DE102008023702B4

DE102008023702B4 - Verfahren für die kontinuierliche Herstellung von Granulen, die auf expandierbaren thermoplastischen Polymeren basieren

Info

Publication number: DE102008023702B4
Application number: DE102008023702.7A
Authority: DE
Inventors: Alessandro Casalini; Riccardo Felisari
Original assignee: Versalis SpA
Current assignee: Versalis SpA
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2016-05-12
Anticipated expiration: 2028-05-16
Also published as: RU2518862C1; GB201220244D0; RU2012146341A; MX2009012013A; JP2010527390A; US20130345328A1; BRPI0811182A2; CN101678565A; DE102008023702A1; ITMI20071005A1; JP5466637B2; GB2450961B; GB2493310A; US8535585B2; BE1020318A5; GB2450961A; ES2323119B1; HK1127320A1; HUP0800317A2; CA2687393C

Abstract

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von expandierbaren Granulen, basierend auf thermoplastischen Polymeren, durch eine Granulierungsdüse (37), das die nachstehenden Schritte einschließt: i) Bringen eines ersten Stroms von geschmolzenem Vinyl-aromatischem Polymer auf eine Temperatur, die im Bereich der kritischen Temperatur eines expandierenden Systems minus 25°C liegt und der kritischen Temperatur des expandierenden Systems plus 25°C liegt, wobei das expandierende System aus einem expandierenden Mittel oder einem Gemisch von expandierenden Mitteln besteht; ii) Einarbeiten in einen zweiten Strom von geschmolzenem polymerem Material bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des erhaltenen Stroms, von anorganischen und organischen Additiven, dadurch gekennzeichnet, dass sie weniger als 10 Gewichtsprozent von Teilchen mit einer Größe, größer als die Hälfte des Durchmessers der Löcher der Granulierungsdüse (37) aufweisen; iii) Einarbeiten des expandierenden Systems in den zweiten Strom von geschmolzenem polymerem Material aus Schritt (ii) bei einem Druck, der höher als der kritische Druck des expandierenden Systems ist; iv) Einarbeiten der polymeren Zusammensetzung aus Schritt (iii) in den ersten Strom von Vinyl-aromatischem Polymer aus Schritt (i); vii) Granulieren der so erhaltenen, expandierbaren polymeren Zusammensetzung in der Schneidkammer einer Vorrichtung für die Heißgranulierung von thermoplastischen Polymeren, umfassend: a) eine Granulierungsdüse (37), die aus einem zylindrischen Körper besteht, der auf der äußeren Oberfläche nebeneinander angeordnete Extrusionslöcher und in seinem Innern entsprechend den Extrusionslöchern angeordnete und mit diesen verbundene Polymerzugabekanäle aufweist; b) ein mit einer rotierenden Welle starr verbundener Satz von Messern, die entsprechend mit den Düsenlöchern angeordnet sind, zum Schneiden der aus den Extrusionslöchern extrudierten expandierbaren polymeren Zusammensetzung; c) ein hinter dem Satz von Messern angeordneter Satz von Sprühdüsen, der einen Flüssigkeitsstrahl, der gegen die Granulierungsdüse (37) gerichtet ist, erzeugt; d) einen Einlass, aus dem ein Gasstrom gespeist wird; und wobei der Gasstrom, der aus dem Einlass (d) kommt, das Fluten der Granulierungskammer verhindert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die kontinuierliche Herstellung von expandierbaren Granulen, die auf thermoplastischen Polymeren basieren, und die resultierende Zusammensetzung.
Der Begriff "expandierbare Granulen, die auf thermoplastischen Polymeren basieren", wie in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet, bedeutet thermoplastische Polymere, zum Beispiel Vinyl-aromatische Polymere, in der Form von Granulen, die ein expandierbares System und möglicherweise andere Additive enthalten, wobei die Form der Granulate im Wesentlichen ellipsoid ist, zum Beispiel die Form einer Walnuss oder eine Linsenform, mit einem Teilchenvolumen im Bereich von 0,02 bis 3,5 mm³. Schaumstoffe bzw. expandierbare Granulate mit beigemengten Additiven sind aus der DE 10 2004 034 514 A1 bzw. der DE 10 2005 005 494 A1 bekannt.
Diese expandierbaren thermoplastischen Polymere in der Form von Granulen werden nach Expansion und Formen, besonders bei der Herstellung von Haushaltsgeräte oder anderer industrieller Ausrüstung, beim Verpacken und bei thermischer Isolierung in der Bauindustrie, aufgrund ihrer thermo-isolierenden bzw. wärme-isolierenden Eigenschaften verwendet.
Das hierin beschriebene Verfahren und die hierin beschriebene Ausrüstung, Gegenstand der vorliegenden Erfindung, erlauben die Herstellung der expandierbaren thermoplastischen Polymere bei mittleren Kosten und mit einer verbesserten qualitativen Konstanz in großem Maßstab.
Thermoplastische Polymere, zum Beispiel Vinyl-aromatische Polymere, wie Polystyrol, können durch Einarbeiten eines expandierbaren Mittels in die polymere Matrix expandierbar gemacht werden. Typische expandierende Mittel für Vinyl-aromatische Polymere schließen mindestens einen flüssigen Kohlenwasserstoff, der 3 bis 7 Kohlenstoffatome enthält, einen halogenierten Kohlenwasserstoff, Kohlendioxid oder Wasser ein. Die Menge an expandierendem Mittel liegt im Bereich von 2 bis 15 Gewichtsprozent.
Expandierbare Polymere werden im Allgemeinen als Kugeln oder Granulen hergestellt, die unter der Wirkung von zugeführter Wärme, zum Beispiel durch Dampf, zuerst expandiert werden, bis eine gewünschte Dichte erreicht wird, und nach einem bestimmten Alterungszeitraum in geschlossene Formen gesintert werden, um Blöcke oder die gewünschten Endprodukte herzustellen.
Expandierbare Kugeln können mit Hilfe eines Chargen-Polymerisationsverfahrens in Suspension erhalten werden. Dieses Verfahren, das den Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt ist, wie in Patenten US 2 673 194 A und US 4 500 692 A beschrieben, umfasst die nachstehenden Schritte:

– Dispergieren des flüssigen Vinyl-aromatischen Monomers in einem wässrigen Medium, unter Anwendung von Suspensionsmitteln;
– Zusetzen von Polymerisationskatalysatoren und Po lymerisieren des Vinyl-aromatischen Monomers in einem gerührten, erhitzten Reaktor;
– Zusetzen des Expansionsmittels bei einem bestimmten Umsatzgrad des Monomers;
– Vervollständigen der Polymerisation;
– Ausgabe, Waschen, Trocknen und Sieben der erhaltenen Kugeln. Der Durchmesser der Kugeln liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 3 mm.

Das Suspensionsverfahren ermöglicht, dass ein qualitativ gutes Produkt erhalten wird, hat jedoch verschiedene Nachteile, wie:

– eine sehr breite Verteilung des Kugeldurchmessers, gefolgt von der Notwendigkeit des Abtrennens der verschiedenen Fraktionen durch Sieben und Verwerfen der Nachläufe;
– signifikante Grenzen bei der Herstellung von speziel len Produkten, wie gefärbte Kugeln, und/oder Kugeln, die heterogene Füllstoffe oder Additive enthalten, zum Beispiel Keimbildungsmittel und/oder Flammverzögerungsmittel, da es schwierig ist, dieselben in die Kugeln einzuarbeiten, oder sie können die Polymerisation hemmen. Siehe zum Beispiel US 4 360 611 A oder Internationale Patentanmeldungen WO 98/51734 A1 und WO 00/29471 A1 ;
– weitere Grenzen für die Verwendung von expandierenden Mitteln, die dispergierbar und/oder in der Polymermatrix löslich sein müssen, oder bei der Anwendung der Monomere, die in der Lage sein müssen, in wässriger Lösung zu polymerisieren;
– Schwierigkeit beim Vermindern des restlichen Monomers, zum Beispiel Styrol, in dem Polymer, unter 1000 ppm, und das Vermindern des gesamten inneren Wassergehalts;
– Umweltprobleme aufgrund des beträchtlichen Wasserverbrauchs, das nicht einfach in das Abwasser ausgegeben werden kann, sofern es nicht Reinigungsbehandlung unterzogen wird, und die Unmöglichkeit des Recycelns des expandierten Polymers nach Anwendung.

Diese und andere Nachteile können mit Hilfe von einem Massen-kontinuierlichen Verfahren überwunden werden, worin eine polymere Zusammensetzung in der geschmolzenen Phase mit festen Additiven und expandierenden Mitteln vermischt wird. Diese Verfahren werden zum Beispiel in der GB 1 062 307 A , der DE 00 0002 455 757 A1 und der EP 668 139 A1 beschrieben. Ein Verfahren wird in diesen Patenten für die Herstellung von Granulen von expandierbarem Polystyrol (EPS) beschrieben, gemäß dem das geschmolzene Polymer und das expandierende Mittel mit Hilfe von statischen Mischelementen vermischt werden. Nach Kühlen wird das Gemisch durch eine Düse granuliert.
Das so erhaltene Produkt hat im Allgemeinen den Nachteil, dass es nach Expansion eine Zellstruktur aufweist, worin die Zellen unregelmäßig und normalerweise zu groß sind. Die Anzahl an Zellen und die Struktur des erhaltenen Schaums während der Expansion spielen eine sehr wichtige Rolle beim Gewinnen von idealen thermischen Isolationseigenschaften und einer guten Oberfläche auf den Schäumen. Aus diesem Grund ist die Verwendung von Keimbildungsmitteln häufig notwendig. Das Europäische Patent EP 126 459 A2 beschreibt ein Verfahren zum Überwinden dieser Probleme mit Hilfe einer thermischen Behandlung von Granulen, die unter Druck und bei einer Temperatur, höher als die Glasübergangstemperatur des expandierbaren Polymers, ausgeführt wird.
Weiterhin ist das expandierbare Harz, das die Düse verlässt, schwierig zu schneiden, aufgrund seiner natürlichen Tendenz, zu expandieren. In der US 2006/0167123 A1 wird ein Verfahren beschrieben, das diese Eigenschaft nutzt, um niederdichte, expandierte Granulen, mit Hilfe von dem direkten Schneiden des expandierbaren geschmolzenen Polymers, das aus der Düse austritt, zu erhalten.
In anderen Verfahren, die zum Beispiel in Patenten US 5 108 673 A und US 5 573 790 A beschrieben werden, wird das expandierbare Polymer zu kontinuierlichen Filamenten extrudiert, sofort mit kaltem Wasser am Ausgang der Düse gekühlt und in einem anschließenden Schritt granuliert. Es ist jedoch nicht möglich, im Wesentlichen kugelförmige Kugeln zu erhalten, da das Schneiden des Filaments zylindrische Pellets mit Durchmessern, die normalerweise größer als 1 mm sind, erzeugt, und die Ausrüstung muss unter Druck gehalten werden, um die Vorexpansion der Pellets zu vermeiden.
Die Einarbeitung von organischen Chargen kann problematisch sein. Die Internationale Patentanmeldung WO 00/43442 A1 weist aus, dass für Wärmestrahlen undurchlässige bzw. athermane Materialien einen stark keimbildenden Effekt aufweisen, und folglich ist es, um Vorexpansion zu verhindern, notwendig, mit einem Unterwasser-Granulierungssystem und unter Druck zu arbeiten. Dieses Verfahren umfasst die Verwendung einer besonderen Düse, wobei das expandierbare Polymer durch eine Reihe von kleinen Löchern extrudiert wird. Fachleute auf dem Gebiet wissen, dass dieses Verfahren stark bindend ist, da die Temperatur der Düsenoberfläche nahe zu jener des Wassers ist und dies zu dem Polymerfluss nahe zum Erreichen seiner Verfestigungstemperatur führt. Aufgrund des Quellens während der Extrusion und der Notwendigkeit des Erzeugens von extrudierten Granulaten mit sehr verminderten Dimensionen, sind sehr kleine Löcher mit Durchmessern im Bereich von 0,3 bis 1,2 mm notwendig. Folglich erfordert Extrusion durch diese Löcher sehr hohe Scherverformungsraten. Dies impliziert, dass mit dieser Technologie extrudierte Teilchen mit Dimensionen unter 1 mm nicht erhalten werden können.
Die US 2005/0156344 A1 beschreibt den Einfluss der Geometrie auf die Düsenlöcher (wie den Durchmesser des Lochs, das Längen/Durchmesser-Verhältnis, die Winkel der Ein- und Auslasskegel), die Temperatur von dem geschmolzenen Produkt und von den Plastifizierungsmitteln bzw. Weichmachern beim Quellen des Polymers am Auslass der Düsenlöcher und deshalb auf den Durchmesser der fertigen Kugeln. Es beschreibt, dass das expandierbare Harz verschiedene Additive, wie Keimbildungsmittel, Plastifizierungsmittel bzw. Weichmacher, Flammverzögerungsmittel, organische oder anorganische Farbstoffe und Pigmente, löslich oder unlöslich, wie Ruß, Graphit oder Aluminium, bis zu 30%, enthalten kann.
Eines der aus der Literatur bekannten Probleme bezüglich der Herstellung von Kugeln von Masse-kontinuierlichen, expandierbaren Vinyl-aromatischen Polymeren ist die Notwendigkeit des Kühlens des Polymers, das das expandierende Mittel enthält, vor der Extrusion desselben durch die Düse. Dieses Kühlen kann zum Beispiel mit Hilfe von Kühlelementen innerhalb der Extrusionsvorrichtung, mit Hilfe von Wärmetauschern oder durch statische Mischausrüstung mit eingebetteten Kühlvorrichtungen ausgeführt werden.
Auf der Grundlage von dieser bekannten Technik ist das Kühlen des Polymers vor der Granulierung wesentlich, um die Expansion desselben in dem Granulator zu verhindern und Produkte mit einer regelmäßigen Form zu erhalten.
Das Europäische Patent EP 668 139 A1 beschreibt ein Verfahren für die Herstellung von expandierbaren Kunststoff-Granulaten mit einem Durchmesser von mindestens unterhalb 1 mm. Gemäß diesem Verfahren muss die Temperatur des expandierbaren geschmolzenen Polymers auf wenige Grad oberhalb der Verfestigungstemperatur des Polymers selbst vermindert werden, um diese Granulate zu erhalten.
Es ist gut bekannt, dass die Viskosität der thermoplastischen Polymere stark ansteigt, wenn die Temperatur des geschmolzenen Polymers den Verfestigungspunkt erreicht. Es wird deutlich, dass, wenn hohe Viskosität mit hoher Scherverformungsrate kombiniert wird, entsprechend dem Durchgang von dem Polymer durch die Düsenlöcher, ein starker Druckabfall auftritt, wenn der Polymerfluss durch die Düse gelangt. Dies erfordert die Verwendung von besonderen Düsen, die sich für mechanisches Aushalten dieser Druckgradienten eignen.
Weiterhin macht schnelles Kühlen des Polymers, aufgrund des Untertauchens der Düsenoberfläche unter Wasser ("Unterwasser"-Konfiguration) das Verstopfen der Düsenlöcher und Fließinstabilität sehr wahrscheinlich.
US 2005/0140039 A1 und US 2005/0123638 A1 beschreiben ein Verfahren (die Erstere) und die Ausrüstung für Heißgranulierung (die Letztere) für die Herstellung von Granulen von expandierbaren thermoplastischen Polymeren. Gemäß diesen Patentanmeldungen können Verstopfungen und Unregelmäßigkeit des vorstehend erwähnten Flusses mit Hilfe einer neuen Granulierungsvorrichtung verhindert werden, wobei das geschmolzene Polymer extrudiert und sofort mit Hilfe einer zerhackten Wassersprühung gekühlt wird und nicht unter Wasser. Folglich wird die Expansion des granulierten Produkts vermieden und gleichzeitig wird das Verstopfen begrenzt. Keine Information wird über das Verfahren oder über das Herstellungsverfahren von expandierbaren Kugeln, die eine hohe Menge an Additiven enthalten, bereitgestellt.
Die EP 1 702 738 A2 beschreibt ein Verfahren und eine Ausrüstung für die kontinuierliche Herstellung von Granulen von expandierbaren Polymeren. Gemäß dieser Anmeldung kann das Verstopfen der Düsenlöcher durch Aufbauen eines spezialisierten elektronischen Kontrollsystems vermieden werden, das die Verfahrensbedingungen und das Halten des Drucks und der Temperatur des geschmolzenen Polymers innerhalb eines vorher etablierten Bereichs steuert. Systeme, die auf einer aktiven elektronischen Steuerung der Stabilität basieren, werden jedoch im Allgemeinen nicht als wirklich zuverlässig betrachtet. Deshalb können sie keine hohe Zuverlässigkeit der Anlage erlauben und folglich ist deren Anwendung im Allgemeinen für eine Produktion im großen Maßstab nicht ratsam.
Die WO 2006/88392 A1 beschreibt ein Verfahren, das die kontinuierliche Herstellung von Polystyrol und niederdichtem Polystyrol in Form von expandierbaren Granulen innerhalb eines breiten Bereichs von Molekulargewichten ermöglicht. Die Innovation ist das Mischsystem zwischen dem geschmolzenen Polystyrol und dem expandierenden Mittel. Die expandierbaren Kugeln werden durch Extrusion und Kühlen des geschmolzenen Polymers und anschließender Granulierung hergestellt. Keine besonderen Daten werden bezüglich der Qualität der erhaltenen expandierbaren Granulen und insbesondere des expandierbaren Granulats mit einem hohen Gehalt an anorganischen Additiven angegeben.
Die EP 1 693 413 A1 beschreibt ein Verfahren für die kontinuierliche Herstellung von expandierbaren Polystyrolteilchen, die anorganische Silikate und Zeolithe enthalten, zum Verbessern der isolierenden Eigenschaften der entsprechenden Schäume. Das Polymer wird einem Extruder zugeführt und mit einem expandierenden Mittel mit Additiven vermischt. Es wird dann extrudiert, gekühlt und zu Teilchen geschnitten. Kein Hinweis wird bezüglich der Granulatorkonfiguration, Verfahrensbedingungen, der Abmessung und der Form der erhaltenen Teilchen bereitgestellt.
Die in einem kontinuierlichen Masse-Verfahren erhaltenen expandierbaren Vinyl-aromatischen Polymerteilchen können durch die Orientierung und mechanische Belastung, aufgrund des sehr schnellen Kühlens, denen die Teilchen beim Granuliert-Werden ausgesetzt sind, schlecht beeinflusst werden. Wenn diese Granulate expandiert und geformt werden, verursacht diese Belastung Heterogenität in der zellulären Struktur, was wiederum die mechanischen und ästhetischen Eigenschaften der hergestellten Endprodukte negativ beeinflusst. Die US 2005/0140039 A1 behauptet, dass, um diese Nachteile zu lösen, diese Belastung durch Sintern der Granulate bei einer Temperatur nahe der Glasübergangstemperatur (Tg) oder mit Hilfe von keimbildenden Additiven entlastet wird. In jedem Fall wurde die Wirkung der anorganischen Additive auf die Keimbildung nicht aufgeklärt.
Offenbart wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von expandierbaren Granulen, basierend auf thermoplastischen Polymeren, durch eine Granulierungsdüse, gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausgestaltungsformen des Verfahrens zur Herstellung von expandierbaren Granulen sind Gegenstand der entsprechenden Unteransprüche.
Ein Bereich der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren für die Herstellung von expandierbaren teilchenförmigen Stoffen oder Granulen bereitzustellen, die auf thermoplastischen Polymeren basieren, wobei eine optimale Dispersion des expandierenden Systems und gegebenenfalls Additive erhalten werden, insbesondere die Einarbeitung von relevanten Konzentrationen von anorganischen Pigmenten, die in der Polymermatrix unlöslich sind.
Ein weiterer Bereich der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren für die Herstellung von expandierbaren teilchenförmigen Stoffen bereitzustellen, die eine Polymermatrix umfassen, bestehend aus Polymeren und Copolymeren mit einer Vinyl-aromatischen Grundlage, wie zum Beispiel Polystyrol, niederdichtem Polystyrol (HIPS), Styrol-Acrylnitril-Polymer (SAN); Nicht-Vinyl-aromatischen Polymeren, wie Polyethylen, Polybutylen-terephthalat, Polyethylen-terephthalat; und Gemischen davon.
Ein weiterer Bereich der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren für die Herstellung von expandierbaren teilchenförmigen Stoffen mit einer polymeren Grundlage bereitzustellen, das für eine Produktion im großen Maßstab geeignet ist, deshalb durch Kompatibilität und leichte Einarbeitung an einem petrochemischen Ort gekennzeichnet ist, bei guter qualitativer Konstanz des Produkts und einem leichten bzw. problemlosen Betrieb der Anlage.
Ein weiterer Bereich der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren für die Herstellung von expandierbaren teilchenförmigen Stoffen mit einer polymeren Grundlage bereitzustellen, das expandierte Gegenstände mit einem hohen Gehalt an geschlossenen Zellen (> 90%), einer hohen Sinterungsfähigkeit und gleichförmiger zellulärer Größe im Bereich von 70 bis 200 Mikrometern herstellen kann.
Ein weiterer Bereich der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren für die Herstellung von expandierbaren teilchenförmigen Stoffen mit einer polymeren Grundlage bereitzustellen, wobei die erhaltenen expandierbaren teilchenförmigen Stoffe eine verminderte Restbelastung zeigen, sodass die Sinterungsphase derselben entfällt oder stark vermindert wird.
Ein weiterer Bereich der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren für die Herstellung von expandierbaren teilchenförmigen Stoffen mit einer polymeren Grundlage bereitzustellen, das nach Expansion und Formen Gegenstände ergeben kann, die die Feuerbeständigkeitsvor-Schriften gemäß dem B2-Test, der DIN-Regelung 4102, Teil 2, erfüllen.
Die vorstehend erwähnten und auch andere Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung deutlich, worin der Inhalt der Erfindung im Einzelnen beschrieben und in den beigefügten Zeichnungen erläutert wird. Variationen in den Verfahren, strukturelle Eigenschaften und die Anordnung der Teile, die durch Fachleute auf dem Gebiet identifiziert werden können, sollten alle als in den Gegenstand der vorliegenden Erfindung eingeschlossen betrachtet werden, wie auch die Vorteile, die durch die Anwendung davon erhalten werden.
Der Anmelder hat nun gefunden, dass die vorstehend erwähnten Bereiche und Zwecke durch ein neues, in den Ansprächen beschriebenes Verfahren erzielt werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung schließt das Verfahren die Einarbeitung in einen ersten polymeren Strom (hierin nachstehend als "Hauptstrom" bezeichnet) von einem zweiten polymeren Strom (hierin anschließend als "Nebenstrom" bezeichnet), der das expandierende System und die Additive enthält, ein.
Die resultierende Zusammensetzung wird dann in dem geschmolzenen Zustand homogenisiert und durch einen oder mehrere Filterschritte fein gesiebt, die entweder die polymeren Aggregate und die nicht dispergierten anorganischen Füllstoffe entfernen oder disaggregieren.
Das polymere Verbundwerkstoffprodukt wird dann durch eine Düse extrudiert und granuliert, vorzugsweise gemäß der zerhackten Wassersprühtechnologie bzw. Chopped-Water-Spray-Technologie, die in US 2005/0140039 A1 beschrieben wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Polymer, das den Haupt-Polymerstrom bildet, in dem geschmolzenen Zustand von einem kontinuierlichen Polymerisationsverfahren entnommen. Das Polymer, das aus einem oder mehreren Polymerisationsschritten kommt, wird typischerweise von dem möglichen Verdünnungslösungsmittel, dem nicht umgesetzten Monomer und den Oligomeren, in einem Abschnitt, genannt "Devolatilisierung" bzw. Entgasung, befreit.
Das so gereinigte Polymer wird direkt, im geschmolzenen Zustand verwendet, als der Hauptpolymerstrom des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. Für diesen Zweck enthält das Polymer, das aus dem Devolatilisator kommt, vorzugsweise nicht mehr als 2000 ppm Monomere und 8000 ppm Dimere, Trimere und Oligomere, sodass Schädigung der Struktur des nach Expansion aus den erhaltenen expandierbaren Teilchenpolymeren erhaltenen Schaums verhindert wird.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform liegt das als der Hauptstrom verwendete Polymer in der Form von Granulen vor. Die Granulen werden in einer geeigneten Vorrichtung (zum Beispiel einem Ein-Schnecken- oder Doppel-Schnecken-Extruder) geschmolzen.
In beiden Ausführungsformen wird das geschmolzene polymere Material unter Druck gesetzt und dann mit Hilfe beliebiger geeigneter Vorrichtung, typischerweise einer Zahnradpumpe, in den anschließenden Verfahrensabschnitt geschoben.
Die Additive werden in einen sekundären Polymerstrom eingearbeitet, der sich anschließend in dem geschmolzenen Zustand mit dem Hauptpolymerstrom verbindet.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Additive in einem Doppel-Schnecken-Extruder, zusammen mit den Granulen des Polymers, abgemessen bzw. dosiert. In zweckmäßiger Weise enthält der Extruder nach dem Schmelzabschnitt Mischelemente, die eine bessere Verteilung der Additive in der polymeren Phase erlauben. Die Masse-Fraktion der polymeren Phase muss mindestens gleich 20%, bevorzugter mindestens 40%, hinsichtlich des Anteils an dem Polymer in der Nebenfraktion sein, um die erhaltene geschmolzene Masse erfolgreich zu verarbeiten.
In vorteilhafter Weise enthält der Extruder eine Entgasungsphase, um mögliche Lösungsmittel, die in dem Additivblend enthalten sind, zu entfernen.
Die Temperatur des geschmolzenen Stroms muss innerhalb eines vorfixierten Bereichs liegen. Typischerweise ist die minimale Temperatur gleich der maximalen Temperatur, die unter den Verfestigungstemperaturen der geschmolzenen Komponenten ausgewählt wird, plus 20°C, während die maximale Temperatur die gleiche plus 150°C ist.
Gegebenenfalls können die Additive und das Polymer vor dem Eintritt in den Extruder in Granulen in einem geeigneten Mischer für Feststoffe vorgemischt werden, um eine homogene Verteilung der Komponenten zu begünstigen. Die bevorzugte Vorrichtung für diesen Vorgang ist ein Schneckenmischer.
Wenn flüssige oder gasförmige Additive verwendet werden, ist ein effizientes Mittel zum Einarbeiten derselben, dieselben in einen Nebeneinführungspunkt des Extruders, der stromabwärts des Schmelz- und Entgasungsabschnitts angeordnet ist, einzuspritzen.
Die Additive bestehen aus beliebigem Material, das die Polymerleistungen erhöhen kann und zum Verarbeiten in einem Ein- oder Doppel-Schnecken-Extruder geeignet ist. Diese Additive schließen typischerweise Gleitmittel, Plastifizierungsmittel bzw. Weichmacher, Wasser abweisende Mittel, Antioxidantien, Keimbildungsmittel, Flammverzögerungsmittel, Bromstabilisatoren, Rauchunterdrücker, ein. Einige nicht begrenzende Beispiele sind:

– elementarer Kohlenstoff: Graphitmaterialien, Ruße, Kokse, Kohlenstoff-Nanofasern, Glaskohlenstoff;
– selbstlöschende Mittel: Verbindungen, die auf Halogenen basieren oder Halogen-freie Verbindungen, wie Hexabromcyclododecan, Pentabrom-monochlorcyclohexan, Tetrabrombisphenol-A-bis-(allylether) und Pentbromphenyl-allyl-ether; unter den vorstehend genannten sind Hexabromcyclododecan und Tetrabrombisphenol-A-bis-(allylether) bevorzugt;
– Keimbildungsmittel, wie Polyethylenwachse mit einem Molekulargewicht unterhalb 10000 Dalton;
– synergetische selbstlöschende Mittel, d. h. Molekille mit einer schwachen Bindung von dem C-C-, N-N- oder O-O-Typ, wie Dicumylperoxid, Cumolhydro-Peroxid, 3,4-Dimethyl-3,4-diphenylhexan, 3,4-Dimethyl-3,4-diphenylbutan, 3,6,9-Triethyl-3,6,9-trimethyl-1,4,7-triperoxynonan;
– anorganische Derivate von Silizium, Magnesium, Aluminium, wie Talkum, Pyrophyllit, Siliziumdi-Oxid, Hydrotalcit, Glimmer, Montmorillonit und ähnliche Produkte;
– Oxide und Dichalcogenide von Metallen und Halbmetallen.

Der Graphitisierungsgrad und die kristallinen Parameter werden in der folgenden Art und Weise berechnet: Ein Konzentrat von Graphitmaterial, wie nachstehend beschrieben, wird in Chloroform verdünnt und mit einem Magnetankerimpeller für 24 Stunden vermischt. Die Lösung wird anschließend gewaschen, filtriert und in einem Ofen für 10 Stunden bei 500°C getrocknet, um Wasser und andere Stoffe, die in Chloroform unlöslich sind, zu entfernen.
Anschließend wird das Material in einem Röntgen-Diffraktometer angeordnet. Das diffraktometrische Muster wird zwischen 10° und 70° abgelesen.
Der Abstand d₀₀₂ zwischen den Graphen-Ebenen bzw. Graphen-Lagen wird gemessen durch den Winkel Θ₀₀₂ gemäß dem Bragg'schen Gesetz: λ = 2d₀₀₂sinΘ₀₀₂ worin λ die Länge für die CuK α₁-Linie ist, d. h. 0,154 nm.
Der stark orientierte pyrolytische Graphit hat einen Zwischenebenen-Abstand von 0,3354 nm. Normalerweise zeigen jedoch sowohl natürliche als auch künstliche Graphite einen größeren Wert aufgrund der Fehler zwischen den Ebenen. Im Ergebnis ist d₀₀₂ immer höher als 0,3354 nm. Der Unterschied zwischen dem beobachteten Zwischenebenen-Abstand und dem Referenz-Wert von 0,3354 nm ist ein Maß der Kristallinität und folglich von dessen Graphitisierungsgrad.
In der vorliegenden Erfindung wird der Graphitisierungsgrad „g" gemäß der Formel von Maire und Mering berechnet: d₀₀₂ = 0,3354 g + 0,3440(1 – g) worin d₀₀₂ aus dem Peakwert der Diffraktogrammkurve nach Rauschunterdrückung und Kurvenanpassung berechnet wird.
Die festen Additive, die nicht bei der Extrusionstemperatur des geschmolzenen Stroms schmelzen, müssen aus feinen Teilchen bestehen. Insbesondere muss unter Berücksichtigung der Population von nicht schmelzbaren Teilchen der "d90"-Wert, d. h. die Abmessung, unter der 90% der Population liegen, typischerweise größer als die Hälfte des Durchmessers der Düsenlöcher sein. Vorzugsweise darf der d90-Wert nicht größer als 1/4 des Durchmessers der Düsenlöcher sein. Abmessung bedeutet den Durchmesser, wie mit Hilfe von Laserbeugungsmessung an nicht schmelzbaren Materialien berechnet.
Nicht begrenzende Beispiele für granuläre Polymere, die für die Herstellung des Nebenstroms geeignet sind, schließen gemäß der Erfindung ein:

– Homopolymere, statistische Copolymere und Block-Copolymere mit einer Vinyl-aromatischen Grundlage; insbesondere Polystyrol, Styrol-Butadien-Styrol-Kautschuk, Styrol-Isopren-Styrol-Kautschuk, Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-(SEBS)-Kautschuk, Styrol-Ethylen-Propylen-(SEP)-Kautschuk, Styrol-Butylacrylat-Copolymer, Polystyrol mit hoher Schlagfestigkeit (HIPS), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Styrol-Acrylnitril (SAN);
– auf Ethylen basierende Polymere, wie Ethylen-Vinylacetat (EVA), Polyethylen (PE), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylen-terephthalat (PET);
– Kondensations-(Co)polymere, wie Polycarbonate und Polyester, (Meth)acrylsäure-Polymere, Polyphenylenoxid (PPO), Ingenieurtechnik-Polymere, Polyamide, Polylactate.

Die Fragmente der vorstehend erwähnten Polymere, sowie die Grundmaterialien der Nach-Anwendungs-Produkte und unerwünschte expandierbare Polystyrolkugeln (wie unerwünschte Fraktionen, die sich aus dem Suspensions-Herstellungsverfahren ergeben), können zum Recyceln der Ausrüstung zugeführt werden.
Der wie in der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen verwendete Begriff "expandierendes System" bedeutet ein expandierbares Mittel, wenn als solches in der expandierbaren polymeren Zusammensetzung verwendet oder ein Elend von expandierbaren Mitteln, wenn mehr als eines angewendet wird.
"Kritische Temperatur" des expandierenden Systems bedeutet die kritische Temperatur des expandierenden Mittels, wenn das expandierende System nur aus einem expandierenden Mittel besteht; oder die kritische Temperatur des expandierenden Mittels, das die Mehrheit des Gewichts darstellt, wenn das expandierende System aus einem Elend von expandierenden Mitteln besteht, worin eines der Mittel in dem Elend für über 50 Gewichtsprozent enthalten. ist; oder, in den anderen Fällen, die kritische Temperaturdes Elends der expandierenden Mittel.
"Kritischer Druck" des expandierenden Systems bedeutet den kritischen Druck des expandierenden Mittels, wenn das expandierende System aus nur einem expandierenden Mittel besteht; oder den kritischen Druck des expandierenden Mittels, der die Mehrheit des Gewichts darstellt, wenn das expandierende System aus einem Elend von expandierenden Mitteln besteht, worin eines der Mittel in dem Elend für über 50 Gewichtsprozent enthalten ist; oder, in anderen Fällen, den kritischen Druck des Elends von den expandierenden Mitteln.
Nicht begrenzende Beispiele der expandierenden Mittel, die verwendet werden können, schließen Kohlenwasserstoffverbindungen mit 3 bis 7 Kohlenstoffatome, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasser, Ethylalkohol und Ether ein. Unter diesen sind Kohlenwasserstoff-Verbindungen mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Es ist bekannt, dass ein Elend oder System von expandierenden Mitteln mit verschiedenen Siedepunkten die Expansion des Schaums bevorzugt. Das expandierende System wird vorzugsweise in einem Gehalt verwendet, der im Bereich von 2 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf 100 Gewichtsteile der expandierbaren polymeren Zusammensetzung, liegt.
Das expandierbare System wird in den polymeren Nebenstrom gespritzt, der in dem geschmolzenen Zustand vorliegt. Die Einspritzung kann mit Hilfe von beliebigem, auf dem Fachgebiet bekanntem Verfahren bewirkt werden. Zum Beispiel in dem Ein-Schnecken-Extruder selbst, durch einen Nebeneinlass, oder stromabwärts desselben, in dem Strom von geschmolzenen extrudierten Produkten.
Das expandierende System kann in dem Additivstrom verteilt oder dispergiert werden. Eine beliebige Vorrichtung, die für diesen Zweck verwendbar ist, kann als solche verwendet werden, zum Beispiel statische und dynamische Mischer. Ein vollständiges Vermischen des expandierenden Systems in den Additivstrom ist nicht erforderlich.
In einer Ausführungsform wird das expandierende System in zwei Ströme geteilt. Der größte wird direkt in den polymeren Hauptstrom eingespritzt, während der andere zu dem Nebenstrom gegeben wird.
In vorteilhafter Weise kann das expandierende System zuerst unter Druck gesetzt werden (zum Beispiel mit Hilfe einer Diaphragma-Dosierpumpe) und anschließend vor seiner Einspritzung in den polymeren Strom erhitzt werden. Gemäß diesem Schema ist die Temperatur des expandierenden Systems nach dem Erhitzen mindestens 60°C, bevorzugter ist sie höher als die Glasübergangstemperatur des Hauptpolymers bezüglich des Gewichts.
Um einen konstanten Fluss des expandierenden Systems und ein konstantes Verhältnis zwischen der Fließrate desselben und jenem der expandierbaren Zusammensetzung des erhaltenen Polymers zu erhalten, kann jede, auf dem Fachgebiet bekannte Technik verwendet werden. Zum Beispiel ist es möglich, die Rate der Dosierpumpe des expandierenden Systems in Rückkopplung, bezüglich des Massenstroms, gemessen mit Hilfe von einem Fließmeter, gemäß dem Coriolis-Prinzip, einzustellen. Pulsationsdämpfer können stromabwärts der Dosierpumpe eingeschoben werden, um den Strom zu stabilisieren. Die Verwendung von zurückhaltenden Vorrichtungen, die sehr nahe dem Einspritzpunkt angeordnet sind, ist effektiv, um gefährliche Rückflüsse von Polymer in den Strom des expandierenden Systems zu verhindern, was während zufälliger und plötzlicher Druckvariationen in dem Polymer selbst stattfinden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Additivstrom weniger viskos ist als der Haupt-Strom von dem Vinyl-aromatischen Polymer bei Temperaturbedingungen und Scherverformungsrate, die in dem Einspritzpunkt und in der anschließenden Mischvorrichtung gefunden werden.
Eine oder mehrere Vorrichtungen werden zum Dispergieren und Verteilen des expandierenden Systems und dem Nebenstrom in dem Hauptstrom verwendet. Sowohl statische als auch dynamische Mischer können. verwendet werden.
Typischerweise ist die minimale Verweilzeit für diese Mischphase 100 Sekunden. Wenn statische Mischer verwendet werden, ist vorzugsweise der gesamte Druckabfall durch den Mischer höher als 20 bar, und die Druckabfallrate des Polymers, berechnet auf der Grundlage der Fließrate desselben und des Querschnitts, wird über 0,2 bar pro Sekunde für mindestens 5 Sekunden gehalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung muss der polymere Strom vor dem Vermischen mit dem expandierenden System auf eine Bezugstemperatur gebracht werden. Diese Bezugstemperatur wird als die kritische Temperatur des expandierenden Systems, mehr oder weniger 25°C; bevorzugter als die kritische Temperatur des expandierenden Systems, mehr oder weniger als 15°C, berechnet.
Der Druck des Polymerstroms muss höher sein als der des kritischen Drucks des expandierenden Systems, d. h. bei einem Wert, der höher ist als der Wert des kritischen Drucks.
Vorzugsweise müssen diese Druck- und Temperaturbezugsbedingungen von dem Einspritzpunkt des expandierenden Systems bis zum wesentlichen Vermischen desselben mit dem Polymer beibehalten werden. Alternativ können diese Bedingungen bis zur Granulierung der Zusammensetzung beibehalten werden.
Gegebenenfalls kann mittleres Kühlen des fertigen expandierbaren polymeren Stroms vor der Granulierung bewirkt werden. In dieser Ausführungsform sollte die Temperatur der den möglichen Kühlschritt verlassenden Verbindung vorzugsweise mindestens 50°C mehr als die Glasübergangstemperatur des Hauptpolymers, bezogen auf das Gewicht, sein. Rohrbündelwärmetauscher oder statische Mischer-Reaktoren (SMR) können verwendet werden.
Im Gegensatz dazu ist gemäß dem Stand der Technik (siehe zum Beispiel die Internationalen Patentanmeldungen WO 98/51735 A1 und WO 04/3442 A1 oder US 2005/0156344 A1 ) das Kühlen des Polymers vor der Granulierung wesentlich oder mindestens bevorzugt. Zum Beispiel ist es in EP 668 139 A1 ausgewiesen, dass das geschmolzene Produkt auf einige Grad oberhalb der Verfestigungstemperatur gekühlt wird, d. h. unter sehr verschiedenen Bedingungen, bezogen auf jene, die hierin ausgewiesen sind.
In vorteilhafter Weise wird die expandierbare polymere Verbindung durch eine filtrierende Vorrichtung vor dem Passieren durch die Düse geleitet und wird granuliert. Diese Filterungsvorrichtung besteht aus einem oder mehreren Netzen, durch das/die die Zusammensetzung im geschmolzenen Zustand geleitet wird.
In überraschender Weise wird es nun gefunden, dass die filtrierenden Netze eine Mikro-Mischwirkung der Additive und von dem expandierenden System in der polymeren Matrix verursachen. Diese Wirkung wird durch die sehr hohen Scherverformungsraten, die erzeugt werden, wenn das Polymer durch die Netzmaschen gelangt, begünstigt und kann durch Variieren des Abschnitts der Filtrierungsfläche (und deshalb der Polymerrate) und Maschengröße gesteuert werden.
Die zweite, jedoch nicht weniger wichtige, Filtrier-Wirkung ist das Sieben von übermäßig voluminösen Teilchen und Aggregaten des Polymers und der Additive, die zum Verstopfen der Löcher der Düse beitragen können.
Das Filter entfernt nicht nur die Additivfraktion vom Beginn an, die übermäßig groß in der Größe war, sondern auch mögliche Aggregate, die in dem Polymerstrom während der vorangehenden Vorgänge erzeugt werden können, aufgrund von chemischen Reaktionen und physikalischchemischen Wirkungen zwischen den Komponenten der gleichen Polymermischung als solche, zum Beispiel Vernetzungsreaktionen zwischen den Molekülen mit ungesättigten Bindungen.
Eine strenge Steuerung der Maschendimension ist notwendig: Filter mit übermäßig großen Maschen sind in den vorstehend erwähnten Filterungswirkungen nicht wirksam; umgekehrt verhindert eine sehr feine Maschengröße den Durchgang der Additivteilchen und erhöht den Druckabfall stark, was es auch erforderlich macht, einen häufigen Filterwechsel auszuführen.
Um die erfindungsgemäße, expandierbare polymere Teilchenzusammensetzung zu erhalten, muss die Netzmaschengröße kleiner als die Hälfte des Durchmessers der Düsenlöcher, bevorzugter im Bereich von einem Drittel zu einem Zehntel des Durchmessers, sein.
Die Druckverminderung der polymeren Zusammensetzung durch die Filternetze ist vorzugsweise niedriger als 200 bar, bevorzugter im Bereich von 10 bis 100 bar.
Um ein kontinuierliches Laufen des Verfahrens zu ermöglichen, ist es bevorzugt, entweder ein System zum Reinigen der Filternetze periodisch einzusetzen oder sie ohne Beeinträchtigen der Produktion der Anlage periodisch zu ersetzen. Für diesen Zweck können Systeme verwendet werden, die Filterwechsler genannt werden, welche erlauben, dass ein schmutziger Filter durch ein neues innerhalb von einigen Sekunden ausgetauscht wird, oder kontinuierliche Filter, worin das Filternetz langsam, jedoch kontinuierlich, in einer Querrichtung bezüglich des Polymerflusses bewegt wird.
Die Filtriervorrichtung kann ein Netz in Form von einer Scheibe sein, die vollständig den Querschnitt der Polymerzusammensetzung abdeckt, oder sie kann eine komplexere Form aufweisen, wie zum Beispiel eine Reihe von Patronen, die in der Richtung des Fluids angeordnet sind.
In der letzteren Version wird in vorteilhafter Weise eine Neuverteilung des polymeren Stroms erhalten, was seine Homogenität erhöht.
Die Verwendung von verschiedenen Filternetzen in Reihen kann weiterhin die Dispersion der Additive und des expandierenden Systems verbessern. In diesem Fall ist es zweckmäßig, eine Folge von alternierenden, fein- und großmaschigen Netzen, die der Richtung des Stroms folgen, anzuwenden.
Die expandierbare Zusammensetzung wird dann zu einem Schneidkopf geführt, der das Polymer in der Düse homogen verteilt, worin die expandierbare Zusammensetzung extrudiert und granuliert wird.
Die Düse wird vorzugsweise mindestens auf die Temperatur der hereinkommenden expandierbaren Zusammensetzung, bevorzugter von 10 bis 60°C oberhalb dieser Temperatur, erhitzt. Das Erhitzen kann mit Hilfe von beliebigen, der auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren, zum Beispiel mit Hilfe von elektrischen Widerständen oder durch die Kreislaufführung von erhitztem Fluid in Kanälen innerhalb des Düsenkörpers, erhalten werden.
Die zum Herstellen der expandierbaren Teilchenzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendete Schneidvorrichtung wird im Einzelnen in der US 2005/0123638 A1 beschrieben. Für die Eigenschaften der Düse und der Granulierungskammer wird auf die vorstehend genannte Veröffentlichung verwiesen.
Typischerweise liegt das Quellen der expandierbaren Zusammensetzungen von etwa 1,2 bis 3,0, in Bezug auf die Zusammensetzung, Scherrate und Temperatur des geschmolzenen Stroms. Durch Steuern des Durchmessers der Löcher und das Quellen ist es möglich, expandierbare teilchenförmige Stoffe mit der gewünschten Größe, insbesondere innerhalb des Bereichs von 0,6 bis 2,2 mm, zu erhalten.
Die Granulierungskammer muss unter Druck gesetzt werden, um die Expansion der expandierbaren Granulate zu vermeiden. Der zum Verhindern dieses unerwünschten Phänomens notwendige Druck hängt insbesondere von dem Inhalt und der Typologie des expandierenden Systems und von den verwendeten Additiven ab. Typischerweise liegt der erforderliche Druck im Bereich von 1,5 bis 12 barg, bevorzugter von 2 bis 8 barg.
Vorzugsweise ist der Druck der Wasserzuführungssprühdüsen um mindestens 2 bar höher als der Druck der Schneidekammer. Auf diese Weise wird eine hinreichende und gleichförmige Fließrate zu den Wasserstrahlen verliehen, was wesentlich ist, um zu verhindern, dass die Löcher von der Düse verstopft werden.
Es ist wichtig, den Bruchteil der Zeit bezüglich der Summe zu bewerten, in der das aus den Düsen kommende Wasser direkt die Oberfläche der Düse erreicht, anstelle durch die sich bewegenden Messer und den jeweiligen Träger unterbrochen zu werden.
Es ist notwendig zu vermeiden, dass dieser Zeitbruchteil null wird, da in diesem Fall die Messer vollständig den Wasserdurchgang durch die Oberfläche der Düse blockieren würden, was ihr korrektes Kühlen verhindert. Die Faktoren, die diesen Zeitbruchteil beeinflussen, sind unter anderem die Rotationsrate der Messer und der Wasserdruck.
Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt der Zeitbruchteil vorzugsweise im Bereich von 5 bis 80%, bevorzugter von 10 bis 60%.
Die Wassertemperatur sollte vorzugsweise im Bereich von 10°C bis nicht mehr als 20°C oberhalb der Glasübergangstemperatur von dem expandierbaren Granulat, bevorzugter von 10°C bis nicht mehr als 15°C oberhalb der Glasübergangstemperatur des expandierbaren Granulats liegen.
Die Granulierung des expandierbaren Polymers kann weiter durch Anwenden von ablösenden Additiven erleichtert werden, die vor der Bildung des Strahls in das Wasser dosiert werden müssen.
Bevorzugte ablösende Mittel sind Polysiloxane, wie Polydimethylsiloxan, als solche oder in Emulsion. Die zu dem Wasser zuzusetzende Menge an Polysiloxanen ist höher als 10 ppm, vorzugsweise von 10 bis 400 ppm.
Gegebenenfalls ist es möglich, zwischen den Mischvorrichtungen und der Düse ein Dreiwege-Ventil für Polymere einzusetzen. Unter normalen Betriebsbedingungen wird das Ventil gegen die Düse angeordnet. Umgekehrt wird während des Beginns, das Ventil zu einer Ausgabe oder andere Vorrichtung, die zum Aufnehmen des geschmolzenen Polymers geeignet ist, angeordnet. Durch Abteilen des Polymerstroms von der Beginnposition zu der Betriebsposition kann der Polymerstrom zu fließen beginnen, fast sofort von den Düsenlöchern, unter somit Vermindern des Risikos des Verstopfens der Düsenlöcher.
Die so erhaltenen, expandierbaren teilchenförmigen Stoffe können gegebenenfalls aber nicht notwendigerweise einer thermischen Behandlung in einem Sinterungsschritt unterzogen werden, um mögliche restliche Belastung freizusetzen und die Zellstruktur zu verbessern, die sich aus der Überführung von dem expandierbaren Produkt ergibt. Das Sinterungsverfahren besteht im Halten des expandierbaren Produkts für einen Zeitraum, vorzugsweise länger als eine Minute, bei einer vorbestimmten Temperatur. Die Temperatur liegt im Allgemeinen von der Glasübergangstemperatur des expandierbaren teilchenförmigen Stoffes, plus oder minus 15°C.
Das Sintern wird vorzugsweise durch Halten des expandierbaren teilchenförmigen Stoffs bei einem Druck, höher als 0,5 barg, und Kühlen desselben auf eine Temperatur, unterhalb 45°C, vor der Druckentlastung ausgeführt.
Die Vinyl-aromatischen Polymere, die gemäß den hierin bereitgestellten Verfahren verarbeitet werden, zeigen eine verminderte Restbelastung in dem granulierten Produkt, folglich kann die zelluläre Struktur, die sich aus der Überführung der Granulate ergibt, gut sein, auch ohne Sintern, oder ohne die Einarbeitung von Keimbildungsmitteln.
Das Verfahren für die Herstellung von Granulen von expandierbaren thermoplastischen Polymeren, der Gegenstand der vorliegenden Erfindung, kann besser durch Bezugnehmen auf die schematische Wiedergabe von 1 und 2 verstanden werden, die erläuternde und nicht begrenzende Ausführungsformen wiedergeben.
Mit Bezug auf die in 1 gezeigte schematische Wiedergabe werden die Vinyl-aromatischen Monomere, Comonomere, Ethylbenzol und andere Additive (11) zu dem Reaktor (31) gespeist und polymerisiert. Der Strom wird durch den Wärmetauscher (32a) erhitzt und wird durch einen perforierten Verteiler in einen Behälter unter Vakuum (32b), um Monomere, Oligomere, Ethylbenzol und andere flüchtige Materialien zu entfernen, geleitet. Das erhaltene geschmolzene Polymer wird mit Hilfe einer Pumpe (32c) zu einem zweiten Wärmetauscher (33) gespeist, wo er auf die Bezugstemperatur (zum Beispiel 190°C) gebracht wird.
Die Pumpen (32c) und (35) werden gesteuert, um einen Druck in dem polymeren Strom (21), höher als der Bezugsdruck, zu sichern.
Ein polymerer Strom (15) und ein Additivstrom (16) werden durch Messvorrichtungen zu einem kontinuierlichen Schneckenmischer (44) und anschließend zu einem Doppelschneckenextruder (45) gespeist, worin das Polymer geschmolzen wird und die Additive eingearbeitet werden.
Das expandierende System (12) wird mit Hilfe einer Diaphragmapumpe (41) zu einem Wärmetauscher (43) dosiert, wo es erhitzt wird. Die durch die Pumpe (41) erzeugten Druckschwankungen werden durch einen Pulsationsdämpfer (42) nivelliert. Das expandierende System wird erhitzt und in die Additivzuführung (46a) durch ein Nicht-Rückkehr-Ventil, das innerhalb der Führung, die die Additive trägt, angeordnet ist, initiiert. Ein kleiner statischer Mischer (46b) liefert ein Anfangsmischen zwischen der Additivzuführung und dem expandierenden System. Die erhaltene Zusammensetzung (22) wird zu dem Hauptstrom des Vinyl-aromatischen Polymers (21) gegeben und mit Hilfe eines statischen Mischers (34) vermischt. Der erhaltene Strom, dessen Druck durch die Pumpe (35) erhöht wird, wird zuerst zu einer Filterungsvorrichtung (40) und anschließend zu dem Verteiler (36) und zu der Düse (37) gespeist, worin die expandierbare Polymerzusammensetzung in kleine Ka näle unterteilt wird und durch verschiedene Löcher extrudiert wird.
In der Granulierungskammer (38) wird Wasser (13) gegen die Düse durch eine Reihe von Sprühdüsen gesprüht. Eine gesteuerte Menge an Stickstoff (14) wird in die Granulierungskammer abgemessen, um am Fluten zu hindern. Die expandierbare Zusammensetzung wird durch eine Reihe von Messern geschnitten, die zu einem Rotor (39) verbunden sind, und das erhaltene Gemisch von Wasser plus Granulate wird wieder gewonnen (15).
Die schematische Wiedergabe von 2 zeigt eine andere Anordnung des polymeren Nebenstroms und expandierenden Systems. Gemäß diesem Schema gelangt der Nebenstrom (16) nach der Einarbeitung der Additive in das Polymer mit Hilfe des Extruders (45) durch eine Mischvorrichtung (51), die die Dispersion der Additive in dem Polymerstrom vervollständigt. Das expandierende System (12) wird gepumpt (41) und erhitzt (43), wie in dem vorangehenden Schema. Jedoch, anstelle in den Nebenstrom eingespritzt zu werden, wird es direkt zu dem Hauptstrom des Polymers gegeben und darin direkt vermischt (34).
Unter den vorstehend erwähnten Bedingungen werden teilchenförmiger Stoff oder Granulate von expandierbaren Verbundwerkstoffen im Wesentlichen mit einer elliptoidischen Form erhalten, zum Beispiel der Form einer Walnuss oder Linse (siehe 3a, 3b und 3c). Es ist möglich, diese Form mit Hilfe eines Formfaktors quantitativ zu charakterisieren. Viele Definitionen derselben können in der Literatur gefunden werden (siehe zum Beispiel Sukumaran, B. und Ashmawy A. K. (2001) "Quantitative characterization of the Geometry of Discrete Particles", Geotechnique, Band 51, Nr. 7, September, Seiten 619–627). In der vorliegenden Erfindung wird die nachstehende adimensionale Definition des Raumfaktors verwendet: SF = 36·π·(V²/A³) worin V das Volumen des expandierbaren Verbundwerkstoffteilchens und A die Fläche der entsprechenden Oberfläche darstellt. Der Formfaktor SF ist für eine perfekte Kugel gleich 1 und sinkt mit einer Erhöhung in der Anisotropie unter Annähern von null für Zylinder mit einem Längen-zu-Durchmesser-Verhältnis, das sich unendlich annähert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden expandierbare Verbundwerkstoffgranulate mit einem Formfaktor SF, wie vorstehend definiert, im Bereich von 0,60 bis 0,99, bevorzugter liegt der Formfaktor von 0,70 bis 0,98, erhalten.
Höhere Formfaktoren können durch Erhöhen der Polymertemperatur und Senken der Wasserkühlung (zum Beispiel durch Vermindern des Flusses) erhalten werden. Jedoch unter diesen Bedingungen ist eine Vorexpansion geeigneter, und das Polymer, das die Düsenlöcher verlässt, kann auf die Oberfläche derselben verbreitet werden.
Typischerweise zeigen die durch die Extrusion des Polymers und die anschließende Unterwassergranulierung erhaltenen Granulate keine Walnussform und kleine Formfaktorwerte werden erhalten.
Diese kleineren Formfaktoren verursachen während des anschließenden Zuführens von diesen expandierbaren Granulen in die Formmaschinen häufig Schwierigkeiten und deshalb sollten sie vorzugsweise vermieden werden.
In überraschender Weise zeigen die Verbundwerkstoffgranulate, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, eine ausgezeichnete Expandierbarkeit und Formbarkeit, wenn gemäß den Standardverfahren bei der Anwendung verarbeitet.
Einige erläuternde und nicht begrenzende Beispiele werden hierin nachstehend für ein besseres Verstehen der vorliegenden Erfindung und für ihre Ausführungsformen bereitgestellt.
BEISPIEL 1
Ein flüssiges Gemisch, bestehend aus 8,0 Gewichtsprozent Ethylbenzol, 84,98 Gewichtsprozent Styrol, 7,0 Gewichtsprozent α-Methylstyrol, 0,02 Gewichtsprozent Divinylbenzol, wird in einen Reaktor (31) gespeist. Das Gemisch wird schrittweise auf eine Temperatur von 135°C gebracht. Nach einer Aufenthaltszeit von etwa 4 Stunden wird die Reagenz-Polymerzusammensetzung, mit einem Umsatz gleich 70%, auf 240°C mit Hilfe eines diathermen Öl-(32a)-Wärmetauschers erhitzt und anschließend zu einem Devolatilisator (32b) gespeist, um das restliche Monomer und Lösungsmittel zu entfernen. Die erhaltene Zusammensetzung hat einen Beginn der Glasübergangstemperatur ("Tg Beginn") bei 104°C, einen Schmelzflussindex (MFI 200°C, 5 kg) von 9, ein Molekulargewicht Mw von 190000 g/Mol und ein Mw/Mn Verhältnis von 2,8, worin Mw das gewichtsmittlere Molekulargewicht ist und Mn das zahlenmittlere Molekulargewicht ist. 830 Teile der Zusammensetzung werden zu dem Wärmetauscher (35) gespeist, der die Temperatur auf 180°C senkt.
151,6 Teile von N2982 (Polystyrol mit einem Mw gleich 130000 g/Mol, Mw/Mn gleich 2,3, MFI (200°C, 5 kg) gleich 25 g/10', hergestellt von Polimeri Europa) (15), werden in einen Doppel-Schnecken-Extruder (45) gespeist.
Ein Gemisch, bestehend aus 8,0 Teilen Styrol-Isopren-Styrol-Block-Copolymer SOL T190, hergestellt von Polimeri Europa, 8,4 Teile BR-E 5300 (stabilisiertes Hexachlorcyclododecan, vertrieben von Chemtura) und 2,0 Teile Perkadox 30 (2,3-Dimethyl-2,3-diphenylbutan, vertrieben von Akzo Nobel) (16), werden in die gleiche Vorrichtung gespeist. Eine Zahnradpumpe erhöht den Zuführungsdruck der geschmolzenen Additive auf 270 barg.
55 Teile eines Gemisches von n-Pentan und Isopentan, worin das n-Pentan/Isopentan-Verhältnis 70:30, auf das Gewicht, ist, werden mit Hilfe der Pumpe (41) zu dem Wärmetauscher (43) abgemessen, worin die Temperatur des expandierenden Systems auf 110°C erhöht wird. Das erhitzte expandierende System wird in den Additivstrom (46a) eingespritzt und mit Hilfe einer Reihe von Mischelementen (46b) darin eingearbeitet. Der erhaltene Nebenstrom (22) hat eine Temperatur von 180°C und einen Druck von 240 bar. 150 Teile des Stroms (22) werden zu 850 Teilen des Hauptstroms (21) gegeben und darin durch eine zweite Mischvorrichtung (34) vermischt.
Eine zweite Zahnradpumpe (35) speist den erhaltenen polymeren Strom zu einer Filteraustauschvorrichtung (40), worin ein filtrierendes Netz mit einer Maschengröße von 200 Mikrometern, getragen von einem zweiten Netz, mit einer Maschengröße von 1000 Mikrometern eingeschoben ist.
Die filtrierte Zusammensetzung wird zuerst zu dem Verteiler (36) und dann zu der Düse (37) gebracht, wo sie durch eine Reihe von Löchern mit einem Durchmesser von 0,5 mm (37) extrudiert und granuliert wird (38). Der Wasserstrahl (13) hat eine Temperatur von 45°C und einen Stromaufwärtsdruck von 20 bar. Ein Stickstoffstrom (14) hindert die Granulierungskammer am Fluten. Das Verhältnis im Massenfluss zwischen dem Stickstoffstrom (14) und dem Wasserstrom (13) ist 1:3. Der Druck in der Granulierungskammer wird bei 3,5 bar eingestellt.
Das granulierte expandierbare Harz wird von der Aufschlämmung (15) gesammelt, mit Hilfe einer Zentrifuge getrocknet und mit einer Beschichtung, bestehend aus 0,2 von Monodiglycerylstearat und 0,1 Zinkstearat, bezüglich des Gewichts von dem expandierbaren Teilchen, bedeckt. Die Expansion wird unter Atmosphärendampf bei 100,3°C für 3 Minuten bewirkt, die expandierten Kugeln werden dann für 24 Stunden an der Luft trocknen lassen.
Anschließend wird ein Teil der expandierten Kugeln in einer Presse mit einer zylindrischen Formkammer (90 mm hoch, 250 mm im Durchmesser) geformt, während die verbleibenden Kugeln ein zweites Mal in Atmosphärendampf für 2 Minuten expandiert werden.
Die expandierbaren Granulate haben eine typische Walnussform, wie in 3b gezeigt.
BEISPIEL 2
Das in Beispiel 1 verwendete Gemisch wird wiederholt, jedoch mit den Verfahrenseinheiten, die wie in 2 angeordnet sind.
BEISPIEL 3
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch mit dem Nebenstrom (16), der aus 33,1 Teilen BR-E 5300, 47 Teilen Minstron 002 Talkum, erzeugt von Luzenac, 10 Teilen Ethylen-bis-stearamid und 6,5 Teilen Perkadox 30 besteht, während die Polymerzuführung (15) aus 73,4 Teilen N2982 besteht. Der Druck in der Granulierungskammer wird bei 4,8 bar eingestellt.
Die expandierbaren Granulate haben eine typische Walnussform, wie in 3c gezeigt.
BEISPIEL 4
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch besteht der Nebenstrom (16) aus 24,3 Teilen von BR-E 5300, 52 Teilen von Graphit MetalPURE 5595, hergestellt von Superior Graphite, 10 Teilen von Ethylen-bis-stearamid und 5,1 Teilen von Perkadox 30, während die Polymerzuführung (15) aus 78,6 Teilen von N2982 besteht. Der Druck in der Granulierungskammer wird bei 5,2 bar eingestellt.
Die expandierbaren Granulate haben eine typische Walnussform, wie in 3a gezeigt.
BEISPIEL 5
Beispiel 4 wird wiederholt, jedoch wird ein dritter Wärmetauscher zwischen dem Mischer (34) und der Pumpe (35) positioniert. Die expandierbare polymere Zusammensetzung wird durch den Wärmetauscher auf 170°C gekühlt und anschließend granuliert, gefolgt von den gleichen, in Beispiel 1 ausgewiesenen Bedingungen.
BEISPIEL 6
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch besteht der Nebenstrom (16) aus 35 Teilen Magnetit, hergestellt von Palabora Mining Company und 10 Teilen Ethylen-bis-stearamid, während die Polymerzuführung (15) aus 125,0 Teilen von N2982 besteht. Der Druck in der Granulierungskammer wird bei 5,5 bar eingestellt.
BEISPIEL 7
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch unter Zuführen von 750 Teilen Polymer zu dem Wärmetauscher (35). Der Nebenstrom (16) besteht aus 10 Teilen von Ethylen-bis-stearamid, während die Polymerzuführung (15) aus 140,0 Teilen Polyethylen FG-20, hergestellt von Polimeri Europa, und 100 Teilen von Block-Copolymer Styrol-Isopren-Styrol SOL T 190, hergestellt von Polimeri Europa, besteht.
BEISPIEL 8
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch besteht die flüssige Gemischzuführung zu dem Reaktor (31) aus 8,0 Gewichtsprozent Ethylbenzol, 84,5 Gewichtsprozent Styrol, 7,0 Gewichtsprozent α-Methylstyrol, 0,5 Gewichtsprozent Block-Kautschuk Styrol-Butadien-Styrol (SBS).
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch wird die Polymertemperatur in (21) und (22) auf 230°C erhöht.
VERGLEICHSBEISPIEL 2
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch wird das Massestromverhältnis zwischen Wasser (13) und Stickstoff (14), das zu dem Granulator (38) gespeist wird, auf 10:1 gebracht. Im Ergebnis wird das Fluten der Granulierungskammer erhalten.
VERGLEICHSBEISPIEL 3
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch ein dritter Wärmetauscher wird zwischen dem Mischer (34) und der Pumpe (35) positioniert. Die expandierbare Zusammensetzung wird durch den Tauscher auf 150°C gekühlt und anschließend gemäß den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 granuliert.
Tabelle 1 und Tabelle 2 zeigen für jedes Beispiel und Vergleichsbeispiel den Formfaktor, die mittlere Größe der Granulate, die mittlere Abmessung der Zellen, die Qualität derselben, die Dichte nach 3 Minuten Expansion, die Dichte, die nach einer zweiten Expansion von 2 Minuten Zeit erreicht wird, das Ergebnis des Selbstlöschungstests 32 gemäß DIN 4102, Teil 2, und den Sinterungsprozentsatz des geformten Produkts.
Wie ersichtlich werden kann, zeigen die expandierbaren Granulate, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, und jeweilige expandierte und geformte Produkte eine gute Verarbeitbarkeit während Expansion und Formen. Es wurde in überraschender Weise gefunden, dass es möglich ist, expandierte Produkte, die hohe Mengen an verschiedenen Additiven enthalten, unter Verwendung der gleichen Verfahren, die bei expandierbaren Vinyl-aromatischen Polymeren verwendet werden, die keine Additive enthalten, zu erhalten, ohne das Beobachten besonderer Verschlechterungen in den Leistungen.
Die Vergleichsbeispiele, die Produkte zeigen, die durch Modifizieren der Verfahrensparameter außerhalb der hierin offenbarten Bereiche ohne Verändern der hierin bereitgestellten Verfahren erhalten werden, zeigen entweder Schwierigkeiten beim Herstellen von niederdichten hergestellten Produkten, oder der Qualität derselben; insbesondere ist die Zellstruktur nicht hinreichend.

In der Gesamtheit des vorliegenden Dokuments bezieht sich der Begriff "Teil" implizit auf "Gewichtsteil", falls nicht anders ausgewiesen. Das Gleiche gilt für die Prozentsatzwerte. Tabelle 1

Beispiele	Mittlere Granulatgröße (mm)	mittlere Zell-Größe in dem Schaum (μm)	Zellqualität	Sintern des Schaums (%)
1	0,88	160	gut	80
2	0,92	180	gut	90
3	0,95	130	gut	70
4	0,98	100	gut	80
5	0,96	140	gut	80
6	1,10	190	Durchschnitt	70
7	0,91	180	Durchschnitt	70
8	0,93	140	gut	80
Vergleichsbeispiele
1	1,1	n.a.	sehr schlecht	50
2	1,05	160	knapp	60
3	0,95	220	Durchschnitt	60

Tabelle 2

Beispiele	Pigmente (%)	Formfaktor	Dichte nach 1. Expansion (g/l)	Dichte nach 2 Expansion (g/l)	B2 Testergebnis
1	-	0,97	15,4	9,5	bestanden
2	-	0,97	16,2	10,1	bestanden

3	Talkum 4,7%	0,88	13,5	8,0	bestanden
4	Graphit 5,2%	0,91	13,1	8,5	bestanden
5	Graphit 5,2%	0,82	14,1	9,5	bestanden
6	Magnetit 3,5	0,73	16,1	11,5	bestanden
7		0,75	19,1	13,5	bestanden
8		0,96	15,2	9,0	bestanden

1		0,71	22,4	12,8	Nicht bestanden
2		0,65	18,5	14,1	n. a.
3		0,7	20,1	16,2	n. a.

Claims

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von expandierbaren Granulen, basierend auf thermoplastischen Polymeren, durch eine Granulierungsdüse (37), das die nachstehenden Schritte einschließt: i) Bringen eines ersten Stroms von geschmolzenem Vinyl-aromatischem Polymer auf eine Temperatur, die im Bereich der kritischen Temperatur eines expandierenden Systems minus 25°C liegt und der kritischen Temperatur des expandierenden Systems plus 25°C liegt, wobei das expandierende System aus einem expandierenden Mittel oder einem Gemisch von expandierenden Mitteln besteht; ii) Einarbeiten in einen zweiten Strom von geschmolzenem polymerem Material bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des erhaltenen Stroms, von anorganischen und organischen Additiven, dadurch gekennzeichnet, dass sie weniger als 10 Gewichtsprozent von Teilchen mit einer Größe, größer als die Hälfte des Durchmessers der Löcher der Granulierungsdüse (37) aufweisen; iii) Einarbeiten des expandierenden Systems in den zweiten Strom von geschmolzenem polymerem Material aus Schritt (ii) bei einem Druck, der höher als der kritische Druck des expandierenden Systems ist; iv) Einarbeiten der polymeren Zusammensetzung aus Schritt (iii) in den ersten Strom von Vinyl-aromatischem Polymer aus Schritt (i); vii) Granulieren der so erhaltenen, expandierbaren polymeren Zusammensetzung in der Schneidkammer einer Vorrichtung für die Heißgranulierung von thermoplastischen Polymeren, umfassend: a) eine Granulierungsdüse (37), die aus einem zylindrischen Körper besteht, der auf der äußeren Oberfläche nebeneinander angeordnete Extrusionslöcher und in seinem Innern entsprechend den Extrusionslöchern angeordnete und mit diesen verbundene Polymerzugabekanäle aufweist; b) ein mit einer rotierenden Welle starr verbundener Satz von Messern, die entsprechend mit den Düsenlöchern angeordnet sind, zum Schneiden der aus den Extrusionslöchern extrudierten expandierbaren polymeren Zusammensetzung; c) ein hinter dem Satz von Messern angeordneter Satz von Sprühdüsen, der einen Flüssigkeitsstrahl, der gegen die Granulierungsdüse (37) gerichtet ist, erzeugt; d) einen Einlass, aus dem ein Gasstrom gespeist wird; und wobei der Gasstrom, der aus dem Einlass (d) kommt, das Fluten der Granulierungskammer verhindert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das expandierende System vor der Einarbeitung in den zweiten Strom von geschmolzenem polymerem Material auf eine Temperatur, gleich oder höher als die Glasübergangstemperatur des Polymer-Hauptanteils im Gewicht, erhitzt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der nachstehende Schritt vor der Granulierung (vii) eingeschoben wird: vi) Leiten der expandierbaren polymeren Zusammensetzung aus Schritt (iv) durch ein Filter (40), bestehend aus einem oder mehreren Netzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzmaschengröße nicht mehr als die Hälfte des Durchmessers der Granulierungsdüsenlöcher beträgt, unter Beibehalten des Drucks der geschmolzenen expandierbaren polymeren Zusammensetzung bei einem Wert, der höher als der kritische Druck des expandierenden Systems ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Filter (40) durch eine Maschengröße im Bereich von einem Zehntel zu einem Drittel des Durchmessers der Granulierungsdüsenlöcher charakterisiert ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das expandierende System in zwei Ströme geteilt wird, wobei der größte direkt in den ersten Strom eingearbeitet wird, während der andere zu dem zweiten Strom gegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Einarbeitung bei Schritt (iv) mit Hilfe von statischen oder dynamischen Mischvorrichtungen (34) für eine minimale Verweilzeit von 100 Sekunden, und gleichzeitig Beibehalten des Drucks des geschmolzenen Produkts, bei einem Wert, höher als der kritische Druck des 30 expandierenden Systems bewirkt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der nachstehende Schritt vor der Granulierung (vii) eingeschoben wird: v) Kühlen der expandierbaren polymeren Zusammensetzung (iv) auf eine Temperatur, die mindestens 50°C mehr als die Glasübergangstemperatur des Hauptteils an Polymer, hinsichtlich des Gewichts, ist, Beibehalten des Drucks des geschmolzenen Produkts bei einem Wert, höher als der kritische Druck des expandierenden Systems.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend die nachstehenden Schritte, nach der Granulierung der expandierbaren polymeren Zusammensetzung (vii): viii) Erhitzen der granulierten expandierbaren polymeren Zusammensetzung auf eine Temperatur im Bereich von der Glasübergangstemperatur der expandierbaren polymeren Zusammensetzung minus 15°C zu der Glasübergangstemperatur der expandierbaren polymeren Zusammensetzung plus 15°C, für einen Zeitraum, länger als 60 Sekunden; ix) Kühlen der gesinterten Granulate auf eine Temperatur von nicht mehr als 45°C.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Kühlschritt (ix) bei einem Druck, höher als 0,5 bar Atmosphären-Überdruck, ausgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Strom von geschmolzenem Vinyl-aromatischem Polymer (i) direkt aus einer Polymerisationsanlage kommt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der erste Strom von geschmolzenem Vinyl-aromatischem Polymer entgast und direkt in geschmolzenem Zustand eingespeist wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der erste Strom von geschmolzenem Vinyl-aromatischem Polymer (i) durch Schmelzen fester Polymerteilchen in einem Extruder erhalten wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Vinyl-aromatische polymere Material l(i) durch die Polymerisation von Styrol mit 0–50 Gewichtsprozent von alpha-Methylstyrol; (Meth)acrylsäurealkylester, worin die Alkylgruppe eine C1-C4-Alkylgruppe darstellt; Vinylacetat; Acrylnitril; konjugierten Dienen und Gemischen davon, hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das polymere Material in Schritt (ii) ausgewählt ist aus einem oder mehreren der nachstehenden Materialien: a) Homopolymeren, statistischen Copolymeren und Block-Copolymeren mit einer Vinyl-aromatischen Grundlage, ausgewählt aus Polystyrol, Styrol-Butadien-Styrol, Styrol-Isopren-Styrol, Styrol- Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS), Styrol-Ethylen-Propylen (SEP), Styrol-Butylacrylat-Copolymeren, Polystyrol mit hoher Schlagfestigkeit (HIPS), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Styrol-Acrylnitril (SAN); b) auf Olefinen basierenden Polymeren, ausgewählt aus Ethylen-Vinylacetat (EVA), Polyethylen (PE), Polybutylen-terephthalat (PBT), Polyethylenterephthalat(PET); c) Kondensations-(Co)polymeren, ausgewählt aus Polycarbonaten und Polyestern, (Meth)acryl-Polymeren, Polyphenylenether (PPE), Polyphenylenoxid (PPO), Polyamiden, Polylactaten.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Additive in Schritt (ii) ausgewählt sind aus: a) elementarem Kohlenstoff, ausgewählt aus Ruß, Koks, Kohlenstoff-Nanofasern, Glaskohlenstoff und Graphitmaterial mit einem Graphitisierungsgrad, berechnet mit Hilfe der Maire- und Mering-Formel, von mindestens 0,2; b) selbstlöschenden Mitteln, ausgewählt aus halogenierten aliphatischen oder aromatischen Verbindungen oder Halogen-freien Verbindungen; c) synergetischen selbstlöschenden Mitteln, ausgewählt aus Verbindungen mit einer labilen C-C-, N-N- oder 0-0-Bindung; d) anorganischen Derivaten von Silizium, Magnesium, Aluminium, ausgewählt aus Talkum, Hydrotalcit und Glimmer; e) Oxiden und Dichalcogeniden von Metallen und Halbmetallen.