DE69924789T2

DE69924789T2 - Expandierbare Polystyrolzusammensetzung, geschäumte Teilchen und Formteile

Info

Publication number: DE69924789T2
Application number: DE69924789T
Authority: DE
Inventors: Christophe Carlier; David Douay; Jean-Marc Galewski
Original assignee: Innovene Europe Ltd
Current assignee: PetroIneos Europe Ltd
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2019-06-18
Also published as: ATE293654T1; EP0969037B1; RO121123B1; SK285875B6; CN1242394A; DE69924789D1; PL195622B1; US6271272B1; RU2243244C2; TR199901463A2; CZ299179B6; HU9902213D0; CZ233099A3; FR2780406A1; BG103533A; NO993199L; HUP9902213A3; EP0969037A1; CN1150266C; NO993199D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung eines expandierbaren bzw. schäumbaren Styrolpolymers in Perlform, ein Verfahren zum Herstellen der Zusammensetzung und die Materialien, die aus der Zusammensetzung hergestellt werden, wie expandierte Perlen und Formteile aus expandiertem Polystyrol.
Expandiertes Polystyrol ist ein Beispiel von einem niederdichten, steifen Zellmaterial, dessen Hauptanwendungen für die thermische Isolierung von Gebäuden und für die Verpackung von Nahrungs- und Industrieprodukten sind.
Die besonders bemerkenswerten Eigenschaften von expandiertem Polystyrol sind seine niedrige Schüttdichte, die im Bereich von 7 bis 50 kg/m³ liegen kann, seine sehr niedrige thermische Leitfähigkeit, seine gute Alterungsbeständigkeit und sein gutes Verhalten in Wasser. Seine mechanischen und thermischen Eigenschaften hängen zuerst von der Schüttdichte des Materials und ebenfalls von seiner Zellstruktur ab; d.h. von dem Durchmesser der Zellen, von deren Verteilung und von der entsprechenden Wanddicke.
Expandiertes Polystyrol wird insbesondere aus Polystyrol erhalten, worin ein Treibmittel, wie Pentan, gelöst wurde; dieses wird expandierbares Polystyrol genannt, welches in Perlform vorliegt und ist das für die Formteile oder Gegenstände aus expandiertem Polystyrol bzw. Schaumpolystyrol verwendete Rohmaterial.
Expandierbares Polystyrol wird entweder in zwei Schritten, umfassend Polymerisation von Styrol in wässriger Suspension, gefolgt von Imprägnierung des Polystyrols durch ein Treibmittel, oder in einem einzigen Schritt, worin die Polymerisation und Imprägnierung gleichzeitig ausgeführt werden, erhalten.
Die Herstellung von expandiertem Polystyrol aus Perlen von expandierbarem Polystyrol schließt gewöhnlich drei Schritte ein:

(a) die Perlen von expandierbarem Polystyrol werden zuerst durch Vermischen derselben mit Dampf in einem Rührbehälter expandiert: dies ist die Vorexpansion oder das Vorschäumen, worin das Volumen der Perlen um einen Faktor von 50 oder 60 erhöht werden kann;
(b) die expandierten Perlen werden dann für einige Stunden offen an der Luft gelagert: dieser Schritt entspricht der Stabilisierung oder Reifung der Perlen;
(c) die so expandierten und stabilisierten Perlen werden dann in Formen durch einen neuen Heizvorgang zusammen geschweißt: dies ist der Formvorgang.

Über viele Jahre wurden die Eigenschaften von expandiertem Polystyrol stark verbessert, insbesondere in dem Formschritt. Somit wird häufig angenommen, die Formungsherstellungsgeschwindigkeit durch die Auswahl von Additiven und von Oberflächenbehandlungen der Perlen zu erhöhen. Produkte wurden somit erhalten, die gut zusammengeschweißt werden und schneller aus der Form entnommen werden können, insbesondere aufgrund einer kürzeren Zeit zum Kühlen des Formmaterials.
Jedoch wurden wenige Bemühungen in die Verbesserung der Vorexpansion oder des Vorschäumungsschritts investiert; beispielsweise um die Produktionsgeschwindigkeit dieses Schritts zu erhöhen, insbesondere durch Erhöhen der Expansionsrate der Perlen. Es geschieht genau während dieses Schritts, dass die Schüttdichte des fertigen Materials im Wesentlichen bestimmt wird. Somit sollte eine Erhöhung der Expansionsrate vorzugsweise erreicht werden, während die gleichförmige Entwicklung der Perlen beibehalten wird, ohne Beeinflussen von deren Zellstruktur (Zellgrößen und Verteilungen) oder deren Maßhaltig keit, noch Vermindern der Formproduktionsgeschwindigkeit im letzten Schritt.
Darüber hinaus wurde in den letzten Jahren versucht, den Monomerrestgehalts in expandierbarem Polystyrol stark zu vermindern. Das Vorliegen von restlichem Monomer kann jedoch als ein Faktor angesehen werden, der die Expansionsgeschwindigkeit der Perlen fördert. Somit kann starkes Vermindern des Monomerrestgehalts als ein weiteres Hindernis beim Verbessern der Vorexpansion oder des Vorschäumens, insbesondere zum Erhöhen der Expansionsgeschwindigkeit der Perlen, betrachtet werden.
Eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Mittel oder einen Zusatz zu finden, das/der während des Schritts des Vorexpandierens oder Vorschäumens eines expandierbaren einen niedrigen Monomerrestgehalt aufweisenden Polystyrols die Expansionsgeschwindigkeit der Perlen erhöht, ohne jedoch die Zellstruktur der expandierten Materialien zu beeinflussen oder die Formproduktionsgeschwindigkeit im letzten Schritt zu vermindern.
Die Britische Patentanmeldung GB-1 012 277 beschreibt ein Verfahren zum Verbessern des Formens von expandierten Polystyrolperlen, insbesondere zum Vermindern der Zeit zum Kühlen des Formmaterials. Das Verfahren besteht im Behandeln der Perlen eines expandierbaren Polystyrols unter Verwendung von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent eines Wachses, im Wesentlichen durch Beschichtung. Die Behandlung der Perlen kann nur vor oder nach dem Ende der Polymerisation ausgeführt werden; das heißt, frühestens, wenn die Perlen während der Suspensionspolymerisation gebildet werden. Dies kann beispielsweise während der Endschritte des Styrolsuspensionspolymerisationsverfahrens unter solchen Bedingungen stattfinden, dass das in das Polystyrol eingearbeitete Wachs zu der Oberfläche der Perlen wandern kann und somit eine ausreichende Beschichtung bildet, um schnelleres Kühlen des Formmaterials während des Endformungsschritts zu erlauben. Die Patentanmeldung zitiert eine Vielzahl von natürlichen oder synthetischen Wachsen mit einem Schmelzpunkt von beispielsweise 50 bis 85°C und geforderte Beschichtung der Perlen, unter Verwendung eines synthetischen Wachses, ganz besonders eines Polyethylenwachses mit einem Schmelzpunkt von ungefähr 70°C, in einer Menge von 1 bis 2 Gewichtsprozent bezüglich des Polymers. Gemäß der Patentanmeldung ist dies in allen Fällen ein Verfahren, das im Wesentlichen äquivalent zu der Oberflächenbehandlung der Perlen ist. Dies ist eben auf diesen Oberflächenbehandlungseffekt zurückzuführen, der die expandierten Perlen schneller aneinander schweißen kann. Eine Behandlung, die auf die Oberfläche begrenzt ist, könnte in keinem Fall eine nennenswerte Wirkung auf die Expansion der Perlen während der vorangehenden Vorexpansion oder des Vorschäumungsschritts ausüben, da die Expansion im Wesentlichen von dem gleichförmigen und homogenen Charakter der Struktur der Perlen abhängt.
US-Patent US 3 060 138 offenbart die Herstellung von Perlen von expandierbarem Polystyrol, unter Anwendung von Isopentan als Treibmittel. Um die Kontrolle der Größe der Zellen in den expandierten Materialien zu verbessern, wird ein C₁₆-C₄₆-Kohlenwasserstoffparaffin in Isopentan in einer Menge von 0,5 bis 2 Gewichtsprozent, bezüglich des Polystyrols, gelöst. Gemäß diesem Patent ist die Anwendung von Isopentan zum Vermindern der Größe der Zellen wesentlich, und dies ist darauf zurückzuführen, weil eine Synergie zwischen dem Isopentan und diesem Paraffin vorliegt, die eine Wirkung auf die Zellstruktur des expandierten Materials ermöglicht, und dass unter diesen Bedingungen das Paraffin somit als ein Keimbildungsmittel wirkt. Eine Wirkung dieser Perlen auf die Expansionsgeschwindigkeit während der Vorexpansion oder des Vorschäumungsschritts wird nicht erwähnt.
Die Britische Patentanmeldung GB-1 289 466 offenbart ein Verfahren zum Erhöhen der Geschwindigkeit des Formens von expandiertem Polystyrol, insbesondere zum Vermindern der Zeit zum Kühlen des Formmaterials. Das Verfahren besteht, nach Po lymerisation, im Beschichten von Perlen von expandierbarem Polystyrol unter Verwendung eines Öls oder eines Wachses oder eines Gemisches eines Öls und eines Wachses. Die Patentanmeldung zitiert viele natürliche oder synthetische Wachse, und vor allem zeigt Beispiel 1 ein in einer Menge von 0,01 Gewichtsprozent, bezüglich des Polymers, verwendetes Paraffinwachs: dieses ist ein rohes Paraffinwachs, das 25 Gewichtsprozent Mineralöl enthält. Die Beschichtung der Perlen mit diesem Paraffinwachs erlaubt, das Formen zu verbessern, insbesondere indem das Formmaterial schneller abkühlen kann. Der durch das Beschichten erzeugte Oberflächenbehandlungseffekt kann in keiner Weise eine gleichförmige und homogene Eigenschaft bereitstellen, die die Expansion der Perlen, und insbesondere das Erhöhen der Produktionsgeschwindigkeit des Vorexpansions- oder Vorschäumungsschritts, verbessern kann.
US-Patent US 4 243 717 offenbart ein Verfahren zum Erhöhen der Formungsgeschwindigkeit von expandiertem Polystyrol, insbesondere zum Vermindern der Zeit zum Kühlen des Formmaterials, und gleichzeitig zum Steuern der Zellstruktur des expandierten Materials. Das Verfahren besteht im Zusetzen eines synthetischen Wachses, genannt Fischer-Tropsch-Wachs, mit einem Erstarrungspunkt von 86°C bis 110°C, und folglich einem Schmelzpunkt größer als diese Werte, während der Polymerisation von Styrol. Das als ein Keimbildungsmittel verwendete Fischer-Tropsch-Wachs unterscheidet sich von Erdölwachsen, die besonders niedrige Molekülmassen aufweisen.
Das Amerikanische Patent US 3 224 984 offenbart ein Verfahren für die Verminderung der Größe der Zellen von expandiertem Polystyrol und gleichzeitigem Erhöhen der Formungsgeschwindigkeit durch schnelleres Kühlen. Das Verfahren besteht im Zusetzen eines synthetischen Wachses, ganz speziell Polyolefinwachs, beispielsweise einem Polyethylenwachs, mit einem Dichtebereich von 0,918 bis 0,960, oder eines Polypropylenwachses, während der Polymerisation von Styrol. Das Polyolefinwachs wird als ein Keimbildungsmittel verwendet und hat im Allgemeinen eine gewichtsmittlere Molekülmasse von 1000 bis 4000. Es ist von Erdölwachsen verschieden, die insbesondere niedere Molekülmassen aufweisen.
Die Europäische Patentanmeldung EP 0 409 694 offenbart ein Verfahren zum Verbessern der Produktivität von expandierten Polystyrol-Formanlagen, insbesondere durch Erhöhen der Formungsgeschwindigkeit durch viel schnelleres Kühlen der Formmaterialien. Das Verfahren besteht im Ausführen einer Styrolsuspensionspolymerisation in Gegenwart von 0,01 bis 0,6 Gewichtsprozent (bezüglich des Monomers) eines synthetischen Wachses, ausgewählt aus Polyethylenwachsen mit einer zahlenmittleren Molekülmasse von 500 bis 5000, oder mit einem Erweichungspunkt von 90 bis 110°C, und folglich einem Schmelzpunkt größer als diese Werte, oder auch einem Schmelzflussindex (ASTM D1238 Standard, Bedingung E) von mehr als 100 dg/min. Diese Polyethylenwachse sind verschieden von Erdölwachsen, die beispielsweise niedere Molekülmassen aufweisen.
US-Patent US 3 647 723 offenbart ein Verfahren zum Verbessern des Schritts des Vorexpandierens oder Vorschäumens von Perlen aus expandierbarem Polystyrol, insbesondere durch Vermindern der Tendenz der Perlen, aneinander zu haften. Das Verfahren besteht im Zusetzen eines Wachses mit einem Schmelzpunkt von 70 bis 120°C, einer Säurezahl von 0 bis 45 und einer Verseifungszahl von 3 bis 150, während der Suspensionspolymerisation von Styrol. Dies ist ein Wachs, das im Wesentlichen aus Estern von Alkoholen und von aliphatischen Säuren mit einer langen Kette besteht – sehr verschieden von einem Erdölwachs. Das Patent zitiert in Vergleichsbeispiel B die Anwendung von 0,1 Gewichtsprozent eines Paraffinwachses mit einem Schmelzpunkt von 58 bis 60°C. Das Wachs wird während der Polymerisation zum Zeitpunkt eingeführt, wenn der Umsatzgrad von Styrol in Polymer 40% ist. Die so erhaltene Zusammensetzung hat den Nachteil, dass sie in Form von Perlen vorliegt, welche aneinander haften und die Vorexpansion oder das Vorschäumen stören. Irgendwelche mögliche Wirkungen auf die Expansionsgeschwindigkeit der Perlen werden nicht erwähnt.
Die Britische Patentanmeldung GB-2 110 217 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von expandierbaren Polystyrolperlen, die 0,05 bis 0,5%, bezogen auf das Gewicht von Styrol, eines Polyethylenwachses enthält, das im Wesentlichen linear ist und eine Dichte von mindestens 15,4 kg/m³, ein Molekulargewicht von 700 bis 1500, eine Polydispersität von weniger als 1,2 und einen Schmelzpunkt von mindestens 102°C aufweist. Dieses Polyethylenwachs ist von Erdölwachsen verschieden.
Die vorliegende Erfindung besteht im Anwenden einer homogenen Zusammensetzung eines expandierbaren Styrolpolymers in Perlform, das ein teilchenförmiges Erdölwachs enthält, umfassend ein Gemisch von Alkanen in einem speziellen Anteil bezüglich des Polymers. Die Zusammensetzung erlaubt eine sehr starke Verbesserung des Schritts des Vorexpandierens oder Vorschäumens der Perlen eines expandierbaren Styrolpolymers, insbesondere durch Erhöhen der Expansionsgeschwindigkeit der Perlen und durch Verbessern der Produktivität des Vorexpansions- oder Vorschäumungsschritts.
Vorteilhafterweise ist die Zellstruktur der expandierten Perlen und des Formmaterials, das sich aus der Zusammensetzung ergibt, im Wesentlichen nicht durch das Vorliegen dieses Erdölwachses modifiziert, welches deshalb nicht als ein Keimbildungsmittel wirkt. Schließlich hat das Vorliegen von diesem Erdölwachs in einer homogenen Zusammensetzung, wie jener der vorliegenden Erfindung, keinen nennenswerten Einfluss auf den Endformungsschritt, dessen Geschwindigkeit in keiner Weise beeinflusst wird, sondern bei einem sehr befriedigenden Niveau verbleibt.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine homogene Zusammensetzung aus einem expandierbaren Styrolpolymer in Perlform, umfassend:

(a) 100 Gewichtsteile eines Styrolpolymers mit einer gewichtsmittleren Molekülmasse M_W von 150 000 bis 300 000 und einem Monomerrestgehalt von weniger als 2000 ppm;
(b) 2 bis 9 Gewichtsteile von mindestens einem n-Pentan umfassenden Treibmittel;
(c) 0,1 bis weniger als 1,0 Gewichtsteile eines ein Gemisch von C₁₈-C₈₀-Alkanen umfassenden Erdölwachses; und
(d) 0 bis 1,0 Gewichtsteile eines Keimbildungsmittels, ausgewählt aus synthetischen Fischer-Tropsch- oder Polyolefinwachsen.

Die Zusammensetzung wird in dem Sinne homogen genannt, dass insbesondere dies es erlaubt, sie von den vorangehenden, bekannten Zusammensetzungen zu unterscheiden, bei denen Additive, wie Wachse, verwendet werden, um einen wesentlichen Oberflächeneffekt zu erzeugen, insbesondere durch Beschichten der Perlen, und um beispielsweise den Formungsvorgang zu verbessern. Die homogene Beschaffenheit der vorliegenden Erfindung kann durch die Tatsache gekennzeichnet werden, dass das Erdölwachs insbesondere durch die Zusammensetzung in einer im Wesentlichen gleichförmigen Weise verteilt wird. In diesem Sinne kann die Zusammensetzung insbesondere durch eine Styrolpolymerisation in wässriger Suspension, die zur Bildung des Styrolpolymers vorgesehen ist, und in Gegenwart des Erdölwachses, das in die wässrige Suspension während der Polymerisation eingeführt wird, insbesondere am Beginn der Polymerisation, ganz besonders vor dem Zeitpunkt, der als der Teilchenidentitätspunkt (PIP) bezeichnet wird, das heißt, vor dem Moment, wenn die Perlen mit einer definierten Teilchengröße gebildet werden, ausgeführt wird, erhalten werden. Das Erdölwachs kann am Beginn der Polymerisation, vorzugsweise zu einem Zeitpunkt, entsprechend einem Umsatzgrad von Styrol in Polymer von 0 bis 35%, beispielsweise einem Umsatzgrad von 0 bis 20%, insbesondere von 0%, eingeführt werden; das heißt, zum Zeitpunkt, wenn die Polymerisation beginnt. Das Erdölwachs wird vorzugsweise mit dem Styrol, vor dem Polymerisationsbeginn, vorgemischt.
Die Zusammensetzung ist als jene zu verstehen, die nach der Polymerisation, und im Allgemeinen nach der Nachpolymerisation oder nach den Verfeinerungsbehandlungen, wie der Entfernung von Flüssigkeit, Trocknen, Sieben und möglicherweise Beschichten, jedoch vor der Vorexpansion und dem Formen, erhalten wird.
Die Perlen des expandierbaren Styrolpolymers können einen Durchmesser von 0,2 bis 3,0 mm, vorzugsweise einen gewichtsmittleren Durchmesser von 0,5 bis 2,0 mm, aufweisen. Sie können weiterhin den Vorteil aufweisen, frei zu fließen, insbesondere ohne aneinander zu kleben.
Die Hauptkomponente der Zusammensetzung ist ein Styrolpolymer. Dieses sollte in der Bedeutung von Homopolystyrol- oder Styrol-Copolymer mit mindestens 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise mindestens 80% oder 90 Gewichtsprozent, Styrol verstanden werden. Das/Die in dem Copolymer angewendete Comonomer oder angewendeten Comonomere kann/können α-Methylstyrol, in dem Ring halogenierte Styrole, in dem Ring alkylierte Styrole, Acrylnitril, Acrylsäure- oder Methacrylsäureester von Alkoholen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, N-Vinylcarbazol oder Maleinsäure(anhydrid) sein. Das Styrolpolymer kann ein Verzweigungsmittel, das durch Polymerisation eingearbeitet wird, enthalten; das heißt, eine Verbindung mit einer, vorzugsweise zwei, Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung(en), in einem niedrigen Anteil, beispielsweise 0,005 bis 0,1 Gewichtsprozent, bezüglich des Styrols.
Die gewichtsmittlere Molekülmasse M_W des Styrolpolymers liegt im Allgemeinen zwischen 150 000 und 300 000, vorzugsweise zwischen 180 000 und 270 000.
Das Styrolpolymer hat einen niedrigen Monomerrestgehalt, im Allgemeinen weniger als 2000 Teile pro Million (ppm), auf das Gewicht, vorzugsweise weniger als 1000 ppm, insbesondere weniger als 800 ppm oder auch 600 ppm.
Die Zusammensetzung enthält 2 bis 9 Teile, vorzugsweise 3 bis 7 Teile, auf das Gewicht von mindestens einem Treibmit tel, das n-Pentan umfasst. Das Treibmittel kann ein Gemisch von mehr als 70% bis weniger als 90 Gewichtsprozent n-Pentan und mehr als 10% bis weniger als 30 Gewichtsprozent Isopentan sein. Insbesondere kann das Gemisch 75 bis 85 Gewichtsprozent n-Pentan und 15 bis 25 Gewichtsprozent Isopentan enthalten. Ein zu hoher Anteil an Isopentan in dem Gemisch mit n-Pentan kann Dimensionsinstabilität der Zellstruktur während der Vorexpansion oder des Vorschäumens verursachen.
Eine bevorzugte erfindungsgemäße Zusammensetzung ist eine Zusammensetzung mit einem niedrigen Gehalt an Treibmittel, das in diesem Fall umfasst:

– 2 bis weniger als 5 Gewichtsteile des Treibmittels; und
– 0,2 bis 0,9 Teile, vorzugsweise 0,3 bis 0,6 Gewichtsteile, Erdölwachs.

Eine weitere bevorzugte Zusammensetzung, jedoch eine, die einen höheren Anteil an Treibmittel aufweist, umfasst:

– 5 bis 9 Gewichtsteile des Treibmittels; und
– 0, 1 bis 0, 6 Teile, vorzugsweise 0, 1 bis weniger als 0,5 Teile, insbesondere mehr als 0,1 bis 0,45 Gewichtsteile, des Erdölwachses.

Die Auswahl des Erdölwachses in der vorliegenden Erfindung ist ein wichtiges Element beim Gewinnen der gewünschten Ergebnisse. Das Erdölwachs ist ein natürliches Wachs, das aus Rohpetroleum erhalten wird. Das Erdölwachs, das in der Erfindung verwendet werden kann, kann aus Paraffinwachsen, auch bekannt als makrokristalline Wachse, und aus den mikrokristallinen Wachsen ausgewählt werden.
Erdölwachse, die für die vorliegende Erfindung verwendet werden können, umfassen im Allgemeinen ein Gemisch von C₁₈-C₈₀-, vorzugsweise C₂₀-C₇₀-Alkanen. Für ein Erdölwachs, das unter Paraffinwachsen ausgewählt ist, ist es wesentlich, dass es aus einem Gemisch von C₂₀-C₅₀-, beispielsweise C₂₀-C₄₈-Alkanen, besteht. Für ein Erdölwachs, das unter mikrokristallinen Wach sen ausgewählt ist, ist es wesentlich, dass es aus einem Gemisch von C₂₀-C₅₄-Alkanen besteht.
Die Verteilung der Alkane in dem Gemisch eines Erdölwachses kann vorteilhafterweise derart sein, dass der vorherrschende Bestandteil, auf das Gewicht, ein oder mehrere C₂₄-C₄₀-, vorzugsweise C₂₅-C₃₈-Alkane, ist, wobei dessen Gewichtsanteil insbesondere von jedem von ihnen 2 bis 25%, vorzugsweise 3 bis 20%, auf das Gewicht des Gemisches, sein kann.
Ein typisches Beispiel eines Erdölwachses, das in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist jenes, das durch die European Wax Federation (EWF) definiert ist: „Summaries of National Regulations Affecting Wax Usage, Brüssel 1991": Dies ist ein Wachs mit einer Verteilung in der Anzahl von n-Alkan-Kohlenstoffatomen von 18 bis 45, vorzugsweise 20 bis 45, und einem Isoalkan- und Cycloalkangehalt von 0 bis 40 Gewichtsprozent und einem n-Alkangehalt von 60 bis 100 Gewichtsprozent.
Als Erläuterung kann ein Erdölwachs, ausgewählt unter den Paraffinwachsen, ebenfalls ein Gemisch von 45 bis 100 Gewichtsprozent n-Alkanen und 0 bis 55 Gewichtsprozent Isoalkanen und/oder Cycloalkanen, ganz besonders 50 bis 95 Gewichtsprozent n-Alkanen und 5 bis 50 Gewichtsprozent Isoalkanen und/oder Cycloalkanen sein.
Als weitere Erläuterung kann der Gewichtsanteil von n-Alkanen in dem Paraffinwachs 45 bis 85% oder 50 bis 75% sein.
Die Messungen des n- und Isoalkangehalts und die Bestimmung der Verteilung der Anzahl an Kohlenstoffatomen in dem vorherrschenden Alkan, auf das Gewicht in dem Gemisch, kann durch Hochtemperatur-Gaschromatographie, wie durch die „M-V9" Standardverfahren der „Deutsche Gesellschaft für Fettwissenschaften (DGF)" (siehe auch A. Case, Adhes. Age 33 (1990), 28–31; A. Aduan et al., J. Pet. Res. 6 (1987), 63–76) oder durch das Standard-EWF-Verfahren zum Analysieren von Kohlenwasserstoffwachsen durch Gas-Chromatographie (gemäß ASTM D4626), ausgeführt werden.
Ein Erdölwachs, ausgewählt unter Paraffinwachsen, kann aus halb-raffinierten, raffinierten und entölten Paraffinwachsen ausgewählt werden. Es ist bevorzugt, ein Paraffinwachs anzuwenden, das einen Ölgehalt (gemäß dem NFT 60–120 oder ASTM D 721 Standard) von weniger als oder gleich 1,5%, vorzugsweise weniger als oder gleich 1,0% und bevorzugter weniger als oder gleich 0,5 Gewichtsprozent, aufweist.
Ein Erdölwachs, ausgewählt unter mikrokristallinen Wachsen, kann ausgewählt sein unter hellen Stock-Slack-Wachsen, Kunststoffmikrowachsen und Hartmikrowachsen. Es ist bevorzugt, ein mikrokristallines Wachs anzuwenden, das einen Ölgehalt (gemäß dem NFT 60–120 oder ASTM D 721 Standard) von weniger als 25%, vorzugsweise weniger als oder gleich 15% und bevorzugter weniger als oder gleich 5 Gewichtsprozent, aufweist.
Das Erdölwachs kann ein Gemisch von Alkanen sein, dessen Destillationsfraktion am Siedepunkt, entsprechend 5 Gewichtsprozent destilliertem Gemisch, C₂₅- oder höhere Alkane enthält.
Ein Erdölwachs kann ausgewählt werden, das eine dynamische Viskosität bei 100°C (gemäß dem NFT 60–100 oder ASTM D 445 Standard) von 1 bis 17 mm²/s, insbesondere 1 bis weniger als 11 mm²/s, vorzugsweise 2 bis 9 mm²/s hat. Es ist bevorzugt, ein Erdölwachs mit einer dynamischen Viskosität bei 100°C von 11 bis 17 mm²/s, vorzugsweise 11 bis 15 mm²/s, anzuwenden.
Das Erdölwachs ist im Allgemeinen bei Umgebungstemperatur (20°C) ein Feststoff, jedoch kann es vorteilhafterweise bei dieser Temperatur vollständig in Styrol und n-Pentan löslich sein. Es kann auch eine Dichte bei 15°C (gemäß dem NFT 60–101 oder ASTM D 1298 Standard) von 770 bis 915 kg/m³, vorzugsweise 780 bis 910 kg/m³, aufweisen. Es kann weiterhin durch eine Nadelpenetration bei 25°C (gemäß dem NFT 60–123 oder ASTM D 1321 Standard) von 10 bis 50, vorzugsweise 12 bis 45 (1/10 mm), gekennzeichnet sein.
Ein unter den Paraffinwachsen ausgewähltes Erdölwachs kann auch einen Schmelzpunkt (gemäß dem NFT 60–114 oder ASTM D 87 Standard) von mehr als 50 bis weniger als 70°C, insbesondere 52 bis 68°C, aufweisen. Für ein unter den mikrokristallinen Wachsen ausgewähltes Erdölwachs kann der Schmelzpunkt mehr als 60 bis weniger als 80°C, insbesondere mehr als 62 bis weniger als 78°C, sein.
Ein unter den Paraffinwachsen ausgewähltes Erdölwachs kann auch durch seinen Erstarrungspunkt (gemäß dem ASTM D 938 Standard) gekennzeichnet werden, der im Bereich von 48 bis 68°C, vorzugsweise 50 bis 66°C, liegt. Für ein unter den mikrokristallinen Wachsen ausgewähltes Erdölwachs kann der Erstarrungspunkt im Bereich von 58 bis 78°C, vorzugsweise 60 bis 76°C, liegen.
In Abhängigkeit von den Umständen kann das Erdölwachs auch durch seine gewichtsmittlere Molekülmasse M_W gekennzeichnet werden, die im Allgemeinen im Bereich von 350 bis 800, vorzugsweise 350 bis 750 oder 400 bis 700, liegen kann. In einigen Fällen kann M_W im Bereich von 350 bis weniger als 500 und in anderen Fällen von 500 bis 800, vorzugsweise 500 bis 750 oder von 500 bis 700, liegen. Die M_W-Messung kann durch Gelpermeationschromatographie gemäß einem Standardverfahren ausgeführt werden.
Beispielsweise ist es möglich, ein Erdölwachs, ausgewählt aus Paraffinwachsen, mit dem Handelsnamen MOBIL WAX 130^® oder 135^® oder 145^®, vertrieben von Mobil Oil Frankreich, oder CERA 5860^®, vertrieben von Repsol Frankreich, oder PARAFFINE 58/60^®, vertrieben von Total (Frankreich), oder OKERIN 5399^® oder OKERIN 5400^®, vertrieben von Allied Signal Speciality Chemicals, Astor Limited (England), anzuwenden. Es ist auch möglich, ein Erdölwachs, ausgewählt aus mikrokristallinen Wachsen, mit dem Handelsnamen MOBIL WAX 2360^® und MOBIL WAX 2370^®, beide vertrieben von Mobil Oil Frankreich, anzuwenden.
Unter den am besten geeigneten Paraffinwachsen kann ein Paraffinwachs erwähnt werden, umfassend ein Gemisch von C₂₀- C₅₀-, vorzugsweise C₂₀-C₄₈-Alkanen, und mit einer derartigen Verteilung, dass der gewichtmäßig vorherrschende Bestandteil einer oder mehrere von C₂₄-C₄₀-, vorzugsweise C₂₄-C₃₆-Alkanen, ist, die insbesondere jeweils 5 bis 25%, vorzugsweise 8 bis 20 Gewichtsprozent, des Gemisches wiedergeben können. Sein Ölgehalt ist weniger als oder gleich 0,5 Gewichtsprozent. Seine dynamische Viskosität bei 100°C ist 2 bis 9 mm²/s. Seine Nadelpenetration bei 25°C ist 10 bis 20 (1/10 mm). Sein Schmelzpunkt ist 52 bis 65°C und sein Erstarrungspunkt ist 50 bis 64°C. Seine gewichtsmittlere Molekülmasse M_W ist 350 bis weniger als 500.
Ein weiteres Paraffinwachs, das sehr geeignet ist, kann die nachstehenden Eigenschaften aufweisen: ein Gemisch von C₂₀-C₈₀-, vorzugsweise C₂₀-C₇₀-Alkanen; der vorherrschende Bestandteil, auf das Gewicht, ist einer oder mehrere von C₂₄-C₄₀-, vorzugsweise C₂₅-C₃₅-Alkanen, der Gewichtsanteil von jedem kann insbesondere 2 bis 10%, vorzugsweise 3 bis 8%, in dem Gemisch sein; dessen Ölgehalt ist weniger als 0,5 Gewichtsprozent; seine dynamische Viskosität bei 100°C ist 11 bis 17 mm²/s, vorzugsweise 11 bis 15 mm²/s; seine Nadelpenetration bei 25°C ist 25 bis 50, vorzugsweise 30 bis 45 (1/10 mm); sein Schmelzpunkt ist 52 bis 62°C, vorzugsweise 53 bis 60°C; sein Erstarrungspunkt ist 50 bis 60°C, vorzugsweise 52 bis 59°C; die Destillationsfraktion am Siedepunkt entsprechend 5 Gewichtsprozent, die aus dem Gemisch an Alkanen destilliert wurden, enthält C₂₅- oder höhere Alkane; ihre gewichtsmittlere Molekülmasse M_W ist 500 bis 800, vorzugsweise 500 bis 750 oder 500 bis 700.
Unter mikrokristallinen Wachsen, die besonders geeignet sind, kann ein mikrokristallines Wachs erwähnt werden, das ein Gemisch von C₂₀-C₅₄-, vorzugsweise C₂₈-C₅₄-Alkanen umfasst. Sein Ölgehalt ist weniger als oder gleich 5 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 3 und 4 Gewichtsprozent. Seine dynamische Viskosität bei 100°C ist 11 bis 17 mm²/s, vorzugsweise 11 bis 15 mm²/s. Seine Nadelpenetration bei 25°C ist 26 bis 55 (1/10 mm). Sein Schmelzpunkt ist 60 bis 80°C und sein Erstarrungs punkt ist 58 bis 78°C. Seine gewichtsmittlere Molekülmasse M_W ist 500 bis weniger als 800, vorzugsweise 500 bis 750 oder 700.
Vorzugsweise wird das Erdölwachs in Perlform, in Form von Granulaten oder von einem Pulver, beispielsweise einem mikronisierten Pulver, insbesondere für den Zweck des Verbesserns seiner Dispersion mit der Zeit, wenn es angewendet wird, insbesondere in der wässrigen Polymerisationssuspension, vor allem unmittelbar vom Beginn der Styrolpolymerisation an, verwendet.
Das Erdölwachs wird in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einem Anteil (pro 100 Gewichtsteile des Styrolpolymers) im Bereich von 0,1 bis weniger als 1,0 Teil, vorzugsweise 0,1 bis 0,8 Teil, ganz besonders mehr als 0,1 bis 0,6 Gewichtsteile, verwendet. Ein zu niedriger Anteil erhöht die Expansionsgeschwindigkeit der Perle nicht wesentlich. Ein zu hoher Anteil, insbesondere 1,0 Gewichtsteile oder mehr, hat den Nachteil des Störens des Formungsschritts, wobei es eine Erhöhung in der Abkühlungszeit für das Formmaterial gibt und folglich einen Abfall in der Produktivität der Formungsanlagen.
Die Zusammensetzung umfasst auch 0 bis 1,0 Teil, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 oder 0,1 bis 0,5 Gewichtsteile, eines Keimbildungsmittels. Das Letztere wird im Allgemeinen zum Steuern der Größe und der Verteilung der Zellen in dem expandierten Polystyrol angewendet. Es ist vorzugsweise im Wesentlichen gleichförmig in der Zusammensetzung verteilt. Es wird somit im Allgemeinen in das expandierbare Polystyrol während der Suspensionspolymerisation des Styrols, vorzugsweise zu einem Zeitpunkt, entsprechend einem Umsatzgrad des Styrols in das Polymer von 0 bis 90%, vorzugsweise 0 bis 50%, beispielsweise am Beginn der Polymerisation, eingearbeitet. Das Keimbildungsmittel ist ein synthetisches Wachs, ausgewählt aus Fischer-Tropsch-Wachsen und Polyolefinwachsen, beispielsweise ein Polyethylenwachs oder ein Polypropylenwachs. Die synthetischen Wachse können eine gewichtsmittlere Molekülmasse größer als 600 und weniger als 10 000, vorzugsweise 800 bis 6000, insbesondere 800 bis 4000, aufweisen, die insbesondere größer als die gewichtsmittlere Molekülmasse des Erdölwachses sein kann. Die verwendeten synthetischen Wachse haben beispielsweise einen Erstarrungspunkt von 90 bis 110°C, vorzugsweise von 95 bis 105°C. Sie haben im Allgemeinen einen Schmelzpunkt größer als jener vom Erdölwachs, das in der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
Die Zusammensetzung kann auch als Additiv ein Flammverzögerungsmittel oder ein Brandschutzmittel in einem Anteil im Bereich von 0,05 bis 2 Teilen, vorzugsweise 0,1 bis 1,5 Teilen, auf das Gewicht (pro 100 Gewichtsteile des Styrolpolymers), enthalten. Das Flammverzögerungsmittel oder Brandschutzmittel wird häufig aus bromierten Verbindungen, wie Hexabromcyclohexan, Pentabrommonochlorcyclohexan, Hexabromcyclododecan, Octa-, Nona- und Decabromdiphenylether, ausgewählt.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Vorexpansions- oder Vorschäumungsverfahren, welches es möglich macht, die Expansionsgeschwindigkeit der Perlen einer Zusammensetzung von einem expandierbaren Styrolpolymer zu erhöhen, wobei die Zusammensetzung vorher in einer Styrolpolymerisation in wässriger Suspension hergestellt wird, und umfassend (a) 100 Gewichtsteile des Styrolpolymers mit einer gewichtsmittleren Molekülmasse M_W von 150 000 bis 300 000 und einem Monomerrestgehalt von weniger als 2000 ppm, und (b) 2 bis 9 Gewichtsteilen von mindestens einem n-Pentan umfassenden Treibmittel, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass im Wesentlichen gleichförmig in der Zusammensetzung verteilt sind (c) 0,1 bis weniger als 1,0 Teile, vorzugsweise 0,1 bis 0,8 Teile, auf das Gewicht eines Erdölwachses, umfassend ein Gemisch von C₁₈-C₈₀-Alkanen, wobei der vorherrschende Bestandteil auf das Gewicht davon vorzugsweise ein oder mehrere C₂₄-C₄₀-Alkane sind, wobei der Gewichtsanteil davon insbesondere für jeden von ihnen 2 bis 25% sein kann, und (d) 0 bis 1,0 Gewichtsteile eines Keimbildungsmittels, ausgewählt aus synthetischen Fischer-Tropsch- oder Polyolefinwachsen, und dadurch, dass die homogene Zusammensetzung, die so hergestellt wird, vermischt und erhitzt wird, mit Dampf in einem oder mehreren Durchgängen durch einen gerührten Behälter, um ausgedehnte Perlen mit einer Schüttdichte von beispielsweise 7 bis 50 kg/m³ herzustellen.
Die im Wesentlichen homogene Verteilung des Erdölwachses in der Zusammensetzung wird vorzugsweise durch Einführen des Wachses während der Polymerisation des Styrols in wässriger Suspension, insbesondere am Beginn der Polymerisation, das heißt, in der ersten Stufe der Polymerisation, insbesondere zu dem Zeitpunkt vor der PIP oder zu einem Zeitpunkt, entsprechend einem Umsatzgrad von Styrol in Polymer von 0 bis 35%, vorzugsweise 0 bis 20%, und bevorzugter 0%, das heißt, zum Zeitpunkt, wenn die Polymerisation gerade beginnt, erreicht. Das Erdölwachs wird vorzugsweise mit dem Styrol vor dem Polymerisationsbeginn vorgemischt.
Die Bestandteile der Zusammensetzung und insbesondere das Erdölwachs und gegebenenfalls die Keimbildungsmittel, die in dem Vorexpansions- oder Vorschäumungsverfahren verwendet werden, können die vorstehend erwähnten Eigenschaften aufweisen. Das Keimbildungsmittel kann vorteilhafterweise während der Styrolpolymerisation, insbesondere wie vorstehend erwähnt, eingeführt werden.
Das Vorexpansions- oder Vorschäumungsverfahren kann als ein Chargenverfahren ausgeführt werden: Die Zusammensetzung kann beispielsweise vom Oberen des Rührbehälters eingeführt werden und nach dem Vorgang von dem Boden des Behälters entfernt werden. Vorzugsweise wird dieses Verfahren als ein kontinuierliches Verfahren in einem gerührten Behälter ausgeführt, auch genannt ein Vorexpander, der einen vertikalen oder schrägen zylindrischen Behälter umfasst, der die zu expandierende Zusammensetzung und die expandierten Perlen in Form eines Betts von Teilchen enthält. Das Verfahren umfasst insbesondere die kontinuierliche Einführung von Dampf und von der Zusammensetzung am Boden des Behälters, wobei der Dampf über die Spitze des Behälters abgelassen wird und die expandierten Perlen aufgrund eines Überflusses über das Obere der Schicht abgezogen werden.
Im Allgemeinen wird die mit Dampf gemischte Zusammensetzung auf eine Temperatur, entsprechend der Erweichungstemperatur des expandierbaren Styrolpolymers, erhitzt; das heißt, eine Temperatur im Allgemeinen zwischen 80 und 110°C, vorzugsweise zwischen 85 und 100°C.
Die Perle-Expansionskinetik zeigt, dass die Schüttdichte der expandierten Perlen im Allgemeinen durch ein Minimum gelangt, und dass über dieses Minimum hinaus ein Zusammenfall der Zellstruktur der Perle stattfindet, was zum Entweichen des Treibmittels führt. Das Erhitzen der Perlen wird im Allgemeinen gestoppt, bevor dieses Minimum erreicht ist. In einem kontinuierlichen Verfahren wird die mittlere Verweilzeit der Perlen im Allgemeinen auf eine solche Weise berechnet, dass dieses Minimum nicht erreicht ist. Die Schüttdichte der expandierten Perlen wird im Allgemeinen durch Variieren der Einführungsgeschwindigkeit der Zusammensetzung in den gerührten Behälter, Variieren des Drucks des eingeführten Dampfes und durch wahlweises Zugeben von Luft, gemischt mit dem Dampf, reguliert.
Es ist somit möglich, in einer kurzen Zeit expandierte Perlen mit einer Schüttdichte von 7 bis 50 kg/m³ in einem oder mehreren Durchgängen durch die Vorexpansions- oder Vorschäumungsanlage zu erhalten. Nun werden die expandierten Perlen im Allgemeinen gekühlt und getrocknet, beispielsweise in einer Wirbelschicht durch Luft. Sie werden dann in Silos dem Stabilisierungs- oder Reifungsschritt für einige Stunden, beispielsweise 5 bis 48 Stunden, unterzogen, bevor sie dem Endformungsschritt zugeführt werden. Im letzteren Schritt wurde gefunden, dass das Vorliegen des Erdölwachses, wie in der Zusammensetzung angewendet, keinen nennenswerten Einfluss auf die Formungsgeschwindigkeit, und insbesondere auf die Ge schwindigkeit des Kühlens der Formmaterialien, die unverändert und sehr befriedigend verbleiben, ausübt.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung somit ein Verfahren zum Herstellen der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung.
Insbesondere umfasst das Herstellungsverfahren eine wässrige Suspensionspolymerisation durch Bringen von 100 Gewichtsteilen Styrol und gegebenenfalls mindestens einem anderen Monomer (Comonomer) in Kontakt mit mindestens einer Verbindung eines Styrol-löslichen Starters vom Peroxytyp. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisation (1) bei einer Temperatur von 80 bis 120°C in Gegenwart von (i) 0,1 bis 1,0 Gewichtsteilen des Erdölwachses, das in die wässrige Suspension zu einem Zeitpunkt entsprechend einem Umsatzgrad des Styrols zu Polymer von 0 bis 35% eingeführt wird, (ii) 3 bis 10 Gewichtsteilen des Treibmittels, das in die wässrige Suspension zu einem Zeitpunkt entsprechend einem Umsatzgrad des Styrols zu Polymer von 0 bis 95% eingeführt wird, und (iii) 0 bis 1,0 Gewichtsteilen des Keimbildungsmittels, das in die wässrige Suspension zu einem Zeitpunkt entsprechend einem Umsatzgrad des Styrols zu Polymer von 0 bis 90% eingeführt wird, ausgeführt wird, und die Polymerisation (2) bei einer Temperatur größer als 120°C und weniger als 150°C für eine ausreichende Zeit zum Erreichen eines Monomerrestgehalts von weniger als 2000 ppm fortgesetzt wird.
Die (Co)Monomere, die gegebenenfalls bei der Polymerisation angewendet werden, sind jene, die vorstehend erwähnt werden.
Die Polymerisation wird durch Bringen des Monomers oder der Monomere in Kontakt mit einem Starter, vorzugsweise mit mindestens zwei Startern, insbesondere Peroxiden, wie Dibenzoyl-, Dicumyl- oder Di-tert-butylperoxiden, Perestern, wie tert-Butylperbenzoat, Perketalen, wie 2,2-Bis(tert-butylperoxy)butan oder 1,1-Bis(tert-butylperoxy)cyclohexan, oder auch Monoperoxycarbonaten, wie 2-Ethylhexyl-tert-butylperoxycarbo nat, 2-Ethylhexyl-tert-amylperoxycarbonat, Isopropyl-tert-amylperoxycarbonat oder Stearyl-tert-butylperoxycarbonat, ausgeführt. Die Gesamtmenge an angewendetem Starter kann im Bereich von 0,1 bis 1 Gewichtsteil pro 100 Gewichtsteile Monomer liegen.
Das Erdölwachs, das Treibmittel und gegebenenfalls das in dem Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung angewendete Keimbildungsmittel sind jene, die vorstehend erwähnt wurden. Sie werden in das Polymerisationsmedium unter bevorzugten Bedingungen eingeführt, wie jenen, die bereits vorstehend angeführt wurden. Insbesondere kann das Treibmittel in die wässrige Suspension in seiner Gesamtheit oder in verschiedenen Fraktionen während der Polymerisation eingeführt werden, beispielsweise eine Fraktion am Beginn der Polymerisation und der Rest während der Polymerisation, jedoch vorzugsweise vor dem Erreichen eines Umsatzgrades von Styrol in Polymer von 95% oder von 90%.
Die entsprechenden Mengen an Treibmittel oder an Erdölwachs, die in die wässrige Suspension einzuführen sind, können in Abhängigkeit davon variieren, ob es erwünscht ist, eine Zusammensetzung mit einem niedrigen Gehalt an Treibmittel vorliegen zu haben. Somit sind in diesem Fall die eingeführten Mengen (pro 100 Gewichtsteile Monomer):

– 3 bis weniger als 6,5 Gewichtsteile des Treibmittels; und
– 0,2 bis 0,9 Teile, vorzugsweise 0,3 bis 0,6 Gewichtsteile, Erdölwachs.

Wenn es erwünscht ist, eine Zusammensetzung mit einem höheren Anteil an Treibmittel vorliegen zu haben, sind die eingeführten Mengen in diesem Fall:

– 6,5 bis 10,5 Gewichtsteile des Treibmittels; und
– 0,1 bis 0,6 Teile, vorzugsweise 0,1 bis weniger als 0,5 Teile, insbesondere mehr als 0,1 bis 0,45 Gewichtsteile, des Erdölwachses.

Die Styrolpolymerisation wird vorzugsweise bei mindestens zwei Temperaturen ausgeführt, wobei eine erste Temperatur im Bereich von 80 bis 120°C liegt und eine zweite Temperatur oberhalb 120°C, beispielsweise 125°C, jedoch unter 150°C, liegt. Die Polymerisationszeit, insbesondere für die zweite Temperatur, ist derart, dass die Polymerisation gestoppt wird, wenn ein Monomerrestgehalt von weniger als 2000 ppm, vorzugsweise weniger als 1000 ppm und besonders bevorzugt weniger als 800 ppm oder auch weniger als 600 ppm, erreicht wird.
Die Styrolpolymerisation kann in Gegenwart eines Keimbildungsmittels und/oder eines Brandschutzmittels, wie jene, vorstehend erwähnt, und unter bevorzugten Bedingungen, die ebenfalls vorstehend erwähnt werden, ausgeführt werden.
Andere Additive, sowie mindestens ein Kettenübertragungsmittel, beispielsweise ein Mercaptan oder das Dimer von α-Methylstyrol, ein Verzweigungs- oder Vernetzungsmittel, beispielsweise ein polymerisierbares Monomer, das mindestens zwei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen, wie Divinylbenzol, enthält, und ein Suspensionsstabilisator können auch während der Polymerisation des Styrols angewendet werden. Als Suspensionsmittel ist es möglich, in Wasser lösliche Verbindungen mit hohem Molekulargewicht, wie Polyvinylalkohole, Hydroxyethylcellulose, Methylcellulose, Polyacrylamide und Polyvinylpyrrolidone, oder in Wasser schlecht lösliche, anorganische Substanzen, wie Tricalciumphosphat, Magnesiumpyrophosphat, Magnesiumoxid und Bariumphosphat, anzuwenden.
Nach der Polymerisation wird die somit in Form von expandierbaren Perlen erhaltene Zusammensetzung im Allgemeinen mit Wasser gewaschen, zentrifugiert, in einem Luftstrom (bei einer Temperatur von beispielsweise 25 bis 55°C) getrocknet und dann gesiebt. Die Schüttdichte der Zusammensetzung ist im Allgemeinen etwa 600 bis 700 kg/m³ vor der Vorexpansion oder vor dem Vorschäumen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Materialien, die aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erhalten werden und die durch das vorstehend beschriebene Vorexpansions- oder Vorschäumungsverfahren erhalten werden können. Insbesondere sind diese expandierten Perlen, die aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erhalten werden, die pro 100 Gewichtsteile des Styrolpolymers (i) 0,5 bis 6 Gewichtsteile des Treibmittels, (ii) 0,1 bis weniger als 1,0, vorzugsweise 0,1 bis 0,8 und bevorzugter mehr als 0,1 bis 0,6 Gewichtsteile des vorstehend erwähnten Erdölwachses, enthält, und in einer im Wesentlichen gleichförmigen Weise in den Perlen verteilt ist, und (iii) 0 bis 1,0 Gewichtsteile des vorstehend erwähnten Keimbildungsmittels.
Vor dem Formen haben die expandierten Perlen im Allgemeinen eine Schüttdichte von 7 bis 50 kg/m³.
Die aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erhaltenen Materialien und insbesondere aus den vorstehend erwähnten expandierten Perlen können zu Formteilen von beliebiger geometrischer Form und von beliebigem Volumen expandiert werden.
Die nachstehenden Beispiele haben den Zweck der Erläuterung der vorliegenden Erfindung in einer nicht begrenzenden Weise. In allen Beispielen sind die erwähnten Teile Gewichtsteile.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Möglichkeit, Erdölwachse mit Kenndaten gemäß Nahrungsmittelbestimmungen auszuwählen. Insbesondere werden Erdölwachse mit den nachstehenden Kenndaten ausgewählt:

– Gehalt an Mineralkohlenwasserstoffen mit einer Kohlenstoffzahl weniger als 25: nicht mehr als 5% (Gewicht/Gewicht):
– dynamische Viskosität nicht weniger als 11 mm²/s bei 100°C (ASTM D 445);
– gewichtsmittlere Molekülmasse nicht weniger als 500.

Beispiel 1
Das Nachstehende wird in einen mit Rührer, Heiz- und Kühlmitteln ausgestatteten Reaktor eingeführt:

– 96,2 Teile Wasser,
– 2 Teile einer wässrigen Lösung, die 2,7 Gewichtsprozent Polyvinylalkohol enthält,
– 100 Teile Styrol,
– 0,03 Teile Dibenzoylperoxid,
– 0,27 Teile tert-Butylperbenzoat,
– 0,18 Teile Dicumylperoxid,
– 0,68 Teile Hexabromcyclododecan und
– 3,5 Teile eines 75:25-Gemisches, auf das Gewicht von n-Pentan und Isopentan,

Verschiedene Tests werden in diesem Beispiel, in Abwesenheit (Vergleichstest A) oder in Gegenwart (Tests B, C und D gemäß der Erfindung) von einem Erdölwachs in einer entsprechenden Menge von 0,1, 0,2 und 0,3 Teilen, eingeführt als eine Vormischung mit dem Styrol, vor dem Einführen des Styrols in den Reaktor ausgeführt. Das in diesen Tests verwendete Erdölwachs kommt aus natürlichem Erdölwachs, welches ein raffiniertes Paraffinwachs, vertrieben von Repsol Derivados S.A. (Spanien), unter der Bezeichnung CERA 58–60^®, ist. Es besteht aus einem Gemisch von C₂₀-C₅₀-Alkanen, wobei der vorherrschende Bestandteil auf das Gewicht davon ein C₂₄-C₃₆-Alkan in einem Anteil auf das Gewicht von 3 bis 10% in dem Gemisch ist. Der Schmelzpunkt des Wachses (gemäß dem NFT 60–114 Standard) ist 59°C. Das Wachs ist durch einen Ölgehalt (gemäß dem NFT 60–120 Standard) von weniger als oder gleich 0,5 Gewichtsprozent und durch eine Nadelpenetration bei 25°C (gemäß dem NFT 60–123 Standard) von 14 bis 19 (1/10 mm) gekennzeichnet. Das Wachs hat eine Dichte (gemäß dem NFT 60–101 Standard) von 790 kg/m³.
Das oberhalb 85°C hergestellte Reaktionsgemisch wird dann auf 110°C erhitzt, bei dieser Temperatur 2 Stunden gehalten und erneut auf 125°C erhitzt. Wenn der Umsatzgrad von Styrol in Polymer 50% erreicht, werden 3,5 Teile des vorstehend erwähnten Gemisches von n-Pentan und Isopentan in den Reaktor eingeführt. Die Polymerisation wird bei 125°C fortgesetzt, bis ein restlicher Styrolgehalt von 750 ppm erreicht ist. Die Polymerisation wird an diesem Punkt durch Kühlen des Reaktors auf Umgebungstemperatur gestoppt. Die Perlen von expandierbarem Polystyrol werden somit erhalten, nachdem ebenfalls gewöhnlich Flüssigkeitsentfernungs-, Trocknungs- und Siebvorgänge ausgeführt wurden.
Die Perlen erscheinen in Form von Teilchen, die nicht aneinander haften und die eine homogene Zusammensetzung, wie in Tabelle 1 gezeigt, aufweisen.
Nun werden die Perlen dem Vorexpansionsvorgang durch Erhitzen und Mischen derselben mit Dampf in einem Behälter unterzogen. Für jede der in Tests A bis D hergestellten Zusammensetzungen wird die Abnahme der Schüttdichte der Perlen über die Zeit unter Bedingungen gemessen, die darüber hinaus identisch sind, und der Wert von dieser Schüttdichte nach Erhitzen für 90 Sekunden, wird in Tabelle 1 angegeben. Es kann ersichtlich werden, dass die Perlen, die sich aus den Zusammensetzungen von Tests B, C und D gemäß der Erfindung ergeben, eine niedrigere Schüttdichte aufweisen, als jene der Perlen, die sich aus der Zusammensetzung von Test A (Vergleichstest) ergibt, die kein Erdölwachs enthält. Somit kann beobachtet werden, dass das Vorliegen des Erdölwachses die Erhöhung der Expansionsgeschwindigkeit der Perlen, und folglich eine Verminderung der Erwärmungszeit um ungefähr 50% ermöglicht, um die gleiche Schüttdichte zu erreichen (beispielsweise 13 kg/m³).
Nun werden die so expandierten Perlen einem Stabilisierungsvorgang und dann einem Formungsvorgang unter identischen Bedingungen unterzogen. Es wird beobachtet, dass die Formungsgeschwindigkeit weder in einer oder noch in der anderen Richtung modifiziert wird, wenn die Zusammensetzungen von Tests A, B, C und D verwendet werden, und insbesondere, dass die Kühlgeschwindigkeit der Formmaterialien in allen Fällen identisch ist.
Tabelle 1: Gemäß Tests A (Vergleichstest), B, C und D hergestellte Zusammensetzungen und Schüttdichte der Perlen, die sich nach Vorexpandieren derselben für 90 Sekunden ergeben.
Beispiel 2
Exakt dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 wird gefolgt, mit der Ausnahme, dass, um die Zusammensetzungen herzustellen, 2,5 Teile anstelle 3,5 Teile des Gemisches von n-Pentan und Isopentan in den Reaktor eingeführt werden, sowohl zur Herstellungszeit des Reaktionsgemisches bei 85°C, als auch während der Polymerisation zu dem Zeitpunkt, der einem Umsatzgrad von Styrol zu Polymer von 50% entspricht.
Darüber hinaus werden Tests in diesem Beispiel, in Abwesenheit (Vergleichstest E) oder in Gegenwart (Tests F, G und H gemäß der Erfindung) des gleichen Wachses, wie jenes, das in Beispiel 1 verwendet wird, ausgeführt, jedoch mit einer Menge von 0,3, 0,5 bzw. 0,6 Teilen, die als eine Vormischung mit Styrol eingeführt werden, vor dem Einführen des Styrols in den Reaktor.
Die Perlen von expandierbarem Polystyrol werden somit in jedem der Tests E bis H erhalten und liegen in Form von Teilchen vor, die nicht aneinander haften und die eine homogene Zusammensetzung aufweisen, wie jene, die in Tabelle 2 gezeigt wird.
Wie in Beispiel 1 wird der Vorexpansionsvorgang mit diesen verschiedenen Zusammensetzungen ausgeführt, und der Wert der Schüttdichte der expandierten Perlen nach Erhitzen derselben für 90 Sekunden wird in Tabelle 2 angegeben. Es kann ersichtlich werden, dass die Perlen, die sich aus den Zusammensetzungen von Tests F, G und H gemäß der Erfindung ergeben, eine niedrigere Schüttdichte aufweisen, als jene der Perlen, die sich aus der Zusammensetzung von Vergleichstest E ergeben. Das Vorliegen eines Erdölwachses in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen macht es deshalb möglich, die Erhitzungszeit um ungefähr 50% zu vermindern, um die gleiche Schüttdichte zu erreichen (beispielsweise 13 kg/m³).
Nun werden die so expandierten Perlen den Stabilisierungs- und Formungsvorgängen unter identischen Bedingungen unterzogen. Es wird beobachtet, dass die Formungsgeschwindigkeit, und insbesondere die Kühlgeschwindigkeit der Formmaterialien, nicht zwischen Zusammensetzungen E, F, G und H modifiziert sind, und dass folglich das Vorliegen des Erdölwachses keinen Einfluss auf den Formvorgang hat.
Tabelle 2: Gemäß Tests E (Vergleichstest), F, G und X hergestellte Zusammensetzungen und Schüttdichte der erhaltenen Perlen, nach Vorexpandieren derselben für 90 Sekunden.
Beispiel 3
Das Nachstehende wird in einen mit Rührer, Heiz- und Kühlmitteln ausgestatteten Reaktor eingeführt:

– 96,2 Teile Wasser,
– 2 Teile einer wässrigen Lösung, die 2,7 Gewichtsprozent Polyvinylalkohol enthält,
– 100 Teile Styrol,
– 0,13 Teile Dibenzoylperoxid,
– 0,3 Teile tert-Butylperbenzoat,
– 0,15 Teile eines synthetischen Polyethylenwachses mit einer gewichtsmittleren Molekülmasse M_W von 1000, und
– 2,6 Teile eines 75:25-Gemisches, auf das Gewicht von n-Pentan und Isopentan,

Verschiedene Tests wurden in diesem Beispiel, in Abwesenheit (Vergleichstest K) oder in Gegenwart (Tests L gemäß der Erfindung) von einem Erdölwachs in einer Menge von 0,5 Teilen, eingeführt als eine Vormischung mit dem Styrol, vor dem Einführen des Styrols in den Reaktor, ausgeführt. Das in Test L verwendete Erdölwachs ist identisch mit jenem in Beispiel 1.
Das oberhalb 85°C hergestellte Reaktionsgemisch wird dann auf 110°C erhitzt, bei dieser Temperatur 2 Stunden gehalten und erneut auf 140°C erhitzt. Wenn der Umsatzgrad von Styrol im Polymer 70% erreicht, dann werden 2,6 Teile des vorstehend erwähnten Gemisches von n-Pentan und Isopentan in den Reaktor eingeführt. Die Polymerisation wird bei 140°C fortgesetzt, bis ein restlicher Styrolgehalt von 300 ppm erreicht ist. Die Polymerisation wird bei diesem Punkt durch Kühlen des Reaktors auf Umgebungstemperatur gestoppt. Die Perlen von expandierbarem Polystyrol werden somit erhalten, nachdem ebenfalls die gewöhnlichen Flüssigkeitsabtrennungs-, Trocknungs- und Siebvorgänge ausgeführt wurden.
Die Perlen erscheinen in Form von Teilchen, die nicht aneinander haften und die eine homogene Zusammensetzung, wie in Tabelle 3 gezeigt, aufweisen.
Nun werden die Perlen dem Vorexpansionsvorgang durch Erhitzen und Mischen derselben mit Dampf in einem Behälter unterzogen. Für jede der in Tests K und L hergestellten Zusammensetzungen wird die Abnahme der Schüttdichte der Perlen über die Zeit unter Bedingungen gemessen, die darüber hinaus identisch sind, und der Wert von dieser Schüttdichte nach Erhitzen für 90 Sekunden wird in Tabelle 3 angegeben. Es kann beobachtet werden, dass die Perlen, die sich aus der Zusammensetzung von Test L gemäß der Erfindung ergeben, eine niedrigere Schüttdichte aufweisen, als jene von der Zusammensetzung von Test K (Vergleichstest), die kein Erdölwachs enthält. Somit kann ersichtlich werden, dass es das Vorliegen des Erdölwachses möglich macht, die Expansionsgeschwindigkeit der Perlen zu erhöhen, und folglich die Erwärmungszeit um ungefähr 50% zu vermindern, um die gleiche Schüttdichte zu erreichen (beispielsweise 22 kg/m³).
Nun werden die so expandierten Perlen den Stabilisierungs- und Formungsvorgängen unter identischen Bedingungen unterzogen. Es wird beobachtet, dass die Formungsgeschwindigkeit und insbesondere die Kühlungsgeschwindigkeit der Formmaterialien nicht modifiziert werden, wenn Zusammensetzungen K und L verwendet werden, und dass folglich das Vorliegen von dem Erdölwachs in keiner Weise den Formvorgang beeinflusst.
Tabelle 3: Gemäß Tests K (Vergleichstest) und L hergestellte Zusammensetzungen und Schüttdichte der erhaltenen Perlen nach Vorexpandieren derselben für 90 Sekunden.
Beispiel 4
Exakt dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 3 wird gefolgt, mit der Ausnahme, dass das angewendete Wachs verschieden ist. Das in dem vorliegenden Beispiel angewendete Wachs ist ein raffiniertes Erdölwachs, das ein Paraffinwachs darstellt, welches von Allied Signal Speciality Chemicals, Astor Limited (England), unter der Bezeichnung OKERIN 5399 vertrieben wird. Es besteht aus einem Gemisch von C₂₀-C₆₆-Alkanen, der vorherrschende Bestandteil, auf das Gewicht davon, ist ein C₂₇- Alkan, in einem Anteil auf das Gewicht von 3,5% in dem Gemisch. Der Erstarrungspunkt des Wachses (gemäß dem ASTM D 938 Standard) ist 54°C. Es hat eine dynamische Viskosität bei 100°C (gemäß dem ASTM D 445 Standard) von 13,3 mm²/s und wird darüber hinaus durch eine Nadelpenetration bei 25°C (gemäß dem ASTM D 1321 Standard) von 40 (1/10 mm) gekennzeichnet.
Ein Test M wird unter exakt den gleichen Bedingungen wie Test L von Beispiel 3 ausgeführt, mit Ausnahme der Tatsache, dass das vorstehend erwähnte Wachs verwendet wird. In Test M werden ähnliche Ergebnisse zu Test L erhalten, bezüglich der Schüttdichte der erhaltenen Perlen und dem Endformungsvorgang, der nicht durch dieses Wachs beeinflusst wird.
Beispiel 5
Exakt dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 4 wird gefolgt, mit der Ausnahme, dass das angewendete Wachs verschieden ist. Das in dem vorliegenden Beispiel angewendete Wachs ist ein raffiniertes Erdölwachs, das ein Paraffinwachs darstellt, welches von Allied Signal Speciality Chemicals, Astor Limited (England), unter der Bezeichnung OKERIN 5400 vertrieben wird. Es besteht aus einem Gemisch von C₂₀-C₆₆-Alkanen, der vorherrschende Bestandteil, auf das Gewicht davon, ist ein C₃₁-Alkan und ein C₃₂-Alkan, in einem Anteil auf das Gewicht von jedem davon von ungefähr 5% in dem Gemisch. Der Erstarrungspunkt des Wachses (gemäß dem ASTM D 938 Standard) ist 57°C. Es hat eine dynamische Viskosität bei 100°C (gemäß dem ASTM D 445 Standard) von 12,2 mm²/s und wird darüber hinaus durch eine Nadelpenetration bei 25°C (gemäß dem ASTM D 3021 Standard) von 36 (1/10 mm) gekennzeichnet.
Ein Test N wird unter exakt den gleichen Bedingungen wie Test M von Beispiel 4 ausgeführt, mit Ausnahme der Tatsache, dass das vorstehend erwähnte Wachs verwendet wird. In Test N werden ähnliche Ergebnisse zu Test M erhalten, bezüglich der Schüttdichte der erhaltenen Perlen und des Endformungsvorgangs, der nicht durch dieses Wachs beeinflusst wird.
Beispiel 6
Das Nachstehende wird in einen mit Rührer, Heiz- und Kühlmitteln ausgestatteten Reaktor eingeführt:

– 100 Teile Wasser,
– 100 Teile Styrol,
– 0,21 Teile 2-Ethylhexyl-tert-butylperoxycarbonat,
– 0,2 Teile Dibenzoylperoxid,
– 0,125 Teile α-Methylstyroldimer,
– 0,37 Teile gewöhnlicher Suspensionsmittel,
– 0,5 Teile Mobilwax 2360^® (Test P) oder Mobilwax 2370^® (Test Q),
– 0,1 Teil eines synthetischen Polyethylenwachses mit einer gewichtsmittleren Molekülmasse M_W von 1000,

Verschiedene Tests wurden in diesem Beispiel in Gegenwart eines Erdölwachses ausgeführt, ausgewählt unter Mobilwax 2360® (Test P gemäß der Erfindung) und Mobilwax 2370^® (Test Q gemäß der Erfindung) in einer Menge von 0,5 Teilen, eingeführt als eine Vormischung mit dem Styrol, vor dem Einführen des Styrols in den Reaktor. Mobilwax 2360^® und 2370^® sind mikrokristalline Wachse, die aus Gemischen von im Wesentlichen C₂₀-C₅₄-Alkanen, umfassend 70 Gewichtsprozent n-Alkane und 30 Gewichtsprozent Isoalkane, bestehen. Sie haben einen Schmelzpunkt (gemäß dem ASTM D 127 Standard) von 78°C. Mobilwax 2360^® hat eine dynamische Viskosität bei 100°C (gemäß dem ASTM D 445 Standard) von 14 mm²/s, eine Nadelpenetration bei 25°C (gemäß dem ASTM D 1321 Standard) von 26 (1/10 mm), einen Ölgehalt (gemäß dem ASTM D 721 Standard) von 3 Gewichtsprozent und eine Dichte bei 15°C (gemäß dem ASTM D 1298 Standard) von 848 kg/m³. Mobilwax 2370^® hat eine dynamische Viskosität bei 100°C (gemäß dem ASTM D 445 Standard) von 15 mm²/s, eine Nadelpenetration bei 25°C (gemäß dem ASTM D 1321 Standard) von 55 (1/10 mm), einen Ölgehalt (gemäß dem ASTM D 721 Standard) von 4 Gewichts prozent und eine Dichte bei 15°C (gemäß dem ASTM D 1298 Standard) von 860 kg/m³.
Das vorstehend bei 85°C hergestellte Reaktionsgemisch wird dann auf 110°C erhitzt, bei dieser Temperatur 2 Stunden gehalten und erneut auf 140°C erhitzt. Nach 3 Stunden 50 Minuten und vor 5 Stunden 35 Minuten Polymerisationsreaktion werden dann 5,275 Teile eines 75:25-Gemisches, auf das Gewicht von n-Pentan und Isopentan, kontinuierlich in den Reaktor eingeführt. Die Polymerisation wird bei 140°C fortgesetzt, bis ein restlicher Styrolgehalt von 500 ppm erreicht ist. Die Polymerisation wird bei diesem Punkt durch Kühlen des Reaktors auf Umgebungstemperatur gestoppt. Die Perlen von expandierbarem Polystyrol werden somit erhalten, nachdem auch die gewöhnlichen Flüssigkeitsabtrennungs-, Trocknungs- und Siebvorgänge ausgeführt wurden.
Die Perlen erscheinen in Form von Teilchen, die nicht aneinander haften und die eine homogene Zusammensetzung, wie in Tabelle 4 gezeigt, aufweisen.
Nun werden die Perlen dem Vorexpansionsvorgang durch Erhitzen und Mischen derselben mit Dampf in einem Behälter unterzogen. Für jede der in Tests P und Q hergestellten Zusammensetzungen wird die Abnahme der Schüttdichte der Perlen über die Zeit unter Bedingungen gemessen, die darüber hinaus identisch sind, und der Wert von dieser Schüttdichte nach Erhitzen für 90 Sekunden wird in Tabelle 4 angegeben. Es kann ersichtlich werden, dass die Perlen, die sich aus der Zusammensetzung von Test P und Test Q gemäß der Erfindung ergeben, niedrigere Schüttdichten aufweisen. Somit kann ersichtlich werden, dass es das Vorliegen von mikrokristallinem Wachs möglich macht, die Expansionsgeschwindigkeit der Perlen zu erhöhen und folglich die Erwärmungszeit um ungefähr 50% zu vermindern, um die gleiche Schüttdichte zu erreichen.
Tabelle 4: Gemäß Tests P und Q hergestellte Zusammensetzungen und Schüttdichte der sich ergebenden Perlen nach Vorexpandieren derselben für 90 Sekunden.

Claims

Homogene Zusammensetzung aus einem expandierbaren Styrolpolymer in Perlform, umfassend: (a) 100 Gewichtsteile eines Styrolpolymers mit einer gewichtsmittleren Molekülmasse M_W von 150 000 bis 300 000 und einem Monomerrestgehalt von weniger als 2000 ppm; (b) 2 bis 9 Gewichtsteile von mindestens einem n-Pentan umfassenden Treibmittel; (c) 0,1 bis weniger als 1,0 Gewichtsteile eines ein Gemisch von C₁₈-C₈₀-Alkanen umfassenden Erdölwachses; und (d) 0 bis 1,0 Gewichtsteile eines Keimbildungsmittels, ausgewählt aus synthetischen Fischer-Tropsch- oder Polyolefinwachsen.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdölwachs aus Paraffinwachsen und mikrokristallinen Wachsen ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Styrolpolymer einen Monomerrestgehalt von weniger als 1000 ppm, vorzugsweise weniger als 800 ppm, aufweist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibmittel ein Gemisch aus mehr als 70% bis weniger als 90 Gewichtsprozent n-Pentan und mehr als 10% bis weniger als 30 Gewichtsprozent Isopentan ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: (b) 2 bis weniger als 5 Gewichtsteile des Treibmittels; und (c) 0,2 bis 0,9 Gewichtsteile des Erdölwachses; oder andernfalls (b) 5 bis 9 Gewichtsteile des Treibmittels; und (c) 0,1 bis 0,6 Gewichtsteile des Erdölwachses.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdölwachs ein Gemisch von C₂₀-C₇₀-Alkanen umfasst.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdölwachs ein Gemisch von Alkanen umfasst, wobei der vorherrschende Bestandteil auf das Gewicht derjenige ist, welcher ein oder mehrere C₂₄-C₄₀-Alkane ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsgehalt des/der vorherrschenden Alkans/e in dem Gemisch für jedes von ihnen 2 bis 25% ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdölwachs im Wesentlichen gleichförmig durch die Zusammensetzung verteilt ist und dadurch, dass die Zusammensetzung durch Polymerisation des Styrols in wässriger Suspension erhalten werden kann, welche zur Bildung des Styrolpolymers vorgesehen ist und in Gegenwart des Erdölwachses, das in die wässrige Suspension in der ersten Stufe der Polymerisation eingeführt wird, ausgeführt wird.
Zusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdölwachs vor einem Zeitpunkt, der als der Teilchenidentitätspunkt gekennzeichnet ist, in die wässrige Suspension eingeführt wird.
Zusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdölwachs zu einem Zeitpunkt entsprechend einem Umsatzgrad des Styrols zu Polymer von 0 bis 35% in die wässrige Suspension eingeführt wird.
Zusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdölwachs zu dem Zeitpunkt, an dem die Polymerisation gerade beginnt, in die wässrige Suspension eingeführt wird.
Zusammensetzung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdölwachs mit dem Styrol vorgemischt wird.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung 0,05 bis 0,5 Gewichtsteile des Keimbildungsmittels umfasst.
Vorexpansions- oder Vorschäumungsverfahren, das die Erhöhung der Expansionsgeschwindigkeit von Perlen einer Zusammensetzung eines expandierbaren Styrolpolymers ermöglicht, wobei die Zusammensetzung vorher bei einer Polymerisation in einer wässrigen Styrolsuspension hergestellt wird und umfasst (a) 100 Gewichtsteile des Styrolpolymers mit einer gewichtsmittleren Molekülmasse M_W von 150 000 bis 300 000 und einem Monomerrestgehalt von weniger als 2000 ppm und (b) 2 bis 9 Gewichtsteile von mindestens einem n-Pentan umfassenden Treibmittel, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass in der Zusammensetzung im Wesentlichen gleichförmig verteilt sind (c) 0,1 bis weniger als 1,0 Gewichtsteile eines Erdölwachses, umfassend ein Ge misch von C₁₈-C₈₀-Alkanen, und (d) 0 bis 1,0 Gewichtsteile eines Keimbildungsmittels, ausgewählt aus synthetischen Fischer-Tropsch- oder Polyolefinwachsen, und dadurch, dass die so hergestellte homogene Zusammensetzung vermischt wird und mit Dampf in einem oder mehreren Durchgängen durch einen gerührten Behälter erhitzt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdölwachs in der ersten Stufe, vorzugsweise unmittelbar am Beginn, der Polymerisation des Styrols in die wässrige Suspension eingeführt wird.
Verfahren zum Herstellen der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend eine wässrige Suspensionspolymerisation durch Bringen von 100 Gewichtsteilen Styrol und gegebenenfalls mindestens einem anderen Monomer in Kontakt mit mindestens einer Verbindung eines Styrollöslichen Starters vom Peroxytyp, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisation (1) bei einer Temperatur von 80 bis 120°C in Gegenwart von (i) 0,1 bis 1,0 Gewichtsteilen des Erdölwachses, das in die wässrige Suspension zu einem Zeitpunkt entsprechend einem Umsatzgrad des Styrols zu Polymer von 0 bis 35% eingeführt wird, (ii) 3 bis 10 Gewichtsteilen des Treibmittels, das in die wässrige Suspension zu einem Zeitpunkt entsprechend einem Umsatzgrad des Styrols zu Polymer von 0 bis 95% eingeführt wird, und (iii) 0 bis 1,0 Gewichtsteilen des Keimbildungsmittels, das in die wässrige Suspension zu einem Zeitpunkt entsprechend einem Umsatzgrad des Styrols zu Polymer von 0 bis 90% eingeführt wird, ausgeführt wird, und die Polymerisation (2) bei einer Temperatur größer als 120°C und weniger als 150°C für eine ausreichende Zeit zum Erreichen eines Monomerrestgehalts von weniger als 2000 ppm fortgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Erdölwachs vor dem Beginn der Polymerisation mit dem Styrol vorgemischt wird.
Expandierte Perlen, erhalten aus der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie pro 100 Gewichtsteile des Styrolpolymers (i) 0,5 bis 6 Gewichtsteile des Treibmittels, (ii) 0,1 bis weniger als 1,0 Gewichtsteile des Erdölwachses, verteilt in einer im Wesentlichen gleichförmigen Weise in den Perlen, und (iii) 0 bis 1,0 Gewichtsteile des Keimbildungsmittels enthält.
Expandierte Formteile, erhalten aus der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 oder aus den expandierten Perlen nach Anspruch 19.