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Patent Searching and Data


Title:
EXPANDABLE STYROLE POLYMER GRANULATES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/056654
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to expandable styrole polymer granulates with ellipsoidal geometry and an elongated dimension (a) and two shorter dimensions (b and c) extending perpendicular thereto. The invention is characterized in that the shorter dimensions (b and c) measure between 0.3 and 1.8 mm and the ratio ? of the shortest dimension (c) with respect to the longest dimension (a) is less than 0.8.

Inventors:
HAHN KLAUS (DE)
EHRMANN GERD (DE)
RUCH JOACHIM (DE)
ALLMENDINGER MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/014068
Publication Date:
June 23, 2005
Filing Date:
December 10, 2004
Export Citation:
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Assignee:
BASF AG (DE)
HAHN KLAUS (DE)
EHRMANN GERD (DE)
RUCH JOACHIM (DE)
ALLMENDINGER MARKUS (DE)
International Classes:
B29C44/34; C08J9/16; C08J9/232; (IPC1-7): C08J9/16; B29C44/34; C08J9/232
Domestic Patent References:
WO2001024990A12001-04-12
WO2000005296A12000-02-03
WO2001091983A12001-12-06
WO2003106544A22003-12-24
Foreign References:
EP0126459A21984-11-28
US5597586A1997-01-28
US5267845A1993-12-07
US3121132A1964-02-11
EP0017086A11980-10-15
Attorney, Agent or Firm:
BASF AKTIENGESELLSCHAFT (Ludwigshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Expandierbare Styrolpolymergranulate mit ellipsoidaler Geometrie mit einer längsten Ausdehnung (a) und zwei dazu senkrecht stehenden, kürzeren Aus dehnungen (b) und (c), dadurch gekennzeichnet, dass die kürzeren Ausdehnun gen (b) und (c) im Bereich von 0,3 bis 1,8 mm liegen und das Verhältnis y der kürzesten Ausdehnung (c) zur längsten Ausdehnung (a) unter 0, 8 liegt.
2. Expandierbare Styrolpolymergranulate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das die kürzeren Ausdehnungen (b) und (c) im Bereich von 0,4 bis 1,2 mm liegen und das Verhältnis y der kürzesten Ausdehnung (c) zur längsten Ausdehnung (a) im Bereich von 0,4 bis 0, 7 liegen.
3. Expandierbare Styrolpolymergranulate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das Styrolpolymere ein gewichtsmittleres Molekulargewicht im Bereich von 160.000 bis 400.000 g/mol aufweist.
4. Expandierbare Styrolpolymergranulate nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, das die Schüttdichte der Granulate im Bereich von 590 bis 660 g/1 liegt.
5. Expandierbare Styrolpolymergranulate nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, dass das Expansionsvermögen a berechnet aus Schütt dichte des expandierbaren Styrolpolmergranulates vor dem Verschäu men/Schüttdichte nach dem Verschäumen unter 125 liegt.
6. Expandierbare Styrolpolymergranulate nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass sie 3 bis 7 Gew.% eines organischen Treibmittels enthalten.
7. Verfahren zur Herstellung von Partikelschaumformteilen, dadurch gekennzeich net, dass man expandierdierbare Styrolpolymergranulate gemäß Anspruch 1 in einem ersten Schritt mittels Heißluft oder Wasserdampf zu Schaumpartikeln mit einer Dichte im Bereich von 8 bis 100 g/1 vorschäumt und in einem 2. Schritt in einer geschlossenen Form verschweißt.
Description:
Expandierbare Styrolpolymergranuläte Beschreibung Die Erfindung betrifft expandierbare Styrolpolymergranulate mit ellipsoidaler Geometrie und einer längsten Ausdehnung (a) und zwei dazu senkrecht stehenden, kürzeren Ausdehnungen (b) und (c), dadurch gekennzeichnet, dass die kürzeren Ausdehnungen (b) und (c) im Bereich von 0,3 bis 1,8 mm liegen und das Verhältnis y der kürzesten Ausdehnung (c) zur längsten Ausdehnung (a) unter 0,8 liegt.

Verfahren zur Herstellung von expandierbaren Styrolpolymeren, wie expandierbarem Polystyrol (EPS) durch Suspensionspolymerisation ist seit langem bekannt. Diese Ver- fahren haben den Nachteil, dass große Mengen Abwasser anfallen und entsorgt wer- den müssen. Die Polymerisate müssen getrocknet werden um Innenwasser zu entfer- nen. Außerdem führt die Suspensionspolymerisation in der Regel zu breiten Perigrö- ßenverteilungen, die aufwändig in verschiedene Perifraktionen gesiebt werden müs- sen.

Weiterhin können expandierte und expandierbare Styrolpolymerisate mittels Extrusi- onsverfahren hergestellt werden. Hierbei wird das Treibmittel z. B. über einen Extruder in die Polymerschmelze eingemischt, durch eine Düsenplatte gefördert und zu Parti- keln oder Strängen granuliert (US 3,817, 669, GB 1,062, 307, EP-B 0 126 459, US 5,000, 891).

Die EP-A 668 139 beschreibt ein Verfahren zur wirtschaftlichen Herstellung von ex- pandierbarem Polystyrolgranulat (EPS) wobei die treibmittelhaltige Schmelze mittels statischer Mischelemente in einer Dispergier-, Halte-und Abkühlstufe hergestellt und, anschließend granuliert wird. Aufgrund der Abkühlung der Schmelze auf wenige Grad über der Erstarrungstemperatur ist die Abführung hoher Wärmemengen notwendig.

Um das Aufschäumen nach der Extrusion weitgehend zu verhindern, wurden verschie- dene Verfahren für die Granulierung, wie Unterwassergranulierung (EP-A 305 862), Sprühnebel (WO 03/053651) oder Zerstäubung (US 6,093, 750) vorgeschlagen.

Die WO 98/51735 beschreibt Graphitpartikel enthaltende expandierbare Styrolpolyme- re mit verringerter Wärmeleitfähigkeit, die durch Suspensionspolymerisation oder durch Extrusion in einem Zweischneckentextruder erhältlich sind. Aufgrund der hohen Scher- kräfte in einem Zweischneckentextruder beobachtet man in der Regel einen signifikan- ten Molekulargewichtsabbau des eingesetzten Polymeren und/oder teilweise Zerset- zung von zugegebenen Additiven, wie Flammschutzmittel.

Zur Erzielung optimaler Dämmeigenschaften und guter Oberflächen der Schaumstoff- körper ist die Zellzahl und Schaumstruktur, die sich beim Verschäumen der expandier-

baren Styrolpolymeren (EPS) einstellt, von entscheidender Bedeutung. Die durch Extrusion hergestellten EPS-Granulaten lassen sich häufig nicht zu Schaumstoffen mit optimaler Schaumstruktur verschäumen.

Aufgrund unterschiedlicher Granulierarten und-bedingungen können bei der Granulie- rung zylindrische oder ellipsoide Granulatformen auftreten. Scharfkantige Stranggranu- late zeigen ein schlechtes Rieselverhalten sowie Splitterung und Abrieb beim Trans- port, was sich nachteilig bei der Verarbeitung zu Schaumstoffformteilen auswirken kann.

Bei der Suspensionspolymerisation von Styrol in Gegenwart von Treibmittel entstehen kugelförmige Polymerperlen mit einer breiten Perlgrößenverteilung. Die Perlen unter- schiedlicher Perigrößen können bei der pneumatischen Förderung oder beim Transport entmischen. Aufgrund der geringen Kontaktfläche von kugelförmigen Granulaten kann es bei der Schaumstoffformkörperherstellung zu unzureichender Verschweißung und damit zu einer geringeren Biegefestigkeit kommen.

Aufgabe der Erfindung war es, den vorgenannten Nachteilen abzuhelfen, und expan- dierbare Styrolpolymergranulate mit ellipsoidaler Geometrie herzustellen, die eine hö- here Schüttdichte und ein verbessertes Füllverhalten bei der Verarbeitung zu Schaum- stoffformteilen mit anspruchsvoller Geometrie aufweisen.

Demgemäß wurden expandierbare Styrolpolymergranulate mit ellipsoidaler Geometrie mit einer längsten Ausdehnung (a) und zwei dazu senkrecht stehenden, kürzeren Aus- dehnungen (b) und (c), dadurch gekennzeichnet, dass die kürzeren Ausdehnungen (b) und (c) im Bereich von 0,3 bis 1,8 mm liegen und das Verhältnis y der kürzesten Aus- dehnung (c) zur längsten Ausdehnung (a) unter 0,8 liegt. Die Ausdehnungen (a), (b) und (c) sind in Figur 1 schematisch dargestellt.

Bevorzugt liegen die kürzeren Ausdehnungen (b) und (c) im Bereich von 0,4 bis 1,2 mm liegen und das Verhältnis y der kürzesten Ausdehnung (c) zur längsten Ausdeh- nung (a) im Bereich von 0,4 bis 0,7, besonders bevorzugt 0,55 bis 0,65 liegen.

Die erfindungsgemäßen Styrolpolymergranulate können durch die Schmeizeextrusion und anschließender Unterwassergranulierung hergestellt werden, wobei die Schmelze- temperatur und Schnittfrequenz zur Einstellung der gewünschten Geometrie variiert werden kann.

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, beson- ders bevorzugt im Bereich von 220.000 bis 300.000 g/mol auf. Aufgrund des Moleku-

largewichtsabbaus durch Scherung und/oder Temperatureinwirkung liegt das Moleku- largewicht des expandierbaren Polystyrols in der Regel etwa 10.000 g/mol unter dem Molekulargewicht des eingesetzten Polystyrols.

Um möglichst kleine Granulatpartikel zu erhalten, sollte die Strangaufweitung nach dem Düsenaustritt möglichst gering sein. Es hat sich gezeigt, dass die Strangaufwei- tung unter anderem durch die Molekuargewichtsverteilung des Styrolpolymeren beein- flusst werden kann. Das expandierbare Styrolpolymer sollte daher bevorzugt eine Mo- lekulargewichtsverteilung mit einer Uneinheitlichkeit M,/Mn von höchstens 3,5, beson- ders bevorzugt im Bereich von 1,5 bis 2,8 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1,8 bis 2,6 aufweisen.

Bevorzugt werden als Styrolpolymere glasklares Polystyrol (GPPS), Schlagzähpolysty- rol (HIPS), anionisch polymerisiertes Polystyrol oder Schlagzähpolystyrol (A-IPS), Sty- rol-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 Mi- schungen davon oder mit Polyphenylenether (PPE) eingesetzt.

Die genannten Styrolpolymeren können zur Verbesserung der mechanischen Eigen- schaften oder der Temperaturbeständigkeit gegebenenfalls unter Verwendung von Verträglichkeitsvermittlern mit thermoplastischen Polymeren, wie Polyamiden (PA), Polyolefinen, wie Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE), Polyacrylaten, wie Poly- methylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyestern, wie Polyethylentherephta- lat (PET) oder Polybutylenterephtalat (PBT), Polyethersulfonen (PES), Polyetherketo- nen 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.-%, bezo- gen auf die Polymerschmeize, abgemischt werden. Desweiteren sind Mischungen in den genannten Mengenbereichen auch mit z. B hydrophob modifizierten oder funktio- nalisierten Polymeren oder Oligomeren, Kautschuken, wie Polyacrylaten oder Polydie- nen, z. B. Styrol-Butadien-Blockcopolymeren oder biologisch abbaubaren aliphatischen oder aliphatisch/aromatischen Copolyestern möglich.

Als Verträglichkeitsvermittler eignen sich z. B. Maleinsäureanhydrid-modifizierte Styrol- copolymere, Epoxidgruppenhaltige Polymere oder Organosilane.

Der Styrolpolymerschmeize können auch Polymerrecyklate der genannten thermoplas- tischen Polymeren, insbesondere Styrolpolymere und expandierbare Styrolpolymerer (EPS) in Mengen zugemischt werden, die deren Eigenschaften nicht wesentlich ver- schlechtern, in der Regel in Mengen von maximal 50 Gew.-%, insbesondere in Mengen von 1 bis 20 Gew.-%.

Die treibmittelhaltige Styrolpolymerschmelze enthält in der Regel eine oder mehrere Treibmittel in homogener Verteilung in einem Anteil von insgesamt 2 bis 10 Gew.-% <BR> <BR> 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, Alko- hole, Ketone, Ether oder halogenierte Kohlenwasserstoffe. Bevorzugt wird iso-Butan, n-Butan, iso-Pentan, n-Pentan eingesetzt.

Zur Verbesserung der Verschäumbarkeit können feinverteilte Innenwassertröpfchen in die Styrolpolymermatirx eingebracht werden. Dies kann beispielsweise durch die Zu- gabe 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 Mi- schern erreicht werden.

In der Regel sind 0 bis 2, bevorzugt 0,05 bis 1,5 Gew.-% Wasser, bezogen auf das Styrolpolymer, ausreichend.

Expandierbare Styrolpolymere (EPS) mit mindestens 90% des Innenwassers in Form von lnnenwassertröpfchen mit einem Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 15 um bil- den beim Verschäumen Schaumstoffe mit ausreichender Zellzahl und homogener Schaumstruktur.

Die zugesetzte Treibmittel-und Wassermenge wird so gewählt, dass die expandierba- ren Styrolpolymeren (EPS) ein Expansionsvermögen a, definiert als Schüttdichte vor dem Verschäumen/Schüttdichte nach dem Verschäumen höchstens 125 bevorzugt 25 bis 100 aufweisen.

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.

Des weiteren können der Styrolpolymerschmelze Additive, Keimbildner, Füllstoffe, Weichmacher, Flammschutzmittel, lösliche und unlösliche anorganische und/oder or- ganische Farbstoffe und Pigmente, z. B. IR-Absorber, wie Ruß, Graphit oder Alumini- umpulver gemeinsam oder räumlich getrennt, z. B. über Mischer oder Seitenextruder zugegeben werden. In der Regel werden die Farbstoffe und Pigmente in Mengen im <BR> <BR> Bereich von 0,01 bis 30, bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 Gew. -% zugesetzt. Zur ho- mogenen 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, niedermoleku- lare Styrolpolymere, Phtalate, die in Mengen von 0,05 bis 10 Gew. -%, bezogen auf das Styrolpolymerisat, eingesetzt werden können.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen expandierbaren Styrolpolymerisate wird das Treibmittel in die Polymerschmelze eingemischt. Das Verfahren umfasst die Stufen a) Schmeizerzeugung, b) Mischen c) Kühlen d) Fördern und e) Granulieren. Jede dieser Stufen kann durch die in der Kunststoffverarbeitung bekannten Apparate oder Appara- tekombinationen ausgeführt werden. Zur Einmischung eignen sich statische oder dy- namische Mischer, beispielsweise Extruder. Die Polymerschmelze kann direkt aus ei- nem Polymerisationsreaktor entnommen werden oder direkt in dem Mischextruder oder einem separaten Aufschmeizextruder durch Aufschmelzen von Polymergranulaten erzeugt werden. Die Kühlung der Schmelze kann in den Mischaggregaten oder in se- paraten Kühlern erfolgen. Für die Granulierung kommen beispielsweise die druckbe- aufschlagte Unterwassergranulierung, Granulierung mit rotierenden Messern und Küh- lung durch Sprühvernebelung von Temperierflüssigkeiten oder Zerstäubungsgranulati- on 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 Weiterhin kann die Anordnung Seitenextruder zur Einbringung von Additiven, z. B. von Feststoffen oder thermisch empfindlichen Zusatzstoffen aufweisen.

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 Düsen- platte gefördert. Eine Abkühlung bis in den Bereich der Glasübergangstemperatur ist nicht notwendig.

Die Düsenplatte wird mindestens auf die Temperatur der treibmittelhaltigen Polysty- rolschmelze beheizt. Bevorzugt liegt die Temperatur der Düsenplatte im Bereich von 20 bis 100°C über der Temperatur der treibmittelhaltigen Polystyrolschmeize. Dadurch werden Polymerablagerungen in den Düsen verhindert und eine störungsfreie Granu- lierung gewährleistet.

Um marktfähige Granulatgrößen zu erhalten sollte der Durchmesser (D) der Düsen- bohrungen 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 las-

sen sich auch nach Strangaufweitung Granulatgrößen unter 2 mm, insbesondere im Bereich 0,4 bis 1,4 mm gezielt einstellen.

Die Strangaufweitung kann außer über die Molekulargewichtsverteilung durch die Dü- sengeometrie beeinflusst werden. Die Düsenplatte weist bevorzugt Bohrungen mit ei- nem 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 UD im Bereich von 3-20.

Im allgemeinen sollte der Durchmesser (E) der Bohrungen am Düseneintritt der Dü- senplatte mindestens doppelt so groß wie der Durchmesser (D) am Düsenaustritt sein.

Eine Ausführungsform der Düsenplatte weist Bohrungen mit konischem Einlauf und einem Einlaufwinkel a kleiner 180°, bevorzugt im Bereich von 30 bis 120° auf. In einer weiteren Ausführungsform besitzt die Düsenplatte Bohrungen mit konischem Auslauf und einen Auslaufwinkel ß kleiner 90°, bevorzugt im Bereich von 15 bis 45°. Um geziel- te 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.

Ein besonders bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von expandierbaren Styrolpoly- meren mit einem Molekulargewicht Mw von mehr als 160.000 g/mol, umfasst die Schritte a) Polymerisation von Styrolmonomer und gegebenenfalls copolymersierbaren Mo- nomeren, b) Entgasungung der erhaltenen Styrolpolymerschmelze, c) Einmischen des Treibmittels und gegebenenfalls Additiven, in die Styrolpoly- merschmelze mittels statischen oder dynamischen Mischer bei einer Temperatur von mindestens 150°C, bevorzugt 180-260°C, d) Kühlen der treibmittelhaltigen Styrolpolymerschmeize auf eine Temperatur, die mindestens 120°C, bevorzugt 150-200°C beträgt, e) Austrag durch eine Düsenplatte mit Bohrungen, deren Durchmesser am Düsen- austritt höchstens 1,5 mm beträgt und f) Granulieren der treibmittelhaltigen Schmelze.

In Schritt f) 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.

Aufgrund der Polymerisation in Stufe a) und Entgasung in Stufe b) steht für die Treib- mittelimpägnierung in Stufe c) direkt eine Polymerschmeize zur Verfügung und ein Aufschmelzen von Styrolpolymeren ist nicht notwendig. Dies ist nicht nur wirtschaftli- cher, 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, vermie- den 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 be- vorzugt werden ausschließlich statische Mischer und statische Kühler im gesamten Verfahren eingesetzt. Die Polymerschmelze kann durch Druckpumpen, z. B. Zahnrad- pumpen gefördert und ausgetragen werden.

Eine weitere Möglichkeit zur Verringerung des Styrolmonomerengehaltes und/oder Restlösungsmittel wie Ethylbenzol besteht darin, in Stufe b) eine Hochentgasung mit- tels Schleppmitteln, beispielsweise Wasser, Stickstoff oder Kohlendioxid, vorzusehen oder die Polymerisationsstufe a) anionisch durchzuführen. Die anionische Polymerisa- tion von Styrol führt nicht nur zu Styrolpolymeren mit niedrigem Styrolmonomeranteil, sondern gleichzeitig zur geringen Styrololigomerenanteilen.

Zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit können die fertigen expandierbaren Styrolpoly- mergranulate durch Glycerinester, Antistatika oder Antiverklebungsmittel beschichten werden.

Die erfindungsgemäßen expandierbaren Styropolymergranulate eine ellipsoidale Geo- metrie ohne scharfe Kanten auf und lassen sich daher pneumatisch ohne Abrieb sehr gut fördern. Sie können zur Herstellung von Partikelschaumformteilen in einem ersten Schritt mittels Heißluft oder Wasserdampf zu Schaumpartikeln mit einer Dichte im Be- reich von 8 bis 100 g/1 vorschäumt und in einem 2. Schritt in einer geschlossenen Form verschweißt werden. Dabei erweist sich ihr gutes Füllverhalten als Vorteil.

Beispiele : Beispiel 1 In eine Schmelze aus Polystyrol PS 158 K der BASF Aktiengesellschaft mit einer Vis- kositätszahl VZ von 98 ml/g (Mw = 280.000 g/mol, Uneinheitlichkeit Mw/Mn = 2,8) wur- de zusätzlich 6 Gew. -% n-Pentan, bezogen auf die Polymerschmelze eingemischt. Die treibmittelhaltige Schmeizemischung wurde von ursprünglich 260 auf 180 °C abgekühlt und bei einem Durchsatz von 100 kg/h durch eine Düsenplatte mit 300 Bohrungen (Durchmesser der Düse 0,4 mm) gefördert und mit der in Tabelle 1 angegebenen Schnittfrequenz granuliert. Mit Hilfe einer druckbeaufschlagten Unterwassergranulie- rung wurden kompakte, ellipsenförmige Granulate hergestellt. Schnittfrequenz und Schmelzetemperatur direkt vor der Düse sowie die Geometrie der Granulate sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

Diese Granulate wurden in strömendem Wasserdampf zu Schaumstoffperlen mit 20 g/l vorgeschäumt, 12 Stunden zwischengelagert und anschließend in gasdichten Formen mit Wasserdampf zu Schaumstoffkörpern verschweißt.

Beispiele 2-4 In eine Schmelze aus Standart-Polystyrol (GPPS) der BASF Aktiengesellschaft mit einer Viskositätszahl VZ von 75 ml/g (Mw= 195 000, MW/Mn = 2,7) wurde zusätzlich 6 Gew.-% n-Pentan, jeweils bezogen auf die Polymerschmelze eingemischt. Die treibmit- telhaltige Schmeizemischung wurde von ursprünglich 260 auf 187 °C abgekühlt und bei einem Durchsatz von 100 kg/h durch eine Düsenplatte mit 300 Bohrungen (Durch- messer der Düse 0,4 mm) gefördert. Mit Hilfe einer druckbeaufschlagten Unterwasser- granulierung wurden kompakte, ellipsoidale Granulate hergestellt.

Schnittfrequenz und Schmelzetemperatur direkt vor der Düse sowie die Geometrie der Granulate sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

Diese Granulate wurden in strömendem Wasserdampf zu Schaumstoffperlen mit 20 g/l vorgeschäumt, 12 Stunden zwischengelagert und anschließend in gasdichten Formen mit Wasserdampf zu Schaumstoffkörpern verschweißt.

Vergleichsversuch V1 Beispiel 3 wurde mit geänderter Schnittfrequenz wie in Tabelle 1 angegeben durchge- führt.

Die Versuchsparameter und Ergebnisse der Beispiele 1 bis 4 und des Vergleichsver- suches sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Die Abmessungen (a), (b) und (c) der Granulate wurden mit Hilfe eines Lichtmikrosko- pes ermittelt. Hierzu wurden die Granulate zunächst ausgelegt und die Abmessungen (a) und (b) bestimmt. Anschließend wurden die Granulate aufgestellt und die Abmes- sung (b) und (c) ermittelt.

Zur Beurteilung der Verschweißung der Schaumpartikel wurde ein 4 cm dicker Schaumstoff-Probekörper zerbrochen und der Anteil von zerstörten Schaumperlen und nichtzerstörten Perlen an der Bruchoberfläche ermittelt. Die Bruchverschweißung cha- rakterisiert den Zusammenhalt der Perlen und ist damit ein Maß für die mechanischen Eigenschaften, wie Biegeverhalten.

Tabelle 1 : Bei-Schmelze-Schnitt-a [mm] b [mm] c y Ver-Füllver- spiel temp. [°C] frequenz [mm] schwei-halten [Hz] ßung [%] 1 180 1180 1210 945 700 0, 58 95 Sehr gut 2 180 1180 1190 955 760 0, 64 3 187 1180 1166 984 780 0, 70 90 gut 4 187 955 1292 1070 990 0, 77 V1 187 733 1324 1272 1110 0, 84 85 zufrie- denstel- lend