DE19637366A1

DE19637366A1 - Schaumstoffplatten mit verbesserter Mineralölbeständigkeit und Expandierbarkeit

Info

Publication number: DE19637366A1
Application number: DE1996137366
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dr Scherzer; Klaus Dr Hahn; Gerhard Alicke; Gerhard Dr Turznik; Franz-Josef Dr Dietzen; Gerd Dr Ehrmann
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1996-09-13
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1998-03-19

Description

Die Erfindung betrifft Schaumstoffplatten mit einer Dichte von 20 bis 200 g·l^-1 auf Basis von Styrolpolymerisaten, die eine verbes serte Mineralölbeständigkeit aufweisen.

Extrudierte Polystyrol-Schaumstoffe (XPS) werden in großem Maße zum Isolieren von Gebäuden und Gebäudeteilen eingesetzt. Da der artige Schaumstoffe auch mit Mineralölen, speziell mit flüssigen Kohlenwasserstoffen, in Berührung kommen können, bestand eine Aufgabe der Erfindung darin, die Mineralölbeständigkeit von XPS-Platten zu verbessern.

Neuerdings werden aus Umweltschutzgründen zur Herstellung von XPS-Platten halogenfreie Treibmittel, vorzugsweise CO₂-haltige Treibmittelgemische, eingesetzt. Derartige Treibmittel haben je doch eine geringere Expansionswirkung als herkömmliche Treibmit tel auf Basis von Halogenkohlenwasserstoffen, so daß die Herstel lung von verhältnismäßig dicken Schaumstoffplatten mit halogen freien Treibmitteln schwierig ist. Eine weitere Aufgabe der Er findung bestand also darin, die Expansionswirkung von halogen freien Treibmitteln zu verbessern.

Beide Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man 5 bis 50 Gew.-% des Polystyrols durch ein Styrol-Acrylnitril-Copo lymeres ersetzt.

Gegenstand der Erfindung sind demzufolge Schaumstoffplatten mit einer Dichte von 20 bis 200 g·l^-1 und einem Querschnitt von minde stens 50 cm² auf Basis von Styrolpolymerisaten, die 5 bis 50 Gew.-% eines Styrol-Acrylnitril-Copolymeren enthalten, wel ches mindestens 10 Gew.-% Acrylnitril einpolymerisiert enthält.

Für den Fachmann war es nicht vorhersehbar, daß derartige Pro dukte Ölbeständigkeit aufweisen, da Polystyrol - die Hauptkompo nente - nicht ölbeständig ist.

Styrolpolymerisate im Sinne dieser Erfindung sind Polystyrol und Mischpolymerisate des Styrols, die mindestens 50 Gew.-% Styrol einpolymerisiert enthalten. Als Comonomere kommen z. B. in Be tracht α-Methylstyrol, kernhalogenierte Styrole, kernalkylierte Styrole, Ester der (Meth)acrylsäure von Alkoholen mit 1 bis 8 C-Atomen, N-Vinylverbindungen wie Vinylcarbazol, Maleinsäure anhydrid oder auch geringe Mengen an Verbindungen, die zwei poly merisierbare Doppelverbindungen enthalten wie Butadien, Divinyl benzol oder Butandioldiacrylat.

Als Treibmittel können grundsätzlich die üblichen flüchtigen or ganischen Verbindungen wie Fluorchlorkohlenwasserstoffe, Fluor kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ketone und Ether verwendet werden. Bevorzugt sind jedoch halogenfreie Treibmittel und Treibmittel gemische, z. B. anorganische Gase wie Kohlendioxid, Stickstoff, Argon und Ammoniak, gegebenenfalls im Gemisch mit Alkoholen, Koh lenwasserstoffen und Ethern.

Bevorzugte Treibmittelgemische sind daher:

a) 5 bis 100 Gew.-% Kohlendioxid,
b) bis zu 95 Gew.-% eines Ethers aus der Gruppe Dimethyl ether, Methylethylether und Methylvinyl ether,
c) bis zu 60 Gew.-% eines Alkohols oder Ketons mit einem Siedepunkt zwischen 56 und 100°C, und
d) bis zu 30 Gew.-% eines aliphatischen C₃-C₆-Kohlenwasser stoffs.

Besonders bevorzugte Treibmittelgemische bestehen aus:

a) 20 bis 90 Gew.-% Kohlendioxid,
b) 1 bis 30 Gew.-% Dimethylether,
c) 0 bis 60 Gew.-% Ethanol, und
d) bis zu 10 Gew.-% eines aliphatischen C₃-C₆-Kohlenwasser stoffs
bzw. aus:
a) 20 bis 95 Gew.-% Kohlendioxid,
c) 80 bis 5 Gew.-% Ethanol, und
d) 0 bis 10 Gew.-% eines aliphatischen C₃-C₆-Kohlenwasser stoffs.

Auch Kohlendioxid allein kann eingesetzt werden.

Die Treibmittel werden in einer Menge von 3 bis 15 Gew.-%, vor zugsweise 6 bis 12 Gew. %, bezogen auf das Styrolpolymerisat, verwendet.

Die Schaumstoffplatten enthalten erfindungsgemäß 5 bis 50, vor zugsweise 10 bis 40, Gew.-% eines Styrol-Acrylnitril-Copolymeren mit einem Acrylnitril-Gehalt von mindestens 10 Gew.-%. Dieses ist vorzugsweise ein binäres Copolymerisat aus 90 bis 50 Gew.-% Styrol und 10 bis 50 Gew.-% Acrylnitril; es sind aber auch Ter polymere mit weiteren Comonomeren, wie z. B. Methylmethacrylat, Butylacrylat oder Butadien geeignet, ferner Pfropfcopolymerisate aus Styrol und Acrylnitril auf ein kautschukelastisches Polymeri sat, beispielsweise ein Polybutadien oder ein Polyacrylat.

Als weitere übliche Zusatz- und/oder Hilfsstoffe können der Poly styrolmatrix Antistatika, Stabilisatoren, Farbstoffe, Füllstoffe, Flammschutzmittel und/oder Keimbildner in üblichen Mengen zuge setzt werden.

Die Schaumstoffplatten können dadurch hergestellt werden, daß man ein Gemisch aus dem Styrolpolymerisat und dem Styrol/Acrylnitril-Co polymeren aufschmelzt, 3 bis 15 Gew.-% des Treibmittels und die weiteren, oben beschriebenen Zusatzstoffen zusetzt, extrudiert und verschäumt.

Die in den folgenden Beispielen genannten Teile und Prozente be ziehen sich auf das Gewicht:
100 Teile eines Polymergemisches aus Polystyrol und einem Sty rol-Acrylnitril(SAN)-Copolymeren mit 25% Acrylnitril wurden in einen Extruder mit einem inneren Schneckendurchmesser von 53 mm konti nuierlich zugeführt. Gleichzeitig mit der Thermoplastmatrix wurden 0,63 Teile Talkum (mittlerer Teilchendurchmesser ca. 10 µ) in den Extruder eingeführt. Durch eine in dem Extruder ange brachte Einlaßöffnung wurde ein Treibmittelgemisch aus 3,5% CO₂ und 3,0% Ethanol, jeweils bezogen auf das Polymergemisch, konti nuierlich in den Extruder eingedrückt. Das im Extruder gleich mäßig geknetete geschmolzene Polymergemisch wurde nach einer Ver weilzeit von ca. 10 Minuten durch eine 50 mm breite Düse in die Atmosphäre extrudiert. Die Düsenspaltweite betrug 1,5 mm. Der entstehende Schaum wurde in einen an die Düse anschließenden Formkanal geführt, wobei geschäumte Bänder elliptischen Quer schnitts mit Dicken zwischen 60 bis 75 mm entstanden. Es wurden gleichmäßige, geschlossenzellige und formstabile Schaumstoffkör per erhalten.

In der Tabelle sind die jeweils erreichte Plattendicke in mm, die Dichte in g·l^-1 und die Ölbeständigkeit angegeben.

Zur Prüfung der Ölbeständigkeit wurden in Anlehnung an die DIN 53 428 jeweils 5 Proben des Schaumstoffs in Würfelform mit 5 cm Kantenlänge 72 Stunden lang in Dieselkraftstoff gelagert. Die Be wertungskriterien sind: 0 = nicht verändert (beständig); 1 = ver ändert (bedingt beständig); 3 = sehr stark verändert (unbestän dig).

Die Beispiele 2 bis 4 sind erfindungsgemäß.

Claims

1. Durch Extrusion hergestellte Schaumstoffplatten mit einer Dichte von 20 bis 200 g·l^-1 und einem Querschnitt von minde stens 50 cm² auf Basis von Styrolpolymerisaten, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 5 bis 50 Gew.-% eines Styrol-Acrylni tril-Copolymeren, welches mindestens 10 Gew.-% Acrylnitril einpolymerisiert enthält.

2. Schaumstoffplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Styrol-Acrylnitril-Copolymere ein binäres Copoly merisat aus 90 bis 50 Gew.-% Styrol und 10 bis 50 Gew.-% Acrylnitril ist.

3. Schaumstoffplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Styrol-Acrylnitril-Copolymere ein Pfropfcopolymerisat von Styrol und Acrylnitril auf ein kautschukelastisches Poly merisat ist.

4. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffplatten mit einer Dichte von 20 bis 200 g·l^-1 und einem Querschnitt von minde stens 50 cm² auf Basis von Styrolpolymerisaten, dadurch ge kennzeichnet, daß man eine Mischung aus 90 bis 50 Gew.-% Styrolpolymerisat und 10 bis 50 Gew.-% eines Styrol/Acrylni tril-Copolymeren, welches mindestens 10 Gew.-% Acrylnitril einpolymerisiert enthält, aufschmelzt, 3 bis 15 Gew.-% eines Treibmittels zusetzt, extrudiert und verschäumt.

5. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffplatten nach An spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Gemische aus halogen freien Treibmitteln, die mindestens 5 Gew.-% Kohlendioxid enthalten, eingesetzt werden.