DE19749019A1 - Expandierbare Polystyrolpartikel - Google Patents
Expandierbare PolystyrolpartikelInfo
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/22—After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
- C08J9/224—Surface treatment
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
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- C08K5/3442—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having two nitrogen atoms in the ring
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
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Description
Die Erfindung betrifft treibmittelhaltige, expandierbare Poly
styrol(EPS)-Partikel, aus denen Formkörper mit verminderter
Wasseraufnahmefähigkeit bzw. verringerter Wasserdurchlässigkeit
hergestellt werden können.
Bei vielen Einsatzgebieten von Polystyrolschaumstoffen,
beispielsweise für Dachisolierungen, Perimeterdämmung oder Fisch
kisten, kommt es zu einer Einwirkung von Wasser auf die Schaum
stoff-Formteile. Dabei besteht die Gefahr, daß Feuchtigkeit in
das Innere des Schaumstoffs eindringt, was zu einer Verringerung
der Isolierwirkung führt.
Bisher wurde die Wasseraufnahme von Platten und Formteilen aus
Polystyrolpartikelschaum zumeist durch Aufbringen einer Kunst
stoffolie oder Lackierung der fertigen Formteile verhindert bzw.
verringert. Das erfordert jedoch einen zusätzlichen Verfahrens
schritt, außerdem ist bei komplizierten Formen dieser Überzug
nicht überall gleichmäßig.
Eine weitere Möglichkeit der Minimierung des Wassereintritts in
Formteile aus Polystyrol-Partikelschaum besteht darin, das
Volumen zwischen den EPS-Partikeln, die sogenannten Zwickel,
möglichst gering zu halten. Das kann erreicht werden durch Er
höhung von Druck und Temperatur des zum Ausschäumen verwendeten
Wasserdampfes. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß dadurch die
Herstellungszeit der Formteile erhöht wird, und daß bei Erhöhung
der Temperatur ein erhöhter Energieverbrauch bei der Formteil
herstellung resultiert.
Die PCT-Patentanmeldung PCT/DE 97/02 362 betrifft EPS-Partikel
mit verminderter Wasseraufnahme, die mit einem Hydrophobierungs
mittel beschichtet sind. Als geeignete Hydrophobierungsmittel
sind Paraffinwachse, Umsetzungsprodukte aus einem N-Methylolamin
und einem Fettsäurederivat, sowie Polyfluoralkyl(meth)acrylate
genannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, weitere Polystyrol
partikelschaumstoffe mit verminderter Wasseraufnahmefähigkeit
bereitzustellen, die einfach und ohne zusätzliche Verfahrens
schritte hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch treibmittelhaltige EPS-Partikel,
die mit einem Imidazolidinon beschichtet sind. Gegenstand der Er
findung sind demzufolge treibmittelhaltige, expandierbare Poly
styrol(EPS)-Partikel, die mit 0,001 bis 0,5 Gew.-% eines Imidazo
lidinons als Hydrophobierungsmittel beschichtet sind. Ein weite
rer Gegenstand der Erfindung sind entsprechend beschichtete
expandierte Polystyrolpartikel.
Es ist üblich, EPS-Partikel mit Stearaten, z. B. Glycerinmono
stearat oder Zinkstearat als Mittel zur Verkürzung der Kühlzeit
zu beschichten. Diese Stearate wirken jedoch nicht als Hydropho
bierungsmittel. Man hat auch schon flüssige Paraffinöle zur
Verkürzung der Kühlzeit bei der Formteilherstellung auf EPS-Par
tikel aufgebracht, was aber zu verringerter Expandierfähigkeit
führt.
EPS-Partikel werden nach an sich üblichen und bekannten Verfahren
hergestellt. Dazu wird das monomere Styrol, gegebenenfalls im
Gemisch mit anderen olefinisch ungesättigten Comonomeren, Initia
tioren, Hilfs- und Zusatzstoffen in Wasser suspendiert und in Ge
genwart von Suspensionsstabilisatoren polymerisiert. Die entste
henden Polystyrolperlen werden abgetrennt, gewaschen und getrock
net. Die Zugabe des Treibmittels kann dabei bereits während der
Polymerisation erfolgen, es ist jedoch auch möglich, das Treib
mittel in einem nachfolgenden Verfahrensschritt in die Poly
styrolperlen einzubringen. Geeignete Treibmittel sind
C4 -C8-Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise Pentan.
Die EPS-Partikel sind erfindungsgemäß mit 0,001 bis 0,5, vorzugs
weise mit 0,005 bis 0,1 Gew.-%, jeweils bezogen auf Feststoff,
des organischen Imidazolidinons beschichtet, welches vorzugsweise
unterhalb von 10°C schmilzt.
Geeignet sind insbesondere Imidazolidinone der allgemeinen Formel
worin R1 und R2 Hydroxy- oder Alkoxygruppen sind oder durch
eine Ringstruktur miteinander verbunden sind, und R3 und R4
Wasserstoff, Alkyl- oder Alkoxygruppen sind. Besonders bevor
zugt ist 4,5-Dihydroxy-1,3-dimethoxymethylimidazolidinon.
Das Hydrophobierungsmittel wird vorzugsweise auf die EPS-Partikel
unmittelbar nach der Aufarbeitung und Trocknung aufgebracht und
zwar zweckmäßigerweise zusammen mit anderen üblichen Beschich
tungsmitteln, wie Antiverklebungsmitteln, z. B. Metallstearate und
feinteilige Kieselsäure, sowie Mitteln zur Verkürzung der Ent
formzeit, wie Glycerinester und Hydroxycarbonsäureester. Das
flüssige Hydrophobierungsmittel wird bevorzugt an porenhaltige
Feststoffe, wie z. B. feinteilige Kieselsäure adsorbiert, vorzugs
weise in Mengen von 5 bis 50 Gew.-%, und damit die Beschichtung
vorgenommen. Da durch die Beschichtung mit dem Hydrophobierungs
mittel die Entflammbarkeit der Schaumstoffe heraufgesetzt werden
kann, ist es in manchen Fällen zweckmäßig, zusammen mit dem Hy
drophobierungsmittel auch noch Flammschutzmittel, z. B. Brom
verbindungen wie Hexabromcyclododecan, in Mengen von 0,01 bis
0,5 Gew.-%, bezogen auf EPS, aufzubringen. Es ist grundsätzlich
auch möglich, das Hydrophobierungsmittel auf vorgeschäumte
EPS-Partikel aufzubringen. In beiden Fällen erfolgt der Auftrag durch
Besprühen oder vorzugsweise durch Auftrommeln in einem üblichen
Trommelmischer.
Schließlich kann man das Hydrophobierungsmittel auch bei der
Herstellung der EPS-Partikel durch Polymerisation von Styrol in
wäßriger Suspension zusetzen.
Nach der Behandlung der EPS-Partikel mit den Hydrophobierungs
mitteln werden die Partikel getrocknet. Das geschieht üblicher
weise mit Luft bei Raumtemperatur oder leicht erhöhter
Temperatur, die jedoch bei der Behandlung von unverschäumten
Partikeln soweit unterhalb ihrer Erweichungstemperatur liegen
muß, daß ein unbeabsichtigtes Aufschäumen und ein Entweichen des
Treibmittel verhindert wird. Die EPS-Partikel weisen im
allgemeinen eine Partikelgröße von 0,1 bis 3 mm, insbesondere von
0,3 bis 2,0 mm auf.
Die Verschäumung der mit Treibmittel enthaltenden EPS-Partikel zu
Schaumstoffen erfolgt üblicherweise ebenfalls nach den im Stand
der Technik bekannten Verfahren, indem sie zunächst mit Wasser
dampf in offenen oder geschlossenen Vorschäumern vorgeschäumt
werden. Die vorgeschäumten Perlen werden danach in gasdurch
lässigen Formen mittels Wasserdampf zu Formteilen oder Platten
verschweißt. Die expandierten Polystyrolpartikel weisen im
allgemeinen eine mittlere Partikelgröße von 1 bis 10 mm,
insbesondere von 2 bis 8 mm auf.
Weitere Angaben zu den üblichen Polymerisations-, Imprägnier-,
und Schäumverfahren finden sich beispielsweise im Kunststoff
handbuch, Band 5, Polystyrol, herausgegeben von R. Vieweg und
G. Daumiller, Carl-Hanser-Verlag München, 1969.
Überraschenderweise kommt es durch die erfindungsgemäße Behand
lung mit den Hydrophobierungsmitteln zu keinerlei Nachteilen bei
den mechanischen und den Verarbeitungseigenschaften der Styrol
polymerisate. Es treten auch keine Erhöhungen der Entformzeiten
auf.
Hydrophobierungsmittel werden normalerweise angewandt um flächige
Materialien, wie Textilien, Leder oder Papier wasserabstoßend zu
machen. Es war nicht zu erwarten, daß sie - auf expandierbare
Partikel aufgebracht - nach deren Aufschäumen und Versintern zu
einem Formteil dieses wasserundurchlässig machen können, und daß
durch die Beschichtung die Verschweißung der expandierten Par
tikel nicht behindert wird.
Die erfindungsgemäßen expandierten Polystyrolpartikel können mit
Vorteil zur Herstellung von solchen Formteilen eingesetzt werden,
die ständiger Wassereinwirkung ausgesetzt sind, z. B. für Platten
für die Dachisolierung oder Perimeterdämmung, für Schwimmkörper
oder wasserempfindliche Verpackungsmaterialien, wie Fischkisten.
Die in den Beispielen genannten Prozente beziehen sich auf das
Gewicht.
Die Wasserdichtigkeit wurde folgendermaßen bestimmt: Auf eine
Schaumstoffplatte einer Dicke von 100 mm wurde ein Rohr von
100 mm Durchmesser geklebt und mit einer Wassersäule von 100 mm
Höhe gefüllt.
Nach 24 Stunden wurde geprüft, ob auf der Unterseite der Schaum
stoffplatte ein Wasseraustritt zu beobachten ist. Vor den Versu
chen wurden die Schaumstoffplatten 24 Stunden im Trockenschrank
bei 60°C konditioniert. Danach wurden die Rohre mittels Silikon
kautschuk aufgeklebt.
In einem Schaufelmischer mit einem Volumen von 40 1 wurden 25 kg
EPS (Perlgröße 0,4-0,7 mm, Pentangehalt 6,1%) mit den in der
Tabelle 1 angegebenen Beschichtungsmitteln 10 min bei 25°C inten
siv gemischt.
Anschließend wurden die beschichteten Perlen in einem drucklosen
Schäumkasten (System Rauscher) vorgeschäumt und nach 12 Stunden
zu plattenförmigen Formteilen (Raumgewicht 20 kg/m3) verarbeitet.
Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzung der Beschichtungen und die
gemessenen Eigenschaften der Platten. Der Versuch 1 ist nicht
erfindungsgemäß.
Claims (11)
1. Treibmittelhaltige, expandierbare Polystyrol(EPS)-Partikel,
die mit 0,001 bis 0,5 Gew.-% eines Hydrophobierungsmittels
beschichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydropho
bierungsmittel ein Imidazolidinon ist.
2. Expandierbare Polystyrolpartikel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Imidazolidinon die allgemeine Formel
worin R1 und R2 Hydroxy- oder Alkoxygruppen sind oder durch eine Ringstruktur miteinander verbunden sind, und R3 und R4 Wasserstoff, Alkyl- oder Alkoxygruppen sind.
worin R1 und R2 Hydroxy- oder Alkoxygruppen sind oder durch eine Ringstruktur miteinander verbunden sind, und R3 und R4 Wasserstoff, Alkyl- oder Alkoxygruppen sind.
3. Expandierbare Polystyrolpartikel nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Imidazolidinon 5,5-Dihydroxy-1,3-dime
thoxymethylimidazolidinon ist.
4. Verfahren zur Herstellung der expandierbaren Polystyrol
partikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hy
drophobierungsmittel an feinteiliger Kieselsäure adsorbiert
wird, und die EPS-Partikel damit beschichtet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu
sätzlich zu dem Hydrophobierungsmittel noch Flammschutzmittel
und/oder Antiverklebungsmittel und/oder Mittel zur Verkürzung
der Entformzeit auf die EPS-Partikel aufgebracht werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Behandlung durch Besprühen oder Auftrommeln vorgenommen wird.
7. Verfahren zur Herstellung der expandierbaren Polystyrol
partikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hy
drophobierungsmittel bei der Herstellung der EPS-Partikel
durch Polymerisation von Styrol in wäßriger Suspension zuge
setzt wird.
8. Expandierte Polystyrolpartikel, dadurch gekennzeichnet, daß
sie mit 0,001 bis 0,5 Gew.-% des Hydrophobierungsmittels nach
Anspruch 1 beschichtet sind.
9. Verfahren zur Herstellung von expandierten Polystyrol
partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß man beschichtete
EPS-Partikel nach Anspruch 1 verschäumt.
10. Verfahren zur Herstellung von expandierten Polystyrol
partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß man expandierte Poly
styrolpartikel mit 0,001 bis 0,5 Gew.-% des Hydrophobierungs
mittels nach Anspruch 1 beschichtet.
11. Verwendung der expandierten Polystyrolpartikel nach An
spruch 8 zur Herstellung von Dachisolierungen, Perimeterdämm
platten, Schwimmkörpern oder wasserempfindlichen Verpackungs
materialien.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997149019 DE19749019A1 (de) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | Expandierbare Polystyrolpartikel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997149019 DE19749019A1 (de) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | Expandierbare Polystyrolpartikel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19749019A1 true DE19749019A1 (de) | 1999-05-12 |
Family
ID=7847782
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997149019 Withdrawn DE19749019A1 (de) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | Expandierbare Polystyrolpartikel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19749019A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3393745B1 (de) | 2015-12-22 | 2022-06-29 | Fill Gesellschaft m.b.H. | Verfahren zur herstellung eines geschäumten partikelschaummaterials |
-
1997
- 1997-11-06 DE DE1997149019 patent/DE19749019A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3393745B1 (de) | 2015-12-22 | 2022-06-29 | Fill Gesellschaft m.b.H. | Verfahren zur herstellung eines geschäumten partikelschaummaterials |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |