HAHN KLAUS (DE)
KRÖNER ANITA (DE)
RUCH JOACHIM (DE)
| EP0114503A2 | 1984-08-01 | |||
| US20110251296A1 | 2011-10-13 |
| Patentansprüche Verfahren zur antistatischen Ausrüstung von thermoplastischen Schaumstoffpartikeln durch getrennte Zugabe von Antistatikmitteln und ungeschäumten, expandierbaren thermoplastischen Partikeln in einem Druckvorschaumer, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckvorschaumer zuerst mit den noch ungeschäumten, expandierbaren thermoplastischen Partikeln beschickt wird und die Antistatikmittel während des Vorschäumens nach Ablauf von 75 bis 95 % der gesamten Aufschäumzeit in flüssiger Form über eine Dosierstelle, die sich in der oberen Hälfte des Druckvorschäumers befindet, auf die aufschäumenden thermoplastischen Partikel dosiert wird. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dosierstelle für die Antistatikmittel im Bereich von 65 bis 99 Vol.-% des maximalen Füllstandes des Druckvorschäumers befindet. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dosierstelle für die Antistatikmittel im Bereich von 70 bis 95 Vol.-% des maximalen Füllstandes des Druckvorschäumers befindet. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck- vorschäumer bei einem Druck von mindestens 0,1 MPa (absolut) betrieben wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein diskontinuierlicher Druckvorschäumer eingesetzt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als expandierbare thermoplastische Partikel solche auf Basis von Styrolpolymeren und Polyolefinen eingesetzt werden. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als expandierbare, thermoplastischen Polymerpartikel, welche A) 45 bis 97,9 Gew.-%, bevorzugt 55 bis 78,1 Gewichtsprozent eines Styrolpolymeren, B1 ) 1 bis 45 Gew.-%, bevorzugt 7 bis 15 Gewichtsprozent eines Polyolefins mit einem mittels DSC bei einer Aufheizrate von 10°C/Minute ermitteltem Schmelzpunkt im Bereich von 105 bis 140°C, B2) 0 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 10 Gewichtsprozent eines Polyolefins mit einem mittels DSC bei einer Aufheizrate von 10°C/Minute ermitteltem Schmelzpunkt unter 105°C, C1 ) 0,1 bis 25 Gew.-%, 6 bis 15 Gewichtsprozent eines Styrol-Butadien- oder Styrol- Isopren-Blockcopolymeren, C2) 0,0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,8 bis 3 Gewichtsprozent eines Styrol-Ethylen- Butylen-Blockcopolymeren, D) 1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 10 Gewichtsprozent eines Treibmittels, E) 0 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,3 bis 2 Gewichtsprozent eines Nukleierungsmittels enthalten, wobei die Summe aus A) bis E) 100 Gew.-% ergibt, eingesetzt werden. Verfahren zur Herstellung von antistatisch ausgerüsteten Partikelschaumstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 vorgeschäumte, thermoplastische Schaumstoffpartikel zu einem Formteil verschweißt. |
Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur antistatischen Ausrüstung von thermoplastischen Schaumstoffpartikeln durch getrennte Zugabe von Antistatikmitteln und ungeschaumten, expandierbaren thermoplastischen Partikeln in einem Druckvorschäumer sowie ein Verfahren zur antistatischen ausgerüsteten Partikelschaumstoffformteilen. Antistatisch ausgerüstet Verpackungen aus Partikelschaumstoffen (EPS, EPP, EPE und ihre Copolymerisate und Blends) werden zur Verpackung hochwertiger Elektronikbauteile verwendet. Die antistatische Ausrüstung dient dabei zur Vermeidung von optisch nachteiligen Staubablagerungen auf den Verpackungen und zum Schutz der empfindlichen Elektonik der Bauteile, die durch nicht abgeleitete elektrostatische Aufladung Schaden nehmen könnte. Für ein Errei- chen der Marktanforderungen wird ein Oberflächenwiderstand bei üblichen Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten von kleiner 10 12 Ω, bevorzugt kleiner 10 10 Ω verlangt.
Antistatika können auf verschiedene Arten in die Schaumstoffverpackungen eingebracht werden, beispielsweise durch Einbringen während der Herstellung in die Polymermatrix durch Auf- sprühen auf die fertige Verpackung (nachteilig, weil Handhabung von Chemikalien beim Formteilhersteller, Korrosion, leicht abwaschbar und Verschmutzung der zu verpackenden Teile) oder durch Aufbringen auf die noch ungeschäumten oder schon fertig geschäumten Granulatperlen. Kunden im asiatischen Raum verlangen antistatisch ausgerüstete Formteile zum Verpacken von Elektronikbauteilen. Das bisher übliche Verfahren, Rohstoffperlen nach der Herstellung mit Antistatika zu beschichten, erreicht aufgrund der geringen Oberfläche der noch ungeschäumten Perlen nicht die geforderten Leitfähigkeiten. Die EP 0 774 484 A2 beschreibt ein Verfahren zur Ausrüstung von Partikelschaum, bei dem a) in einem druckfesten Reaktor eine Dispersion, die im Wesentlichen aus Polyolefinteilchen und einem flüssigen Dispersionsmittel besteht, sowie eine Mischung aus einem flüchtigen organischen Treibmittel und dem einzubringenden Additiv vorgelegt wird, b) eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, wobei die Polyolefinteilchen mit der Mischung imprägniert werden, und an- schliessend c) die Dispersion durch eine Öffnung in einen Niederdruckraum entlassen wird, wobei die Polymerpartikel verschäumt werden. Hier werden die aufzuschäumenden Partikel in einem Suspensionskessel vor dem Aufschäumen mit Antistatika beschichtet.
Die WO 2006/106121 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von antistatisch ausgerüste- ten, expandierbaren Styrolpolymerisaten, bei dem 0,05 bis 6 Gew.-% einses Anstistatikums und ein Treibmittel zu einer Styrolpolymerschmelze zugegeben und durch eine Düse extrudiert und granuliert wird. Die JP-A 201 1 -213900 betrifft die Herstellung von antistatisch ausgerüsteten Schaumstoffpartikeln, das Antistatikum sowohl in die expandierbaren Partikel eingearbeitet als auch in den Vor- schäumer zugegeben wird. Die EP 0 1 14 503 B1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von antistatisch ausgerüsteten Bechern, bei dem das Antistatikum vor oder während des Vorschäumens von thermoplastischen Perlen oder in flüssiger Form bei der Formteilherstellung zugegeben wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zur antistatischen Ausrüstung von thermoplastischen Schaumstoffpartikeln bereitzustellen, bei dem das Antistatikum in hohen Ausbeuten und reproduzierbar auf die Schaumstoffpartikel aufgebracht wird und eine Verarbeitung zu antistatisch ausgerüsteten Partikelschaumstoffformteilen mit niedrigem Oberflächenwiderstand Die Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren zur antistatischen Ausrüstung von thermoplastischen Schaumstoffpartikeln durch getrennte Zugabe von Antistatikmitteln und ungeschäumten, expandierbaren thermoplastischen Partikeln in einem Druckvorschäumer, wobei der Druckvor- schäumer zuerst mit den noch ungeschäumgten, expandierbaren thermoplastischen Partikeln beschickt wird und die Antistatikmittel erst nach Beginn des Vorschäumens in flüssiger Form über eine Dosierstelle, die sich in der oberen Hälfte des Druckvorschäumers befindet, auf die aufschäumenden thermoplastischen Partikel dosiert wird.
Durch das Aufbringen der Antistatikmittel während des Vorschäumens wird ein zusätzlicher und aufwändiger Arbeitsschritt, beispielsweise das Aufbringen auf die ungeschäumten oder voll- ständig aufgeschäumten Perlen in einem Mischer, vermieden.
Als Antistatikmittel eigenen sich für die antistatische Ausrüstung von expandierbaren, thermoplastischen Partikeln bekannten antistatisch wirkenden Mittel. Die Antistatikmittel können einzeln oder in Mischung eingesetzt werden. Bevorzugt werden quartären Ammoniumsalze als Antistatikmittel eingesetzt.
Bevorzugt werden die Antistatikmittel in einer Gesamtmenge im Bereich von 0,5 bis 8 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 6 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzten, expandierbaren thermoplastischen Partikel, eingesetzt.
Das Aufbringen der Antistatikmittel im Druckvorschäumer erfolgt bevorzugt am Ende des Aufschäumvorgangs und im oberen Teil des Druckvorschäumers.
Bei Zugabe der Antistatikmittel vor Beginn des Aufschäumvorgangs in den noch drucklosen Vorschäumer können die noch ungeschäumten Perlen wegen ihrer geringen Oberfläche das Antistatikmittel nur schlecht aufnehmen und ein großer Teil des Antistatikmittel wird beim Be- dampfen ausgewaschen. Es ist daher vorteilhaft, das Antistatikum in der zweiten Hälfte des Aufschäumvorgangs in den Druckvorschäumer zu dosieren.
Bevorzugt werden die Antistatikmittel nach Ablauf von 75 bis 95 % der gesamten Aufschäumzeit auf die aufschäumenden thermoplastischen Partikel dosiert. Dies verhindert oder verringert die durch den Dampf ausgewaschene Menge und erhöht die Ausbeute an Antistatikmittel, die auf die Oberfläche der Schaumstoffpartikel aufgetragen werden. Dadurch können Partikelschaumstoffformteile mit höherer Leitfähigkeit(geringerem Oberflächenwiderstand) und damit verbesserter antistatischer Ausrüstung erhalten werden.
Die Dosierstelle für die Antistatikmittel befinden sich bevorzugt im Bereich von 65 bis 99 Vol.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 70 bis 95 Vol.-% des maximalen Füllstandes des Druck- vorschäumers. Als maximaler Füllstand wird der Füllstand nach Ende des Aufschäumens zu der gewünschten Zieldichte der Schaumstoffpartikel bezeichnet. Die Zieldichte kann beispiels- weise durch die in den Druckvorschäumer eingefüllte Menge an expandierbaren thermoplastischen Partikeln eingestellt werden,
In der Regel werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren diskontinuierlich betriebenen Druckvorschäumer eingesetzt. Der Druckvorschäumer wird in der Regel bei einem Druck von mindes- tens 0,1 MPa (absolut), bevorzugt im Bereich von 1 ,5 bis 3 bar (absolut) betrieben.
Es können handelsübliche Druckvorschäumer nach Modifikation gemäß Figur 1 eingesetzt werden. Figur 1 zeigt eine mögliche Vorrichtung mit Druckvorschäumer, Dosierstellen (D 0 , D u ) mit Dosierventilen (DV), Vorratsbehälter für Antistatikum (A) und Dosierpumpe DP und Kontrollsys- tem (CS).
Als expandierbare, thermoplastische Partikel können solche auf Basis von Styrolpolymeren und/oder Polyolefinen, insbesondere expandierbares Polystyrol (EPS), expandierbare Polysty- rol/Polyethylen-Mischungen oder expandierbare Polypropylene eingesetzt. Bevorzugt werden expandierbare Polystyrol/Polyethylen-Mischungen, wie beispielsweise in WO 2004/085527, WO 2004/085528 oder WO 2009/1 12549 beschrieben, eingesetzt, welche zu elastischen Partikelschaumstoffen verarbeitbar sind.
Besonders bevorzugt werden expandierbare, thermoplastischen Polymerpartikel, welche A) 45 bis 97,9 Gew.-%, bevorzugt 55 bis 78,1 Gewichtsprozent eines Styrolpolymeren,
B1 ) 1 bis 45 Gew.-%, bevorzugt 7 bis 15 Gewichtsprozent eines Polyolefins mit einem mittels
DSC bei einer Aufheizrate von 10°C/Minute ermitteltem Schmelzpunkt im Bereich von 105 bis 140°C,
B2) 0 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 10 Gewichtsprozent eines Polyolefins mit einem mittels DSC bei einer Aufheizrate von 10°C/Minute ermitteltem Schmelzpunkt unter 105°C,
C1 ) 0,1 bis 25 Gew.-%, 6 bis 15 Gewichtsprozent eines Styrol-Butadien- oder Styrol-Isopren- Blockcopolymeren, C2) 0,0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,8 bis 3 Gewichtsprozent eines Styrol-Ethylen-Butylen- Blockcopolymeren,
D) 1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 10 Gewichtsprozent eines Treibmittels,
E) 0 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,3 bis 2 Gewichtsprozent eines Nukleierungsmittels enthalten, wobei die Summe aus A) bis E) 100 Gew.-% ergibt, eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt bestehen die expandierbaren, thermoplastischen Polymerpartikel aus den Komponenten A) bis E). In den Schaumstoffpartikeln ist das Treibmittel (Komponente D) beim Vorschäumen im Wesentlichen entwichen.
Die expandierbaren thermoplastischen Polymerpartikel enthalten 45 bis 97,9 Gew.-%, bevorzugt 55 bis 78,1 Gew.-% eines Styrolpolymeren A), wie Standard (GPPS)- oder Schlagzähpolystyrol (HIPS) oder Styrol-Acrylnitril-Copolymere (SAN) oder Acrylnitril-Butadien-Styrol- Copolymere (ABS) oder Mischungen davon. Die zur Herstellung der Schaumstoffpartikel P1 eingesetzten expandierbaren, thermoplastischen Polymerpartikel enthalten als Styrolpolymer A) bevorzugt Standard-Polystyrol (GPPS). Besonders bevorzugt werden Standard-Polystyroltypen mit gewichtsmittleren Molekulargewichten im Bereich von 120.000 bis 300.000 g/mol, insbesondere 190.000 bis 280.000 g/mol, ermittelt mit Gelpermeationschromatographie; und einer Schmelzevolumenrate MVR (200°C/5 kg) nach ISO 1 13 im Bereich von 1 bis 10 cm 3 /10 min, beispielsweise PS 158 K, 168 N oder 148 G der BASF SE eingesetzt. Zur Verbesserung der Verschweißung der Schaumstoffpartikel bei der Verarbeitung zum Formteil können leichtfließende Typen, beispielsweise Empera® 156L (Innovene) zugesetzt werden
Als weitere Komponenten B) enthalten die expandierbaren thermoplastischen Polymerpartikel Polyolefine B1 ) mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 105 bis 140°C und Polyolefine B2) mit einem Schmelzpunkt unter 105°C. Der Schmelzpunkt ist der mittels DSC (Dynamical Scanning Calorimetrie) bei einer Aufheizrate von 10°C/Minute ermittelte Schmelzpeak.
Die bevorzugten expandierbaren, thermoplastischen Polymerpartikel enthalten 1 bis 45 Ge- wichtsprozent, insbesondere 7 bis 15 Gew.-% eines Polyolefins B1 ). Als Polyolefin B1 ) wird bevorzugt ein Homo- oder Copolymer von Ethylen und/oder Propylen mit einer Dichte im Bereich von 0,91 bis 0,98 g/L (bestimmt nach ASTM D792), insbesondere Polyethylen eingesetzt. Als Polypropylene kommen insbesondere Spritzgusstypen in Betracht. Als Polyethylene kommen kommerziell erhältliche Homopolymere aus Ethylen, wie PE-LD (Spritzgusstypen), -LLD, - HD, oder Copolymere aus Ethylen und Propylen (z. B Moplen® RP220 und Moplen® RP320 der Basell oder Versify®-Typen der Dow), Ethylen und Vinylacetat (EVA), Ethylenacrylate (EA) oder Ethylen-Butylen-Acrylate (EBA) in Frage. Der Schmelzevolumenindex MVI (190°C/2,16 kg) der Polyethylene liegt üblicherweise im Bereich von 0,5 bis 40 g/10 min, die Dichte im Bereich von 0,91 bis 0,95 g/cm 3 . Außerdem können Abmischungen mit Polyisobuten (PIB)(z. B. Oppa- nol® B150 der BASF Aktengesellschaft) eingesetzt werden. Besonders bevorzugt wird LLDPE mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 1 10 bis 125°C und einer Dichte im Bereich von 0,92 bis 0,94 g/L eingesetzt. Als Komponente B1 ) eignen sich auch Olefinblockcopolymere, welche sich aus einem Polyole- finblock PB1 (Hartblock) und einem Polyolefinblock PB2 (Weichblock) zusammensetzen, wie sie beispielsweise in WO 2006/099631 beschrieben sind. Der Polyolefinblock PB1 besteht bevorzugt aus 95 bis 100 Gew.-% Ethylen. Der PB2-Block besteht bevorzugt aus Ethylen und a- Olefin, wobei als α-Olefine Styrol, Propylen, 1 -Buten, 1 -Hexen, 1 -Octen, 4-Methyl-1 -Penten, Norbornene, 1 -Decen, 1 ,5-Hexadien oder Mischungen davon in Betracht kommen. Bevorzugt wird als PB2-Block ein Ethylen-a-Olefin-Copolymerblock mit 5 bis 60 Gew.-% -a-Olefin, insbesondere ein Ethylen-Octen-Copolymerblock. Bevorzugt sind Multiblockcopolymere der Formel (PB1 -PB2)n, wobei n für eine ganze Zahl zwischen 1 bis 100 steht. Die Blöcke PB1 und PB2 bilden im wesentlich eine lineare Kette und sind bevorzugt alternierend oder statistisch verteilt. Der Anteil der PB2-Blöcke beträgt bevorzugt 40 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Olefinblock- copolymer. Besonders bevorzugt sind Olefinblockcopolymere mit alternierenden, harten PB1 - Blöcken und weichen, elastomeren PB2-Blöcken, die im Handel unter der Bezeichnung INFU- SE® erhältlich sind.
Mit geringerem Anteil an Polyolefin B1 ) nimmt das Treibmittelhaltevermögen deutlich zu. Damit werden die Lagerfähigkeit und die Verarbeitbarkeit der expandierbaren, thermoplastischen Polymerpartikel deutlich verbessert. Im Bereich von 4 bis 20 Gew.-% Polyolefin erhält man expandierbare thermoplastische Polymerpartikel mit langer Lagerfähigkeit, ohne dass sich die elasti- sehen Eigenschaften des daraus hergestellten Partikelschaumstoffs verschlechtern. Dies zeigt sich beispielsweise in einem geringeren Entformungsrest e res t im Bereich von 25 bis 35 %.
Als Polyolefin B2) enthalten die expandierbaren, thermoplastischen Polymerpartikel 0 bis 25 Gewichtsprozent, insbesondere 1 bis 10 Gew.-% eines Polyolefins B2) mit einem Schmelzpunkt unter 105°C. Das Polyolefin B2) weist vorzugsweise eine Dichte im Bereich von 0,86 bis 0,90 g/L (bestimmt nach ASTM D792) auf. Hierfür eignen sich insbesondere thermoplastische Elastomere auf Basis von Olefinen (TPO). Besonders bevorzugt werden Ethylen-Octen- Copolymere, die beispielsweise im Handel unter der Bezeichnung Engage® 841 1 von der Firma Dow erhältlich sind. Expandierbare, thermoplastische Polymerpartikel, die die Komponente B2) enthalten, zeigen nach der Verarbeitung zu Schaumstoffformteilen eine deutliche Verbesserung in der Biegearbeit und Reißfestigkeit.
Zur gezielten Einstellung der gewünschten Morphologie werden erfindungsgemäß Verträglichkeitsvermittler (Komponenten C) eingesetzt. Eine weitere Verbesserung der Verträglichkeit wird durch die Verwendung einer Mischung von Styrol-Butadien- oder Styrol-Isopren-
Blockcopolymeren als Komponente C1 ) und Styrol-Etylen-Butylen-Blockcopolymeren (SEBS) als Komponente C2) erreicht.
Die expandierbaren, thermoplastischen Polymerpartikel enthalten als Komponente C1 ) 0,1 bis 25 Gewichtsprozent, insbesondere 6 bis 15 Gew.-% eines Styrol-Butadien- oder Styrol-Isopren- Blockcopolymeren. Hierfür eignen sich beispielsweise Styrol-Butadien- oder Styrol-Isopren-Blockcopolymere. Der Gesamtdiengehalt liegt bevorzugt im Bereich von 20 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 30 bis 50 Gew.-%, der Gesamtstyrolgehalt liegt entsprechend bevorzugt im Bereich von 40 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 50 bis 70 Gew.-%.
Als Verträglichkeitsvermittler werden bevorzugt Styrol-Butadien-Styrol (SBS) Dreiblock- copolymere mit einem Butadiengehalt von 20 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 50 Gew.-%, welche teilweise hydriert oder nicht hydriert sein können, verwendet. Diese sind beispielsweise unter der Bezeichnung Styroflex® 2G66, Styrolux® 3G55, Styroclear® GH62, Kraton® D 1 101 , Kraton® D 1 155, Tuftec® H1043 oder Europren® SOL T6414 im Handel. Dabei handelt es sich um SBS-Blockcopolymerer mit scharfen Übergängen zwischen B- und S-Blöcken.
Als Komponente C2) enthalten die expandierbaren, thermoplastischen Polymerpartikel 0 bis 10 Gewichtsprozent, insbesondere 0,8 bis 3 Gew.-% eines Styrol-Etylen-Butylen- Blockcopolymeren (SEBS). Geeignete Styrol-Etylen-Butylen-Blockcopolymere (SEBS) sind beispielsweise solche, die durch Hydrierung der olefinischen Doppelbindungen der Blockcopolymeren C1 ) erhältlich sind. Geeignete Styrol-Ethylen-Butylen-Blockcopolymere sind beispielsweise die im Handel erhältlichen Kraton® G Typen, insbesondere Kraton® G 1650. Des Weiteren können der mehrphasigen Polymermischung Additive, Keimbildner, Weichmacher, halogenhaltige oder halogenfreie Flammschutzmittel, lösliche und unlösliche anorganische und/oder organische Farbstoffe und Pigmente, Füllstoffe oder Cotreibmittel in Mengen zugesetzt werden, die die Domänenbildung und daraus resultierende Schaumstoffstruktur nicht beeinträchtigen.
Als Komponente E) enthalten die expandierbaren, thermoplastischen Polymerpartikel 0 bis 5 Gewichtsprozent, bevorzugt 0,3 bis 2 Gewichtsprozent eines Keimbildners oder Nukleierungs- mittels, beispielsweise Talkum. Als Treibmittel (Komponente D) enthalten die expandierbaren, thermoplastischen Polymerpartikel 1 bis 15 Gewichtsprozent, bevorzugt 3 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die Summe aller Komponenten A) bis E), eines physikalischen Treibmittels. Die Treibmittel können bei Raumtemperatur (20 bis 30°C) und Normaldruck gasförmig oder flüssig sein. Sie sollten einen Siedepunkt unterhalb der Erweichungstemperatur der Polymermischung, üblicherweise im Be- reich von -40 bis 80°C, bevorzugt im Bereich von -10 bis 40°C. Geeignete Treibmittel sind beispielsweise halogenierte oder halogenfreie aliphatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ketone oder Ether. Als aliphatische Treibmittel eignen sich beispielsweise aliphatische C3 bis Cs- Kohlenwasserstoffe, wie n-Propan, n-Butan, iso-Butan, n-Pentan, iso-Pentan, n-Hexan, Neo- pentan, cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclobutan und Ccylopentan, halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylchlorid, Ethylchlorid, Methylenchlorid, Trichlorofluormethan, Dichlorfluormethan, Dichlordifluormethan, Chlordiflourmethan, Dichlortetrafluorethan und Mi- schungen davon. Bevorzugt werden die halogenfreien Treibmittel iso-Butan, n-Butan, iso- Pentan, n-Pentan, Neopentan, Cyclopentan und Mischungen davon.
Geeignete Cotreibmittel sind solche mit einer geringeren Selektivität der Löslichkeit für die Do- mänen bildenden Phase, beispielsweise Gase wie CO2, N2, Fluorkohlenwasserstoffe oder Edelgase. Diese werden bevorzugt in Mengen von 0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die expandierbaren, thermoplastischen Polymerpartikel eingesetzt.
Der Partikelschaumstoff kann, neben den Antistatika, auch noch weitere spezifischen Additiven versehen sein, beispielsweise mit, über die Gasphase wirksamen, Korrosionsschutzmitteln
Zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit können die fertigen expandierbaren thermoplastischen Polymerpartikel durch Glycerinester oder Antiverklebungsmittel beschichtet werden. Bevorzugt werden die erhaltenen runden oder ovalen Partikel auf einen Durchmesser im Bereich von 0,2 bis 10 mm aufgeschäumt. Ihre Schüttdichte liegt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 100 kg/m 3 .
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen vorgeschäumten, thermoplastischen Schaumstoffpartikel können zur Herstellung von antistatisch ausgerüsteten Partikelschaumstoffformteilen eingesetzt werden.
Die expandierbaren, thermoplastischen Polymerpartikel können mittels Heißluft oder Wasserdampf zu Schaumstoffpartikeln mit einer Dichte im Bereich von 10 bis 100 kg/m 3 , bevorzugt im Bereich von 15 bis 80 kg/m 3 vorgeschäumt und anschließend in einer geschlossenen Form zu Schaumstoffformkörpern verschweißt werden.
Die expandierbaren, thermoplastischen Partikel können ebenfalls weitere Additive, Keimbildner, Weichmacher, halogenhaltige oder halogenfreie Flammschutzmittel, lösliche und unlösliche anorganische und/oder organische Farbstoffe und Pigmente oder Füllstoffe in üblichen Mengen enthalten.
Die expandierbaren oder vorgeschäumten thermoplastischen Partikel können während oder nach dem Vorschäumen zusätzlich mit ein oder mehreren flüchtigen Korrosionsinhibitoren be- schichtet, zu Schaumstoffpartikeln vorschäumt und in einem Formteilautomaten versintert.
Der nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Partikelschaumstoffformkörper kann für die Verpackung höherwertigen Elektronikbauteilen wie Fernsehgeräten, Computern oder Elektronikbauteilen wie Mikrochips verwendet werden. Beispiele
Einsatzstoffe: E-por® Expandierbares PS/PE-Granulat der Fa. BASF SE
Larostat® 905 Antistatikum (BASF SE), 20 und 40 Gew.-%ige Lösung in Wasser
Neostatic® HB 155 Antistatikum (Peter H. Urdahl GmbH), 20 und 40 Gew.-%ige Lösung in Wasser
Beispiele 1 bis 40 (Zugabe der Antistatika im Druckvorschäumer)
Das treibmittelhaltige PS/PE-Granulat wurde in einem handelsüblichen EPS-Druckvorschäumer (Firma Erlenbach) mit einem Volumen von 180 Liter (ca. 50 cm im Durchmesser und ca. 100 cm in der Höhe) zu Schaumstoffperlen vorgeschäumt. Hier wurde das Antistatikum zusammen mit den EPS-Perlen (E-por®) in den kalten Vorschäumer gegeben (Zugabezeit 0 sec) und bei einem Dampfdruck von 1 ,2 bar (absolut) und einer Bedampfungszeit von 120 sec vorgeschäumt. Das ist schlecht, weil ein Großteil des Antistatikums im Abwasserkondensat verschwindet. Die Perlen sind noch zu klein und die Oberfläche zu glatt um das ganze Additiv aufzunehmen.
Während des Vorschäumens wurden die Antistatika in Form einer 20 Gew.-%igen wässrigen Lösung in den Druckvorschäumer gemäß Fig. 1 eingespritzt. Art und Menge des Antistatikums, bezogen auf die eingesetzten EPS-Perlen, sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Die Einspritz- stelle und Einspritzzeit wurden variiert. Die Dosierstelle (D un ten) befand sich ca. 50 mm über dem Boden des Druckvorschäumers. Die Dosierstelle (D 0 ben) befand sich ca. 700 mm über dem Boden des Druckvorschäumers. Die maximale Füllhöhe der vorgeschäumten Schaumstoffperlen mit einer Zieldichte von 20 kg/m 3 betrug 1000 mm.
Herstellung der Formteile:
Die Schaumstoffperlen wurden nach 24 Stunden Lagerung in einem Formteilautomat (Firma Erlenbach) zu scheibenförmigen Formteilen (Durchmesser: 300 mm, Höhe 50 mm) verarbeitet. Die Dichte der Verpackungsformteile betrug ca. 20 kg/m3.
Die Lagerung der Platten erfolgte für 24 Std. bei 60°C im Trockenschrank und anschließend für 24 Stunden im Klimaschrank bei 25°C und 60% rel. Luftfeuchte. Anschließend wurde der Oberflächenwiderstand [Ω] bei 25°C und 60 % rel. Luftfeuchte bei 10 V gemessen und der Mittelwert aus 5 über die Scheibe verteilte Messungen bestimmt. Beispiel Antistatikum Menge Dosierung des AntiDosierOberflächen[ppm] statikum zeit widerstand [Ω]
[sec]
1 Larostat® 905 667 Zusammen mit un- 0 > 10 12 geschäumtem EPS
2 Larostat® 905 1333 Zusammen mit un- 0 > 10 12 geschäumtem EPS
3 Larostat® 905 2667 Zusammen mit un- 0 > 10 12 geschäumtem EPS
4 Larostat® 905 5334 Zusammen mit un- 0 > 10 11 geschäumtem EPS
5 Neostatic® HB 155 667 Zusammen mit un- 0 10 12 geschäumtem EPS
6 Neostatic® HB 155 1333 Zusammen mit un- 0 > 10 12 geschäumtem EPS
7 Neostatic® HB 155 2667 Zusammen mit un- 0 10 12 geschäumtem EPS
8 Neostatic® HB 155 5334 Zusammen mit un- 0 10 11 geschäumtem EPS
9 Larostat® 905 667 Dosierstelle D un ten 10 > 10 12
10 Larostat® 905 1333 Dosierstelle D un ten 10 > 10 12
1 1 Larostat® 905 2667 Dosierstelle D un ten 10 > 10 12
12 Larostat® 905 5334 Dosierstelle D un ten 10 10 12
13 Neostatic® HB 155 667 Dosierstelle D un ten 10 10 12
14 Neostatic® HB 155 1333 Dosierstelle D un ten 10 > 10 12
15 Neostatic® HB 155 2667 Dosierstelle D un ten 10 > 10 11
16 Neostatic® HB 155 5334 Dosierstelle D un ten 10 > 10 11
17 Larostat® 905 667 Dosierstelle D un ten 70 > 10 12
18 Larostat® 905 1333 Dosierstelle D un ten 70 > 10 12
19 Larostat® 905 2667 Dosierstelle D un ten 70 > 10 12
20 Larostat® 905 5334 Dosierstelle D un ten 70 10 11
21 Neostatic® HB 155 667 Dosierstelle D un ten 70 10 12
22 Neostatic® HB 155 1333 Dosierstelle D un ten 70 > 10 12
23 Neostatic® HB 155 2667 Dosierstelle D un ten 70 10 12
24 Neostatic® HB 155 5334 Dosierstelle D un ten 70 10 11
25 Larostat® 905 667 Dosierstelle D 0 ben 20 > 10 12
26 Larostat® 905 1333 Dosierstelle D 0 ben 20 > 10 12
27 Larostat® 905 2667 Dosierstelle D 0 ben 20 > 10 12
28 Larostat® 905 5334 Dosierstelle D 0 ben 20 10 11
29 Neostatic® HB 155 667 Dosierstelle D 0 ben 20 10 12
30 Neostatic® HB 155 1333 Dosierstelle D 0 ben 20 > 10 12 31 Neostatic® HB 155 2667 Dosierstelle D 0 ben 20 10 12
32 Neostatic® HB 155 5334 Dosierstelle D 0 ben 20 10 11
33 Larostat® 905 667 Dosierstelle D 0 ben 70 10 10
34 Larostat® 905 1333 Dosierstelle D 0 ben 70 10 10
35 Larostat® 905 2667 Dosierstelle D 0 ben 70 10 9
36 Larostat® 905 5334 Dosierstelle D 0 ben 70 10 10
37 Neostatic® HB 155 667 Dosierstelle D 0 ben 70 1 0 11
38 Neostatic® HB 155 1333 Dosierstelle D 0 ben 70 10 9
39 Neostatic® HB 155 2667 Dosierstelle D 0 ben 70 10 8
40 Neostatic® HB 155 5334 Dosierstelle D 0 ben 70 10 7
Die Beispiele 33 bis 40 mit Dosierung des Antistatikums im oberen Bereich des Druckvor- schäumers und späterer Dosierzeit zeigen die geringsten Oberflächenwiderstände bei vergleichbaren Dosiermengen
Beispiele 41 - 48: Aufbringen der Antistatika auf die ungeschäumte Perloberfläche
Die in Tabelle 2 angebenen Mengen an Antistatikum wurden in einem Pflugschar-Mischer Sys- tem Lödige auf ungeschäumtes (rohes) PS/PE- Granulat aufgetragen. Die Antistatika wurden als 40 Gew.-%ige Lösung in den Mischer gegeben.
Analog den Beispielen 1 - 40 wurden aus den vorgeschäumten Schaumstoffperlen scheibenförmige Formteile hergestellt und der Oberflächenwiderstand nach 48 Lagerung bestimmt. Die Lagerung der Platten erfolgte für 24 Std. bei 60°C im Trockenschrank und anschließend für 24 Stunden im Klimaschrank bei 25°C und 60% rel. Luftfeuchte. Die Bestimmung des Widerstandes erfolgte bei 25°C und 60 % rel. Luftfeuchte.
Die Beispiele 41 -48 zeigen, dass das Aufbringen der Antistatikmittel auf die noch nicht ange- geschäumten, expandierbaren Partikel nachteilig ist, weil wegen der geringen Oberfläche der expandierbaren Partikel nur wenig Antistatikum aufgenommen wird und beim späteren Aufschäumen die häufig wasserlöslichen Antistatika abgewaschen werden können.
Tabelle 2
Beispiel 41 42 43 44 45 46 47 48
Larostat® 905 [ppm] 667 1333 2667 5334
Neostat® HB 155 [pp,] 667 1333 2667 5334
Oberflächenwiderstand [Ω] >10 12 >10 12 10 12 1 0 11 >10 12 >10 12 1 0 11 1 0 io
Next Patent: TIME DOMAIN LEVEL ADJUSTMENT FOR AUDIO SIGNAL DECODING OR ENCODING