DE112007003709B4 - Expandable polystyrene beads with platelet-shaped talc coated with resin and process for their preparation - Google Patents

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Abstract

Expandierbare Polystyrolbeads, deren Außenseite mit plattchenförmigem Talk mit einem Längen-/Dickenverhältnis (Seitenverhältnis) von 100 bis 1000 beschichtet ist, welcher mit Harz beschichtet ist, wobei die Polystyrolbeads einen Durchmesser von 0,3 mm bis 3 mm aufweisen.Expandable polystyrene beads whose outer surface is coated with platy talc having a length / thickness ratio (aspect ratio) of 100 to 1000 coated with resin, the polystyrene beads having a diameter of 0.3 mm to 3 mm.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf expandierbare Polystyrolbeads sowie auf Verfahren zu deren Herstellung. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung expandierbare Polystyrolbeads, welche plättchenförmigen, mit einem Harz beschichteten Talk enthalten, sowie Verfahren zur Herstellung derselben.The present invention relates to expandable polystyrene beads and to processes for their preparation. More particularly, the present invention relates to expandable polystyrene beads containing platelet-coated resin-coated talc, and methods of making the same.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Polystyrolharz, ein thermoplastisches Harz, weist eine hervorragende Verarbeitbarkeit zu Formteilen auf und findet demzufolge in verschiedenen industriellen Gebieten verbreiteten Einsatz, wie für alltägliche Gebrauchsgegenstände, elektrische/elektronische Produkte, Verpackungs- und Baumaterialien. Darüber hinaus ist es beispielsweise aus der JP 06-298 983 A bekannt, mittels Schmelzkneten hergestellten expandierbaren thermoplastischen Harzpartikeln, wie z. B. solchen aus Polystyrol, mit einem hierin eindispergierten Schäumungsmittel anorganische Pulver zuzusetzen, welche insbesondere aus der Gruppe Talk, Kieselerde, Perlite, Bentonit, Kaolin, Asbest, Glas, Kalkstein, Aluminiumoxid und Magnesiumcarbonat gewählt sind. Die Pulver dienen als Füllstoff sowie zur Verhinderung eines mit ”slip” bezeichneten Abgleitens während des Extrusionsvorgangs.Polystyrene resin, a thermoplastic resin, is excellent in workability into molded articles, and is thus widely used in various industrial fields such as everyday commodities, electric / electronic products, packaging and construction materials. In addition, it is for example from the JP 06-298983 A known, produced by melt kneading expandable thermoplastic resin particles such. For example, those made of polystyrene, with a dispersed therein dispersing inorganic powder, which are selected in particular from the group talc, silica, perlite, bentonite, kaolin, asbestos, glass, limestone, alumina and magnesium carbonate. The powders serve as a filler and to prevent a slip called "slip" during the extrusion process.

Die DE 1 284 089 A beschreibt eine organische Wärmeisolationsmasse, welche einerseits mindestens 50 Vol.-% an

  • – Flocken oder Körnern von anorganischem, porösem Material und/oder
  • – einem organischen, geschlossene Zellen enthaltenden Schaumstofferzeugnis oder
  • – einen schäumungsfähigen Kunststoff, welcher nach dem Auftragen des Materials mittels Erwärmen zu einem solchen, geschlossene Zellen enthaltendem Schaumstofferzeugnis umsetzbar ist,
enthält. Andererseits enthält die organische Wärmeisolationsmasse ein organisches synthetisches Bindemittel, welches Glimmer, Vermiculit, Kreidepulver oder Talkum als Füllstoff beinhalten kann. Die Masse ist durch Spritzen oder Spachteln auf einen mit einer Wärmeisolation zu versehenden Gegenstand auftragbar. Die Flocken oder Körner dieser Wärmeisolationsmasse können unter anderem aus Polystyrol gefertigt sein.The DE 1 284 089 A describes an organic heat insulating material, which on the one hand at least 50 vol .-% of
  • Flakes or grains of inorganic, porous material and / or
  • An organic closed-cell foam product or
  • A foamable plastic which, after application of the material, can be converted by means of heating to such a foam product containing closed cells,
contains. On the other hand, the organic heat insulating composition contains an organic synthetic binder which may contain mica, vermiculite, chalk powder or talc as a filler. The mass can be applied by spraying or spatulas on an object to be provided with a thermal insulation. The flakes or grains of this thermal insulation material may be made of polystyrene, among others.

Insbesondere Polystyrolschaum, welcher durch Expandieren von Polystyrolschaum hergestellt worden ist, wird verbreitet als Wärmeisolationsmaterial eingesetzt. Im Allgemeinen wird Polystyrolschaum durch Expandieren von Polystyrolbeads bzw. Polystyrolkügelchen hergestellt, welche mit einem Treibmittel imprägniert worden sind.In particular, polystyrene foam, which has been produced by expanding polystyrene foam, is widely used as a heat insulating material. In general, polystyrene foam is made by expanding polystyrene beads or polystyrene beads which have been impregnated with a blowing agent.

Wärmeisolationsmaterialien müssen üblicherweise eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzen, um ein hohes Wärmeisolationsvermögen aufweisen zu können.Thermal insulation materials must usually have a low thermal conductivity in order to have a high thermal insulation capacity can.

Um diesem Erfordernis von Wärmeisolationsmaterialien genügen zu können, wurden gemäß dem Stand der Technik Gase auf der Basis von Fluor als Treibmittel in Polystyrolbeads verwendet. Derartige Gase auf der Basis von Fluor sind indes gegenwärtig nicht empfehlenswert, wobei ein Nachteil darin besteht, dass sie als Hauptursache für den Abbau der Ozonschicht gelten und mit zunehmendem Zeitablauf aus dem Polystyrolschaum freigesetzt werden, wodurch die Wärmeisolationseigenschaften des Wärmeisolationsmaterials zunehmend verschlechtert werden.In order to meet this requirement of heat insulating materials, according to the prior art, fluorine-based gases have been used as blowing agents in polystyrene beads. However, such fluorine-based gases are not currently recommended, with a drawback being that they are considered to be the main cause of ozone depletion and are released from the polystyrene foam as time goes on, thereby increasingly deteriorating the heat insulating properties of the thermal insulating material.

Um die Nutzfläche von Gebäuden zu vergrößern, sollte die Dicke von Wärmeisolationsmaterialien ferner vorzugsweise gering sein. Wird die Dicke des Wärmeisolationsmaterials jedoch gering, so führt dies zu dem Nachteil, dass sein Wärmeisolationsvermögen schnell verringert wird.Further, in order to increase the useful area of buildings, the thickness of heat insulating materials should preferably be small. However, if the thickness of the heat insulating material becomes small, there is the disadvantage that its heat insulating property is rapidly reduced.

Folglich besteht der Bedarf an einer Herstellung von expandierbaren Polystyrolbeads, welche einen Polystyrolschaum ergeben, welcher auch bei geringer Dicke gute Wärmeisolationseigenschaften besitzt, ohne dass Gase auf der Basis von Fluor verwendet werden.Consequently, there is a demand for the production of expandable polystyrene beads which give a polystyrene foam which has good heat insulating properties even at a small thickness without using fluorine-based gases.

Um diesen Erfordernissen zu begegnen, beschreibt z. B. die WO 98/51734 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines expandierbaren Polystyrolpolymers, welches Graphitpartikel enthält.To meet these requirements, describes z. B. the WO 98/51734 A1 a process for producing an expandable polystyrene polymer containing graphite particles.

Wird jedoch ein solches Verfahrens zur Erhöhung des Wärmeisolationsvermögens durch Zusetzen von Graphitpartikeln oder dergleichen verwendet, so erschwert das dem expandierbaren Polystyrolpolymer zugesetzte Additiv die Adhäsion zwischen den vorexpandierten Partikeln, was in der Herstellung eines Schaumes von geringer Qualität resultiert. Darüber hinaus weisen derartige Graphitpartikel den Nachteil auf, dass sie die feinporige Zellstruktur des Schaumes vergrößern oder gar zerstören, was mit einer Erhöhung der Feuchtepermeabilität des Schaumes einhergeht. Ferner kann ein Wärmeisolationsmaterial, welches solche Graphitpartikel enthält, als ein Sonnenlicht absorbierender schwarzer Körper wirken, so dass seine Temperatur erhöht wird, wenn es in einer Außenumgebung angeordnet oder verbaut wird, in welcher es direkt mit Sonnenlicht bestrahlt wird. In diesem Fall kann ein solcher Temperaturanstieg dazu führen, dass das in dem Wärmeisolationsmaterial enthaltene expandierbare Polystyrolpolymer schmilzt. Überdies besteht ein weiteres Problem darin, dass das Additiv nicht gleichmäßig in dem Schaum verteilt ist, was die Sicherstellung von einheitlichen Wärmeisolationseigenschaften schwierig macht.However, if such a method of increasing the heat insulating ability by adding graphite particles or the like is used, it makes it difficult for the expandable polystyrene polymer added additive, the adhesion between the pre-expanded particles, resulting in the production of a low-quality foam. In addition, such graphite particles have the disadvantage that they increase the fine-pored cell structure of the foam or even destroy, which is accompanied by an increase in the moisture permeability of the foam. Further, a thermal insulating material containing such graphite particles may act as a sunlight-absorbing black body so that its temperature is raised when it is placed or installed in an outside environment in which it is directly exposed to sunlight. In this case, such a temperature rise may cause the expandable polystyrene polymer contained in the thermal insulating material to melt. Moreover, another problem is that the additive is not uniformly distributed in the foam, making it difficult to ensure uniform heat insulating properties.

Die EP 0 620 246 A1 beschreibt Formteile, welche aus expandiertem Polystyrolschaum erzeugt worden sind und welche partikelförmige Materialien zur Erhöhung deren Wärmeisolationsvermögens (im folgenden als ”athermane Materialien” bezeichnet), insbesondere in Form von Ruß, Graphit und Aluminiumpartikeln, enthalten. Darüber hinaus sind der KR 10 2007 0076026 A expandierbare Polystyrolbeads zu entnehmen, deren Außenseite mit plättchenförmigen Aluminiumpartikeln beschichtet ist, welche mit Harz getränkt sind.The EP 0 620 246 A1 describes moldings which have been produced from expanded polystyrene foam and which contain particulate materials for increasing their thermal insulation capacity (hereinafter referred to as "athermanous materials"), in particular in the form of carbon black, graphite and aluminum particles. In addition, the KR 10 2007 0076026 A expandable polystyrene beads whose outer surface is coated with platelet-shaped aluminum particles, which are impregnated with resin.

Inzwischen umfassen bekannte Verfahren zum Einbringen solcher athermaner Materialien in Formteile Beschichtungsverfahren der Oberfläche von vorexpandierten Polystyrolbeads mit athermanen Materialien sowie Einbringverfahren athermaner Materialien in unexpandierte Polystyrolbeads.Meanwhile, known methods of incorporating such athermanous materials into molded articles include coating processes of the surface of pre-expanded polystyrene beads with athermanous materials, as well as incorporation of athermanous materials into unexpanded polystyrene beads.

Indes weisen derartige Verfahren Nachteile dahingehend auf, dass es schwierig ist, athermane Materialien gleichmäßig in expandiertem Schaum zu verteilen, dass die Adhäsion von vorexpandierten Körnchen signifikant verringert und somit ein Schaum von geringer Qualität erhalten wird, und dass Partikel der athermanen Materialien von der Oberfläche der Formteile abplatzen.However, such processes have drawbacks in that it is difficult to distribute athermane materials uniformly in expanded foam, that the adhesion of pre-expanded grains is significantly reduced and thus low quality foam is obtained, and that particles of the athermanous materials from the surface of the Flake moldings.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Technische AufgabeTechnical task

Die vorliegende Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, den oben beschriebenen Nachteilen, wie sie im Stand der Technik auftreten, zu begegnen, wobei ein Ziel der vorliegenden Erfindung insbesondere darin besteht, Polystyrolbeads vorzuschlagen, welche mit plattchenförmigem, mit Harz beschichtetem Talk beschichtet sind, welcher ein neuartiges athermanes Material darstellt, das sich von dem athermanen Materialien gemäß dem Stand der Technik unterscheidet. Ferner besteht ein Ziel der Erfindung darin, Verfahren zu deren Herstellung vorzuschlagen, wobei die Polystyrolbeads zur Herstellung von Polystyrolharzschäumen mit geringer Wärmeleitfähigkeit verwendet werden.The aim of the present invention is to overcome the disadvantages described above, as they occur in the prior art, an aim of the present invention being in particular to propose polystyrene beads which are coated with platelet, resin-coated talc, which represents a novel athermanous material that differs from prior art athermanous materials. Furthermore, an object of the invention is to propose processes for their preparation, wherein the polystyrene beads are used for the production of low thermal conductivity polystyrene resin foams.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, Polystyrolbeads vorzuschlagen, welche durch Zusetzen von plättchenförmigem Talk, welcher ein neuartiges athermanes Material darstellt, das sich von dem athermanen Materialien gemäß dem Stand der Technik unterscheidet, zu einem Styrol-Polymerisationsprozess hergestellt worden sind. Ferner besteht ein Ziel der Erfindung darin, Verfahren zu deren Herstellung vorzuschlagen, wobei die Polystyrolbeads zur Herstellung von Polystyrolharzschäumen mit geringer Wärmeleitfähigkeit verwendet werden.Another object of the present invention is to propose polystyrene beads which have been prepared by adding platy talc, which is a novel athermanous material different from the prior art athermanous materials, to a styrene polymerization process. Furthermore, an object of the invention is to propose processes for their preparation, wherein the polystyrene beads are used for the production of low thermal conductivity polystyrene resin foams.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Polystyrolschaum vorzuschlagen, welcher aus Polystyrolbeads hergestellt worden ist, welche plattchenförmigen, mit Harz beschichteten Talk enthalten.Another object of the present invention is to propose a polystyrene foam made from polystyrene beads containing platelet-coated resin-coated talc.

Technische LösungTechnical solution

Um die oben genannten Ziele zu erreichen, schlägt die vorliegende Erfindung vor, dass die Polystyrolbeads einen Durchmesser von 0,3 mm bis 3 mm aufweisen und plättchenförmigen Talk mit einem Längen-/Dickenverhältnis (Seitenverhältnis) von 100 bis 1000 beinhalten, welcher mit Harz beschichtet ist, wobei die Außenseite der expandierbaren Polystyrolbeads mit derartigem plättchenförmigem Talk beschichtet oder der plättchenförmige Talk in den expandierbaren Polystyrolbeads verteilt ist. Folglich vermögen die erfindungsgemäßen Polystyrolbeads durch den plättchenförmigen Talk mit den genannten Abmessungen einfallende Infrarotstrahlung zu reflektieren und weisen hierdurch eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf, was in hervorragenden Wärmeisolationseigenschaften resultiert.In order to achieve the above objects, the present invention proposes that the polystyrene beads have a diameter of 0.3 mm to 3 mm and include platy talc having a length / thickness ratio (aspect ratio) of 100 to 1000 which is resin-coated wherein the outside of the expandable polystyrene beads is coated with such platy talc or the platelet-shaped talc is distributed in the expandable polystyrene beads. Consequently, the polystyrene beads of the present invention are capable of reflecting incident infrared radiation through the platy talc having the above dimensions and thereby have a low heat conductivity, resulting in excellent heat insulating properties.

Dabei sieht die vorliegende Erfindung vor, dass der plättchenförmige Talk vor seiner Verwendung mit Harz beschichtet wird, so dass der plättchenförmige Talk gleichmäßig an der Außenseite oder im Innern der Polystyrolbeads verteilt werden kann. In this case, the present invention provides that the platelet-shaped talc is coated with resin before use, so that the platelet-shaped talc can be uniformly distributed on the outside or inside of the polystyrene beads.

Die vorliegende Erfindung macht es folglich möglich, dass einfallende Infrarotstrahlung durch den gleichmäßig in den Polystyrolbeads verteilten, plättchenförmigen Talk hinreichend reflektiert wird, wodurch eine geringe Wärmeleitfähigkeit sichergestellt wird, welche in einer hohen Wärmeisolation resultiert.Thus, the present invention makes it possible that incident infrared radiation is sufficiently reflected by the platy talc dispersed uniformly in the polystyrene beads, thereby ensuring low heat conductivity resulting in high heat insulation.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind folglich expandierbare Polystyrolbeads vorgesehen, deren Außenseite mit plattchenförmigem Talk mit einem Längen-/Dickenverhältnis (Seitenverhältnis) von 100 bis 1000 beschichtet ist, welcher mit Harz beschichtet ist, wobei die Polystyrolbeads einen Durchmesser von 0,3 mm bis 3 mm aufweisen.According to one aspect of the present invention, there are thus provided expandable polystyrene beads whose outside is coated with platy talc having a length / thickness ratio (aspect ratio) of 100 to 1000 coated with resin, the polystyrene beads having a diameter of 0.3 mm to 3 mm.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind demnach expandierbare Polystyrolbeads vorgesehen, in welchen plättchenförmiger Talk mit einem Längen-/Dickenverhältnis (Seitenverhältnis) von 100 bis 1000, welcher mit Harz beschichtet ist, verteilt ist, wobei die Polystyrolbeads einen Durchmesser von 0,3 mm bis 3 mm aufweisen.Accordingly, according to another aspect of the present invention, there are provided expandable polystyrene beads in which platelet-shaped talc having a length / thickness ratio (aspect ratio) of 100 to 1,000, which is coated with resin, is distributed, the polystyrene beads having a diameter of 0.3 mm up to 3 mm.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von expandierbaren Polystyrolbeads vorgesehen, wobei das Verfahren die folgende Schritte umfasst:

  • – Mischen von plättchenförmigem Talk mit einem Längen-/Dickenverhältnis (Seitenverhältnis) von 100 bis 1000 mit einem Harz mit hoher Geschwindigkeit, um den plättchenförmigen Talk mit dem Harz zu beschichten; und
  • – Beschichten der Polystyrolbeads, welche einen Durchmesser von 0,3 mm bis 3 mm aufweisen, mit dem mit Harz beschichteten, plättchenförmigen Talk;
wobei der Anteil an plättchenförmigem Talk in den expandierbaren Polystyrolbeads insbesondere zwischen 0,1 und 10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der expandierbaren Polystyrolbeads gewählt wird.According to another aspect of the present invention, there is provided a process for making expandable polystyrene beads, the process comprising the steps of:
  • Mixing platelet-shaped talc having a length / thickness ratio (aspect ratio) of 100 to 1,000 with a high-speed resin to coat the platy talc with the resin; and
  • Coating the polystyrene beads having a diameter of 0.3 mm to 3 mm with the resin-coated, platy talc;
wherein the proportion of platy talc is selected in the expandable polystyrene beads, in particular between 0.1 and 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the expandable polystyrene beads.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von expandierbaren Polystyrolbeads vorgesehen, wobei das Verfahren die folgende Schritte umfasst:

  • – Mischen von plättchenförmigem Talk mit einem Längen-/Dickenverhältnis (Seitenverhältnis) von 100 bis 1000 mit einem Harz mit hoher Geschwindigkeit, um den plättchenförmigen Talk mit dem Harz zu beschichten; und
  • – Zusetzen des mit dem mit Harz beschichteten, plättchenförmigen Talks in einen Styrol-Polymerisationsprozess, um Polystyrolbeads mit einem Durchmesser von 0,3 mm bis 3 mm herzustellen;
wobei der Anteil an plättchenförmigem Talk in den expandierbaren Polystyrolbeads insbesondere zwischen 0,1 und 10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der expandierbaren Polystyrolbeads gewählt wird.According to another aspect of the present invention, there is provided a process for making expandable polystyrene beads, the process comprising the steps of:
  • Mixing platelet-shaped talc having a length / thickness ratio (aspect ratio) of 100 to 1,000 with a high-speed resin to coat the platy talc with the resin; and
  • Adding the resin-coated platy talc to a styrene polymerization process to produce polystyrene beads having a diameter of 0.3 mm to 3 mm;
wherein the proportion of platy talc is selected in the expandable polystyrene beads, in particular between 0.1 and 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the expandable polystyrene beads.

Die erfindungsgemäßen Polystyrolbeads dienen zur Erzeugung eines Polystyrolschaums, welcher durch Expandieren der vorexpandierten Polystyrolbeads hergestellt wird.The polystyrene beads according to the invention serve to produce a polystyrene foam, which is produced by expanding the pre-expanded polystyrene beads.

Der plättchenförmige Talk, wie er in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, kann einfallende Infrarotstrahlung reflektieren, um die Wärmeisolationseigenschaften zu verbessern. Der Anteil an plättchenförmigem Talk in den Polystyrolbeads beträgt vorzugsweise zwischen 0,1 und 10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der Polystyrolbeads.The platelet-shaped talc used in the present invention can reflect incident infrared radiation to improve the heat insulating properties. The proportion of platy talc in the polystyrene beads is preferably between 0.1 and 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polystyrene beads.

Solcher plättchenförmiger Talk stellt keinen schwarzen Körper, wie etwa Graphitpulver, dar, sondern wirkt als Reflektor. Folglich ergeben sich selbst dann, wenn der plättchenförmige Talk in einer Außenumgebung angeordnet oder eingebaut wird, keinerlei Probleme hinsichtlich einer Absorption von einfallendem Sonnenlicht, was zu einer Erhöhung seiner Temperatur und zu einem Ablösen von der Oberfläche der Polystyrolbeads führen würde.Such platy talc does not constitute a black body such as graphite powder, but acts as a reflector. As a result, even if the platelet-shaped talc is placed or installed in an external environment, there are no problems in absorbing incident sunlight, which would lead to an increase in its temperature and peeling from the surface of the polystyrene beads.

Beträgt der Anteil an plättchenförmigem Talk mehr als 10 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Polystyrolbeads, so wird die Menge an plättchenförmigem Talk übermäßig groß und wird es für den plättchenförmigen Talk somit schwer, in die Polystyrolbeads bzw. -partikel einzudringen, so dass die Dispersionsstabilität des plättchenförmigen Talks beeinträchtigt werden kann. Beträgt der Anteil an plättchenförmigem Talk hingegen weniger als 0,1 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile der Polystyrolbeads, so wird die Dispersionsstabilität des plättchenförmigen Talks zwar aufrechterhalten, doch reicht ein solcher Anteil zur Reflexion von einfallender Infrarotstrahlung nicht aus, so dass die erwünschten Wärmeisolationseigenschaften nicht erreicht werden können.If the proportion of platelet-shaped talc is more than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polystyrene beads, the amount of platy talc becomes excessively large and thus it becomes difficult for the platy talc to penetrate the polystyrene beads, so that the dispersion stability of the talc-like talc platelet-shaped talc can be affected. On the other hand, if the proportion of platy talc is less than 0.1 part by weight based on 100 parts by weight of the polystyrene beads, the dispersion stability of the platy talc is maintained, but such a proportion is sufficient Reflection of incident infrared radiation is not sufficient, so that the desired thermal insulation properties can not be achieved.

Talk liegt im Allgemeinen in Pulverform vor, so dass der Abstand zwischen den Talkpartikeln klein ist. Folglich wird die einfallende Infrarotstrahlung abgelenkt oder gebrochen, um unregelmäßig in verschiedene Richtungen reflektiert zu werden, ohne dass eine Reflexion in eine bestimmte Richtung stattfindet. Aus diesem Grund hat es selbst dann, wenn Polystyrolbeads pulverförmigen Talk enthalten, keine nennenswerte Auswirkungen auf die Wärmeisolationseigenschaften der Polystyrolbeads.Talc is generally in powder form so that the distance between the talc particles is small. Consequently, the incident infrared radiation is deflected or refracted to be irregularly reflected in different directions without reflection in a certain direction. For this reason, even when polystyrene beads contain powdery talc, it has no appreciable effect on the heat insulating properties of the polystyrene beads.

Ferner bestehen Probleme dahingehend, dass es einerseits nicht einfach ist, Polystyrolbeads mit solchem pulverförmigen Talk zu beschichten, und dass der pulverförmige Talk andererseits nicht in einfacher Weise in die Polystyrolbeads eindringt, was selbst dann gilt, wenn er einem Styrol-Polymerisationsprozess zugesetzt wird.Further, there are problems in that on the one hand, it is not easy to coat polystyrene beads with such powdery talc, and on the other hand, the powdery talc does not easily penetrate the polystyrene beads, even if it is added to a styrene polymerization process.

Der in der vorliegenden Erfindung eingesetzte plättchenförmige Talk weist hingegen eine plättchenförmige Struktur mit einem Längen-/Dickenverhältnis von etwa 100 bis 1000 auf, so dass er die einfallende Infrarotstrahlung wirksam in eine einzige Richtung zu reflektieren vermag, wodurch die Wärmeleitfähigkeit vermindert und ein hohes Wärmeisolationsvermögen sichergestellt wird. Der plättchenförmige Talk gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine lamellenförmige bzw. blätterige oder plättchenförmige Struktur, wobei derartige lamellenförmige bzw. blätterige oder plättchenförmige Talke im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sämtlich als ”plättchenförmiger Talk” bezeichnet werden.On the other hand, the platy talc used in the present invention has a platelet-shaped structure having a length / thickness ratio of about 100 to 1000, so that it is capable of effectively reflecting the incident infrared radiation in a single direction, thereby reducing the thermal conductivity and ensuring high heat insulating capability becomes. The platy talc according to the present invention has a lamellar or platy structure, and such lamellar or platelet-shaped talcs in the context of the present invention are all referred to as "platelet-shaped talc".

Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendete plättchenförmige Talk weist einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von vorzugsweise 5 μm bis 50 μm, insbesondere von 8 μm bis 15 μm, auf. Ist der Partikeldurchmesser des plättchenförmigen Talks übermäßig klein, so vermag der plättchenförmige Talk die einfallende Infrarotstrahlung nicht hinreichend zu reflektieren; ist der Durchmesser hingegen übermäßig groß, so kann der plättchenförmige Talk gebogen sein, was die Reflexionswirkung für Infrarotstrahlung ebenfalls vermindert.The platelet-shaped talc used in the context of the present invention has an average particle diameter of preferably 5 .mu.m to 50 .mu.m, in particular from 8 .mu.m to 15 .mu.m. If the particle diameter of the platelet-shaped talc is excessively small, the platelet-shaped talc can not adequately reflect the incident infrared radiation; however, if the diameter is excessively large, the platelet-shaped talc may be bent, which also reduces the reflection effect of infrared radiation.

Ein Problem besteht jedoch darin, dass der plättchenförmige Talk selbst weder einfach als Beschichtung auf die Oberfläche der Polystyrolbeads aufgebracht werden kann noch in einfacher Weise in die Polystyrolbeads eindringt.A problem, however, is that the platelet-shaped talc itself can not be easily applied as a coating to the surface of the polystyrene beads nor easily penetrates into the Polystyrolbeads.

Aus diesem Grund wird der plättchenförmige Talk erfindungsgemäß einer Oberflächenbehandlung mit Harz unterzogen, wobei beispielsweise ein Beschichtungsverfahren eingesetzt wird, so dass der mit Harz beschichtete, plättchenförmige Talk in einfacher Weise imprägniert oder in hergestellten Wärmeisolationsmaterialien dicht verteilt werden kann und die Wärmeisolationsmaterialien folglich unabhängig von ihrem geformten oder zugeschnittenen Zustand stets hervorragende Wärmeisolationseigenschaften aufweisen.For this reason, according to the present invention, the platy talc is subjected to resin surface treatment using, for example, a coating method, so that the resin-coated platy talc can be easily impregnated or densely dispersed in manufactured heat insulating materials, and thus the heat insulating materials independent of their molded or cut condition always have excellent heat insulating properties.

Ist der plättchenförmige Talk in der oben beschriebenen Weise mit Harz beschichtet worden, so vermag das Harz insbesondere die Adhäsion oder die Verteilung des plättchenförmigen Talks an die bzw. in den Polystyrolbeads zu erhöhen, so dass der plättchenförmige Talk einwandfrei an der Oberfläche der Polystyrolbeads anhaften und gleichmäßig in die Polystyrolbeads eindringen kann. Folglich kann der Anteil an plättchenförmigem Talk, welcher an den Polystyrolbeads anhaftet oder in diesen enthalten ist, erhöht werden.In particular, when the platelet-shaped talc has been coated with resin in the above-described manner, the resin is capable of increasing the adhesion or distribution of the platy talc to the polystyrene beads, so that the platelet-shaped talc adheres properly to the surface of the polystyrene beads can penetrate evenly into the polystyrene beads. Thus, the proportion of platy talc adhering to or contained in the polystyrene beads can be increased.

Ist der plättchenförmige Talk mit Harz beschichtet worden, so kann infolge des Kontaktes zwischen dem plättchenförmigen Talk und den Beads auch das Auftreten von Durchgängen, durch welche hindurch ein Wärmeverlust stattfindet, verhindert werden.If the platelet-shaped talc has been coated with resin, as a result of the contact between the platelet-shaped talc and the beads, the occurrence of passages through which heat loss occurs can be prevented.

Ist der plättchenförmige Talk mit Harz beschichtet worden, so verursacht dieser darüber hinaus keinen Schaden an der Oberfläche des Polystyrolbeads, so dass eine Beeinträchtigung der Schaumqualität vermieden wird.Moreover, if the platelet-shaped talc has been coated with resin, it does not cause any damage to the surface of the polystyrene bead, so that deterioration of the foam quality is avoided.

Die erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Polystyrolbeads, welche den mit Harz beschichteten, plättchenförmigen Talk enthalten, lassen sich größtenteils in ein Beschichtungsverfahren und ein Polymerisationsverfahren einteilen.The processes of the present invention for producing polystyrene beads containing the resin-coated platy talc can be largely classified into a coating process and a polymerization process.

Was das Beschichtungsverfahren betrifft, so weist diese die folgenden Schritte auf:

  • – Mischen von plättchenförmigem Talk mit einem Längen-/Dickenverhältnis (Seitenverhältnis) von 100 bis 1000 mit einem Harz mit hoher Geschwindigkeit, um einen mit Harz beschichteten, plättchenförmigen Talk herzustellen; und
  • – Zusetzen von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der Polystyrolbeads des mit Harz beschichteten, plättchenförmigen Talks in einen Polystyrolbead-Beschichtungsprozess.
As for the coating method, it has the following steps:
  • Mixing platelet-shaped talc having a length / thickness ratio (aspect ratio) of 100 to 1000 with a high-speed resin to prepare a resin-coated platy talc; and
  • Adding from 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polystyrene beads of the resin-coated, platy talc in a polystyrene bead coating process.

Das Verfahren zum Beschichten der Polystyrolbeads mit dem plättchenförmigen Talk umfasst vorzugsweise das Mischen der Polystyrolbeads mit dem plättchenförmigen Talk mit hoher Geschwindigkeit in einem Supermischer oder in einem Schneckenmischer.The method of coating the polystyrene beads with the platy talc preferably comprises mixing the polystyrene beads with the platy talc at high speed in a super mixer or in a screw mixer.

Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzte Talk weist vorzugsweise eine plättchenförmige Struktur auf. Der plättchenförmige Talk weist keinerlei Einschränkungen hinsichtlich seiner Gestalt auf und kann polygonal, wie z. B. dreieckig oder rechteckig, oder kreisförmig sein.The talc used in the present invention preferably has a platelet-shaped structure. The platelet-shaped talc has no restrictions as to its shape and may be polygonal, such as. B. triangular or rectangular, or circular.

Der plättchenförmige Talk weist eine durchschnittliche Partikelgröße von vorzugsweise 5 μm bis 50 μm, insbesondere von 8 μm bis 15 μm, auf.The platelet-shaped talc has an average particle size of preferably 5 .mu.m to 50 .mu.m, in particular from 8 .mu.m to 15 .mu.m.

Das Längen-/Dickenverhältnis (Seitenverhältnis) des plättchenförmigen Talks beträgt zwischen 100 bis 1000. Ist das Seitenverhältnis kleiner als 100, so ist die plättchenförmige Struktur zu klein, so dass sie einfallende Infrarotstrahlung nicht hinreichend zu reflektieren vermag; überschreitet es hingegen 1000, so ist die plättchenförmige Struktur zwar groß, doch kann sie gebogen sein, so dass die Reflexionswirkung für einfallende Infrarotstrahlung verringert wird.The aspect ratio of the platy talc is from 100 to 1000. If the aspect ratio is less than 100, the platelet-shaped structure is too small to be able to sufficiently reflect incident infrared radiation; On the other hand, if it exceeds 1000, the platelet-shaped structure is large, but it may be bent so as to reduce the reflection effect of incident infrared radiation.

Das im Rahmen der vorliegenden Erfindung zum Beschichten des plättchenförmigen Talks verwendete Harz unterliegt keiner besonderen Einschränkung, so lange es an dem plättchenförmigen Talk absorbiert werden kann, um die Wärmeleitfähigkeit des plättchenförmigen Talks zu verringern. In bevorzugter Ausführung wird als Harz Polypropylenwachs, Polyethylenwachs oder ein Polystyrol mit geringem Molekulargewicht mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 500 bis 1000 verwendet.The resin used for coating the platelet-shaped talc in the present invention is not particularly limited as long as it can be absorbed on the platy talc to reduce the thermal conductivity of the platy talc. In a preferred embodiment, the resin used is polypropylene wax, polyethylene wax or a low molecular weight polystyrene having an average molecular weight of 500 to 1,000.

Die erfindungsgemäßen Polystyrolbeads können ausschließlich aus Polystyrol bestehen oder aus einem Copolymer mit Polystyrol mit 20 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der Polystyrolbeads eines ethylenisch ungesättigten Comonomers, insbesondere Alkylstyrol, Divinylbenzol (Divinylbenzen), Acrylnitril oder α-Methylstyrol, gebildet sein.The polystyrene beads according to the invention can consist exclusively of polystyrene or of a copolymer with polystyrene with 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the polystyrene beads of an ethylenically unsaturated comonomer, in particular alkylstyrene, divinylbenzene (divinylbenzene), acrylonitrile or α-methylstyrene.

Die erfindungsgemäßen Polystyrolbeads können ferner, wenn auch nicht notwendigerweise, mittels eines Styrol-Suspensionspolymerisationsprozesses hergestellt worden sein.The polystyrene beads of the invention may also be, though not necessarily, made by a styrene suspension polymerization process.

Die Polystyrolbeads gemäß der vorliegenden Erfindung weisen einen Durchmesser von 0,3 mm bis 3 mm, vorzugsweise von 0,35 mm bis 2 mm, auf.The polystyrene beads according to the present invention have a diameter of 0.3 mm to 3 mm, preferably from 0.35 mm to 2 mm.

Ferner beträgt der Anteil an plättchenförmigem Talk auf den hiermit beschichteten Polystyrolbeads vorzugsweise zwischen 0,1 und 10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der Polystyrolbeads.Further, the proportion of platy talc on the polystyrene beads coated therewith is preferably between 0.1 and 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polystyrene beads.

Ferner können die Polystyrolbeads zusätzlich Graphit, Kohlenstoff, Aluminium, Zink oder dergleichen mit einem Anteil von 0,5 bis 2 Gewichtsteilen, vorzugsweise mit einem Anteil von 0,5 bis 1 Gewichtsteil, enthalten, um deren Wärmeisolationsvermögen und deren Flammfestigkeit zu erhöhen.Further, the polystyrene beads may additionally contain graphite, carbon, aluminum, zinc or the like in a proportion of 0.5 to 2 parts by weight, preferably in a proportion of 0.5 to 1 part by weight, to increase their heat insulating ability and flame resistance.

Darüber hinaus können die Polystyrolbeads zusätzlich mit einem herkömmlichen Beschichtungsmittel beschichtet sein. Ein solches Beschichtungsmittel kann beispielsweise Metallstearat, Glycerylester oder feinpulvriges Silikat sein.In addition, the polystyrene beads may additionally be coated with a conventional coating agent. Such a coating agent may be, for example, metal stearate, glyceryl ester or finely powdered silicate.

Was das Polymerisationsverfahren betrifft, so weist diese die folgenden Schritte auf:

  • – Mischen von plättchenförmigem Talk mit einem Längen-/Dickenverhältnis (Seitenverhältnis) von 100 bis 1000 mit einem Harz mit hoher Geschwindigkeit, um einen mit Harz beschichteten, plättchenförmigen Talk herzustellen; und
  • – Zusetzen des mit dem mit Harz beschichteten, plättchenförmigen Talks in einen Styrol-Polymerisationsprozess, um Polystyrolbeads herzustellen.
As for the polymerization process, it has the following steps:
  • Mixing platelet-shaped talc having a length / thickness ratio (aspect ratio) of 100 to 1000 with a high-speed resin to prepare a resin-coated platy talc; and
  • Adding the resin-coated platy talc to a styrene polymerization process to produce polystyrene beads.

Da die Herstellung des mit Harz beschichteten, plättchenförmigen Talks dieselbe ist wie bei dem oben erläuterten Beschichtungsverfahren, erscheint eine nochmalige detaillierte Beschreibung derselben entbehrlich. Since the preparation of the resin-coated, platy talc is the same as in the above-described coating method, a repeated detailed description thereof is unnecessary.

Durch die Beschichtung des plättchenförmigen Talks mit Harz wird die Menge an plättchenförmigem Talk, welche dem Beschichtungsprozess der Polystyrolbeads mit plättchenförmigem Talk oder dem Styrol-Polymerisationsprozess zugesetzt wird, drastisch erhöht. Sofern der in der vorliegenden Erfindung eingesetzte plättchenförmige Talk aus dünneren, breiteren Plättchen besteht, lässt sich ferner seine Wirkung maximieren.By coating the platy talc with resin, the amount of platy talc added to the platinum talc coating process or the styrene polymerization process is drastically increased. Further, if the platy talc used in the present invention is thinner, broader platelets, its effect can be maximized.

Da die in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Polystyrolbeads davon abgesehen, dass der plättchenförmige Talk dem Styrol-Polymerisationsprozess zugesetzt wird, dieselben sind wie bei den oben erläuterten Beschichtungsverfahren, erscheint eine nochmalige detaillierte Beschreibung derselben entbehrlich.Since the polystyrene beads used in the present invention, other than the platelet-shaped talc is added to the styrene polymerization process, are the same as the above-described coating methods, a repeated detailed description thereof is unnecessary.

In dem Styrol-Polymerisationsprozess zur Herstellung von Polystyrolbeads beträgt die Zugabemenge an mit Harz beschichtetem, plättchenförmigem Talk insbesondere von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der Polystyrolbeads.In the styrene polymerization process for producing polystyrene beads, the addition amount of resin-coated platy talc is more preferably from 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polystyrene beads.

Um das Wärmeisolationsvermögen und die Flammfestigkeit der Polystyrolbeads zu erhöhen, können dem Styrol-Polymerisationsprozess bei einer Polymerisationsumsatzrate von größer 70% ferner Additive in Form von Promotoren für die Wärmeisolation, wie Graphit, Kohlenstoff, Aluminium und Zink, in einer Menge von 0,5 bis 2 Gewichtsteilen, vorzugsweise von 0,5 bis 1 Gewichtsteil, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Polystyrolbeads zugesetzt werden. Die Additive in Form von Promotoren für die Wärmeisolation sind dann an der Außenseite der Polystyrolbeads angeordnet, so dass einfallendes Infrarotlicht davor bewahrt werden kann, sie infolge Diffraktion oder Refraktion zu durchdringen, weil einfallendes Infrarotlicht nicht in den Zwischenraum zwischen den plättchenförmigen Talkpartikeln in den Polystyrolbeads hinein reflektiert oder gestreut wird, was zu einer Erhöhung des Wärmeisolationsvermögens der Polystyrolbeads führt.In order to increase the heat insulating ability and the flame resistance of the polystyrene beads, additives in the form of promoters for thermal insulation such as graphite, carbon, aluminum and zinc in an amount of 0.5 to more than 70% may be further added to the styrene polymerization process at a polymerization conversion rate of greater than 70% 2 parts by weight, preferably from 0.5 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of Polystyrolbeads be added. The additives in the form of promoters for thermal insulation are then placed on the outside of the polystyrene beads so that incident infrared light can be prevented from penetrating them due to diffraction or refraction because incident infrared light does not enter the gap between the platy talc particles in the polystyrene beads is reflected or scattered, which leads to an increase in the thermal insulation capacity of Polystyrolbeads.

Der vorstehend erläuterte Polymerisationsprozess kann im Übrigen, wenn auch nicht notwendigerweise, mittels eines herkömmlichen Verfahrens zur Polymerisation von Styrol durchgeführt werden.Incidentally, although not necessarily, the above-described polymerization process may be carried out by a conventional method of polymerizing styrene.

Bei einem solchen Suspensionspolymersationsprozess kann zusätzlich ein Suspensionsstabilisator zugesetzt werden. Als Suspensionsstabilisator kann vorzugsweise ein anorganischer Pickering-Dispergator, wie Magnesiumpyrophosphat oder Calciumphosphat, oder ein organischer Dispergator, wie Polyvinylpyrrolidon (PVP), Polyvinylalkohol (PVA) oder Polycellulose basierte Dispergatoren, eingesetzt werden.In such a suspension polymerization process, a suspension stabilizer may be additionally added. As the suspension stabilizer, an inorganic Pickering dispersant such as magnesium pyrophosphate or calcium phosphate or an organic dispersant such as polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA) or polycellulose-based dispersants may preferably be used.

Ist der plättchenförmige Talk mittels eines solchen Polymerisationsverfahrens in die Polystyrolbeads eingebracht worden, kann eine hervorragende Dauerstabilität der Polystyrolbeads beobachtet werden, da der plättchenförmige Talk in den Polystyrolbeads enthalten ist und die Polystyrolbeads folglich auch über einen langen Zeitraum hinweg stabil erhalten werden. Ferner kann somit ein einheitliches Wärmeisolationsvermögen der Polystyrolbeads sichergestellt werden, weil der plättchenförmige Talk gleichmäßig in den Polystyrolbeads verteilt ist und nicht etwa während der Verarbeitung der Beads von den Polystyrolbeads abgelöst wird.If the platelet-shaped talc has been incorporated into the polystyrene beads by such a polymerization method, excellent durability of the polystyrene beads can be observed since the platy talc is contained in the polystyrene beads and the polystyrene beads are consequently stably obtained over a long period of time. Furthermore, it is thus possible to ensure a uniform heat-insulating capacity of the polystyrene beads because the platelet-shaped talc is uniformly distributed in the polystyrene beads and is not detached from the polystyrene beads during the processing of the beads.

Darüber hinaus ergibt sich eine gute Schmelzadhäsion zwischen den Polystyrolbeads, so dass die Herstellung von Polystyrolschaum auf einfache Weise durchgeführt werden kann. Da der Talk in den Polystyrolbeads verteilt ist, ist insbesondere auch die Adhäsion bzw. das Haftvermögen von vorexpandierten Beads unproblematisch.In addition, there is a good melt adhesion between the polystyrene beads, so that the production of polystyrene foam can be carried out in a simple manner. Since the talcum is distributed in the polystyrene beads, in particular the adhesion or adhesion of pre-expanded beads is unproblematic.

Dem Styrol-Polymerisationsprozess zur Herstellung von Polystyrolbeads kann ferner ein Treibmittel mit einem Anteil von 3 bis 10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der Polystyrolbeads zugesetzt werden. Das Treibmittel kann vor, während oder nach der Polymerisation zugesetzt werden. Als Treibmittel wird vorzugsweise ein aliphatischer Kohlenwasserstoff mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen eingesetzt, wobei Beispiele hiervon Isobutan, n-Butan, Isopentan und n-Pentan umfassen können.The styrene polymerization process for producing polystyrene beads may further be added with a blowing agent in an amount of 3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polystyrene beads. The propellant may be added before, during or after the polymerization. As the blowing agent, an aliphatic hydrocarbon having 4 to 6 carbon atoms is preferably used, examples of which may include isobutane, n-butane, isopentane and n-pentane.

Die Polystyrolbeads gemäß der vorliegenden Erfindung können zusätzlich zu dem Treibmittel ferner herkömmliche Additive, wie beispielsweise einen peroxidischen Initiator, ein Kettenübertragungsmittel, ein Treibhilfsmittel, ein Nukleierungsmittel und einen Weichmacher, enthalten.The polystyrene beads according to the present invention may further contain, in addition to the blowing agent, conventional additives such as a peroxidic initiator, a chain transfer agent, a blowing aid, a nucleating agent and a plasticizer.

Im Hinblick auf die flammfesten Eigenschaften des Wärmeisolationsmaterials können die erfindungsgemäßen Polystyrolbeads ferner ein Flammschutzmittel oder einen Flammschutzsynergisten enthalten. Das Flammschutzmittel ist in einer Menge von 0,6 bis 6 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der Polystyrolbeads enthalten, während der Flammschutzsynergist in einer Menge von und 0,1 bis 1 Gewichtsteil bezogen auf 100 Gewichtsteile der Polystyrolbeads enthalten ist.In view of the flameproof properties of the heat insulating material, the polystyrene beads of the present invention may further contain a flame retardant or a flame retardant synergist. The flame retardant is in an amount of 0.6 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the Polystyrene beads, while the flame retardant synergist is contained in an amount of and 0.1 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the polystyrene beads.

Bevorzugte Beispiele eines Flammschutzmittels, wie es bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, umfassen aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Bromverbindungen, wie Hexabromcyclododecan, Pentabrommonochlorcyclohexan und Pentabromphenylallylether. Als Flammschutzsynergist kann vorzugsweise eine labile organische Verbindung eingesetzt werden, welche eine funktionelle C-C- oder O-O-Gruppe aufweist, wie beispielsweise Bicumyl oder Dicumylperoxid.Preferred examples of a flame retardant used in the present invention include aliphatic, cycloaliphatic and aromatic bromine compounds such as hexabromocyclododecane, pentabromomochlorocyclohexane and pentabromophenyl allyl ether. As the flame retardant synergist, it is preferable to use a labile organic compound having a C-C or O-O functional group, such as bicumyl or dicumyl peroxide.

Nach dem Polymerisationsprozess zur Herstellung der Polystyrolbeads kann vorzugsweise ein zusätzlicher Beschichtungsschritt der Polystyrolbeads mit einem herkömmlichen Beschichtungsmittel, wie einem Metallstearat, Glycerylester oder feinpulvrigem Silikat, durchgeführt werden.After the polymerization process for producing the polystyrene beads, an additional coating step of the polystyrene beads may preferably be carried out with a conventional coating agent such as a metal stearate, glyceryl ester or finely powdered silicate.

Darüber hinaus kann der zusätzliche Schritt eines Vorexpandierens der Polystyrolbeads durchgeführt werden.In addition, the additional step of pre-expanding the polystyrene beads can be performed.

Die Polystyrolbeads, welche durch Beschichten derselben mit dem plättchenförmigen Talk oder durch Zusetzen des plättchenförmigen Talks während des oben erläuterten Polymerisationsprozesses erhalten worden sind, können zur Bildung von Polystyrolschaum expandiert werden.The polystyrene beads obtained by coating them with the platy talc or by adding the platelet-shaped talc during the above-mentioned polymerization process can be expanded to form polystyrene foam.

Ein solches Verfahren zum Expandieren der Polystyrolbeads kann unter Anwendung eines herkömmlichen Expansionsverfahrens durchgeführt werden. Ist die Schäumrate übermäßig hoch, so wird die Wärmeleitfähigkeit des Schaumes erhöht; ist die Schäumrate hingegen übermäßig gering, so wird eine übermäßig große Menge an Polystyrol verbraucht, was aus ökonomischen Gründen Probleme bereiten kann. Der auf diese Weise gebildete Polystyrolschaum weist eine Vielzahl an expandierten Poren auf, in welchen der plättchenförmige Talk angeordnet sein kann.Such a method for expanding the polystyrene beads may be carried out using a conventional expansion method. If the foaming rate is excessively high, the thermal conductivity of the foam is increased; however, if the foaming rate is excessively low, an excessively large amount of polystyrene will be consumed, which may cause problems for economic reasons. The polystyrene foam formed in this way has a plurality of expanded pores in which the platelet-shaped talc can be arranged.

Der in dem Schaum enthaltene plättchenförmige Talk vermindert die Wärmeleitfähigkeit durch Reflexion oder Absorption von einfallender Infrarotstrahlung. Da der plättchenförmige Talk gemäß der vorliegenden Erfindung eine plättchenförmige Struktur besitzt, wird insbesondere das Reflexionsvermögen für Infrarotstrahlung signifikant erhöht.The platy talc contained in the foam reduces the thermal conductivity by reflection or absorption of incident infrared radiation. In particular, since the platelet-shaped talc according to the present invention has a platelet-shaped structure, the reflectance for infrared radiation is significantly increased.

Ein Verfahren zur Herstellung von Polystyrolschaum unter Verwendung der erfindungsgemäßen Polystyrolbeads kann schließlich das Vorexpandieren der hergestellten Polystyrolbeads und das anschließende Expandieren der vorexpandierten Polystyrolbeads umfassen.Finally, a process for producing polystyrene foam using the polystyrene beads according to the invention may comprise pre-expanding the polystyrene beads prepared and subsequently expanding the pre-expanded polystyrene beads.

Vorteilhafte WirkungenAdvantageous effects

Wie im Vorstehenden beschrieben, vermag bei den erfindungsgemäßen Polystyrolbeads der in die Polystyrolbeads eingedrungene, plättchenförmige Talk mit einem Längen-/Dickenverhältnis (Seitenverhältnis) von 100 bis 1000 einfallende Infrarotstrahlung zu reflektieren oder zu absorbieren, um eine geringe Wärmeleitfähigkeit und folglich ein hervorragendes Wärmeisolationsvermögen zu erreichen.As described above, in the polystyrene beads of the present invention, the platy talc penetrated into the polystyrene beads having a length / thickness ratio (aspect ratio) of 100 to 1000 is capable of reflecting or absorbing incident infrared radiation to achieve low thermal conductivity and hence excellent thermal insulation performance ,

Darüber hinaus beeinträchtigt die Harzbeschichtung des plättchenförmigen Talks nicht die Adhäsion zwischen den Polystyrolschaumpartikeln und bietet der plättchenförmige Talk dem Polystyrolschaum eine hervorragende Flammhemmung.In addition, the resin coating of the platy talc does not interfere with the adhesion between the polystyrene foam particles, and the platy talc provides the polystyrene foam with excellent flame retardancy.

Die erfindungsgemäßen expandierbaren Polystyrolbeads, welche mittels des Styrol-Polymerisationsprozesses hergestellt worden sind und den plättchenförmigen Talk enthalten, weisen einen weiteren Vorteil dahingehend auf, dass ihre Stabilität auch über lange Zeiträume hinweg aufrechterhalten bleibt.The expandable polystyrene beads according to the invention, which have been prepared by means of the styrene polymerization process and contain the platelet-shaped talc, have a further advantage in that their stability is maintained even over long periods of time.

Ferner vermögen die erfindungsgemäßen Polystyrolbeads ein einheitliches bzw. gleichmäßiges Wärmeisolationsvermögen sicherzustellen, weil der plättchenförmige Talk gleichmäßig in den Polystyrolbeads verteilt ist und während der Verarbeitung der Beads nicht von den Beads getrennt wird.Furthermore, the polystyrene beads according to the invention are able to ensure a uniform or even heat-insulating capacity, because the platelet-shaped talc is uniformly distributed in the polystyrene beads and is not separated from the beads during the processing of the beads.

Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention

Nachstehend ist die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es versteht sich jedoch von selbst, dass diese Ausführungsbeispiele lediglich zu Veranschaulichungszwecken dienen und keinen Einfluss auf den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung besitzen.The present invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments. However, it should be understood that these embodiments are for illustrative purposes only and have no bearing on the scope of the present invention.

Beispiel 1 example 1

A: Herstellung von mit Harz beschichtetem, plättchenförmigem TalkA: Preparation of resin-coated, platy talc

Talkerz wurde einer Kugelmühle aufgegeben und in Gegenwart von Druckluft und Dampf über 20 Stunden gemahlen. Von dem gemahlenen Talk wurden 15 kg plättchenförmiger Talk mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 8 μm bis 15 um und einem Längen-/Dickenverhältnis (Seitenverhältnis) von 100 bis 1000 ausgewählt.Talkerz was placed on a ball mill and ground in the presence of compressed air and steam for 20 hours. From the ground talc, 15 kg of platy talc having an average particle diameter of 8 μm to 15 μm and a length / thickness ratio (aspect ratio) of 100 to 1000 were selected.

Der erhaltene plättchenförmige Talk wurde gemeinsam mit 5 kg Harz, Polyethylenwachs, einem Supermischer (”KAWA-TA SMV 20”) aufgegeben und mit dem Harz bei einer hohen Geschwindigkeit von 600 U/min gemischt, um mit Harz beschichteten, plättchenförmigen Talk zu erhalten.The obtained platy talc was co-fed with 5 kg of resin, polyethylene wax, a super mixer ("KAWA-TA SMV 20"), and mixed with the resin at a high speed of 600 rpm to obtain resin-coated platy talc.

B: Einbringen von plättchenförmigem Talk in Polystyrolbeads mittels eines PolymerisationsverfahrenB: introducing platelet-shaped talc into polystyrene beads by a polymerization process

Einem 0,1 m3-Reaktor wurden 38 kg Reinwasser als Dispergiermittel zugegeben, 137 g Tricalciumphosphat als Hauptstabilisator hierin suspendiert und 36 kg Styrol zugesetzt. Anschließend wurde die Polymerisation des Styrols initiiert.To a 0.1 m 3 reactor was added 38 kg of pure water as a dispersant, 137 g of tricalcium phosphate as the main stabilizer suspended therein and added 36 kg of styrene. Subsequently, the polymerization of the styrene was initiated.

Während der Inhalt des Reaktors auf 88°C erhitzt wurde, wurden 105 g Benzoylperoxid als Initiator sowie 240 g Hexabromcyclododecan als Flammschutzmittel zugesetzt und wurde der Polymerisationsprozess fortgeführt.While the contents of the reactor were heated to 88 ° C, 105 g of benzoyl peroxide initiator and 240 g of hexabromocyclododecane were added as a flame retardant and the polymerization process was continued.

Anschließend wurden 370 g bezogen auf 1 kg Styrol des auf die obige Weise erhaltenen plättchenförmigen, mit Harz beschichteten Talks über 30 Minuten gelöst und dem Reaktor eine Stunde nach dem Polymerisationsstart zugegeben.Then, 370 g relative to 1 kg of styrene of the plate-like resin-coated talc obtained in the above manner was dissolved for 30 minutes and added to the reactor one hour after the start of the polymerization.

Sodann wurden dem Reaktor 39 g eines zweiten Stabilisators, bereits in 390 g Reinwasser gelöstem Polyvinylalkohol, 3 Stunden nach dem Polymerisationsstart zugegeben.Then, 39 g of a second stabilizer, polyvinyl alcohol already dissolved in 390 g of pure water, was added to the reactor 3 hours after the start of the polymerization.

2,95 kg n-Pentan als Treibmittel wurden dem Reaktor 6 Stunden nach dem Polymerisationsstart zugegeben und wurde der Reaktor auf 123°C erhitzt. Der Inhalt des Reaktors wurde bei dieser Temperatur über 2 Stunden und 30 Minuten gehalten, um nicht reagiertes Styrolmonomer zu entfernen, wonach der Inhalt dem Reaktor entnommen, entwässert und getrocknet wurde, um auf diese Weise die gewünschten expandierbaren Polystyrolbeads zu erhalten, welche den mit Harz beschichteten, plättchenförmigen Talk hierin enthalten.2.95 kg of n-pentane as a blowing agent was added to the reactor 6 hours after the polymerization was started, and the reactor was heated to 123 ° C. The contents of the reactor were maintained at this temperature for 2 hours and 30 minutes to remove unreacted styrene monomer, after which the contents were removed from the reactor, dewatered and dried, to thereby obtain the desired expandable polystyrene beads containing resin coated, platy talc therein.

C: Herstellung von PolystyrolschaumC: Production of polystyrene foam

Die auf diese Weise erhaltenen expandierbaren Polystyrolbeads wurden in einem 1000 l-Vorexpander (SUNGHOON MACHINERY CO., Korea) platziert und über 28 Sekunden mit 0,32 kg/cm2 Dampf beaufschlagt, um die Beads bis zu einer Dichte von 15,6 g/l vorzuexpandieren.The expandable polystyrene beads thus obtained were placed in a 1000 liter pre-expander (SUNGHOON MACHINERY CO., Korea) and steamed at 0.32 kg / cm 2 for 28 seconds to collect the beads to a density of 15.6 grams / l to expand.

Nach 4 Stunden wurden die vorexpandierten expandierbaren Polystyrolbeads einem ”KURTZ” Formwerkzeug aufgegeben und über 5 Sekunden mit 0,6 kg/cm2 Primärdampf sowie anschließend über 5 Sekunden mit 0,75 kg/cm2 Sekundärdampf beaufschlagt, um das gewünschte Schaumprodukt zu erhalten.After 4 hours, the preexpanded expandable polystyrene beads were placed in a "KURTZ" mold and charged with 0.6 kg / cm 2 of primary vapor for 5 seconds and then with 0.75 kg / cm 2 of secondary vapor for 5 seconds to obtain the desired foam product.

Beispiel 2Example 2

D: Beschichten von Polystyrolbeads mit plättchenförmigem Talk mittels eines BeschichtungsverfahrensD: Coating of polystyrene beads with platelet-shaped talc by means of a coating process

7 kg expandierbare Polystyrolbeads (”F351”, DONGBU HITEK CO. LTD., Korea) und 70 g des gemäß Beispiel 1 hergestellten, mit Harz beschichteten, plättchenförmigen Talks wurden einem Supermischer (”KAWATA 20L”) aufgegeben und über 7 Minuten bei einer hohen Geschwindigkeit von 600 U/min rotiert, um die expandierbaren Polystyrolbeads auf diese Weise mit dem plättchenförmigen Talk zu beschichten.7 kg of expandable polystyrene beads ("F351", DONGBU HITEK CO. LTD., Korea) and 70 g of the resin-coated, platelet-shaped talc prepared according to Example 1 were charged to a super mixer ("KAWATA 20L") and heated to high for 7 minutes Speed of 600 rev / min rotated to coat the expandable polystyrene beads in this way with the platelet-shaped talc.

E: Herstellung von Polystyrolbeads:E: Production of polystyrene beads:

Die beschichteten expandierbaren Polystyrolbeads wurden in einem 1000 l-Vorexpander (SUNGHOON MACHINERY CO., Korea) platziert und über 33 Sekunden mit 0,32 kg/cm2 Dampf beaufschlagt, um die Beads bis zu einer Dichte von 14,7 g/l zu expandieren. Nach 4 Stunden wurden die vorexpandierten expandierbaren Polystyrolpartikel einem ”KURTZ” Formwerkzeug aufgegeben und über 5 Sekunden mit 0,6 kg/cm2 Primärdampf sowie anschließend über 5 Sekunden mit 0,75 kg/cm2 Sekundärdampf beaufschlagt, um das gewünschte Schaumprodukt zu erhalten.The coated expandable polystyrene beads were placed in a 1000 liter pre-expander (SUNGHOON MACHINERY CO., Korea) and steamed for 0.32 kg / cm 2 for 33 seconds to add the beads to a density of 14.7 g / L expand. After 4 hours, the pre-expanded expandable polystyrene particles a "KURTZ" mold and applied over 5 seconds with 0.6 kg / cm 2 of primary steam and then applied over 5 seconds with 0.75 kg / cm 2 of secondary steam to obtain the desired foam product.

Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1

Expandierbare Polystyrolbeads (DONGBU HITEK CO. LTD., Korea) wurden in einem 1000 l-Vorexpander (SUNGHOON MACHINERY CO., Korea) platziert und über 28 Sekunden mit 0,32 kg/cm2 Dampf beaufschlagt, um die Beads bis zu einer Dichte von 14,8 g/l vorzuexpandieren.Expandable polystyrene beads (DONGBU HITEK CO. LTD., Korea) were placed in a 1000 liter pre-expander (SUNGHOON MACHINERY CO., Korea) and steamed at 0.32 kg / cm 2 for 28 seconds to bring the beads to density of 14.8 g / l pre-expand.

Nach 4 Stunden wurden die vorexpandierten expandierbaren Polystyrolbeads einem ”KURTZ” Formwerkzeug aufgegeben und über 5 Sekunden mit 0,6 kg/cm2 Primärdampf sowie anschließend über 5 Sekunden mit 0,75 kg/cm2 Sekundärdampf beaufschlagt, um das gewünschte Schaumprodukt zu erhalten.After 4 hours, the preexpanded expandable polystyrene beads were placed in a "KURTZ" mold and charged with 0.6 kg / cm 2 of primary vapor for 5 seconds and then with 0.75 kg / cm 2 of secondary vapor for 5 seconds to obtain the desired foam product.

Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2

Plättchenförmiger Talk wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erläutert erhalten, mit der Ausnahme, dass der Talk nicht mit Harz beschichtet wurde.Platelike talc was obtained in the same manner as in Example 1 except that the talc was not coated with resin.

Expandierbare Polystyrolbeads wurden ebenfalls auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erläutert erhalten, mit der Ausnahme, dass 370 g des erhaltenen plättchenförmigen Talks in der Polymerisationsreaktion eingesetzt wurden.Expandable polystyrene beads were also obtained in the same manner as explained in Example 1, except that 370 g of the obtained platy talc was used in the polymerization reaction.

Die erhaltenen expandierbaren Polystyrolbeads wurden in einem 1000 l-Vorexpander (SUNGHOON MACHINERY CO., Korea) platziert und über 29 Sekunden mit 0,32 kg/cm2 Dampf beaufschlagt, um die Beads bis zu einer Dichte von 16,1 g/l vorzuexpandieren.The resulting expandable polystyrene beads were placed in a 1000 liter pre-expander (SUNGHOON MACHINERY CO., Korea) and steamed for 0.32 kg / cm 2 for 29 seconds to pre-expand the beads to a density of 16.1 g / L ,

Nach 4 Stunden wurden die vorexpandierten expandierbaren Polystyrolbeads einem ”KURTZ” Formwerkzeug aufgegeben und über 5 Sekunden mit 0,6 kg/cm2 Primärdampf sowie anschließend über 5 Sekunden mit 0,75 kg/cm2 Sekundärdampf beaufschlagt, um das gewünschte Schaumprodukt zu erhalten.After 4 hours, the preexpanded expandable polystyrene beads were placed in a "KURTZ" mold and charged with 0.6 kg / cm 2 of primary vapor for 5 seconds and then with 0.75 kg / cm 2 of secondary vapor for 5 seconds to obtain the desired foam product.

Vergleichsbeispiel 3Comparative Example 3

Talkerz wurde einer Kugelmühle aufgegeben und in Gegenwart von Druckluft und Dampf über 20 Stunden gemahlen. Von dem gemahlenen Talk wurden 15 kg pulverförmiger Talk mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 8 μm bis 15 μm in pulvriger Form ausgewählt.Talkerz was placed on a ball mill and ground in the presence of compressed air and steam for 20 hours. From the ground talc, 15 kg of powdery talc having an average particle diameter of 8 μm to 15 μm in powdery form was selected.

Der erhaltene pulverförmige Talk wurde gemeinsam mit 5 kg Harz, Polyethylenwachs, einem Supermischer (”KAWATA SMV 20”) aufgegeben und mit dem Harz bei einer hohen Geschwindigkeit von 600 U/min gemischt, um mit Harz beschichteten, pulverförmigen Talk zu erhalten.The obtained powdery talc was charged together with 5 kg of resin, polyethylene wax, a super mixer ("KAWATA SMV 20"), and mixed with the resin at a high speed of 600 rpm to obtain resin-coated powdery talc.

Expandierbare Polystyrolbeads wurden auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erläutert erhalten, mit der Ausnahme, dass 370 g des erhaltenen pulverförmigen Talks in der Polymerisationsreaktion eingesetzt wurden.Expandable polystyrene beads were obtained in the same manner as in Example 1 except that 370 g of the obtained powdery talc was used in the polymerization reaction.

Die erhaltenen expandierbaren Polystyrolbeads wurden in einem 1000 l-Vorexpander (SUNGHOON MACHINERY CO., Korea) platziert und über 26 Sekunden mit 0,32 kg/cm2 Dampf beaufschlagt, um die Beads bis zu einer Dichte von 15,4 g/l vorzuexpandieren.The resulting expandable polystyrene beads were placed in a 1000 liter pre-expander (SUNGHOON MACHINERY CO., Korea) and steamed for 26 seconds with 0.32 kg / cm 2 of steam to pre-expand the beads to a density of 15.4 g / L ,

Nach 4 Stunden wurden die vorexpandierten expandierbaren Polystyrolbeads einem ”KURTZ” Formwerkzeug aufgegeben und über 5 Sekunden mit 0,6 kg/cm2 Primärdampf sowie anschließend über 5 Sekunden mit 0,75 kg/cm2 Sekundärdampf beaufschlagt, um das gewünschte Schaumprodukt zu erhalten.After 4 hours, the preexpanded expandable polystyrene beads were placed in a "KURTZ" mold and charged with 0.6 kg / cm 2 of primary vapor for 5 seconds and then with 0.75 kg / cm 2 of secondary vapor for 5 seconds to obtain the desired foam product.

Vergleichsbeispiel 4Comparative Example 4

Talkerz wurde einer Kugelmühle aufgegeben und in Gegenwart von Druckluft und Dampf über 20 Stunden gemahlen. Von dem gemahlenen Talk wurde pulverförmiger Talk mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 8 μm bis 15 μm in pulvriger Form ausgewählt.Talkerz was placed on a ball mill and ground in the presence of compressed air and steam for 20 hours. From the ground talc, powdery talc having an average particle diameter of 8 μm to 15 μm in powdery form was selected.

Expandierbare Polystyrolbeads wurden auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 erläutert erhalten, mit der Ausnahme, dass 370 g des erhaltenen pulverförmigen Talks in der Polymerisationsreaktion eingesetzt wurden.Expandable polystyrene beads were obtained in the same manner as in Example 1 except that 370 g of the obtained powdery talc was used in the polymerization reaction.

Die erhaltenen expandierbaren Polystyrolbeads wurden in einem 1000 l-Vorexpander (SUNGHOON MACHINERY CO., Korea) platziert und über 32 Sekunden mit 0,32 kg/cm2 Dampf beaufschlagt, um die Beads bis zu einer Dichte von 14,1 g/l vorzuexpandieren. The resulting expandable polystyrene beads were placed in a 1000 liter pre-expander (SUNGHOON MACHINERY CO., Korea) and steamed for 32 seconds with 0.32 kg / cm 2 of steam to pre-expand the beads to a density of 14.1 g / L ,

Nach 4 Stunden wurden die vorexpandierten expandierbaren Polystyrolbeads einem ”KURTZ” Formwerkzeug aufgegeben und über 5 Sekunden mit 0,6 kg/cm2 Primärdampf sowie anschließend über 5 Sekunden mit 0,75 kg/cm2 Sekundärdampf beaufschlagt, um das gewünschte Schaumprodukt zu erhalten.After 4 hours, the preexpanded expandable polystyrene beads were placed in a "KURTZ" mold and charged with 0.6 kg / cm 2 of primary vapor for 5 seconds and then with 0.75 kg / cm 2 of secondary vapor for 5 seconds to obtain the desired foam product.

Testbeispieltest example

Die Polystyrolschaumprodukte, welche gemäß den Beispielen 1 und 2 sowie gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 4 hergestellt worden sind, wurden über 24 Stunden bei 60°C getrocknet und anschließend mittels eines Heißdrahtes auf eine Größe von 200 mm × 200 mm × 50 mm zugeschnitten, um auf diese Weise Probestücke zur Messung der Wärmeleitfähigkeit zu erhalten.The polystyrene foam products prepared according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 were dried at 60 ° C for 24 hours and then cut to a size of 200 mm x 200 mm x 50 mm by means of a hot wire to in this way to obtain specimens for measuring the thermal conductivity.

Die erzeugten Probestücke wurden über 48 Stunden bei 60°C in einer Trockenkammer stehengelassen und der Trockenkammer anschließend entnommen, wonach die Wärmeleitfähigkeit der Probestücke mittels eines Wärmeleitfähigkeitsmessgerätes (”ANACON TCA8”) ermittelt wurde. Die Messergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1 Nach 48 Stunden Dichte [g/l] Wärmeleitfähigkeit [W/mK] Beispiel 1 16,6 0,0302 Beispiel 2 15,3 0,0310 Vergleichsbeispiel 1 16,6 0,0364 Vergleichsbeispiel 2 17,1 0,0320 Vergleichsbeispiel 3 16,0 0,0348 Vergleichsbeispiel 4 15,8 0,0360 The specimens produced were allowed to stand for 48 hours at 60 ° C in a drying chamber and then removed from the drying chamber, after which the thermal conductivity of the specimens was determined by means of a thermal conductivity meter ("ANACON TCA8"). The measurement results are summarized in Table 1 below. Table 1 After 48 hours Density [g / l] Thermal conductivity [W / mK] example 1 16.6 0.0302 Example 2 15.3 0.0310 Comparative Example 1 16.6 0.0364 Comparative Example 2 17.1 0.0320 Comparative Example 3 16.0 0.0348 Comparative Example 4 15.8 0.0360

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, weisen der erfindungsgemäße Polystyrolschaum gemäß Beispiel 1, welcher durch Einbringen von plättchenförmigem Talk in den Polymerisationsprozess erhalten worden ist, sowie der erfindungsgemäße Polystyrolschaum gemäß Beispiel 2, welcher durch Beschichten der Polystyrolbeads mit plättchenförmigem Talk erhalten worden ist, jeweils eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit auf als das herkömmliche Polystyrolschaumprodukt gemäß dem Vergleichsbeispiel 1.As can be seen from Table 1, the polystyrene foam according to the invention according to Example 1, which has been obtained by introducing platelet-shaped talc into the polymerization process, as well as the polystyrene foam of Example 2 according to the invention, which has been obtained by coating the polystyrene beads with platelet-shaped talc, one each lower thermal conductivity than the conventional polystyrene foam product according to Comparative Example 1.

Ferner weist der erfindungsgemäße Polystyrolschaum gemäß Beispiel 1, welcher durch Einbringen von plättchenförmigem Talk in den Polymerisationsprozess erhalten worden ist, eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit auf als der Polystyrolschaum gemäß dem Vergleichsbeispiel 2, welcher unter Verwendung von plättchenförmigem, aber nicht mit Harz beschichtetem Talk erhalten worden ist.Furthermore, the polystyrene foam according to the invention according to Example 1, which has been obtained by introducing platelet-shaped talc into the polymerization process, has a significantly lower thermal conductivity than the polystyrene foam according to Comparative Example 2, which was obtained using platelet-shaped, but not resin-coated talc ,

Darüber hinaus weist der erfindungsgemäße Polystyrolschaum gemäß Beispiel 1, welcher durch Einbringen von plättchenförmigem Talk in den Polymerisationsprozess erhalten worden ist, eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit auf als der Polystyrolschaum gemäß dem Vergleichsbeispiel 3, welcher unter Verwendung von pulverförmigem Talk erhalten worden ist.Moreover, the polystyrene foam according to the invention of Example 1, which has been obtained by incorporating platy talc in the polymerization process, has a significantly lower thermal conductivity than the polystyrene foam of Comparative Example 3 obtained by using powdery talc.

Überdies weist der Polystyrolschaum gemäß dem Vergleichsbeispiel 4, welcher unter Verwendung von nicht mit Harz beschichtetem und nicht plättchenförmigem, sondern pulverförmigem Talk erhalten worden ist, eine geringere Wärmeleitfähigkeit auf als der herkömmliche Polystyrolschaum gemäß dem Vergleichsbeispiel 1, doch ist seine Wärmeleitfähigkeit höher als die der Polystyrolschäume gemäß Beispiel 1 sowie gemäß den Vergleichsbeispielen 2 und 3.Moreover, the polystyrene foam according to Comparative Example 4 obtained by using non-resin-coated and non-platy talc but powdery talc has a lower heat conductivity than the conventional polystyrene foam according to Comparative Example 1, but its thermal conductivity is higher than that of the polystyrene foams according to Example 1 and according to Comparative Examples 2 and 3.

Aus den obigen Testergebnissen wird deutlich, dass der Einsatz von mit Harz beschichtetem, plättchenförmigem Talk zu der geringsten Wärmeleitfähigkeit geführt hat.From the above test results, it becomes clear that the use of resin-coated platy talc resulted in the lowest thermal conductivity.

Obgleich vorstehend bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Zwecke der Veranschaulichung beschrieben sind, ist es dem Fachmann offensichtlich, dass vielfältige Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen möglich sind, ohne den durch die beigefügten Ansprüche bestimmten Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.Although preferred embodiments of the present invention have been described above for purposes of illustration, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.

Gewerbliche AnwendbarkeitIndustrial Applicability

Wie vorstehend beschrieben, weist der erfindungsgemäße Polystyrolschaum, welcher aus den mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Polystyrolbeads erzeugt worden ist, eine geringe Wärmeleitfähigkeit und zugleich eine hervorragende Dauerstabilität auf. Folglich kann der Polystyrolschaum verbreitet als Wärmeisolationsmaterial, wie beispielsweise für Gebäude, verwendet werden.As described above, the polystyrene foam according to the invention, which has been produced from the polystyrene beads prepared by the process according to the invention, has a low thermal conductivity and at the same time an excellent long-term stability. Consequently, the polystyrene foam can be widely used as heat insulating material such as buildings.

Claims (17)

Expandierbare Polystyrolbeads, deren Außenseite mit plattchenförmigem Talk mit einem Längen-/Dickenverhältnis (Seitenverhältnis) von 100 bis 1000 beschichtet ist, welcher mit Harz beschichtet ist, wobei die Polystyrolbeads einen Durchmesser von 0,3 mm bis 3 mm aufweisen.Expandable polystyrene beads whose outer surface is coated with platy talc having a length / thickness ratio (aspect ratio) of 100 to 1000 coated with resin, the polystyrene beads having a diameter of 0.3 mm to 3 mm. Expandierbare Polystyrolbeads, in welchen plättchenförmiger Talk mit einem Längen-/Dickenverhältnis (Seitenverhältnis) von 100 bis 1000, welcher mit Harz beschichtet ist, verteilt ist, wobei die Polystyrolbeads einen Durchmesser von 0,3 mm bis 3 mm aufweisen.Expandable polystyrene beads in which platelet-shaped talc having a length / thickness ratio (aspect ratio) of 100 to 1000, which is coated with resin, is distributed, the polystyrene beads having a diameter of 0.3 mm to 3 mm. Expandierbare Polystyrolbeads nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Harz aus der Gruppe Polypropylenwachs, Polyethylenwachs oder Polystyrol mit geringem Molekulargewicht mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 500 bis 1000 gewählt ist.Expandable polystyrene beads according to claim 1 or 2, wherein said resin is selected from the group consisting of polypropylene wax, polyethylene wax or low molecular weight polystyrene having an average molecular weight of 500 to 1000. Expandierbare Polystyrolbeads nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Anteil an plättchenförmigem Talk in den expandierbaren Polystyrolbeads zwischen 0,1 und 10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der expandierbaren Polystyrolbeads beträgt.Expandable polystyrene beads according to claim 1 or 2, wherein the proportion of platy talc in the expandable polystyrene beads is between 0.1 and 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the expandable polystyrene beads. Expandierbare Polystyrolbeads nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der plättchenförmige Talk einen durchschnittlichen Durchmesser von 5 μm bis 50 μm aufweist.Expandable polystyrene beads according to any one of claims 1 to 4, wherein the platelet-shaped talc has an average diameter of 5 microns to 50 microns. Verfahren zur Herstellung von Polystyrolbeads gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren die folgende Schritte umfasst: – Mischen von plättchenförmigem Talk mit einem Längen-/Dickenverhältnis (Seitenverhältnis) von 100 bis 1000 mit einem Harz mit hoher Geschwindigkeit, um den plättchenförmigen Talk mit dem Harz zu beschichten; und – Beschichten der Polystyrolbeads, welche einen Durchmesser von 0,3 mm bis 3 mm aufweisen, mit dem mit Harz beschichteten, plättchenförmigen Talk.Process for the preparation of polystyrene beads according to claim 1, the process comprising the following steps: Mixing platelet-shaped talc having a length / thickness ratio (aspect ratio) of 100 to 1,000 with a high-speed resin to coat the platy talc with the resin; and Coating the polystyrene beads, which have a diameter of 0.3 mm to 3 mm, with the resin-coated, platelet-shaped talc. Verfahren zur Herstellung von Polystyrolbeads gemäß Anspruch 2, wobei das Verfahren die folgende Schritte umfasst: – Mischen von plättchenförmigem Talk mit einem Längen-/Dickenverhältnis (Seitenverhältnis) von 100 bis 1000 mit einem Harz mit hoher Geschwindigkeit, um den plättchenförmigen Talk mit dem Harz zu beschichten; und – Zusetzen des mit dem mit Harz beschichteten, plättchenförmigen Talks in einen Styrol-Polymerisationsprozess, um Polystyrolbeads mit einem Durchmesser von 0,3 mm bis 3 mm herzustellen.A process for producing polystyrene beads according to claim 2, said process comprising the steps of: Mixing platelet-shaped talc having a length / thickness ratio (aspect ratio) of 100 to 1,000 with a high-speed resin to coat the platy talc with the resin; and Adding the resin-coated platy talc to a styrene polymerization process to produce polystyrene beads having a diameter of 0.3 mm to 3 mm. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Harz aus der Gruppe Polypropylenwachs, Polyethylenwachs oder Polystyrol mit geringem Molekulargewicht mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 500 bis 1000 gewählt wird.A method according to claim 6 or 7, wherein the resin is selected from the group consisting of polypropylene wax, polyethylene wax or low molecular weight polystyrene having an average molecular weight of 500 to 1000. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei zusätzlich zu dem plättchenförmigen Talk ferner 0,5 bis 2 Gewichtsteile eines oder mehrerer athermaner Materialien zugesetzt werden, welche aus der Gruppe Graphit, Kohlenstoff, Aluminium und Zink gewählt werden.A method according to any one of claims 6 to 8, wherein in addition to the platy talc, there are further added 0.5 to 2 parts by weight of one or more athermanous materials selected from the group consisting of graphite, carbon, aluminum and zinc. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der Anteil an plättchenförmigem Talk in den expandierbaren Polystyrolbeads zwischen 0,1 und 10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der expandierbaren Polystyrolbeads gewählt wird. A process according to any one of claims 6 to 9 wherein the amount of platy talc in the expandable polystyrene beads is selected to be between 0.1 and 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the expandable polystyrene beads. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei plättchenförmiger Talk mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 5 μm bis 50 μm eingesetzt wird.A method according to any one of claims 6 to 10, wherein platelet-shaped talc having an average diameter of 5 μm to 50 μm is used. Verfahren nach Anspruch 10, welches ferner den Schritt des Vorexpandierens der expandierbaren Polystyrolbeads umfasst.The method of claim 10, further comprising the step of pre-expanding the expandable polystyrene beads. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Mischen des plättchenförmigen Talks mit dem Harz in einem Supermischer oder in einem Schneckenmischer durchgeführt wird.The method of claim 10, wherein the mixing of the platy talc with the resin is carried out in a super mixer or in a screw mixer. Verfahren nach Anspruch 7, wobei dem Styrol-Polymerisationsprozess ferner ein Treibmittel mit einem Anteil von 3 bis 10 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der Polystyrolbeads zugesetzt wird.A method according to claim 7, wherein the styrene polymerization process further comprises adding a blowing agent in a proportion of 3 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polystyrene beads. Verfahren nach Anspruch 7, wobei dem Styrol-Polymerisationsprozess ferner 0,6 bis 6 Gewichtsteile eines Flammschutzmittels und 0,1 bis 1 Gewichtsteil eines Flammschutzsynergisten zugesetzt werden, wobei sich die Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile der Polystyrolbeads beziehen.The method of claim 7, wherein the styrene polymerization process further 0.6 to 6 parts by weight of a flame retardant and 0.1 to 1 part by weight of a flame retardant synergist are added, wherein the parts by weight relate to 100 parts by weight of polystyrene beads. Verfahren nach Anspruch 7, wobei dem Styrol-Polymerisationsprozess ferner einer oder mehrere Suspensionsstabilisatoren zugesetzt werden, welche aus der Gruppe Magnesiumpyrophosphat, Calciumphosphat, Polyvinylpyrrolidon (PVP), Polyvinylalkohol (PVA) und Polycellulose basierte Dispergatoren gewählt werden.The method of claim 7, wherein one or more suspension stabilizers selected from the group consisting of magnesium pyrophosphate, calcium phosphate, polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA) and polycellulose-based dispersants are further added to the styrene polymerization process. Verfahren nach Anspruch 7, welches ferner den Schritt des Beschichtens der hergestellten Polystyrolbeads mit Metallstearat, Glycerylester oder feinpulvrigem Silikat umfasst.The method of claim 7, further comprising the step of coating the prepared polystyrene beads with metal stearate, glyceryl ester or fine powdery silicate.
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