandierbare Styrolpolymer ein Molekulargewicht im Bereich von 190.000 bis 400.000 g/mol, besonders bevorzugt im Bereich von 220.000 bis 300.000 g/mol auf. Aufgrund des Molekulargewichtsabbaus durch Scherung und/oder Temperatureinwirkung liegt das Molekulargewicht des expandierbaren Polystyrols in der Regel etwa 10.000 g/mol unter dem Molekulargewicht des eingesetzten Polystyrols.It has been found that styrene polymers with molecular weights M w of less than 160,000 lead to polymer abrasion during granulation. Preferably, the expandable styrene polymer has a molecular weight in the range of 190,000 to 400,000 g / mol, more preferably in the range of 220,000 to 300,000 g / mol. Due to the reduction in molecular weight by shear and / or temperature, the molecular weight of the expandable polystyrene is usually about 10,000 g / mol below the molecular weight of the polystyrene used.

Um möglichst kleine Granulatpartikel zu erhalten, sollte die Strangaufweitung nach dem Düsenaustritt möglichst gering sein. Es hat sich gezeigt, dass die Strangaufweitung unter anderem durch die Molekuargewichtsverteilung des Styrolpolymeren beein flusst werden kann. Das expandierbare Styrolpolymer sollte daher bevorzugt eine Molekulargewichtsverteilung mit einer Uneinheitlichkeit Mw/Mn von höchstens 3,5, besonders bevorzugt im Bereich von 1,5 bis 2,8 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1,8 bis 2,6 aufweisen.In order to obtain the smallest possible granulate particles, the strand expansion after the nozzle exit should be as low as possible. It has been shown that the strand expansion can be influenced inter alia by the molecular weight distribution of the styrene polymer. The expandable styrene polymer should therefore preferably have a molecular weight distribution with a nonuniformity M w / M n of at most 3.5, more preferably in the range of 1.5 to 2.8, and most preferably in the range of 1.8 to 2.6.

Bevorzugt werden als Styrolpolymere glasklares Polystyrol (GPPS), Schlagzähpolystyrol (HIPS), anionisch polymerisiertes Polystyrol oder Schlagzähpolystyrol (A-IPS), Styrol-a-Methstyrol-copolymere, Acrylnitril-Butadien-Styrolpolymerisate (ABS), Styrol-Acrylnitril (SAN) Acrylnitril-Styrol-Acrylester (ASA), Methyacrylat-Butadien-Styrol (MBS), Methylmethacrylat-Acrylnitril-Butadien-Styrol (MABS)-polymerisate oder Mischungen davon oder mit Polyphenylenether (PPE) eingesetzt.Prefers are used as styrene polymers crystal clear polystyrene (GPPS), impact polystyrene (HIPS), anionically polymerized polystyrene or impact polystyrene (A-IPS), styrene-a-methstyrene copolymers, acrylonitrile-butadiene-styrene polymers (ABS), styrene-acrylonitrile (SAN) acrylonitrile-styrene-acrylic ester (ASA), methyl acrylate-butadiene-styrene (MBS), methyl methacrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene (MABS) polymers or mixtures thereof or with polyphenylene ether (PPE).

Die genannten Styrolpolymeren können zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften oder der Temperaturbeständigkeit gegebenenfalls unter Verwendung von Verträglichkeitsvermittlern mit thermoplastischen Polymeren, wie Polyamiden (PA), Polyolefinen, wie Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE), Polyacrylaten, wie Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyestern, wie Polyethylentherephtalat (PET) oder Polybutylenterephtalat (PBT), Polyethersulfonen (PES), Polyetherketonen oder Polyethersulfiden (PES) oder Mischungen davon in der Regel in Anteilen von insgesamt bis maximal 30 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Polymerschmelze, abgemischt werden. Desweiteren sind Mischungen in den genannten Mengenbereichen auch mit z. B hydrophob modifizierten oder funktionalisierten Polymeren oder Oligomeren, Kautschuken, wie Polyacrylaten oder Polydienen, z. B. Styrol-Butadien-Blockcopolymeren oder biologisch abbaubaren aliphatischen oder aliphatisch/aromatischen Copolyestern möglich.The styrene polymers mentioned can be used to improve the mechanical properties or the Temperature resistance optionally using compatibilizers with thermoplastic polymers, such as polyamides (PA), polyolefins, such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE), polyacrylates, such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyesters, such as polyethylene terephthalate (PET) or Polybutylene terephthalate (PBT), polyethersulfones (PES), polyether ketones or polyether sulfides (PES) or mixtures thereof, generally in proportions of not more than 30 wt .-%, preferably in the range of 1 to 10 wt .-%, based on the polymer melt to be mixed. Furthermore, mixtures in the above amounts ranges with z. B hydrophobically modified or functionalized polymers or oligomers, rubbers such as polyacrylates or polydienes, z. As styrene-butadiene block copolymers or biodegradable aliphatic or aliphatic / aromatic copolyesters possible.

Als Verträglichkeitsvermittler eignen sich z.B. Maleinsäureanhydrid-modifizierte Styrolcopolymere, Epoxidgruppenhaltige Polymere oder Organosilane.When compatibilizers are suitable e.g. Maleic anhydride-modified Styrene copolymers, polymers containing epoxy groups or organosilanes.

Der Styrolpolymerschmelze können auch Polymerrecyklate der genannten thermoplastischen Polymeren, insbesondere Styrolpolymere und expandierbare Styrolpolymerer (EPS) in Mengen zugemischt werden, die deren Eigenschaften nicht wesentlich verschlechtern, in der Regel in Mengen von maximal 50 Gew.-%, insbesondere in Mengen von 1 bis 20 Gew.-%.Of the Styrene polymer melt can also polymer recyclates of said thermoplastic polymers, in particular styrene polymers and expandable styrene polymers (EPS) in amounts which are not essential to their properties deteriorate, usually in amounts of at most 50 wt .-%, in particular in amounts of 1 to 20 wt .-%.

Die treibmittelhaltige Styrolpolymerschmelze enthält in der Regel eine oder mehrere Treibmittel in homogener Verteilung in einem Anteil von insgesamt 2 bis 10 Gew.-% bevorzugt 3 bis 7 Gew.-%, bezogen auf die treibmittelhaltige Styrolpolyermschmelze. Als Treibmittel, eigenen sich die üblicherweise in EPS eingesetzten physikalische Treibmittel, wie aliphatischen Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen, Alkohole, Ketone, Ether oder halogenierte Kohlenwasserstoffe. Bevorzugt wird iso-Butan, n-Butan, iso-Pentan, n-Pentan eingesetzt.The propellant-containing styrene polymer melt usually contains one or more Propellants in homogeneous distribution in a proportion of total 2 to 10 wt .-%, preferably 3 to 7 wt .-%, based on the propellant-containing Styrolpolyermschmelze. As propellants, the customary ones physical blowing agents used in EPS, such as aliphatic Hydrocarbons having 2 to 7 carbon atoms, alcohols, ketones, Ethers or halogenated hydrocarbons. Preference is given to isobutane, n-butane, iso-pentane, n-pentane used.

Zur Verbesserung der Verschäumbarkeit können feinverteilte Innenwassertröpfchen in die Styrolpolymermatirx eingebracht werden. Dies kann beispielsweise durch die Zugabe von Wasser in die aufgeschmolzene Styrolpolymermatrix erfolgen. Die Zugabe des Wassers kann örtlich vor, mit oder nach der Treibmitteldosierung erfolgen. Eine homogene Verteilung des Wassers kann mittels dynamischen oder statischen Mischern erreicht werden.to Improvement of foamability can finely distributed inner water droplets be introduced into the Styrolpolymermatirx. This can be, for example by the addition of water into the molten styrene polymer matrix respectively. The addition of the water can be done locally before, with or after the Treibmitteldosierung done. A homogeneous distribution of water can be achieved by means of dynamic or static mixers.

In der Regel sind 0 bis 2, bevorzugt 0,05 bis 1,5 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Styrolpolymer, ausreichend.In As a rule, 0 to 2, preferably 0.05 to 1.5 wt .-% water, based to the styrene polymer, sufficient.

Expandierbare Styrolpolymere (EPS) mit mindestens 90% des Innenwassers in Form von Innenwassertröpfchen mit einem Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 15 μm bilden beim Verschäumen Schaumstoffe mit ausreichender Zellzahl und homogener Schaumstruktur.expandable Styrene polymers (EPS) with at least 90% of the internal water in the form of inner water droplets with a diameter in the range of 0.5 to 15 microns form foams during foaming sufficient cell count and homogeneous foam structure.

Die zugesetzte Treibmittel- und Wassermenge wird so gewählt, dass die expandierbaren Styrolpolymeren (EPS) ein Expansionsvermögen α, definiert als Schüttdichte vor dem Verschäumen/Schüttdichte nach dem Verschäumen höchstens 125 bevorzugt 25 bis 100 aufweisen.The added amount of blowing agent and water is chosen so that the expandable styrene polymers (EPS) defines an expansion capacity α as bulk density before foaming / bulk density after foaming at the most 125 preferably have 25 to 100.

Die erfindungsgemäßen expandierbaren Styrolpolymergranulate (EPS) weisen in der Regel eine Schüttdichte von höchstens 700 g/l bevorzugt im Bereich von 590 bis 660 g/l auf. Bei Verwendung von Füllstoffen können in Abhängigkeit von der Art und Menge des Füllstoffes Schüttdichten im Bereich von 590 bis 1200 g/l auftreten.The expandable according to the invention Styrenic polymer granules (EPS) generally have a bulk density from at most 700 g / l preferably in the range of 590 to 660 g / l. Using of fillers can dependent on on the type and amount of filler bulk densities in the range of 590 to 1200 g / l occur.

Des weiteren können der Styrolpolymerschmelze zusätzlich zu den Füllstoffen Additive, Keimbildner, Weichmacher, Flammschutzmittel, lösliche und unlösliche anorganische und/oder organische Farbstoffe und Pigmente, z.B. IR-Absorber, wie Ruß, Graphit oder Aluminiumpulver gemeinsam oder räumlich getrennt, z.B. über Mischer oder Seitenextruder zugegeben werden. In der Regel werden die Farbstoffe und Pigmente in Mengen im Bereich von 0,01 bis 30, bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 Gew.-% zugesetzt. Zur homogenen und mikrodispersen Verteilung der Pigmente in dem Styrolpolymer kann es insbesondere bei polaren Pigmenten zweckmäßig sein ein Dispergierhilfsmittel, z.B Organosilane, epoxygruppenhaltige Polymere oder Maleinsäureanhydrid-gepfropfte Styrolpolymere, einzusetzen. Bevorzugte Weichmacher sind Mineralöle, niedermolekulare Styrolpolymere, Phthlate, die in Mengen von 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Styrolpolymerisat, eingesetzt werden können.Of others can the styrene polymer melt in addition to the fillers Additives, nucleating agents, plasticisers, flame retardants, soluble and insoluble inorganic and / or organic dyes and pigments, e.g. IR absorber, like soot, Graphite or aluminum powder together or spatially separated, e.g. over mixer or side extruders are added. In general, the dyes and pigments in amounts ranging from 0.01 to 30, preferably in the Range of 1 to 5 wt .-% added. For homogeneous and microdispersed Distribution of the pigments in the styrenic polymer may be particularly be useful in polar pigments a dispersing aid, e.g. organosilanes, epoxy group containing Polymers or maleic anhydride-grafted Styrene polymers to use. Preferred plasticizers are mineral oils, low molecular weight Styrene polymers, phthalates, in amounts of 0.05 to 10 wt .-%, based on the Styrene polymer can be used.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen expandierbaren Styrolpolymerisate wird das Treibmittel in die Polymerschmelze eingemischt. Das Verfahren umfasst die Stufen a) Schmelzerzeugung, b) Mischen c) Kühlen d) Fördern und e) Granulieren. Jede dieser Stufen kann durch die in der Kunststoffverarbeitung bekannten Apparate oder Apparatekombinationen ausgeführt werden. Zur Einmischung eignen sich statische oder dynamische Mischer, beispielsweise Extruder. Die Polymerschmelze kann direkt aus einem Polymerisationsreaktor entnommen werden oder direkt in dem Mischextruder oder einem separaten Aufschmelzextruder durch Aufschmelzen von Polymergranulaten erzeugt werden. Die Kühlung der Schmelze kann in den Mischaggregaten oder in separaten Kühlern erfolgen. Für die Granulierung kommen beispielsweise die druckbeaufschlagte Unterwassergranulierung, Granulierung mit rotierenden Messern und Kühlung durch Sprühvernebelung von Temperierflüssigkeiten oder Zerstäubungsgranulation in Betracht. Zur Durchführung des Verfahrens geeignete Apparateanordnungen sind z. B.:

  • a) Polymerisationsreaktor-statischer Mischer/Kühler-Granulator
  • b) Polymerisationsreaktor-Extruder-Granulator
  • c) Extruder-statischer Mischer-Granulator
  • d) Extruder-Granulator
To prepare the expandable styrene polymers according to the invention, the blowing agent is mixed into the polymer melt. The process comprises the stages a) melt production, b) mixing c) cooling d) conveying and e) granulating. Each of these stages can be carried out by the apparatuses or apparatus combinations known in plastics processing. For mixing, static or dynamic mixers are suitable, for example extruders. The polymer melt can be taken directly from a polymerization reactor or produced directly in the mixing extruder or a separate melt extruder by melting polymer granules. The cooling of the melt can be done in the mixing units or in separate coolers. For example, pressurized underwater granulation, granulation with rotating knives and cooling by spray misting of tempering liquids or sputtering granulation may be considered for the granulation. For carrying out the method suitable apparatus arrangements are for. B .:
  • a) Polymerization Reactor Static Mixer / Cooler Granulator
  • b) Polymerization Reactor Extruder Granulator
  • c) extruder-static mixer-granulator
  • d) extruder granulator

Weiterhin kann die Anordnung Seitenextruder zur Einbringung von Additiven, z.B. von Feststoffen oder thermisch empfindlichen Zusatzstoffen aufweisen.Farther the arrangement can side extruder for the introduction of additives, e.g. of solids or thermally sensitive additives exhibit.

Die treibmittelhaltige Styrolpolymerschmelze wird in der Regel mit einer Temperatur im Bereich von 140 bis 300°C, bevorzugt im Bereich von 160 bis 240°C durch die Düsenplatte gefördert. Eine Abkühlung bis in den Bereich der Glasübergangstemperatur ist nicht notwendig.The propellant-containing styrene polymer melt is usually with a Temperature in the range of 140 to 300 ° C, preferably in the range of 160 to 240 ° C through the nozzle plate promoted. A cool down up to the range of the glass transition temperature is not necessary.

Die Düsenplatte wird mindestens auf die Temperatur der treibmittelhaltigen Polystyrolschmelze beheizt. Bevorzugt liegt die Temperatur der Düsenplatte im Bereich von 20 bis 100°C über der Temperatur der treibmittelhaltigen Polystyrolschmelze. Dadurch werden Polymerablagerungen in den Düsen verhindert und eine störungsfreie Granulierung gewährleistet.The nozzle plate is at least at the temperature of the blowing agent-containing polystyrene melt heated. Preferably, the temperature of the nozzle plate is in the range of 20 up to 100 ° C above the Temperature of the blowing agent-containing polystyrene melt. This will be Polymer deposits in the nozzles prevented and a trouble-free Granulation guaranteed.

Um marktfähige Granulatgrößen zu erhalten sollte der Durchmesser (D) der Düsenbohrungen am Düsenaustritt im Bereich von 0,2 bis 1,5 mm, bevorzugt im Bereich von 0,3 bis 1,2 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 bis 0,8 mm liegen. Damit lassen sich auch nach Strangaufweitung Granulatgrößen unter 2 mm, insbesondere im Bereich 0,4 bis 1,4 mm gezielt einstellen.Around marketable To obtain granule sizes should be the diameter (D) of the nozzle holes at the nozzle exit in the range of 0.2 to 1.5 mm, preferably in the range of 0.3 to 1.2 mm, more preferably in the range of 0.3 to 0.8 mm. This allows granule sizes to be absorbed even after strand expansion 2 mm, especially in the range 0.4 to 1.4 mm targeted.

Die Strangaufweitung kann außer über die Molekulargewichtsverteilung durch die Düsengeometrie beeinflusst werden. Die Düsenplatte weist bevorzugt Bohrungen mit einem Verhältnis L/D von mindestens 2 auf, wobei die Länge (L) den Düsenbereich, dessen Durchmesser höchstens dem Durchmesser (D) am Düsenaustritt entspricht, bezeichnet. Bevorzugt liegt das Verhältnis L/D im Bereich von 3–20.The Strand expansion can except on the Molecular weight distribution can be influenced by the nozzle geometry. The nozzle plate preferably has holes with a ratio L / D of at least 2, being the length (L) the nozzle area, its diameter at most the diameter (D) at the nozzle outlet corresponds, designated. Preferably, the ratio L / D is in the range of 3-20.

Im allgemeinen sollte der Durchmesser (E) der Bohrungen am Düseneintritt der Düsenplatte mindestens doppelt so groß wie der Durchmesser (D) am Düsenaustritt sein.in the Generally, the diameter (E) of the holes should be at the nozzle inlet the nozzle plate at least twice as big as the diameter (D) at the nozzle outlet be.

Eine Ausführungsform der Düsenplatte weist Bohrungen mit konischem Einlauf und einem Einlaufwinkel α kleiner 180°, bevorzugt im Bereich von 30 bis 120° auf. In einer weiteren Ausführungsform besitzt die Düsenplatte Bohrungen mit konischem Auslauf und einen Auslaufwinkel β kleiner 90°, bevorzugt im Bereich von 15 bis 45°. Um gezielte Granulatgrößenverteilungen der Styrolpolymeren zu erzeugen kann die Düsenplatte mit Bohrungen unterschiedlicher Austrittsdurchmesser (D) ausgerüstet werden. Die verschiedenen Ausführungsformen der Düsengeometrie können auch miteinander kombiniert werden.A embodiment the nozzle plate has holes with conical inlet and an inlet angle α smaller 180 °, preferably in the range of 30 to 120 °. In a further embodiment owns the nozzle plate Holes with conical outlet and a discharge angle β smaller 90 °, preferably in the range of 15 to 45 °. For targeted granule size distributions To produce the styrene polymer, the nozzle plate with holes of different Outlet diameter (D) equipped become. The different embodiments the nozzle geometry can also be combined with each other.

Ein besonders bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von expandierbaren Styrolpolymeren, umfasst die Schritte

  • a) Polymerisation von Styrolmonomer und gegebenenfalls copolymersierbaren Monomeren,
  • b) Entgasungung der erhaltenen Styrolpolymerschmelze,
  • c) Einmischen des Treibmittels und gegebenenfalls Additiven, in die Styrolpolymerschmelze mittels statischen oder dynamischen Mischer bei einer Temperatur von mindestens 150°C, bevorzugt 180–260°C,
  • d) Kühlen der treibmittelhaltigen Styrolpolymerschmelze auf eine Temperatur, die mindestens 120°C, bevorzugt 150–200°C beträgt,
  • e) Zugabe des Füllstoffs,
  • f) Austrag durch eine Düsenplatte mit Bohrungen, deren Durchmesser am Düsenaustritt höchstens 1,5 mm beträgt und
  • g) Granulieren der treibmittelhaltigen Schmelze.
A particularly preferred process for preparing expandable styrenic polymers comprises the steps
  • a) polymerization of styrene monomer and optionally copolymerizable monomers,
  • b) degassing the resulting styrene polymer melt,
  • c) incorporating the blowing agent and optionally additives into the styrene polymer melt by means of a static or dynamic mixer at a temperature of at least 150 ° C., preferably 180-260 ° C.,
  • d) cooling the propellant-containing styrene polymer melt to a temperature which is at least 120 ° C., preferably 150-200 ° C.,
  • e) adding the filler,
  • f) discharge through a nozzle plate with holes whose diameter at the nozzle outlet is at most 1.5 mm and
  • g) granulating the blowing agent-containing melt.

In Schritt g) kann die Granulierung direkt hinter der Düsenplatte unter Wasser bei einem Druck im Bereich von 1 bis 25 bar, bevorzugt 5 bis 15 bar erfolgen.In step g), the granulation directly behind the nozzle plate under water at a pressure in Be rich from 1 to 25 bar, preferably 5 to 15 bar.

Aufgrund der Polymerisation in Stufe a) und Entgasung in Stufe b) steht für die Treibmittelimprägnierung in Stufe c) direkt eine Polymerschmelze zur Verfügung und ein Aufschmelzen von Styrolpolymeren ist nicht notwendig. Dies ist nicht nur wirtschaftlicher, sondern führt auch zu expandierbaren Styrolpolymeren (EPS) mit niedrigen Sty rolmonomergehalten, da die mechanischen Schereinwirkung im Aufschmelzbereich eines Extruders, die in der Regel zu einer Rückspaltung von Monomeren führt, vermieden wird. Um den Styrolmonomerengehalt niedrig zu halten, insbesondere unter 500 ppm mit Styrolmomomergehalten, ist es ferner zweckmäßig, den mechanischen und thermischen Energieeintrag in allen folgenden Verfahrensstufen so gering wie möglich zu halten. Besonders bevorzugt werden daher Scherraten unter 50/sec, bevorzugt 5 bis 30/sec, und Temperaturen unter 260°C sowie kurze Verweilzeiten im Bereich von 1 bis 20, bevorzugt 2 bis 10 Minuten in den Stufen c) bis e) eingehalten. Besonders bevorzugt werden ausschließlich statische Mischer und statische Kühler im gesamten Verfahren eingesetzt. Die Polymerschmelze kann durch Druckpumpen, z. B. Zahnradpumpen gefördert und ausgetragen werden.by virtue of the polymerization in step a) and degassing in step b) is for the propellant impregnation in step c) directly a polymer melt available and a melting of Styrene polymers is not necessary. This is not only more economical, but leads also to expandable styrene polymers (EPS) with low Sty rolmonomergehalten, since the mechanical shear effect in the melting area of an extruder, which usually leads to a split-off of monomers, is avoided. To keep the styrene monomer content low, especially below 500 ppm with Styrolmomomergehalten, it is also appropriate to the mechanical and thermal energy input in all subsequent process steps as low as possible to keep. Therefore, shear rates below 50 / sec are particularly preferred, preferably 5 to 30 / sec, and temperatures below 260 ° C and short Residence times in the range of 1 to 20, preferably 2 to 10 minutes complied with in steps c) to e). Particularly preferred exclusively static mixers and static coolers throughout the process used. The polymer melt can by pressure pumps, z. B. gear pumps promoted and be discharged.

Eine weitere Möglichkeit zur Verringerung des Styrolmonomerengehaltes und/oder Restlösungsmittel wie Ethylbenzol besteht darin, in Stufe b) eine Hochentgasung mittels Schleppmitteln, beispielsweise Wasser, Stickstoff oder Kohlendioxid, vorzusehen oder die Polymerisationsstufe a) anionisch durchzuführen. Die anionische Polymerisation von Styrol führt nicht nur zu Styrolpolymeren mit niedrigem Styrolmonomeranteil, sondern gleichzeitig zur geringen Styrololigomerenanteilen.A another possibility for reducing styrene monomer content and / or residual solvents such as Ethylbenzene is in step b) high degassing means Entrainers, such as water, nitrogen or carbon dioxide, or to carry out the polymerization step a) anionically. The Anionic polymerization of styrene not only leads to styrenic polymers with low Styrolmonomeranteil, but at the same time to the low Styrene oligomer.

Zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit können die fertigen expandierbaren Styrolpolymergranulate durch Glycerinester, Antistatika oder Antiverklebungsmittel beschichten werden.to Improving processability can make the finished expandable Styrene polymer granules by glycerol esters, antistatic agents or anticaking agents to coat.

Die erfindungsgemäßen expandierbaren Styrolpolymergranulate (EPS) weisen in Abhängigkeit von Füllstoff-Art und -Gehalt in der Regel höhere Schüttdichten auf, die im allgemeinen im Bereich von 590 bis 1200 g/l liegen.The expandable according to the invention Styrenic polymer granules (EPS) have a function of filler type and content usually higher bulk densities generally ranging from 590 to 1200 g / l.

Die erfindungsgemäßen expandierbaren thermoplastischen Polymergranulate zeigen auch bei geringen Treibmittelgehalten ein gutes Expansionsvermögen. Die Verklebung ist auch ohne Beschichtung deutlich geringer als bei herkömmlichen EPS-Perlen.The expandable according to the invention thermoplastic polymer granules show even at low propellant contents a good capacity for expansion. The bond is significantly lower even without coating at conventional EPS beads.

Füllstoffe mit Partikelgrößen im Bereich von 0,1 bis 100 μm, insbesondere im Bereich von 0,5 und 10 μm ergeben im Polystyrol-Partikelschaumstoff bei Gehalten von 10 Gew.-% eine Absenkung der Wärmeleitfähigkeit um 1 bis 3 mW. Daher lassen sich schon bei geringeren Mengen and IR-Absorbern, wie Ruß und Graphit vergleichsweise niedrige Wärmeleitfähigkeiten erreichen.fillers with particle sizes in the range from 0.1 to 100 μm, in particular in the range of 0.5 and 10 microns in the polystyrene foam particles at levels of 10 wt .-%, a reduction in thermal conductivity by 1 to 3 mW. Therefore Already at lower levels and IR absorbers, such as carbon black and graphite comparatively low thermal conductivities to reach.

Bevorzugt wird zur Verringerung der Wärmeleitfähigkeit ein IR-Absorber, wie Ruß oder Graphit in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere in Mengen von 2 bis 8 Gew.-% eingesetzt.Prefers is used to reduce the thermal conductivity an IR absorber such as soot or Graphite in amounts of 0.1 to 10 wt .-%, in particular in amounts used from 2 to 8 wt .-%.

Bei Verwendung von geringeren Mengen an Füllstoffen, z. B. unter 5 Gew.-%, ist es auch möglich, Ruß in Mengen von 1 bis 25 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 10 bis 20 Gew.-% einzusetzen. Bei diesen hohen Rußgehalten wird die Rußzugabe bevorzugt aufgeteilt über den Hauptstrom- und einen Seitenstromextruder in die Styrolpolymerschmelze eingemischt. Die Zugabe über Extruder ermöglicht eine einfache Zerkleinerung der Rußagglomerate auf eine mittlere Agglomeratgröße im Bereich von 0,3 bis 10 μm, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 5 μm und homogene Färbung der expandierbaren Styrolpolymergranulate, die zu geschlossenzelligen Schaumstoffpartikel mit einer Dichte im Bereich von 5–40 kg/m3, insbesondere 10–15 kg/m3 verschäumt werden können. Die mit 10 bis 20 Gew.-% Ruß nach Verschäumen und Versintern erhältlichen Partikelschaumstoffe erreichen eine Wärmeleitfähigkeit λ, bestimmt bei 10°C nach DIN 52612, im Bereich von 30 bis 33 mW/mK.When using smaller amounts of fillers, eg. B. under 5 wt .-%, it is also possible to use carbon black in amounts of 1 to 25 wt .-%, preferably in the range of 10 to 20 wt .-%. At these high carbon black contents, the carbon black addition is preferably mixed into the styrene polymer melt via the main stream and a side stream extruder. The addition via extruder allows a simple comminution of the carbon black agglomerates to an average agglomerate size in the range of 0.3 to 10 .mu.m, preferably in the range of 0.5 to 5 .mu.m, and homogeneous dyeing of the expandable styrene polymer granules which form closed-cell foam particles having a density in the range of 5-40 kg / m 3 , in particular 10-15 kg / m 3 can be foamed. The particle foams obtainable with 10 to 20% by weight of carbon black after foaming and sintering achieve a thermal conductivity λ, determined at 10 ° C. to DIN 52612, in the range from 30 to 33 mW / mK.

Bevorzugt wird Ruß mit einer mittleren Primär-Teilchengröße im Bereich von 10 bis 300 nm, insbesondere im Bereich von 30 bis 200 nm eingesetzt. Die BET-Oberfläche liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 120 m2/g.Carbon black with an average primary particle size in the range from 10 to 300 nm, in particular in the range from 30 to 200 nm, is preferably used. The BET surface area is preferably in the range of 10 to 120 m 2 / g.

Als Graphit wird bevorzugt Graphit mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 1 bis 50 μm eingesetzt.When Graphite is preferably graphite having a mean particle size in the range from 1 to 50 μm used.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von expandierbaren Styrolpolymerisaten, umfasst die Schritte

  • a) Einmischen (i) eines organischen Treibmittels, (ii) 5–50 Gew.-%, bezogen auf das Styolpolymerisat, eines Füllstoffes, ausgewählt aus pulverförmigen anorganische Stoffen, wie Talk, Kreide, Kaolin, Aluminiumhydroxid, Aluminiumnitrit, Aluminiumsilikat, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Titandioxid, Calciumsulfat, Kieselsäure, Quarzmehl, Areosil, Tonerde oder Wollastonit und (iii) 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Styolpolymerisat, Ruß oder Graphit in die Styrolpolmerisatschmelze mittels statischen oder dynamischen Mischer bei einer Temperatur von mindestens 150°C,
  • b) Kühlen der treibmittel- und Füllstoff-haltigen Polymerschmelze auf eine Temperatur von mindestens 120°C
  • c) Austrag durch eine Düsenplatte mit Bohrungen, deren Durchmesser am Düsenaustritt höchstens 1,5 mm beträgt und
  • d) Granulieren der treibmittelhaltigen Schmelze direkt hinter der Düsenplatte unter Wasser bei einem Druck im Bereich von 1 bis 20 bar.
A preferred process for preparing expandable styrene polymers comprises the steps
  • a) mixing in (i) an organic blowing agent, (ii) 5-50% by weight, based on the styol polymer, of a filler selected from pulverulent inorganic substances, such as talc, chalk, kaolin, aluminum hydroxide, aluminum nitrite, aluminum silicate, barium sulfate, Calcium carbonate, titanium dioxide, calcium sulfate, silicic acid, quartz flour, areosil, alumina or wollastonite and (iii) from 0.1 to 10% by weight, based on the styol polymer, of carbon black or graphite in the styrene polymer melt, by means of a static or dynamic mixer at a temperature of at least 150 ° C,
  • b) cooling the propellant and filler-containing polymer melt to a temperature of at least 120 ° C.
  • c) discharge through a nozzle plate with holes whose diameter at the nozzle outlet is at most 1.5 mm and
  • d) granulating the blowing agent-containing melt directly behind the nozzle plate under water at a pressure in the range of 1 to 20 bar.

Die erfindungsgemäßen expandierbaren, Styrolpolymergranulate können mittels Heißluft oder Wasserdampf zu Schaumpartikeln mit einer Dichte im Bereich von 8 bis 200 kg/m3, bevorzugt im Bereich von 10 bis 50 kg/m3 vorgeschäumt und anschließend in einer geschlossenen Form zu Schaumstoffformkörpern verschweißt werden.The inventive expandable styrene polymer granules can by means of hot air or steam to give foam particles having a density in the range from 8 to 200 kg / m 3, preferably in the range of 10 to 50 kg / m 3 prefoamed and then welded together in a closed mold to foam moldings.

In eine Polystyrolschmelze aus PS 158 K der BASF Aktiengesellschaft mit einer Viskositätszahl VZ von 98 ml/g (Mw = 280.000 g/mol, Uneinheitlichkeit Mw/Mn = 2,8) wurden in einem Extruder 7 Gew.-%, bezogen auf Polystyrol, Pentan eingemischt. Nach Abkühlen der treibmittelhaltigen Schmelze von ursprünglich 260 °C auf eine Temperatur von 190 °C, wurden über einen Seitenstromextruder ein Gemisch aus Polystyrolschmelze, Füllstoff (Kreide, Ulmer Weiß (Omya)), IR-Absorber (Ruß oder Graphit, UF298 Kropfmühl) und Flammschutzmittel (HBCD) entsprechend Tabelle 1 zugegeben und in den Hauptstrom eingemischt. Zusätzlich auf der Höhe des Seitensrtomextruders über eine Dosierlanze mittels einer Kolbenpumpe die in Pentan gelöste Flammschutzsynergisten Dicumyl (DC) bzw. Dicumylperoxid dem gekühlten Hauptstrom zudosiert. Das Gemisch aus Polystyrolschmelze, Treibmittel, Flammschutzmittel und Synergist wurde mit 60 kg/h durch eine Düsenplatte mit 32 Bohrungen (Durchmesser der Düse 0,75 mm) gefördert. Mit Hilfe einer druckbeaufschlagten Unterwassergranulierung wurden kompakte Granulate mit enger Größenverteilung hergestellt.In a polystyrene melt of PS 158 K BASF Aktiengesellschaft with a viscosity number VZ of 98 ml / g (M w = 280,000 g / mol, nonuniformity M w / M n = 2.8) in an extruder 7 wt .-%, based on polystyrene, pentane mixed. After cooling the propellant-containing melt from originally 260 ° C to a temperature of 190 ° C, a mixture of polystyrene melt, filler (chalk, Ulmer white (Omya)), IR absorber (carbon black or graphite, UF298 Kropfmühl) and Flame retardant (HBCD) according to Table 1 was added and mixed into the main stream. In addition, at the level of the side-type extruder via a metering lance, the pentane-dissolved flame retardant synergists dicumyl (DC) or dicumyl peroxide are metered into the cooled main stream by means of a piston pump. The mixture of polystyrene melt, blowing agent, flame retardant and synergist was at 60 kg / h through a nozzle plate with 32 holes (diameter of the nozzle 0.75 mm) promoted. With the help of pressurized underwater granulation, compact granules with a narrow size distribution were produced.

Diese Granulate wurden in strömendem Wasserdampf zu Schaumstoffperlen (20 g/l) vorgeschäumt, 24 Stunden zwischengelagert und anschließend in gasdichten Formen mit Wasserdampf zu Schaumstoffkörpern verschweißt.These Granules were in flowing Steam to foam beads (20 g / l) prefoamed, 24 Stored for hours and then in gas-tight forms with Water vapor to foam bodies welded.

Die Wärmeleitfähigkeit λ wurde bestimmt bei 10°C nach DIN 52612. Nachbrennzeiten von unterhalb 6 Sekunden sind geeignet um den B2 Test nach DIN 4102 zu bestehen.The Thermal conductivity λ was determined at 10 ° C according to DIN 52612. Afterburning times of less than 6 seconds are suitable to pass the B2 test according to DIN 4102.

Tabelle 1:

Figure 00100001
Table 1:
Figure 00100001

Claims (6)

Expandierbare Styrolpolymergranulate, enthaltend a) 5 bis 50 Gew.-% eines Füllstoffes, ausgewählt aus pulverförmigen anorganische Stoffen, wie Talk, Kreide, Kaolin, Aluminiumhydroxid, Aluminiumnitrit, Aluminiumsilikat, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Titandioxid, Calciumsulfat, Kieselsäure, Quarzmehl, Aerosil, Tonerde oder Wollastonit und b) 0,1 bis 10 Gew.-% Ruß oder Graphit.Expandable styrene polymer granules containing a) 5 to 50 wt .-% of a filler selected from powdery inorganic materials such as talc, chalk, kaolin, aluminum hydroxide, aluminum nitrite, aluminum silicate, barium sulfate, calcium carbonate, titanium dioxide, calcium sulfate, silica, quartz, Aerosil, alumina or wollastonite and b ) 0.1 to 10% by weight of carbon black or graphite. Expandierbare Styrolpolymergranulate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,2 bis 5 Gew.-% einer organische Bromverbindung mit einem Bromgehalt von mindestens 70 Gew.-% als Flammschutzmittel enthalten.Expandable styrene polymer granules according to claim 1, characterized in that it contains 0.2 to 5 wt .-% of an organic Bromine compound having a bromine content of at least 70% by weight as Flame retardants included. Expandierbare Styrolpolymergranulate nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,05 bis 1,0 Gew.-% Dicumyl oder Dicumylperoxid als Flammschutzsynergist enthalten.Expandable styrene polymer granules according to claim 2, characterized in that it contains 0.05 to 1.0 wt .-% dicumyl or dicumyl peroxide as a flame retardant synergist. Expandierbare Styrolpolymergranulate nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie 3 bis 7 Gew.-% eines organischen Treibmittels enthalten.Expandable styrene polymer granules according to one of claims 1 to 3, characterized in that they contain 3 to 7 wt .-% of an organic Propellant included. Verfahren zur Herstellung von expandierbaren Styrolpolymergranulaten, umfassend die Schritte a) Einmischen (i) eines organischen Treibmittels, (ii) 5–50 Gew.-%, bezogen auf das Styolpolymerisat, eines Füllstoffes, ausgewählt aus pulverförmigen anorganische Stoffen, wie Talk, Kreide, Kaolin, Aluminiumhydroxid, Aluminiumnitrit, Aluminiumsilikat, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Titandioxid, Calciumsulfat, Kieselsäure, Quarzmehl, Areosil, Tonerde oder Wollastonit und (iii) 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Styolpolymer, Ruß oder Graphit in die Styrolpolmerschmelze mittels statischen oder dynamischen Mischer bei einer Temperatur von mindestens 150°C, b) Kühlen der Treibmittel- und Füllstoff-haltigen Polymerschmelze auf eine Temperatur von mindestens 120°C, c) Austrag durch eine Düsenplatte mit Bohrungen, deren Durchmesser am Düsenaustritt höchstens 1,5 mm beträgt und d) Granulieren der treibmittelhaltigen Schmelze direkt hinter der Düsenplatte unter Wasser bei einem Druck im Bereich von 1 bis 20 bar.Process for producing expandable styrenic polymer granules, comprising the steps a) meddle (i) an organic Propellant, (ii) 5-50 Wt .-%, based on the styol polymer, of a filler, selected from powdery inorganic substances such as talc, chalk, kaolin, aluminum hydroxide, Aluminum nitrite, aluminum silicate, barium sulfate, calcium carbonate, Titanium dioxide, calcium sulfate, silicic acid, quartz flour, areosil, alumina or wollastonite and (iii) 0.1 to 10% by weight, based on the Styol polymer, carbon black or Graphite in the Styrolpolmerschmelze by static or dynamic Mixer at a temperature of at least 150 ° C, b) cooling the blowing agent and filler-containing Polymer melt to a temperature of at least 120 ° C, c) Discharge through a nozzle plate with holes whose diameter at the nozzle exit at most 1.5 mm and d) granulating the blowing agent-containing melt directly behind the nozzle plate under water at a pressure in the range of 1 to 20 bar. Verfahren zur Herstellung von Partikelschaumstoffformteilen, dadurch gekennzeichnet, dass man expandierbare, Styrolpolymergranulate gemäß Anspruch 1 in einem ersten Schritt mittels Heißluft oder Wasserdampf zu Schaumpartikeln mit einer Dichte im Bereich von 8 bis 200 g/l vorschäumt und in einem zweiten Schritt in einer geschlossenen Form verschweißt.Process for producing particle foam moldings, characterized in that expandable, styrene polymer granules according to claim 1 in a first step by means of hot air or water vapor to foam particles prefoamed at a density in the range of 8 to 200 g / l and welded in a second step in a closed mold.
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