DE4009897A1

DE4009897A1 - Feinteilige expandierbare styrolpolymerisate

Info

Publication number: DE4009897A1
Application number: DE4009897A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1990-03-28
Filing date: 1990-03-28
Publication date: 1991-10-02
Also published as: DE59106879D1; AU7388891A; JPH04224835A; EP0449065A3; ATE130334T1; EP0449065A2; ES2078983T3; US5124365A; KR910016835A; CA2039287A1; EP0449065B1

Description

Die Erfindung betrifft äußerst feinteilige expandierbare Styrolpolymeri sate, daraus hergestellte Schaumstoffpartikel und deren Verwendung als Füllstoff für Leichtputz.

Bei der großtechnischen Herstellung von expandierbaren Styrolpolymerisaten (EPS) durch Suspensionspolymerisation fallen in geringer Menge auch äußerst feinteilige EPS-Partikel an, die bisher nicht in der Praxis ver wendet wurden, da sie beim Aufschäumen in sehr starkem Maße miteinander verkleben. Für die Herstellung von Schaumstoff-Formteilen sind sie unge eignet. Diese Fraktionen wurden daher bislang verworfen, verbrannt oder aber in Styrol gelöst erneut der Suspensionspolymerisation unterworfen. Eine solche Wiederverwendung führte jedoch zu einer Verschlechterung der EPS-Qualität.

Es bestand seit langem das Bedürfnis, eine wirtschaftliche Verwertung für diese feinteiligen EPS-Randfraktionen aufzuzeigen.

Feinteilige EPS-Siebfraktionen mit einer Perlgröße von mehr als 0,3 mm bis 0,7 mm sind nach dem Aufschäumen als Füllstoff für Leichtputz verwendet worden. Bedingt durch die Größe der Schaumstoffperlen ist die Oberfläche der fertigen Putzschicht verhältnismäßig rauh.

Es bestand seit langem das Bedürfnis nach einem wärmedämmenden Zuschlagstoff für Leichtputz, der die Herstellung von glatten Putzoberflächen ermöglicht.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß EPS-Fraktionen mit einer Teilchengröße zwischen 0,025 und 0,3 mm, die mit mindestens 0,5 Gew.-% eines feinteiligen, wasserunlöslichen, unter den Bedingungen der Weiter verarbeitung nicht schmelzenden Feststoffs beschichtet sind, beim Auf schäumen nicht miteinander verkleben. Die daraus hergestellten Schaum stoffpartikel können als Füllstoff für Leichtputz verwendet werden, der die Herstellung von glatten Putzoberflächen ermöglicht.

Gegenstand der Erfindung sind somit expandierbare Styrolpolymerisate mit einem Teilchendurchmesser von 0,025 bis 0,3 mm, enthaltend

a) ein Styrolpolymerisat
b) 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf (a), eines C₃- bis C₆-Kohlenwasserstoffs als Treibmittel
c) mindestens 0,5 Gew.-%, bezogen auf (a) einer Beschichtung aus einem wasserunlöslichen Feststoff mit einem Schmelzpunkt oberhalb 120°C und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 15 µm sowie gegebenen falls
d) übliche Zusatzstoffe in wirksamen Mengen.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung der artiger expandierbarer Styrolpolymerisate, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der üblichen Herstellung von expandierbaren Styrolpolymerisaten durch Suspensionspolymerisation von Styrol in Gegenwart eines Treibmittels und Abtrennung der mindestens 0,3 mm großen Polymerisatpartikel, aus dem Ab wasser durch Zentrifugieren eine weitere Fraktion von Polymerpartikeln der Teilchengröße von etwa 0,025 bis 0,3 mm isoliert, diese wäscht, trocknet und mit der Komponente (c) beschichtet.

Gegenstand der Erfindung sind weiterhin Styrolpolymerisat-Schaumstoff partikel der Schüttdichte 15 bis 40 kg/m³ mit einem Teilchendurchmesser von 0,05 bis 1,2 mm, enthaltend mindestens 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Polymerisat, einer Beschichtung aus einem wasserunlöslichen Feststoff mit einem Schmelzpunkt oberhalb von 120°C und einem mittleren Teilchendurch messer von 0,1 bis 15 µm, sowie gegebenenfalls übliche Zusatzstoffe in wirksamen Mengen, sowie die Verwendung dieser Styrolpolymerisat-Schaum stoffpartikel als wärmedämmenden Füllstoff für Leichtputz.

Die erfindungsgemäßen expandierbaren Styrolpolymerisate sind gekennzeich net durch einen Teilchendurchmesser von 0,025 bis 0,3 mm, vorzugsweise 0,05 bis 0,25 mm, insbesondere 0,06 bis 0,2 mm.

Styrolpolymerisate im Sinn der Erfindung sind Polystyrol und Mischpoly merisate des Styrols mit anderen α,β-olefinisch ungesättigten Verbindun gen, die mindestens 50 Gew.-Teile Styrol einpolymerisiert erhalten. Als Comonomere kommen z. B. in Frage α-Methylstyrol, kernhalogenierte Styrole, kernalkylierte Styrole, Acrylnitril, Ester der Acryl- oder Methacrylsäure von Alkoholen mit 1 bis 8 C-Atomen, N-Vinylverbindungen, wie Vinyl carbazol, Maleinsäureanhydrid oder auch geringe Mengen an Verbindungen, die zwei polymerisierbare Doppelbindungen enthalten, wie Butadien, Divinylbenzol oder Butandioldiacrylat.

Als Treibmittel enthalten die Partikel 1 bis 10 Gew.-% , vorzugsweise 3 bis 8 Gew.-% eines C₃- bis C₆-Kohlenwasserstoffs, wie Propan, Butan, Isobutan, n-Pentan, i-Pentan, Neopentan und/oder Hexan. Vorzugsweise wird ein handelsübliches Pentan-Gemisch verwendet.

Die Styrolpolymerisate können auch übliche Zusätze an anderen Stoffen ent halten, die den expandierbaren Produkten bestimmte Eigenschaften verlei hen. Genannt seien beispielsweise Flammschutzmittel auf Basis von organi schen Brom- oder Chlorverbindungen, die auch in Form von Mikrokapseln mit einer styrolunlöslichen Beschichtung vorliegen können, wie Trisdibromprop ylphosphat, Hexabromcyclododecan, Chlorparaffin, sowie Synergisten für Flammschutzmittel, wie Dicumyl und hochzersetzliche organische Peroxide; ferner Antistatike, Stabilisatoren, Farbstoffe, Schmiermittel und Füllstoffe.

Erfindungswesentlich ist es, daß die Partikel mit einer Beschichtung aus einem wasserunlöslichen feinteiligen Feststoff beschichtet sind, der die Aufgabe hat, ein Verkleben der Partikel beim Aufschäumen zu verhindern. Der Feststoff soll unter den Bedingungen der Weiterverarbeitung nicht er weichen oder schmelzen, d. h. einen Schmelzpunkt oberhalb von 120°C, vor zugsweise oberhalb von 150°C aufweisen. Er soll ferner äußerst feinteilig sein, d. h. eine mittlere Teilchengröße eine zwischen 0,1 und 15 µm, vor zugsweise zwischen 0,5 und 10 µm aufweisen.

Die Beschichtung soll mindestens 0,5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0,8 Gew.-%, insbesondere 1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Styrolpolymeri sat, betragen. Hydrophobe oder hydrophobierte Feststoffe sind besonders gut geeignet.

Geeignete Feststoffe sind wasserunlösliche Carbonate, Carbonsäuresalze, Oxide und Mischoxide von Metallen der II., III. und/oder IV. Gruppe des Periodensystems, wie Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Bariumcarbonat, Zinkcarbonat, Magnesiumstearat, Calciumpalmitat, Zinkstearat, Aluminium stearat, Zinkoxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Siliciumdioxid, Magnesium-, Calcium- und Aluminiumsilikate.

Als Hydrophobierungsmittel werden vorzugsweise Silikone verwendet.

Als feinteiliges expandierbares Styrolpolymerisat wird vorteilhaft das feinteilige Abfallprodukt der EPS-Produktion verwendet, wie es bei der üblichen Polymerisation von Styrol in wäßriger Suspension in Gegenwart eines Treibmittels und in Gegenwart eines Suspendierhilfsmittels in einer Menge von etwa 1 bis 5 Gew.-% entsteht. Nach dem Abtrennen der Hauptmenge des EPS mit einer Siebschleuder der Maschenweite von etwa 0,2 bis 0,3 mm, vorzugsweise 0,25 mm, wird aus dem Abwasser durch Zentrifugieren, bei spielsweise mittels eines Dekanters eine weitere Fraktion von EPS-Par tikeln der Teilchengröße von etwa 0,025 bis 0,3 mm isoliert, gewaschen und anschließend getrocknet. Das Aufbringen der Beschichtung kann in einem üblichen Trommelmischer erfolgen.

Durch Erhitzen mit Heißluft oder insbesondere mit Wasserdampf können die erfindungsgemäßen EPS-Partikel zu Schaumstoffpartikeln aufgeschäumt werden, die eine Dichte von 10 bis 65 kg/m³ (Schüttdichte ca. 15 bis 40 kg/m³) aufweisen. Der Teilchendurchmesser liegt etwa bei 0,05 bis 1,2 mm, vorzugsweise 0,1 bis 1,0 mm.

Bedingt durch die Beschichtung wird beim Schäumen eine Verklebung der Partikel wirksam verhindert.

Die erfindungsgemäßen Schaumstoffpartikel finden Verwendung als wärmedämmender Füllstoff für Leichtputz.

Der Leichtputz enthält etwa 20 bis 80 Vol.-%, vorzugsweise 30 bis 50 Vol.-% Schaumstoffpartikel.

Der Leichtputz basiert ansonsten auf üblicher mineralischer Basis, wie Gips, Kalk oder Zement und üblichen mineralischen Zuschlagstoffen.

Beispiel 1 Isolierung von EPS der Teilchengröße 0,03 bis 0,25 mm

Aus dem Abwasser der EPS-Produktion, wie es nach dem Abtrennen der EPS- Hauptmenge (Treibmittelgehalt 7 Gew.-% Pentan) mittels einer Siebschleuder der Maschenweite 0,25 mm und Waschen des Produkts anfällt, werden mittels eines Dekanters EPS-Partikel der Teilchengröße 0,03 bis 0,25 mm abge trennt. Das feinteilige Produkt wird mit der 10fachen Wassermenge gewa schen, das anhaftende Wasser in einem Trockendekanter abgeschleudert und anschließend in einem Heißluftstromtrockner getrocknet. Der Pentangehalt des Produkt beträgt 6 Gew.-%.

Beispiel 2 EPS-Beschichtung und Herstellung der Schaumstoffpartikel

Die in Beispiel 1 erhaltenen EPS-Partikel werden in einem Trommelmischer mit der in der Tabelle angegebenen Menge eines Feststoffs beschichtet und anschließend in einem Druckvorschäumer mit geschlossener Bodenplatte mit seitlicher Dampfzuführung ca. 90 Sekunden bei 115°C aufgeschäumt. Zusammenhaftende Schaumstoffteilchen werden anschließend durch ein Sieb abgetrennt (Verklebungsgrad). Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle zusammengefaßt.

Beispiel 3 Putzzusammensetzungen und Eigenschaften

3.1 500 Volumenteile Schaumstoffpartikel der Beispiele 2.2, 2.3, 2.5 bis 2.9 werden mit 1000 Volumenteilen Industriegips gemischt. Nach dem Anteigen mit Wasser wird die Masse zur Herstellung von wärmedämmenden Innenputzbeschichtungen verwendet, die sich durch eine besonders glatte Oberfläche auszeichnen.

3.2 350 Volumenteile Schaumstoffpartikel der Beispiele 2.2, 2.3, 2.5 bis 2.9 werden mit 1000 Volumenteilen eines handelsüblichen mineralischen Außenputzes gemischt. Nach dem Anteigen mit Wasser wird die Masse zur Herstellung von wärmedämmenden Außenputzbeschichtungen verwendet, die sich durch eine besonders glatte Oberfläche auszeichnen.

Tabelle

Claims

1. Expandierbare Styrolpolymerisate mit einem Teilchendurchmesser von 0,025 bis 0,3 mm, enthaltend

a) ein Styrolpolymerisat
b) 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf (a), eines C₃- bis C₆-Kohlenwasser stoffs als Treibmittel
c) mindestens 0,5 Gew.-%, bezogen auf (a) einer Beschichtung aus einem wasserunlöslichen Feststoff mit einem Schmelzpunkt oberhalb 120°C und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 15 µm sowie gegebenenfalls
d) übliche Zusatzstoffe in wirksamen Mengen.

2. Expandierbare Styrolpolymerisate gemäß Anspruch 1, enthaltend als Komponente (c) ein Carbonat, Carbonsäuresalz, Oxid oder Mischoxid eines Metalls der II. III. und/oder IV. Gruppe des Periodensystems.

3. Expandierbare Styrolpolymerisate gemäß Anspruch 1 bis 2, dadurch ge kennzeichnet, daß daß die Komponente (c) hydrophob oder hydrophobiert ist.

4. Verfahren zur Herstellung expandierbarer Styrolpolymerisate gemäß An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der üblichen Herstellung von expandierbaren Styrolpolymerisaten durch Suspensionspolymerisation von Styrol in Gegenwart eines Treibmittels und Abtrennung der min destens 0,3 mm großen Polymerisatpartikel, aus dem Abwasser durch Zen trifugieren eine weitere Fraktion von Polymerpartikeln der Teilchen größe von etwa 0,025 bis 0,3 mm isoliert, diese wäscht, trocknet und mit der Komponente (c) beschichtet.

5. Styrolpolymerisat-Schaumstoffpartikel der Schüttdichte 15 bis 40 kg/m³ mit einem Teilchendurchmesser von 0,05 bis 1,2 mm, enthaltend mindestens 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Polymerisat, einer Beschichtung aus einem wasserunlöslichen Feststoff mit einem Schmelzpunkt oberhalb von 120°C und einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 15 µm, sowie gegebenenfalls übliche Zusatzstoffe in wirksamen Mengen.

6. Verwendung der Styrolpolymerisat-Schaumstoffpartikel gemäß Anspruch 5 als wärmedämmenden Füllstoff für Leichtputz.

7. Leichtputz auf Basis von mineralischen Bindemitteln, enthaltend 20 bis 80 Vol.-% Styrolpolymerisat-Schaumstoffpartikel gemäß Anspruch 5.