EP2403913A1 - Coating composition for foam particles - Google Patents

Coating composition for foam particles

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Publication number
EP2403913A1
EP2403913A1 EP10706263A EP10706263A EP2403913A1 EP 2403913 A1 EP2403913 A1 EP 2403913A1 EP 10706263 A EP10706263 A EP 10706263A EP 10706263 A EP10706263 A EP 10706263A EP 2403913 A1 EP2403913 A1 EP 2403913A1
Authority
EP
European Patent Office
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coating composition
foam particles
weight
foam
parts
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10706263A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Benjamin Nehls
Klaus Hahn
Bernhard Schmied
Michael Riethues
Andreas Keller
Murray Orpin
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to EP10706263A priority Critical patent/EP2403913A1/en
Publication of EP2403913A1 publication Critical patent/EP2403913A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C08J9/22After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C08J9/224Surface treatment
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    • C09D183/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
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    • C08J2325/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2325/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2325/04Homopolymers or copolymers of styrene

Definitions

  • the invention relates to a coating composition, thus coated foam particles, as well as molded foam articles produced therefrom and their use.
  • Particulate foams are usually obtained by sintering foam particles, for example prefoamed expandable polystyrene particles (EPS) or expanded polypropylene particles (EPP) in closed forms by means of steam.
  • EPS prefoamed expandable polystyrene particles
  • EPP expanded polypropylene particles
  • Flame-retardant polystyrene foams are generally equipped with halogen-containing flame retardants, such as hexabromocyclododecane (HBCD).
  • halogen-containing flame retardants such as hexabromocyclododecane (HBCD).
  • HBCD hexabromocyclododecane
  • the approval as an insulating material in the construction sector is limited to certain applications.
  • One of the reasons for this is the melting and dripping of the polymer matrix in case of fire.
  • the halogen-containing flame retardants can not be used without restriction in terms of their toxicological properties.
  • WO 00/050500 A1 describes flameproofed foams of prefoamed polystyrene particles which are mixed together with an aqueous sodium silicate solution and a latex of a high molecular weight vinyl acetate copolymer, poured into a mold and dried in air while shaking. This results in only a loose bed of polystyrene particles that are glued together at a few points and therefore have only insufficient mechanical strength.
  • WO 2005/105404 A1 describes an energy-saving process for the production of foam moldings, in which the prefoamed foam particles are coated with a resin solution which has a lower softening temperature than the expandable polymer. The coated foam particles are then sealed in a mold using external pressure or by post-expansion of the foam particles with hot steam.
  • WO 2007/023089 A1 describes a process for producing foam moldings from prefoamed foam particles which have a polymer coating.
  • the preferred polymer coating used is a mixture of a waterglass solution, waterglass powder and a polymer dispersion.
  • hydraulic binders based on cement or metal salt hydrates, for example aluminum hydroxide may be added to the polymer coating.
  • a similar process is described in WO 2008/0437 A1, according to which the coated foam particles can be dried and then processed into a fire and heat-resistant foam moldings.
  • WO 00/52104 A1 relates to a fire protection coating which forms an insulating layer in the event of fire and based on foam-forming and carbon-forming substances in the event of fire, which contains melamine polyphosphate as the blowing agent. Information on water resistance is not included.
  • WO 2008/043700 A1 relates to a process for producing coated foam particles with a water-insoluble polymer film.
  • the non-prepublished patent application PCT / EP 2008/06136 relates to a coating composition for foam particles containing a clay mineral, an alkali metal silicate and a film-forming polymer.
  • Hydraulic binders such as cement bind in aqueous slurry with carbon dioxide even at room temperature. As a result, embrittlement of the foam plate occur. In addition, keep the foam plates produced according to the cited prior art temperatures of about 800 0 C in case of fire and break down in case of fire.
  • the known coating compositions are in need of improvement in view of the simultaneous improvement of flame / heat resistance and their water resistance in water exposure or in increased humidity.
  • Many known materials lose their original shape after a short time in the case of direct water exposure.
  • such materials often completely lose their structural integrity. As a rule, this leaves powdery mixtures which no longer meet the technical requirements.
  • the object of the present invention was to provide coating compositions for foam particles, coated foam particles and foam moldings which have both adequate flame / heat resistance and adequate water resistance with prolonged water exposure, in particular in the case of so-called durability tests, in which a building material increased Humidity (near 100%) and temperatures around 65 0 C is exposed.
  • the invention relates to a coating composition
  • a coating composition comprising:
  • the coating composition is preferably used as an aqueous dispersion, wherein the water content including the water bound, for example, as water of crystallization is preferably in the range of 10 to 40, in particular 15 to 30 wt .-% based on the total aqueous dispersion.
  • e) contains a hydrophobizing amount of a silicon-containing compound, in particular a silicone, in particular 0.2 to 5 parts by weight.
  • a silicon-containing compound in particular a silicone, in particular 0.2 to 5 parts by weight.
  • this is a silicone emulsion with silicone particles of different sizes.
  • a preferred coating composition contains
  • the amounts given above each refer to solids based on solids of the coating composition.
  • the components a) to e) or a) to f) preferably add up to 100% by weight.
  • the weight ratio of clay mineral to alkali silicate in the coating composition is in the range of 1: 2 to 2: 1.
  • Suitable clay minerals a) are in particular allophan Al 2 [SiO 5 ] SO 3 .n H 2 O, kaolinite Al 4 I (OH) 8 ISi 4 OiO], Halloysite Al 4 E (OH) 8 ISi 4 Oi 0 ] ⁇ 2 H 2 O, montmorillonite (smectite) (Al, Mg, Fe) 2 [(OH 2
  • Kaolin is particularly preferably used ⁇ Mg 035 (H 2 O) 4 or mixtures thereof containing minerals
  • the coating composition contains as the film-forming polymer e) an uncrosslinked polymer which has one or more glass transition temperatures in the range of -60 ° to + 100 0 C.
  • the glass transition temperatures of the dried polymer film are in the range from -30 ° to + 80 0 C, more preferably in the range of -10 ° to + 60 0 C.
  • the glass transition temperature can by means of differential scanning calorimetry (DSC, in accordance with ISO 1 1357-2, Heating rate 20 K / min) can be determined.
  • the molecular weight of the polymer film determined by gel permeation chromatography (GPC), is preferably below 400,000 g / mol.
  • the coating composition preferably comprises as film-forming polymer an emulsion polymer of ethylenically unsaturated monomers such as vinylaromatic monomers, such as ⁇ -methylstyrene, p-methylstyrene, ethylstyrene, tert-butylstyrene, vinylstyrene, vinyltoluene, 1,2-diphenylethylene, 1,1-diphenylethylene, alkenes such as ethylene or propylene, dienes such as 1, 3-butadiene, 1, 3-pentadiene, 1, 3-hexadiene, 2,3-dimethylbutadiene, isoprene, piperylene or isoprene, ⁇ , ß-unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid, esters thereof, in particular alkyl esters, such as C 1-10 -alkyl esters of acrylic acid, in particular the butyl esters, preferably n-buty
  • the polymers may optionally contain from 1 to 5% by weight of comonomers, such as (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, ureido (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, Acrylamidepropanesulfonic acid, methylolacrylamide or the sodium salt of vinylsulfonic acid.
  • comonomers such as (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, ureido (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, Acrylamidepropanesulfonic acid, methylolacrylamide or the sodium salt of vinylsulfonic acid.
  • the polymer is verfilmende from one or more of the monomers styrene, butadiene, acrylic acid, methacrylic acid, d- 4 alkyl acrylates, acrylates d- 4 -Alkylmeth-, acrylamide, methacrylamide and constructed methylolacrylic.
  • Suitable polymers c) are obtainable, for example, by free-radical emulsion polymerization of ethylenically unsaturated monomers, such as styrene, acrylates or methacrylates, as described in WO 00/50480.
  • the polymers c) are prepared in a manner known per se, for example by emulsion, suspension or dispersion polymerization, preferably in the aqueous phase.
  • the polymer can also be prepared by solution or bulk polymerization, optionally divided and the polymer particles subsequently dispersed in water in the usual way.
  • the initiators, emulsifiers or suspension aids, regulators or other auxiliaries customary for the particular polymerization process are used with used; it is polymerized continuously or discontinuously at the usual temperatures and pressures for the respective process in conventional reactors.
  • the crosslinker d) to be used according to the invention is, in particular, a phosphate or a melamine compound.
  • the phosphate is an inorganic phosphate, in particular aluminum phosphate, boron phosphate or ammonium phosphate.
  • the melamine is a melamine phosphate or melamine cyanurate.
  • the crosslinker is a methyl aminopolyphosphate, in particular of the formula
  • M is a melamine radical n is an integer of at least 2, in particular 2 to 10,000.
  • crosslinking agent d) comprises melanin polyphosphate together with melamine cyanurate.
  • crosslinkers d) are, for example, amine sulfonate, dicyandiamide and tris-hydrazino-notriazines.
  • the silicone e) to be used according to the invention is preferably an aqueous silicone emulsion.
  • at least one of the following constituents is contained in the silicone emulsion: silicic acid, diethoxycylsilyltrimethylsilyl ester, dimethylsiloxane, hydroxy-limited aminoethylaminopropylsilsesquioxane.
  • an infrared-absorbing pigment such as carbon black, coke, aluminum, graphite or titanium dioxide, in amounts of from 5 to 40% by weight, in particular in amounts of from 10 to 30% by weight, based on the solid of the coating used.
  • the particle size of the IR-absorbing pigment is generally in the range of 0.1 to 100 .mu.m, in particular in the range of 0.5 and 10 microns.
  • the BET surface area is preferably in the range of 10 to 120 m 2 / g.
  • the graphite used is preferably graphite having an average particle size in the range from 1 to 50 ⁇ m.
  • the coating composition flame retardants, such as expanded graphite, borates, in particular zinc borates, in particular ortho-boron phosphate, or intumescent compositions which inflate when exposed to higher temperatures, usually over 80 to 100 0 C, swell, or foam, and a form insulating and heat-resistant foam, which protects the underlying heat-insulating foam particles from the effects of fire and heat.
  • flame retardants such as expanded graphite, borates, in particular zinc borates, in particular ortho-boron phosphate, or intumescent compositions which inflate when exposed to higher temperatures, usually over 80 to 100 0 C, swell, or foam, and a form insulating and heat-resistant foam, which protects the underlying heat-insulating foam particles from the effects of fire and heat.
  • flame retardants are used in the polymer coating, it is also possible to achieve adequate fire protection with foam particles which contain no, in particular no halogenated, flame retardants, or to use relatively low amounts of flame retardant, since the flame retardant concentrates in the polymer coating is located on the surface of the foam particles and forms a solid scaffolding net when exposed to heat or fire.
  • the coating composition may, as additional additives, cleave intumescent compositions containing chemically bound water, or at temperatures above 40 ° C., such as metal hydroxides, metal salt hydrates, and metal oxide hydrates.
  • Suitable metal hydroxides are in particular those of groups 2 (alkaline earth metals) and 13 (boron group) of the Periodic Table. Preference is given to magnesium hydroxide, calcium hydroxide, aluminum hydroxide and borax. Alumni- nium hydroxide is particularly preferred.
  • Suitable metal salt hydrates are all metal salts in whose crystal structure water of crystallization is incorporated.
  • suitable as metal oxide hydrates are all metal oxides which are available in the crystal structure contains incorporated water of crystallization.
  • the number of crystal water molecules per formula unit may be the maximum possible or below, z.
  • copper sulfate pentahydrate trihydrate or monohydrate.
  • the metal salt hydrates or metal oxide hydrates may also contain constitutional water.
  • Preferred metal salt hydrates are the hydrates of metal halides (especially chlorides), sulfates, carbonates, phosphates, nitrates or borates. Suitable examples are magnesium sulfate decahydrate, sodium sulfate decahydrate, copper sulfate pentahydrate, nickel sulfate heptahydrate, cobalt (II) chloride hexahydrate, chromium (III) chloride hexahydrate, sodium carbonate decahydrate, magnesium chloride hexahydrate, and the tin borate. hydrates. Magnesium sulfate decahydrate and tin borate hydrates are particularly preferred.
  • metal salt hydrates are double salts or alums, for example those of the general formula: MW (SCU) 2 .12H 2 O.
  • M 1 z.
  • M 1 for example, aluminum, gallium, indium, scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, rhodium or iridium.
  • metal oxide hydrates z.
  • additional minerals for example cements, aluminum oxides, vermicullite or perlite, may additionally be added to the coating. These can be incorporated into the coating composition in the form of aqueous slurries or dispersions. Cements can also be applied by "powdering" on the foam particles. The water necessary for setting the cement can then be supplied with steam during sintering.
  • the coating composition is used in particular for coating foam particles.
  • the invention therefore furthermore relates to a process for producing coated foam particles by applying the coating composition according to the invention, preferably in the form of an aqueous dispersion, to the foam particles and optionally drying.
  • foam particles can be expanded polyolefins, such as expanded polyethylene
  • EPE expanded polypropylene
  • EPS expandable polystyrene
  • the foam particles generally have a mean particle diameter in the range of 2 to 10 mm.
  • the bulk density of the foam particles is generally 5 to 100 kg / m 3 , preferably 5 to 40 kg / m 3 and in particular 8 to 16 kg / m 3 , determined according to DIN EN ISO 60.
  • the foamed particles based on styrene polymers can be obtained by prefetching EPS with hot air or steam in a prefoamer to the desired density. By prefoaming once or several times in a pressure or continuous prefoamer, final bulk densities of less than 10 g / l can be achieved.
  • prefoamed, expandable styrene polymers containing athermal solids such as carbon black, aluminum, graphite or titanium dioxide, in particular graphite having an average particle size in the range from 1 to 50 ⁇ m particle diameter in amounts of 0, 1 to 10 wt .-%, in particular 2 to 8 wt .-%, based on EPS, and are known for example from EP-B 981 574 and EP-B 981 575 are known.
  • the foam particles may contain from 3 to 60% by weight, preferably from 5 to 20% by weight, based on the prefoamed foam particles, of a filler.
  • Suitable fillers are organic and inorganic powders or fibrous materials, as well as mixtures thereof.
  • organic fillers z As wood flour, starch, flax, hemp, ramie, jute, sisal, cotton, cellulose or aramid fibers are used.
  • carbonates, silicates, barite, glass beads, zeolites or metal oxides are used.
  • pulverulent inorganic substances such as talc, chalk, kaolin (Al 2 (Si 2 O 5 ) (OH) 4 ), aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum nitride, aluminum silicate, barium sulfate, calcium carbonate, calcium sulfate, silica, quartz powder, Aerosil®, Alumina or wollastonite or spherical or fibrous inorganic substances, such as glass beads, glass fibers or carbon fibers.
  • pulverulent inorganic substances such as talc, chalk, kaolin (Al 2 (Si 2 O 5 ) (OH) 4 ), aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum nitride, aluminum silicate, barium sulfate, calcium carbonate, calcium sulfate, silica, quartz powder, Aerosil®, Alumina or wollastonite or spherical or fibrous inorganic substances, such as glass beads, glass fibers or carbon fibers.
  • the mean particle diameter or, in the case of fibrous fillers, the length should be in the range of the cell size or smaller. Preference is given to an average particle diameter in the range from 1 to 100 ⁇ m, preferably in the range from 2 to 50 ⁇ m.
  • inorganic fillers having a density in the range from 1.0 to 4.0 g / cm 3 , in particular in the range from 1.5 to 3.5 g / cm 3 .
  • the whiteness / brightness (DIN / ISO) is preferably 50-100%, in particular 60-98%.
  • the type and amount of fillers can affect the properties of the expandable thermoplastic polymers and the particle foam moldings obtainable therefrom.
  • adhesion promoters such as maleic anhydride-modified styrene copolymers, epoxy group-containing polymers, organosilanes or styrene copolymers with isocyanate or acid groups, can significantly improve the binding of the filler to the polymer matrix and thus the mechanical properties of the particle foam moldings.
  • inorganic fillers reduce flammability.
  • inorganic powders such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide or borax, the fire behavior can be further improved.
  • Such filler-containing foam particles can be obtained, for example, by foaming filler-containing, expandable thermoplastic granules. At high filler contents required for this expandable granules by extrusion blowing agent-containing thermoplastic melts and subsequent pressurized underwater granulation such. As described in WO 2005/056653.
  • the polymer foam particles may additionally be equipped with other flame retardants.
  • they may contain from 1 to 6% by weight of an organic bromine compound, such as hexabromodylcododecane (HBCD) and optionally additionally from 0.1 to 0.5% by weight of dicumyl or a peroxide in the interior of the foam particles or the coating.
  • HBCD hexabromodylcododecane
  • dicumyl or a peroxide in the interior of the foam particles or the coating.
  • no halogen-containing flame retardants are used.
  • the coating composition according to the invention is preferably applied to the foam particles in the form of an aqueous polymer dispersion together with the clay mineral and the alkali metal silicate and optionally infrared-absorbing pigments and further additives.
  • the water glass powder contained in the coating mixture leads to a better or faster filming and thus a faster curing of the foam molding.
  • additional hydraulic binders based on cement, lime cement or gypsum may be added in amounts at which no appreciable embrittlement of the foam occurs.
  • foam particles For coating the foam particles, conventional methods, such as spraying, dipping or wetting the foam particles with an aqueous coating Composition in conventional mixers, sprayers, dipping devices or drum apparatuses are used.
  • the foam particles coated according to the invention can additionally be coated with amphiphilic or hydrophobic organic compound.
  • the coating with hydrophobing agent is expediently carried out before the application of the aqueous coating composition according to the invention.
  • hydrophobic organic compounds are in particular C 1 0 - C30 paraffin waxes, reaction products of N-methylolamine and a fatty acid derivatives, reaction products of a C 9 -Cn oxo alcohol with ethylene oxide, propylene oxide or butylene oxide or polyfluoroalkyl (meth) acrylates or mixtures thereof , which can preferably be used in the form of aqueous emulsions.
  • Preferred hydrophobizing agents are paraffin waxes having 10 to 30 carbon atoms in the carbon chain, which preferably have a melting point between 10 and 7O 0 C, in particular between 25 and 6O 0 C.
  • paraffin waxes are contained, for example, in the BASF commercial products RAMASIT KGT, PERSISTOL E and PERSISTOL HP, as well as in AVERSIN HY-N from Henkel and CEROL ZN from Sandoz.
  • Suitable hydrophobizing agents are resinous reaction products of an N-methylolamine with a fatty acid derivative, e.g. Example, a fatty acid amide, amine or alcohol, as z.
  • a fatty acid derivative e.g. Example, a fatty acid amide, amine or alcohol
  • Its melting point is generally from 50 to 9O 0 C.
  • Such resins are for.
  • PERSISTOL HP and in ARCOPHOB EFM from Hoechst are examples of polystyrenethacrylate
  • polyfluoroalkyl (meth) acrylates are also suitable, for example, perfluorooctyl acrylate. This substance is contained in the BASF commercial product PERSISTOL O and in OLEOPHOBOL C from Pfersee.
  • Suitable coating agents are antistatic agents, such as emulsifier K30 (mixture of secondary sodium alkanesulfonates) or glycerol stearates, such as glycerol monostearate GMS or glycerol tristearate.
  • emulsifier K30 mixture of secondary sodium alkanesulfonates
  • glycerol stearates such as glycerol monostearate GMS or glycerol tristearate.
  • the method according to the invention is distinguished by the fact that the coating materials which are customary for the coating of expandable polystyrene, in particular stearates, can be used to a reduced extent or eliminated altogether, without negatively influencing the product quality.
  • the foam particles provided with the coating according to the invention can be sintered in a mold. there The coated foam particles can be used while still wet or after drying.
  • the drying of the coating composition applied to the foam particles can take place, for example, in a fluidized bed, paddle dryer or by passing air or nitrogen through a loose bed.
  • a drying time of 5 minutes to 24 hours, preferably 30 to 180 minutes at a temperature in the range of 0 to 80 0 C, preferably in the range of 30 to 60 0 C is sufficient for the formation of the water-insoluble polymer film.
  • the water content of the coated foam particles after drying is preferably in the range from 1 to 40 wt .-%, more preferably in the range of 2 to 30 wt .-%, most preferably in the range of 5 to 15 wt .-%. It can be determined, for example, by Karl Fischer titration of the coated foam particles.
  • the weight ratio of foam particles / coating mixture after drying is preferably 2: 1 to 1:10, particularly preferably 1: 1 to 1: 5.
  • the foam particles dried according to the invention can be sintered in conventional molds with hot air or steam to give foam moldings.
  • the pressure can be generated for example by reducing the volume of the mold by means of a movable punch.
  • a pressure in the range from 0.5 to 30 kg / cm 2 is set here.
  • the mixture of coated foam particles is filled into the opened mold.
  • the foam particles are pressed with the stamp, wherein the air between the foam particles escapes and the gusset volume is reduced.
  • the foam particles are connected by the coating to the foam molding.
  • a compression takes place about 10 to 90%, preferably 60 to 30%, in particular 50 to 30% of the initial volume.
  • a pressure of 1 to 5 bar is usually sufficient for this purpose.
  • the mold is designed according to the desired geometry of the foam molding.
  • the degree of filling depends, inter alia, on the desired thickness of the later molded part.
  • foam boards a simple box-shaped form can be used.
  • the compression can z. B. by shaking the form, tumbling or other suitable measures.
  • hot air or water vapor can be pressed into the mold or the mold heated.
  • any heat transfer media such as oil or steam can be used.
  • the hot air or the mold is suitably tempered for this purpose to a temperature in the range of 20 to 120 0 C, preferably 30 to 90 0 C.
  • the sintering can be carried out continuously or discontinuously under the action of microwave energy.
  • microwaves are generally used in the frequency range between 0.85 and 100 GHz, preferably 0.9 to 10 GHz and irradiation times between 0.1 to 15 minutes. It is also possible to produce foam boards with a thickness of more than 5 cm.
  • the method When using hot air or steam at temperatures in the range of 80 to 150 0 C or by irradiation of microwave energy usually forms an overpressure of 0.1 to 1, 5 bar, so that the method is carried out without external pressure and without volume reduction of the mold can be.
  • the internal pressure resulting from higher temperatures allows the foam particles to expand slightly further, and in addition to bonding via the polymer coating, these can also be welded by softening the foam particles themselves.
  • the gussets disappear between the foam particles.
  • the shape can also be heated with a heat transfer medium as described above. When microwaves are irradiated, the inorganic coating constituents are generally heated, which then crosslink or condense more quickly as a result.
  • the prefoamed and coated foam particles may be continuously applied to the lower of two metal bands, which may optionally have a perforation, and processed with or without compression by the converging metal bands into endless foam sheets.
  • the volume between the two belts is progressively reduced, compressing the product between the belts and eliminating the gussets between the foam particles. After a curing zone, an endless plate is obtained.
  • the volume between the bands can be kept constant and pass through a zone of hot air or microwave irradiation in which the foam particles re-foam. Again, the gussets disappear and an endless plate is obtained.
  • the thickness, length and width of the foam sheets can vary within wide limits and is limited by the size and closing force of the tool.
  • the thickness of the foam sheets is usually 1 to 500 mm, preferably 10 to 300 mm. Further preferred sizes and order ranges are 10 to 200 mm, preferably 20 to 110 mm, particularly preferably 25 to 95 mm.
  • the density of the foam moldings according to DIN 53420 is generally 10 to 150 kg / m 3 , preferably 20 to 90 kg / m 3 . With the method it is possible to obtain foam moldings with uniform density over the entire cross section.
  • the density of the edge layers corresponds approximately to the density of the inner regions of the foam molding.
  • the process can also be used crushed foam particles made of recycled foam moldings.
  • the comminuted foam recycled to 100% or z. B. in proportions of 2 to 90 wt .-%, in particular 5 to 25 wt .-% are used together with virgin material, without significantly affecting the strength and mechanical properties.
  • the coating may also contain other additives which preferably or only slightly contribute to the combustibility and / or substances which in the non-fired state have a positive influence on the mechanical or thermal properties, for example vermiculites, in addition to the mechanical and hydraulic properties to modify
  • a preferred method comprises the steps:
  • prefoaming of expandable styrene polymers into foam particles ii) applying the coating composition according to the invention in the form of an aqueous dispersion to the foam particles, iii) drying the polymer dispersion on the foam particles to form a water-insoluble polymer film iv) filling the polymer film-coated foam particles into a mold and sintering.
  • a particularly preferred method involves the pressing of the still water-moist foam particles according to the following process:
  • prefoaming of expandable styrene polymers into foam particles ii) applying the coating composition according to the invention in the form of an aqueous dispersion to the foam particles, iii) filling the coated with the coating composition and still moist foam particles in a mold, pressing and curing by exposure to temperature and / or microwave.
  • the process is suitable for the production of simple or complex foam moldings, such as plates, blocks, tubes, rods, profiles, etc.
  • sheets or blocks which can be subsequently sawn or cut into sheets are produced.
  • they can be used in construction for the insulation of exterior walls.
  • They are particularly preferably used as core layer for the production of sandwich elements, for example so-called structural insulation panels (SIP), which are used for the construction of cold stores or warehouses.
  • SIP structural insulation panels
  • the clay minerals can be easily dispersed in aqueous polymer dispersions and applied to the prefoamed foam particles.
  • the ceramization with the alkali silicate is carried out only in case of fire at temperatures of about 500 0 C.
  • the use of clay minerals, such as kaolin in the coating composition does not lead to embrittlement of the foam molding in sintering.
  • the resulting in case of fire porous ceramic framework structure then withstands temperatures of about 1000 0 C stood.
  • the foam particles provided with the coating according to the invention can be sintered into foam moldings which have a high fire resistance value E30, in particular E60 or F30, in particular F60, and prevent flame penetration even with prolonged flame exposure of more than 30 or 60 minutes and the structural integrity the resulting porous ceramic framework structure is maintained.
  • Such foam moldings can be used as sandwich elements.
  • sealing strips between the individual sandwich panels (panels) are usually used, especially in cooling and storage halls.
  • the seal should be designed so that the gas-tightness of the fugue facing away from the joint even if the panels in case of fire, ie subject to heat, dimensional changes, in the joints to the effects of force and resulting shifts in different spatial directions can lead.
  • Sealing tapes of polyurethanes brittle usually at about 120 0 C. If hot vapors reach the sealing tape brittle this and loses its sealing properties. Therefore, it comes to the breakthrough of the hot gases and the corresponding heating of the temperature sensors on the outside.
  • sealing tapes are used which have a certain elasticity even at higher temperatures. Ie. When the joint and the band heats up and "warps", the band still seals (airtightness), which prevents the gases from escaping at the front, as shown, for example, by the fact that there is almost no difference in temperature even after 30 minutes In this case, it is not necessary to make an asymmetrical structure, since very high temperatures occur within the furnace within a very short time, whereupon the outer sheets of the sandwich elements detach from the core. which immediately allow the gases to escape inside the oven.
  • the sealing tapes should not only remain elastic when exposed to heat but, within certain limits, also be able to "re-inflate", ie possess intumescent properties in order to be able to maintain gas-tightness in the case of dimensional changes in the region of the joint, in particular in the case of gap formation Therefore, intumescent sealing tapes are inserted between the abutting core layers of the sandwich elements, which then foam step by step as the joint widens and both the temperature and the gas propagation are decelerated. This measure reduces the temperature load acting on the joint remote from the source of the fire and thus significantly improve the service life of the "outer joint".
  • foam-like structures or elastic fiber structures which are inserted into the joints during the construction of the panel construction and are pressed together when the panels are finally fixed on the substructure.
  • this elastic "inlay” can adapt to the changed dimensions in the area of the joint and thereby seal it more efficiently Suitable for this purpose are melamine resin foams (Basotect® from BASF SE), mineral wool strips or a flame-retardant polyethylene foam strip.
  • the cores could also be provided with a profile, e.g. B. stepped rabbet or tongue and groove, with integrated or inserted spring, are provided so that the cores engage with each other and thus also better seal. Of importance is also the geometry of the joint. Preference is given to "standard joints" with the greatest possible overlap and mechanical rigidity. To seal the joint own from the core material milled groove and springs, for example, after the Inta-Lock concept, with milled into the core material, several centimeters deep groove but with loose, nachzuläglich einditionder on the site spring.
  • the spring for example, Regips strips, strips of silicone or intumescent materials such as expanded graphite or silicates, for example Palusol® or the coating composition according to the invention, mineral fiber wedges, wedges of melamine resin foams (Basotect®), thin sheet metal strips, the can be inserted on both sides in a thin groove.
  • the springs can be fixed mechanically by means of screws, rivets, etc.
  • elastic inlays and sealing tapes are suitable, which are inserted into the metal recess of the joint profile and swell when exposed to heat and seal the joints. The elastic inlays in the surface would be
  • Applications include pallets made of foam as a replacement for wooden pallets, cover panels, refrigerated containers, caravans. Due to their excellent fire resistance, they are also suitable for airfreight.
  • Particularly preferred application forms are building applications, for example facades, in particular ventilated facades, flat roofs, trapezoidal flat roofs and fire bars.
  • test A the volume loss in case of fire
  • test B the water absorption of the cubes was determined.
  • a cube of 5 cm edge length was completely immersed in 50 0 C warm water and completely wetted with water for 24 hours.
  • the cube was weighed again after drying and thus determined the proportion of leached coating.
  • the water in the container was evaporated and the residue was weighed to give a more accurate reading.
  • the cube was again completely dried and subjected to a fire test as described in Test A). This resulted in the loss of fire after water exposure (Test C).
  • polystyrene foam particles (10 g / L, Neopor ® 2300) were incubated with the indicated in Table 1 coating in a weight ratio of 1: coated homogeneously. 4 The coated particles were then filled into an aluminum mold (20 x 20 cm) and pressed under pressure to 50% of the original volume. The examination of the samples obtained was carried out as described under "Test Methods".
  • Water glass powder 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
  • Kaolin 100 100 120 120 100 100 120 120
  • Test C at 800 ° C. [-%] * 20 20 26 15 10 7 * does not mean measurable.
  • Examples 2 to 7 according to the invention showed good values after water exposure according to test B and C, whereas the comparative sample according to example 1 was not measurable ( * ) due to decomposition.

Abstract

The invention relates to a coating composition containing at least one cross-linking agent and a hydrophobically acting amount of a compound containing silicon, to foam particles coated therewith, to molded foam bodies produced therefrom, and to the use thereof.

Description

Beschichtungszusammensetzung für Schaumstoffpartikel Coating composition for foam particles
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungszusammensetzung, damit beschichtete Schaumstoffpartikel, sowie daraus hergestellte Schaumstoffformkörper und deren Verwendung.The invention relates to a coating composition, thus coated foam particles, as well as molded foam articles produced therefrom and their use.
Partikelschaumstoffe werden üblicherweise durch Versintern von Schaumstoffpartikeln, beispielsweise aus vorgeschäumten expandierbaren Polystyrolpartikeln (EPS) oder expandierten Polypropylenpartikeln (EPP) in geschlossenen Formen mittels Wasserdampf erhalten.Particulate foams are usually obtained by sintering foam particles, for example prefoamed expandable polystyrene particles (EPS) or expanded polypropylene particles (EPP) in closed forms by means of steam.
Schwerentflammbare Polystyrolschaumstoffe werden in der Regel mit halogenhaltigen Flammschutzmitteln, wie Hexabromocyclododekan (HBCD), ausgerüstet. Die Zulassung als Dämmstoffe im Bausektor ist allerdings auf bestimmte Anwendungen begrenzt. Ursache dafür ist unter anderem das Schmelzen und Abtropfen der Polymermatrix im Brandfalle. Darüber hinaus sind die halogenhaltigen Flammschutzmittel hinsichtlich ihrer toxikologischen Eigenschaften nicht uneingeschränkt einsetzbar.Flame-retardant polystyrene foams are generally equipped with halogen-containing flame retardants, such as hexabromocyclododecane (HBCD). However, the approval as an insulating material in the construction sector is limited to certain applications. One of the reasons for this is the melting and dripping of the polymer matrix in case of fire. In addition, the halogen-containing flame retardants can not be used without restriction in terms of their toxicological properties.
Die WO 00/050500 A1 beschreibt flammgeschützte Schaumstoffe aus vorgeschäumten Polystyrolpartikeln, welche zusammen mit einer wässrigen Natriumsilikatlösung und einem Latex eines hochmolekularen Vinylacetatcopolymer gemischt, in eine Form gegossen und unter Schütteln an Luft getrocknet werden. Hierbei entsteht nur eine lose Schüttung aus Polystyrolpartikeln, die an wenigen Punkten miteinander verklebt sind und daher nur ungenügende mechanische Festigkeiten aufweisen.WO 00/050500 A1 describes flameproofed foams of prefoamed polystyrene particles which are mixed together with an aqueous sodium silicate solution and a latex of a high molecular weight vinyl acetate copolymer, poured into a mold and dried in air while shaking. This results in only a loose bed of polystyrene particles that are glued together at a few points and therefore have only insufficient mechanical strength.
Die WO 2005/105404 A1 beschreibt ein energiesparendes Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffformkörpern, bei der die vorgeschäumten Schaumstoffpartikel mit ei- ner Harzlösung beschichtet werden, welche eine gegenüber dem expandierbaren Polymer niedrigere Erweichungstemperatur aufweist. Die beschichteten Schaumstoffpartikel werden anschließend in einer Form unter Anwendung äußeren Drucks oder durch Nachexpansion der Schaumstoffpartikel mit heißem Wasserdampf verschweißt.WO 2005/105404 A1 describes an energy-saving process for the production of foam moldings, in which the prefoamed foam particles are coated with a resin solution which has a lower softening temperature than the expandable polymer. The coated foam particles are then sealed in a mold using external pressure or by post-expansion of the foam particles with hot steam.
Die WO 2007/023089 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffformkörpern aus vorgeschäumten Schaumstoffpartikeln, welche eine Polymerbeschich- tung aufweisen. Als bevorzugte Polymerbeschichtung wird eine Mischung aus einer Wasserglaslösung, Wasserglaspulver und einer Polymerdispersion eingesetzt. Der Polymerbeschichtung können gegebenenfalls hydraulische Bindemittel auf Basis von Zement oder Metallsalz-Hydrate, beispielsweise Aluminiumhydroxid zugesetzt werden. Ein ähnliches Verfahren beschreibt die WO 2008/0437 A1 , wonach die beschichteten Schaumstoffpartikel getrocknet und anschließend zu einer Feuer- und hitzebeständigen Schaumstoffformteilen verarbeitet werden können.WO 2007/023089 A1 describes a process for producing foam moldings from prefoamed foam particles which have a polymer coating. The preferred polymer coating used is a mixture of a waterglass solution, waterglass powder and a polymer dispersion. If desired, hydraulic binders based on cement or metal salt hydrates, for example aluminum hydroxide, may be added to the polymer coating. A similar process is described in WO 2008/0437 A1, according to which the coated foam particles can be dried and then processed into a fire and heat-resistant foam moldings.
Die WO 00/52104 A1 betrifft eine im Brandfall dämmschichtbildende Brandschutzbe- schichtung auf Basis von im Brandfall schaumschichtbildenden und kohlenstoffbildenden Substanzen, welche als Treibmittel Melaminpolyphospat enthält. Angaben zur Wasserresistenz sind nicht enthalten.WO 00/52104 A1 relates to a fire protection coating which forms an insulating layer in the event of fire and based on foam-forming and carbon-forming substances in the event of fire, which contains melamine polyphosphate as the blowing agent. Information on water resistance is not included.
Die WO 2008/043700 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von beschichteten Schaumstoffpartikeln mit einem wasserunlöslichen Polymerfilm. Die nicht vorveröffentlichte Patentanmeldung PCT/EP 2008/06136 betrifft eine Beschichtungszusammenset- zung für Schaumstoffpartikel enthaltend ein Tonmineral, ein Alkalisilikat und ein verfilmendes Polymer.WO 2008/043700 A1 relates to a process for producing coated foam particles with a water-insoluble polymer film. The non-prepublished patent application PCT / EP 2008/06136 relates to a coating composition for foam particles containing a clay mineral, an alkali metal silicate and a film-forming polymer.
Hydraulische Bindemittel wie Zement binden in wässriger Aufschlämmung mit Kohlendioxid schon bei Raumtemperatur ab. Dadurch kann eine Versprödung der Schaumstoffplatte auftreten. Außerdem halten die nach dem zitierten Stand der Technik hergestellten Schaumstoffplatten Temperaturen von über 800 0C im Brandfall nicht stand und brechen im Brandfall zusammen.Hydraulic binders such as cement bind in aqueous slurry with carbon dioxide even at room temperature. As a result, embrittlement of the foam plate occur. In addition, keep the foam plates produced according to the cited prior art temperatures of about 800 0 C in case of fire and break down in case of fire.
Die bekannten Beschichtungszusammensetzungen sind im Hinblick auf die gleichzeitige Verbesserung der Flamm-/Hitzebeständigkeit und ihre Wasserresistenz bei einer Wasserexposition oder bei erhöhter Feuchtigkeit verbesserungswürdig. Viele bekannte Materialien verlieren bei direkter Wasserexposition nach kurzer Zeit ihre ursprüngliche Form. Wird darüber hinaus ein üblicher Brandtest durchgeführt, so verlieren derartige Materialien häufig komplett ihre strukturelle Integrität. Übrig bleiben dabei in der Regel pulvrige Mischungen, die den technischen Anforderungen nicht mehr genügen.The known coating compositions are in need of improvement in view of the simultaneous improvement of flame / heat resistance and their water resistance in water exposure or in increased humidity. Many known materials lose their original shape after a short time in the case of direct water exposure. In addition, if a standard fire test is performed, such materials often completely lose their structural integrity. As a rule, this leaves powdery mixtures which no longer meet the technical requirements.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Beschichtungszusammensetzungen für Schaumstoffpartikel, beschichtete Schaumstoffpartikel und Schaumstoffformkörper zur Verfügung zu stellen, die sowohl eine hinreichende Flamm-/Hitzebeständigkeit als auch eine hinreichende Wasserresistenz bei längerer Wasserbelastung aufweisen, insbesondere bei sogenannten Durability-Tests, bei denen ein Baumaterial erhöhten Luftfeuchtigkeiten (nahe 100 %) und Temperaturen um ca. 65 0C ausgesetzt ist.The object of the present invention was to provide coating compositions for foam particles, coated foam particles and foam moldings which have both adequate flame / heat resistance and adequate water resistance with prolonged water exposure, in particular in the case of so-called durability tests, in which a building material increased Humidity (near 100%) and temperatures around 65 0 C is exposed.
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungszusammensetzung enthaltend:The invention relates to a coating composition comprising:
a) 20 bis 70 Gewichtsteile eines Tonminerals b) 20 bis 70 Gewichtsteile eines Alkalisilikates c) 1 bis 30 Gewichtsteile eines verfilmenden Polymeren d) 1 bis 20 Gewichtsteile eines Vernetzers, insbesondere auf Basis eines Phosphates oder einer Melaminverbindung.a) 20 to 70 parts by weight of a clay mineral b) 20 to 70 parts by weight of an alkali metal silicate c) 1 to 30 parts by weight of a film-forming polymer d) 1 to 20 parts by weight of a crosslinking agent, in particular based on a phosphate or a melamine compound.
Die Beschichtungszusammensetzung wird vorzugsweise als wässrige Dispersion eingesetzt, wobei der Wassergehalt inklusive des beispielsweise als Kristallwasser gebundenen Wassers vorzugsweise im Bereich von 10 bis 40, insbesondere 15 bis 30 Gew.-% bezogen auf die gesamte wässrige Dispersion beträgt.The coating composition is preferably used as an aqueous dispersion, wherein the water content including the water bound, for example, as water of crystallization is preferably in the range of 10 to 40, in particular 15 to 30 wt .-% based on the total aqueous dispersion.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin e) eine hydrophobierend wirkende Menge einer siliziumhaltigen Verbindung, insbesondere eines Silikons, enthalten, insbesondere 0,2 bis 5 Gewichtsteile. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich hierbei um eine Silikonemulsion mit Silikonteilchen unterschiedlicher Größe. Hierdurch kann eine besonders gute Penetration in porösen Mate- rialien erreicht werden.In a particularly preferred embodiment, furthermore, e) contains a hydrophobizing amount of a silicon-containing compound, in particular a silicone, in particular 0.2 to 5 parts by weight. In a particularly preferred embodiment, this is a silicone emulsion with silicone particles of different sizes. As a result, a particularly good penetration in porous materials can be achieved.
Eine bevorzugte Beschichtungszusammensetzung enthältA preferred coating composition contains
a) 30 bis 50 Gewichtsteile eines Tonminerals b) 30 bis 50 Gewichtsteile eines Alkalisilikates c) 5 bis 20 Gewichtsteile eines verfilmenden Polymeren d) 5 bis 10 Gewichtsteile eines Phosphates oder eines Melamins e) 0,5 bis 3 Gewichtsteile eines Silikons f) 5 bis 40 Gewichtsteile eines Infrarot absorbierenden Pigmentes.a) 30 to 50 parts by weight of a clay mineral b) 30 to 50 parts by weight of an alkali silicate c) 5 to 20 parts by weight of a film-forming polymer d) 5 to 10 parts by weight of a phosphate or a melamine e) 0.5 to 3 parts by weight of a silicone f) 5 to 40 parts by weight of an infrared absorbing pigment.
Die vorstehenden Mengenangaben beziehen sich jeweils auf Feststoff bezogen auf Feststoff der Beschichtungszusammensetzung. Bevorzugt ergänzen sich die Komponenten a) bis e) bzw. a) bis f) zu 100 Gew.-%.The amounts given above each refer to solids based on solids of the coating composition. The components a) to e) or a) to f) preferably add up to 100% by weight.
Bevorzugt liegt das Gewichtsverhältnis Tonmineral zu Alkalisilikat in der Beschichtungszusammensetzung im Bereich von 1 : 2 bis 2 : 1.Preferably, the weight ratio of clay mineral to alkali silicate in the coating composition is in the range of 1: 2 to 2: 1.
Als Tonminerale a) eignen sich insbesondere Allophan AI2[SiO5]SO3 n H2O, Kaolinit AI4I(OH)8ISi4OiO], Halloysit AI4E(OH)8ISi4Oi0] 2 H2O, Montmorillonit (Smectit) (AI,Mg,Fe)2[(OH2|(Si,AI)4Oi0] Nao,33(H20)4, VermiculitSuitable clay minerals a) are in particular allophan Al 2 [SiO 5 ] SO 3 .n H 2 O, kaolinite Al 4 I (OH) 8 ISi 4 OiO], Halloysite Al 4 E (OH) 8 ISi 4 Oi 0 ] 2 H 2 O, montmorillonite (smectite) (Al, Mg, Fe) 2 [(OH 2 | (Si, Al) 4 Oi 0 ] Na o , 33 (H 2 O ) 4 , vermiculite
Mg2(AI, Fe, Mg)[(OH2|(Si,AI)4Oi0] Mg035(H2O)4 enthaltende Mineralien oder Mischungen davon. Besonders bevorzugt wird Kaolin eingesetzt. Als Alkalisilikat b) wird vorzugsweise ein wasserlösliches Alkalisilikate mit der Zusammensetzung M2O(SiO2)n mit M = Natrium oder Kalium und n = 1 bis 4 oder Mischungen davon eingesetzt.Kaolin is particularly preferably used Mg 035 (H 2 O) 4 or mixtures thereof containing minerals | Mg 2 (Al, Fe, Mg) [(Si, Al) 4 Oi 0 (OH 2].. The alkali silicate b) used is preferably a water-soluble alkali metal silicate with the composition M 2 O (SiO 2 ) n with M = sodium or potassium and n = 1 to 4 or mixtures thereof.
In der Regel enthält die Beschichtungszusammensetzung als verfilmendes Polymer e) ein unvernetztes Polymer, das eine oder mehrere Glasübergangstemperaturen im Bereich von -60° bis + 100 0C aufweist. Bevorzugt liegen die Glasübergangstemperaturen des getrockneten Polymerfilmes im Bereich von -30° bis + 80 0C, besonders bevorzugt im Bereich von -10° bis + 60 0C. Die Glasübergangstemperatur kann mittels Differential Scanning Calorimetrie (DSC, gemäß ISO 1 1357-2, Aufheizrate 20 K/min) bestimmt werden. Das Molekulargewicht des Polymerfilms, bestimmt nach Gelpermea- tionschromatographie (GPC), liegt bevorzugt unter 400.000 g/mol.In general, the coating composition contains as the film-forming polymer e) an uncrosslinked polymer which has one or more glass transition temperatures in the range of -60 ° to + 100 0 C. Preferably, the glass transition temperatures of the dried polymer film are in the range from -30 ° to + 80 0 C, more preferably in the range of -10 ° to + 60 0 C. The glass transition temperature can by means of differential scanning calorimetry (DSC, in accordance with ISO 1 1357-2, Heating rate 20 K / min) can be determined. The molecular weight of the polymer film, determined by gel permeation chromatography (GPC), is preferably below 400,000 g / mol.
Bevorzugt enthält die Beschichtungszusammensetzung als verfilmendes Polymer ein Emulsionspolymerisat aus ethylenisch ungesättigten Monomen wie vinylaromatischen Monomeren, wie α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, Ethylstyrol, tert.-Butylstyrol, Vinylstyrol, Vinyltoluol, 1 ,2-Diphenylethylen, 1 ,1-Diphenylethylen, Alkenen, wie Ethylen oder Pro- pylen, Dienen, wie 1 ,3-Butadien, 1 ,3-Pentadien, 1 ,3-Hexadien, 2,3-Dimethylbutadien, Isopren, Piperylen oder Isopren, α,ß-ungesättigten Carbonsäuren, wie Acrylsäure und Methacrylsäure, deren Estern, insbesondere Alkylester, wie Ci.io-Alkylester der Acrylsäure, insbesondere die Butylester, vorzugsweise n-Butyl-acrylat, und die Ci.io- Alkylester der Methacrylsäure, insbesondere Methylmethacrylat (MMA), oder Carbon- säureamide, beispielsweise Acrylsäureamid und Methacrylsäureamid.The coating composition preferably comprises as film-forming polymer an emulsion polymer of ethylenically unsaturated monomers such as vinylaromatic monomers, such as α-methylstyrene, p-methylstyrene, ethylstyrene, tert-butylstyrene, vinylstyrene, vinyltoluene, 1,2-diphenylethylene, 1,1-diphenylethylene, alkenes such as ethylene or propylene, dienes such as 1, 3-butadiene, 1, 3-pentadiene, 1, 3-hexadiene, 2,3-dimethylbutadiene, isoprene, piperylene or isoprene, α, ß-unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid, esters thereof, in particular alkyl esters, such as C 1-10 -alkyl esters of acrylic acid, in particular the butyl esters, preferably n-butyl acrylate, and the C 1-10 -alkyl esters of methacrylic acid, in particular methyl methacrylate (MMA), or carboxylic acid amides, for example, acrylamide and methacrylamide.
Die Polymeren können gegebenenfalls 1 bis 5 Gew.-% Comonomere, wie (Meth)acryl- nitril, (Meth)acrylamid, Ureido(meth)acrylat, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 3-Hydroxy- propyl(meth)acrylat, Acrylamidpropansulfonsäure, Methylolacrylamid oder das Natriumsalz der Vinylsulfonsäure enthalten.The polymers may optionally contain from 1 to 5% by weight of comonomers, such as (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, ureido (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, Acrylamidepropanesulfonic acid, methylolacrylamide or the sodium salt of vinylsulfonic acid.
Besonders bevorzugt ist das verfilmende Polymer aus ein oder mehreren der Monomeren Styrol, Butadien, Acrylsäure, Methacrylsäure, d-4-Alkylacrylaten, d-4-Alkylmeth- acrylaten, Acrylsäureamid, Methacrylsäureamid und Methylolacrylsäureamid aufgebaut.More preferably, the polymer is verfilmende from one or more of the monomers styrene, butadiene, acrylic acid, methacrylic acid, d- 4 alkyl acrylates, acrylates d- 4 -Alkylmeth-, acrylamide, methacrylamide and constructed methylolacrylic.
Geeignete Polymere c) sind beispielsweise durch radikalische Emulsionspolymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren, wie Styrol, Acrylate oder Methacrylate, wie in WO 00/50480 beschrieben, erhältlich.Suitable polymers c) are obtainable, for example, by free-radical emulsion polymerization of ethylenically unsaturated monomers, such as styrene, acrylates or methacrylates, as described in WO 00/50480.
Die Herstellung der Polymere c) erfolgt in an sich bekannter Weise, etwa durch Emul- sions-, Suspensions-, oder Dispersionspolymerisation, bevorzugt in wässriger Phase. Man kann das Polymer auch durch Lösungs- oder Massepolymerisation herstellen, ggf. zerteilen und die Polymerpartikel anschließend in Wasser in üblicher weise dispergie- ren. Bei der Polymerisation werden die für das jeweilige Polymerisationsverfahren üblichen Initiatoren, Emulgatoren bzw. Suspensionshilfsmittel, Regler bzw. sonstigen Hilfsstoffe mit verwendet; man polymerisiert kontinuierlich oder diskontinuierlich bei den für das jeweilige Verfahren üblichen Temperaturen und Drucken in gebräuchlichen Reaktoren.The polymers c) are prepared in a manner known per se, for example by emulsion, suspension or dispersion polymerization, preferably in the aqueous phase. The polymer can also be prepared by solution or bulk polymerization, optionally divided and the polymer particles subsequently dispersed in water in the usual way. During the polymerization, the initiators, emulsifiers or suspension aids, regulators or other auxiliaries customary for the particular polymerization process are used with used; it is polymerized continuously or discontinuously at the usual temperatures and pressures for the respective process in conventional reactors.
Bei dem erfindungsgemäß zu verwendenden Vernetzer d) handelt es sich insbesonde- re um ein Phosphat oder eine Melaminverbindung.The crosslinker d) to be used according to the invention is, in particular, a phosphate or a melamine compound.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Phosphat ein anorganisches Phosphat, insbesondere Aluminiumphosphat, Borphosphat oder Ammoniumphosphat.In a particularly preferred embodiment, the phosphate is an inorganic phosphate, in particular aluminum phosphate, boron phosphate or ammonium phosphate.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Melamin ein Melaminphosphat oder Melamincyanurat.In a further preferred embodiment, the melamine is a melamine phosphate or melamine cyanurate.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Vernetzer ein MeI- aminpolyphosphat, insbesondere der FormelIn a further particularly preferred embodiment, the crosslinker is a methyl aminopolyphosphate, in particular of the formula
(HMPO3)n (HMPO3) n
worin bedeutenin which mean
M ein Melaminrest n eine ganze Zahl wenigstens 2, insbesondere 2 bis 10000.M is a melamine radical n is an integer of at least 2, in particular 2 to 10,000.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist als Vernetzer d) Melaninpolyphosphat zusammen mit Melamincyanurat enthalten.In a preferred embodiment, crosslinking agent d) comprises melanin polyphosphate together with melamine cyanurate.
Weitere Vernetzer d) sind beispielsweise Aminsulfonat, Dicyandiamid und Trishydrazi- notriazine.Further crosslinkers d) are, for example, amine sulfonate, dicyandiamide and tris-hydrazino-notriazines.
Das erfindungsgemäß zu verwendende Silikon e) ist vorzugsweise eine wässrige SiIi- konemulsion. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eines der folgenden Bestandteile in der Silikonemulsion enthalten: Kieselsäure, Diethoxyoc- tylsilyltrimethylsilylester, Dimethylsiloxan, hydroxybegrenztes Aminoethylaminopropyl- silsesquioxan. Bevorzugt wird zur Verringerung der Wärmeleitfähigkeit ein Infrarot-absorbierendes Pigment (IR-Absorber), wie Ruß, Koks, Aluminium, Graphit oder Titandioxid in Mengen von 5 bis 40 Gew.-%, insbesondere in Mengen von 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf den Feststoff der Beschichtung, eingesetzt. Die Partikelgröße des IR-absorbierenden Pigments liegt in der Regel im Bereich von 0,1 bis 100 μm, insbesondere im Bereich von 0,5 und 10 μm.The silicone e) to be used according to the invention is preferably an aqueous silicone emulsion. In a particularly preferred embodiment, at least one of the following constituents is contained in the silicone emulsion: silicic acid, diethoxycylsilyltrimethylsilyl ester, dimethylsiloxane, hydroxy-limited aminoethylaminopropylsilsesquioxane. To reduce the thermal conductivity, preference is given to using an infrared-absorbing pigment (IR absorber), such as carbon black, coke, aluminum, graphite or titanium dioxide, in amounts of from 5 to 40% by weight, in particular in amounts of from 10 to 30% by weight, based on the solid of the coating used. The particle size of the IR-absorbing pigment is generally in the range of 0.1 to 100 .mu.m, in particular in the range of 0.5 and 10 microns.
Bevorzugt wird Ruß mit einer mittleren Primär-Teilchengröße im Bereich von 10 bis 300 nm, insbesondere im Bereich von 30 bis 200 nm eingesetzt. Die BET-Oberfläche liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 120 m2/g.Carbon black with an average primary particle size in the range from 10 to 300 nm, in particular in the range from 30 to 200 nm, is preferably used. The BET surface area is preferably in the range of 10 to 120 m 2 / g.
Als Graphit wird bevorzugt Graphit mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich von 1 bis 50 μm eingesetzt.The graphite used is preferably graphite having an average particle size in the range from 1 to 50 μm.
Des Weiteren kann die Beschichtungszusammensetzung Flammschutzmittel, wie Blähgraphit, Borate, insbesondere Zinkborate, insbesondere ortho-Borphosphat, oder intumeszierende Massen enthalten, welche sich bei Einwirkung höherer Temperaturen, in der Regel über 80 bis 100 0C, aufblähen, quellen oder aufschäumen und dabei einen isolierenden und hitzebeständigen Schaum bilden, der die darunter liegenden wärme- dämmende Schaumstoffpartikel vor der Feuer- und Hitzewirkung schützt.Furthermore, the coating composition, flame retardants, such as expanded graphite, borates, in particular zinc borates, in particular ortho-boron phosphate, or intumescent compositions which inflate when exposed to higher temperatures, usually over 80 to 100 0 C, swell, or foam, and a form insulating and heat-resistant foam, which protects the underlying heat-insulating foam particles from the effects of fire and heat.
Bei Verwendung von Flammschutzmitteln in der Polymerbeschichtung, ist es auch möglich, einen ausreichenden Brandschutz mit Schaumstoffpartikeln, die keine, insbesondere keine halogenierten Flammschutzmittel enthalten, zu erreichen, bzw. mit ge- ringeren Mengen an Flammschutzmittel auszukommen, da sich das Flammschutzmittel in der Polymerbeschichtung konzentriert auf der Oberfläche der Schaumstoffpartikel befindet und bei Hitze- oder Feuereinwirkung ein festes Gerüstnetz bildet.When flame retardants are used in the polymer coating, it is also possible to achieve adequate fire protection with foam particles which contain no, in particular no halogenated, flame retardants, or to use relatively low amounts of flame retardant, since the flame retardant concentrates in the polymer coating is located on the surface of the foam particles and forms a solid scaffolding net when exposed to heat or fire.
Die Beschichtungszusammensetzung kann als zusätzliche Additive intumeszierende Massen, die chemisch gebundenes Wasser enthalten, oder bei Temperaturen über 40 0C Wasser abspalten, wie Metallhydroxide, Metallsalz-Hydrate und Metalloxid- Hydrate.The coating composition may, as additional additives, cleave intumescent compositions containing chemically bound water, or at temperatures above 40 ° C., such as metal hydroxides, metal salt hydrates, and metal oxide hydrates.
Geeignete Metallhydroxide sind insbesondere solche der Gruppen 2 (Erdalkalimetalle) und 13 (Bor-Gruppe) des Periodensystems. Bevorzugt sind Magnesiumhydroxid, CaI- ciumhydroxid, Aluminiumhydroxid und Borax. Besonders bevorzugt ist Alumninium- hydroxid.Suitable metal hydroxides are in particular those of groups 2 (alkaline earth metals) and 13 (boron group) of the Periodic Table. Preference is given to magnesium hydroxide, calcium hydroxide, aluminum hydroxide and borax. Alumni- nium hydroxide is particularly preferred.
Als Metallsalz-Hydrate eignen sich alle Metallsalze, in deren Kristallstruktur Kristall- wasser eingebaut ist. Analog eignen sich als Metalloxid-Hydrate alle Metalloxide, die in die Kristallstruktur eingebautes Kristallwasser enthalten. Dabei kann die Anzahl der Kristallwassermoleküle pro Formeleinheit die maximal mögliche sein oder darunter liegen, z. B. Kupfersulfat-Pentahydrat, -Trihydrat oder -Monohydrat. Zusätzlich zum Kristallwasser können die Metallsalz-Hydrate bzw. Metalloxid-Hydrate auch Konstituti- onswasser enthalten.Suitable metal salt hydrates are all metal salts in whose crystal structure water of crystallization is incorporated. Likewise suitable as metal oxide hydrates are all metal oxides which are available in the crystal structure contains incorporated water of crystallization. The number of crystal water molecules per formula unit may be the maximum possible or below, z. As copper sulfate pentahydrate, trihydrate or monohydrate. In addition to the water of crystallization, the metal salt hydrates or metal oxide hydrates may also contain constitutional water.
Bevorzugte Metallsalz-Hydrate sind die Hydrate von Metallhalogeniden (insbesondere -Chloriden), -sulfaten, -carbonaten, -phosphaten, -nitraten oder -boraten. Geeignet sind beispielsweise Magnesiumsulfat-Decahydrat, Natriumsulfat-Decahydrat, Kupfer- sulfat-Pentahydrat, Nickelsulfat-Heptahydrat, Cobalt(ll)chlorid-Hexahydrat, Chrom(lll)- chlorid-Hexahydrat, Natriumcarbonat-Decahydrat, Magnesiumchlorid-Hexahydrat, und die Zinnborat-Hydrate. Magnesiumsulfat-Decahydrat und Zinnborat-Hydrate sind besonders bevorzugt.Preferred metal salt hydrates are the hydrates of metal halides (especially chlorides), sulfates, carbonates, phosphates, nitrates or borates. Suitable examples are magnesium sulfate decahydrate, sodium sulfate decahydrate, copper sulfate pentahydrate, nickel sulfate heptahydrate, cobalt (II) chloride hexahydrate, chromium (III) chloride hexahydrate, sodium carbonate decahydrate, magnesium chloride hexahydrate, and the tin borate. hydrates. Magnesium sulfate decahydrate and tin borate hydrates are particularly preferred.
Ebenfalls als Metallsalz-Hydrate in Betracht kommen Doppelsalze bzw. Alaune, beispielsweise solche der allgemeinen Formel: MW(SCU)2 12 H2O. Als M1 können z. B. Kalium, Natrium, Rubidium, Cäsium, Ammonium, Thallium oder Aluminium-Ionen auftreten. Als M1" fungieren z. B. Aluminium, Gallium, Indium, Scandium, Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Rhodium oder Iridium.Also suitable as metal salt hydrates are double salts or alums, for example those of the general formula: MW (SCU) 2 .12H 2 O. As M 1 , z. As potassium, sodium, rubidium, cesium, ammonium, thallium or aluminum ions occur. As M 1 ", for example, aluminum, gallium, indium, scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, rhodium or iridium.
Als Metalloxid-Hydrate eignen sich z. B. Aluminiumoxid-Hydrat und bevorzugt Zinkoxid- Hydrat oder Bortrioxid-Hydrat.As metal oxide hydrates z. For example, alumina hydrate and preferably zinc oxide hydrate or boron trioxide hydrate.
Neben den Tonmineralien können der Beschichtung zusätzlich noch weitere Minera- lien, beispielsweise Zemente, Aluminiumoxide, Vermicullit oder Perlit zugesetzt werden. Diese können der Beschichtungszusammensetzung in Form von wässrigen Auf- schlämmungen oder Dispersionen eingebracht werden. Zemente können auch durch "Bepudern" auf die Schaumstoffpartikel aufgebracht werden. Das für die Abbindung des Zementes notwendige Wasser kann dann beim Versintern mit Wasserdampf zuge- führt werden.In addition to the clay minerals, additional minerals, for example cements, aluminum oxides, vermicullite or perlite, may additionally be added to the coating. These can be incorporated into the coating composition in the form of aqueous slurries or dispersions. Cements can also be applied by "powdering" on the foam particles. The water necessary for setting the cement can then be supplied with steam during sintering.
Die Beschichtungszusammensetzung wird insbesondere zur Beschichtung von Schaumstoffpartikeln eingesetzt. Die Erfindung betrifft daher weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von beschichteten Schaumstoffpartikeln durch Aufbringen der erfin- dungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung, vorzugsweise in Form einer wässrigen Dispersion, auf die Schaumstoffpartikel und gegebenenfalls Trocknung.The coating composition is used in particular for coating foam particles. The invention therefore furthermore relates to a process for producing coated foam particles by applying the coating composition according to the invention, preferably in the form of an aqueous dispersion, to the foam particles and optionally drying.
Als Schaumstoffpartikel können expandierte Polyolefine, wie expandiertes PolyethylenAs foam particles can be expanded polyolefins, such as expanded polyethylene
(EPE) oder expandiertes Polypropylen (EPP) oder vorgeschäumte Partikel aus expan- dierbaren Styrolpolymeren, insbesondere expandierbarem Polystyrol (EPS) eingesetzt werden. Die Schaumstoffpartikel weisen in der Regel einen mittleren Partikeldurchmesser im Bereich von 2 bis 10 mm auf. Die Schüttdichte der Schaumstoffpartikel beträgt in der Regel 5 bis 100 kg/m3, bevorzugt 5 bis 40 kg/m3 und insbesondere 8 bis 16 kg/m3, bestimmt nach DIN EN ISO 60.(EPE) or expanded polypropylene (EPP) or prefoamed particles of expandable styrene polymers, in particular expandable polystyrene (EPS) used become. The foam particles generally have a mean particle diameter in the range of 2 to 10 mm. The bulk density of the foam particles is generally 5 to 100 kg / m 3 , preferably 5 to 40 kg / m 3 and in particular 8 to 16 kg / m 3 , determined according to DIN EN ISO 60.
Die Schaumstoffpartikel auf Basis von Styrolpolymeren können durch Vorschäumen von EPS mit Heißluft oder Wasserdampf in einem Vorschäumer auf die gewünschte Dichte erhalten werden. Durch ein- oder mehrmaliges Vorschäumen in einem Druckoder kontinuierlichen Vorschäumer können hierbei Endschüttdichten unter 10 g/l erhal- ten werden.The foamed particles based on styrene polymers can be obtained by prefetching EPS with hot air or steam in a prefoamer to the desired density. By prefoaming once or several times in a pressure or continuous prefoamer, final bulk densities of less than 10 g / l can be achieved.
Zur Herstellung von Dämmstoff platten mit hoher Wärmedämmfähigkeit verwendet man besonders bevorzugt vorgeschäumte, expandierbare Styrolpolymerisate, die atherma- ne Festkörper, wie Ruß, Aluminium, Graphit oder Titandioxid, insbesondere Graphit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 1 bis 50 μm Partikeldurchmesser in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 2 bis 8 Gew.-%, bezogen auf EPS, enthalten und beispielsweise aus EP-B 981 574 und EP-B 981 575 bekannt sind.For the production of insulation boards with high thermal insulation capability it is particularly preferred to use prefoamed, expandable styrene polymers containing athermal solids, such as carbon black, aluminum, graphite or titanium dioxide, in particular graphite having an average particle size in the range from 1 to 50 μm particle diameter in amounts of 0, 1 to 10 wt .-%, in particular 2 to 8 wt .-%, based on EPS, and are known for example from EP-B 981 574 and EP-B 981 575 are known.
Des Weiteren können die Schaumstoffpartikel 3 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die vorgeschäumten Schaumstoffpartikel, eines Füllstoffes enthalten. Als Füllstoffe kommen organische und anorganische Pulver oder Faserstoffe, sowie Mischungen davon in Betracht. Als organische Füllstoffe können z. B. Holzmehl, Stärke, Flachs-, Hanf-, Ramie-, Jute-, Sisal-, Baumwoll-, Cellulose- oder Aramid- fasern eingesetzt werden. Als anorganische Füllstoffe können z. B. Carbonate, Silikate, Schwerspat, Glaskugeln, Zeolithe oder Metalloxide eingesetzt werden. Bevorzugt werden pulverförmige anorganische Stoffe, wie Talk, Kreide, Kaolin (AI2(Si2O5)(OH)4), A- luminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Aluminiumnitrid, Aluminiumsilikat, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Kieselsäure, Quarzmehl, Aerosil®, Tonerde oder Wollastonit oder Kugel- oder faserförmige, anorganische Stoffe, wie Glaskugeln, Glas- fasern oder Kohlefasern.Furthermore, the foam particles may contain from 3 to 60% by weight, preferably from 5 to 20% by weight, based on the prefoamed foam particles, of a filler. Suitable fillers are organic and inorganic powders or fibrous materials, as well as mixtures thereof. As organic fillers z. As wood flour, starch, flax, hemp, ramie, jute, sisal, cotton, cellulose or aramid fibers are used. As inorganic fillers z. As carbonates, silicates, barite, glass beads, zeolites or metal oxides are used. Preference is given to pulverulent inorganic substances, such as talc, chalk, kaolin (Al 2 (Si 2 O 5 ) (OH) 4 ), aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum nitride, aluminum silicate, barium sulfate, calcium carbonate, calcium sulfate, silica, quartz powder, Aerosil®, Alumina or wollastonite or spherical or fibrous inorganic substances, such as glass beads, glass fibers or carbon fibers.
Die mittleren Teilchendurchmesser bzw. bei faserförmigen Füllstoffen die Länge sollte im Bereich der Zellgröße oder kleiner liegen. Bevorzugt wird ein mittlerer Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis 100 μm, bevorzugt im Bereich von 2 bis 50 μm.The mean particle diameter or, in the case of fibrous fillers, the length should be in the range of the cell size or smaller. Preference is given to an average particle diameter in the range from 1 to 100 μm, preferably in the range from 2 to 50 μm.
Besonders bevorzugt werden anorganische Füllstoffe mit einer Dichte im Bereich von 1 ,0 - 4,0 g/cm3, insbesondere im Bereich von 1 ,5 - 3,5 g/cm3. Der Weißgrad/Helligkeit (DIN/ISO) beträgt bevorzugt 50 - 100 %, insbesondere 60 - 98 %. Die Art und Menge der Füllstoffe können die Eigenschaften der expandierbaren thermoplastischen Polymeren und der daraus erhältlichen Partikelschaumstoffformteile beeinflussen. Durch die Verwendung von Haftvermittlern, wie Maleinsäureanhydrid- modifizierte Styrolcopolymere, epoxidgruppenhaltige Polymere, Organosilane oder Styrolcopolymere mit Isocyanat- oder Säuregruppen kann die Anbindung des Füllstoffes an die Polymermatrix und damit die mechanischen Eigenschaften der Partikelschaumformteile deutlich verbessert werden.Particular preference is given to inorganic fillers having a density in the range from 1.0 to 4.0 g / cm 3 , in particular in the range from 1.5 to 3.5 g / cm 3 . The whiteness / brightness (DIN / ISO) is preferably 50-100%, in particular 60-98%. The type and amount of fillers can affect the properties of the expandable thermoplastic polymers and the particle foam moldings obtainable therefrom. The use of adhesion promoters, such as maleic anhydride-modified styrene copolymers, epoxy group-containing polymers, organosilanes or styrene copolymers with isocyanate or acid groups, can significantly improve the binding of the filler to the polymer matrix and thus the mechanical properties of the particle foam moldings.
In der Regel verringern anorganische Füllstoffe die Brennbarkeit. Insbesondere durch Zusatz von anorganischen Pulvern, wie Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxid oder Borax, kann das Brandverhalten weiter verbessert werden.In general, inorganic fillers reduce flammability. In particular, by adding inorganic powders, such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide or borax, the fire behavior can be further improved.
Derartige füllstoffhaltiger Schaumstoffpartikel können beispielsweise durch Verschäu- men von füllstoffhaltigen, expandierbaren thermoplastischen Granulaten erhalten wer- den. Bei hohen Füllstoffgehalten können die hierfür benötigten expandierbaren Granulate durch Extrusion treibmittelhaltiger Thermoplastschmelzen und anschließende Druckunterwassergranulierung, wie z. B. in WO 2005/056653 beschrieben, erhalten werden.Such filler-containing foam particles can be obtained, for example, by foaming filler-containing, expandable thermoplastic granules. At high filler contents required for this expandable granules by extrusion blowing agent-containing thermoplastic melts and subsequent pressurized underwater granulation such. As described in WO 2005/056653.
Die Polymerschaumstoffpartikel können zusätzlich mit weiteren Flammschutzmitteln ausgerüstet sein. Sie können hierzu beispielsweise 1 bis 6 Gew.-% einer organischen Bromverbindung, wie Hexabromcylcododecan (HBCD) und gegebenenfalls zusätzlich 0,1 bis 0,5 Gew.-% Dicumyl oder eines Peroxides im Innern der Schaumstoffpartikel oder der Beschichtung enthalten. Bevorzugt werden jedoch keine halogenhaltigen Flammschutzmittel verwendet.The polymer foam particles may additionally be equipped with other flame retardants. For example, they may contain from 1 to 6% by weight of an organic bromine compound, such as hexabromodylcododecane (HBCD) and optionally additionally from 0.1 to 0.5% by weight of dicumyl or a peroxide in the interior of the foam particles or the coating. However, preferably no halogen-containing flame retardants are used.
Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzung in Form einer wässrigen Polymerdispersion zusammen mit dem Tonmineral und dem Alkalisilikat und gegebenenfalls Infrarot-Absorbierenden Pigmenten und weiteren Additiven auf die Schaumstoffpartikel aufgetragen.The coating composition according to the invention is preferably applied to the foam particles in the form of an aqueous polymer dispersion together with the clay mineral and the alkali metal silicate and optionally infrared-absorbing pigments and further additives.
Das in der Beschichtungsmischung enthaltende Wasserglaspulver führt zu einer besseren bzw. schnelleren Verfilmung und damit einem schnelleren Aushärten des Schaumstoffformteils. Gegebenenfalls können zusätzlich hydraulischen Bindemitteln auf Basis von Zement, Kalkzement oder Gips zugegeben werden in Mengen, bei denen keine nennenswerte Versprödung des Schaumstoffes auftritt.The water glass powder contained in the coating mixture leads to a better or faster filming and thus a faster curing of the foam molding. Optionally, additional hydraulic binders based on cement, lime cement or gypsum may be added in amounts at which no appreciable embrittlement of the foam occurs.
Zur Beschichtung der Schaumstoffpartikel können übliche Verfahren, wie Besprühen, Tauchen oder Benetzen der Schaumstoffpartikel mit einer wässrigen Beschichtungs- Zusammensetzung in üblichen Mischern, Sprühvorrichtungen, Tauchvorrichtungen bzw. Trommelapparaturen eingesetzt werden.For coating the foam particles, conventional methods, such as spraying, dipping or wetting the foam particles with an aqueous coating Composition in conventional mixers, sprayers, dipping devices or drum apparatuses are used.
Des Weiteren können die erfindungsgemäß beschichteten Schaumstoffpartikel zusätz- lieh mit amphiphilen oder hydrophoben organische Verbindung beschichtet werden. Die Beschichtung mit Hydrophobierungsmittel erfolgt zweckmäßigerweise vor dem Aufbringen der erfindungsgemäßen wässrigen Beschichtungszusammensetzung. Unter den hydrophoben organischen Verbindungen sind insbesondere C10 - C30- Paraffinwachse, Umsetzungsprodukte aus N-Methylolamin und einem Fettsäurederivate, Umsetzungsprodukte eines C9-Cn-Oxoalkohols mit Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid oder Polyfluoralkyl(meth)-acrylate oder Mischungen davon zu nennen, die vorzugsweise in Form wässriger Emulsionen eingesetzt werden können.Furthermore, the foam particles coated according to the invention can additionally be coated with amphiphilic or hydrophobic organic compound. The coating with hydrophobing agent is expediently carried out before the application of the aqueous coating composition according to the invention. Among the hydrophobic organic compounds are in particular C 1 0 - C30 paraffin waxes, reaction products of N-methylolamine and a fatty acid derivatives, reaction products of a C 9 -Cn oxo alcohol with ethylene oxide, propylene oxide or butylene oxide or polyfluoroalkyl (meth) acrylates or mixtures thereof , which can preferably be used in the form of aqueous emulsions.
Bevorzugte Hydrophobierungsmittel sind Paraffinwachse mit 10 bis 30 C-Atomen in der Kohlenstoffkette, die vorzugsweise einen Schmelzpunkt zwischen 10 und 7O0C, insbesondere zwischen 25 und 6O0C, aufweisen. Derartige Paraffinwachse sind beispielsweise in den BASF-Handelsprodukten RAMASIT KGT, PERSISTOL E und PER- SISTOL HP sowie in AVERSIN HY-N von Henkel und CEROL ZN von Sandoz enthalten.Preferred hydrophobizing agents are paraffin waxes having 10 to 30 carbon atoms in the carbon chain, which preferably have a melting point between 10 and 7O 0 C, in particular between 25 and 6O 0 C. Such paraffin waxes are contained, for example, in the BASF commercial products RAMASIT KGT, PERSISTOL E and PERSISTOL HP, as well as in AVERSIN HY-N from Henkel and CEROL ZN from Sandoz.
Eine andere Klasse geeigneter Hydrophobierungsmittel sind harzartige Umsetzungsprodukte von einem N-Methylolamin mit einem Fettsäurederivat, z. B. einem Fettsäu- reamid, -Amin oder -Alkohol, wie sie z. B. in US-A 2 927 090 oder GB-A 475 170 beschrieben sind. Ihr Schmelzpunkt liegt im Allgemeinen bei 50 bis 9O0C. Derartige Harze sind z. B. in dem BASF-Handelsprodukt PERSISTOL HP und in ARCOPHOB EFM von Hoechst enthalten.Another class of suitable hydrophobizing agents are resinous reaction products of an N-methylolamine with a fatty acid derivative, e.g. Example, a fatty acid amide, amine or alcohol, as z. For example, in US-A 2,927,090 or GB-A 475 170 are described. Its melting point is generally from 50 to 9O 0 C. Such resins are for. In the BASF commercial product PERSISTOL HP and in ARCOPHOB EFM from Hoechst.
Schließlich sind auch Polyfluoralkyl(meth-)acrylate geeignet, beispielsweise PoIy- perfluoroctylacrylat. Diese Substanz ist in dem BASF-Handelsprodukt PERSISTOL O und in OLEOPHOBOL C von Pfersee enthalten.Finally, polyfluoroalkyl (meth) acrylates are also suitable, for example, perfluorooctyl acrylate. This substance is contained in the BASF commercial product PERSISTOL O and in OLEOPHOBOL C from Pfersee.
Als weitere Beschichtungsmittel kommen Antistatika, wie Emulgator K30 (Gemisch aus sekundären Natriumalkansulfonaten) oder Glycerinstearate, wie Glycerinmonostearat GMS oder Glycerintristearat in Betracht. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich jedoch dadurch aus, dass die für die Beschichtung von expandierbarem Polystyrol üblichen Beschichtungsmittel, insbesondere Stearate in reduziertem Umfang eingesetzt oder ganz entfallen können, ohne die Produktqualität negativ zu beeinflussen.Further suitable coating agents are antistatic agents, such as emulsifier K30 (mixture of secondary sodium alkanesulfonates) or glycerol stearates, such as glycerol monostearate GMS or glycerol tristearate. However, the method according to the invention is distinguished by the fact that the coating materials which are customary for the coating of expandable polystyrene, in particular stearates, can be used to a reduced extent or eliminated altogether, without negatively influencing the product quality.
Zur Herstellung von Schaumstoffformkörpern, können die mit der erfindungsgemäßen Beschichtung versehenen Schaumstoffpartikel in einer Form versintert werden. Dabei können die beschichteten Schaumstoffpartikel in noch feuchtem Zustand oder nach Trocknung eingesetzt werden.For the production of foam moldings, the foam particles provided with the coating according to the invention can be sintered in a mold. there The coated foam particles can be used while still wet or after drying.
Die Trocknung der auf die Schaumstoffpartikel aufgetragenen Beschichtungszusam- mensetzung kann beispielsweise in einem Wirbelbett, Schaufeltrockner oder durch Durchleiten von Luft oder Stickstoff durch eine lockere Schüttung erfolgen. In der Regel ist für die Bildung des wasserunlöslichen Polymerfilmes eine Trocknungsdauer von 5 Minuten bis 24 Stunden, vorzugsweise 30 bis 180 Minuten bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 80 0C, bevorzugt im Bereich von 30 bis 60 0C ausreichend.The drying of the coating composition applied to the foam particles can take place, for example, in a fluidized bed, paddle dryer or by passing air or nitrogen through a loose bed. In general, a drying time of 5 minutes to 24 hours, preferably 30 to 180 minutes at a temperature in the range of 0 to 80 0 C, preferably in the range of 30 to 60 0 C is sufficient for the formation of the water-insoluble polymer film.
Der Wassergehalt der beschichteten Schaumstoffpartikel liegt nach der Trocknung bevorzugt im Bereich von 1 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 30 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 15 Gew.-%. Er kann beispielsweise durch Karl-Fischer-Titration der beschichteten Schaumstoffpartikel be- stimmt werden. Das Gewichtsverhältnis Schaumstoffpartikel/Beschichtungsmischung beträgt nach der Trocknung bevorzugt 2:1 bis 1 :10, besonders bevorzugt 1 :1 bis 1 :5.The water content of the coated foam particles after drying is preferably in the range from 1 to 40 wt .-%, more preferably in the range of 2 to 30 wt .-%, most preferably in the range of 5 to 15 wt .-%. It can be determined, for example, by Karl Fischer titration of the coated foam particles. The weight ratio of foam particles / coating mixture after drying is preferably 2: 1 to 1:10, particularly preferably 1: 1 to 1: 5.
Die erfindungsgemäß getrockneten Schaumstoffpartikel können in üblichen Formen mit Heißluft oder Wasserdampf zu Schaumstoffformkörpern versintert werden.The foam particles dried according to the invention can be sintered in conventional molds with hot air or steam to give foam moldings.
Beim Versintern bzw. Verkleben der Schaumstoffpartikel kann der Druck beispielsweise durch Verkleinerung des Volumens der Form mittels eines beweglichen Stempels erzeugt werden. In der Regel wird hierbei ein Druck im Bereich von 0,5 bis 30 kg/cm2 eingestellt. Die Mischung aus beschichteten Schaumstoffpartikeln wird hierzu in die geöffnete Form gefüllt. Nach dem Verschließen der Form werden die Schaumstoffpartikel mit dem Stempel verpresst, wobei die Luft zwischen den Schaumstoffpartikeln entweicht und das Zwickelvolumen verringert wird. Die Schaumstoffpartikel werden durch die Beschichtung zum Schaumstoffformkörper verbunden.When sintering or gluing the foam particles, the pressure can be generated for example by reducing the volume of the mold by means of a movable punch. As a rule, a pressure in the range from 0.5 to 30 kg / cm 2 is set here. For this purpose, the mixture of coated foam particles is filled into the opened mold. After closing the mold, the foam particles are pressed with the stamp, wherein the air between the foam particles escapes and the gusset volume is reduced. The foam particles are connected by the coating to the foam molding.
Vorzugsweise erfolgt eine Verdichtung um etwa 10 - 90 %, bevorzugt 60 - 30 %, insbesondere 50 - 30 % des Ausgangsvolumens. Bei einer Form mit einem Querschnitt von etwa 1 m2 ist hierfür in der Regel ein Druck von 1 bis 5 bar ausreichend.Preferably, a compression takes place about 10 to 90%, preferably 60 to 30%, in particular 50 to 30% of the initial volume. In a mold with a cross section of about 1 m 2 , a pressure of 1 to 5 bar is usually sufficient for this purpose.
Das Formwerkzeug wird entsprechend der gewünschten Geometrie des Schaumstoff- formkörpers ausgestaltet. Der Füllgrad richtet sich u. a. nach der gewünschten Dicke des späteren Formteils. Für Schaumstoffplatten kann eine einfache kastenförmige Form verwendet werden. Insbesondere bei komplizierteren Geometrien kann es erforderlich sein, die Schüttung der in die Form eingefüllten Partikel zu verdichten und auf diese Weise unerwünschte Hohlräume zu beseitigen. Das Verdichten kann z. B. durch Rütteln der Form, Taumelbewegungen oder andere geeignete Maßnahmen erfolgen. Zur Beschleunigung des Abbindens kann Heißluft oder Wasserdampf in die Form eingedrückt oder die Form beheizt werden. Zur Temperierung der Form können jedoch beliebige Wärmeträgermedien, wie Öl oder Dampf eingesetzt werden. Die Heißluft bzw. die Form wird hierfür zweckmäßigerweise auf eine Temperatur im Bereich von 20 bis 120 0C, bevorzugt 30 bis 90 0C temperiert.The mold is designed according to the desired geometry of the foam molding. The degree of filling depends, inter alia, on the desired thickness of the later molded part. For foam boards, a simple box-shaped form can be used. In particular, in the case of more complicated geometries, it may be necessary to compact the bed of the particles introduced into the mold and in this way to eliminate unwanted voids. The compression can z. B. by shaking the form, tumbling or other suitable measures. To accelerate setting, hot air or water vapor can be pressed into the mold or the mold heated. For tempering the mold, however, any heat transfer media, such as oil or steam can be used. The hot air or the mold is suitably tempered for this purpose to a temperature in the range of 20 to 120 0 C, preferably 30 to 90 0 C.
Alternativ oder zusätzlich kann das Versintern kontinuierlich oder diskontinuierlich unter Einstrahlung von Mikrowellenenergie erfolgen. Hierbei werden in der Regel Mikrowellen im Frequenzenbereich zwischen 0,85 und 100 GHz, bevorzugt 0,9 bis 10 GHz und Bestrahlungszeiten zwischen 0,1 bis 15 Minuten verwendet. Damit lassen sich auch Schaumstoffplatten mit einer Dicke von mehr als 5 cm herstellen.Alternatively or additionally, the sintering can be carried out continuously or discontinuously under the action of microwave energy. In this case, microwaves are generally used in the frequency range between 0.85 and 100 GHz, preferably 0.9 to 10 GHz and irradiation times between 0.1 to 15 minutes. It is also possible to produce foam boards with a thickness of more than 5 cm.
Bei Verwendung von Heißluft oder Wasserdampf mit Temperaturen im Bereich von 80 bis 150 0C oder durch Einstrahlen von Mikrowellenenergie bildet sich üblicherweise ein Überdruck von 0,1 bis 1 ,5 bar, so dass das Verfahren auch ohne äußeren Druck und ohne Volumenverringerung der Form durchgeführt werden kann. Der durch höhere Temperaturen entstehende Innendruck lässt die Schaumstoffpartikel leicht weiter expandieren, wobei diese zusätzlich zur Verklebung über die Polymerbeschichtung auch durch Erweichung der Schaumstoffpartikel selbst verschweißen können. Dabei ver- schwinden die Zwickel zwischen den Schaumstoffpartikeln. Zur Beschleunigung des Abbindens kann auch hier die Form wie oben beschrieben mit einem Wärmeträgermedium zusätzlich beheizt werden. Bei Einstrahlen von Mikrowellen erfolgt im Allgemeinen eine Erwärmung der anorganischen Beschichtungsbestandteile, die dann in der Folge schneller vernetzen bzw. kondensieren.When using hot air or steam at temperatures in the range of 80 to 150 0 C or by irradiation of microwave energy usually forms an overpressure of 0.1 to 1, 5 bar, so that the method is carried out without external pressure and without volume reduction of the mold can be. The internal pressure resulting from higher temperatures allows the foam particles to expand slightly further, and in addition to bonding via the polymer coating, these can also be welded by softening the foam particles themselves. The gussets disappear between the foam particles. To accelerate setting, the shape can also be heated with a heat transfer medium as described above. When microwaves are irradiated, the inorganic coating constituents are generally heated, which then crosslink or condense more quickly as a result.
Zur kontinuierlichen Herstellung der Schaumstoffformkörper eignen sich auch Doppelbandanlagen wie sie zur Herstellung von Polyurethanschaumstoffen verwendet werden. Beispielsweise können die vorgeschäumten und beschichteten Schaumstoffpartikel kontinuierlich auf das untere von zwei Metallbänder, welche gegebenenfalls eine Perforation aufweisen können, aufgetragen werden und mit oder ohne Kompression durch die zusammenlaufenden Metallbänder zu endlosen Schaumstoffplatten verarbeitet werden. In einer Verfahrensausführung wird das Volumen zwischen den beiden Bändern zunehmend verringert, wodurch das Produkt zwischen den Bändern komprimiert wird und die Zwickel zwischen den Schaumstoffpartikeln verschwinden. Nach einer Aushärtungszone wird eine Endlos-Platte erhalten. In einer anderen Ausführungsform kann das Volumen zwischen den Bändern konstant gehalten werden und eine Zone mit Heißluft oder Mikrowellenbestrahlung durchlaufen in der die Schaumstoffpartikel nachschäumen. Auch hier verschwinden die Zwickel und eine Endlosplatte wird erhalten. Es ist auch möglich, die beiden kontinuierlichen Verfahrensauführungen zu kombinieren. Die Dicke, Länge und Breite der Schaumstoffplatten kann in weiten Grenzen variieren und wird durch die Größe und Schließkraft des Werkzeugs begrenzt. Die Dicke der Schaumstoffplatten beträgt üblicherweise 1 bis 500 mm, bevorzugt 10 bis 300 mm. Weitere bevorzugte Größen und Ordnungsbereiche sind 10 bis 200 mm, bevorzugt 20 bis 110 mm, besonders bevorzugt 25 bis 95 mm.For the continuous production of foam moldings are also double belt systems as they are used for the production of polyurethane foams. For example, the prefoamed and coated foam particles may be continuously applied to the lower of two metal bands, which may optionally have a perforation, and processed with or without compression by the converging metal bands into endless foam sheets. In one process embodiment, the volume between the two belts is progressively reduced, compressing the product between the belts and eliminating the gussets between the foam particles. After a curing zone, an endless plate is obtained. In another embodiment, the volume between the bands can be kept constant and pass through a zone of hot air or microwave irradiation in which the foam particles re-foam. Again, the gussets disappear and an endless plate is obtained. It is also possible to combine the two continuous process operations. The thickness, length and width of the foam sheets can vary within wide limits and is limited by the size and closing force of the tool. The thickness of the foam sheets is usually 1 to 500 mm, preferably 10 to 300 mm. Further preferred sizes and order ranges are 10 to 200 mm, preferably 20 to 110 mm, particularly preferably 25 to 95 mm.
Die Dichte der Schaumstoffformkörper gemäß DIN 53420 beträgt in der Regel 10 bis 150 kg/m3, bevorzugt 20 bis 90 kg/m3. Mit dem Verfahren ist es möglich, Schaumstoffformkörper mit gleichmäßiger Dichte über den gesamten Querschnitt zu erhalten. Die Dichte der Randschichten entspricht etwa der Dichte der inneren Bereiche des Schaumstoffformkörpers.The density of the foam moldings according to DIN 53420 is generally 10 to 150 kg / m 3 , preferably 20 to 90 kg / m 3 . With the method it is possible to obtain foam moldings with uniform density over the entire cross section. The density of the edge layers corresponds approximately to the density of the inner regions of the foam molding.
Bei dem Verfahren können auch zerkleinerte Schaumstoffpartikel aus recyclierten Schaumstoffformkörpern eingesetzt werden. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schaumstoffformkörper können die zerkleinerten Schaumstoffrecyclate zu 100 % oder z. B. in Anteilen von 2 bis 90 Gew.-% insbesondere 5 bis 25 Gew.-% zusammen mit Neuware eingesetzt werden, ohne wesentliche Beeinträchtigung der Festigkeit und der mechanischen Eigenschaften.The process can also be used crushed foam particles made of recycled foam moldings. To produce the foam moldings of the invention, the comminuted foam recycled to 100% or z. B. in proportions of 2 to 90 wt .-%, in particular 5 to 25 wt .-% are used together with virgin material, without significantly affecting the strength and mechanical properties.
Der Beschichtung können auch weitere Zuschlagstoffe, die vorzugsweise oder nur einen geringen Beitrag zur Brennbarkeit leisten, und/oder Stoffe, die im nicht-gebrannten Zustand die mechanischen oder thermischen Eigenschaften positiv beeinflusst, wie zum Beispiel Vermiculite zugegeben werden, um die mechanischen und hydraulischen Eigenschaften zu modifizierenThe coating may also contain other additives which preferably or only slightly contribute to the combustibility and / or substances which in the non-fired state have a positive influence on the mechanical or thermal properties, for example vermiculites, in addition to the mechanical and hydraulic properties to modify
Ein bevorzugtes Verfahren umfasst die Stufen:A preferred method comprises the steps:
i) Vorschäumen von expandierbaren Styrolpolymeren zu Schaumstoffpartikeln, ii) Aufbringen der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung in Form einer wässrigen Dispersion auf die Schaumstoffpartikel, iii) Trocknen der Polymerdispersion auf den Schaumstoffpartikeln unter Bildung eines wasserunlöslichen Polymerfilms iv) Einfüllen der mit dem Polymerfilm beschichteten Schaumstoffpartikel in eine Form und Versintern.i) prefoaming of expandable styrene polymers into foam particles, ii) applying the coating composition according to the invention in the form of an aqueous dispersion to the foam particles, iii) drying the polymer dispersion on the foam particles to form a water-insoluble polymer film iv) filling the polymer film-coated foam particles into a mold and sintering.
Ein besonders bevorzugtes Verfahren beinhaltet das Verpressen der noch wasserfeuchten Schaumstoffpartikel gemäß folgendem Verfahren:A particularly preferred method involves the pressing of the still water-moist foam particles according to the following process:
i) Vorschäumen von expandierbaren Styrolpolymeren zu Schaumstoffpartikeln, ii) Aufbringen der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung in Form einer wässrigen Dispersion auf die Schaumstoffpartikel, iii) Einfüllen der mit der Beschichtungszusammensetzung beschichteten und noch wasserfeuchten Schaumstoffpartikel in eine Form, Verpressen und Härtung durch Einwirkung von Temperatur und/oder Mikrowelle.i) prefoaming of expandable styrene polymers into foam particles, ii) applying the coating composition according to the invention in the form of an aqueous dispersion to the foam particles, iii) filling the coated with the coating composition and still moist foam particles in a mold, pressing and curing by exposure to temperature and / or microwave.
Das Verfahren eignet sich zur Herstellung von einfachen oder komplexen Schaumstoffformteilen, wie Platten, Blöcken, Rohren, Stäben, Profilen, etc. Bevorzugt werden Platten oder Blöcke, welche anschließend zu Platten gesägt oder geschnitten werden kön- nen, hergestellt. Sie können beispielsweise im Bauwesen zur Dämmung von Außenwänden verwendet werden. Besonders bevorzugt werden sie als Kernschicht zur Herstellung von Sandwich-Element, beispielsweise so genannten structural insulation pa- nels (SIP) verwendet, welch für die Errichtung von Kühlhäuser oder Lagerhallen eingesetzt werden.The process is suitable for the production of simple or complex foam moldings, such as plates, blocks, tubes, rods, profiles, etc. Preferably, sheets or blocks which can be subsequently sawn or cut into sheets are produced. For example, they can be used in construction for the insulation of exterior walls. They are particularly preferably used as core layer for the production of sandwich elements, for example so-called structural insulation panels (SIP), which are used for the construction of cold stores or warehouses.
Die Tonmineralien lassen sich leicht in wässrigen Polymerdispersionen dispergieren und auf die vorgeschäumten Schaumstoffpartikeln auftragen. Die Keramisierung mit dem Alkalisilikat erfolgt erst im Brandfall bei Temperaturen von etwa über 500 0C. Die Verwendung von Tonmineralien, wie Kaolin in der Beschichtungszusammensetzung führt nicht zu einem Verspröden des Schaumstoff-Formteils beim Versintern. Die im Brandfall entstehende poröse keramische Gerüststruktur hält anschließend Temperaturen von über 1000 0C stand.The clay minerals can be easily dispersed in aqueous polymer dispersions and applied to the prefoamed foam particles. The ceramization with the alkali silicate is carried out only in case of fire at temperatures of about 500 0 C. The use of clay minerals, such as kaolin in the coating composition does not lead to embrittlement of the foam molding in sintering. The resulting in case of fire porous ceramic framework structure then withstands temperatures of about 1000 0 C stood.
Die mit der erfindungsgemäßen Beschichtung versehenen Schaumstoffpartikeln kön- nen zu Schaumstoff-Formteilen versintert werden, die einen hohen Feuerwiderstandswert E30, insbesondere E60 beziehungsweise F30 insbesondere F60 aufweisen und auch bei längerer Beflammung von über 30 bzw. 60 Minuten den Flammendurchtritt verhindern und die strukturelle Integrität durch die entstehende poröse keramische Gerüststruktur erhalten bleibt.The foam particles provided with the coating according to the invention can be sintered into foam moldings which have a high fire resistance value E30, in particular E60 or F30, in particular F60, and prevent flame penetration even with prolonged flame exposure of more than 30 or 60 minutes and the structural integrity the resulting porous ceramic framework structure is maintained.
Derartige Schaumstoffformteile können als Sandwichelemente eingesetzt werden. Zur besseren Abdichtung zwischen den Fugen derartiger Sandwichelemente werden in der Regel Dichtungsbänder zwischen den einzelnen Sandwichelementen (Panelen) eingesetzt, insbesondere bei Kühl- und Lagerhallen. Idealerweise sollte die Abdichtung so ausgelegt sein, dass die Gasdichtigkeit der dem Brandherd abgewandten Fuge auch dann noch erhalten bleibt, wenn die Paneele im Brandfall, d. h. bei Hitzeeinwirkung, Dimensionsänderungen unterworfen ist, die im Bereich der Fugen zu Krafteinwirkungen und daraus resultierenden Verschiebungen in unterschiedliche Raumrichtungen führen kann. Dichtbänder aus Polyurethanen verspröden in der Regel bei ca. 120 0C. Wenn heiße Dämpfe an das Dichtungsband gelangen versprödet dieses und verliert damit seine Dichteigenschaften. Daher kommt es zum Durchbruch der heißen Gase und der entsprechenden Aufheizung der Temperatursensoren an der Außenseite.Such foam moldings can be used as sandwich elements. For better sealing between the joints of such sandwich elements sealing strips between the individual sandwich panels (panels) are usually used, especially in cooling and storage halls. Ideally, the seal should be designed so that the gas-tightness of the fugue facing away from the joint even if the panels in case of fire, ie subject to heat, dimensional changes, in the joints to the effects of force and resulting shifts in different spatial directions can lead. Sealing tapes of polyurethanes brittle usually at about 120 0 C. If hot vapors reach the sealing tape brittle this and loses its sealing properties. Therefore, it comes to the breakthrough of the hot gases and the corresponding heating of the temperature sensors on the outside.
Bevorzugt werden Dichtungsbänder verwendet, die auch bei höheren Temperaturen eine gewisse Elastizität besitzen. D. h. wenn sich Fuge und Band erwärmen und „verziehen" dichtet das Band noch immer ab (Luftdichtigkeit). Dadurch gelingt es den Gasen nicht vorne auszutreten. Dies zeigte sich z. B. daran, dass auch nach 30 min. na- hezu kein Temperaturunterschied zwischen Fuge und Fläche zu erkennen ist. Hierbei ist es nicht nötig einen asymmetrischen Aufbau vorzunehmen, da es im Inneren des Ofens innerhalb sehr kurzer Zeit zu sehr hohen Temperaturen kommt, woraufhin sich die äußeren Bleche der Sandwichelemente vom Kern ablösen. Daher entstehen so große Freiräume, die es den Gasen sofort ermöglichen ins Innere des Ofens zu ent- weichen.Preferably sealing tapes are used which have a certain elasticity even at higher temperatures. Ie. When the joint and the band heats up and "warps", the band still seals (airtightness), which prevents the gases from escaping at the front, as shown, for example, by the fact that there is almost no difference in temperature even after 30 minutes In this case, it is not necessary to make an asymmetrical structure, since very high temperatures occur within the furnace within a very short time, whereupon the outer sheets of the sandwich elements detach from the core. which immediately allow the gases to escape inside the oven.
Die Dichtungsbänder sollten bei Hitzeeinwirkung nicht nur elastisch bleiben sondern in gewissen Grenzen auch noch „nachblähen" können, d. h. intumeszierende Eigenschaften besitzen, um im Falle von Dimensionsänderungen im Bereich der Fuge, insbeson- dere bei Spaltenbildung, die Gasdichtigkeit aufrecht erhalten zu können. Vorzugsweise werden daher intumeszierende Dichtungsbänder zwischen den anstoßenden Kernenschichten der Sandwichelemente eingesetzt, die dann schrittweise bei einer Aufweitung der Fuge aufschäumen und sowohl die Temperatur-, wie auch die Gasausbreitung bremsen. Durch diese Maßnahme lässt sich die Temperaturbelastung, die auf die dem Brandherd abgewandte Fuge wirkt, reduzieren und so die Standzeit der „äußeren Fuge" deutlich verbessern.The sealing tapes should not only remain elastic when exposed to heat but, within certain limits, also be able to "re-inflate", ie possess intumescent properties in order to be able to maintain gas-tightness in the case of dimensional changes in the region of the joint, in particular in the case of gap formation Therefore, intumescent sealing tapes are inserted between the abutting core layers of the sandwich elements, which then foam step by step as the joint widens and both the temperature and the gas propagation are decelerated.This measure reduces the temperature load acting on the joint remote from the source of the fire and thus significantly improve the service life of the "outer joint".
Denkbar sind auch schaumstoffartige Strukturen oder elastische Faserstrukturen, die während des Aufbaus der Panelenkonstruktion in die Fugen eingelegt und beim end- gültigen Fixieren der Panelen auf der Unterkonstruktion zusammengepresst werden. Im Brandfalle, insbesondere wenn die Panelen auf Grund der Hitzeeinwirkung Dimensionsänderungen unterworfen sind, kann sich dieses elastische „Inlay" den veränderten Dimensionen im Bereich der Fuge anpassen und diese dadurch effizienter abdichten. Geeignet hierfür sind bespielsweise Melaminharzschaumstofffe (Basotect® der BASF SE), Mineralwollstreifen oder ein flammgeschützter Polyethylenschaumstoffstrei- fen.Also conceivable are foam-like structures or elastic fiber structures, which are inserted into the joints during the construction of the panel construction and are pressed together when the panels are finally fixed on the substructure. In the event of fire, especially if the panels are subject to dimensional changes due to the effects of heat, this elastic "inlay" can adapt to the changed dimensions in the area of the joint and thereby seal it more efficiently Suitable for this purpose are melamine resin foams (Basotect® from BASF SE), mineral wool strips or a flame-retardant polyethylene foam strip.
Die Kerne könnten ferner mit einem Profil, z. B. Stufenfalz oder Nut und Feder, mit integrierter oder einzusetzender Feder, versehen werden, so dass die Kerne ineinan- der greifen und dadurch ebenfalls besser abdichten. Von Bedeutung ist auch die Geometrie der Fuge. Bevorzugt werden "Standard-Fugen" mit möglichst großer Überlappung und mechanischer Steifigkeit. Zur Abdichtung der Fuge eigenen sich aus dem Kernmaterial gefräste Nut und Federn, beispielsweise nach dem Inta-Lock Konzept, mit in das Kernmaterial eingefräster, mehrere Zentimeter tiefer Nut aber mit loser, nachträglich auf der Baustelle einzusetzender Feder. Diese kann aus einer Großzahl hitzebeständiger Materialien hergestellt sein und dient primär dazu den Gasaustritt durch die Fuge im Brandfall zu verhindern/reduzieren, selbst wenn das Kernmaterial durch die Hitzeeinwirkung etwas schrumpft oder die Panele sich im Bereich der Fuge deformiert, was ohne eingesetzte Feder zu einem Klaffen und daraus resultierendem Austritt von heißen Brandgassen im Bereich der Fuge führen würde.The cores could also be provided with a profile, e.g. B. stepped rabbet or tongue and groove, with integrated or inserted spring, are provided so that the cores engage with each other and thus also better seal. Of importance is also the geometry of the joint. Preference is given to "standard joints" with the greatest possible overlap and mechanical rigidity. To seal the joint own from the core material milled groove and springs, for example, after the Inta-Lock concept, with milled into the core material, several centimeters deep groove but with loose, nachzuläglich einzusetzender on the site spring. This can be made of a large number of heat-resistant materials and serves primarily to prevent / reduce gas leakage through the joint in case of fire, even if the core material shrinks slightly due to the effect of heat or the panels deformed in the joint, which without a spring to a Gaping and resulting escape of hot fire lanes in the area of the joint would result.
Als Materialien für die Feder eignen sich beispielsweise Regips-Streifen, Streifen aus aus Silikon oder intumeszierenden Materialien wie Blähgraphit oder Silikaten, bei- spielsweise Palusol® oder der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung, Mineralfaser-Keile, Keile aus Melaminharzschaumstoffen (Basotect®), dünne Blechstreifen, die beidseitig in eine dünne Nut eingeführt werden können.As materials for the spring, for example, Regips strips, strips of silicone or intumescent materials such as expanded graphite or silicates, for example Palusol® or the coating composition according to the invention, mineral fiber wedges, wedges of melamine resin foams (Basotect®), thin sheet metal strips, the can be inserted on both sides in a thin groove.
Die Federn können gegebenenfalls mechanisch durch Schrauben, Nieten etc. fixiert werden. Des Weiteren eigenen sich elastische Inlays und Dichtungsbänder, die in die metallischen Vertiefung des Fugenprofils eingelegt werden und bei Hitzeeinwirkung quellen und die Fugen abdichten. Die elastischen Inlays in der Fläche würden beimIf necessary, the springs can be fixed mechanically by means of screws, rivets, etc. Furthermore, elastic inlays and sealing tapes are suitable, which are inserted into the metal recess of the joint profile and swell when exposed to heat and seal the joints. The elastic inlays in the surface would be
Aufbau der Panelenwand zwischen den Stößen des Kernmaterials komprimiert und imStructure of the panel wall compressed between the bumps of the core material and in the
Brandfall, falls die Fuge durch die Hitzeeinwirkung klafft, schrumpft oder deformiert wird, innerhalb gewisser Grenzen abdichtend wirken oder zumindest das Ausströmen von Brandgasen deutlich reduzieren.Fire, if the gap gapes due to the effect of heat, shrinks or deforms, within certain limits sealing effect or at least significantly reduce the outflow of fumes.
Anwendungsmöglichkeiten sind Paletten aus Schaumstoff als Ersatz für Holzpaletten, Deckensichtplatten, Kühlcontainer, Wohnwagen. Aufgrund der hervorragenden Feuer- beständigkeit eignen sich diese auch für die Luftfracht. Besonders bevorzugte Anwendungsformen sind Bauapplikationen, beispielsweise Fassaden, insbesondere hinterlüftete Fassaden, Flachdächer, Trapezflachdächer und Brandriegel.Applications include pallets made of foam as a replacement for wooden pallets, cover panels, refrigerated containers, caravans. Due to their excellent fire resistance, they are also suitable for airfreight. Particularly preferred application forms are building applications, for example facades, in particular ventilated facades, flat roofs, trapezoidal flat roofs and fire bars.
Beispiele:Examples:
Testmethodentest methods
Zur Überprüfung der Güte der Proben wurde eine Reihe von Untersuchungen durchgeführt. Zunächst wurde nach der ordnungsgemäßen Ablagerungszeit der Volumenver- lust im Brandfall (Test A) bestimmt. Hierzu wurde ein Würfel mit 5 cm Kantenlänge 15 Minuten bei 1030 0C, bzw. 800 0C in einem Muffelofen gesintert. Im Anschluss wurde das Würfelvolumen erneut bestimmt und vom Ausgangswert subtrahiert. Weiterhin wurde die Wasseraufnahme der Würfel bestimmt (Test B). Hierzu wurde ein Würfel von 5cm Kantenlänge komplett in 50 0C warmes Wasser getaucht und 24 Stunden komplett mit Wasser benetzt. Im Anschluss wurde der Würfel erneut nach Trocknung gewogen und somit der Anteil der ausgewaschenen Beschichtung bestimmt. Das Wasser im Behälter wurde eingedampft und der Rückstand gegengewogen, so dass ein genauerer Wert ermittelt wurde. Darauf folgend wurde der Würfel erneut komplett getrocknet und einem Brandtest wie bei Test A) beschrieben unterzogen. So ergab sich der Brandverlust nach der Wasserexposition (Test C).To check the quality of the samples, a series of investigations was carried out. First, after the proper deposition time, the volume loss in case of fire (test A) was determined. This was a cube with 5 cm edge length Sintered for 15 minutes at 1030 0 C, or 800 0 C in a muffle furnace. The cubic volume was then determined again and subtracted from the initial value. Furthermore, the water absorption of the cubes was determined (test B). For this purpose, a cube of 5 cm edge length was completely immersed in 50 0 C warm water and completely wetted with water for 24 hours. Subsequently, the cube was weighed again after drying and thus determined the proportion of leached coating. The water in the container was evaporated and the residue was weighed to give a more accurate reading. Subsequently, the cube was again completely dried and subjected to a fire test as described in Test A). This resulted in the loss of fire after water exposure (Test C).
Herstellung der Beschichtungsmischungen und der PolystyrolschaumstoffpartikelPreparation of the coating mixtures and the polystyrene foam particles
Handelsübliche Polystyrolschaumpartikel (10 g/L, Neopor®2300) wurden mit der in Tabelle 1 angegeben Beschichtung im Gewichtsverhältnis von 1 : 4 homogen überzogen. Die beschichteten Partikel wurden dann in eine Aluminiumform (20 x 20 cm) gefüllt und unter Druck auf 50% des ursprünglichen Volumens verpresst. Die Prüfung der erhaltenen Proben erfolgte wie unter „Testmethoden" beschrieben.Commercially available polystyrene foam particles (10 g / L, Neopor ® 2300) were incubated with the indicated in Table 1 coating in a weight ratio of 1: coated homogeneously. 4 The coated particles were then filled into an aluminum mold (20 x 20 cm) and pressed under pressure to 50% of the original volume. The examination of the samples obtained was carried out as described under "Test Methods".
Tabelle 1 :Table 1 :
Beschichtungsmittel- Bsp.1 Bsp.2 Bsp.3 Bsp.4 Bsp.5 Bsp.6 Bsp.7 zusammensetzung Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teileEx. 1 Ex.2 Ex.3 Ex.4 Ex 5 Ex 6 Ex 7 Composition Parts by weight Parts by weight Parts by weight Parts by weight Parts by weight Parts by weight Wt. parts
Wasserglaspulver 100 100 100 100 100 100 100Water glass powder 100 100 100 100 100 100 100
Kaolin 100 100 120 120 100 100 120Kaolin 100 100 120 120 100 100 120
Titandioxid 20 20Titanium dioxide 20 20
Acronal S790 22 22 30 30 30 30 30Acronal S790 22 22 30 30 30 30 30
Silikonemulsion 7 7 7 7 7Silicone emulsion 7 7 7 7 7
Melamincyanurat 10 20 20 20 20 20Melamine cyanurate 10 20 20 20 20 20
Melaminpolyphosphat 20 20 20 ortho-Borphosphat 10 10 10Melamine polyphosphate 20 20 20 ortho-boron phosphate 10 10 10
VE Wasser 80 15 100 100 100 100 100VE water 80 15 100 100 100 100 100
Verpressung [%] 50 50 50 40 50 40 50Compression [%] 50 50 50 40 50 40 50
Beschichtungsmenge 1 :4 1 :4 1 :4 1 :4 1 :4 1 :4 1 :4Coating quantity 1: 4 1: 4 1: 4 1: 4 1: 4 1: 4 1: 4
Test A bei 1030 °C [-%] 15 45 32 30 11 11 13Test A at 1030 ° C [-%] 15 45 32 30 11 11 13
Test A bei 800 0C [-%] 6 15 4 4 3 4 4Test A at 800 ° C [-%] 6 15 4 4 3 4 4
Test B [-%] * 16 10 14 9 13 11Test B [-%] * 16 10 14 9 13 11
Test C bei 1030 °C [-%] * 28 27 18 19 15 15Test C at 1030 ° C [-%] * 28 27 18 19 15 15
Test C bei 800 0C [-%] * 20 20 26 15 10 7 *bedeutet nicht meßbar.Test C at 800 ° C. [-%] * 20 20 26 15 10 7 * does not mean measurable.
Die erfindungsgemäßen Beispiele 2 bis 7 wiesen gute Werte nach der Wasserexposition gemäß Test B und C auf, während die Vergleichsprobe gemäß Beispiel 1 wegen Zerfalls gar nicht meßbar (*) war. Examples 2 to 7 according to the invention showed good values after water exposure according to test B and C, whereas the comparative sample according to example 1 was not measurable ( * ) due to decomposition.

Claims

Patentansprüche claims
1. Beschichtungszusammensetzung, enthaltendA coating composition containing
a) 20 bis 70 Gewichtsteile eines Tonminerals b) 20 bis 70 Gewichtsteile eines Alkalisilikates c) 1 bis 30 Gewichtsteile eines verfilmenden Polymeren d) 1 bis 20 Gewichtsteile eines Vernetzers, insbesondere auf Basis einesa) 20 to 70 parts by weight of a clay mineral b) 20 to 70 parts by weight of an alkali metal silicate c) 1 to 30 parts by weight of a film-forming polymer d) 1 to 20 parts by weight of a crosslinking agent, in particular based on a
Phosphates oder einer Melaminverbindung und gegebenenfalls e) eine hydrophobierend wirkende Menge einer siliziumhaltigen Verbindung.Phosphates or a melamine compound and optionally e) a hydrophobizing effective amount of a silicon-containing compound.
2. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 1 , enthaltend2. A coating composition according to claim 1, comprising
a) 30 bis 50 Gewichtsteile eines Tonminerals b) 30 bis 50 Gewichtsteile eines Alkalisilikates c) 5 bis 20 Gewichtsteile eines verfilmenden Polymeren d) 5 bis 10 Gewichtsteile eines Phosphates oder eines Melamins e) 0,2 bis 5 Gewichtsteile eines Silikons f) 5 bis 40 Gewichtsteile eines Infrarot absorbierenden Pigmentesa) 30 to 50 parts by weight of a clay mineral b) 30 to 50 parts by weight of an alkali silicate c) 5 to 20 parts by weight of a film-forming polymer d) 5 to 10 parts by weight of a phosphate or a melamine e) 0.2 to 5 parts by weight of a silicone f) 5 to 40 parts by weight of an infrared absorbing pigment
3. Beschichtungszusammensetzung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Phosphat ein anorganisches Phosphat, insbesondere Aluminiumphosphat, Borphosphat oder Ammoniumphosphat ist.3. Coating composition according to at least one of the preceding claims, characterized in that the phosphate is an inorganic phosphate, in particular aluminum phosphate, boron phosphate or ammonium phosphate.
4. Beschichtungszusammensetzung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Melaminverbindung Melamincya- nurat ist.4. Coating composition according to at least one of the preceding claims, characterized in that the melamine compound is melamine cyanate.
5. Beschichtungszusammensetzung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vernetzer ein Melaminpolyphos- phat ist, insbesondere der Formel5. Coating composition according to at least one of the preceding claims, characterized in that the crosslinker is a Melaminpolyphos- phat, in particular the formula
(HMPOa)n (HMPOa) n
worin bedeutenin which mean
M ein Melaminrest n eine ganze Zahl, wenigstens 2, insbesondere 2 bis 10000. M is a melamine radical n is an integer, at least 2, in particular 2 to 10,000.
6. Beschichtungszusammensetzung gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis Tonmineral zu Alkalisilikat im Bereich von 1 : 2 bis 2 : 1 liegt.6. Coating composition according to at least one of the preceding claims, characterized in that the weight ratio of clay mineral to alkali metal silicate in the range of 1: 2 to 2: 1.
7. Beschichtungszusammensetzung gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Tonmineral Allophan AI2[SiO5]SO3 x n H2O, Kaolinit AI4[(OH)8/Si40io], Halloysit AI4[(OH)8/Si4Oi0] x 2 H2O, Montmorillonit (Smectit) (AI1Mg, Fe)2[(OH2/(Si,AI)4Oi0] x Na0,33(H2O)4, Ver- miculit Mg2(AI, Fe, Mg)[(OH2/(Si,AI)4Oio] x Mg0,35(H2O)4 oder Mischungen davon enthält.7. Coating composition according to at least one of the preceding claims, characterized in that it contains as clay mineral allophan Al 2 [SiO 5 ] SO 3 xnH 2 O, kaolinite Al 4 [(OH) 8 / Si 4 0io], Halloysite Al 4 [( OH) 8 / Si 4 Oi 0 ] x 2 H 2 O, montmorillonite (smectite) (Al 1 Mg, Fe) 2 [(OH 2 / (Si, Al) 4 Oi 0 ] x Na 0 , 3 3 (H 2 O) 4 , vermiculite Mg 2 (Al, Fe, Mg) [(OH 2 / (Si, Al) 4 Oio] x Mg 0 , 35 (H 2 O) 4 or mixtures thereof.
8. Beschichtungszusammensetzung gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Alkalisilikat ein wasserlösliches Alkalisilikate mit der Zusammensetzung M2O(SiO2)n mit M = Natrium oder Kalium und n = 1 bis 4 oder Mischungen davon enthält.8. Coating composition according to at least one of the preceding claims, characterized in that it contains as alkali metal silicate a water-soluble alkali metal silicate having the composition M 2 O (SiO 2 ) n with M = sodium or potassium and n = 1 to 4 or mixtures thereof.
9. Beschichtungszusammensetzung gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als verfilmendes Polymer ein E- mulsionspolymerisat aus ethylenisch ungesättigten Monomeren, welches eine Glasübergangstemperatur im Bereich von -30° bis +80 0C aufweist, enthält.9. Coating composition according to at least one of the preceding claims, characterized in that it contains as a film-forming polymer, an emulsion polymer of ethylenically unsaturated monomers which has a glass transition temperature in the range of -30 ° to +80 0 C.
10. Schaumstoffpartikel mit einer Beschichtung gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.10. foam particles with a coating according to at least one of the preceding claims.
1 1. Schaumstoffpartikel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffpartikel aus expandierten Polyolefinpartikeln oder aus ggf. vorgeschäumten Partikeln aus expandierbaren Styrolpolymeren ausgewählt sind.1 1. Foamed particles according to claim 10, characterized in that the foam particles are selected from expanded polyolefin particles or possibly prefoamed particles of expandable styrene polymers.
12. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffformkörpern, dadurch gekennzeich- net, dass man Schaumstoffpartikel nach Anspruch 10 oder 1 1 in einer Form versintert.12. A process for the production of foam moldings, characterized marked, that sintered foam particles according to claim 10 or 1 1 in a mold.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es die Stufen13. The method according to claim 12, characterized in that it is the stages
(i) Vorschäumen von expandierbaren Styrolpolymeren zu Schaumstoffpartikeln, (ii) Aufbringen der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung in(i) prefoaming expandable styrene polymers into foam particles, (ii) applying the coating composition according to the invention in
Form einer wässrigen Dispersion auf die Schaumstoffpartikel, (iii) Trocknen der Polymerdispersion auf den Schaumstoffpartikeln unter BiI- düng eines wasserunlöslichen Polymerfilms und (iv) Einfüllen der mit dem Polymerfilm beschichteten Schaumstoffpartikel in eine Form und Versintern,Form of an aqueous dispersion on the foam particles, (iii) drying of the polymer dispersion on the foam particles with the formation of a water-insoluble polymer film and (iv) filling the polymer film-coated foam particles into a mold and sintering,
umfasst.includes.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es die Stufen14. The method according to claim 12, characterized in that it is the stages
i) Vorschäumen von expandierbaren Styrolpolymeren zu Schaumstoffpartikeln, ii) Aufbringen der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung ini) prefoaming of expandable styrene polymers into foam particles, ii) applying the coating composition according to the invention in
Form einer wässrigen Dispersion auf die Schaumstoffpartikel) iii) Einfüllen der mit der Beschichtungszusammensetzung beschichteten und noch wasserfeuchten Schaumstoffpartikel in eine Form, Verpressen und Härtung durch Einwirkung von Temperatur und/oder Mikrowelle.Form of an aqueous dispersion on the foam particles) iii) filling the coated with the coating composition and still wet with water foam particles in a mold, pressing and curing by exposure to temperature and / or microwave.
umfasst.includes.
15. Verwendung der nach wenigstens einem der vorhergehenden Verfahren hergestellten Schaumstoffformkörper für Bauapplikationen, insbesondere als Ersatz für Holzpaletten, Decken, Sichtplatten, Kühlcontainer, Wohnwagen, Fassaden, insbesondere hinterlüftete Fassaden, Flachdächer, Trapezdächer und Brandriegel. 15. Use of the foam moldings produced according to at least one of the preceding methods for building applications, in particular as a replacement for wooden pallets, ceilings, viewing panels, refrigerated containers, caravans, facades, in particular ventilated facades, flat roofs, trapezoidal roofs and fire bars.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010048174B4 (en) * 2010-10-13 2015-04-02 TDH - GmbH Technischer Dämmstoffhandel Intumescent heat-insulating refractory molding and process for its production
CN103059336B (en) * 2012-12-31 2014-10-22 龙利钜能国际贸易有限公司 High-flame-retardance composite heat-insulating foam material and preparation method thereof
DE102015218288A1 (en) * 2015-09-23 2017-03-23 Hochschule Wismar Insulating board and method for producing an insulating board

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB475170A (en) 1936-05-13 1937-11-15 Alfred William Baldwin Manufacture of new derivatives of aliphatic acid amides
NL231190A (en) 1952-06-04 1900-01-01
PL186332B1 (en) 1997-05-14 2003-12-31 Basf Ag Method of obtaining foamable styrene polymers containing graphite particles
JP4324250B2 (en) 1997-05-14 2009-09-02 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Expandable styrene polymer containing graphite particles
DE60002831T2 (en) 1999-02-24 2004-03-11 Nova Chemicals (International) S.A. FLAME RESISTANT POLYVINYLARINE COMPOSITIONS
DE19908183A1 (en) 1999-02-25 2000-08-31 Basf Ag Aqueous polymer dispersions
DE19909387C2 (en) 1999-03-04 2001-01-25 Clariant Gmbh Fire protection coating
DE10358786A1 (en) 2003-12-12 2005-07-14 Basf Ag Particle foam moldings of expandable, filler-containing polymer granules
KR100589433B1 (en) 2004-05-03 2006-06-14 영춘판넬 주식회사 Molding method and apparatus for expandable polymer resin
KR20080047416A (en) * 2005-08-23 2008-05-28 바스프 에스이 Method for producing cellular material slabs
US20080224357A1 (en) 2005-08-23 2008-09-18 Basf Se Method for Producing Foamed Slabs
DE102006029799A1 (en) 2006-06-27 2008-01-03 Carl Zeiss Smt Ag Reflective optical element and method for its characterization
AU2007306401A1 (en) 2006-10-11 2008-04-17 Basf Se Coated foam beads and process for producing halogen-free, fire-resistant bead foam moldings
WO2009037116A2 (en) * 2007-09-14 2009-03-26 Basf Se Coating composition for foam particles, and method for the production of molded foam bodies

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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