DE102021003131A1

DE102021003131A1 - Einsatz von Lignin als Hauptbestandteil für extrudierten und expandierten Biopolymerschaum

Info

Publication number: DE102021003131A1
Application number: DE102021003131.8A
Authority: DE
Inventors: Joachim Falge; Mark Plate; Claus Tank
Original assignee: Jackon Applications GmbH
Current assignee: Jackon Applications GmbH
Priority date: 2021-06-21
Filing date: 2021-06-21
Publication date: 2022-12-22

Abstract

Nach der Erfindung wird Lignin für die Herstellung eines Biopolymerschaums eingesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft extrudierte und expandierte Schaumprodukte aus thermoplastischem Polymer mit Verwendung von Lignin als Bestandteil der Rezeptur.
Biopolymere bestehen zu einem wesentlichen Teil oder ausschließlich aus nachwachsenden Rohstoffen, während „normale“ Kunststoffe aus petrochemischen Rohstoffen hergestellt werden. Zusätzlich wird in deren Funktionalität nach biologisch abbaubar und nicht biologisch abbaubar unterschieden. Biologisch abbaubare, petrochemische Kunststoffe zählen damit nicht mehr zu Biopolymeren, wie dies historisch meist mit Biokunststoffen verbunden wurde. Die biologische Abbaubarkeit ist damit kein zwingendes Kriterium für Biopolymere, sondern lediglich eine spezielle Eigenschaft verschiedener Bio- aber eben auch petrochemischer Kunststoffe.
In Bauprodukten haben Biopolymere bisher zumindest keine kommerzielle Anwendung gefunden.
Zu den Biopolymeren gehören Lignine. Es gibt Lignine in nicht derivatisierter Form und derivatisierte Lignine. Es ist bekannt Ligninderivate zu erzeugen durch

- Acylierung
- Alkylierung
- Urethanbildung
- Halogenierung
- Nitrierung,
- Sulfonierung
- Oxidation
- Reduktion
- Hydrolyse

Lignine/Ligninderivate fallen in großem Umfang bei der Cellulosegewinnung an und unterscheiden sich u.a. in ihren Molekulargewichten, organischen Schwefeltanteil und ihrer Wasserlöslichkeit. Eine Übersicht der Abhängigkeit der Eigenschaften der Lignine von deren Herstellungsverfahren gibt die folgende Tabelle

	Verfahren Sulfat	Verfahren Sulfit	Verfahren Organosolv
Typ	Kraft-Lignin	Ligninsulfonat	Organosolv Lignin
Mw [g/mol]	980 - 20.000	2.200 - 63.500	1.000 - 2.000
Sulfonat Gruppen [%]	-	1 - 3	-
org. Schwefelanteil	1 - 2	4-8	keine
Löslichkeit	Alkali, org.Lsgm.	H2O in vielen org.Lsgm. unlöslich	Alkali, org.Lsgm.
Funktionsgruppen	viele phenolische OH	wenige phenolische OH	viele phenolische OH

Thermoplaste sind Kunststoffe, die unter Erwärmung erweichen und sich in dem Erweichungszustand verformen lassen und nach Abkühlung die erlangte Form behalten. Dieser Vorgang ist oft wiederholbar.
Üblicherweise werden die Kunststoffe zusammen mit Additiven und Füllstoffen verarbeitet. Die Additive sollen dem gewünschten Produkt bestimmte Eigenschaften geben; zum Beispiel erhöhte Festigkeit und/oder erhöhte Alterungsbeständigkeit und/oder erhöhte Elastizität oder eine höhere Wärmebelastbarkeit. Des weiteren können sie auch dazu dienen die Verarbeitung zu erleichtern.
Die Additive können andere Kunststoffe, Substanzen und Gemische von Substanzen und vieles andere sein; zum Beispiel Fasern, Glaskügelchen, Späne usw.
Die Füllstoffe dienen dazu, den Kunststoff zu strecken.
Mit extrudierten Biopolymerschaum-Platten (XBS) werden Polymerschaumplatten bezeichnet, die mittels eines Extruders hergestellt werden, wobei

- die Einsatzstoffe einschließlich des Biopolymers, eventuell einen Anteil synthetischen Polymers und Additive und Füllstoffe aufgegeben werden,
- das Polymergemisch aufgeschmolzen und mit den anderen Einsatzstoffen vermischt wird
- die Treibmittel in die flüssige Polymerschmelze eingegeben werden
- aus dem Extruder durch eine Düse ein endloser Schmelzestrang in eine Umgebung geringeren Druckes austritt und aufschäumt
- der nach Formgebung in einem Kalibrator und
- nach ausreichender Abkühlung als Extrusionsstrang spanabhebend bearbeitet wird
- und zu Platten abgelängt wird.

Mit expandierte Biopolymerschaum-Platten (EBS) werden Polymerschaumplatten bezeichnet, die aus Polymerschaumpartikeln hergestellt werden. Die Schaumpartikel werden in einem Formteilautomaten miteinander verschweißt. Dabei kann zunächst ein Schaumblock entstehen, der anschließend zu Platten aufgeteilt wird.
Die Schaumpartikel können auf unterschiedlichen Wegen hergestellt werden. Einer der Wege sieht vor:

- Schmelzeerzeugung wie bei der extrudierten Biopolymerschaum-Platten Herstellung mit eingeschlossenem Treibmittel
- Austritt verschiedener endloser feiner Schmelzestränge mittels kleiner Düsen,
- wobei die Schmelze nach dem Austritt aus dem Extruder in eine Umgebung hohen Druckes gelangt, so dass ein Aufschäumen verhindert wird
- wobei die Schmelzestränge unter Wasser zu Mikrogranulat, das mit Treibmittel beladen ist, zerkleinert werden.

- die Schaumpartikel werden anschließend in einem Formteilautomaten zu unterschiedlichen Formteilen oder Blöcken verarbeitet. Das geschieht nach Einfüllen der Schaumpartikel in den Formteilautomaten durch Bedampfung der Schaumpartikel mit Heißdampf. Durch diese Bedampfung erweichen die Schaumpartikel an der Oberfläche, so dass die verschiedenen Partikel unter dem Druck in dem Formteilautomaten miteinander verschweißen. Nach ausreichender Abkühlung wird das Formteil oder der Block aus dem Formteilautomaten entnommen. Der Block wird anschließend noch in Platten geschnitten.

Beide Produkte (extrudierte und expandierte Schaumprodukte) können mit einem Flammschutz versehen sein, der in der oben beschriebenen Form als Zuschlag in den Extruder aufgegeben wird. Im Extruder findet eine gleichmäßige Verteilung des Flammschutzes in der Schmelze statt. Dementsprechend ist das Flammschutzmaterial auch gleichmäßig in den Schaumprodukten verteilt.
Der Extruder kommt in verschiedenen Bauarten vor, besonders häufig als Einschneckenextruder. Dabei läuft in einem Gehäuse eine Schnecke um, welche den Kunststoff zur Extrusionsdüse transportiert.
Eine andere häufig vorkommende Bauart ist der Doppelschneckenextruder. Dabei sind zwei Schnecken in einem Gehäuse parallel zueinander vorgesehen, die entweder gleichsinnig oder gegenläufig rotieren.
Eine seltenere Bauart ist der Planetwalzenextruder, der aus einem innen verzahnten fest angeordneten Gehäuse, einer mittig umlaufenden Zentralspindel und verschiedenen Planetspindeln besteht, die zwischen dem Gehäuse und der Zentralspindel um die Zentralspindel umlaufen. Die Verzahnung der Planetspindeln kämmt mit der Verzahnung der Zentralspindel und der Innenverzahnung des Gehäuses. Die Zentralspindel wird üblicherweise angetrieben. Die Planetspindeln gleiten an einem Anlaufring des Gehäuses und sind im Übrigen von den Zähnen der Zentralspindel und der Innenverzahnung des Gehäuses bzw. der Buchse gehalten.
Allen Extruderbauarten ist gemeinsam, dass zur Herstellung von Kunststoffschaum eine Schmelze erzeugt und mit Treibmittel versetzt wird. Das Treibmittel wird nach Entstehen der Schmelze als Flüssigkeit in den Extruder eingespritzt.
Im Extruder wird das Treibmittel mit der Schmelze vermischt.
Im Extruder verhindert der dort herrschende Druck ein Aufschäumen des Kunststoffes.
Die Schmelze wird mittels der beschriebenen Düsen in feinen Strängen aus dem Extruder ausgetragen und unter Wasser zu Granulat zerkleinert. Das Wasser kühlt das Granulat, so dass das Treibmittel sich in der Schmelze nicht ausdehnen kann und eingefroren wird.
Manche Flammschutzmittel können umweltgefährdend und/oder gesundheitsgefährlich sein. Manche Flammschutzmittel sind mit dem zu schäumenden Kunststoff nicht kompatibel. Besondere Schwierigkeiten ergeben sich bei der Einmischung von anorganischen Flammschutzmitteln in Polymeren in ausreichender Konzentration zur Erlangung der gewünschten Brandklasse des Produkts.
Der Brand von Kunststoffen kann sich mit hoher Geschwindigkeit ausbreiten, sobald der Kunststoff sich durch entsprechende Erwärmung verflüssigt und in der flüssigen Form durch eine Flamme entzündet wird.
Die Flammschutzmittel werden der Polymermatrix zugesetzt, um den Verbrennungsprozess zu hemmen, zu unterdrücken. und zu beenden. Sie wirken hauptsächlich auf die Entzündbarkeit des Materials oder verringern die Flammenausbreitung. Dabei sollen sie andere Eigenschaften des Polymers, wie z.B. die Mechanik oder das Aussehen (zum Beispiel die Transparenz, Farbe) möglichst wenig oder gar nicht beeinflussen.
Im Einzelnen:

Nach Entzünden setzt das brennende Material Wärme frei und verursacht eine zusätzliche Temperaturerhöhung. Dadurch werden Pyrolyseprozesse beschleunigt und weiteres brennbares Material entzündet. Für die Geschwindigkeit der Brandentwicklung sind die Wärmefreisetzung (Wärmeentwicklung) und Entzündbarkeit des Materials und die dadurch bedingte Flammenausbreitung verantwortlich.

Durch starke Wärmeentwicklung und große Gasfreisetzung kann im Laufe des Brandes (besonders bei Raumbränden) ein Gasgemisch entstehen, das eine Brandausdehnung mit sehr hoher Geschwindigkeit verursacht. Dieses plötzliche Zünden und Abbrennen von Pyrolysegasen wird als Rauchgasdurchzünden/feuerüberschlagender Flashover bezeichnet.
Der Brand erreicht seine höchsten Temperaturen. Das gesamte brennbare Material (Brandlast) ist involviert (Branddurchdringung). Die Brandlast ist ausschlaggebend für das Ausmaß des Brandes und den daraus resultierenden Schaden. Erst aus der Erschöpfung einer der Brandkomponenten (brennbares Material oder Sauerstoff) resultiert das Abklingen des Brandes.
Die Flammschutzmechanismen hängen stark von der chemischen Struktur des Flammschutzmittels und seiner Wechselwirkung mit dem Polymer ab. Das grundlegende Verständnis der Struktur-Eigenschaftsbeziehungen ist die Grundvoraussetzung für die gezielte Entwicklung maßgeschneiderter Flammschutzlösungen und die Optimierung der Flammschutzmechanismen und -wirkung für eine bestimmte Anwendung.
Flammschutzmittel dienen zur Hemmung, im Idealfall zur Vermeidung der Entzündung, Flammenausbreitung und/oder Brandlast. Man kann zwischen physikalischen und chemischen Wirkungsweisen unterscheiden.
Zu den chemischen Mechanismen:

Mittels einer Reaktion in der Gasphase wird durch das Flammschutzmittel der Radikalmechanismus unterbrochen und somit die Oxidationsreaktion gehemmt, die effektive Verbrennungsenthalpie des Materials sinkt. Dadurch wird der Wärmeeintrag der Flamme verringert und die Wärmefreisetzung reduziert.

Typische Radikalfänger sind halogenhaltige Flammschutzmittel auf Basis von Chlor oder Brom.
Zu den physikalischen Mechanismen:

Die Abgabe von Wasser bewirkt eine Kühlung der Flamme. Die endotherme Abgabe nicht brennbarer Gase wie H₂O, CO₂ oder NH₃ verursacht eine Brennstoffverdünnung. Durch Erhöhung der Verdampfungsenthalpie und Reduzierung der effektiven Verbrennungsenthalpie kann dem Brand entgegengewirkt werden. Beispiele sind Aluminiumtrihydroxid (ATH), Magnesiumhydroxid (MDH) und borhaltige Verbindungen.

Inerte Füllstoffe ersetzen brennbares durch nicht brennbares Material und bewirken in Bezug auf die Brennbarkeit eine Verdünnung des brennbaren Materials.
Auch die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die Anwendung von Biopolymeren zu fördern, nach Möglichkeit Bauprodukte aus Biopolymeren herzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruches gelöst.
Dabei hat sich die Erfindung der besonders schwierigen Herstellung von Schaumprodukten vorgenommen und Lignin als Biopolymer ausgewählt.
Lignin und Ligninderivate und deren Anwendungen für Formteile sind durch nachfolgende Veröffentlichungen an sich bekannt.
Dabei wird einer Polymermatrix ein gewisser Anteil an Lignin oder Ligninderivaten zugesetzt, um die Eigenschaften und das Brandverhalten der Polymermatrix zu beeinflussen. In keiner der Veröffentlichungen war jedoch Lignin oder Ligninderivate der Hauptbestandteil einer Polymermatrix für ein Schaumprodukt und schon gar nicht für ein Bauprodukt.
Im Einzelnen:

In der DE 102009050546 wird die Verwendung eines Flammschutzmittels/Brandschutzmittels im Zusammenhang mit faserverstärktem Polystyrol vorgeschlagen. Dabei soll es sich um Naturfasern von Pflanzen handeln. Allerdings sollen Pflanzen ausgewählt werden, die noch nicht verholzt sind, also nur eine geringe Menge oder gar keine Menge Lignin enthalten. Damit weist die Druckschrift nicht auf Lignin, sondern von Lignin weg.

Die WO 2011047804 stimmt inhaltlich mit der DE 102009050546 überein.
Auch die WO 2017118765 beschreibt eine Ausrüstung von Fasern mit Flammschutz/Brandschutz zur Verwendung in Polystyrol, auch in einem geschäumten Produkt. Im Unterschied zu den in DE102009050546 beschriebenen Fasern sind nach der WO2017118765 Lignin haltige Fasern vorgesehen.
Die DE102017100313 stimmt inhaltlich mit der WO 2017118765 überein.
Die WO 2014184273 beschreibt zwar eine Polyolefinematrix mit einem eingemischten Lignin. Es handelt sich jedoch um einen Vorschlag zur Modifizierung von WPC (wood plastic composition), das als Holzersatz angesehen werden kann.
Die DE 102007054549 beschreibt auch eine Polyolefinmatrix für WPC mit einem eingemischten biobasierenden Kunststoff aus Lignin.
Die DE 2436166 aus dem Jahre 1974 beschreibt ein Flammschutzmittel für verschiedene Zwecke, unter anderem für den Schutz von Polystyrol. Der bekannte Flammschutz soll keine giftigen Gase bilden und lange Zeit anhalten. Der bekannte Flammschutz soll durch Schmelzen einer Ligninverbindung mit einer Harnstoffverbindung in der Hitze herstellbar ist. Als Ligninverbindung kommen Ligninsulfonsäure oder Ligninsulfonat in Frage. Als Harnstoffverbindung kommen Harnstoff oder Harnstoffderivate in Frage. Danach können die Massen mit einem thermoplastischen Kunststoff, einem Phosphorsäurederivat oder einem mehrwertigen Metallsalz vermischt werden. Die Ligninsulfonsäure (Lignosulfonsäure) kann hergestellt werden, indem man Lignin mit schwefliger Säure, Hydrogensulfit oder Sulfit umsetzt.
Nach der DE2436166 können bei der Neutralisation der Ligninsulfonsäure Alkalimetallsalze und Erdalkalimetallsalze entstehen; zum Beispiel mit Na, K, Mg, Ca, Ba oder Ammoniumsalze.
Die vorgesehenen Phosphorsäuren und Phosphorsäurederivate umfassen phosphorige Säure, unterphosphorige Säure, Phosphorsäure, Metaphosphorsäure, Polymetaphosphorsäure, Polyphosphorsäure und Alkalimetallsalze oder Erdalkalimetallsalze.
Das Verhältnis der verschiedenen Bestandteile liegt im Bereich 0,3 bis 1,0 Gewichtsteil des Harnstoffs oder der Harnstoffverbindung auf 1 Gewichtsteil der Ligninsulfonsäure oder des Ligninsulfonats.
Die vorliegende Erfindung hat sich dem Lignin als Bio-Polymer zugewandt, da diese Polymere in großen Mengen zur Verfügung steht ohne dabei die Lebensmittelproduktion zu gefährden. Dies hat zum Vorteil, dass Lignin in ausreichender Menge und entsprechenden Preis für die Produktion eines Massenprodukts genutzt werden kann, ohne dabei die bereits heute knappe globale Lebensmittelproduktion zu beeinflussen. Darüber hinaus bietet Lignin vorteilhafte technische Eigenschaften (Schmelzedehnverhalten) und brandtechnische Eigenschaften: Nach einem älteren Vorschlag wird das Lignin in Mischung mit Polystyrol zu einem Hartschaum verarbeitet, der für die Herstellung von Bauplatten geeignet ist. Nach der vorliegenden Erfindung werden andere synthetische Polymere mit dem Lignin in eine plastische, aufschäumbare Mischung gebracht. Solche synthetischen Polymere können sein

- PVC(Polyvinylchlorid) und/oder
- PE(Polyethylen), einschließlich HDPE und LDPE und LLDPe und/oder
- PP(Polypropylen) und/oder
- Polyetrafluorethylen (PTFE) und/oder
- Polymethylmethacrylat (PMMA) und/oder
- Polyacrylnitril (PAN) und/oder
- Polyacrylamid (PAA)
- Polyamide und/oder
- Polyaramide und/oder
- Polyketone (PEK) und/oder
- Polyester, auch Polycaronate (PC) und Polythylenterephthalat (PET) und/oder
- Polyurethane (PU) und/oder
- Poly(organo)siloxane und/oder
- Melaminharz (MF) und/oder
- eines oder mehrere Copolymere der vorstehenden Polymere, einschließlich sogenannter Blockcopolymere und Pfropfcopolymere

Insbesondere finden aus vorstehender Aufstellung die Polyolefine, Polyurethane , Polyaminde, Polyestern als synthetische Polymere Verwendung.
PVC kann das Aufschmelzen erleichtern und die Schmelzezähigkeit erhöhen. Das ist für den Schäumvorgang von Vorteil.
Das Polyethylen hat einen geringen Schmelzpunkt. Damit wirkt es als Weichmacher.
Polypropylen zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit aus.
Nach der Erfindung sind wahlweise auch Mischungen von synthetischen Polymeren vorgesehen, zum Beispiel PE mit PVC. PE läßt bereitet beim Kleben, Lackieren, Lasieren und Ölen einige Schwierigkeiten, während PVC sich gut Kleben, Lackieren, Lasieren und Ölen läßt. Die Erfindung führt das auf unterschiedliche polare Eigenschaften zurück.
Außerdem ist PVC wasserabweisend und resistend gegen Pilze und Insekten. Vorteilhafterweise lassen sich Nachteile eines synthetischen Polymers durch Einmischung eines anderen synthetischen Polymers mindern oder sogar ausgleichen. Das gilt sowohl für Nachteile im Endprodukt als auch für Nachteile bei der Verarbeitung. Häufig reichen dabei geringe Mengen des einen synthetischen Polymers in der Mischung mit vielfach größeren Menge des anderen synthetischen Polymers.
Aber auch Nachteile des Lignins lassen sich durch Einmischung von geeigneten synthetischen Polymeren mindern oder sogar ausgleichen. Auch das gilt nicht nur für Nachteile im Endprodukt, sondern auch für Nachteile bei der Verarbeitung.
Darüber hinaus kann die Mischung zum Beispiel folgende Zusätze haben

-Farben
-Haftvermittler
-Stabilisatoren
-Gleitmittel
-Flammschutzmittel
-Alterungsschutz
-Antistatika
-Füllstoffe
-chemische Binder/Vernetzer

Für die Herstellung von Schaum ist ein Treibmittel unverzichtbar. Es gibt Treibmittel, die zunächst als Feststoffe der Einsatzmischung zugesetzt werden und unter bestimmten Betriebsbedingung in einen gasförmigen Zustand übergehen. Vorzugsweise findet ein Aufschmelzen der Polymere im Extruder statt und wird der Schmelze erst nach deren Aufbereitung ein flüssiges Treibmittel eingespritzt. Die Aufbereitung kann mehrere Schritte beinhalten. Zum Beispiel können eine Homogenisierung und Disergierung und eine Abtrennung unerwünschter Bestandteile im Wege dere Entgasung vorgesehen sein. Die Zugabe des flüssigen Treibmittels kann genau dann erfolgen, wenn die Aufbereitung abgeschlossen ist..Dabei lassen sich flüssige Treibmittel mit einer Duckpumpe gegen den im Extruder herrschenden Druck eingetragen werden.
Treibmittel wie Kohlendioxid, die in gasförmiger Form vorliegen, werden für den Flüssigeintrag verflüssigt. Das gleiche gilt für HFKW und/oder Kohlenwasserstoffe.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsbeispiele. Vorteilhaft sind folgende Merkmale:

-dass Lignin der Einsatzmischung zugesetzt wird, wobei der Anteil mindestens 20 Gew%, vorzugsweise mindestens 30 Gew% und noch weiter bevorzugt mindestens 50 Gew% beträgt, bezogen auf die gesamte Polymermatrix.
-dass der Polymermatrix neben dem Lignin ein weiterer Thermoplast wie z.B. PE oder PP und deren Copolymere und Mischungen davon
-dass der Polymermatrix eine Mischung der o.g. synthetischen Polymere mit Anteilen von höchstens 80%, vorzugsweise höchstens 70% und noch weiter bevorzugt höchstens 50% bezogen auf die gesamte Polymermatrix zugegeben wird.
-dass der Polymermatrix aus Lignin und synthetischen Polymer Vernetzer zugegeben werden, um die Wasserlöslichkeit einiger Lignintypen zu reduzieren oder um die Festigkeit zu erhöhen. Durch Vernetzen kann nicht nur die Festigkeit der Mischung insgesamt verändert werden. Es können auch coextrudierte Schichten stärker miteinander verbunden werden. Hier infrage kommenden Vernetzer sind zum Beispiel:
- organische Peroxid (die bei basischen Bedingungen stabile Vernetzungen erzeugen), organische Schwefel- Schwefelverbindungen, Schwefel (die im leicht sauren und neutralen Medium stabile Vernetzungen bilden) und Polycarbonsäureanhydride (z.B. Buttersäure-, Crotonsäure- und Pyromellitsäureanhydrid) es kommt auch eine Strahlung (Elektronenbestrahlung) zum Vernetzen in Betracht..

Mit dem Vernetzer bzw. dem chemischnen Binder können auch Feuchtigkeit oder Lösungsmittel von der Oberfläche des Lignins entfernt bzw. gebunden werden. Die Vernetzer bzw. chemischen Binder können auch für die Homogenisierung und Dispergierung von Vorteil sein oder für das Schäumen von Vorteil sein, indem sie die Schmelzezähigkeit verbessern. Natürlich hat das seine Grenzen. Diese Grenzen lassen sich durch Zugabe von zunächst geringen Mengen Vernetzer bzw. chemischen Bindern und (vorzugsweise schrittweise) Steigerung der Menge der Vernetzungsmittel bzw. chemischen Binder austesten. Das gilt auch im Hinblick auf die Vernetzung zur Festigkeitserhöhung und/oder Verbindung verschiedener Schichten.

-dass der Einsatzmischung neben dem Lignin noch ein anderes Flammschutzmittel aus nachfolgender Gruppe von Flammschutzmitteln zugesetzt werden kann:
- -Kohlenstoffhaltige Flammschutzmittel (z.B. Blähgraphit)
- -Phosphorhaltige Flammschutzmittel (z.B. roter Phosphor)
- -Phosphorverbindungshaltige Flammschutzmittel (z.B. Triphenylphosphat, Ammoniumphosphat, Polyphosphate, Calciumphosphat)
- -Stickstoffverbindungshaltige Flammschutzmittel (z.B. Melamincyanurat)
- -Metall-Oxide und/oder -Hydroxide (z.B. Aluminiumhydroxid, Kaolin, Böhmit, Magnesiumhydroxid, Calciumhydroxid, Zinkoxid)
wobei die Zersetzungstemperatur derjenigen Flammschutzmittel, welche ihre flammhemmende Wirkung in der Hauptsache durch Zersetzung entwickeln, oberhalb der Verarbeitungstemperatur von Lignin liegt.
-die Verwendung von Blähgrafit als kohlenstoffhaltiges Flammschutzmittel und/oder durch die Verwendung von Magnesiumhydroxid oder Aluminiumhydroxid als Metall-Hydroxid.
-dass ein Blähgrafit verwendet wird, dessen Partikelgröße kleiner 1/10 des mittleren Zelldurchmessers des Polymerschaumes ist, vorzugsweise kleiner 1/50 und noch weiter bevorzugt kleine 1/100 des mittleren Zelldurchmesser des Polymerschaumprodukts ist.
-dass das Lignin und das synthetische Polymer unabhängig voneinander erwärmt werden und nach dem Aufschmelzen eine Vermischung stattfindet
-durch eine Zwangsführung feinkörniger und staubförminger Flammschutzmittel/Brandschutzmittel bei der Aufgabe in den Extruder.
-durch die Verwendung eines senkrecht über der Füllöffnung des Extruders stehenden weiteren Extruders mit einer Kühlung zum Eintragen des Lignins in den Extruder.
-eine Beheizung von in den Extruder eingefüllten feuchten Einsatzstoffen zur Verdampfung der Feuchte und anschließende Entfernung des Dampfes durch Entgasung.
-dass zunächst ein Masterbatch aus einem oder mehreren Flammschutzmitteln mit einer Teilmenge des synthetischen Polymers in Granulatform erzeugt wird und anschließend mit den übrigen Einsatzstoffen im Extruder zusammengeführt wird
-dass die zur Masterbatcherzeugung verwendete Teilmenge des Polymers höchstens 80Gew%, vorzugsweise höchstens 70Gew% und noch weiter bevorzugt höchstens 50Gew% der Polymermatrix ist.
- dass das Lignin vor seiner Zugabe zum Extrusionprozess kompaktiert wird, um eine gleichmäßige und staubreduzierte Dosierung zu ermöglich
- dass der Polymermischung weitere Additive (z.B. Calciumhydroxid, Calciumcarbonat, Polycarbonsäureanhydride) zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit des Biopolymerschaums zu ermöglichen Wahlweise wird neben dem Lignin das an sich bekannte Aluminiumhydroxid (ATH) oder Magnesiumhydroxid (MDH) oder Calciumhydroxid zugesetzt. Diese zersetzt sich im Brandfall und kühlt dabei das Feuer ab.

Die Verwendung von ATH und MDH ist an sich bekannt, auch zur Flammschutzausrüstung von Kunststofflschaum. Beispielhaft wird Bezug genommen auf die DE 2811951 .
Die Verwendung von ATH und MDH bedingt eine kontrollierte Temperaturführung bei der Schaumherstellung unterhalb der Zersetzungstemperatur.
Wahlweise wird anstelle oder zusätzlich zu dem ATH oder MDH Blähgrafit zugesetzt.
Das Blähgrafit erfährt im Brandfall eine große Ausdehnung, bildet eine schützende Intumeszenz-Schicht auf der Oberfläche und isoliert dadurch die Brandfläche vor dem weiteren Angriff von Flammen und verlangsamt die Brandausweitung und wirkt der Ausbreitung toxischer Gase und Rauch entgegen.
Das Blähgrafit führt nicht zugleich zu einer Ausdehnung der Polymerschaumplatten, wenn die Blähgrafitpartikel in ihren Abmessungen kleiner als der Zelldurchmessser des Polymerschaumes ist. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Blähgrafitpartikel kleiner als 1/10 des Zelldurchmessers vom Polymerschaum, noch weiter bevorzugt kleiner als 1/50 des Zelldurchmessers und höchst bevorzugt kleiner als 1/100 des Zelldurchmessers. Der Zelldurchmesser ist der mittlere Zelldurchmesser.
Die vorstehend beschriebenen Blähgrafitpartikel können bei der Schaumherstellung gut in die Zellwände eingebaut werden und sich in den Zellinnenraum ausdehnen.
Anstelle von oder zusätzlich zu Metallhydroxid und/oder Blähgraphit können auch Substanzen aus folgender Aufstellung ausgewählt werden:

- Bimsgestein, Blähton
- Fasern aus Glas oder Keramik
- Kreide, Kalk, Gips
- Kaolin, Calciumcarbonat, Hectorit
- Feuerstein/Siliziumdioxid
- Silikaten (z.B. Montmorillorit, Bentonit, Kaolin)
- Mikroglaskugeln
- Phosphor (rot), Phosphorverbindungen, Phosphorester Dieser Phosphor mit einem Schmelzpunkt von 44 Grad Celsius lässt bei der Pyrolyse von Thermoplasten nicht brennbare Gase entstehen.

-Schamotte
-Schwefel (gelb)

- Talkum
-Vermiculit

- Wasserglas
- Kationische Antipilzverbindungen

Das Lignin wird aus Holz gewonnen. Es füllt die Zwischenräume zwischen den Cellulosefasern des Holzes. Bei der Cellulose-Gewinnung ist das Lignin ein Nebenprodukt. Je nach Verfahren bei der Cellulose-Gewinnung unterschiedet sich das Lignin in seinen Eigenschaften wie oben beschrieben und ist gar nicht oder in erheblichem Umfang mit Salzen belastet. Neben dem Herstellungsverfahren wird die Eigenschaft des Lignins auch von der Holztype, aus der das Lignin gewonnen wurde beeinflusst. Zur Verdeutlichung ist in der kommenden Tabelle eine Übersicht des Einflusses von Holzart + Verfahren auf die Molekulargewichtsverteilung dargestellt:

Holzart		Lignin Herkunft		Lignin Herkunft		Lignin Herkunft		Lignin Herkunft
		Kraft		Lignosulfonate		Native		vorbehandelte
						gemahlen		Biomasse
		Mn	Mw	Mn	Mw	Mn	Mw	Mn	Mw
		[g/mol]	[g/mol]	[g/mol]	[g/mol]	[g/mol]	[g/mol]	[g/mol]	[g/mol]
Hardwood - Laubholz -	Esche			2.000	12.000			1.000 - 2.400	9.600 - 45.000
Hardwood - Laubholz -	Pappel			1.000 - 2.500	2.200 - 10.000			450-1.700	850-5.200
Hardwood - Laubholz -	Eukalyptus	400 - 1.400	1.300 - 5.000	1.800 - 2.200	5.700 - 6.300	2.000 - 8.700	6.700 - 35.000	1.500	5.600
Hardwood - Laubholz -	Birke	300-7.900	900-20.000					1.350 - 2.000	9.000 - 12.300
Softwood - Nadelholz -	Schilf							700 - 1.390	1.980 - 3.800
Softwood - Nadelholz -	Kiefer/Fichte/Tanne Mischung	1.000 - 3.400	4.400 - 9.880			2.500 - 7.600	7.400 - 38.000
Softwood - Nadelholz -	Tanne					2.800 - 7.700	7.500 - 57.000
Softwood - Nadelholz -	Kiefer	600-5.550	1.720 - 18.050	3.300 - 8.500	7.000 - 31.000	7500	13.500	3.000	54.00
Softwood - Nadelholz -	Fichte			3.200 - 13.0000	4.600 - 63.500	1.500 - 113.00	10.000 99.000
Hardwood - Laubholz -	Oliven							2.050 - 5.030	3.675 - 13.025

Die Werte variieren je nach botanischer Herkunft des Lignins und Aufschlussverfahren.
Kraft-Lignine weisen molare Massen von weniger als 1.000 bis zu 0.000 g/mol auf. Kraft-Lignine sind nur in geringem Umfang oder gar nicht wasserempfindlich. Lignosulfonate erreichen molare Massen unter 60.000 g/mol. Es kann hiermit gezeigt werden, dass Organosolv-Lignine immer niedrigere Molekulargewichte (1.000-2.000 g/mol) aufweisen im Vergleich zu Kraft-Ligninen oder Lignosulfonaten. Das ist ein Hinweis auf den stärkeren Abbau der makromolekularen Lignin-Struktur bei diesen Herstellungs-Prozessen.
Ein verunreinigungsfreies Gewinnungsverfahren ist ein mechanisches Verfahren, bei dem das Holz an Schleif- und Mahlsteinen zermahlen wird.
Bei einem anderen verunreinigungsfreien Verfahren (Refiner-Verfahren) wird das Holz zwischen Walzenpaaren zermahlen, die das Holz schneiden als auch pressen. Dies kann ohne chemische Vorbehandlung erfolgen.
Bei chemischer Vorbehandlung wird zum Beispiel Natriumsulfit oder Nartriumhydroxid eingesetzt.
Die meist angewendeten Verfahren zur Cellulose-Gewinnung sind chemische Verfahren. Dazu gehören Sulfatverfahren, Sulfitverfahren und Sodaverfahren. Bei anderen, weniger häufig angewendeten Verfahren wird Ethanol und Natronlauge oder Natriumsulfit und Ethanol oder Essigsäure und Ameisensäure oder Ameisensäure und Wasserstoffperoxid angewendet oder erfolgt ein enzymatischer Aufschluß.
Für die Schaumherstellung wird das Lignin mit mindestens 20 Gew%, bezogen auf die gesamte Polymermatrix im Extruder, eingesetzt.
Das Lignin kann feinkörnig anfallen, zum Teil pulverförmig. Nach der Erfindung wird das Eintragen des Lignins in den Extruder durch ein Stopfwerk in dem Aufgabetrichter des Extruders unterstützt. Im einfachsten Fall ist das Stopfwerk ein Rührer. Die Förderwirkung der bekannten Rührer ist gering. Vorzugsweise findet ein aufrechtstehender Extruder als Stopfwerk Anwendung, nachfolgend Stopfextruder genannt. Der Stopfextruder kann unmittelbar an das Extrudergehäuse angeflanscht werden. Die Förderwirkung des Stopfextruders ist um Vieles besser als die Förderwirkung eines Rührers. Hinzu kommt, dass der Stopfextruder bereits mit einer Kühlvorrichtung versehen ist, Die Kühlvorrichtung wirkt einem durch Wärme verursachten Verklumpen des Lignins im Einlauf des zur Verarbeitung der Einsatzstoffe vorgesehenen Extruders entgegen.
Eine nicht komplette Trocknung des Lignins hat feuchtes Lignin zur Folge. Die Feuchte kann im Extruder verdampft und abgezogen werden kann. Dazu eignen sich besonders modulweise aufgebaute Extruder. Dann kann zunächst in einem ersten Modul zumindest allein das feuchte Lignin eingefüllt und auf eine Temperatur gebracht werden, bei der die Feuchtigkeit gut abdampft aber das Lignin noch nicht erweicht. Vorzugsweise liegt diese Temperatur mindestens 10 Grad Celsius unter der Erweichungstemperatur des jeweiligen Lignins, noch weiter bevorzugt mindestens 20 Grad Celsius und höchst bevorzugt mindestens 30 Grad Celsius unter der Erweichungstemperatur des jeweiligen Lignins.
Das Abziehen des Dampfes wird als Entgasen bezeichnet. Im einfachsten Fall ist dazu eine an den Extruder angeflanschte Saugleitung ausreichend. Soweit das Lignin dazu neigt, unter der Saugwirkung des Saugzuges dem Dampf bei seinem Weg aus dem Extruder zu folgen, empfiehlt es sich, an der Öffnung für den Saugzug im Extrudermantel ein Sieb anzuordnen. Von Vorteil ist, wenn das Sieb mit der Innenseite des Extruders bündig abschließt. Dann bewirkt die Schnecke in diesem Modul zugleich eine Reinigung des Siebes. Gegebenenfalls ist sogar ein geringes (zum Beispiel bis 2mm) Zurücksetzen des Siebes gegenüber der Innenfläche von Vorteil. Dann sammelt sich vor dem Sieb eine definierte Schicht getrockneten Lignins, das als zusätzliche Filterschicht wirkt.
Das erste Modul ist vorzugsweise wie ein Einschneckenextruder gestaltet.
Nach dem Entgasen des Lignins in einem ersten Modul wird das Lignin vorzugsweise in einem weiteren Modul mit dem normalen Polymer zusammengebracht.
Das normale Polymer kann in Granulatform in den Extruder aufgegeben werden. Dann hilft die in dem Extruder befindliche Ligninmenge bei der zum Aufschmelzen des Polymers erforderlichen Erwärmung.
Besser ist, wenn das Polymer in schmelzflüssiger Form in den weiteren Modulen eingetragen wird. Vorzugsweise geschieht das dann über einen Seitenarmextruder, der zugleich die Schmelzleistung aufbringt. Der Seitenarmextruder hat seine Bezeichnung davon, dass er wie ein seitlicher Arm an dem Modul des Hauptextruders angeordnet ist. Der Hauptextruder ist der Extruder bzw. der modulweise aufgebaute Extruder, in dem die Mischung von synthetischen Polymer und Lignin stattfindet.
Üblicherweise werden auch die Extruder als Seitenarmextruder bezeichnet, die oben auf oder unten an dem Modul des Hauptextruders angeflanscht sind.
Zusammen mit dem synthetischen Polymer können auch Additive und weitere Zuschläge in dem zweiten Modul aufgegeben werden.
Der Seitenarmextruder kann sowohl in seitlicher Anordnung als auch in senkrechter Anordnung auf dem Modul als Doppelschneckenextruder ausgebildet sein.
In dem zweiten Modul und/oder in einem weiteren Extrudermodul findet eine Mischung/Dispergierung des eingebrachten Lignins, der Additive und Zuschläge in der Schmelze statt. Für diese Aufgabe sind Module besonders geeignet, die wie Planetwalzenextruder gestaltet sind. Dabei setzt sich eine Einschnecke aus dem ersten(nach Art eines Einschneckenextruder ausgebildeten) Modul als Zentralspindel in dem zweiten bzw. weiteren (nach eines Planetwalzenextruders ausgebildeten) Modul fort.
Bei der Verwendung einer Planetwalzenextruderbauart für den zweiten Modul und/oder das weitere Modul kann die Korngröße des Lignins und aller anderen Feststoffe so gewählt werden, dass das Lignin durch diese Module hindurch geht. Das ist der Fall bei den oben wiedergegebenen üblichen Lignin-Korngrößen und bei größeren Planetwalzenextruderbaugrößen, die ein größeres Spiel zwischen den bewegten Teilen besitzen.
Bei der Extrusion von Polymerschaum wird der Schmelze auch ein Treibmittel oder mehrere Treibmittel zugesetzt. Das bzw. die Treibmittel werden dem Extruder in flüssiger oder superkritischer Form zugegeben. Diesen Aggregatzustand erreicht man dadurch, dass man das Treibmittel vor der Zugabe in den Extruder unter Druck setzt.
Das Treibmittel wird üblicherweise zwischen zwei Planetwalzenextrudermodulen mittels eines Ringes in die Schmelze eingedüst. Der Ring ist entsprechend hohl ausgebildet und an den schmelzeberührten Flächen mit Austrittsöffnungen für die Treibmittelflüssigkeit versehen. Die Treibmittelflüssigkeit wird durch eine Leitung zugeführt, die in dem Spalt zwischen den beiden Planetwalzenextrudermodulen zu dem Ring verläuft. Unter dem im Planetwalzenextrudermodul herrschenden Druck wird das Treibmittel an einer Ausdehnung gehindert und von den umlaufenden Planetspindeln und der Zentralspindel in der Schmelze fein verteilt. Anschließend wird die Schmelze durch eine oder mehrere Düsen hindurch aus dem Extruder gedrückt.
Bei einer einzigen nachgeordneten Düse ist die Düse eine Schlitzdüse. Der aus der Schlitzdüse in die Umgebungsluft austretende Schmelzestrang schäumt um ein Vielfaches auf. Dabei findet die aufschäumende Schmelze an den Innenwänden des dem Extruder nachgeschalteten Kalibrators eine Grenze. An den Innenwänden bildet sich eine Haut an dem Schmelzestrang. Die Haut stabilisiert den Schmelzestrang nach Verlassen des Kalibrators bei der Abkühlung.
Wie oben schon erläutert, lassen sich Polymerschaumprodukte auch aus (sogenannte Beads) Polymerschaumpartikeln herstellen, die durch Extrusion und Granulierung entstehen.
In diesem Fall wird eine Vielzahl nachgeordneter Düsen am Extruderaustritt genutzt, um eine entsprechende Anzahl von feinen Schmelzesträngen herzustellen, die anschließend in geringen Abständen abgelängt werden, so dass ein Granulat entsteht, das als Ausgangsstoff für weitere Bearbeitungsvorgänge dient. Die Granulierung erfolgt unter Druck und unter Wasser, so dass das Treibmittel in dem Schmelzegranulat nicht aufschäumt und man so treibmittelbeladene Biopolymerschaumpartikel (Beads) erhält. Zugleich bewirkt das Wasser, dass die einzelnen Partikel schnell abkühlen und nicht miteinander verklumpen.
Das Verfahren wird als Unter-Wasser-Granulierung bezeichnet.
Das Granulat hat wahlweise einen Durchmesser von höchsten 2 mm, weiter vorzugsweise von höchstens 1,8mm und weiter bevorzugt von höchstens 0,6mm. Der kleinste Durchmesser beträgt 0,4mm.
Die so gewonnenen Partikel, die ein Treibmittel enthalten, können in transportfreundlicher und lagerfreundlicher Form an Abnehmer geliefert werden, um dort aufgeschäumt zu werden und miteinander verschweißt/versintert zu werden. Das Verschweißen/Versintern erfolgt im Formteilautomaten.. Die Beads werden vor dem Eintritt in den Formteilautomaten aufgeschäumt oder vor Eintritt in den Formteilautomenten vorgeschäumt und im Formteilautomaten fertig geschäumt oder werden im Formteilautomaten geschäumt.
Die Formteilautomaten besitzen einen Formhohlraum, der den Formteilen die Form gibt. Die Formteile können ohne weitere Bearbeitung eine Anwendung erfüllen, zum Beispiel im Verpackungsbereich.
Zur Herstellung von Bauplatten werden die Beads zunächst im Formteilautomaten zu Blöcken miteinander verschweißt.
Die Blöcke werden nach entsprechender Ablagerung zu Platten geschnitten, die zu Bauzwecken verwendet werden.
Beim Granulieren wird die gasbeladene Schmelze auf Austrittstemperatur abgekühlt, durch eine warme Lochplatte mit Löchern in eine Unterwassergranulieranlage mit 9 bar Überdruck und 50 °C Wassertemperatur extrudiert. Hinter der Lochplatte wird die austretende gasbeladene Polymermasse mit Messern (Anzahl 7 / Messergeschwindigkeit 5000 rpm) abgeschlagen. Die erhaltenen gasbeladenen Lignin Beads wurden abzentrifugiert, getrocknet und gasdicht gelagert.
Bei der Vorexpandierung/Vorschäumen werden aus den kompakten Beads lose (ohne Anschmelzen von mehreren Beads) geschäumte Beads mit Mengen an Rest-Treibmitteln zur Weiterverarbeitung. Als Energiequelle diente hier Wasserdampf, aber auch andere Energiequellen sind möglich. Im Versuchsaufbau wurde der Wasserdampf bei unterschiedlichen Drücken gefahren, so dass ein vorgeschäumtes Produkt mit konstanten Schüttdichte entstand. In allen Versuchen wurden die Beads mit einer Mischung aus Stearaten gecoatet. Es wurden 500 g Beads eingewogen und eine Schüttdichte von 20g/l erzielt. Vor der Weiterverarbeitung im Formteilautomaten wurden die vorgeschäumten Beads 48 Stunden gelagert.
Das vorgeschäumte rieselfähige Material wird in eine offene Form gefördert. Die geschlossen Form wird nun von allen Seiten mit Wasserdampf durchströmt. Nach einer einstellbaren Verweilzeit der Masse wird die Form geöffnet und der Formkörper wird über Hydraulikstöße aus der Form entfernt.
Beispielhaft wurden folgende Prozessparameter eingestellt. Querdampf Oben (0,8 bar/6 - 8 sec), Querdampf Unten (1,2 - 1,7 bar /10 - 20 sec), Autoklav Oben/Unten (0,6 - 0,8 bar / 5 sec), Kondensier Zeit 5sec, Kühlungszeit 250 - 400 sec, Nachkühlen Druck 0,5 bar, Nachkühlen Zeit 10 sec und Stabilisierungszeit 25 - 130 sec.
Die Eigenschaften der nach dieser Erfindung hergestellten Biopolymerschaumplatten werden nach folgenden europäischen Normen geprüft:

• Wärmedurchlasswiderstand und Wärmeleitfähigkeit nach EN 12667
• Dicke nach EN 823
• Klassifizierung des Brandverhaltens EN 13501-1
• Dimensionsstabilität unter definierten Temperaturbedingungen oder definierten Temperatur- und Luftfeuchtebedingungen nach EN 1604
• Druckspannung bei 10 % Stauchung oder Druckfestigkeit nach EN 826
• Zugfestigkeit senkrecht zur Plattenebene nach EN 1607
• Wasseraufnahme bei vollständigem Eintauchen nach EN 12087, Verfahren 2A

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009050546 [0038, 0039, 0040]
WO 2011047804 [0039]
WO 2017118765 [0040, 0041]
DE 102017100313 [0041]
WO 2014184273 [0042]
DE 102007054549 [0043]
DE 2436166 [0044, 0045]
DE 2811951 [0061]

Claims

Herstellung flammgeschützter/brandgeschützter Schaumprodukte aus thermoplastischen Polymeren, -durch Einführen von Einsatzstoffen in einen Extruder, einschließlich des thermoplastischen Polymers -durch Aufschmelzen des Biopolymers Lignin, -durch Einführen eines oder mehrerer Treibmittel in flüssiger/superkritischer Form -durch Mischen der Schmelze mit den anderen Einsatzstoffen, -durch Austragen der Schmelze durch eine Düse in eine Umgebung mit geringerem Druck in einen Kalibrator unter Aufschäumung der Schmelze, -durch Bildung eines Extrusionsstranges -durch Abkühlen des Schmelzestranges und Bearbeitung des Extrusionsstranges, -durch Ablängen des Extrusionsstranges oder -durch Einführen von Einsatzstoffen in einen Extruder, einschließlich des thermoplastischen Polymers und Biopolymers -durch Aufschmelzen des Polymers, -durch Einführen eines oder mehrerer Treibmittel in flüssiger/superkritischer Form -durch Mischen der Schmelze mit den anderen Einsatzstoffen -durch Austragen der Schmelze durch eine Vielzahl kleiner Düsen als dünne Schmelzestränge in eine Umgebung mit hohem Druck und durch Zerkleinerung der Schmelzestränge im Wege der Unterwassergranulierung, -Aufschäumen des Granulates vor der Einführung in einen Formteilautomaten -Verschweißen oder Versintern der entstandenen Schaumpartikel im Formteilautomaten zu Schaumformteilen oder Schaumblöcken -Aufteilen der Schaumblöcke zu Platten dadurch gekennzeichnet, dass als Biopolymer Lignin aus der Cellulosegewinnung verwendet wird, wobei der Anteil des Lignins mindestens 20 Gew%, vorzugsweise mindestens 30 Gew% und noch weiter bevorzugt mindestens 50 Gew% beträgt, bezogen auf die gesamte Polymermatrix. Und dass die erhaltenen Lignin Polymerschaumprodukte eine Dichte von < 100 kg/m³, weiter bevorzugt <80 kg/m³ und noch weiter bevorzugt < 60 kg/m³ haben, wobei das Biopolymer mit einem synthetischen Polymer gemischt wird, wobei das synthetische Polymer aus mindestens einem der nachfolgenden Polymere besteht -PVC(Polyvinylchlorid) -PE(Polyethylen) -PP(Polypropylen -Polyetrafluorethylen (PTFE) -Polymethylmethacrylat (PMMA) -Polyacrylnitril (PAN) -Polyacrylamid (PAA) -Polyamide -aus Copolymeren von PVC und/oder PE und/oder PP und/oder PTFE und/oder PMMA und /oder PAN und/oder PAA und/oder Polyamide
Herstellung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der synthetischen Polymer an der Polymermischung höchstens 80%, vorzugsweise höchstens 70% und noch weiter bevorzugt höchstens 50% bezogen auf die gesamte Polymermatrix beträgt.
Herstellung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Polymermatrix noch Vernetzer (z.B. organische Schwefelverbindungen, Peroxide oder Polycarbonsäureanhydride (z.B. Buttersäure-, Crotonsäure- und Pyromellitsäureanhydrid) oder Mischungen davon) zugegeben werden.
Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung ein Flammschutzmittel zugegeben wird, wobei bei Verwendung von Blähgrafit dessen Partikelgröße kleiner 1/10 des mittleren Zelldurchmessers des Polymerschaumes ist, vorzugsweise kleiner 1/50 und noch weiter bevorzugt kleine 1/100 des mittleren Zelldurchmesser des Polymerschaumes ist.
Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lignin und das synthetische Polymer unabhängig voneinander erwärmt werden und nach dem Aufschmelzen eine Vermischung im Extruder stattfindet.
Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Zwangsführung feinkörniger und staubförminger Ausgangsstoffe bei der Aufgabe in den Extruder.
Herstellung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Verwendung eines senkrecht über der Füllöffnung des Extruders stehenden weiteren Extruders mit einer Kühlung zum Eintragen des Lignins in den Extruder.
Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Beheizung von in den Extruder eingefüllten feuchten Einsatzstoffen zur Verdampfung der Feuchte und anschließende Entfernung des Dampfes durch Entgasung.
Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Masterbatch aus Flammschutzmitteln mit einer Teilmenge der Polymermatrix in Granulatform erzeugt wird und anschließend mit den übrigen Einsatzstoffen im Extruder zusammengeführt wird.
Herstellung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Masterbatcherzeugung verwendete Teilmenge der Polymermatrix höchstens 80Gew%, vorzugsweise höchstens 70Gew% und noch weiter bevorzugt höchstens 50Gew% der gesamten Polymermatrix ist.
Herstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Flammschutzmittel Aluminiumhydroxid (ATH) oder Magnesiumhydroxid (MDH) oder Calciumhydroxid zugesetzt werden..