AT510312B1 - Polymerschaumkörper oder teilchenförmige expandierbare polymerisatpartikel und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft Polymerschaumkörper oder teilchenförmige expandierbare Polymerisatpartikel zur Weiterverarbeitung zu einem Partikelschaumköper, enthaltend kohlenstoffhaltige athermane Partikel, welche dadurch gekennzeichnet sind, dass der Kohlenstoff der athermanen Partikel sowohl teilweise grafitisch geordnet als auch turbostratisch vorliegt, sowie Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.

Claims (23)

  1. österreichisches Patentamt AT510 312B1 2013-02-15 [0095] Die so hergestellten Platten hatten eine Dichte von 16 kg/m3 und eine Wärmeleitfähigkeit von 29,4 [mW/(m*K)J. Die Klasse B1 nach DIN 4102 konnte erreicht werden. [0096] Damit ergibt sich zusammenfassend das aus Tabelle 2 und 3 ersichtliche Ergebnis: [0097] Tabelle 2: Beispiel Art Gew% AgB *) (%) Dichte kg/m3 WLF mW/(m*K) 1 (Vergleich) Naturgrafit 4 >99 % 16 30,5 2 Hochtemperaturbehandelter Petrolkoks 4 4,4 % 16 30,3 3 Meta-Anthrazit 4 70% 16 30,2 [0098] Tabelle 3: Beispiel Art Gew% AgB*) (%) Dichte kg/m3 WLF mW/(m*K) 4 (Vergleich) Naturgrafit 8 >99 % 16 29,6 5 Hochtemperaturbehandelter Petrolkoks 8 4,4 % 16 29,2 6 Meta-Anthrazit 8 70% 16 29,4 Anteil grafitischer Bereiche [0099] Aus Tabelle 2 ist gut ersichtlich, dass das Wärmedämmvermögen von Dämmplatten mit Naturgrafit schlechter ist, als von Dämmplatten, die Meta-Anthrazit oder hochtemperaturbehandelten Petrolkoks in gleichen Konzentrationen enthalten. [00100] Auch aus Tabelle 3 geht hervor, dass die Vergleichsdämmplatte 4 hinsichtlich ihrer Wärmedämmung schlechter abschneidet, als die beiden erfindungsgemäßen Platten. [00101] Es ist somit die Verwendung der erfindungsgemäßen Partikel vorteilhafter als solche mit einer Zugabe von reinem Grafit. Patentansprüche: 1. Polymerschaumkörper oder teilchenförmige expandierbare Polymerisatpartikel zur Weiterverarbeitung zu einem Partikelschaumköper, enthaltend kohlenstoffhältige athermane Partikel, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenstoff der athermanen Partikel sowohl teilweise grafitisch geordnet als auch tur-bostratisch vorliegt.
  2. 2. Polymerschaumkörper bzw. Polymerisate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuintensität abhängig vom Streuvektor q des d002-Reflexes des Kohlenstoffs entsprechend der Anordnung der Graphenebenen des turbostratischen Bereichs zumindest ein relatives Maximum im Bereich von 17,5 nm"1 und 18,6 nm'1 und der grafitisch geordnete Bereich zumindest ein relatives Maximum im Bereich von 18,6 nm'1 und 18,9 nm'1 besitzt, jeweils gemessen mittels Kleinwinkel-Röntgenstreuung SAXS (small-angle X-ray Scattering, Wellenlänge λ=0,1542 nm, CuKa) mit einer Drehanode. 10/15 österreichisches Patentamt AT510 312B1 2013-02-15
  3. 3. Polymerschaumkörper bzw. Polymerisate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuintensität abhängig vom Streuvektor q des d002-Reflexes des Kohlenstoffs entsprechend der Anordnung der Graphenebenen des turbostratischen Bereichs und des d002-Reflexes entsprechend der Anordnung der Graphenebenen des grafitisch geordneten Bereichs ein gemeinsames Peakmaximum im Bereich von 18,5 bis 18,75 nm1 hat.
  4. 4. Polymerschaumkörper bzw. Polymerisate nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche unterhalb der q-Kurve des d002-Reflexes des grafitischen Bereichs des Kohlenstoffs größer 0,5 %, bevorzugt größer 1%, besonders bevorzugt größer 2%, jeweils bezogen auf die Fläche unterhalb der q-Kurve im Bereich von 15,0 nm1 bis 21,0 nm1 beträgt.
  5. 5. Polymerschaumkörper bzw. Polymerisate nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der die Fläche unterhalb der q-Kurve des d002-Reflexes des grafitischen Bereichs kleiner 95 %, bevorzug kleiner 85 %, insbesondere kleiner 75 %, jeweils bezogen auf die Fläche unterhalb der q-Kurve im Bereich von 15,0 nm1 bis 21,0 nm"1, beträgt.
  6. 6. Polymerschaumkörper bzw. Polymerisate nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die größte Abmessung der athermanen Partikel ein d50 von 0,5 bis 50 pm, vorzugsweise von 1 bis 30 pm, insbesondere von 1 bis 10 pm, beträgt.
  7. 7. Polymerschaumkörper bzw. Polymerisate nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die athermanen Partikel plättchenförmig sind und ein Aspektverhältnis von 2 bis 50 aufweisen.
  8. 8. Polymerschaumkörper bzw. Polymerisate nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die athermanen Partikel in Mengen von 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt von 0,5 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt von 1 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Formkörpers bzw. jedes Polymerisatpartikels, enthalten sind.
  9. 9. Polymerschaumkörper bzw. Polymerisate nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die athermanen Partikel aus natürlichen und/oder synthetischen grafitierbaren Kohlenstoffen hergestellt sind, die zumindest teilweise durch thermische Behandlung in grafitische Strukturen umgewandelt wurden, z.B. aus Kohlen, Koksen, Produkten aus der Verarbeitung fossiler Rohstoffe, und/oder natürlichen Ursprungs, und sich im geologischen Übergangszustand von nicht-grafitischen Strukturen zu grafitischen Strukturen befinden, wie z.B. Anthrazit, grafithaltige Gesteine oder Kohlenstoffgesteine.
  10. 10. Polymerschaumkörper bzw. Polymerisate nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein oder mehrere Infrarotstrahlung reflektierende Partikel bzw. Infrarot-Trübungsmittel bzw. die Wärmedämmeigenschaften verbessernde(s) Materialien), enthalten sind, wie beispielsweise Graphit, Elektrografit, Ruß, Kohle, Aktivkohle, Metalloxide, beispielsweise Titandioxid, Nichtmetalloxide, Metallpulver, Aluminiumpulver, Kohlenstoff, z.B. Carbon Black, Books- und Taylor-Strukturen enthaltender Kohlenstoff, Carbon-Fasern, Fullerene, oder organischer Farbstoff, insbesondere in Form von Pigmenten oder Mischungen aus diesen Materialien.
  11. 11. Polymerschaumkörper bzw. Polymerisate nach einem der Ansprüche 1 bis 10, insbesondere Styrolpolymer-Partikelschaumstoff oder extrudierter Polystyrol-Flartschaum (XPS), bzw. expandierbare bzw. expandierte Styrolpolymerisate (EPS) bzw. Styrolpolymer-Granulate (EPS), bestehend aus Homo- und Copolymeren von Styrol, vorzugsweise glasklares Polystyrol (GPPS), Schlagzähpolystyrol (HIPS), anionisch polymerisiertes Polystyrol oder Schlagzähpolystyrol (A-IPS), Styrol-alpha-Methylstyrol-Copolymere, Acryl-nitril-Butadien-Styrolpolymerisate (ABS), Styrol-Acrylnitril (SAN) Acrylnitril-Styrol-Acrylester (ASA), Methy-acrylat-Butadien-Styrol (MBS), Methylmethacrylat-Acrylnitril-Butadien-Styrol(MABS)-poly-merisate oder Mischungen davon oder mit Polyphenylenether (PPE) oder Polyphenylensul-fid (PPS). 11 /15 österreichisches Patentamt AT510 312B1 2013-02-15
  12. 12. Polymerschaumkörper bzw. Polymerisate nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bestehend aus Celluloseacetatbutyrat und/oder dessen Copolymeren und Polymermischungen.
  13. 13. Polymerschaumkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass seine Wärmeleitfähigkeit zumindest den Anforderungen der Wärmeleitgruppe WLG 032 gemäß DIN 18164 genügt und/oder dass seine Wärmeleitfähigkeit λ10, tr gemessen nach EN 12677 unter 0,031 W/m*K liegt.
  14. 14. Polymerschaumkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit einer Dichte von < 30 kg/m3, vorzugsweise von < 18 kg/m3.
  15. 15. Polymerschaumkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 14, hergestellt aus einer Mischung von expandierbaren bzw. expandierten Polymerisatpartikeln, in denen athermane Partikel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 enthalten sind, und expandierbare bzw. expandierte Polymerisatpartikeln, die frei von athermanen Partikeln sind.
  16. 16. Polymerschaumkörper hergestellt aus expandierbaren Polymerisaten nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
  17. 17. Verwendung des Polymerschaumkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 16 als Dämmkörper zur Wärmedämmung von Gebäuden und/oder Gebäudeteilen.
  18. 18. Verfahren zur Herstellung eines Polymerschaumkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die expandierbaren Polymerisatpartikel, in denen athermane Partikel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 enthalten sind, zu Dämmkörpern versintert werden.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in die Polymerisatschmelze als Treibmittel ein gasförmiger oder flüssiger Kohlenwasserstoff eingebracht wird, und/oder ein Polymerisat oder eine Polymerisatschmelze eingesetzt wird, in welches bzw. welche ein derartiges Treibmittel schon eingebracht ist.
  20. 20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisatschmelze aus einem oder mehreren expandierbaren Polymeren besteht und zumindest ein thermoplastisches Polymer in einer Konzentration von mehr als 50 Gew.-% enthält.
  21. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in der Polymerisatschmelze als Flammschutzmittel eine organische Halogenverbindung, vorzugsweise mit einem Halogengehalt von mindestens 50 Gew.-%, eingesetzt wird.
  22. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass in der Polymerisatschmelze als Flammschutzmittel ein halogenfreies Flammschutzmittel eingesetzt wird.
  23. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass in der Polymerisatschmelze zumindest ein thermischer Radikalbildner als Flammschutzsynergist eingesetzt wird. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 12/15
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