CH496040A - Verfahren zum Einfärben und Schwerentflammbarmachen von expandierbarem Polystyrol bei gleichzeitiger Herabsetzung der Verformungszeit - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zum Einfärben und Schwerentflammbarmachen von expandierbarem Polystyrol bei gleichzeitiger Herabsetzung der Verformungszeit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einfärben und Schwerentflammbarmachen von expandierbarem Polystyrol bei gleichzeitiger Herabsetzung der Verformungszeit.



   Expandierbares Polystyrol besteht aus Polystyrol und Pentan als Treibmittel und liegt in Form runder Körner von 1-2 mm Durchmesser vor. Bei Temperaturen oberhalb 800C expandieren diese Teilchen unter Zellbildung.



  Diese sogenannten vorexpandierten. aber immer noch blähfähigen Teilchen werden in eine Form gefüllt und bei 100 bis   1 100C    einem weiteren Expansionsprozess unterworfen. Hierbei verschweissen die einzelnen Teilchen zu einem Formkörper. Anschliessend muss die Form so weit abgekühlt werden, bis das Treibmittel keinen Druck mehr ausübt bzw. beim Öffnen der Form der Formkörper nicht weiter bläht. Die Schaumstoffe aus Polystyrol werden als Platte zum Isolieren gegen Wärme bzw. Kälte und Schall oder als Formkörper (Verpackung. Pflanzengefässe, Kühlschrankgehäuse, Schwimmkörper usw.) in grossen Mengen verwendet.



   Insbesondere die Bauindustrie verlangt Isolierstoffe, die nicht brennen. Ausserdem werden zur Herstellung von Formkörpern, vorzugsweise Pflanzengefässe, häufig eingefärbte Rohstoffe benötigt.



   Schwerentflammbare oder eingefärbte Rohstoffe sind herstellbar, wenn Flammschutzmittel bzw. Farbstoffe einpolymerisiert werden. Derartige Produkte haben jedoch den Nachteil, dass sie sich bei weitem nicht so gut verarbeiten lassen und infolge des aus polymerisationstechnischen Gründen verlangten hohen Reinheitsgrades besonders ausgesuchter Flammschutzmittel und Farbstoffe wesentlich teurer einstehen wie die reinen Styrolpolymerisate.



   Es ist auch möglich, schwerentflammbare oder gefärbte Schaumstoffe herzustellen, wenn die treibmittelhaltigen Polystyrolteilchen oberflächlich mit bestimmten Flammschutzmitteln oder Farbstoffen beschichtet sind.



  Hierbei wird so verfahren, dass im allgemeinen mit einem Kunstharz diese Produkte auf die Rohstoffkügelchen geklebt werden. Diese derartig behandelten Rohstoffe haben den Nachteil, dass bei der Verformung insbesondere die Verschweissung stark verschlechtert wird, weil sich Farbstoff und Kunstharz nicht fest genug mit den Polystyrolteilchen verbinden und wie ein Trennmittel zwischen den einzelnen Rohstoffteilchen liegen.



   Massgebend für die Länge des Verarbeitungszykluses ist bei der Verarbeitung von vorexpandiertem Polystyrol die Kühlzeit, welche bis 90% der gesamten Zykluszeit ausmachen kann. Kürzere Kühlzeiten sind nur möglich, wenn auf eine gute Verschweissung verzichtet und bei niedrigeren Temperaturen als gewöhnlich ausgeschäumt wurde. Von dieser Massnahme wird jedoch aus Qualitätsgründen kaum Gebrauch gemacht.



   Es bestand die Aufgabe, nach einer Mischung zu suchen, die aus einer Grundsubstanz besteht und entweder mit Farbstoffen oder Flammschutzmitteln vermischt, geeignet ist, expandierbares Polystyrol einzufärben bzw.



  schwerentflammbar zu machen, ohne dass die Verschweissung oder die Verarbeitung des Rohstoffes nachteilig beeinflusst wird.



   Es wurde hierbei gefunden, dass Plastifizierungsmittel bzw. hochsiedende Lösungsmittel für Polystyrol. die alleine angewandt beim Verarbeitungsprozess den Schaumstoff zu stark anlösen und dadurch zum Schwinden bringen, diese Aufgabe vortrefflich lösen, wenn sie mit nichtlösenden Füllstoffen organischer oder anorganischer Natur, gefüllt und somit verdünnt werden. Es wurde weiter gefunden, dass insbesondere Plastifizierungsmittel bzw. hochsiedende Lösungsmittel für Polystyrol, die erst oberhalb der Raum- bzw.

  Normaltemperaturen, vorzugsweise im Bereich der Verarbeitungstemperaturen, Polystyrol oberflächlich lösen bzw. plastifizieren, dieser Aufgabe besonders gerecht werden, weil sie während des Verarbeitungsvorganges durch ihre plastifizierende Wirkung die einzelnen Polystyrolteilchen fest miteinander verbinden, dabei die Fremdsubstanzen einschliessen und nach dem Verarbeitungsprozess in diesem Zustand verbleiben.  



   Es wurde weiter gefunden, dass hochgefüllte hochsiedende Lösungsmittel bzw. Plastifikatoren die Kühlzeiten der in entsprechenden Formen frisch hergestellten Polystyrolschaumstoffe stark abkürzen, ohne dass die Schaumstoffqualität dabei nachteilig beeinflusst wird.



   Die Verschweissung der einzelnen Partikel wird beim Verformungsvorgang nicht nachteilig beeinflusst; sie ist gegenüber den nach den bisherigen Verfahren mit Flammschutzstoffen oder Farbstoffen präparierten Partikel wesentlich verbessert.



   Insbesondere bei grösseren Zusätzen kann es von Vorteil sein, wenn der Plastifikator-Füllstoffkombination ein   thermoplastischer    Kunststoff beigemischt wird, der bei Raumtemperatur oder im Bereich der Verarbeitungstemperaturen mit dem Plastifikator geliert und die Kohäsion dieser Mischung, die sich andererseits wiederum mit dem expandierbaren Polystyrol fest verbindet, erhöht.



   Zur guten Verteilung der Plastifikator-Füllstoffmischung im expandierbaren Polystyrol, welches in Teilchen von einer Grösse bis etwa 3 mm Durchmesser vorliegt, ist es   zweckmässig,    diese in einem geeigneten Lösungsmittelgemisch zu suspendieren. Ebensogut möglich ist es, die Plastifikator-Füllstoffmischung unter Verwendung geeigneter Emulgatoren in Wasser zu emulgieren, wobei es sich in diesen Fällen empfiehlt, dieser Mischung noch eine gut füllstoffverträgliche Kunststoff Dispersion beizumischen, in die der Plastifikator ungelöst oder in einem Lösungsmittel gelöst untergemischt werden kann.



   Wenn es auch einfacher und wirtschaftlicher ist, eine Plastifikator-Füllstoffmischung dem Rohstoff beizumischen, an dem diese vor der ersten Erwärmung ausreichend gut und nach dem Vorexpandieren (Erwärmung auf ca. 1000C) sehr gut haftet, so ist es auch möglich, das bereits vorexpandierte blähfähige Polystyrol mit dieser Mischung zu präparieren, was besonders bei sehr kräftigen Einfärbungen   zweckmässig    ist.



   Beispiel I
In 10 Gewichtsteilchen Trikresylphosphat, die mit 20 Gewichtsteilen Essigester und 10 Gewichtsteilen Äthylalkohol verdünnt sind, wurden 40 Gewichtsteile Kaolin suspendiert.



   Unter 100 Gewichtsteile expandierbares Polystyrol werden von obiger Mischung 2 Gewichtsteile gleichmässig verteilt; dieses derart präparierte Material lässt sich genauso vorexpandieren und in entsprechenden Formen zu Formteilen verformen wie ein nicht präpariertes Material. Die Kühlzeit beträgt jedoch bei dem präparierten Material, insbesondere bei dickeren Formteilen, nur 20-30% der Kühlzeit des nicht präparierten Materials, ohne dass sich die hergestellten Formteile in ihrer Dimension ändern oder sich in der Qualität von dem nicht präparierten Material unterscheiden.



   Beispiel 2
In 10 Gewichtsteilen Mineralöl, welches gemäss Beispiel 1 mit einer Lösungsmittelkombination verdünnt ist, werden 70 Gewichtsteile Chromoxydgrün suspendiert.



  Wird 1 Gewichtsteil dieser Mischung unter 100 Gewichtsteile expandierbares Polystyrol gleichmässig verteilt, dann erhält man einen entsprechend eingefärbten Rohstoff, der zu Formteilen verarbeitet werden kann, die sich von andersartig eingefärbten Produkten durch bessere Verschweissung unterscheiden und eine kürzere Kühlzeit nach der Verformung benötigen.



   Beispiel 3
In Abänderung zu Beispielen 1 und 2 werden als Füllstoff organische Halogenverbindungen verwendet, die katalytisch wirkende Substanzen, z.B. Antimontrooxyd oder Peroxyde, enthalten können. Werden unter 100 Gewichtsteilen expandierbares Polystyrol, je nach Art der Halogenverbindung, 10 bis 20 Gewichtsteile obiger Mischung gleichmässig verteilt, dann erhält man einen Rohstoff, der zu schwerentflammbaren Schaumstoffen verarbeitet werden kann.

 

   Beispiel 4
In Abänderung zu Beispiel 3 werden als Plastifzierungsmittel bereits organische Halogenverbindungen, z.B.



  chloriertes Paraffin, verwendet.



   Beispiel 5
In Abänderung zu Beispielen 2 und 3 werden den Farbpigmenten bzw. organischen Halogenverbindungen anorganische Füllstoffe in beliebigem Verhältnis zugemischt.



   Beispiel 6
In Abänderung zu Beispielen 1-5 enthält die Plastifikator-Füllstoffmischung z.B. 50% Polyvinylacetat.



   Beispiel 7
In Abänderung zu Beispiel 6 ist die Plastifikator Füllstoffmischung in Wasser emulgiert bzw. dispergiert.



   Beispiel 8
In Abänderung zu Beispielen 1-7 wird bereits vorexpandiertes, blähfähiges Polystyrol entsprechend präpariert. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zum Einfärben und Schwerentflammbarmachen von expandierbarem Polystyrol bei gleichzeitiger Herabsetzung der Verformungszeit, dadurch gekennzeichnet, dass die expandierbaren Polystyrolteilchen mit einem mit organischen oder anorganischen Fällstoffen gefüllten Plastifizierungsmittel bzw. hoch siedenden Lösungsmittel für Polystyrol oder einem Plastifizierungsmittel- bzw. hoch siedenden Lösungsmittelgemisch, dem bis zur Erreichen einer gut verteilbaren Aufschlämmung bzw. Paste niedrig siedende bzw. schnell verdunstbare Flüssigkeiten zugemischt sind, vermischt werden, ehe dieser modifizierte Rohstoff vollständig expandiert und weiter verarbeitet wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit eine Löser-Nichtlöser-Kombination verwendet wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plastifizierungs- bzw. Lösungsmittel das expandierbare Polystyrol nicht oder praktisch nicht bei Normal- bzw. Raumtemperatur, sondern nur bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise im Bereich der Weiterverarbeitungstemperatur, unter Gel-Bindung oberflächlich zu lösen bzw. zu plastifizieren vermögen.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe eingefärbt sind oder nur aus einem Farbstoff bestehen.

   4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe feuerlöschende Substanzen bzw. Flammschutzstoffe enthalten oder ganz aus feuerlöschenden Substanzen bzw. Flammschutzstoffen bestehen.

   5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe Flammschutzstoffe und Farbstoffe enthalten.

   6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Plastifizierungsmittel bzw. Lösungsmittel allein oder zusammen mit dem gewählten Füllstoff oder mit der gewählten Füllstoffkombination feuerlöschende Eigenschaften hat.

   7. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Plastifikator-Füllstoffkombination verträgliche thermoplastische Kunststoffe beigemischt sind.

   8. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Plastifikator-Füllstoffmisehung in wässriger Emulsion bzw. Suspension dem expandierbaren Polystyrol untergemischt wird.

   9. Verfahren nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Emulsion bzw. Suspension einen plastifikator- und füllstoffverträglichen Kunststoff enthält.

   10. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Plastifikator-Füllstoffmischung dem vorexpandierten aber noch weiter expandierbaren Polystyrol beigemischt wird.