DE69817804T2 - Verfahren zur herstellung von extrudierten schäumen aus styrenharzen - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Styrolharz-Extrusionsschaum, welcher in Baumaterialien und dergleichen eingesetzt wird. Ganz speziell betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums, der hervorragend in der Umweltverträglichkeit, ausgezeichnet im Wärmedämmvermögen und in der Druckfestigkeit und außerdem hervorragend bezüglich der Stabilität während der Herstellung ist, sowie einen dadurch hergestellten Schaum.
  • Als Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Schaums wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines derartigen Schaums durch Plastifizieren eines Styrolharzes in einem Extruder oder dergleichen, Einbringen eines flüchtigen organischen Treibmittels wie Methylchlorid in das Harz, um ein Gemisch zu bilden, Abkühlen des erhaltenen Gemischs auf eine zum Erhalten eines zufriedenstellenden Schaums geeignete Temperatur und dann Extrudieren des Gemischs in eine Zone mit niedrigerem Druck in JP-A-47-9593, 52-17574 und 52-94366 vorgeschlagen.
  • Derartige bekannte Verfahren schlagen Methylchlorid als flüchtiges Treibmittel, das zur Herstellung zufriedenstellender Schäume geeignet ist, vor. Methylchlorid wird aus folgenden Gründen für ein äußerst geeignetes Treibmittel gehalten: Methylchlorid hat ein hohes Vermögen der Plastifizierung eines Styrolharzes und erlaubt, dass die Herstellung eines Schaums unter verringertem Extrusionsdruck durchgeführt wird, wodurch es in starkem Maße zu einem industriell vorteilhaften Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Schaums beiträgt. Außerdem weist Methylchlorid eine äußerst hohe Permeabilität durch einen Styrolharz-Schaum auf, so dass es kaum in dem Schaum zurückbleibt, wodurch Formbeständigkeit des Schaums erzielt wird. Folglich ist er über einen langen Zeitraum eingesetzt worden.
  • Seit kurzem wächst der Wunsch nach großer Beachtung und Ergreifung von Maßnahmen beim Umgang mit Methylchlorid, und vom Standpunkt der Umweltverträglichkeit ist ein Ersatz für Methylchlorid wünschenswert, wenn die Gebrauchsleistung des industriell benötigten Schaums aufrechterhalten werden kann.
  • Andererseits werden die so genannten Kohlenwasserstoffe und die so genannten „Flons" (fluorierten Kohlenwasserstoffe) auch als Beispiele für andere flüchtige Treibmittel (oder Treibmittel, wenn einfach bezeichnet) vorgeschlagen, und einige werden industriell angewendet.
  • Beispielsweise wird eine Kombination von Isobutan (i-Butan) und Normal-Butan (n-Butan), welche weniger durchlässig durch ein Styrolharz ist, als Treibmittel eingesetzt, um einen Schaum mit hervorragendem Wärmedämmvermögen zu erhalten, wie in JP-A-1-174540 offenbart. Alternativ, da ein Mittel wie Butan dazu dient, Wärmedämmvermögen bereitzustellen, wenn es in einer bestimmten Menge in einem Schaum zurückbleibt, kann es in Kombination mit Methylchlorid verwendet werden, um einen zufriedenstellenden Schaum zu erhalten, wie in JP-A-51-92871 offenbart.
  • Unter den „Flons" wird ein halogenierter Kohlenstoff der Chloratome enthält (nachstehend als CFC bezeichnet), der weniger toxisch, nicht entflammbar und chemisch stabil ist, für die Verwendung vorgeschlagen, wie in JP-B-41-672 offenbart. Im Allgemeinen neigen „Flops" dazu, in einem Schaum zurückzubleiben und zu einer geringen Wärmeleitfähigkeit, was außer zur Fähigkeit zur Herstellung eines zufriedenstellenden Schaums zum Wärmedämmvermögen eines Schaums beitragen kann. Folglich neigt man dazu, „Flops" als entscheidend zum Erzielen eines hohen Wärmedämmvermögens anzusehen.
  • Es wurde jedoch kürzlich darauf hingewiesen, dass CFCs einige nachteilige Auswirkungen auf die Ozonschicht haben, und erwünscht ist, dass sie, wenn möglich, durch irgendeinen Ersatzstoff ersetzt werden.
  • Unter solchen Umständen wurden verschiedene Versuche durchgeführt, um eine zufriedenstellende Umweltverträglichkeit zu erzielen.
  • Als erstes wurden als Ersatz für Alkylchloride, vertreten durch Methylchlorid, Ether oder anorganische Gase wie z. B. Kohlendioxid vorgeschlagen oder untersucht.
  • Beispielsweise offenbart JP-A-7-507087 die Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaumkörpers mit einer Dicke von 20 mm oder mehr und einer Querschnittsfläche von 50 cm2 oder mehr durch Verwendung eines Gemischs aus Dimethylether und Kohlendioxid in einem speziellen Mischungsbereich. Zusätzlich zu Dimethylether und Kohlendioxid wurden verschiedene Stoffe wie gesättigte Kohlenwasserstoffe, chlorierte fluorierte Kohlenwasserstoffe, erhalten durch Ersetzen eines Teils der Chloratome von CFC durch Wasserstoffatome (nachstehend mit HCFC abgekürzt), fluorierte Kohlenwasserstoffe, d. h. „Flons", die kein Chloratom enthalten (nachstehend mit HFC abgekürzt), Alkohole und Ketone in der detaillierten Beschreibung dieses Stands der Technik aufgeführt, die unbegrenzt miteinander über einen sehr großen Mischungsbereich kombiniert werden, und jene, die beispielhaft angegebenen sind, sind Kohlenwasserstoffe wie z. B. Propan und Butan, HCFCs und HFCs wie z. B. 1,1-Difluor-1-chlorethan (nachstehend mit HCFC142b abgekürzt), 1,1-Difluorethan (nachstehend mit HFC152a abgekürzt) und 1,1,1,2-Tetrafluorethan (nachstehend mit HFC134a abgekürzt).
  • Diese Stoffe unterscheiden sich jedoch voneinander in den wichtigen Faktoren, die den Zustand eines Schaums bestimmen, wie spezifische Parameter des Styrolharzes, die Permeabilität, Imprägnierung bis zur Sättigung und Plastifizierungswirkung einschließen, sowie physikalische Charakteristika einschließlich kritischer Temperatur, kritischem Druck, Dampfdruck und Siedepunkt, wobei der Unterschied zwischen den Alkoholen, „Flons" und Kohlenwasserstoffen auffallend ist. Folglich wird bei Verwendung eines Dimethylethers mit diesen Stoffen nicht immer durch einfaches Mischen der Komponenten ein guter Schaum erhalten, welcher gleichzeitig der Leistung und den Charakteristika, die industriell benötigt werden, entspricht, z.B. Druckfestigkeit, Wärmedämmvermögen, Erscheinungsbild, Expansionsverhältnis, Anteil der geschlossenen Zellen, Herstellungsstabilität und dergleichen zusätzlich zur Dicke und Querschnittsfläche, aber es ist entscheidend, die Art des zu mischenden Stoffs auszuwählen und das Herstellungsverfahren hinsichtlich der Verwendung oder des Zwecks der zu erhaltenden Schäume geeignet zu modifizieren. Mit solch einer einfachen technischen Idee wie der, diese nur einfach zu mischen, ist es naheliegend, dass der Bereich des Mischungsverhältnisses, in dem industriell nutzbare Schäume erhalten werden können, begrenzt ist.
  • Beispielsweise unterscheiden sich 1,1-Difluorethan und Ethanol in verschiedenen physikalischen Charakteristika voneinander, wie nachstehend gezeigt, und sollten deshalb hinsichtlich des Innendrucks und des Zellbildungsvermögens unterschiedlich gehandhabt werden.
  • Figure 00040001
  • Die vorstehend beschriebenen Arbeitsbeispiele nach dem Stand der Technik sind jedoch nur auf die Verwendung von Dimethylether allein beschränkt, die Kombinationen von Dimethylether mit Kohlendioxid, Dimethylether mit Ethanol und Dimethylether mit Ethanol und Kohlendioxid und, was die vorgeschlagenen gesättigten Kohlenwasserstoffe, HCFCs, HFCs und Ketone betrifft, die zu verwendende Methode, der geeignete Bereich des Mischungsverhältnisses und die charakteristischen Eigenschaften oder Verwendungen, die sich durch ihre Verwendung zeigten, wurden nicht speziell offenbart.
  • Außerdem untersucht dieser Stand der Technik nicht genügend, ob die offenbarten Schäume weiteren industriellen Anforderungen wie z. B. Wärmedämmvermögen tatsächlich entsprechen. Das heißt, dieser Stand der Technik ist nur auf das Erzielen eines dicken Schaumkörpers unter Verwendung von Dimethylether als Treibmittel gerichtet, von welchem erwartet wird, dass er Zellbildungsvermögen aufweist, das heißt, das Vermögen des Diffundierens durch Zellmembranen und des Bildens von Zellen, (aber die industrielle Anforderung besteht, selbstverständlich nicht nur darin, dicke Schäume zu erhalten, sondern außerdem physikalische Eigenschaften wie Wärmedämmvermögen und Festigkeit gleichzeitig zu realisieren), und somit bleiben die vorstehend erörterten Probleme noch ungeklärt.
  • Andererseits wird die Verwendung von HCFCs, als Ersatz für CFCs, wegen ihrer geringeren nachteiligen Wirkung auf die Ozonschicht und der etwas stärker bevorzugten Umweltverträglichkeit vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart JP-B-57-7175 die Verwendung von HCFC142b als Treibmittel. Die Verwendung von HFCs wird ebenfalls vorgeschlagen. Da man vermutet, dass HFCs im Allgemeinen keine nachteilige Wirkung auf die Ozonschicht haben, werden sie hinsichtlich der Umweltverträglichkeit als stärker bevorzugt als HCFCs betrachtet. Beispielsweise wurde versucht, HFC34a zu verwenden, um einen Schaum zu bilden, wie in JP-A-1-98683 offenbart; und ein Schaum, worin 70 Gew.-% oder mehr der verwendeten Menge an HFC134a in den Zellen davon zurückblieben, ist in JP-A-3-188137 offenbart.
  • Trotzdem sind die durch Methylchlorid und Ethylchlorid vertretenen Alkylchloride die einzige An von Stoffen, die trotz einer großen Anzahl von als Treibmittel vorgeschlagenen Stoffen häufig in Kombination beim Stand der Technik eingesetzt werden, und die vorliegende Situation, in dem ein Ersatz für Alkylchloride wie vorstehend beschrieben erwünscht ist, bleibt noch unverändert. Außerdem offenbart der Stand der Technik keine industriell nutzbare Information in der Hinsicht, ob die Stoffe, wenn sie nicht in Kombination mit einem Alkylchlorid verwendet werden, derartige industriell benötigte physikalische Eigenschaften wie beim Stand der Technik beschrieben, Stabilität während der Herstellung, Herstellungskosten und dergleichen wirklich liefern können.
  • „Flons" wie HCFCs und HFCs werden als nützlich bei der Steigerung des Wärmedämmvermögens von Schäumen betrachtet, aber HCFCs führen zu einer Kontroverse bezüglich der Auswirkungen auf die Ozonschicht wie vorstehend beschrieben, und es ist ebenfalls erwünscht, dass HFCs, die als Ersatz für HCFCs verwendet werden sollen, wenn möglich, angesichts des jüngsten Trends eines Umweltbewußtseins gegen die globale Erwähnung, reduziert werden, obwohl sie sich im Vergleich zu HCFCs oder CFCs weniger auf die Ozonschicht auswirken.
  • Wie vorstehend erörtert gibt es keine Schäume, die Umweltverträglichkeit zusammen mit industriellen, Vorteilen wie z. B. einem hohen Wärmedämmvermögen aufweisen, obwohl bisher verschiedene technische Versuche durchgeführt wurden.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Styrolharz-Extrusionsschaum, welcher in Baumaterialien, Innenmaterialien wie z. B. Tatami-Fußbodenbahnkern, Konstruktionsstoffe und Wärmedämmmaterialien anwendbar ist, und in welchem ein Alkylchlorid, dessen Verwendung in Hinsicht auf die Umweltverträglichkeit reduziert werden soll, ersetzt werden kann, und welcher im Hinblick auf das Wärmedämmvermögen, die Druckfestigkeit und Extrusionsstabilität während der Herstellung hervorragend ist, zur Verfügung zu stellen.
  • Die Erfinder haben eine intensive Untersuchung durchgeführt, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, und schließlich herausgefunden, dass es in einem Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums durch Schmelzen eines Styrolharzes, Einbringen eines Treibmittels in das Styrolharz, Bilden eines fluiden Gels und dann Extrudieren des Gels durch eine Düse, um dadurch Schäumen zu bewirken, möglich ist, einen Styrolharz-Extrusionsschaumkörper mit hervorragender Umweltverträglichkeit und ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften des Schaums durch Verwenden eines Treibmittelgemischs als Treibmittel, das hauptsächlich weniger als 40 Gew.-% und 5 Gew.-% oder mehr eines Ethers und einen gesättigten Kohlenwasserstoff und gegebenenfalls HCFC142b oder HFCs umfasst. So ist die vorliegende Erfindung vervollständigt worden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft 1) ein Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums durch Schmelzen eines Styrolharzes, Einbringen eines Treibmittels in das Styrolharz, Bilden eines fluiden Gels und dann Extrudieren des Gels durch eine Düse in eine Zone mit niedrigerem Druck, um dadurch Schäumen zu bewirken, wobei ein Treibmittel weniger als 40 Gew.-%, bevorzugt weniger als 30 Gew.-%, und 5 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer Ether, ausgewählt aus Dimethylether, Diethylether und Methylethylether, bevorzugt eines Ethers, der aus Dimethylether allein besteht, und mehr als 60 Gew.-%, bevorzugt mehr als 70 Gew.-%, und nicht mehr als 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer gesättigter Kohlenwasser- stoffe, ausgewählt aus gesättigten Kohlenwasserstoffen mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen, umfasst.
  • Außerdem betrifft die Erfindung 2) ein Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums durch Schmelzen eines Styrolharzes, Einbringen eines Treibmittels in das Styrolharz, Bilden eines fluiden Gels und dann Extrudieren des Gels durch eine Düse in eine Zone mit niedrigerem Druck, um dadurch Schäumen zu bewirken, wobei ein Treibmittel hauptsächlich weniger als 40 Gew.-%, bevorzugt weniger als 30 Gew.-%, und 5 Gew. % oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer Ether, ausgewählt aus Dimethylether, Diethylether und Methylethylether, bevorzugt eines Ethers, der aus Dimethylether allein besteht, und mehr als 60 Gew.-%, bevorzugt mehr als 70 Gew.-%, und nicht mehr als 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, an 1,1-Difluor-1-chlorethan umfasst.
  • Außerdem betrifft die Erfindung 3) ein Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums durch Schmelzen eines Styrolharzes, Einbringen eines Treibmittels in das Styrolharz, Bilden eines fluiden Gels und dann Extrudieren des Gels durch eine Düse in eine Zone mit niedrigerem Druck, um dadurch Schäumen zu bewirken, wobei ein Treibmittel hauptsächlich weniger als 40 Gew.-%, bevorzugt weniger als 30 Gew.-%, und 5 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer Ether, ausgewählt aus Dimethylether, Diethylether und Methylethylether, bevorzugt eines Ethers, der aus Dimethylether allein besteht, und mehr als 60 Gew.-%, bevorzugt mehr als 70 Gew.-%, und nicht mehr als 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, an 1,1,1,2-Tetrafluorethan umfasst.
  • Außerdem betrifft die Erfindung 4) ein Verfahren zur Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums durch Schmelzen eines Styrolharzes, Einbringen eines Treibmittels in das Styrolharz, Bilden eines fluiden Gels und dann Extrudieren des Gels durch eine Düse in eine Zone mit niedrigerem Druck, um dadurch Schäumen zu bewirken, wobei ein Treibmittel hauptsächlich weniger als 40 Gew.-%, bevorzugt weniger als 30 Gew. %, und 5 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer Ether, ausgewählt aus Dimethylether, Diethylether und Methylethylether, bevorzugt eines Ethers, der aus Dimethylether allein besteht, und mehr als 60 Gew.-%, bevorzugt mehr als 70 Gew.-%, und nicht mehr als 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, einer oder mehr Substanzen, ausgewählt aus Difluormethan, 1,1,1,2,3,3-Hexafluorpropan, 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan und 1,1-Difluorethan, umfasst.
  • Außerdem betrifft die Erfindung 5) ein Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusions-schaums durch Schmelzen eines Styrolharzes, Einbringen eines Treibmittels in das Styrolharz, Bilden eines fluiden Gels und dann Extrudieren des Gels durch eine Düse in eine Zone mit niedrigerem Druck, um dadurch Schäumen zu bewirken, wobei ein Treibmittel hauptsächlich weniger als 40 Gew.-%, bevorzugt weniger als 30 Gew.-%, und 5 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer Ether, ausgewählt aus Dimethylether, Diethylether und Methylethylether, bevorzugt eines Ethers, der aus Dimethylether allein besteht, und 50 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Menge nach Abzug des Ethers von der Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer gesättigter Kohlenwasserstoffe, ausgewählt aus gesättigten Kohlenwasserstoffen mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen, und 50 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Menge nach Abzug des Ethers von der Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer Treibmittel, ausgewählt aus 1,1-Difluor-1-chlorethan, 1,1,1,2-Tetrafluorethan, Difluormethan, 1,1,1,2,3,3-Hexafluorpropan, 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan und 1,1-Difluorethan, bevorzugt eines oder zweier Treibmittel, ausgewählt aus 1,1-Difluor-1-chlorethan und 1,1,1,2-Tetrafluorethan, stärker bevorzugt 1,1,1,2-Tetrafluorethan, umfasst.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem 6) ein Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums gemäß vorstehend angeführtem 1) oder vorstehend angeführtem 5), wobei der gesättigte Kohlenwasserstoff mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen eine oder mehrere Substanzen, ausgewählt aus Propan, n-Butan, i-Butan, n-Pentan, i-Pentan und Neopentan, bevorzugt eine oder mehrere Substanzen, ausgewählt aus Propan, n-Butan und i-Butan, stärker bevorzugt i-Butan, ist.
  • Die Erfindung betrifft außerdem 7) ein Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums nach einem der vorstehend angeführten 1) bis 6), wobei das Verhältnis Z/X von in dem Schaum enthaltenen Zellen 1 oder weniger, bevorzugt 0,8 oder weniger, beträgt, wobei X die mittlere Zellengröße in Extrusionsrichtung ist und Z die mittlere Zellengröße in Richtung der Dicke, welche die Extrusionsrichtung rechtwinklig schneidet, ist.
  • Das gewünschte Verhältnis Z/X kann in einem Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums nach einem der vorstehend angeführten 1) bis 7) erzielt werden, wobei der Schaum nach dem Extrudieren unter erneutem Erwärmen gereckt wird.
  • Die Erfindung betrifft außerdem 8) ein Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums nach einem der vorstehend angeführten 1) bis 7), wobei die Wärmeleitfähigkeit des Schaums 0,0244 kcal/mh°C oder weniger beträgt, bei Messung unter Verwendung eines Messverfahrens für eine Wärmedämmplatte Typ B wie unter JIS A 9511 vorgeschrieben.
  • In der Erfindung verwendete Styrolharze können beispielsweise Homopolymere eines Styrolmonomers wie z. B. Styrol, Methylstyrol, Ethylstyrol, Isopropylstyrol, Dimethylstyrol, Bromstyrol, Chlorstyrol, Vinyltoluol oder Vinylxylol, Copolymere aus einer Kombination von zwei oder mehreren derartigen Monomeren, und Copolymere eines vorstehend aufgeführten Styrolmonomers mit einem oder mehreren Monomeren, ausgewählt aus Divinylbenzol, Butadien, Acrylsäure, Methacrylsäure, Methylacrylat, Methylmethacrylat, Acrylnitril, Maleinsäureanhydrid, Methylenbernsteinsäureanhydrid und dergleichen sein. Ein mit einem Styrolmonomer zu copolymerisierendes Monomer, z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Methylacrylat, Methylmethacrylat, Maleinsäureanhydrid oder Methylenbernsteinsäureanhydrid, kann in solch einer Menge, die die physikalischen Eigenschaften eines fertigen Styrolharz-Extrusionsschaums wie z. B. Druckfestigkeit nicht beeinflusst, verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Styrolharze sind nicht auf Homopolymere oder Copolymere der vorstehend aufgeführten Styrolmonomere beschränkt und können auch ein Gemisch eines Homopolymers oder Copolymers eines vorstehend aufgeführten Styrolmonomers mit einem Homopolymer oder Copolymer eines weiteren vorstehend aufgeführten Monomers sein und können mit einem mit Dienkautschuk verstärkten Polystyrol oder einem mit Acrylatkautschuk verstärkten Polystyrol gemischt sein.
  • In der Erfindung kann unter den vorstehend aufgeführten Styrolharzen ein Polystyrolharz bevorzugt verwendet werden.
  • Das in der Erfindung verwendete Treibmittel enthält einen oder mehrere Ether, ausgewählt aus Dimethylether, Diethylether und Methylethylether. Unter diesen Ethern wird Dimethylether wegen seiner extrem hohen Permeationsgeschwindigkeit im Vergleich zu Luft durch Styrolharz besonders bevorzugt, welcher bei Kombination mit einem Treibmittel mit einer niedrigen Permeationsgeschwindigkeit die Bildung eines Schaums mit einer zufriedenstellenden Zellstruktur ermöglicht und einen synergistischen Effekt mit einem in dem Schaum zurückbleibenden Gas bewirkt, was zur Herstellung eines Schaums führt, der sowohl ein hervorragendes Wärmedämmvermögen als auch ein hervorragende thermische Beständigkeit aufweist. Diese Ether haben eine Plastifizierungswirkung auf Styrolharz, die der der Alkylchloride entspricht, die sie ebenfalls als Treibmittel geeignet macht. Da die Ether auch eine hohe Permeationsgeschwindigkeit durch Styrolharz aufweisen, wodurch sie aus einem Schaum innerhalb einer relativ kurzen Zeitspanne freigesetzt werden können, wird außerdem kein entzündliches Gas in dem Schaum zurückgehalten, wodurch eine nachteilige Wirkung auf die Entflammbarkeit verringert wird. Da Dimethylether relativ wenig reaktiv unter den Ethern und stabil ist, wird er außerdem für die industrielle Handhabung bevorzugt. Außerdem konnte nicht nachgewiesen werden, dass Dimethylether eine Mutagenität, die bei Methylchlorid beobachtet wird, aufweist und ist dadurch auch hinsichtlich der Umweltverträglichkeit bevorzugt.
  • Eine erhöhte Ethermenge in dem Treibmittel neigt dazu, die Schwankung des Extrusionsdrucks zu verstärken, was zu einer weniger stabilen Herstellung und einem schlechteren Erscheinungsbild eines erhaltenen Schaums führen kann. Mindestens 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines Ethers sollten zum Zweck der Ausübung von produktivitätssteigernden Wirkungen und die Gebrauchsleistung des Schaums verbessernden Wirkungen hinzugefügt werden. Entsprechend beträgt der Anteil des zu verwendenden Ethers weniger als 40 Gew.-%, bevorzugt weniger als 30 Gew.-%, und 5 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels.
  • Ein bevorzugtes Treibmittel, das mit einem derartigen Ether zu kombinieren ist, ist vorwiegend ein gesättigter Kohlenwasserstoff mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls mit HFC, HCFC, einem fluorierter Kohlenwasserstoff mit Etherbindung (nachstehend als HFE abgekürzt) und dergleichen. Durch Kombination eines derartigen Treibmittels mit einem Ether kann ein zufriedenstellendes Wärmedämmvermögen über einen relativ langen Zeitraum bei Ausführung einer relativ stabilen industriellen Herstellung des Schaums bewahrt werden.
  • Gesättigte Kohlenwasserstoffe mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen weisen einen Siedepunkt innerhalb des Bereich von –50°C bis 50°C auf, der zur industriellen Herstellung des Styrolharz-Schaums geeignet ist. Ein Kohlenwasserstoff mit einem zu niedrigen Siedepunkt zeigt einen hohen Dampfdruck, der einen hohen Druck für die Handhabung erfordert, wodurch ein industrielles Problem hervorgerufen wird. Ein Kohlenwasserstoff mit einem zu hohen Siedepunkt neigt dazu, sich zu verflüssigen, und bleibt daher in flüssigem Zustand in dem hergestellten Schaum zurück, was zu nachteiligen Auswirkungen auf die physikalischen Eigenschaften wie z. B. thermische Beständigkeit des Schaums bei Erwärmung führen kann. Derartige gesättigte Kohlenwasserstoffe sind im Hinblick auf Handhabung, Stabilität und Kosten hervorragend. Man vermutet außerdem, dass die gesättigten Kohlenwasserstoffe im Allgemeinen keine Wirkung auf die Ozonschicht haben und ein globales Erwärmungspotential aufweisen, das um mehrere Hundertfache bis mehrere Zehnfache geringer ist als das von „Flons", was eine äußerst hohe Umweltverträglichkeit demonstriert. Unter den vorstehend aufgeführten gesättigten Kohlenwasserstoffen sind die wegen ihrer niedrigen Preise und ihrer Werte der Permeabilität durch Styrolharz, die niedriger als die von Luft sind, bevorzugten Propan, n-Butan, i-Butan, n-Pentan, i-Pentan und Neopentan, und die außerdem wegen ihrer Siedepunkte und Permeabilitätswerte bevorzugten sind Propan, n-Butan und i-Butan, und der besonders bevorzugte gesättigte Kohlenwasserstoff ist i-Butan wegen seines niedrigen Siedepunkts und seiner Permeabilität, welche um einige Male geringer ist als jene von n-Butan und Propan ist, sowie seines Vermögens, in einem Schaum über einen langen Zeitraum zurückzubleiben, welches zulässt, dass das Wärmedämmvermögen ohne weiteres vermittelt werden kann.
  • Da ein aus HFCs, HCFCs und HFEs ausgewählter „Flon" eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit in einer Gasphase im Vergleich zu gesättigten Kohlenwasserstoffen aufweist und dazu neigt, in einem Schaum zurückzubleiben, wodurch er dem Schaum ein industriell zufriedenstellendes Wärmedämmvermögen vermittelt, obwohl er bezüglich der Umweltverträglichkeit im Vergleich zu gesättigten Kohlenwasserstoffen etwas schlechter ist, ist erwünscht, dass er industriell eingesetzt wird, besonders in einem Fall, wenn ein Schaum mit einem Wärmedämmvermögen wünschenswert ist, das noch höher ist als das unter Verwendung eines vorstehend beschriebenen Treibmittels, das vorwiegend einen Ether und einen gesättigten Kohlenwasserstoff umfasst, erhaltene, selbst wenn die Umweltverträglichkeit etwas beeinträchtigt wird. Bevorzugte Beispiele derartiger „Flons", im Hinblick auf die Lieferbarkeit durch den Handel, den Preis, die Permeabilität durch Styrolharz und die Wärmeleitfähigkeit, sind HFCs, insbesondere HFC134a, Difluormethan (nachstehend mit HFC32 abgekürzt), 1,1,1,2,3,3-Hexafluorpropan (nachstehend mit HFC236ea abgekürzt), 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan (nachstehend mit HFC245fa abgekürzt) und HFC152a, wobei HFC134a, HFC236ea und HFC245fa stärker bevorzugt sind. HCFC142b ist ebenfalls ein bevorzugter fluorierter „Flop", welcher hinsichtlich seines Preises und seiner Löslichkeit in Styrolharz industriell günstig verwendet werden kann, obwohl er bezüglich der Umweltverträglichkeit im Vergleich zu HFCs noch schlechter ist.
  • Vertreter von HFEs, wenn in der Erfindung eingesetzt, sind Heptafluorpropylmethylether, Heptafluorisopropylmethylether, Pentafluorethylmethylether und Bis(difluormethyl)ether im Hinblick auf ihre physikalischen Charakteristika, z. B. Siedepunkt, die für ein Treibmittel geeignet sind, und stärker bevorzugt können Heptafluorpropylmethylether, Heptafluorisopropylmethylether und Bis(difluormethyl)ether ausgewählt werden. Diese können allein oder in Kombination miteinander eingesetzt werden.
  • Ein derartiges in Kombination mit einem Ether zu verwendendes Treibmittel weist eine niedrige Permeationsgeschwindigkeit wie vorstehend beschrieben auf und ermöglicht in Kombination mit einem Ether die Bildung einer zufriedenstellenden Zellstruktur und kann einen Schaum liefern, dessen Wärmedämmvermögen und thermische Beständigkeit beide infolge eines synergistischen Effekts der realisierten Zellstruktur und des Gases des Treibmittels, das in dem Schaum zurückbleibt, zufriedenstellend sind. Ein derartiges in Kombination zu verwendendes Treibmittel wird in einer Menge verwendet, die größtenteils dem Rückstand nach Abzug des Ethers wie z. B. Dimethylether von der Gesamtmenge des Treibmittels entspricht.
  • Derartige in Kombination mit einem Ether zu verwendende Treibmittel können allein oder in Kombination miteinander verwendet werden.
  • Unter den Kombinationen der Treibmittel ist eine Kombination eines Ethers mit einem gesättigten Kohlenwasserstoff die am meisten bevorzugte, da sie die höchste Umweltverträglichkeit, eine relativ hohe Löslichkeit in Styrolharz und das Vermögen, die industrielle Herstellung eines Schaums stabil zu realisieren, aufweist.
  • Deshalb ist ein bevorzugtes Treibmittel, basierend auf den vorstehend beschriebenen Gründen, ein Treibmittel, das hauptsächlich weniger als 40 Gew.-%, bevorzugt weniger als 30 Gew.-%, und 5 Gew.-% oder mehr, bevorzugt 15 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer Ether, ausgewählt aus Dimethylether, Diethylether und Methylethylether, bevorzugt eines Ethers, der aus Dimethylether allein besteht, und mehr als 60 Gew.-%, bevorzugt mehr als 70 Gew.-%, und nicht mehr als 95 Gew.-%, bevorzugt nicht mehr als 85 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer gesättigter Kohlenwasserstoffe, ausgewählt aus gesättigten Kohlenwasserstoffen mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen, bevorzugt einer oder mehrerer Substanzen, ausgewählt aus Propan, n-Butan, i-Butan, n-Pentan, i-Pentan und Neopentan, stärker bevorzugt einer oder mehrerer Substanzen, ausgewählt aus Propan, n-Butan und i-Butan, am meisten bevorzugt i-Butan, umfasst.
  • Da ein derartiger gesättigter Kohlenwasserstoff im Vergleich zu „Flons" eine etwas höhere Wärmeleitfähigkeit in einer Gasphase und eine etwas geringere Wirkung der Verbesserung des Wärmedämmvermögens, selbst wenn er in einem Schaum zurückbleibt, aufweist, ist es vom industriellen Standpunkt aus wünschenswert, einen Teil des gesättigten Kohlenwasserstoffs durch ein oder mehrere HFCs, ausgewählt aus HFC134a, HFC32, HFC236ea, HFC245fa, HFC152a, bevorzugt durch HFC134a, zu ersetzen, besonders in einem Fall, wenn ein Schaum mit einem Wärmedämmvermögen, welches noch höher als das unter Verwendung eines vorstehend beschriebenen Treibmittels, das hauptsächlich einen Ether und einen gesättigten Kohlenwasserstoff umfasst, erhaltene ist, erwünscht ist, selbst wenn die Umweltverträglichkeit etwas beeinträchtigt ist.
  • Obgleich das Ersetzen der Gesamtmenge des gesättigten Kohlenwasserstoffs durch die vorstehend aufgeführten HFC auch einen Schaum liefern kann, welcher im Hinblick auf Zellschäumungsvermögen, Druckfestigkeit, Wärmedämmvermögen und Stabilität während der Herstellung zufriedenstellend ist, ist ein teilweiser Ersatz hinsichtlich der Umweltverträglichkeit bevorzugt.
  • Das Verhältnis von HFC zu gesättigtem Kohlenwasserstoff, wenn ein Teil des Letzteren durch Ersteres ersetzt wird, sollte, wenn möglich, auf ein Mindestmaß reduziert werden, unter Berücksichtigung der industriellen Anforderung an Wärmedämmvermögen und Stabilität während der Herstellung und außerdem unter Beachtung der Umweltverträglichkeit, d. h. der Umweltbelastung.
  • Ebenso kann, wenn erforderlich, ein Teil des gesättigten Kohlenwasserstoffs durch HCFC142b, dessen Umweltverträglichkeit schlechter als die der HFCs ist, dessen Löslichkeit in Styrolharz jedoch relativ höher ist und welches eine gute Stabilität bei der industriellen Herstellung liefert und welches vorteilhaft bezüglich seiner Entflammbarkeit und seines Preises ist, ersetzt werden. In solch einem Fall ist es wünschenswert, dass die Menge an HCFC142b ähnlich wie bei den vorstehend erörterten HFCs berücksichtigt wird.
  • Wenn ein Teil des gesättigten Kohlenwasserstoffs durch HFC oder HCFC142b ersetzt wird, wenn der Umweltverträglichkeit der Vorrang gegeben wird, wenn die vorstehend beschriebenen Anforderungen berücksichtigt werden, ist es daher die Verwendung eines gesättigten Kohlenwasserstoffs in einem Anteil von 50 Gew.-% oder höher, bevorzugt 60 Gew.-% oder höher, und eines „Flons" in einer geringeren Menge von 50 Gew.-% oder weniger, bevorzugt 40 Gew.-% oder weniger, bezogen auf den Rückstand nach Abzug des Ethers von der Gesamtmenge des Treibmittels, bevorzugt. Wenn thermischen Eigenschaften wie Wärmeleitfähigkeit der Vorrang gegeben wird, kann andererseits ein „Flon" in einer Menge von 10 Gew.-% oder mehr verwendet werden. Dadurch wird die Zusammensetzung eines Treibmittels geeigneterweise in Abhängigkeit von den für die Endprodukte geforderten Eigenschaften bestimmt, z. B., ob entweder der Umweltverträglichkeit oder den thermischen Eigenschaften Priorität eingeräumt wird.
  • In der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Ausführungsformen einer Treibmittelzusammensetzung, welche bevorzugt ist, wenn den thermischen Eigenschaften wie Wärmeleitfähigkeit der Vorrang gegeben wird, selbst wenn die Umweltverträglichkeit etwas eingeschränkt ist, beispielhaft angegeben.
  • In der ersten Ausführungsform umfasst ein Treibmittel hauptsächlich weniger als 40 Gew.-%, bevorzugt weniger als 30 Gew.-%, stärker bevorzugt weniger als 25 Gew.-%, und 5 Gew.-% oder mehr, bevorzugt 10 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer Ether, ausgewählt aus Dimethylether, Diethylether und Methylethylether, bevorzugt eines Ethers, der aus Dimethylether allein besteht, und mehr als 60 Gew.-%, bevorzugt mehr als 70 Gew.-%, stärker bevorzugt mehr als 75 Gew.-% und nicht mehr als 95 Gew.-%, bevorzugt nicht mehr als 90 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, an HFC134a.
  • In der zweiten Ausführungsform umfasst ein Treibmittel hauptsächlich weniger als 40 Gew.-%, bevorzugt weniger als 30 Gew.-%, und 5 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer Ether, ausgewählt aus Dimethylether, Diethylether und Methylethylether, bevorzugt eines Ethers, der aus Dimethylether allein besteht, und mehr als 60 Gew.-%, bevorzugt mehr als 70 Gew.-%, und nicht mehr als 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, einer oder mehrerer Substanzen, ausgewählt aus HFC32, HFC236ea, HFC245fa und HFC152a.
  • In der dritten Ausführungsform umfasst ein Treibmittel hauptsächlich weniger als 40 Gew.-%, bevorzugt weniger als 30 Gew.-%, stärker bevorzugt weniger als 25 Gew.-%, und 5 Gew.-% oder mehr, bevorzugt 10 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer Ether, ausgewählt aus Dimethylether, Diethylether und Methylethylether, bevorzugt eines Ethers, der aus Dimethylether allein besteht, und mehr als 60 Gew.-%, bevorzugt mehr als 70 Gew.-%, stärker bevorzugt mehr als 75 Gew.-%, und nicht mehr als 95 Gew.-%, bevorzugt nicht mehr als 90 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, an HFC142b.
  • Die Menge eines Treibmittel im Verhältnis zum Styrolharz kann in Abhängigkeit vom Expansionsverhältnis und anderen Konditionierungsparametern variieren, und im Allgemeinen beträgt die Gesamtmenge des Treibmittels bevorzugt 4 bis 20 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile eines Styrolharzes. Eine geringere Menge an Treibmittel als die vorstehend aufgeführte Menge kann in einem niedrigen Expansionsverhältnis resultieren, was zu Schwierigkeiten bei der Ausübung der Eigenschaften eines Harzschaums wie z. B. verringertem Gewicht und Wärmedämmvermögen führt, während eine Menge, die die vorstehend aufgeführte Menge übexschreitet, Nachteile mit sich bringen kann wie, dass in einem Schaum infolge der überschüssigen Menge an Treibmittel ein Hohlraum gebildet wird. Wenn die Menge eines Treibmittels im Verhältnis zum Styrolharz als Molmenge des Treibmittels dargestellt wird; beträgt die bevorzugte Gesamtmenge des Treibmittels 0,1 bis 0,25 mol, stärker bevorzugt 0,1 bis 0,18 mol, pro 100 g eines Styrolharzes.
  • In die Erfindung kann, falls notwendig, ein weiteres bekanntes Treibmittel eingebracht werden, mit der Maßgabe, dass die Wirkung der Erfindung nicht nachteilig beeinflusst wird.
  • Derartige Treibmittel schließen beispielsweise fluorierte Kohlenwasserstoffe wie 1,2-Difluorethan, 1,1,1-Trifluorethan, 1,1,2-Trifluorethan, 1,1,2,2-Tetrafluorethan, 1,1,1,2,2-Pentafluorethan und Trifluormethan, anorganische Gase wie z. B. Kohlendioxid, Stickstoff, Wasser, Argon und Helium, Ether mit Ausnahme von Dimethylether, Diethylether und Methylethylether und einschließlich Isopropylether, n-Butylether, Diisoamylether, Furan, Furfural, 2-Methylfuran, Tetrahydrofuran und Tetrahydropyran, Carbonsäureester wie z. B. Methylformiat, Ethylformiat, Propylformiat, Butylformiat, Amylformiat, Methylpropionat und Ethylpropionat, Alkohole wie Methanol, Ethanol, Propylalkohol, i-Propylalkohol, Butylalkohol, i-Butylalkohol und t-Butylalkohol, Ketone wie Dimethylketon, Methylethylketon, Diethylketon, Methyl-n-propylketon, Methyl-n-butylketon, Methyl-i-butylketon, Methyl-n-amylketon, Methyl-n-hexylketon, Ethyl-n-propylketon und Ethyl-n-butylketon ein. Diese Substanzen können allein oder in Kombination miteinander eingesetzt werden.
  • In die Erfindung können bekannte Zusatzstoffe, die Keimbildner wie z. B. Kieselerde, Talk, Calciumsilicat, Wollastonit, Kaolin, Ton, Glimmer, Zinkoxid und Titandioxid, Gleitmittel wie Metallsalze von Fettsäuren, d. h. Calciumstearat und Bariumstearat, Flammschutzmittel wie Hexabromcyclodecan, Antioxidantien wie Phenolverbindungen mit sterischer Hinderung von hohem Molekulargewicht einschließen, ebenfalls eingebracht werden.
  • Die Menge des eingesetzten Keimbildners ist bevorzugt weniger als 0,5 Gewichtsteile, stärker bevorzugt weniger als 0,3 Gewichtsteile, am meisten bevorzugt weniger als 0,15 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile eines Styrolharzes. Wenn die Menge eines Keimbildners unnötig groß ist, neigt der so erhaltene Schaum dazu, etwas spröde zu werden. Eine zu geringe Menge des Keimbildners kann zu Schwierigkeiten beim Erhalten einer zufriedenstellenden Zellstruktur führen, und deshalb ist die Menge des Keimbildners bevorzugt 0,05 Gewichtsteile oder mehr.
  • Andere Zusatzstoffe können, falls notwendig, in jeweils geeigneten Mengen mit der Maßgabe, dass sie die Wirkungen der Erfindung nicht nachteilig beeinflussen, ebenfalls zugesetzt werden.
  • Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Styrolharz-Extrusionsschaum kann durch eine übliche Extrusionsschäumungstechnologie hergestellt werden. So kann ein Styrolharz-Extrusionsschaum durch Warmschmelzen eines Styrolharzes in einem Extruder oder einer ähnlichen Vorrichtung, Einbringen eines Treibmittels in das Styrolharz unter hohem Druck, um ein fluiden Gel zu bilden, Abkühlen des fluiden Gels auf eine zum Extrusionsschäumen geeignete Temperatur und dann Extrudieren des fluiden Gels durch eine Düse in eine Zone mit niedrigerem Druck, um dadurch Schäumen zu bewirken, hergestellt werden.
  • Der Druck, unter welchem ein Treibmittel eingebracht wird, ist nicht speziell begrenzt und kann auf jedem Wert, der höher als der Innendruck eines Extruders zum Einbringen des Treibmittels in den Extruder ist, sein.
  • Die Temperatur, die Zeitdauer und die Vorrichtung zum Schmelzen eines Styrolharzes durch Erwärmen sind nicht speziell begrenzt. Die Temperatur zum Erwärmen kann sich auf jedem Wert, der höher ist als der, bei welchem das Styrolharz schmilzt, und im Allgemeinen innerhalb eines Bereichs von etwa 150°C bis 250°C befinden. Obgleich die Zeitdauer zum Schmelzen in Abhängigkeit von der pro Zeiteinheit extrudierten Menge und der Vorrichtung zum Schmelzen variieren und nicht auf einmal festgelegt werden kann, wird sie aber so eingestellt, dass ein Styrolharz und ein Treibmittel gleichmäßig gemischt und dispergiert werden können. Die Vorrichtung zum Schmelzen braucht nicht speziell beschränkt zu werden, soweit eine Vorrichtung, die beim üblichen Extrusionsschäumen verwendet wird, ein Schneckenextruder, eingesetzt wird. Obgleich die Temperatur, bei welcher ein Extrusionsschäumen durch eine Düse durchgeführt wird, in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren wie der Art des Harzes, der Art und der Menge des Treibmittels sowie der Zusammensetzung davon und dem gewünschten Expansionsverhältnis variieren und deshalb nicht auf einmal festgelegt werden kann, kann sie geeigneterweise so eingestellt werden, dass gewünschte physikalische Eigenschaften eines daraus resultierenden Schaums erreicht werden können.
  • Obwohl das Verfahren zur Herstellung eines Schaums unter Verwendung des vorstehend angegebenen erfindungsgemäßen Treibmittels relativ stabil ausgeführt werden kann, kann eine weiter verbesserte Stabilität infolge einer weiteren Verringerung der Druckschwankung oder eine noch höhere Dispergierbarkeit des Treibmittels, falls gewünscht, durch ein Verfahren zur Regulierung der Bedingungen, z. B. durch Erhöhung des Innendrucks des Extruders, oder durch ein Verfahren unter Verwendung eines Extruders, der mit einem Mischer mit einer Kühlfunktion kombiniert oder verbunden ist, offenbart in JP-B-31-5393, oder einer äquivalenten Mischvorrichtung, die gleichzeitiges Kühlen ermöglicht und eine große Kapazität aufweist, oder durch ein Verfahren unter Verwendung eines Extruders, der mit einer bekannten Knetvorrichtung verbunden ist, die im Allgemeinen als statischer Mischer oder Hohlraumtransportmischer bezeichnet wird, erreicht werden.
  • Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Schaum hat von Natur aus ein hohes Wärmedämmvermögen, d. h. eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Die vorstehend beschriebenen gesättigten Kohlenwasserstoffe weisen jedoch im Vergleich zu den „Flons", welche geeigneterweise für Wärmedämmzwecke verwendet worden sind, eine etwas höhere Wärmeleitfähigkeit auf. Deshalb wird bevorzugt zugelassen, dass Zellen mit einem angegebenen Zellengrößenverhältnis in dem Schaum zur Gewährleistung der Wärmedämmgebrauchsleistung auf dem üblichen oder einem höheren Wert oder Aufrechterhaltung einer geringen Wärmeleitfähigkeit über einen langen Zeitraum im Vergleich zum Stand der Technik enthalten sind.
  • Das Wärmedämmvermögen eines Schaums mit einer mittleren Zellengröße von etwa 2 mm oder weniger wird nicht nur durch die Wärmeübertragung der Wärmeleitung des Harzes und des Gases, sondern auch durch die Wärmeübertragung der Wärmestrahlung zwischen den Zellmembranen bestimmt. Unter diesen ist die Wärmeübertragung der Wärmeleitung fast durch die An des Harzes und die An des Gases in den Zellen bestimmt und schwankt nicht wesentlich als Reaktion auf die Schaumstruktur. Im Gegensatz dazu hängt die Wärmeübertragung der Wärmestrahlung stark von der Zellstruktur des Schaums ab, da sie durch eine Differenz zwischen der vierten Potenz der Temperatur der Zellmembran und der vierten Potenz der Temperatur einer anderen Zellmembran, die einander gegenüberstehen, bestimmt wird. Daher ist die Temperaturdifferenz zwischen den einander gegenüberstehenden Zellmembranen ein fast proportionaler Bruchteil der Temperaturdifferenz zwischen der oberen und der unteren Fläche des Schaums, wenn die Temperaturen beider Flächen des Schaums mit bestimmter Dicke festgelegt sind.
  • Deshalb tendiert die Temperaturdifferenz zwischen den einander gegenüberstehenden Zellmembranen zur Abnahme, wenn sich die Anzahl der Membranen erhöht, was zur Verringerung des Wärmeübergangs der Wärmestrahlung und folglich zur Herabsetzung der Wärmeleitfähigkeit des Schaums führt. Ein Verfahren zum Recken der Zellen des Schaums in Extrusionsrichtung, um die Zellenform ziemlich eben zu machen, d. h. die Länge in Extrusionsrichtung länger als die Zellengröße in Richtung der Dicke zu machen, kann zur Erhöhung der Anzahl der Membranen in gewisser Dicke des Schaums neben einem Verfahren zur Verringerung der Zellengröße des Schaums vorgeschlagen werden.
  • Trotzdem neigt die Dicke der einzelnen Zellmembran reduziert zu sein, wenn sich einfach die Anzahl der Membranen erhöht. Man nimmt an, dass mit einer dünneren Zellmembran die Infrarotstrahlen bei der Strahlungswärmeleitung leichter durchgelassen werden können, was zu einer erhöhten Wärmemenge aufgrund der Strahlung führt. Folglich würde vom Standpunkt der Wärmeübertragung der Wärmestrahlung ein optimaler Bereich in Bezug auf die Form einer ebenen Zelle, d. h. das Verhältnis der Zellengröße in Richtung der Dicke zu der Zellengröße in Extrusionsrichtung, existieren.
  • Deshalb ist das Verhältnis Z/X von in dem Schaum enthaltenen Zellen (nachstehend als "Zellengrößenverhältnis" bezeichnet) bevorzugt 1 oder weniger, stärker bevorzugt 0,8 oder weniger, wobei X die mittlere Zellengröße in Extrusionsrichtung und Z die mittlere Zellengröße in Richtung der Dicke, welche die Extrusionsrichtung rechtwinklig durchkreuzt, ist. Ein Zellengrößenverhältnis Z/X, das 0,8 übersteigt, insbesondere 1 überschreitet, führt zu einer deutlich verringerten Anzahl von Zellen, die in einer Dickeneinheit des Schaums enthalten sind (resultiert daher in einer größeren Temperaturdifferenz zwischen den Zellmembranen), was zur Zunahme des Strahlungswärmeübertragung führen kann, resultierend in einer erhöhten Wärmeleitfähigkeit. Auf der anderen Seite ist das Zellengrößenverhältnis Z/X bevorzugt 0,1 oder mehr, stärker bevorzugt 0,3 oder mehr. Wenn das Zellengrößenverhältnis Z/X zu gering ist, wird die Membran, die als Barriere gegen die Strahlung in Richtung der Dicke dient, zu dünn, wodurch zugelassen wird, dass die Wärmemenge durch Strahlung leicht übertragen wird, was zu einer erhöhten Wärmeleitfähigkeit führt.
  • Durch Begrenzung des Zellengrößenverhältnisses Z/X innerhalb des vorstehend angegebenen Bereichs kann die Wärmeleitfähigkeit eines Schaums auf einem Wert ungefähr wie dem von Luft oder niedriger über einen langen Zeitraum gehalten werden, sogar wenn ein Treibmittel mit einer etwas höheren Wärmeleitfähigkeit als die der „Flons" verwendet wird. Beispielsweise kann der unter JIS A 9511 für eine Wärmedämmplatte Typ B Klasse 3 beschriebene Standard leicht erfüllt werden, was in der vorliegenden Erfindung besonders erwünscht ist.
  • Das vorstehend beschriebene Zellengrößenverhältnis ist ein Verhältnis von Z, das die mittlere Zellengröße in Richtung der Dicke ist, zu X, das die mittlere Zellengröße in Extrusionsrichtung ist. Im Allgemeinen ist die Zellengröße in Extrusionsrichtung des Schaums größer als die Zellengröße in Querrichtung, aber dieses Verhältnis kann unter einem bestimmten Herstellungszustand umgekehrt werden. In solch einem Fall ist es bevorzugt, dass die Zellengröße in Querrichtung für Berechnung und Regulierung als X verwandt wird.
  • Die vorstehend beschriebenen Verfahren zur Regulierung des Zellengrößenverhältnisses können eines einschließen, wobei durch eine Vorrichtung, die um eine Düse eines Extruders zur Regelung der Ausstoßgeschwindigkeit eines Schaums aus der Düse angebracht wird, die Tendenz, den Schaum zurück zur Düse zu drücken oder den Schaum aus der Düse zu ziehen, etwas erhöht ist. In einer anderen Ausführungsform kann eine derartige Regulierung durch Anpassen der Liniengeschwindigkeit des extrudierten Schaums durch Verengen der Düsenweite realisiert werden. Derartige Verfahren neigen jedoch dazu, dass sie zulassen, dass das Zellengrößenverhältnis ein Minimum von etwa 1 bis 0,8 höchstens erreicht.
  • Daher wird zur Regulierung des Zellengrößenverhältnisses innerhalb eines stärker bevorzugten Bereichs ein Verfahren zum Recken eines einmal extrudierten Schaums unter gleichzeitigem Erwärmen bevorzugt. Beispielsweise wird das Recken durch Bewegen eines Schaums in einer Heizvorrichtung (Vorrichtung zum erneuten Erwärmen), während der Schaum mit Hilfe von Walzen zum Recken oder einer ähnlichen Einrichtung, die an der Innenseite oder am Austritt oder sowohl am Eintritt als auch am Austritt der Heizvorrichtung angeordnet sind, und Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit der Walzen an der Austrittsseite der Heizvorrichtung gepresst wird, ausgeführt. Dieses Verfahren kann unmittelbar nach dem Extrudieren als ein kontinuierliches Verfahren vollzogen werden oder danach auf den einzelnen Schäumen ausgeführt werden. Das kontinuierliche Verfahren wird für die industrielle Herstellung bevorzugt.
  • Bei dem kontinuierlichen Verfahren, wo das Recken in Folge unmittelbar nach dem Extrudieren durchgeführt wird, sind die am Eintritt der Heizvorrichtung angeordneten Walzen nicht unbe dingt notwendig, da ein Schaum vor dem Eintritt in die Heizvorrichtung schwer zu recken ist und daher allein eine ähnliche Funktion wie die am Eintritt angeordneten Walzen hat. Der Unterschied in der Rotationsgeschwindigkeit zwischen den Walzen zum Recken kann geeignet reguliert werden, um das gewünschte Zellengrößenverhältnis zu erzielen.
  • Eine Temperatur und eine Zeitdauer, die ein Erweichen des Schaums zur Durchführung des Schaumreckens zulassen, sind für die Temperatur und die Zeitdauer für das Erwärmen (erneutes Erwärmen) bevorzugt. Solch eine Temperatur und Zeitdauer können in Abhängigkeit von der Art des Erwärmungsverfahrens, der Art des Harzes, dem Gehalt an Treibmittel, dem Expansionsverhältnis, dem Anteil an geschlossenen Zellen, der Ausstoßgeschwindigkeit aus der Düse, der Schaumdicke und dergleichen variieren, und deshalb können nicht alle auf einmal festgelegt werden. Eine höhere Erwärmungstemperatur oder eine längere Erwärmungszeit zum Recken tendiert dazu, Fehler im Erscheinungsbild wie eine ausgedehnte Verbrennung, Abtragung, Schmelze und dergleichen zu verursachen, während eine niedrigere Erwärmungstemperatur oder eine kürzere Erwärmungszeit zum Recken dazu neigt, Schwierigkeiten beim Recken des Schaums zu verursachen und zu einem Endprodukt mit Fehlern wie Rissen führt. Folglich wird das Recken vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen der Glasumwandlungstemperatur und der Temperatur, die um etwa 80°C höher als die Glasumwandlungstemperatur eines Harzes zu der Zeit ist, wenn der Schaum extrudiert wird, über eine Zeitspanne von etwa 30 Sekunden bis etwa 3 Minuten ausgeführt. Außerdem ist hinsichtlich einer effizienten Nutzung der in einem gerade extrudierten Schaum gespeicherten Wärme, was auch vorteilhaft für das Erwärmen ist, das Recken unmittelbar nach dem Extrusionsverfahren ebenfalls bevorzugt.
  • Beispielsweise, wenn etwa 25 Gew.-% Dimethylether in dem Treibmittel enthalten sind und der Schaum eine Dicke von 60 mm hat, ist das Erwärmen bei etwa 140 °C über etwa 1 Minute und 30 Sekunden bevorzugt.
  • Es ist am günstigsten für ein industrielles Verfahren, einen erwärmten Luftstrom während des Erwärmens der Heizvorrichtung durchzublasen. Es kann jedoch, falls benötigt, Erwärmen über ein Medium wie z. B. beheizten Wasserdampf oder Erwärmen unter Verwendung von Infrarotstrahlung oder ferner Infrarotstrahlung ebenfalls verwendet werden.
  • Da die mittlere Zellengröße des erfindungsgemäßen Schaums mit dem Expansionsverhältnis in Zusammenhang steht und die Wärmeleitfähigkeit des Schaums bestimmt, kann sie nicht auf einmal festgelegt werden. Sie ist jedoch bevorzugt etwa 0,01 mm oder mehr und etwa 1 mm oder weniger, wenn das Expansionsverhältnis 10- bis 50-mal beträgt, mit dem relativ stärker bevorzugten Bereich von 0,1 bis 0,6 mm.
  • Zum Zweck der zufriedenstellenden Aufrechterhaltung der Wärmeleitfähigkeit des erfindungsgemäßen Schaums ist die Dicke des Schaums bevorzugt 120 mm oder weniger, stärker bevorzugt 100 mm oder weniger. Ein zu dicker Schaum neigt dazu, die Zeitdauer zu verlängern, die benötigt wird, damit ein Ether wie z. B. Dimethylether aus dem Schaum freigesetzt werden kann und stattdessen Luft in den Schaum eindringen kann, wodurch ein Gleichgewichtszustand erreicht wird, was eine besondere Anstrengung erfordert, um eine stabilisierte Wärmeleitfähigkeit zu erzielen. Im Gegensatz dazu neigt eine zu geringe Dicke wie 5 mm oder weniger dazu, dass das Gas innerhalb einer zu kurzen Zeitdauer durchgelassen wird, was zu einem frühen Einsetzen der Verschlechterung des Wärmedämmvermögens führt.
  • Im Allgemeinen ist der Standard des Wärmedämmvermögens für Wärmedämmschaumplatten, hergestellt aus einem Styrolharz durch ein Extrusionsschäumungsverfahren, der für eine Wärmedämmplatte Typ B unter JIS A 9511 beschriebene. Unter diesem Typ werden Typ B Klasse 2 und Typ B Klasse 3 den Standards der Wärmeleitfähigkeit von 0,029 kcal/mh°C bzw. 0,024 kcal/mh°C unterworfen. Während die Dämmplatten des Typs B Klasse 2 und Typs B Klasse 3 bevorzugt in den Teilen eingesetzt werden, bei denen ein hohes Wärmedämmvermögen benötigt wird, z. B. als Wärmedämmmaterial für den Hausbau und dergleichen, wird eine Dämmplatte des Typs B Klasse 3 als Wärmedämmmaterial zur Verwendung in einer kalten Gegend, für welche ein höheres Wärmedämmvermögen als das einer Dämmplatte des Typs B Klasse 2 erforderlich ist, besonders bevorzugt.
  • Ein Treibmittel, das bei der Herstellung eines Schaums für Typ B Klasse 3 eingesetzt wird, ist ein Alkylchlorid wie Methylchlorid, in Kombination mit einem „Flon", welcher in einer großen Menge verwendet wird. Das ist so wegen der Tatsache, dass der Wert 0,024 kcal/mh°C dicht an der Wärmeleitfähigkeit von Luft ist und dass ein „Flon", welcher dazu neigt, aufgrund seiner geringeren Permeabilität durch das Styrolharz in dem Schaum zurückzubleiben, und eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, bevorzugt ist, wenn eine Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit infolge des den Schaum bildenden Harzes und der Strahlungswärmeleitung berücksichtigt werden, und auch wegen des Vorurteils, dass es ohne „Flons" keine Leistung gibt.
  • Gemäß der Erfindung wird die Verwendung von Alkylchloriden oder „Flons", vertreten durch CFCs, die, falls möglich, ersetzt werden sollen, soweit wie möglich vermieden, und stattdessen wird durch Nutzung der niedrigen Wärmeleitfähigkeit und der geringen Permeabilität gesättigter Kohlenwasserstoffe mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen und durch Regulierung der Zellstruktur des Schaums die Wärmeleitfähigkeit des Schaums erzielt, welche dicht an der von Luft oder niedriger ist, wobei ohne weiteres eine Wärmeleitfähigkeit, die der des unter JIS A 9511 für Typ B Klasse 3 beschriebenen Standards entspricht, erreicht wird.
  • So weist der erfindungsgemäße Schaum eine Wärmeleitfähigkeit dicht an der von Luft auf, spezieller, eine Wärmeleitfähigkeit von nicht mehr als 0,0244 kcal/mh°C, wenn sie unter Verwendung eines Verfahrens zur Messung der Wärmeleitfähigkeit einer Wärmedämmplatte des Typs B wie unter JIS A 9511 beschrieben gemessen wird. Wenn das Zellengrößenverhältnis wie vorstehend beschrieben reguliert wird, kann die Wärmeleitfähigkeit weiter reduziert werden und über einen langen Zeitraum auf 0,0244 kcal/mh°C oder weniger gehalten werden.
  • Wie vorstehend erörtert ermöglicht die Erfindung eine industriell stabile Herstellung eines Styrolharz-Schaums mit einem hervorragenden Wärmedämmvermögen, während sie den Ersatz des Treibmittels, welches in Bezug auf die Umweltverträglichkeit problematisch ist, erlaubt.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Styrolharz-Extrusionsschaums wird detailliert auf Basis der folgenden Beispiele beschrieben, welche die Erfindung nicht beschränken sollen. Wenn nicht anders angegeben, ist "Teil" Gewichtsteil und "%" Gew.-%.
  • Im Folgenden entsprechen die Abkürzungen den nachstehend erwähnten Stoffen.
  • DME: Dimethylether
  • CFC 12: Difluordichlormethan
  • In den Beispielen werden die Schäume nach ihrem Erscheinungsbild, Expansionsverhältnis, Anteil der geschlossenen Zellen, ihrer mittleren Zellengröße und ihrem Zellengrößenverhältnis, ihrer Änderung der Wärmeleitfähigkeit mit der Zeitspanne, Druckfestigkeit, Herstellungsstabilität und Umweltverträglichkeit gemäß den nachstehend beschriebenen Verfahren charakterisiert.
  • 1) Erscheindungsbild des Schaums
    • O: Es gibt kein ungeschäumtes Harz und keine Hohlräume in dem Teil, und es gibt keine Falten oder Vorsprünge auf der Oberfläche, daher zeigt sich ein sehr zufriedenstellendes Erscheinungsbild.
    • x: Es gibt ungeschäumtes Harz und Hohlräume in dem Teil, und es gibt Falten und Vorsprünge auf der Oberfläche, daher zeigt sich ein sehr schlechtes Erscheinungsbild.
  • 2) Expansionsverhältnis
  • Unter der Voraussetzung, dass die Dichte eines eingesetzten Styrolharzes 1,05 g/cm3 beträgt, wird das Expansionsverhältnis durch Verwendung der folgenden Gleichung erhalten.
  • Expansionsverhältnis (mal) = 1,05/Dichte des Schaums (g/cm3) Die Dichte des Schaums wird auf das Gewicht des Schaums bezogen berechnet, und das Volumen wird durch ein Wassertauchverfahren ermittelt.
  • 3) Anteil der geschlossenen Zellen
  • Die Berechnung wurde gemäß ASTM D-2856 unter Verwendung eines Multi-Pyknometers (YUASA IONICS CO., LTD.) durchgeführt.
  • 4) Mittlere Zellengröße und Zellengrößenverhältnis
  • Jeweils ein Längsschnitt entlang der Extrusionsrichtung und ein Querschnitt senkrecht zur Extrusionsrichtung werden unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (Hitachi, Ltd., Modell 5-450) 30fach vergrößert, um ein Foto zu erhalten, welches durch eine Trockenkopiermaschine kopiert wird. Auf der so erhaltenen Kopie werden jeweils 3 bis 5 Linien in Extrusionsrichtung, Richtung der Dicke oder Querrichtung gezogen, und die Länge jeder Linie durch die Anzahl der auf jeder Linie liegenden Zellen dividiert, um eine mittlere Zellengröße in jeder Richtung zu erhalten (die mittleren Zellengrößen in Extrusionsrichtung und in Richtung der Dicke werden aus der Kopie des Längsschnitts des Schaums erhalten, während die mittlere Zellengröße in Querrichtung aus der Kopie des Querschnitts des Schaums erhalten wird). Jede Linie wird mit Ausnahme der Zellen, deren Bilder am Rand der Kopie unvollständig waren, gezogen.
  • Die mittleren Zellengrößen in den drei Richtungen werden als X für die mittlere Zellengröße in Extrusionsrichtung, Y für die mittlere Zellengröße in Querrichtung und Z für die mittlere Zellengröße in Richtung der Dicke bezeichnet, welche multipliziert werden, um ein Produkt zu erhalten, aus dem die Kubikwurzel berechnet und als mittlere Zellengröße des Schaums dargestellt wird. Der Wert Z/X wird berechnet und als Zellengrößenverhältnis dargestellt.
  • 5) Wärmeleitfähigkeit
  • Die Wärmeleitfähigkeit wird gemäß JIS A 9511 bestimmt. Ein Probestück wird aus dem mittleren Teil eines Extrusionsschaums herausgeschnitten, und die Wärmeleitfähigkeit 1 Woche, 1 Monat, 3 Monate, 6 Monate und 1 Jahr nach der Herstellung ermittelt und gemäß den nachstehend aufgezeigten Kriterien ausgewertet.
    • T: 0,0234 kcal/mh°C oder weniger
    • O: 0,0239 kcal/mh°C oder weniger
    • <: 0,0244 kcal/mh°C oder weniger
    • x: über 0,0244 kcal/mh°C
  • 6) Druckfestigkeit
  • Ermittelt gemäß JIS A 9511 und ausgewertet gemäß den nachstehend aufgezeigten Kriterien.
    • O: 2,0 kgf/cm2 oder mehr
    • x: weniger als 2,0 kgf/cm2
  • 7) Herstellungsstabilität
  • Die folgenden drei Verfahren werden für die Auswertung verwendet.
  • (1) Regulierung des Extrusionsdrucks
  • Über eine Zeitspanne von 8 Stunden der Extrusion von der Zeit an, wenn mit der Probenahme eines Produkts begonnen wird, wird die Anzahl der für die Wiederherstellung des Ausgangsdrucks des Extruders zu wiederholenden Verfahren (in erster Linie durch Regulierung der Umdrehungen pro Minute) als Reaktion auf die Abweichung um 10 kgf/cm2 vom Ausgangsdruck ermittelt, und die Ergebnisse werden gemäß den folgenden Kriterien ausgewertet.
    • O: weniger als 16-mal (derselbe Zustand kann über 30 Minuten oder mehr im Schnitt gehalten werden)
    • x: 16-mal oder mehr (derselbe Zustand kann über 30 Minuten oder weniger im Schnitt gehalten werden)
  • (2) Abweichung in der Schaumdicke
  • Über 8 Stunden der Extrusion wird ein Schaum in Abständen von 30 min beprobt, und die Dicke jeder der insgesamt 16 erhaltenen Proben wird bestimmt und die Abweichung, dargestellt durch die folgende Gleichung, berechnet und gemäß den folgenden Kriterien ausgewertet. Abweichung (%) = [(Maximale Dicke – Minimale Dicke)/(mittlere Dicke)] × 100
    • O: Abweichung von weniger als 5 %
    • <: Abweichung von 5 % oder mehr und weniger als 10 %
    • x: Abweichung von 10 % oder mehr
  • (3) Mittlerer Extrusionsdruck und maximale Extrusionsdruckdifferenz
  • Der mittlere Extrusionsdruck und die Differenz zwischen dem mittlerem Extrusionsdruck und dem maximalem Extrusionsdruck über 2 Stunden der Extrusionsschäumung sind aufgezeigt.
  • 8) Umweltverträglichkeit
  • Der Grad der Umweltverträglichkeit wird unter Verwendung von Sternchen gekennzeichnet. Eine höhere Umweltverträglichkeit wird durch eine größere Anzahl von Sternchen dargestellt.
  • BEISPIEL 1
  • 100 Teile eines Polystyrolharzes (Asahi Chemical Industry Co., Ltd., Handelsname: G9401, Schmelzindex (MI): 2,0) werden mit 0,1 Teilen Talk als Keimbildner und 3,0 Teilen Hexabromcyclodecan als Flammschutzmittel gemischt, und das Gemisch wird mit einer Einspeisung von 40 kg/h in einen Extruder eingeführt, worin, während das Gemisch bei 200 °C geknetet wird, 8 Teile eines Treibmittels insgesamt, zusammengesetzt aus 25% Dimethylether und 75% n-Butan pro 100 Teile des Polystyrolharzes eingespritzt werden, und das Gemisch wird durch einen Mischer mit einer Kühlfunktion auf 115 °C abgekühlt und danach durch einen 2 mm offenen Schlitz und eine Form, welche eine mit einem fluorierten Harz beschichtete Passage und eine lichte Höhe von 60 mm in Richtung der Dicke aufwies, zu einem Schaum extrudiert, wodurch ein Styrolharz-Extrusionsschaum in Form einer Platte erhalten wird. Die Ergebnisse der Auswertung sind in Tabelle 1 aufgeführt.
  • Der erhaltene Schaum ist ein Schaum, dessen Wärmedämmvermögen, Druckfestigkeit, Herstellungsstabilität und Umweltverträglichkeit ganz hervorragend sind.
  • BEISPIELE 2 BIS 34
  • Die Schäume werden auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, abgesehen davon, dass die Zusammensetzung des Treibmittels zu den in den Tabellen 1 bis 3 gezeigten Zusammensetzungen geändert wurde. In den Beispielen 8 bis 27 ist die Gesamtmenge des Treibmittels als Molanzahl pro 100 g des Polystyrolharzes dargestellt. Die Ergebnisse der Auswertung sind in den Tabellen 1 bis 3 aufgeführt. Jeder der erhaltenen Schäume ist einer, dessen Wärmedämm vermögen, Druckfestigkeit, Herstellungsstabilität und Umweltverträglichkeit ähnlich dem im Beispiel 1 erhaltenen Schaum alle hervorragend sind.
  • In jedem der Beispiele 2, 3, 5, 6, 7, 11, 15, 16, 17, 19, 22, 23, 29, 30, 32 und 33 wird ein Schaum nach dem Extrudieren einer Reckbehandlung in der Art und Weise unterzogen, dass, während der Schaum etwa 1 Minute und 20 Sekunden in einer Heizvorrichtung, welche mit erhitzter Luft von etwa 140°C beheizt wird und an ihrem Austritt abnehmbare Walzen hat, erneut erwärmt wird, die abnehmbaren Walzen in Rotation versetzt werden.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 1
  • Ein Styrolharz-Extrusionsschaum wird auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, bis auf die Verwendung von 8 Teilen eines Treibmittels insgesamt, zusammengesetzt aus 60% Methylchlorid und 40% n-Butan pro 100 Teile des Polystyrolharzes. Die Ergebnisse der Auswertung sind in Tabelle 4 aufgeführt. Der erhaltene Schaum ist einer, dessen Wärmedämmvermögen und Herstellungsstabilität schlecht sind, und dessen Umweltverträglichkeit ebenfalls schlecht ist.
  • VERGLEICHSBEISPIELE 2 bis 19
  • Styrolharz-Extrusionsschäume wird auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, abgesehen davon, dass die Zusammensetzung des Treibmittels zu den in den Tabellen 4 und 5 gezeigten Zusammensetzungen geändert wurde. In den Vergleichsbeispielen 6, 8 bis 19 ist die Gesamtmenge des Treibmittels als Molanzahl pro 100 g des Polystyrolharzes dargestellt. Die Ergebnisse der Auswertung sind in den Tabellen 4 und 5 aufgeführt. Jeder der erhaltenen Schäume ist einer, dessen Wärmedämmvermögen, Druckfestigkeit, Herstellungsstabilität oder Umweltverträglichkeit schlecht ist.
  • TABELLE 1
    Figure 00280001
  • TABELLE 2
    Figure 00290001
  • TABELLE 3
    Figure 00300001
  • TABELLE 4
    Figure 00310001
  • TABELLE 5
    Figure 00320001
  • Wie aus den Tabellen 1 bis 3 offensichtlich hat ein in jedem Beispiel unter Verwendung eines Treibmittels, das bestimmte Mengen an einem gesättigtem Kohlenwasserstoff und einem Ether enthält, hergestellter Schaum eine zufriedenstellende Umweltverträglichkeit und außerdem verschiedene ausgezeichnete industriell benötigte Eigenschaften wie Wärmedämmvermögen, Druckfestigkeit und Herstellungsstabilität.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein Styrolharz-Extrusionsschaum, der sowohl bezüglich der Umweltverträglichkeit als auch verschiedener industriell benötigter Eigenschaften wie Wärmedämmvermögen, Druckfestigkeit und Herstellungsstabilität hervorragend ist, erhalten werden.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums durch Schmelzen eines Styrolharzes, Einbringen eines Treibmittels in das Styrolharz, Bilden eines fluiden Gels und dann Extrudieren des Gels durch eine Düse in eine Zone mit niedrigerem Druck, um dadurch Schäumen zu bewirken, wobei das Treibmittel weniger als 40 Gew.-% und 5 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer Ether, ausgewählt aus Dimethylether, Diethylether und Methylethylether, und mehr als 60 Gew.-% und nicht mehr als 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer gesättigter Kohlenwasserstoffe, ausgewählt aus gesättigten Kohlenwasserstoffen mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen, umfasst.
  2. Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums durch Schmelzen eines Styrolharzes, Einbringen eines Treibmitels in das Styrolharz, Bilden eines fluiden Gels und dann Extrudieren des Gels durch eine Düse in eine Zone mit niedrigerem Druck, um dadurch Schäumen zu bewirken, wobei das Treibmittel hauptsächlich weniger als 40 Gew.% und 5 Gew.% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer Ether, ausgewählt aus Dimethylether, Diethylether und Methylethylether, und mehr als 60 Gew.-% und nicht mehr als 95 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, an 1,1-Difluor-1-chlorethan umfasst.
  3. Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums durch Schmelzen eines Styrolharzes, Einbringen eines Treibmittels in das Styrolharz, Bilden eines fluiden Gels und dann Extrudieren des Gels durch eine Düse in eine Zone mit niedrigerem Druck, um dadurch Schäumen zu bewirken, wobei das Treibmittel hauptsächlich weniger als 40 Gew.-% und 5 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer Ether, ausgewählt aus Dimethylether, Diethylether und Methylethylether, und mehr als 60 Gew.% und nicht mehr als 95 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, an 1,1,1,2-Tetrafluorethan umfasst.
  4. Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums durch Schmelzen eines Styrolharzes, Einbringen eines Treibmittels in das Styrolharz, Bilden eines fluiden Gels und dann Extrudieren des Gels durch eine Düse in eine Zone mit niedrigerem Druck, um dadurch Schäumen zu bewirken, wobei das Treibmittel hauptsächlich weniger als 40 Gew.-% und 5 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer Ether, ausgewählt aus Dimethylether, Diethylether und Methylethylether, und mehr als 60 Gew.-% und nicht mehr als 95 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, an ein oder zwei Substanzen, ausgewählt aus 1,1,1,2,3,3-Hexafluorpropan und 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan, umfasst.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums durch Schmelzen eines Styrolharzes, Einbringen eines Treibmittels in das Styrolharz, Bilden eines fluiden Gels und dann Extrudieren des Gels durch eine Düse in eine Zone mit niedrigerem Druck, um dadurch Schäumen zu bewirken, wobei das Treibmittel hauptsächlich weniger als 40 Gew.% und 5 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer Ether, ausgewählt aus Dimethylether, Diethylether und Methylethylether, und 50 Gew.% oder mehr, bezogen auf die Menge nach Abzug des Ethers von der Gesamtmenge des Treibmittels, eines oder mehrerer gesättigter Kohlenwasserstoffe, ausgewählt aus gesättigten Kohlenwasserstoffen mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen und 50 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Menge nach Abzug des Ethers von der Gesamtmenge des Treibmittels, an einem oder mehreren Treibmitteln, ausgewählt aus 1,1-Difluor-1-chlorethan, 1,1,1,2-Tetrafluorethan, 1,1,1,2,3,3-Hexafluorpropanund 1,1,1,3,3-Pentafluorpropan, umfasst.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 5, wobei der gesättigte Kohlenwasserstoff mit 3 bis 5 Kohlenstoffatomen eine oder mehrere Substanzen, ausgewählt aus Propan, n-Butan, i-Butan, n-Pentan, i-Pentan und Neopentan, ist.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Schaum nach dem Extrudieren unter Erwärmen gereckt wird, so dass das Verhältnis Z/X von in dem Schaum enthaltenen Zellen 1 oder weniger beträgt, wobei X die mittlere Zellengröße in Extrusionsrichtung ist, und Z die mittlere Zellengröße in Richtung der Dicke, welche die Extrusionsrichtung rechtwinklig schneidet, ist.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Styrolharz-Extrusionsschaums nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die thermische Leitfähigkeit des Schaums 0,0244 Kcal/mhr°C oder weniger beträgt, bei Messung unter Verwendung eines Messverfahrens für eine Typ B Wärmedämmplatte wie unter JIS A 9511 beschrieben.
  9. Verfahren zum Herstellen eines Styrolharz-Extrusionsschaums nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Ether Dimethylether ist.
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