DE102008015782A1

DE102008015782A1 - Verfahren zur Herstellung einer Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung

Info

Publication number: DE102008015782A1
Application number: DE102008015782A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Fieback; Dirk Carsten BÜTTNER; Angelo SCHÜTZ; Stefan Dr. Reinemann
Original assignee: RUBITHERM TECHNOLOGIES GmbH; Thueringisches Institut fuer Textil und Kunststoff Forschung eV
Current assignee: RUBITHERM TECHNOLOGIES GmbH; Thueringisches Institut fuer Textil und Kunststoff Forschung eV
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2009-10-01
Also published as: WO2009118344A1; KR20100139088A; JP2011515551A; EP2265668A1; US8262925B2; AU2009228817A1; CA2719724A1; CN102046715B; CN102046715A; US20110193008A1; AU2009228817B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer ausschwitzarmen, bevorzugt ausschwitzfreien polymergebundenen und Phasenwechselmaterial aufweisenden Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Polymer-gebundene Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung mit einem Anteil an Phasenwechselmaterial und Carbon-Nanotubes als Additiv. Um ein Verfahren zur Herstellung eines ausschwitzarmen, bevorzugt ausschwitzfreien Phasenwechselmaterials anzugeben, das bei günstiger Herstellbarkeit den gewünschten Erfolg erbringt, wird vorgeschlagen, dass das Phasenwechselmaterial verflüssigt wird, dass das flüssige Phasenwechselmaterial bei einer Temperatur zwischen 50°C und 130°C, zumindest aber 20°C bis 70°C oberhalb des Schmelzpunktes des Phasenwechselmaterials, in einen Extruder eingebracht wird, in welchen auch das Polymer eingebracht wird, wobei der Extruder Knet-, Förder- und Stauelemente aufweist, und dass die Einbringungen des Phasenwechselmaterials in den Extruder in Extrusionsrichtung nach dem Polymer vorgenommen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer ausschwitzarmen, bevorzugt ausschwitzfreien polymergebundenen und Phasenwechselmaterial aufweisenden Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung.
Derartige Verfahren und Phasenwechselmaterialien sind bereits in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt geworden. Es wird beispielsweise verwiesen auf die EP 0 747 431 B1 , die WO 98/12366 , die US 2006/0124892 A1 und die US 4,908,166 A1 . Als Phasenwechselmaterialien kommen insbesondere auch salzbasierte Phasenwechselmaterialien in Betracht.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik stellt sich der Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines ausschwitzarmen, bevorzugt ausschwitzfreien Phasenwechselmaterials anzugeben, das bei günstiger Herstellbarkeit den gewünschten Erfolg erbringt.
Eine mögliche Lösung dieser Aufgabe ist nach einem ersten Erfindungsgedanken durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gegeben, wobei darauf abgestellt ist, dass das flüssige Phasenwechselmaterial bei einer Temperatur zwischen 50° und 130°C, jedenfalls aber 20° bis 70°C oberhalb der Schmelztemperatur des Phasenwechselmaterials, in einen Extruder eingebracht wird, in welchen auch das Polymer eingebracht wird, wobei der Extruder Knet-, Förder- und Stauelemente aufweist, und dass die Einbringung des Phasenwechselmaterials in den Extruder in Extruderrichtung nach dem Einbringen des Polymers vorgenommen wird und zwar in einem Bereich in dem bereits eine erste Kneteinwirkung auf das Polymer stattgefunden hat. Das Phasenwechselmaterial wird also in den Extruder nicht nur bei relativ hoher Temperatur, sondern auch in einen Bereich eingebracht, in dem das Polymermaterial bereits in gewissem Umfang durchgeknetet ist. Und zwar bevorzugt in einen ersten Beruhigungsabschnitt, in dem es im Wesentlichen nur um die Förderung des Materials geht. Aufgrund der hohen Temperatur des Phasenwechselmaterials sind gute fluidische Eigenschaften des Phasenwechselmaterials beim Einbringen sichergestellt.
Die Stauelemente bzw. allgemeiner eine Stauwirkung erbringt den gewünschten Effekt einer Verweilzeit im Extruder von bevorzugt 2 Minuten oder mehr, insbesondere bis hin zu 5 Minuten, wobei auch hierbei in die angegebene Zeitspanne alle Zwischenwerte, insbesondere in Sekundenschritten, sei es einschränkend von oben und/oder von unten im Hinblick auf einen Bereich, eingebogen sind.
Als Phasenwechselmaterial kommt bevorzugt Paraffin zum Einsatz.
Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung, oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zu dem vorstehend behandelten Anspruchskonzept erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einem oder mehreren einzelnen Merkmalen des genannten Anspruchskonzepts oder unabhängig von Bedeutung sein.
So ist zunächst bevorzugt, dass der Extruder ein Schneckenextruder ist, insbesondere ein Doppelschneckenextruder.
Weiter kann nach einer bevorzugten Ausführungsform der Extruder mit einer Drehzahl zwischen 100 und 1200 Umdrehungen pro Minute betrieben werden. Bevorzugt zwischen 300 und 1200 U/min, weiter bevorzugt zwischen 800 und 1200 U/min. Diese angegebenen zahlenmäßigen Bandbreiten schließen offenbarungsmäßig auch sämtliche Zwischenwerte ein, und zwar insbesondere in Schritten von einer Umdrehung pro Minute. Hierbei kann ein solcher Schritt von der unteren und/oder oberen Grenze auf die jeweils andere Grenze hin vorgenommen sein. Mit, bezogen auf den angegebenen Bereich, relativ höheren Drehzahlen ist in einer gewünschten kurzen Zeitspanne insbesondere eine günstige innige Vermischung von beispielsweise Kraton als Additiv mit beispielsweise PMMA als Polymermatrix zwischen der ersten Förderzone und der ersten Knetzone zu erreichen, was auch Voraussetzung ist für eine nachfolgend erstrebte innige Vermischung mit dem Phasenwechselmaterial, insbesondere Paraffin, in nachfolgenden Förder- und Knetzonen.
Die Verweilzeit beginnt mit einer Einspeisung des Polymers und der Additive, die zunächst und bevorzugt gleichzeitig eingespeist werden. Jedenfalls beginnt die Verweilzeit aber mit Eintritt der später eingespeisten Komponente betreffend Polymer bzw. Additiv. Diese werden schon in der ersten Förderzone innig vermischt, bevor das Phasenwechselmaterial wie beispielsweise Paraffin hinzutritt.
Bevorzugt ist auch, dass eine Verweilzeit der Schmelze in dem Extruder, bezogen auf die Polymermatrix bzw. dann die Mischung der Polymermatrix mit dem Phasenwechselmaterial, zwischen einer und vier Minuten liegt. In die genannte zahlenmäßige Bandbreite der Verweilzeit werden auch offenbarungsmäßig alle Zwischenwerte, insbesondere in Sekundenschritten, eingeschlossen. Hierbei können die Zwischenwerte von der unteren und/oder oberen Grenze auf die jeweils andere Grenze hin eine Einschränkung erbringen.
Als Polymermaterial können sehr verschiedenartige Materialien zum Einsatz kommen, beispielsweise LDPE (Low Density Polyethylen), HDPE (High Density Polyethylen), LLDPE (Linear Low-Density Polyethylen), Polymethyl-Methacrylat und andere.
Bevorzugt wird weiter soviel des Polymermaterials in den Extruder eingegeben, wie 10%–40% der schließlich erreichten Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung entsprechen. In dem erreichten Endprodukt, der Phasen wechselmaterial-Zusammensetzung, sind also 10–40 Massen-% dann die Polymermatrix. Hinsichtlich der Einbringung des Polymermaterials werden hiermit auch wiederum alle Zwischenwerte, insbesondere in ¹/₁₀%-Schritten, in die Offenbarung eingeschlossen. Ein solcher Schritt kann die genannte Bandbreite von der unteren und/oder oberen Grenze auf die jeweils andere Grenze hin einschränken.
Weiterhin ist bevorzugt, dass Additive zugegeben werden. Die Einbringung des Phasenwechselmaterials erfolgt insofern bevorzugt nach dem Einbringen des Matrixpolymers und des Additivs, und zwar in einem Bereich, in dem bereits eine erste Kneteinwirkung auf die Mischung aus Polymer und Additiv stattgefunden hat.
Insbesondere in einer Menge von 1–20 Massenprozent bezogen auf die hergestellte Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung. Auch diesbezüglich werden alle Zwischenwerte, insbesondere in ¹/₁₀ Massenprozentschritten, einbezogen. Dies bedeutet, dass die genannte Bandbreite in ¹/₁₀ Prozentschritten von der unteren und/oder oberen Grenze auf die jeweils andere Grenze hin eingeschränkt werden kann.
Ein Additiv kann insbesondere durch ein Block-Co-Polymer gegeben sein. Als Solche kommen beispielsweise Styrol-Copolymerisate wie SEES und SBS in Frage. Weiter auch insbesondere das unter dem Handelsnamen Kraton-G bekannte Copolymerisat. Weiter auch Propylen Block-Copolymerisate wie EPR.
Ein weiteres bevorzugtes Additiv ist in Carbon-Nanotubes zu sehen. Im Einzelnen können beispielsweise in MWCNT (Multi Wall Carbon Nanotubes) und SWCT (Single Wall Carbon Nanotubes) zum Einsatz kommen, mit und ohne chemische Modifizierung. Es handelt sich um Nanostrukturen mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 1:100 bis 1:1000 und mehr, gegebenen falls bis hin zu 1:1.000.000 und mehr. Sie sind gebildet durch zylindrische Kohlenstoff-Moleküle. In die angegebenen Bereiche sind jeweils auch alle Zwischenwerte in 1er-Schritten, sei es als Einschränkung des Bereichs von oben und/oder von unten, einbezogen.
Die Verweilzeit der Materialien in dem Extruder ist weiter bevorzugt so vorgesehen, dass eine Verweilzeit von 2 Minuten jedenfalls nicht unterschritten wird. Bevorzugt ist also eine Verweilzeit im Bereich von 2 bis 5 Minuten, wobei auch in diese Bandbreite alle Zwischenwerte, insbesondere in Sekundenschritten, einbezogen sind. Dies heißt in Schritten von der unteren und/oder oberen Grenze auf die jeweils andere Grenze hin.
Weiter ist bevorzugt, dass die Temperatur im Extruder so eingestellt wird, dass sie mindestens 20°–180°C, bevorzugt 50°–150°C über der Einspeisungstemperatur des Phasenwechselmaterials liegt. Auch in diese genannten Temperaturbandbreiten sind alle Zwischenwerte, insbesondere in 1°C-Schritten, einbezogen. Dies auch derart, dass ein solcher Schritt von der unteren/oder oberen Grenze auf die jeweils andere Grenze hin vorgenommen sein kann.
Darüber hinaus ist bevorzugt, dass die erhaltene Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung einen Anteil am Phasenwechselmaterial von 60% oder mehr aufweist, insbesondere 70% oder mehr, weiter bevorzugt 75% oder mehr, bis hin zu 80%, wobei besonders bevorzugt ein Bereich von 65–75% ist. Auch hierbei sind in die Offenbarung alle Zwischenwerte, insbesondere in ¹/₁₀ Prozentschritten, einbezogen, so dass also das Phasenwechselmaterial auch von 60,1% oder mehr etc. vorgesehen sein kann. Die Zwischenwerte beziehen sich insbesondere auch auf Einschränkungen der jeweils angegebenen Bereiche, sei es von oben und/oder von unten.
Beispiele:

1. In einen Doppelschneckenextruder ZSK25 (Firma COPERION) mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 40:1 wurde über eine hermetisch abdichtende Dosierlanze in den Schneckenzonenbereich zwischen erster Knetzone und zweiter Förderzone heißes Phasenwechselmaterial (Paraffin RT58 von Rubitherm Technologies GmbH) mit einer Temperatur von 120°C in einen Schmelzestrom bestehend aus PMMA (Trägerpolymer) und phasenkompatibilisierendem Additiv (SEES bzw. Handelsname Kraton G 1651) eingespeist. Durch eine Schneckendrehzahl von 1000 U/min und einem Gesamtdurchsatz an PMMA/Kraton G 1651/RT58 von 5 kg/h wurde eine mittlere Verweilzeit von 2,5 Minuten erreicht. Die erforderliche homogene Vermischung aller drei Einsatzkomponenten wurde erzielt. Die ersten beiden Zonen des Extruders wurden auf eine Temperatur von 260°C bzw. 250°C eingestellt. Die erreichte Phasenwechelmaterial-Zusammensetzung war: – 75 Gewichtsprozent PCM (Rubitherm RT 58, Rubitherm Technologies GmbH) – 15 Gewichtsprozent SEES (Kraton G 1651) – 10 Gewichtsprozent PMMA. Aus der Schmelzeaustragsdüse konnte nach Durchsetzen einer ausreichend angepassten Wasserkühlstrecke ein stabiler Strang geformt, angezogen und granuliert werden. Die erlangten Granulate wiesen im DSC (Differential Scanning Calorimetry, wärmekaloriemetrische Messmethodik zur Bestimmung von Schmelz- und Kristallisationspunkten von Materialien) eine Phasenwechselenthalpie von 135 J/g auf. Die Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung zeigte eine sehr gute Zyklenstabilität und erwies sich bei einschlägigen Tests mit der Simulierung von Temperatur-Lastwechselzyklen (20°C/85°C) als sehr beständig gegenüber einem Ausschwitzen des Phasenwechselmaterials (Paraffin).
2. In einen Doppelschneckenextruder ZSK25 (Firma COPERION) mit einem 1/d-Verhältnis von 40:1 wurden über eine hermetisch abdichtende Dosierlanze in den Schneckenzonenbereich zwischen erster Knetzone und zweiter Förderzone heißes PCM (Paraffin RT58 von Rubitherm Technologies GmbH) mit einer Temperatur von 120°C in einen Schmelzestrom bestehend aus PMMA (Trägerpolymer) und phasenkompatibilisierendem Additiv (SEES, Kraton G 1651) eingespeist. Durch eine Schneckendrehzahl von 1000 U/min, einem Gesamtdurchsatz an PMMA/KRATON G 1651/RT58 von 5 kg/h wurde eine mittlere Verweilzeit von 2,5 Minuten zur erforderlichen Homogenisierung aller drei Einsatzkomponenten eingestellt. Die ersten beiden Zonen des Extruders wurden auf eine Temperatur von 270°C bzw. 265°C eingestellt. Die erreichte Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung war wie folgt: – 60 Gewichtsprozent PCM (Rubitherm RT 58, Rubitherm Technologies GmbH) – 15 Gewichtsprozent SEES (Kraton G 1651) – 25 Gewichtsprozent PMMA. Aus der Schmelzeaustragsdüse konnte nach Passieren einer ausreichend angepassten Wasserkühlstrecke ein sehr stabiler Strang geformt, angezogen und granuliert werden. Die erlangten Granulate wiesen im DSC eine Phasenwechselenthalpie von 100 J/g auf. Das Polymerträger-PCM-Material zeigte eine sehr gute Zyklenstabilität und erwies sich bei einschlägigen Tests mit der Simulierung von Temperatur-Lastwechselzyklen (20°/85°C) als sehr beständig gegenüber einem Ausschwitzen des PCM (Paraffins). Sowohl die erlangten Granulate als auch die daraus gefertigten Spritzgusserzeugnisse (Prüfplatten) wiesen eine deutlich verbesserte Wärmeformbeständigkeit auf.
3. In einen Doppelschneckenextruder ZSK25 (Firma COPERION) mit einem 1/d-Verhältnis von 40:1 wurden über eine hermetisch abdichtende Dosierlanze in den Schneckenzonenbereich zwischen erster Knetzone und zweiter Förderzone heißes PCM (Paraffin RT58 von Rubitherm Technologies GmbH) mit einer Temperatur von 120°C in einen Schmelzestrom bestehend aus LLDPE (Trägerpolymer) und phasenkompatibilisierendem Additiv (Multiwall-Carbon Nanotubes, NANOCYL S. A. Belgien) eingespeist. Durch eine Schneckendrehzahl von 1000 U/min, einem Gesamtdurchsatz an LLDPE/MWCNT/RT58 von 5 kg/h wurde eine mittlere Verweilzeit von 2,5 Minuten zur erforderlichen Homogenisierung aller drei Einsatzkomponenten eingestellt. Die ersten beiden Zonen des Extruders wurden auf eine Temperatur von 220°C eingestellt. Die Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung war wie folgt: – 60 Gewichtsprozent PCM (Rubitherm RT 58, Rubitherm Technologies GmbH) – 4 Gewichtsprozent SEES (MWCNT, NANOCYL S. A.) – 36 Gewichtsprozent LLDPE. Aus der Schmelzeaustragsdüse konnte nach Passieren einer ausreichend angepassten Wasserkühlstrecke ein sehr stabiler und sehr glatter Strang geformt, angezogen und granuliert werden.

Weitere Beispiele, die ein vertretbares, jedoch kein optimales Ergebnis erbrachten:

1. In einen Doppelschneckenextruder ZSK25 (Firma COPERION) mit einem 1/d-Verhältnis von 40:1 wurde über eine hermetisch abdichtende Dosierlanze in den Schneckenzonenbereich zwischen erster Knetzone und zweiter Förderzone heißes PCM (Paraffin RT58 von Rubitherm Technologies GmbH) mit einer Temperatur von 120°C in einen Schmelzestrom bestehend aus dem Trägerpolymer SEES (Kraton G 1651) eingespeist. Durch eine Schneckendrehzahl von 1000 U/min, einem Gesamtdurchsatz an Kraton G 1651/RT58 von 5 kg/h wurde eine mittlere Verweilzeit von 2,5 Minuten zur erforderlichen Homogenisierung der zwei Einsatzkomponenten eingestellt. Die ersten beiden Zonen des Extruders wurden auf eine Temperatur von 270°C bzw. 260°C eingestellt. Die erreichte Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung war wie folgt: – 65 Gewichtsprozent PCM (Rubitherm RT 58, Rubitherm Technologies GmbH) – 35 Gewichtsprozent SEES (Kraton G 1651). Aus der Schmelzeaustragsdüse konnte nach Passieren einer ausreichend angepassten Wasserkühlstrecke ein stabiler Strang, jedoch sehr elastischer und klebriger Natur, angezogen und granuliert werden. Die erlangten Granulate nach dieser Rezeptur wiesen im DSC eine Phasenwechselenthalpie von 112 J/g auf. Das Polymerträger-PCM-Material zeigte eine sehr gute Zyklenstabilität und erwies sich bei einschlägigen Tests mit der Simulierung von Temperatur-Lastwechselzyklen (20°C/85°C) als noch zufriedenstellend hinsichtlich Ausschwitzen. Bei einer Temperatur oberhalb von 95°C und gleichzeitiger leichter Druckbeanspruchung kam es jedoch zum Ausschwitzen des PCM.
2. In einen Doppelschneckenextruder ZSK25 (Firma COPERION) mit einem 1/d-Verhältnis von 40:1 wurde über eine hermetisch abdichtende Dosier lanze in den Schneckenzonenbereich zwischen erster Knetzone und zweiter Förderzone heißes PCM (Paraffin RT58 von Rubitherm Technologies GmbH) mit einer Temperatur von 120°C in einen Schmelzestrom bestehend aus dem LLDPE (Trägerpolymer) und phasenkompabilitsierendem Additiv SEES (Kraton G 1651) eingespeist. Durch eine Schneckendrehzahl von 1000 U/min, einem Gesamtdurchsatz an Kraton G 1651/RT58 von 5 kg/h wurde eine mittlere Verweilzeit von 2,5 Minuten zur erforderlichen Homogenisierung dieser drei Einsatzkomponenten eingestellt. Die ersten beiden Zonen des Extruders wurden auf eine Temperatur von 220°C eingestellt. Die Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung war wie folgt: – 70 Gewichtsprozent PCM (Rubitherm RT 58, Rubitherm Technologies GmbH) – 15 Gewichtsprozent SEES (Kraton G 1651) – 20 Gewichtsprozent LLDPE. Aus der Schmelzeaustragsdüse konnte nach Passieren einer ausreichend angepassten Wasserkühlstrecke ein stabiler Strang geformt, angezogen und granuliert werden. Die erlangten Granulate nach dieser Rezeptur wiesen im DSC eine Phasenwechselenthalpie von 135 J/g auf. Das Polymerträger-PCM-Material zeigte zwar eine sehr gute Zyklenstabilität, es erwies sich aber bei einschlägigen Tests mit der Simulierung von Temperatur-Lastwechselzyklen (20°C/85°C) noch als unbeständig gegenüber dem Ausschwitzen des PCM (Paraffins). Das Ausschwitzen trat insbesondere dann auf, wenn gleichzeitig zu der Prüftemperatur von 85°C noch eine Druckbelastung eintrat.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine polymergebundene Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung mit einem Anteil an Phasenwechselmaterial und Carbon-Nanotubes als Additiv. Als Polymermaterialien können ein oder mehrere der vorstehend genannten Materialien enthalten sein, auch im Hinblick auf die weiter vorstehend schon angegebenen Anteile. Im Hinblick auf mögliche weiter Additive, die jedenfalls ergänzend vorgesehen sein können, wird auch auf vorstehende Offenbarung verwiesen. Auch in Bezug auf die Carbon-Nanotubes wird auf die vorstehend weiter erläuterten Einzelheiten verwiesen.
Insgesamt ergibt sich bei den beschriebenen Verfahren bzw. betrifft die genannte polymergebundene Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung ein Granulat, das zur Weiterverarbeitung, insbesondere im Kunststoffspritzverfahren, benutzt werden kann.
Nachstehend ist die Erfindung noch weiter anhand der beigefügten Zeichnung erläutert, die aber nur ein Ausführungsbeispiel darstellt.
Dargestellt und beschrieben ist mit Bezug zu der einzigen Zeichnung in schematischer Weise die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Anordnung.
Mit 1 ist ein Doppelschneckenextruder bezeichnet, der in der Seitenansicht dargestellt ist.
Zu Beginn der Extruderstrecke, in einer ersten Förderzone a, wird aus einem Vorratsbehälter 2 das Polymer, beim Ausführungsbeispiels PMMA, eingebracht. Gleichzeitig bzw. in Förderrichtung ggf. etwas nachgeschaltet wird ein Additiv 3 eingebracht, beim Ausführungsbeispiel SEES.
In der Förderrichtung deutlich später, nämlich nach einer ersten Knetstrecke, die mit b bezeichnet ist, wird über eine Düse 4 flüssiges Phasenwechselmaterial 5, nämlich in diesem Fall Paraffin, eingebracht. Mit 6 ist eine beheizbare Flüssigdosierpumpe bezeichnet.
Die Einbringung erfolgt in der zweiten Förderzone mit Stauzone c, nachgeschaltet zu der ersten Knetzone b.
Nach der Förderzone mit Stauzone c schließt sich eine zweite Knetzone d an, die sich im Weiteren wieder mit einer dritten Förderzone e, einer dritten Knetzone f, einer vierten Förderzone g und einer weiteren Knetzone mit Stauzone h und einem Austragsabschnitt i abwechselt.
Mit 7 ist eine Beheizung des Vorratsbehältnisses 8 für das flüssige PCM angedeutet.
Nach Austritt aus dem Extruder 1 durchläuft die erhaltene Phasenwechelmaterial-Zusammensetzung ein Wasserbad 9 und dann eine Granulierung 10. Das erhaltene Granulat wird in einem Granulatsammelbehälter 11 aufgenommen.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0747431 B1 [0002]
- WO 98/12366 [0002]
- US 2006/0124892 A1 [0002]
- US 4908166 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer ausschwitzarmen, bevorzugt ausschwitzfreien polymergebundenen und Phasenwechselmaterial aufweisenden Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial verflüssigt wird, dass das flüssige Phasenwechselmaterial bei einer Temperatur zwischen 50°C und 130°C, zumindest aber 20°C bis 70°C oberhalb des Schmelzpunktes des Phasenwechselmaterials, in einen Extruder eingebracht wird, in welchen auch das Polymer eingebracht wird, wobei der Extruder Knet-, Förder- und Stauelemente aufweist und dass die Einbringung des Phasenwechselmaterials in den Extruder in Extrusionsrichtung nach dem Polymer vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringung des Phasenwechselmaterials in den Extruder in einem Bereich vorgenommen wird, der einen Endbereich einer ersten Knetzone und einen Anfangsbereich einer anschließenden Förderzone des Extruders umfasst.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder ein Schneckenextruder ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Extruder mit einer Drehzahl zwischen 500 und 1200 U/min betrieben wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verweilzeit einer Schmelze in dem Extruder zwischen 1 und 4 Minuten liegt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass als Polymer LDPE, HDPE und/oder LLDPE eingesetzt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass als Polymer PMMA (Polymethyl-Methacrylat) eingesetzt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer in einer Menge pro Zeiteinheit zugegeben wird, die zu einer Zusammensetzung mit 10 bis 40 Massenprozent Polymer der erhaltenen Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung führt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Additive zugegeben werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Additive in einer Menge zugegeben werden, dass sie 1 bis 20 Massen-% der erzielten Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung entsprechen.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass ein Additiv ein Blockcopolymer ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass als Additiv SEES, EPR und/oder SBS zugegeben wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass Carbon-Nanotubes als Additiv zugegeben werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass eine mittlere Verweilzeit der Schmelze von 2 Minuten nicht unterschritten wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in dem Extruder so eingestellt wird, dass sie mindestens 20°C bis 180°C, bevorzugt 50°C bis 150°C über der Einspeisungstemperatur des PCM liegt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltene Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung einen PCM-Fühlgrad von 60% oder mehr aufweist.
Polymer-gebundene Phasenwechselmaterial-Zusammensetzung mit einem Anteil an Phasenwechselmaterial und Carbon-Nanotubes als Additiv.