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Patent Searching and Data


Title:
USE OF MICROCAPSULES IN GYPSUM PLASTERBOARDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/016650
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the use of microcapsules with latent heat storage materials as capsule cores on gypsum plasterboards, gypsum plasterboards containing the same and a method for production thereof.

Inventors:
JAHNS EKKEHARD (DE)
DENU HANS-JUERGEN (DE)
PAKUSCH JOACHIM (DE)
SEIBERT HORST (DE)
SCHMIDT MARCO (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/008812
Publication Date:
February 27, 2003
Filing Date:
August 07, 2002
Export Citation:
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Assignee:
BASF AG (DE)
JAHNS EKKEHARD (DE)
DENU HANS-JUERGEN (DE)
PAKUSCH JOACHIM (DE)
SEIBERT HORST (DE)
SCHMIDT MARCO (DE)
International Classes:
B01J13/14; B01J13/18; C04B24/00; C04B28/14; E04C2/04; F28D20/02; (IPC1-7): E04C2/04; F28D20/02
Domestic Patent References:
WO1999024525A11999-05-20
Foreign References:
US6200681B12001-03-13
DE19954772A12001-05-17
EP0418470A11991-03-27
DE19654035A11997-06-26
US4747240A1988-05-31
EP1029018A12000-08-23
US4988543A1991-01-29
DE4435423A11996-04-11
DE4419518A11995-12-07
DE4435422A11996-04-18
US3615972A1971-10-26
US4016110A1977-04-05
US4810569A1989-03-07
US4195110A1980-03-25
US4394411A1983-07-19
DE2718322A11978-10-26
Attorney, Agent or Firm:
BASF AKTIENGESELLSCHAFT (Ludwigshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verwendung von Mikrokapseln mit Latentwärmespeichermateria lien als Kapselkern in Gipskartonplatten.
2. Verwendung von Mikrokapseln nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die Latentwärmespeichermaterialien lipophile Substanzen sind, die ihren fest/flüssig Phasenübergang im Temperaturbereich von20 bis 120°C haben.
3. Verwendung von Mikrokapseln nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselwand ein duroplastisches Poly mer ist.
4. Verwendung von Mikrokapseln nach den Ansprüchen 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass die Kapselwand ein hochvernetztes Methacrylsäureesterpolymer ist.
5. Verwendung von Mikrokapseln nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselwand durch radikalische Polymerisation einer Monomermischung, enthaltend 30 bis 100 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, eines oder mehrerer C1C24Alkylester der Acrylund/oder Methacrylsäure (Monomer I), 0 bis 80 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, eines oder mehrerer bioder polyfunktionellen Monomere (Monomere II), welches in Wasser nicht löslich oder schwer löslich ist und 0 bis 40 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, sonstige Monomere (Monomere III) erhältlich ist.
6. Verwendung von Mikrokapseln nach den Ansprüchen 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, dass ihre mittlere Teilchengröße 0,5 bis 100 tm beträgt.
7. Gipskartonplatten, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mikrokapseln mit Latentwärmespeichermaterialien als Kapsel kern gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 enthalten.
8. Gipskartonplatten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, . dass sie 540 Gew.% Mikrokapseln, bezogen auf die Gips kartonplatte enthalten.
9. Gipskartonplatten nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch ge kennzeichnet, dass man einen Karton von 0,2 bis 1 mm Stärke und/oder einer Dichte von 100 bis 500 g/m2 verwendet.
10. Verfahren zur Herstellung von Gipskartonplatten, welche aus einem Gipskern mit beidseitig angebrachten Kartonblättern be stehen, durch Einbringen eines wässrigen Gipsbreies zwischen zwei Kartonblättern auf Cellulosebasis und Wärmebehandlung der so gebildeten Platten, dadurch gekennzeichnet, dass der Gipsbrei Mikrokapseln im Gewichtsverhältnis Mikrokapseln/Cal ciumsulfathalbhydrat von 5/95 bis 40/60 enthält.
Description:
Verwendung von Mikrokapseln in Gipskartonplatten Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Mikro- kapseln mit Latentwärmespeichermaterialien als Kapselkern in Gipskartonplatten, die sie enthaltenden Gipskartonplatten sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Ein wichtiges Forschungsziel zur Senkung des Energiebedarfs und Nutzung vorhandener Wärmeenergie sind Latentwärmespeicher. Sie finden vielfältige Verwendung beispielsweise als Wärmetransfer- medien in Heizungs-und Kühlungssystemen oder als Wärmespeicher in Isolierstoffen oder Baustoffen. Ihre Funktionsweise beruht auf der beim fest/flüssig-Phasenübergang auftretenden Umwandlungs- enthalpie, die eine Energieaufnahme oder Energieabgabe an die Um- gebung bedeutet. Sie können damit einerseits zur Temperaturkon- stanthaltung in einem festgelegten Temperaturbereich verwendet werden und zum anderen in geeigneter Anordnung eine Verbesserung der Wärmeisolation bewirken.

Die DE-A 19 654 035 beschreibt Mikrokapseln als Wärmetransfer- medium, bei denen das Speichermedium mit einer Kapselwand aus Melamin/Formaldehydharz umgeben ist.

Ebenfalls Melamin/Formaldehydharz-Mikrokapseln, jedoch mit einem speziellen Speichermedium als Kern, werden in der US-A-5 456 852 offenbart. Solche Melamin/Formaldehydharz-Kapseln weisen jedoch im Transportmedium, das in der Regel wässrig ist, über einen längeren Zeitraum unbefriedigende Hydrolysestabilität auf.

Die US-A-4 747 240 lehrt die Verwendung von makroverkapselten Speichersubstanzen mit einer Teilchengröße oberhalb 1.000 jjm deren Kapselwand ein hochschmelzendes Harz ist, in Gips. Kapseln dieser Größe benötigen jedoch sehr dicke Wände, um nicht beim Mischen mit den Baustoffen zerstört zu werden.

Die EP-A-10 29 018 lehrt die Verwendung von Mikrokapseln mit einer Kapselwand aus einem hochvernetzten Methacrylsäureesterpo- lymer und einem Latentwärmespeicherkern in Bindebaustoffen. So lassen sich die Mikrokapseln in Gipsputz einarbeiten, ohne seine Eigenschaften zu beinflussen.

Ein wichtiger Baustoff sind Gipskartonplatten. Man verwendet sie in der Regel bei Innenausbauten zur Auskleidung von Wänden und Decken. Auch in diesem Bereich ist man bestrebt, die Wärmedämmung

und die Wärmespeicherfähigkeit zu erhöhen. Ein solches Energiema- nagement wird in der US 5,501, 268 beschrieben, die hierzu Gips- kartonplatten mit Latentwärmespeichermaterialien empfiehlt. Als Latentwärmespeicher wird eine Paraffinmischung in den Gipskarton eingearbeitet. Nähere Angaben zur Art und Weise der Zugabe werden nicht gemacht.

Die US 4,988, 543 diskutiert die Möglichkeiten und Probleme der Einarbeitung von Latentwärmespeichermaterialien in Gipskarton- platten. So könnten Makrokapseln zwischen den Abschlußpapierlagen auf der Gipspaste angeordnet sein. Ferner könnten ebenfalls Makrokapseln auf der Kartonrückseite aufgebracht werden. Es ist denkbar, kleine Kügelchen mit Latentwärmespeichermaterialien zu impregnieren und diese in die Gipspaste einzuarbeiten oder die Latentwärmespeichermaterialien direkt mit der Gipspaste zu mi- schen. Schließlich könnte man die gesamte Gipskartonplatte mit Latentwärmespeichermaterialien tränken. Die US 4,988, 543 lehrt, dass die Verwendung von Kapseln oder Kügelchen die Zwischenbin- dungskräfte der Platte herabsetzt. Ebenso sind Verfahren, bei denen der Gips direkt mit den Latentwärmespeichermaterialien ver- mischt wird, kritisch, da auch hier Haftungsprobleme mit dem Papier auftreten. Als Lösung schlägt die US 4,998, 543 vor, die Gipskartonplatte von einer Seite mit Latentwärmespeichermateria- lien zu besprühen.

Bei Gipskartonplatten, die mit unverkapselten Latentwärmespei- chermaterialien behandelt wurden, sind bei großen Flächen Ölemis- sionen in die Raumluft zu befürchten. Darüberhinaus beginnen die Latentwärmespeichermaterialien im flüssigen Zustand im Gipskarton langsam zu fließen und es kommt auf Dauer zu unregelmäßigen Verteilungen, insbesondere an der Oberfläche, dem sogenannten "Schwitzen", das ebenfalls die Stabilität der Platten negativ be- einflußt. Daher lag der vorliegenden Erfindung eine Darreichungs- form von Latentwärmespeichermaterialien für Gipskartonplatten als Aufgabe zugrunde, die die obengenannten Nachteile nicht aufweist.

Demgemäß wurde die Verwendung von Mikrokapseln mit Latentwärme- speichermaterialien als Kapselkern in Gipskartonplatten gefunden.

Mikrokapseln sind Teilchen mit einem Kapselkern bestehend überwiegend, zu mehr als 95 Gew.-%, aus Latentwärmespeichermate- rialien und einem Polymer als Kapselwand. Der Kapselkern ist da- bei je nach der Temperatur fest oder flüssig. Die mittlere Teilchengröße der Kapseln beträgt 0,5 bis 100 Mm, bevorzugt 1 bis 80 (im insbesondere 1 bis 50 Zm.

Latentwärmespeichermaterialien sind in der Regel lipophile Sub- stanzen, die ihren fest/flüssig Phasenübergang im Temperatur- bereich von-20 bis 120°C haben.

Als geeignete Substanzen sind beispielhaft zu nennen : aliphatische Kohlenwasserstoffverbindungen wie gesättigte oder ungesättigte Clo-C4o-Kohlenwasserstoffe, die verzweigt oder bevorzugt linear sind, z. B. wie n-Tetradecan, n-Penta- decan, n-Hexadecan, n-Heptadecan, n-Octadecan, n-Nonadecan, n-Eicosan, n-Heneicosan, n-Docosan, n-Tricosan, n-Tetracosan, n-Pentacosan, n-Hexacosan, n-Heptacosan, n-Octacosan sowie cyclische Kohlenwasserstoffe, z. B. Cyclohexan, Cyclooctan, Cyclodecan ; aromatische Kohlenwasserstoffverbindungen wie Benzol, Naphthalin, Biphenyl, o-oder n-Terphenyl, Cl-C40-alkyl- substituierte aromatische Kohlenwasserstoffe wie Dodecyl- benzol, Tetradecylbenzol, Hexadecylbenzol, Hexylnaphthalin oder Decylnaphthalin ; gesättigte oder ungesättigte C6-C30-Fettsäuren wie Laurin-, Stearin-, Öl-oder Behensäure, bevorzugt eutektische Gemische aus Decansäure mit z. B. Myristin-, Palmitin-oder Laurin- säure ; Fettalkohole wie Lauryl-, Stearyl-, Oleyl-, Myristyl-, Cetyl- alkohol, Gemische wie Kokosfettalkohol sowie die sogenannten Oxoalkohole, die man durch Hydroformylierung von a-Olefinen und weiteren Umsetzungen erhält ; - C6-C30-Fettamine, wie Decylamin, Dodecylamin, Tetradecylamin oder Hexadecylamin ; Ester wie Cl-Clo-Alkylester von Fettsäuren wie Propylpalmitat, Methylstearat oder Methylpalmitat sowie bevorzugt ihre eutektischen Gemische oder Methylcinnamat ; natürliche und synthetische Wachse wie Montansäurewachse, Montanesterwachse, Carnaubawachs, Polyethylenwachs, oxidierte Wachse, Polyvinyletherwachs, Ethylenvinylacetatwachs oder Hartwachse nach Fischer-Tropsch-Verfahren ; halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Chlorparaffin, Brom- octadecan, Brompentadecan, Bromnonadecan, Bromeicosan, Brom- docosan.

Weiterhin sind Mischungen dieser Substanzen geeignet, solange es nicht zu einer Schmelzpunkterniedrigung außerhalb des gewünschten Bereichs kommt, oder die Schmelzwärme der Mischung für eine sinn- volle Anwendung zu gering wird.

Beispielsweise können die obengenannten halogenierten Kohlen- wasserstoffe als Flammschutzmittel beigemischt werden. Ferner können auch Flammschutzmittel wie Decabromdiphenyloxid, Octabrom- diphenyloxid, Antimonoxid oder in der US-A 4 797 160 beschriebene Flammschutzadditive zugesetzt werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, den kapselkern-bildenden Substanzen in ihnen lösliche Verbindungen zuzugeben, um so die zum Teil bei den unpolaren Substanzen auftretende Gefrierpunktserniedrigung zu verhindern. Vorteilhaft verwendet man, wie in der US-A 5 456 852 beschrieben, Verbindungen mit einem 20 bis 120°C höheren Schmelz- punkt als die eigentliche Kernsubstanz. Geeignete Verbindungen sind die oben als lipophile Substanzen erwähnten Fettsäuren, Fettalkohole, Fettamide sowie aliphatische Kohlenwasserstoffver- bindungen.

Je nach Temperaturbereich, in dem die Wärmespeicher gewünscht sind, werden die lipophilen Substanzen gewählt. Beispielsweise verwendet man für Wärmespeicher in Baustoffen in Europa bevorzugt lipophile Substanzen, deren fest/flüssig-Phasenübergang im Temperaturbereich von 0 bis 60°C liegt. So wählt man in der Regel für Außenanwendungen Einzelstoffe oder Mischungen mit Umwand- lungstemperaturen von 0 bis 25°C und für Innenraumanwendungen von 15 bis 30°C. Bei Solaranwendungen in Verbindung mit Baustoffen als Speichermedium oder zur Überhitzungsvermeidung von transparenter Wärmedämmung, wie in der EP-A 333 145 beschrieben, sind vor allem Umwandlungstemperaturen von 30 bis 60°C geeignet. Vorteilhaft ist beispielsweise die Verwendung von Alkangemischen, wie sie als technisches Destillat anfallen und als solches handelsüblich sind.

Als Polymer für die Kapselwand können prinzipiell die für die Mikrokapseln für Durchschreibepapiere bekannten Materialien verwendet werden. So ist es beispielsweise möglich die Latentwär- mespeichermaterialien nach den in der GB-A 870476, US 2,800, 457, US 3,041, 289 beschriebenen Verfahren in Gelatine mit anderen Po- lymeren zu verkapseln.

Bevorzugte Wandmaterialien, da sehr alterungsstabil, sind duroplastische Polymere. Unter duroplastisch sind dabei Wandmate- rialien zu verstehen, die aufgrund des hohen Vernetzungsgrades nicht erweichen, sondern sich bei hohen Temperaturen zersetzen.

Geeignete duroplastische Wandmaterialien sind beispielsweise Formaldehydharze, Polyharnstoffe und Polyurethane sowie hochver- netzte Methacrylsäureesterpolymere.

Unter Formaldehydharzen versteht man Reaktionsprodukte aus Form- aldehyd mit Triazinen wie Melamin Carbamiden wie Harnstoff - Phenolen wie Phenol, m-Kresol und Resorcin - Amino-und Amidoverbindungen wie Anilin, p-Toluolsulfonamid, Ethylenharnstoff und Guanidin, oder ihren Mischungen.

Bevorzugte Formaldehydharze sind Harnstoff-Formaldehydharze, Harnstoff-Resorcin-Formaldehydharze, Harnstoff-Melamin-Harze und Melamin-Formaldehydharze. Ebenso bevorzugt sind die C1-C4-Alkyl- insbesondere Methylether dieser Formaldehydharze sowie die Mischungen mit diesen Formaldehydharzen. Insbesondere werden Me- lamin-Formaldehyd-Harze und/oder deren Methylether bevorzugt.

In den von den Durchschreibepapieren her bekannten Verfahren werden die Harze als Prepolymere eingesetzt. Das Prepolymere ist noch in der wässrigen Phase löslich und wandert im Verlauf der Polykondensation an die Grenzfläche und umschließt die Öl- tröpfchen. Verfahren zu Mikroverkapselung mit Formaldehydharzen sind allgemein bekannt und beispielsweise in der EP-A-562 344 und EP-A-974 394 beschrieben.

Kapselwände aus Polyharnstoffen und Polyurethanen sind ebenfalls von den Durchschreibepapieren her bekannt. Die Kapselwände ent- stehen durch Umsetzung von NH2-Gruppen bzw. OH-Gruppen tragenden Reaktanden mit Di-und/oder Polyisocyanaten. Geeignete Isocyanate sind beispielsweise Ethylendiisocyanat, 1,4-Tetramethylendiiso- cyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat und 2, 4- und 2,6-Toluylen- diisocyanat. Ferner seien Polyisocyanate wie Derivate mit Biuret- struktur, Polyuretonimine und Isocyanurate erwähnt. Als Reaktanden kommen in Frage : Hydrazin, Guanidin und dessen Salze, Hydroxylamin, Di-und Polyamine und Aminoalkohole. Solche Grenzflächenpolyadditionsverfahren sind beispielsweise aus der US 4,021, 595, EP-A 0 392 876 und EP-A 0 535 384 bekannt.

Bevorzugt werden Mikrokapseln, deren Kapselwand ein hochvernetz- tes Methacrylsäureesterpolymer ist. Der Vernetzungsgrad wird

dabei mit einem Vernetzeranteil zu 10 Gew.-% bezogen auf das Gesamtpolymer erzielt.

Die bevorzugten Mikrokapseln werden aus 30 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 95 Gew.-% eines oder mehrerer CI-C24-Alkyl- ester der Acryl-und/oder Methacrylsäure als Monomere I auf- gebaut. Außerdem können die Mikrokapseln aus bis zu 80 Gew.-%, vorzugsweise aus 5 bis 60 Gew.-%, insbesondere aus 10 bis 50 Gew.-%, eines oder mehrerer bi-oder polyfunktionellen Monomere als Monomere II, welche in Wasser nicht löslich oder schwer löslich sind und aus bis zu 40 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 30 Gew.-% sonstiger Monomere III mit aufgebaut sein.

Als Monomere I eignen sich C1-C24-Alkylester der Acryl-und/oder Methacrylsäure. Besonders bevorzugte Monomere I sind Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-und n-Butylacrylat und/oder die entsprechenden Methacrylate. Bevorzugt sind iso-Propyl-, iso-Butyl-, sec.-Butyl- und tert. -Butylacrylat und die entsprechenden Methacrylate. Fer- ner ist Methacrylnitril zu nennen. Generell werden die Meth- acrylate bevorzugt.

Geeignete Monomere II sind bi-oder polyfunktionelle Monomere, welche in Wasser nicht löslich oder schwer löslich sind, aber eine gute bis begrenzte Löslichkeit in der lipophilen Substanz haben. Unter Schwerlöslichkeit ist eine Löslichkeit kleiner 60 g/1 bei 20°C zu verstehen.

Unter bi-oder polyfunktionellen Monomeren versteht man Verbindungen, die wenigstens 2 nichtkonjugierte ethylenische Doppelbindungen haben.

Vornehmlich kommen Divinyl-und Polyvinylmonomere in Betracht, die eine Vernetzung der Kapselwand während der Polymerisation bewirken.

Bevorzugte bifunktionelle Monomere sind die Diester von Diolen mit Acrylsäure oder Methacrylsäure, ferner die Diallyl-und Divinylether dieser Diole.

Bevorzugte Divinylmonomere sind Ethandioldiacrylat, Divinyl- benzol, Ethylenglykoldimethacrylat, 1,3-Butylenglykoldimeth- acrylat, Methallylmethacrylamid und Allylmethacrylat. Besonders bevorzugt sind Propandiol-, Butandiol-, Pentandiol-und Hexan- dioldiacrylat oder die entsprechenden Methacrylate.

Bevorzugte Polyvinylmonomere sind Trimethylolpropantriacrylat und - methacrylat, Pentaerythrittriallylether und Pentaerythrittetra- acrylat.

Als Monomere III kommen sonstige Monomere in Betracht, bevorzugt sind Monomere IIIa wie Styrol, a-Methylstyrol, ß-Methylstyrol, Butadien, Isopren, Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylpyridin.

Besonders bevorzugt sind die wasserlöslichen Monomere IIIb, z. B.

Acrylnitril, Methacrylamid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Itacon- säure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, N-Vinylpyrrolidon, 2-Hydroxyethylacrylat und-methacrylat und Acrylamido-2-methyl- propansulfonsäure. Daneben sind insbesondere N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat zu nennen.

Die zur erfindungsgemäßen Verwendung geeigneten Mikrokapseln las- sen sich durch eine sogenannte in-situ-Polymerisation herstellen.

Die bevorzugten Mikrokapseln sowie ihre Herstellung sind aus der EP-A-457 154 bekannt, auf die ausdrücklich verwiesen wird. So stellt man die Mikrokapseln in der Weise her, dass man aus den Monomeren, einem Radikalstarter, einem Schutzkolloid und der ein- zukapselnden lipophilen Substanz eine stabile Öl-in-Wasser-Emul- sion herstellt, in der sie als disperse Phase vorliegen. Der Anteil der Ölphase in der Öl-in-Wasser-Emulsion liegt vorzugs- weise bei 20 bis 60 Gew.-%.

Anschließend löst man die Polymerisation der Monomeren durch Erwärmung aus, wobei die entstehenden Polymere die Kapselwand bilden, welche die lipophile Substanz umschließt.

In der Regel führt man die Polymerisation bei 20 bis 100°C, vorzugsweise bei 40 bis 80OC durch. Natürlich sollte die Dispersions-und Polymerisationstemperatur oberhalb der Schmelz- temperatur der lipophilen Substanzen liegen, so dass man gegebe- nenfalls Radikalstarter wählt, deren Zerfallstemperatur oberhalb des Schmelzpunkts der lipophilen Substanz liegt.

Die Reaktionszeiten der Polymerisation betragen normalerweise 1 bis 10 Stunden, meistens 2 bis 5 Stunden.

Verfahrenstechnisch geht man in der Regel so vor, dass man eine Mischung aus Wasser, Monomeren, Schutzkolloiden, den lipophilen Substanzen, Radikalstartern und gegebenenfalls Reglern nach- einander oder gleichzeitig dispergiert und unter intensivem Rühren auf die Zerfallstemperatur der Radikalstarter erhitzt. Die Geschwindigkeit der Polymerisation kann dabei durch Wahl der

Temperatur und der Menge des Radikalstarters gesteuert werden.

Zweckmäßigerweise startet man die Reaktion durch Temperaturerhö- hung auf eine Anfangstemperatur und steuert die Polymerisation durch weitere Temperaturerhöhung.

Nach Erreichen der Endtemperatur setzt man die Polymerisation zweckmäßigerweise noch etwa für eine Zeit von bis zu 2 Stunden fort, um Restmonomergehalte abzusenken.

Im Anschluß an die eigentliche Polymerisationsreaktion bei einem Umsatz von 90 bis 99 Gew.-% ist es in der Regel vorteilhaft, die wässrigen Mikrokapseldispersionen weitgehend frei von Geruchs- trägern, wie Restmonomere und anderen organischen flüchtigen Bestandteilen zu gestalten. Dies kann in an sich bekannter Weise physikalisch durch destillative Entfernung (insbesondere über Wasserdampfdestillation) oder durch Abstreifen mit einem inerten Gas erreicht werden. Ferner kann es chemisch geschehen, wie in der WO 9924525 beschrieben, vorteilhaft durch redoxinitiierte Polymerisation, wie in der DE-A-4 435 423, DE-A-4419518 und DE-A-44 35 422 beschrieben.

Man kann auf diese Weise Mikrokapseln mit einer mittleren Teilchengröße (z-Mittel, bestimmt durch quasi elastische, dynami- sche Lichtstreuung) im Bereich von 0,5 bis 100 Fm herstellen. Kap- seln dieser Größe werden für die erfindungsgemäße Verwendung bevorzugt.

Bevorzugte Schutzkolloide sind wasserlösliche Polymere, da diese die Oberflächenspannung des Wassers von 73 mN/m maximal auf 45 bis 70 mN/m senken und somit die Ausbildung geschlossener Kapsel- wände gewährleisten sowie Mikrokapseln mit bevorzugten Teilchen- größen zwischen 1 und 30 pm, vorzugsweise 3 und 12 um, ausbilden.

In der Regel werden die Mikrokapseln in Gegenwart wenigstens eines organischen Schutzkolloids hergestellt, das sowohl anionisch als auch neutral sein kann. Auch können anionische und nichtionische Schutzkolloide zusammen eingesetzt werden.

Bevorzugt verwendet man anorganische Schutzkolloide gegebenen- falls in Mischung mit organischen Schutzkolloiden.

Organische neutrale Schutzkolloide sind Cellulosederivate wie Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose und Methyl- cellulose, Polyvinylpyrrolidon, Copolymere des Vinylpyrrolidons, Gelatine, Gummiarabicum, Xanthan, Natriumalginat, Kasein, Polyethylenglykole, bevorzugt Polyvinylalkohol und partiell hydrolysierte Polyvinylacetate.

Zur Verbesserung der Stabilität der Emulsionen können anionische Schutzkolloide zugesetzt werden. Besonders wichtig ist die Mit- verwendung anionischer Schutzkolloide bei einem großen Gehalt an Mikrokapseln in der Dispersion, da es ohne einen zusätzlichen ionischen Stabilisator zur Bildung von agglomerierten Mikro- kapseln kommen kann. Diese Agglomerate senken die Ausbeute an nutzbaren Mikrokapseln, wenn es sich um Agglomerate kleiner Kapseln von 1 bis 3 Am Durchmesser handelt, und sie erhöhen die Bruchempfindlichkeit, wenn die Agglomerate größer als etwa 10 pm sind.

Als anionische Schutzkolloide eignen sich Polymethacrylsäure, die Copolymerisate des Sulfoethylacrylats und-methacrylats, Sulfo- propylacrylats und-methacrylats, des N- (Sulfoethyl)-maleinimids, der 2-Acrylamido-2-alkylsulfonsäuren, Styrolsulfonsäure sowie der Vinylsulfonsäure.

Bevorzugte anionische Schutzkolloide sind Naphthalinsulfonsäure und Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensate sowie vor allem Polyacrylsäuren und Phenolsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensate.

Die anionischen Schutzkolloide werden in der Regel in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-% eingesetzt, bezogen auf die Wasserphase der Emulsion.

Bevorzugt werden anorganische Schutzkolloide, sogenannte Pickering-Systeme, die eine Stabilisierung durch sehr feine feste Partikel ermöglichen und in Wasser unlöslich, aber dispergierbar sind oder unlöslich und nicht dispergierbar in Wasser, aber benetzbar von der lipophilen Substanz sind.

Mikroverkapselungen unter Einsatz solcher Pickering-Systeme sind beispielsweise in der US 3,615, 972 und US 4,016, 110 beschrieben.

Ein Pickering-System kann dabei aus den festen Teilchen allein oder zusätzlich aus Hilfsstoffen bestehen, die die Dispergier- barkeit der Partikel in Wasser oder die Benetzbarkeit der Par- tikel durch die lipophile Phase verbessern. Diese Hilfsmittel sind z. B. nichtionische, anionische, kationische oder zwitter- ionische Tenside oder polymere Schutzkolloide, wie sie oben oder unten beschrieben sind. Zusätzlich können Puffersubstanzen zu- gefügt werden, um bestimmte, jeweils vorteilhafte pH-Werte der Wasserphase einzustellen. Dies kann die Wasserlöslichkeit der feinen Partikel verringern und die Stabilität der Emulsion erhöhen. Übliche Pufferstubstanzen sind Phosphatpuffer, Acetat- puffer und Citratpuffer.

Die feinen, festen Partikel können Metallsalze sein, wie Salze, Oxide und Hydroxide von Calcium, Magnesium, Eisen, Zink, Nickel, Titan, Aluminium, Silicium, Barium und Mangan. Zu nennen sind Magnesiumhydroxid, Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxid, Calcium- oxalat, Calciumcarbonat, Bariumcarbonat, Bariumsulfat, Titan- dioxid, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid und Zinksulfid.

Silikate, Bentonit, Hydroxyapatit und Hydrotalcite seien eben- falls genannt. Besonders bevorzugt sind hochdisperse Kieselsäu- ren, Magnesiumpyrophosphat und Tricalciumphosphat.

Die Pickering-Systeme können sowohl zuerst in die Wasserphase ge- geben werden, als auch zu der gerührten Emulsion von Öl-in-Wasser zugegeben werden. Manche feinen, festen Partikel werden durch eine Fällung hergestellt. So wird das Magnesiumpyrophosphat durch Zusammengeben der wässrigen Lösungen von Natriumpyrophosphat und Magnesiumsulfat hergestellt.

In der Regel wird das Pyrophosphat unmittelbar vor der Disper- gierung durch Vereinigen einer wässrigen Lösung eines Alkalipyro- phosphats mit mindestens der stöchiometrisch erforderlichen Menge eines Magnesiumsalzes hergestellt, wobei das Magnesiumsalz in fester Form oder wässriger Lösung vorliegen kann. In einer bevor---. zugten Ausführungsform wird das Magnesiumpyrophosphat durch Ver- einigung wässriger Lösungen von Natriumpyrophosphat (Na4P207) und Magnesiumsulfat (MgSO4-7H2O) hergestellt.

Die hochdispersen Kieselsäuren können als feine, feste Teilchen in Wasser dispergiert werden. Es ist aber auch möglich, soge- nannte kolloidale Dispersionen von Kieselsäure in Wasser zu ver- wenden. Die kolloidalen Dispersionen sind alkalische, wässrige Mischungen von Kieselsäure. Im alkalischen pH-Bereich sind die Partikel gequollen und in Wasser stabil. Für eine Verwendung dieser Dispersionen als Pickering-System ist es vorteilhaft, wenn der pH-Wert während der Öl-in-Wasser Emulsion mit einer Säure auf pH 2 bis 7 eingestellt wird.

Die anorganischen Schutzkolloide werden in der Regel in Mengen von 0,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Wasserphase, eingesetzt.

Im allgemeinen werden die organischen neutralen Schutzkolloide in Mengen von 0,1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 10 Gew.-% eingesetzt, bezogen auf die Wasserphase.

Vorzugsweise wählt man die Dispergierbedingungen zur Herstellung der stabilen Öl-in-Wasser Emulsion in an sich bekannter Weise so, dass die Mikrokapseln einen mittleren Durchmesser von 1 bis 35 pm, bevorzugt 3 bis 10 um, haben.

Die Mikrokapseln können als Pulver oder als Dispersion in die Gipskartonplatten eingearbeitet werden. Dabei werden bevorzugt 5 bis 40 Gew.-%, insbesondere 20 bis 35 Gew.-%, Mikrokapseln bezogen auf das Gesamtgewicht der Gipskartonplatte (Trockensub- stanz) eingearbeitet.

Die erfindungsgemäßen Gipskartonplatten bestehen aus einem Gips- kern mit beidseitig angebrachten Kartonblättern.

Gipskartonplatten werden üblicherweise in der Art hergestellt, dass wässriger Gipsbrei diskontinuierlich oder kontinuierlich zwischen zwei Kartonblätter auf Cellulosebasis gebracht wird, wo- bei Platten geformt werden. Der Gipsbrei wird wie allgemein be- kannt durch kontinuierliche Zugabe und ständigem Mischen von ß-He- mihydratcalciumsulfat in Wasser mit Additiven hergestellt. Die Mikrokapseln können sowohl zusammen mit dem Calciumsulfat dosiert werden, wie auch bereits als wässrige Dispersion vorliegen.

Bevorzugt wird die wässrige Dispersion mit dem Calciumsulfat ver- mischt, da dieses sich so besonders gut dosieren läßt. Der so erhaltene Gipsbrei wird auf die Kartonblätter aufgetragen, beispielsweise gesprüht und mit Karton abgedeckt.

Während der beginnenden Aushärtung werden die Kartonplatten in einer Presse zu Streifen mit beispielsweise 1,2-1, 25 m Breite und 9,25, 12, 5, 15,0, 18,0 oder 25 mm Dicke geformt. Diese Strei- fen härten innerhalb weniger Minuten aus und werden in Platten geschnitten. In diesem Stadium enthalten die Platten in der Regel noch ein Drittel ihres Gewichtes als freies Wasser. Um das Rest- wasser zu entfernen werden die Platten einer Wärmebehandlung bei Temperaturen von etwa 250°C unterworfen. Man verwendet hierzu beispielsweise Tunneltrockner. Die so erhaltenen Gipskarton- platten haben eine Dichte von 750-950 kg/m3.

Bevorzugt werden Gipskartonplatten, bei denen man einen Karton von 0,2 bis 1 mm Stärke und/oder einer Dichte von 100 bis 500 g/m2 verwendet.

Für Gipskartonplatten wird üblicherweise Karton mit einem Gewicht von ca. 300 g/m2 eingesetzt. Kartons dieser Art werden meist in mehreren Schichten hergestellt, wobei die letzte Schicht die

Deckschicht des Kartons darstellt und ein Gewicht von 10 bis 100 g/m2, vorzugsweise von 30 bis 70 g/m2 hat.

Neben diesen herkömmlichen Kartons ist es ferner möglich Karton- blätter zu verwenden, bei denen die äußeren Deckschichten beider Kartonblätter, die Zwischenschichten oder die gesamten Karton- blätter 10-90, vorzugsweise 40-70 Gew.-% Polyolefinfibride enthalten.

Die bei der Herstellung der Gipskartonplatten notwendige Wärmebe- handlung bei ca. 250°C ergibt nach dem Verdampfen des Wassers eine Oberflächentemperatur an den Platten, die ausreicht, die Polyole- finfibride zu plastifizieren und mit den übrigen Kartonbestand- teilen zu verkleben. Es erfolgt eine weitgehende Schließung der Poren an der Deckschicht des Kartons und die Oberfläche der Gips- kartonplatte wird naßfest. Diese die Poren verschließende Verkle- bung tritt erst ein, wenn alles Wasser verdampft ist, da vorher infolge Dampfentwicklung die Temperatur von 100°C in der Platte nicht überschritten werden kann. Durch Nachschalten einer Heiß- gasdusche mit einer Gastemperatur von 130° bis 300°C, vorzugsweise 140° bis 200°C an die Wärmebehandlung kann der Effekt noch verbessert werden. Die Behandlung mit Heißgas kann auch, unabhän- gig von der Wärmebehandlung während der Fertigung, zu einem spä- teren Zeitpunkt vorgenommen werden. Anstelle einer Heißgasdusche kann auch eine glatte oder geprägte Walze, deren Temperatur über dem Erweichungspunkt der Polyolefinfibride liegt, eingesetzt wer- den.

Gemäß einer Ausführungsform werden Kartons für Gipskartonplatten verwendet, deren gesamte Masse oder die einzelner Schichten, vorzugsweise aber die Deckschicht aus einer Mischung von 90- 10 Gew.-%, vorzugsweise. 60-30 Gew.-% Cellulosefasern und 10- 90 Gew.-%, vorzugsweise 40-70 Gew.-% Polyolefinfibride, bezogen auf die Trockensubstanz, besteht.

Polyolefinfibride sind Polyolefinfasern, die beispielsweise durch ein Entspannungsverdampfungsverfahren hergestellt werden, bei dem eine unter Druck stehende, überhitzte Emulsion aus a) einer Lösung eine Polyolefins in einem leicht siedenden Lösungsmittel und b) einer wässrigen Lösung eines Hydrophilierungsmittels

durch eine Düse in eine Zone mit niedrigem Druck ausgespritzt wird und dabei das Hydrophilierungsmittel in einer Menge von 0,2 - 3 Gew.-%, vorzugsweise 0,5-2 Gew.-%, bezogen auf das Poly- olefine, eingesetzt wird.

Als Polyolefin eignet sich vor allem Polyäthylen mit einer redu- zierten spezifischen Viskosität von 0,3 bis 30 dl/g, vorzugsweise von 0,7 bis 10 dl/g (bestimmt nach H. Weslau, Kunststoffe 49 (1959) S. 230) und einer Dichte von 0,93 bis 0,97 g/cm3 oder Poly- propylen. Diese Polyolefine können geringe Mengen von Comonomeren mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen enthalten.

Als Hydrophilierungsmittel eignen sich grundsätzlich alle bekann- ten Emulgatortypen, bevorzugt werden jedoch polymere Hydro- philierungsmittel mit Amingruppen, Amidgruppen, Carboxylgruppen und/oder Hydroxylgruppen eingesetzt. Sehr gute Ergebnisse werden insbesondere mit Polyvinylalkohol mit einer Lösungsviskosität (gemessen in einer 4 % igen Lösung bei 20°C in Wasser) von 4 bis 70 cP und einem Verseifungsgrad von 80 bis 99,5 % erreicht.

Verfahren zur Herstellung von Polyolefinfibriden sind beispiels- weise der DE-A-2718322 zu entnehmen.

Es wurde gefunden, dass Kartons mit Polyolefinfibriden sich be- sonders vorteilhaft mit den Mikrokapseln enthaltenden Gips verar- beiten lassen und besonders gute Zwischenbindungskräfte auf- weisen.

Anstelle von Karton aus Cellulosebasis können auch alternative, faserartige Gebilde als beidseitige Abdeckungen der erfindungs- gemäßen Gipskartonplatten verwendet werden. Alternative Materialien sind Polymerfasern aus z. B. Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyacrylaten, Polyacrylnitril und dergleichen. Auch Glasfasern sind geeignet. Die alternativen Materialien können als Gewebe und als sogenannte"nonwovens", also als vliesartige Ge- bilde eingesetzt werden.

Derartige Gipskartonplatten sind beispielsweise aus der US 4,810, 569, US 4,195, 110 und US 4,394, 411 bekannt.

Hohe Mikrokapselanteile im Gips können unter Umständen zu einer Hydrophobierung des Gipsbaustoffes führen. Dies kann teilweise auch eine verschlechterte Haftung zu den Untergründen, auf denen diese modifizierten Gipse appliziert werden zur Folge haben, so kann sich die Haftung zum Karton verschlechtern.

Es wurde nun gefunden, dass man eine erhöhte Haftfestigkeit auf Untergründen wie Karton durch Zusatz natürlicher und/oder synthe- tischer Polymere erhält. Geeignete wasserlösliche Polymere sind : Stärke und Stärkeether, höhermolekulare Methylcellulose und an- dere Cellulosederivate, Guar-Gummi-Derivate, thermoplastische Dispersionspulver und Flüssigdispersionen auf Basis Vinylacetat, Ethylen-Vinylacetat, Vinylpropionat, Styrol-Butadien, Styrolacry- lat und Reinacrylat. Die zugegebene Menge der Polymere beträgt 0,1 bis 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamttrockengewicht Gips und Latentwärmespeicher. Die genannten Polymere verbessern nicht nur die Haftung auf dem Untergrund des Kartons, sondern erhöhen meist auch die Bruch-und Biegezugfestigkeit der erfindungsgemäßen Gipskartonplatten. Gipskartonplatten, deren Gips zu 0,1 bis 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamttrockengewicht von Gips und La- tentwärmespeicher wasserlösliche Polymere enthält, werden bevor- zugt.

Es ist ferner vorteilhaft, den Gipsmassen als weitere Additive Wasserretentionsmittel und/oder Verdicker hinzuzufügen. Beispiele sind Polyvinylalkohol, Cellulosederivate wie Hydroxyethyl- cellulose, Hydroxypropylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyacrylsäure und Copolymere mit Acrylsäure, wie Polyethylen-co- acrylsäure, Polymaleinsäure-co-acrylsäure, Polyisobutylen-co- acrylsäure und acrylsäurereiche Polymerdispersionen mit Styrol oder Acrylsäureestern oder Vinylacetat, wie sie als Verdicker für z. B. die Papierveredelung eingesetzt werden. Üblicherweise werden die Wasserretentionsmittel und/oder Verdicker in Mengen von 0,05 bis 2 Gew.-% bezogen auf das Gesamttrockengewicht Gips und La- tentwärmespeicher eingesetzt. Der so modifizierte Gips weist her- vorragende Verarbeitungseigenschaften auf.

Daher werden Gipskartonplatten, deren Gips zu 0,05 bis 2 Gew.-% Wasserretentionsmittel oder Verdicker aufweist, bezogen auf das Gesamttrockengewicht von Gips und Latentwärmespeicher, bevorzugt.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Gipskartonplatten, welche aus einem Gipskern mit beidseitig angebrachten Kartonblättern bestehen, durch Einbringen eines wässrigen Gipsbreies zwischen zwei Kartonblättern auf Cel- lulosebasis und Wärmebehandlung der so gebildeten Platten, dadurch gekennzeichnet, dass der Gipsbrei Mikrokapseln im Gewichtsverhältnis Mikrokapseln/Calciumsulfathalbhydrat von 5/95 bis 40/60 enthält.

Die erfindungsgemäßen Gipskartonplatten zeichnen sich durch gute Wärmespeichereigenschaften aus. Die Platten haben eine gute me- chanische Stabilität und zeigen gute Lagereigenschaften. Darüber- hinaus weisen sie keinen Austritt von Wärmespeicherwachsen auf.

Die Gipskartonplatten eignen sich zum Innenausbau von Gebäuden als Wand-und Deckenelemente. Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.

Bei den Prozentangaben in den Beispielen handelt es sich um Gewichtsprozent. Die in dem Beispiel angegebenen K-Werte wurden nach H. Fikentscher, Cellulose-Chemie, Bd. 13,58-64 und 71-74 (1932) in 1% iger wässriger Lösung bei einer Temperatur von 25°C bestimmt.

Herstellung der Mikrokapseln Wasserphase : 930 g Wasser 263 g einer 30 % igen kolloidalen Dispersion von Si02 in Wasser bei pH 9,8 (12 nm, 240 m2/g) 18,2 g einer 20% igen wässrigen Lösung eines Polymers aus 59 % 2-Acryamido-2-methylpropansulfonsäure-Na-Salz, 20 % Acrylsäure, 20 % Methylacrylat und 1 % Styrol, K-Wert : 69 10,5 g einer 2,5 % igen, wässrigen Kaliumdichromatlösung Ölphase : 1100 g C18-C20-Alkan (techn. Destillat) 129,5 g Methylmethacrylat 57,4 g Butandioldiacrylat 1,9 g Ethylhexylthioglykolat 2,3 g t-Butylperpivalat Zulauf 1 : 2,73 g t-Butylhydroperoxid, 70% ig in Wasser Zulauf 2 : 0,84 g Ascorbinsäure, 0,061 g NaOH, 146 g H20 Bei Raumtemperatur wurde die obige Wasserphase vorgelegt und mit 14 g 10% iger Salzsäure auf pH 7 gestellt. Nach Zugabe der Ölphase wurde mit einem schnellaufenden Dissolverrührer bei 4200 Upm dispergiert und der pH mit 15 g 10 % iger Salzsäure auf pH 4 ge- stellt. Nach 40 Minuten Dispergierung wurde eine stabile Emulsion der Teilchengröße 2 bis 8 pm Durchmesser erhalten. Die Emulsion wurde unter Rühren mit einem Ankerrüher in 4 Minuten auf 56°C aufgeheizt, innerhalb von weiteren 20 Minuten auf 58°C, innerhalb von weiteren 60 Minuten auf 71°C und innerhalb von weiteren 60 Mi- nuten auf 85°C aufgeheizt. Die entstandene Mikrokapseldispersion

wurde unter Rühren auf 70°C gekühlt und der Zulauf 1 dazugegeben.

Der Zulauf 2 wurde unter Rühren bei 70°C über 80 Minuten dosiert zugegeben. Anschließend wurde abgekühlt. Die entstandene Mikro- kapseldispersion besaß einen Feststoffgehalt von 45,7 % und eine mittlere Teilchengröße D (4, 3) = 4, 22) im.

Die Dispersion konnte in einem Laborsprühtrockner mit Zweistoff- düse und Zyklonabscheidung mit 130°C Eingangstemperatur des Heiz- gases und 70°C Ausgangstemperatur des Pulvers aus dem Sprühturm problemlos getrocknet werden. Mikrokapseldispersion und Pulver zeigten beim Aufheizen in der Differentialkalorimetrie bei einer Heizrate von 1 K/Minute einen Schmelzpunkt zwischen 26,5 und 29, 5°C mit einer Umwandlungsenthalpie von 130 J/g Alkanmischung.

Herstellung der Gipskartonplatte Eine Mischung aus 750 g Stuckgips (ß-Halbhydratgips), 250 g Mikro- kapselpulver mit Latentwärmespeicher aus dem vorangegangenen Bei- spiel und 2 g Culminale MC 7000 PF (Methylcellulose, Firma Aqua- len) werden mit 850 g Wasser zu einem gleichförmigen Brei ange- rührt und sofort auf einen Karton mit 300 g/m2 Gewicht gegossen und mit einem zweiten Karton abgedeckt und auf eine Dicke von 12 mm glattgestrichen. Nach einer Verfestigungszeit von 10 Minu- ten wird die Musterplatte in einem Trockenschrank bei 200°C für 15 Minuten getrocknet.

Die so gefertigte Gipskartonplatte hat ein normales Aussehen, die Mikrokapseln sind nicht zerstört, und die gemessene Wärmespei- cherfähigkeit bei 20 bis 30°C entspricht dem rechnerischen Anteil an zugesetztem Latentwärmespeicher.