DE2520635A1

DE2520635A1 - Feinteilige, expandierbare styrolpolymerisate mit guter verarbeitbarkeit

Info

Publication number: DE2520635A1
Application number: DE19752520635
Authority: DE
Inventors: Eckhard Dipl Chem Dr Nintz; Rupert Dipl Chem Dr Schick; Karl Dipl Chem Dr Seegmueller; Erhard Dipl Chem Dr Stahnecker
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1975-05-09
Filing date: 1975-05-09
Publication date: 1976-11-18
Also published as: ES447679A1; US4029614A; JPS51137790A; NL179485B; JPS5921340B2; DE2520635B2; FR2310361A1; AU502154B2; NL7604860A; CA1063300A; GB1536914A; FR2310361B1; ATA322976A; AT395264B; AU1275476A

Description

BASF Aktiengesellschaft

Unser Zeichen: O. Z. 31 304 Ka/Ja 6700 Ludwigshafen, 6. 5- 1975

Feinteilige, expandierbare Styro!polymerisate mit guter

Verarbeitbarkeit

Schäumstofformkörper stellt man in der Technik durch Expandieren feinteiliger, expandierbarer Styrolpolymerisate her. Bei diesem Verfahren werden die feinteiligen Styrolpolymerisate zunächst mit Wasserdampf oder heißen Gasen auf Temperaturen oberhalb ihres Erweichungspunktes erhitzt, so daß ein Aufschäumen zu diskreten Teilchen eintritt. Diesen Vorgang, bei dem den Teilchen zur freien Expansion genügend Raum zur Verfügung steht, nennt man Vorschäumen. Die vorgeschäumten Styrolpolymerisate werden zunächst einige Zeit (etwa 2¹J Stunden) abgelagert und dann in einer druckfesten Form durch erneutes Erhitzen mit Dampf weiter expandiert, wobei, bedingt durch die Raumbegrenzung, die Teilchen miteinander zu einem dem Innenhohlraum der verwendeten Form entsprechenden Formkörper verschweißen. Dieser zweite Arbeitsgang wird als Ausschäumen bezeichnet. Der Formkörper kann zwecks Vermeidung einer Deformation erst dann aus der Form herausgenommen werden, wenn auch sein Inneres auf Temperaturen unterhalb des Erweichungspunktes abgekühlt ist.

Da schaumförmige Kunststoffe gute Wärmeisolatoren sind, werden zum Abkühlen der Formkörper relativ lange Kühlzeiten benötigt. Man bezeichnet den Zeitraum, nach dem man frühestens einen Formkörper der Form entnehmen kann, ohne daß dieser nachbläht, meistens als "Formverweilzeit". Als Kriterium für die Entformbarkeit kann auch der Abbau des Innendrucks auf nahezu Atmosphärendruck dienen.

Der Formkörper wird nach dem Herausnehmen aus der Form meist noch einige Zeit lang bis zum vollständigen Abkühlen gelagert und kann dann, z.B. wenn es sich um einen Block handelt, zu Schaumstoffplatten für Wärmeisolierzwecke geschnitten werden.

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Expandierbare Styrolpolymerisate, die in einem wirtschaftlich günstigen Kurzpolymerisationsverfahren, d.h. bei Polymerisationstemperaturen von 80 bis 85⁰C hergestellt wurden und eine flammhemmende organische Halogenverbindung enthalten, bilden beim Verschäumen Schaumstoffe mit feinzelliger Struktur von 12 bis 15 Zellen/mm. Schaumstoffblöcke, die eine derartige Schaumstruktur besitzen, neigen nicht nur einige Zeit nach dem Entformen zum stärkeren Einfallen ihrer Seitenflächen, sondern sind im Blockinnern schwächer verschweißt. Daneben verursacht eine feinzellige Schaumstruktur eine ungünstige Wärmeleitzahl (Wärmeleitfähigkeit Λ) > 0,0322 kcal/m . h ⁰C (nach DIN 52 612 ist dies der gerade noch erlaubte Maximalwert).

Schaumstoffe aus expandierbarem Polystyrol mit einer Zellzahl von ca. 3 bis 6/mm unterschreiten diesen erlaubten Maximalwert. Sie sind also bessere Wärmeisolierstoffe.

Es ist aus der DT-OS 2 104 867 bekannt, daß oberhalb 8O⁰C hergestellte, expandierbare Styrolpolymerisate, die eine organische Halogenverbindung als Flammschutzmittel enthalten, sich zu gut verschweißten und nicht zum Einfallen der Seitenflächen neigenden Schaumstoffblöcken verarbeiten lassen, wenn sie ein in Styrol lösliches Oxalkylierungsprodukt des Ammoniaks oder eines primären oder sekundären aliphatischen Amins enthalten. Die genannten Oxalkylierungsprodukte werden auch als Alkanolamine bezeichnet.

überraschenderweise wurde nun gefunden, daß in Styrol lösliche, keine Hydroxylgruppen enthaltende Amine, sowohl primäre, sekundäre wie auch tertiäre Amine, die wichtigen Verarbeitungseigenschaften "Verschweißungsgüte" und "Formstabilität¹¹ von Schaumstoffblöcken aus expandierbarem, organische Halogenverbindungen enthaltendem Polystyrol noch günstiger beeinflussen. Die in dieser Weise hergestellten Produkte lassen sich insbesondere zu Schäumstofformkörpern mit noch weiter verbesserter Verschweißung verarbeiten. Ferner besteht eine bessere Proportionalität zwischen eingesetzter Menge des Zusatzstoffs (Amin) und den Verarbeitungseigenschaften "Verschweißungsgüte" und "Formstabilität" sowie der Zellzahl des Schaums im Bereich 3 bis 12 Zellen/mm, wobei ein Verringern der Zellzahl gleichzeitig ein Verbessern der

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Verschweißungsgüte und der Formstabilität bedeutet. Da außerdem die Pormverweilzeit von Schaumstofformkörpern (Blöcken) in gewisser Beziehung zur Zellzahl des Schaumes steht - eine höhere Zellzahl bewirkt eine Verkürzung der Pormverweilzeit kann durch Zusatz variabler Mengen an Aminen praktisch eine kontinuierliche Veränderung der Produkteigenschaften entsprechend dem Anwendungszweck erreicht werden. Die erfindungsgemäßen, ein Amin enthaltenden Styrolpolymerisate haben ferner eine größere Verarbeitungsbreite, gekennzeichnet durch einen zu variierenden Dampfdruck beim Ausschäumen in der Form.

Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen expandierbaren, eine organische Halogenverbindung enthaltenden Styrolpolymerisate besteht darin, daß man in an sich bekannter Weise Styrol und gegebenenfalls übliche Comonomere in wäßriger Suspension mittels radikalbildender Initiatoren bei Temperaturen über 80 bis 85⁰C polymerisiert und vor oder während der Polymerisation ein in der organischen Phase der Suspension lösliches Amin zusetzt.

Als erfindungsgemäße Zusatzstoffe eignen sich primäre, sekundäre oder tertiäre Amine, die aliphatische oder cycloaliphatische sowie in manchen Fällen aromatische Kohlenwasserstoffreste enthalten können und folgende Konstitution haben: NFL ^R2 ^R3» ^wobei ^Ri ⁼ aliphatischer oder cycloaliphatischer Kohlenwasserstoff rest mit Ί bis 20 C-Atomen; wenn R₂ = R, = H ist R₁ = 6 bis 20 C-Atomen. Rp = Wasserstoff oder aliphatischer oder cycloaliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 15 C-Atomen. R, = Wasserstoff oder aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoff mit 1 bis 15 C-Atomen.

Der Aminstickstoff kann unter Beteiligung der genannten Kohlenwasserstoffreste in einen Ring mit einbezogen sein. Das Amin kann mit Ausnahme der Hydroxylgruppe auch noch andere funktioneile Gruppen enthalten, so daß das Amin z.B. ein Diamin oder eine Aminosäure oder deren Ester ist.

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°·^Ζ· ⁵¹2³5°20635

Für die Wirksamkeit der beanspruchten Amine scheint neben der guten Löslichkeit in der organischen Phase der Suspension die Basizität eine gewisse Rolle zu spielen.

Die beanspruchten Amine werden in Mengen von 0,0001 bis 1, vorzugsweise jedoch von 0,001 bis 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf die Styrolpolymerisate, eingesetzt. In jedem Fall ist die zu verwendende Menge, gemessen an der Menge der zugesetzten organischen Halogenverbindung, gering. Man kann die Substanzen entweder der organischen Phase oder der wäßrigen Phase oder der Reaktionsmischung vor, während oder gegen Ende der Polymerisation zusetzen. Die im Einzelfall anzuwendenden zweckmäßigsten Mengen des Amins richten sich auch nach Art und Menge der inkorporierten Halogenverbindung sowie nach der Temperaturführung bei der Polymerisation, was experimentell leicht zu ermitteln ist.

Ausgangsstoffe bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Styrolpolymerisate sind Monomergemisehe, die mindestens 50 Gewichtsprozent Styrol und gegebenenfalls als Mischpolymerisationskomponenten z.B. oC-Methylstyrol, kernhalogenierte Styrole, Acrylnitril, Ester der Acryl- oder Methacrylsäure von Alkoholen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, N-Viny!verbindungen, wie N-Vinylcarbazol oder auch geringere Mengen Butadien oder Divinylbenzol enthalten.

Die Polymerisation wird zweckmäßig nach dem an sich bekannten Perlpolymerisationsverfahren bei Temperaturen von 80 bis 130⁰C durchgeführt. Sie wird in üblicher Weise mittels einer oder mehrerer radikalbildender Substanzen initiiert, wobei t-Butylperbenzoat, t-Butylperoctoat, Di-t-butylperoxid, Dibenzoylperoxid oder deren Mischungen als Beispiele genannt seien.

Als organische Halogenverbindungen werden insbesondere Bromverbindungen, wie die bromierten Oligomeren des Butadiens oder des Isoprens mit einem mittleren Polymerisationsgrad von 2 bis 20 verwendet. Die Bromierung kann vollständig oder partiell sein.

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Als typische Vertreter seien genannt: 1,2,5,6-Tetrabromcyclooctan, 1,2,5,6,9,10-Hexabromcyclododecan, bromiertes Polybutadien mit einem Polymerisationsgrad von z.B. 3 bis 15, l-( o6,ß-Dibromäthyl)-3,¹*-dibromcyclohexan. Ferner sind in Kombination mit den beanspruchten Aminen folgende, anderen Verbindungskiassen angehörende Halogenverbindungen wirksam: bromierte Phosphorsäureester, kernbromierte Phenylalkylather, Pentabrommonochlorcyclohexan sowie l,3,4-Tribrom-¹l-phenylbutanon-(2). Die organischen Halogenverbindungen können in Mengen von 0,05 bis 1 Gewichtsprozent, bei Einsatz als Flammschutzmittel in Mengen von 0,-4 bis 3 Gewichtsprozent im expandierbaren Styrolpolymerisat enthalten sein. Für letzteren Zweck kann die Gegenwart synergistisch wirkender Substanzen, wie Di-t-butylperoxid, Dicumylperoxid, Poly-p-diisopropylbenzol etc., vorteilhaft sein.

Als Suspensionsstabilisatoren können organische Schutzkolloide, wie Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon oder Polyvinylpyrrolidoncopolymerisate oder mineralische Suspendierhilfsmittel, wie feinverteiltes Tricalciumphosphat, Bariumsulfat etc., verwendet werden.

Als Treibmittel werden für das erfindungsgemäße Verfahren flüssige oder gasförmige organische Verbindungen verwendet, die das Styrolpolymerisat nicht lösen und deren Siedepunkt unterhalb des Erweichungspunktes des Polymerisats liegt, z.B. aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Propan, Butan, Pentan, Hexan, Cyclohexan oder Halogenkohlenwasserstoffe, wie Methylchlorid, Dichlordifluormethan, Trichlormonofluormethan oder l,2,2-Trifluor-l,l,2-trichloräthan. Auch Mischungen der Treibmittel können verwendet werden. Die Treibmittel werden üblicherweise in Mengen von 2 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 3 bis 12 Gewichtsprozent, bezogen auf die Monomeren, verwendet.

Die expandierbaren Styrolpolymerisate können außerdem Zusatzstoffe, wie Farbstoffe, Füllstoffe und Stabilisierungsmittel, enthalten. Sie liegen nach der Herstellung in feinteiliger Form vor, z.B. in Perlform, und haben im allgemeinen einen Teilchendurchmesser von 0,1 bis 6 mm, vorzugsweise 0,4 bis 3 mm. Sie werden nach den üblichen Verfahren in vorgeschäumtem Zustand

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durch Erhitzen in Formen, welche nicht gasdicht schließen, weiter aufgeschäumt und zu Schaumstofformkörpern versintert, die in ihren Ausmaßen dem Innenhohlraum der verwendeten Formen entsprechen. Die erfindungsgemäßen Styrolpolymerisate können zu außerordentlich formstabilen Formkörpern verarbeitet werden. Schaumstoffblöcke etwa der Maße 1x1x0,5m neigen nach dem Entformen nur in äußerst geringem Maß zum Einfallen der Seitenflächen. Die Schaumstofformkörper oder -blöcke sind weiterhin durch besonders gute Verschweißung der einzelnen Teilchen gekennzeichnet. Sie besitzen daher eine besonders gute mechanische Stabilität.

Beispiel 1
Versuch la

In einem mit Rührwerk ausgestatteten und mit Stickstoff gespülten 1 000 1 fassenden Druckkessel wird folgende Mischung eingefüllt:

^5^ kg Wasser mit einer Härte von 15°DH

365 g Natriumacetat

412 kg Styrol

4,2 kg Acrylnitril

1»°7 kg t-Butylperbenzoat

632 g Dibenzoylperoxid

825 g Dicumylperoxid

2,7 kg 1,2,5,6,9,10-Hexabromcyclododecan

21 g n-Dodecylamin.

Die Mischung wird unter Rühren in geschlossenem Kessel 3 Stunden bei 8O⁰C, 2 Stunden bei 100⁰C und schließlich 7 Stunden bei 115°C polymerisiert. 15 kg einer 10 %igen wäßrigen Lösung von Polyvinylpyrrolidon mit dem K-Wert nach Fikentscher (Cellulosechemie ΥΣ» 58 (1932)) von 85 - 90 werden zeitlich so dosiert, daß die mittlere Perlgröße 1,2 bis 1,6 mm beträgt. 3 1/2 Stunden nach Erreichen von 8O⁰C werden 30 kg eines Gemische aus 25 Gewichtsprozent iso- und 75 Gewichtsprozent n-Pentan innerhalb von 10 bis 15 Minuten in den Kessel dosiert.

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Nach Trocknen der erhaltenen expandierbaren Polystyrolpartikel auf einen Wassergehalt von 0,3 Gewichtsprozent werden diese in einem handelsüblichen Vorschäumer im strömenden Dampf auf eine Schüttdichte von 15 g/l vorgeschäumt. Das Vorschäumgut wird anschließend ca. 24 Stunden unter Luftzutritt bei Raumtemperatur abgelagert. Sodann wird dieses in einer handelsüblichen Form mit den Maßen 100 χ 50 χ 100 cm unter der Einwirkung von Dampf zu Schaumstoffblöcken ausgeschäumt. Zur Untersuchung der ■Verarbeitungsbreite wurde Dampf mit den Überdrücken 0,5 bis 0,9 atü zur Herstellung der Schaumstoffblöcke angewandt. Im genannten Dampfdruckbereich wurden Blöcke mit nur geringem Einfallen der großen Seitenflächen ("Formstabilität¹¹) und außerordentlich guter Verschweißung erhalten, was auf eine relativ große Verarbeitungsbreite hinweist.

Zahlenmäßig sind die Ergebnisse in der Tabelle wiedergegeben.

Von einem Schaumstoff dünnschnitt (Dicke λ^0,3 mm), entnommen aus der Mitte des Schaumstoffblocks, wurde die Zellzahl/mm durch Auszählen unter dem Mikroskop bestimmt. Sie betrug 4,9 Zellen/mm. Die Untersuchung der Wärmeisolierfähigkeit dieses Schaumes ergab die Wärmeleitzahl = 0,0308 kcal/m . h ⁰C.

Versuch Ib

Die gleiche Mischung wird wie unter a) beschrieben polymerisiert, jedoch in Gegenwart der doppelten Menge (42 g) n-Dodecylamin. Die Vorbehandlung und die Verarbeitung des erhaltenen Produkts nach der Methode in Beispiel la lieferte Schaumstoffblöcke, die auch unter Bedampfung mit dem relativ hohen Druck von 0,9 atü ein nur geringes Einfallen der großen Seitenflächen zeigten. Die unter milderen Bedingungen hergestellten Schaumstoffblöcke zeigten das seitliche Einfallen = 0. Zahlmäßig sind die Ergebnisse in der Tabelle wiedergegeben.

Analog Versuch la wurde von einem Schaumstoffdünnschnitt aus der Mitte des Blocks die Zellzahl bestimmt. Sie betrug 3,9 Zellen/mm und ergab die Wärmeleitzahl = 0,0296 kcal/m . h ⁰C.

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Versuch Ic

In einem dritten Versuch wird die gleiche Mischung unter gleichen Bedingungen wie bei la beschrieben, jedoch in Gegenwart von 21 g NjN-Dicyclohexylamin polymerisiert. Die erhaltenen expandierbaren Polystyrolpartikel konnten zu Schaumstoffblöcken mit guter Maßhaltigkeit und Verschweißungsgüte verarbeitet werden, wie aus der Tabelle ersichtlich ist. Ein Schäumstoffdünnschnitt aus der Mitte des Blocks besaß 4,8 Zellen/mm und ließ, verglichen mit Versuchen la und Ib, eine günstige Wärmeleitzahl erwarten.

Versuch Id

Mit der auf 42 g verdoppelten Menge an Ν,Ν-Dicyclohexylamin wird die Mischung analog Versuch la bzw. Ic polymerisiert. Es wurde auf diese Weise ein Produkt erhalten, das zu Blöcken mit sehr guter Formstabilität und ausgezeichneter Verschweißungsgüte verarbeitet werden konnte. Selbst beim höchsten angewandten Bedampfungsdruck von 0,9 atü in der Form war nur ein geringfügiges Einfallen der großen Seitenflächen zu beobachten. Die Verarbeitungsergebnisse sind zahlenmäßig in der Tabelle wiedergegeben.

Die Zellzahl = 3,4/mm eines Schaumstoffdünnschnitts läßt eine Wärmeleitzahl <0,0322 kcal/m . h . ⁰C erwarten.

Beispiel 2
Versuch 2a

Man geht von folgender Mischung aus:
454 kg Wasser der DH = 15°
330 g Natriumacetat
387 kg Styrol

1,0 kg t-Butylperbenzoat

0,59 kg Dibenzoylperoxid

0,25 kg 1,2,5,6,9,10-Hexabromcyclododecan 8,5 g n-Tetradecylamin.

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Die Mischung wird unter Rühren in geschlossenem Kessel H Stunden bei 90⁰C, 2 Stunden bei 105°C und schließlich 3 Stunden bei 120⁰C polymerisiert. 15 kg einer 10 ?igen wäßrigen Lösung von Polyvinylpyrrolidon mit dem K-Wert = 85 werden zeitlich so dosiert, daß die mittlere Perlgröße 1,2 bis 1,6 mm beträgt. 3 Stunden nach Erreichen von 90⁰C werden 30 kg eines Gemische aus 25 Gewichtsprozent iso- und 75 Gewichtsprozent n-Pentan innerhalb von 10 bis 15 Minuten in den Kessel dosiert. Die Aufbereitung und die Verarbeitungsprüfung des fertigen expandierbaren Styrolpolymerisats erfolgt analog nach den in Beispiel la angegebenen Methoden. Die im Dampfdruckbereich 0,5 bis 0,9 atü hergestellten Schaumstoffblöcke neigten aufgrund der im Vergleich zu den vorhergehenden Versuchen erheblich geringeren eingesetzten Aminmenge zu einem geringfügig stärkeren seitlichen Einfallen. Als Vorteil ergab sich jedoch eine kürzere Formverweilzeit. Die Verschweißungsgute war unverändert gut.

Im Einklang mit der kürzeren Formverweilzeit war die feinere Schaumstruktur eines Dünnschnitts aus der Mitte des Schaumstoffblocks. Die Zellzahl betrug 7,4 Zellen/mm.

Versuch 2b

Unter Vergrößerung der Menge des n-Tetradecy.!amins auf 21 g wurde ansonsten die gleiche Mischung wie unter 2a beschrieben polymerisiert. Die analoge Aufarbeitung die die Verarbeitungsprüfung ergab Schaumstoffblöcke - verglichen mit dem Produkt aus Beispiel 2a - mit erheblich verbesserter Formstabilität (verringertes Einfallen der großen Seitenflächen). Ebenso wurde eine Vergröberung der Schaumstruktur beobachtet, d.h. es wurden 5,3 Zellen/mm unter dem Mikroskop ausgezählt. Die Messung der Wärmeleitzahl ergab 0,0314 kcal/m . h . ⁰C.

Versuch 2c

In einem dritten Versuch wird die gleiche Mischung unter gleichen Bedingungen wie bei 2a beschrieben, jedoch in Gegenwart von 42 g N-Butyl-N-2-äthylhexylamin polymerisiert. Die erhaltenen expandierbaren Polystyrolpartikel konnten zu Schaumstoffblöcken mit guter Maßhaltigkeit und ausgezeichneter Verschweißungsgüte verarbeitet werden.

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Ein Schaumstoffdünnschnitt aus der Mitte des Blocks hatte 3,7 Zellen/mm und ließ, verglichen mit Versuchen 2a und 2b, eine günstige Wärmeleitzahl erwarten.

Beispiel 3

In einem weiteren Versuch wurde folgende Mischung polymerisiert:

480 kg Wasser mit einer Härte von 15°DH 360 g Natriumacetat
410 kg Styrol

1,2 kg t-Butylperbenzoat

0,33 kg Dibenzoylperoxid

0,82 kg Dicumylperoxid

3,5 kg Pentabrommonochlorcyclohexan 21 g N,N-Dihexylamin.

Die Mischung wird unter Rühren in geschlossenem Kessel 3 Stunden bei 90⁰C, 1 Stunde bei 100⁰C, 1 Stunde bei 110⁰C und schließlich 5 Stunden bei 115°C gehalten. Der Zeitpunkt der Zugabe einer wäßrigen 10 SSigen Polyvinylpyrrolidonlösung (13 kg) wird so gewählt, daß die mittlere Teilchengröße 1,4 bis 1,6 mm beträgt. 2 1/2 Stunden nach Erreichen von 90⁰C werden 31 kg n-Pentan innerhalb von 15 Minuten zum Ansatz dosiert.

Das aufgearbeitete, expandierbare Styrolpolymerisat wurde der Verarbeitungsprüfung nach Beispiel la unterworfen. Es wurden Blöcke erhalten, bei deren Herstellung Bedampfungsdrücke in der Form von 0,5 bis 0,9 atü angewandt werden konnten, ohne daß ein wesentliches Einfallen der großen Seitenflächen zu beobachten war.

Analog den vorhergegangenen Versuchen wurde von einem Schaumstoff dünnschnitt aus der Mitte des Blocks die Zellzahl bestimmt. Sie betrug 4,2 Zellen/mm und ergab die Wärmeleitzahl = 0,0298 kcal/m ,. h . ⁰C.

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Beispiel 4

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Bei einem weiteren Versuch wurde in Gegenwart der Halogenverbindung Pentabromphenylallyläther folgende Mischung polymerisiert :

450 kg Wasser mit einer Härte von 5°DH 330 g Natriumacetat
420 . kg Styrol

4,5 kg Acrylnitril

1,3 kg t-Butylperbenzoat

0,15 kg t-Butylperoctoat

0,76 kg Dicumylperoxid

4,2 kg Pentabromphenylallyläther
21 g Ν,Ν-Dicyclohexylamin.

Die Mischung wird unter Rühren in geschlossenem Kessel 2 Stunden bei 85°C, 2 Stunden bei 105°C und dann 10 Stunden bei 115°C polymerisiert. Der Zeitpunkt der Zugabe der wäßrigen 10 ^igen Polyvinylpyrrolidonlösung wird so gewählt, daß die mittlere Teilchengröße 1,4 bis 1,6 mm beträgt. 3 1/2 Stunden nach Erreichen von 85⁰C werden 26 kg eines Gemischs aus 75 Gewichtsprozent n- und 25 Gewichtsprozent iso-Pentan innerhalb 15 Minuten in den Kessel dosiert.

Es wurde ein Produkt erhalten, das sich zu maßstabilen Schäumst of fblöcken mit ausgezeichneter Verschweißung verarbeiten ließ.

Von einem Schäumstoffdünnschnitt, entnommen aus der Mitte des Schäumstoffblocks, wurde die Zellzahl bestimmt. Sie betrug 4,2 Zellen/mm. Die Untersuchung der Wärmeisolierfähigkeit dieses Schaumes ergab die Wärmeleitzahl = 0,0302 kcal/m . h .⁰C.

Beispiel 5 (Vergleichsversuch)

Der Versuch wurde analog Beispiel la ausgeführt, jedoch in Abwesenheit eines schaumregulierenden Amins. Das erhaltene Produkt konnte nur zu Blöcken mit ungenügender Formstabilität und Verschweißung verarbeitet werden.

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Enstprechend der Zellzahl von 12 Zellen/mm hatte der Schaumstoff eine nicht ausreichende Wärmisolierfähigkeit (Wärmeleitzahl = 0,0356 kcal/m . h . ⁰C).

Tabelle

Seitliches Einfallen und Verschweißungsgute von Schaumstoffblöcken aus den erfindungsgemäßen expandierbaren Styrolpolymerisaten

Bei- Dampfdruck spiel in der Form atü	0,9 0,8	Bedampfungs- zeit in see¹)	Verschweis- sungsgrad in % ²⁾	Einfallen der großen Seiten flächen ³⁾ in %
la	ο ο COVO	O 20	COMD VJIUl	- 0,6 - 0,4
Ib	0,8 0,5	O 20	95 90	- 0,4 + 0,0
Ic	O O s y Ul OO*	20 50	80 75	- 0,4 ± o,o
Id	0,8 0,5	20 50	95 90	+ 0,0 ± ο,ο
2a	O O Ul OO	20 50	80 75	- 1,4 - 0,8
2b	O O Ul CO	20 50	OO CO UlUl	- 0,6 - 0,2
2c	0,8 0,5	Ul 1\J O O	95 90	+ 0,0 i °,o
3	O O Ul CO	20 50	OO OO OVJl	- 0,3 i ο,ο
4	O O <s \s Ul CO	20 50	80 75	- 0,4 + ο,ο
5 (Ver gleichs- versuch)	20 50	30 15	- 4,8 - 3,6

' Als Bedampfungszeit zählt die Zeit vom Erreichen des angegebenen Dampfdrucks in der Blockform bis zum Verschließen des Dampfzuführungsventils.

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Unter Verschweißungsgrad wird das Verhältnis der Zahl der durchgerissenen Partikel zur Gesamtzahl der Partikel χ 100 (= Prozent) auf einer beim gewaltsamen Bruch entstandenen Bruchfläche verstanden. Als Testobjekt dient eine Schaumstoffplatte der Maße 100 χ 100 χ 5 cm.

Das Einfallen der Seitenflächen wird 2k Stunden nach Entformung des Schaumstoffblocks gemessen. Dieses wird ermittelt, indem man die Blockdicke von der Mitte einer großen Seitenfläche zur gegenüberliegenden rechtwinklig zu diesen Seitenflächen mißt» Die Differenz des lichten Formmaßes an dieser Stelle und der Blockdicke an dieser Stelle in % des lichten Formmaßes umgerechnet ergibt das "Einfallen".

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Claims

Patentansprüche

1. Expandierbare Styrolpolymerisate, die organische Halogenverbindungen enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0,0001 bis 1,0, vorzugsweise jedoch 0,001 bis 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf die Styrolpolymerisate, eines in Styrol löslichen, von Hydroxylgruppen freien Amins enthalten.

2. Expandierbare Styrolpolymerisate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in Styrol lösliche Amin ein primäres Amin ist.

3. Expandierbare Styrolpolymerisate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in Styrol lösliche Amin ein sekundäres Amin ist, das als Seitenketten gerade, verzweigte oder cyclische Alkylreste aufweist, wobei der Aminstickstoff auch in einen Ring miteinbezogen sein kann.

4. Expandierbare Styrolpolymerisate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in Styrol lösliche Amin ein tertiäres Amin ist, das als Seitenketten gerade, verzweigte oder cyclische Alkylreste aufweist, wobei der Amin stickstof f auch in einen Ring miteinbezogen sein kann.

5. Expandierbare Styrolpolymerisate nach Ansprüchen 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenketten noch aromatische Gruppen enthalten.

6. Expandierbare Styrolpolymerisate nach Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß das in Styrol lösliche Amin zwei oder mehrere Aminogruppen enthält.

7» Expandierbare Styrolpolymerisate nach Ansprüchen 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß das in Styrol lösliche Amin funktionelle Gruppen, ausgenommen Hydroxylgruppen, in den Alkylseitenketten enthält.

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Verfahren zur Herstellung von Halogenverbindungen enthaltenden expandierbaren Styrolpolymerisaten nach den Ansprüchen 1 bis 7 durch Polymerisation von Styrol und gegebenenfalls üblichen Comonomeren in wäßriger Suspension mittels radikalbildender Initiatoren bei Temperaturen über 80°C, dadurch gekennzeichnet, daß man vor oder während der Polymerisation ein in der organischen Phase der Suspension lösliches, keine Hydroxylgruppen enthaltendes Amin zusetzt.

BASF Aktiengesellschaft

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