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WO2010146146A1 - Coated foam particles - Google Patents

Coated foam particles Download PDF

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Publication number
WO2010146146A1
WO2010146146A1 PCT/EP2010/058603 EP2010058603W WO2010146146A1 WO 2010146146 A1 WO2010146146 A1 WO 2010146146A1 EP 2010058603 W EP2010058603 W EP 2010058603W WO 2010146146 A1 WO2010146146 A1 WO 2010146146A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
foam
foam particles
coating
particles
coated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2010/058603
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Benjamin Nehls
Klaus Hahn
Andreas Keller
Bernhard Schmied
Armin Alteheld
Olaf Kriha
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of WO2010146146A1 publication Critical patent/WO2010146146A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/22After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C08J9/224Surface treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/02Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
    • C08J2201/038Use of an inorganic compound to impregnate, bind or coat a foam, e.g. waterglass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2475/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers

Definitions

  • the invention relates to coated foam particles, a process for their preparation and foam moldings 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 insulation 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.
  • foams are described with an inorganic coating.
  • the foams can for example consist of EPS, EPP, PET and PU.
  • EP 0036616 B1 the foaming of water glass and / or inorganic additives with a rigid polyurethane foam is known.
  • WO 2007/023089 it is known to provide prefoamed EPS particles with an inorganic coating and to compress them.
  • 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 the production of foam moldings from prefoamed foam particles which comprise a polymer coating. have direction.
  • 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-proofing layer-forming fire protection coating 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.
  • a major problem is to provide coatings such that they remain in shape consistently under the influence of moisture and / or impact water.
  • so-called efflorescence occurs on the material or leaching of the coating, resulting in changed material properties.
  • the present invention therefore an object of the invention to provide improved coated foam particles and foam moldings produced therefrom, which have both a sufficient flame / heat resistance and a sufficient water resistance with prolonged exposure to water, especially in so-called Durability tests in which a Building material increased humidities (near 100%) and temperatures around 65 0 C is exposed.
  • the present invention relates to foam particles, in particular of a polyolefin or styrene polymers, characterized in that the foam particles are coated with a combination of a silicate-containing coating and a coating based on a polyurethane and / or polyurea.
  • the foam particles are selected from expanded polyolefin particles or prefoamed particles of expandable styrene polymers (EPS).
  • EPS expandable styrene polymers
  • Expanded polyolefins such as expanded polyethylene (EPE) or expanded polypropylene (EPP) or prefoamed particles of expandable styrene polymers, in particular expandable polystyrene (EPS), can be used as the foam particles.
  • 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 obtained.
  • the foam particles can also be based on polyethylene (PE), polyamide (PA), styrene-acrylonitrile (SAN), amsan ( ⁇ -methylstyrene-acrylonitrile); Polylactide (PLA), polybutylene terephthalate (PBT), PBAT (polybutylene adipate), melamine resin foam or polyesters.
  • PE polyethylene
  • PA polyamide
  • SAN styrene-acrylonitrile
  • amsan ⁇ -methylstyrene-acrylonitrile
  • PVA polylactide
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PBAT polybutylene adipate
  • melamine resin foam or polyesters.
  • the silicate-containing coating preferably contains a water-soluble alkali silicate.
  • the silicate-containing coating is based on a coating composition which contains: a) 20 to 70 parts by weight of a clay mineral b) 20 to 70 parts by weight of an alkali silicate c) 1 to 30 parts by weight of a film-forming polymer and optionally further constituents, in particular d) optionally 1 to 20 parts by weight of a crosslinking agent, in particular based on a phosphate or a melamine compound.
  • the silicate-containing 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 silicate-containing 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.
  • Kaolin is particularly preferably used.
  • the silicate-containing coating composition contains as verfilmendes polymer c) a non-crosslinked polymer comprising one or more glass transition temperatures in the range of -60 ° to + 100 0 C.
  • the Glasschreib- are transition temperatures of the dried polymer film in the range of -30 ° to + 80 0 C, more preferably in the range of -10 ° to + 60 0 C.
  • the glass transition temperature (by 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 silicate-containing 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, particularly alkyl esters, such as C 10 alkyl esters of acrylic acid, especially butyl, preferably n-butyl acryl
  • 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, Acrylamidpropansulfonklare, 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, Acrylamidpropansulfonklare, methylolacrylamide or the sodium salt of vinylsulfonic acid.
  • the polymer is acrylates verfilmende from one or more of the monomers styrene, butadiene, acrylic acid, methacrylic acid, Ci -4 alkyl acrylates, Ci -4 -Alkylmeth-, acrylamide, methacrylamide and methylolacrylic listed builds.
  • 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, dicandiamide and tris-hydrazino-triazines.
  • 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, diethoxycitylsilyltrimethylsil, 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.
  • silicate-containing coating composition flame retardants, such as expanded graphite, borates, in particular zinc borates, especially ortho-boron phosphate, or intumescent masses which inflate when exposed to higher temperatures, usually above 80 to 100 0 C, swell, or foam and thereby forming an insulating and heat-resistant foam that 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, especially ortho-boron phosphate, or intumescent masses which inflate when exposed to higher temperatures, usually above 80 to 100 0 C, swell, or foam and thereby forming an insulating and heat-resistant foam that protects the underlying heat-insulating foam particles from the effects of fire and heat
  • the silicate-containing 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 metal oxide hydrates are all metal oxides which contain water of crystallization incorporated into the crystal structure. The number of crystal water molecules per formula unit may be the maximum possible or below, z.
  • 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.
  • 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, potassium, sodium, rubidium, cesium, ammonium, thallium or aluminum ions occur.
  • 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, can additionally be added to the silicate-containing coating. These may be incorporated into the silicate-containing coating composition in the form of aqueous slurries or dispersions. Cements can also be applied to the foam particles by "powdering". The necessary for the setting of the cement water can then be supplied during sintering with steam.
  • the foam particles according to the invention have a coating based on a polyurethane and / or polyurea.
  • polyureas are also referred to below as polyurethanes.
  • prefoamed EPS balls are preferably homogeneously wetted with the silicate-containing coating and subsequently with a polyurethane coating coated, molded and cured.
  • the polyurethane coating can be applied in the form of a dissolved or dispersed polyurethane.
  • the polyurethane coating is produced by adding at least one isocyanate and at least one isocyanate-reactive compound. It is important to ensure that the pot life of the coating solution is long enough to achieve sufficient compression / shaping. This can be controlled by selecting suitable delayed coating systems, using thermosensitive catalysts under thermal activation or selective activation by using microwave radiation.
  • the polyurethane coating of the foam particles is a massive coating that has at least substantially no foam structure.
  • the polyurethane coating has a foam structure, for example a soft or hard foam structure.
  • the polyurethane coating of the invention is obtainable by reactions of at least one polyisocyanate, preferably a diisocyanate A) with at least one isocyanate-reactive component B, preferably a polyol and optionally isocyanate-reactive chain extenders C).
  • organic isocyanates A it is possible to use generally known aromatic, aliphatic, cycloaliphatic and / or araliphatic isocyanates, preferably diisocyanates, for example 2,2'-, 2,4'- and / or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1, 5-naphthylene diisocyanate (NDI), 2,4- and / or 2,6-toluene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethyl-diphenyl-diisocyanate, 1, 2-diphenylethane diisocyanate and / or Phenylene diisocyanate, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta- and / or octamethylene diisocyanate, 2-methyl-pentamethylene-diisocyanate-1,2,5-ethyl-but
  • Particularly preferred isocyanates are 2,2'-, 2,4'- and / or 4,4'-
  • MDI Diphenylmethane diisocyanate
  • isocyanate-reactive compounds (B) it is possible to use the generally known isocyanate-reactive compounds, for example polyesterols, polyetherols and / or polycarbonatediols, which are usually also grouped under the term "polyols", with molecular weights (Mn) between 500 and 8000, preferably 600 to 6000, in particular 800 to less than 3000 g / mol, and preferably an average functionality to isocyanates of 1, 8 to 2.3, preferably 1, 9 to 2.2, in particular 2.
  • Mn molecular weights
  • polyether polyols for example those based on generally known starter substances and conventional alkylene oxides, for example ethylene oxide, propylene oxide and / or butylene oxide, preferably Polyethe- role based on propylene oxide-1, 2 and ethylene oxide and in particular polyoxytetramethylene glycols.
  • polyetherols so-called low-unsaturated polyetherols.
  • low-unsaturated polyols are understood as meaning, in particular, polyether alcohols having a content of unsaturated compounds of less than 0.02 meq / g, preferably less than 0.01 meq / g.
  • Such polyether alcohols are usually prepared by addition of alkylene oxides, in particular ethylene oxide, propylene oxide and mixtures thereof, to the diols or triols described above in the presence of highly active catalysts.
  • polyesterols are used, for example, from dicarboxylic acids having 2 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms and polyhydric alcohols.
  • Suitable polyester diols can be prepared, for example, from dicarboxylic acids having 2 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms, and polyhydric alcohols.
  • Suitable dicarboxylic acids are, for example: aliphatic dicarboxylic acids, such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid and sebacic acid and aromatic dicarboxylic acids, such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid.
  • the dicarboxylic acids can be used individually or as mixtures, eg. In the form of an amber, glutaric and adipic acid mixture.
  • the corresponding dicarboxylic acid derivatives such as carbonic diesters having 1 to 4 carbon atoms in the alcohol radical, carboxylic anhydrides or carbonyl chlorides.
  • polyhydric alcohols are glycols having 2 to 10, preferably 2 to 6 carbon atoms, such as ethylene glycol, diethylene glycol, 1, 4-butanediol, 1, 5
  • Pentanediol 1, 6-hexanediol, 1, 10-decanediol, 2,2-dimethyl-1, 3-propanediol, 1, 3-propanediol and dipropylene glycol.
  • the polyhydric alcohols may be used alone or optionally mixed with each other.
  • Preferred polyether diols are ethanediol polyadipates, 1,4-butanediol polyadipates, ethanediol-1,4-butanediol polyadipates, 1,6-hexanediol neopentyl glycol polyadipates, 1,6-hexanediol-1,4 butanediol polyadipate and polycaprolactone.
  • the polyester diols have molecular weights of 500 to 5000 g / mol and can be used individually or in the form of mixtures with one another.
  • Highly reactive catalysts for the preparation of the polyether polyols are, for example, cesium hydroxide and multimetal cyanide catalysts, also referred to as DMC catalysts.
  • a frequently used DMC catalyst is the zinc hexacyanocobaltate.
  • the DMC catalyst can be left in the polyether alcohol after the reaction, usually it is removed, for example by sedimentation or filtration.
  • thermoplastic polyurethane according to the invention is particularly preferably based on polytetrahydrofuran having a molecular weight (Mn) of between 600 and 2000 g / mol, preferably 800 and 1400 g / mol, particularly preferably 950 and 1050 g / mol as component (b).
  • Mn molecular weight
  • chain extenders C it is possible to use generally known aliphatic, aliphatic, aromatic and / or cycloaliphatic compounds having a molecular weight of from 50 to 499 g / mol, preferably 2-functional compounds, for example alkanediols having from 2 to 10 carbon atoms in the formula Alkylene radical, preferably butanediol-1, 4, hexanediol-1, 6 and / or di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octa-, nona- and / or decaalkylene glycols having 3 to 8 carbon atoms, preferably unbranched alkanediols, in particular propane-1, 3-diol and butane-1, 4-diol.
  • 2-functional compounds for example alkanediols having from 2 to 10 carbon atoms in the formula Alkylene radical, preferably butanediol-1, 4,
  • Suitable catalysts D which accelerate in particular the reaction between the NCO groups of the diisocyanates A and B, are the known and customary in the prior art tertiary amines, such as. Triethylamine, dimethylcyclohexylamine, N-methylmorpholine, N, N'-
  • iron (Ml) - acetylacetonate tin compounds, eg. As tin diacetate, tin dioctoate, tin dilaurate or Zinndialkylsalze aliphatic carboxylic acids such as dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate or the like.
  • the catalysts are usually used in amounts of 0.00001 to 0.1 parts by weight per 100 parts by weight of polyhydroxyl compound (b).
  • the structural components A to C and conventional aids E can be added. Mention may be made, for example, blowing agents, surface-active substances, flame retardants, nucleating agents, lubricants and mold release agents, dyes and pigments, stabilizers, for. Against hydrolysis, light, heat or discoloration, inorganic and / or organic fillers, reinforcing agents, plasticizers and metal deactivators. As hydrolysis protective agents it is preferred to use oligomeric and / or polymeric aliphatic or aromatic carbodiimides.
  • the implementation of the isocyanate A with the isocyanate-reactive components is carried out in a preferred embodiment at a ratio between 950 and 1050, more preferably between 970 and 1010, in particular between 980 and 1000.
  • the index is defined by the ratio of the total at the reaction of isocyanate groups used in the component A to the isocyanate-reactive groups, ie in particular the groups B and C.
  • At a ratio of 1000 is an isocyanate group of the component A is an active hydrogen atom.
  • more isocyanate groups exist than OH groups.
  • the polyurethane coating is a solid polyurethane coating. It is obtained in a manner known per se.
  • the polyurethane coating is a rigid polyurethane foam.
  • the reaction of the isocyanate and the isocyanate-reactive compound is conducted so that essentially closed-cell foam is produced.
  • Aromatic polyisocyanates with polyols preferably polyethers and polyester polyols, are usually used in the preparation of such rigid foams in the presence of Propellants, catalysts and auxiliaries and additives reacted. This is controlled by foam stabilizers (for example, polyether-polysiloxane), the foam structure, the open and closed cell size and cell size in a conventional manner.
  • the PU coating is a flexible PU foam.
  • the procedure is in a manner known per se.
  • PU rigid foam brings mechanical stability and is used in sandwich panels.
  • PU soft foam brings some elasticity in hybrid foam and is used in the insectsparparendentämmung.
  • the foam particles according to the invention are produced by a) providing particles of expanded or expandable foam b) coating them with a silicate-containing coating composition and optionally drying them and c) the silicate-coated foam particles with an isocyanate and an isocyanate-reactive compound or a polyurethane / polyurea formed from it.
  • Conventional methods such as spraying, dipping or wetting the foam particles with an aqueous coating composition in conventional mixers, spray devices, dipping devices or drum apparatuses, can be used to coat the foam particles.
  • the silicate-containing coating is applied in a preferred step on the foam particles and dried and then coated with the polyurethane coating. In a further preferred embodiment, no drying step takes place between the coating steps. In a further preferred embodiment, the silicate-containing coating and the components of the polyurethane coating are completely mixed and applied uniformly and simultaneously to the foam particles.
  • Foam Additives For the production of insulating boards with high heat-insulating capacity it is particularly preferred to use pre-expanded, expandable styrene polymers which are athermous. ne solid body, such as carbon black, aluminum, graphite or titanium dioxide, in particular graphite having an average particle size in the range of 1 to 50 microns particle diameter in amounts of 0.1 to 10 wt .-%, in particular 2 to 8 wt .-%, based on EPS , contained and known for example from EP-B 981 574 and EP-B 981 575.
  • ne solid body such as carbon black, aluminum, graphite or titanium dioxide, in particular graphite having an average particle size in the range of 1 to 50 microns particle diameter in amounts of 0.1 to 10 wt .-%, in particular 2 to 8 wt .-%, based on EPS , contained and known for example from EP-B 981 574 and EP-B 981 575.
  • 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 For example, flour, starch, flax, hemp, ramie, jute, sisal, cotton, cellulose or aramid fibers can be used.
  • inorganic fillers z As 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 materials 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 materials 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. the. 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 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.
  • C 30 - - paraffin waxes, reaction products of N-methylolamine and a fatty acid derivative, reaction products of a Cg - among hydrophobic organic compounds, in particular Ci 0 are Cn oxo alcohol with ethylene oxide, propylene oxide or butylene oxide or polyfluoroalkyl (meth) acrylates or mixtures to name thereof, which can preferably be used in the form of aqueous emulsions.
  • Preferred water repellents 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 coated in accordance with 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, whereby 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 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 u. a. according to the desired thickness of the later molded part.
  • 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 prefoamed and coated foam particles can 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 boards.
  • 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 with 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.
  • 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 process comprises the steps of: i) pre-expanding expandable styrenic polymers into foam particles, ii) applying the silicate-containing coating composition in the form of an aqueous dispersion to the foam particles and simultaneous or subsequent polyurethane coating iii) drying the polymer dispersion on the foam particles to form a water-insoluble polymer film iv) filling the polymeric film-coated foam particles into a mold and sintering.
  • a particularly preferred method involves the compression of the still water-moist foam particles according to the following process: i) pre-expansion of expandable styrene polymers to foam particles, ii) applying the silicate-containing coating composition in the form of an aqueous dispersion to the foam particles and simultaneous or subsequent polyurethane coating iii) filling with the coating composition coated and still water-moist foam particles in a mold, pressing and curing by the action of 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.
  • plates 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 even with prolonged flame exposure of more than 30 or 60 minutes prevent and the structural integrity is maintained by the resulting porous ceramic framework structure.
  • 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 joint facing away from the fire still remains even if the panels in case of fire, i. is subjected to dimensional changes when exposed to heat, which can lead to force effects and resulting shifts in different spatial directions in the joints.
  • 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. That When the joint and the band heats up and “pulls away", the band still seals (airtightness), which prevents the gases from escaping at the front, as evidenced by the fact that there is almost no temperature difference 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 "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
  • Sealing tapes are inserted between the adjoining core layers of the sandwich elements, which then foam up step by step as the joint widens and both the temperature and the gas propagation are slowed down. This measure can reduce the temperature load which acts 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 during the final fixing of the panels 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, for example, 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. As stepped rabbeting or tongue and groove, with integrated or eindesignder spring, are provided so that the cores interlock and thus also better seal.
  • materials for the spring are, for example, Regips strips, strips of silicone or intumescent materials such as expanded graphite or silicates, such as Palusol® or the coating composition of the invention, mineral fiber wedges, wedges of melamine resin foams (Basotect ® ), thin strip of strip, both sides in a thin groove can be inserted.
  • 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 compressed in the construction of the panel wall between the bumps of the core material and in case of fire, if the joint gaped by the heat, shrinks or deformed, within certain limits have a sealing effect or at least significantly reduce the outflow of fumes.
  • 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 applications are structural applications, for example facades, in particular ventilated facades, flat roofs, trapezoidal flat roofs and fire bars.
  • the volume loss in case of fire was determined.
  • a cube with 5cm edge length was 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.
  • test B the water absorption of the cubes was determined.
  • a cube of 5 cm edge length was completely immersed in 50 ° 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.
  • a mixture of kaolin (100 g), water glass (100 g, 20% water of crystallization), titanium dioxide (20 g), Acronal S790 dispersion (22 g) and water (80 g) was prepared.
  • 200 g of the mixture were added to 50 g of EPS spheres (prefoamed, density: 10 g / l) and distributed uniformly.
  • the coated spheres were then placed in a mold and compressed to 50% of the original volume. The plate was heated by contact heat to about 80 0 C for 2 h, then demolded and deposited to constant mass.
  • Test A -15% volume loss
  • Test C Not measurable because the foam body completely lost its shape
  • Example 2 Pre-coated beads with PU hard foam system A mixture of kaolin (100 g), water glass (100 g, 20% residual moisture), titanium dioxide (20 g), Acronal S790 dispersion (22 g) and water (80 g) was prepared in a mixing beaker. After complete homogenization, 200 g of the mixture were added to 50 g of EPS spheres (prefoamed, density: 10 g / l), uniformly distributed and dried in a fluidized bed to constant mass. These coated spheres (230 g) were then mixed with 150 g of a Lupranol / MDI mixture, compressed to 50% of the original volume and held for a few minutes. After 5 minutes, the block was completely hardened and could be removed from the mold.
  • EPS spheres prefoamed, density: 10 g / l
  • Test A -23% volume loss Test B: -6% Test C: -25%
  • Example 3 Serial coating of the individual components
  • a mixture of kaolin (100 g), water glass (100 g, 20% residual moisture), titanium dioxide (20 g), Acronal S790 dispersion (22 g) and water (80 g) was prepared in a mixing beaker. After complete homogenization, 200 g of the mixture were added to 50 g of EPS spheres (prefoamed, density: 10 g / l) and distributed uniformly. Immediately (230 g) of the coated spheres were mixed with 150 g of a lupranol / MDI mixture, the molding compound was compressed to 50% of the initial volume and held for a few minutes. After a few minutes, the block was completely form / transport stable and could be tested without further intermediate storage. Nevertheless, the material was subjected to constant mass in a drying oven at 70 0 C STORED and then the tests described above.
  • Test A -21% volume loss Test B: -5% Test C: -23%
  • Example 4 Foamable Second Coating, Use of a Flexible Foam System
  • a mixture of kaolin (100 g), water glass (100 g, 20% residual moisture), titanium dioxide (20 g), Acronal S790 dispersion (22 g) and water (80 g) was prepared in a mixing beaker. After complete homogenization, 200 g of the mixture were added to 50 g of EPS spheres (prefoamed, density: 10 g / l) and distributed uniformly. For this, 100 g of Meyco Flex364 were added and the particles were coated. The entire mixture was compressed by 50% and tied off after about 80 seconds. Increasing the isocyanate content by 20% increases the reaction time to 140 seconds. the. The material was then stored at 70 ° C. in a drying oven until the constancy of mass remained constant and then subjected to the tests described above.
  • Test A -18% volume loss Test B: -5% Test C: -18%
  • the amount of components was calculated so that one part by weight of EPS was added to the total of coating and ceramics.
  • Meyco Flex 364 Comp A 100 parts
  • Meyco Flex 364 Comp B 100 parts
  • SI-2 kaolin (57 g) and Portil N (56 g) are taken up in lupranol (component of mixture B1) and then mixed with the remaining substances of B1.
  • Table 1 Experiments
  • Lupragen ® N700 a heat-active system, which only exerted its effect by an elevated temperature.
  • the experiments were carried out analogously to No. 1 to 5 and later heated.
  • the test specimens show a different curing behavior, comparable results in the tests A to C of the above examples.

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Abstract

The invention relates to foam particles, preferably composed of a polyolefin polymer or styrene polymer, comprising a combination of a coating containing silicate and a coating based on a polyurethane and/or polyurea.

Description

Beschichtete Schaumstoffpartikel Beschreibung Coated foam particles Description

Die Erfindung betrifft beschichtete Schaumstoffpartikel, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie daraus hergestellte Schaumstoffformkörper und deren Verwendung.The invention relates to coated foam particles, a process for their preparation and foam moldings 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 Zulas- sung 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 insulation 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.

In der WO 2007/012441 A2 sind Schaumstoffe mit einer anorganischen Beschichtung beschrieben. Die Schaumstoffe können beispielsweise aus EPS, EPP, PET und PU bestehen. Aus EP 0036616 B1 ist die Verschäumung von Wasserglas und/oder anorganischen Zusatzstoffen mit einem Polyurethanhartschaum bekannt. Aus WO 2007/023089 ist es bekannt, vorgeschäumte EPS-Partikel mit einer anorganischen Beschichtung zu versehen und zu verpressen.In WO 2007/012441 A2 foams are described with an inorganic coating. The foams can for example consist of EPS, EPP, PET and PU. From EP 0036616 B1 the foaming of water glass and / or inorganic additives with a rigid polyurethane foam is known. From WO 2007/023089 it is known to provide prefoamed EPS particles with an inorganic coating and to compress them.

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 einer Harzlösung beschichtet werden, welche eine gegenüber dem expandierbaren Polymer niedrigere Erweichungstemperatur aufweist. Die beschichteten Schaumstoffpar- tikel 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 the production of foam moldings from prefoamed foam particles which comprise a polymer coating. have direction. 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-proofing layer-forming fire protection coating 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.

Insbesondere besteht ein großes Problem darin, Beschichtungen derart ausstatten, dass sie unter Einfluss von Feuchtigkeit und/oder Schlagwasser beständig in ihrer Form bleiben. Hierbei treten so genannte Ausblühungen am Material oder Auswaschungen der Beschichtung auf, was in der Folge zu veränderten Materialeigenschaften führt. Wird zum Beispiel ein gewisser Anteil der Beschichtung ausgewaschen, verliert das Material seine strukturelle Integrität im Brandfalle. Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, verbesserte beschichtete Schaumstoffpartikel und daraus hergestellte Schaumstoffformkörper zur Verfügung zu stellen, die sowohl eine hinreichende Flamm-/Hitzebeständigkeit als auch eine hinreichende Wasserresistenz bei längerer Wasserbelastung aufweisen, insbesondere bei so genannten Durability-Tests, bei denen ein Baumaterial erhöhten Luftfeuchtigkeiten (nahe 100 %) und Temperaturen um 65 0C ausgesetzt ist.In particular, a major problem is to provide coatings such that they remain in shape consistently under the influence of moisture and / or impact water. In this case, so-called efflorescence occurs on the material or leaching of the coating, resulting in changed material properties. For example, if a certain portion of the coating is washed out, the material loses its structural integrity in the event of fire. The present invention therefore an object of the invention to provide improved coated foam particles and foam moldings produced therefrom, which have both a sufficient flame / heat resistance and a sufficient water resistance with prolonged exposure to water, especially in so-called Durability tests in which a Building material increased humidities (near 100%) and temperatures around 65 0 C is exposed.

Die vorliegende Erfindung betrifft Schaumstoffpartikel, insbesondere aus einem Polyo- lefin- oder Styrolpolymeren, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffpartikel mit einer Kombination aus einer silikathaltigen Beschichtung und einer Beschichtung auf Basis eines Polyurethans und/oder Polyharnstoffs beschichtet sind.The present invention relates to foam particles, in particular of a polyolefin or styrene polymers, characterized in that the foam particles are coated with a combination of a silicate-containing coating and a coating based on a polyurethane and / or polyurea.

Schaumstoffpartikelfoam particles

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Schaumstoffpartikel ausgewählt aus expandierten Polyolefinpartikeln oder vorgeschäumten Partikeln aus expandierbaren Styrolpolymeren (EPS).In a particularly preferred embodiment, the foam particles are selected from expanded polyolefin particles or prefoamed particles of expandable styrene polymers (EPS).

Als Schaumstoffpartikel können expandierte Polyolefine, wie expandiertes Polyethylen (EPE) oder expandiertes Polypropylen (EPP) oder vorgeschäumte Partikel aus expandierbaren 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.Expanded polyolefins, such as expanded polyethylene (EPE) or expanded polypropylene (EPP) or prefoamed particles of expandable styrene polymers, in particular expandable polystyrene (EPS), can be used as the foam particles. 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 Druck- oder kontinuierlichen Vorschäumer können hierbei Endschüttdichten unter 10 g/l erhalten 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 obtained.

Die Schaumstoffpartikel können auch auf Basis von Polyethylen (PE) , Polyamid (PA), Styrolacrylnitril (SAN) , Amsan (α-Methylstyrolacrylnitril); Polylactid (PLA), Polybuty- lentherephtalat (PBT), PBAT(Polybutylenadipat), Melaminharzschaum oder Polyestern beruhen.The foam particles can also be based on polyethylene (PE), polyamide (PA), styrene-acrylonitrile (SAN), amsan (α-methylstyrene-acrylonitrile); Polylactide (PLA), polybutylene terephthalate (PBT), PBAT (polybutylene adipate), melamine resin foam or polyesters.

Silikathaltige Beschichtung Die silikathaltige Beschichtung enthält vorzugsweise ein wasserlösliches Alkalisilikat. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform basiert die silikathaltige Beschich- tung auf einer Beschichtungszusammensetzung, welche enthält: a) 20 bis 70 Gewichtsteile eines Tonminerals b) 20 bis 70 Gewichtsteile eines Alkalisilikates c) 1 bis 30 Gewichtsteile eines verfilmenden Polymeren sowie ggfs. weitere Bestandteile, insbesondere d) gegebenenfalls 1 bis 20 Gewichtsteile eines Vernetzers, insbesondere auf Basis eines Phosphates oder einer Melaminverbindung.Silicate-containing coating The silicate-containing coating preferably contains a water-soluble alkali silicate. In a particularly preferred embodiment, the silicate-containing coating is based on a coating composition which contains: a) 20 to 70 parts by weight of a clay mineral b) 20 to 70 parts by weight of an alkali silicate c) 1 to 30 parts by weight of a film-forming polymer and optionally further constituents, in particular d) optionally 1 to 20 parts by weight of a crosslinking agent, in particular based on a phosphate or a melamine compound.

Die silikathaltige 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 silicate-containing 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 silikathaltige Beschichtungszusammensetzung enthältA preferred silicate-containing 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) gegebenenfalls 5 bis 10 Gewichtsteile eines Phosphates oder eines Melamins e) gegebenenfalls 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) optionally 5 to 10 parts by weight of a phosphate or a melamine e) optionally 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]&θ3 n H2O, KaolinitClay minerals as a), in particular, allophane Al 2 [SiO 5] & θ3 are n H 2 O, kaolinite

AI4[(OH)8|Si4Oio], Halloysit AI4[(OH)8|Si4Oio] 2 H2O, Montmorillonit (Smectit) (AI,Mg,Fe)2[(OH2|(Si,AI)4O10] Na0,33(H2O)4, Vermiculit Mg2(AI,Fe,Mg)[(OH2|(Si,AI)4O10] Mgo,35(H20)4 enthaltende Mineralien oder Mischungen davon. Besonders bevorzugt wird Kaolin eingesetzt.Al 4 [(OH) 8 | Si 4 Oio], Halloysite Al 4 [(OH) 8 | Si 4 Oio] ■ 2H 2 O, montmorillonite (smectite) (Al, Mg, Fe) 2 [(OH 2 | Si, Al) 4 O 10] Na 0, 3 3 (H 2 O) 4, vermiculite Mg 2 (Al, Fe, Mg) [(OH 2 | (Si, Al) 4 O 10] Mgo , 35 (H 2 O) 4 containing minerals or mixtures thereof. Kaolin is particularly preferably used.

Als Alkalisilikat b) wird vorzugsweise ein wasserlösliches Alkalisilikate mit der Zusammensetzung M2O(SiC^)n mit M = Natrium oder Kalium und n = 1 bis 4 oder Mischungen davon eingesetzt.The alkali silicate b) used is preferably a water-soluble alkali metal silicate having the composition M 2 O (SiC) n with M = sodium or potassium and n = 1 to 4 or mixtures thereof.

In der Regel enthält die silikathaltige Beschichtungszusammensetzung als verfilmendes Polymer c) ein unvernetztes Polymer, das eine oder mehrere Glasübergangstemperaturen im Bereich von -60 ° bis + 100 0C aufweist. Bevorzugt liegen die Glasüber- gangstemperaturen des getrockneten Polymerfilmes im Bereich von -30 ° bis + 80 0C, besonders bevorzugt im Bereich von -10 ° bis + 600C. 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 Gelpermeationschromatographie (GPC), liegt bevorzugt unter 400.000 g/mol.In general, the silicate-containing coating composition contains as verfilmendes polymer c) a non-crosslinked polymer comprising one or more glass transition temperatures in the range of -60 ° to + 100 0 C. Preferably, the Glasüber- are transition temperatures of the dried polymer film in the range of -30 ° to + 80 0 C, more preferably in the range of -10 ° to + 60 0 C. The glass transition temperature (by 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 silikathaltige Beschichtungszusammensetzung als verfilmendes Polymer ein Emulsionspolymerisat aus ethylenisch ungesättigten Monomen wie vinyl- aromatischen Monomeren, wie α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, Ethylstyrol, tert- Butylstyrol, Vinylstyrol, Vinyltoluol, 1 ,2-Diphenylethylen, 1 ,1-Diphenylethylen, Alkenen, wie Ethylen oder Propylen, 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- 10-Alkylester der Acrylsäure, insbesondere die Butylester, vorzugsweise n-Butyl-acrylat, und die Ci.io-Alkylester der Methacrylsäure, insbesondere Methylmethacrylat (MMA), oder Carbonsäureamide, beispielsweise Acrylsäureamid und Methacrylsäure-amid.The silicate-containing 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, particularly alkyl esters, such as C 10 alkyl esters of acrylic acid, especially butyl, preferably n-butyl acrylate, and the Ci.io-alkyl esters of methacrylic acid, particularly methyl methacrylate (MMA), or carboxylic acid amides, for example acrylamide and methacrylic acid amide.

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 Natrium- salz 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, Acrylamidpropansulfonsäure, methylolacrylamide or the sodium salt of vinylsulfonic acid.

Besonders bevorzugt ist das verfilmende Polymer aus ein oder mehreren der Monomeren Styrol, Butadien, Acrylsäure, Methacrylsäure, Ci-4-Alkylacrylaten, Ci-4-Alkylmeth- acrylaten, Acrylsäureamid, Methacrylsäureamid und Methylolacrylsäureamid aufge- baut.More preferably, the polymer is acrylates verfilmende from one or more of the monomers styrene, butadiene, acrylic acid, methacrylic acid, Ci -4 alkyl acrylates, Ci -4 -Alkylmeth-, acrylamide, methacrylamide and methylolacrylic listed builds.

Geeignete Polymere c) sind beispielsweise durch radikalische Emulsionspolymerisation von ethylenisch ungesättigten Monomeren, wie Styrol, Acrylate oder Methacrylate, wie in WO 00/50480 beschrieben, erhältlich. 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.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. 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 insbesondere 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 worin bedeuten(HMPO3) n in 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, Dicandiamid und Trishydrazi- notriazine.Further crosslinkers d) are, for example, amine sulfonate, dicandiamide and tris-hydrazino-triazines.

Das erfindungsgemäß zu verwendende Silikon e) ist vorzugsweise eine wässrige Silikonemulsion. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eines der folgenden Bestandteile in der Silikonemulsion enthalten: Kieselsäure, Diethoxyoc- tylsilyltrimethylsil, Dimethylsiloxan, hydroxybegrenztes Aminoethylaminopropylsilses- quioxan. 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, diethoxycitylsilyltrimethylsil, 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 silikathaltige 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 1000C, aufblähen, quellen oder aufschäumen und dabei einen isolierenden und hitzebeständigen Schaum bilden, der die darunter liegenden wärmedämmende Schaumstoffpartikel vor der Feuer- und Hitzewirkung schütztFurthermore, the silicate-containing coating composition flame retardants, such as expanded graphite, borates, in particular zinc borates, especially ortho-boron phosphate, or intumescent masses which inflate when exposed to higher temperatures, usually above 80 to 100 0 C, swell, or foam and thereby forming an insulating and heat-resistant foam that 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, insbe- sondere keine halogenierten Flammschutzmittel enthalten, zu erreichen, bzw. mit geringeren 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 using flame retardants 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 make do with smaller 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 silikathaltige Beschichtungszusammensetzung kann als zusätzliche Additive intumeszierende Massen, die chemisch gebundenes Wasser enthalten, oder bei Temperaturen über 400C Wasser abspalten, wie Metallhydroxide, Metallsalz-Hydrate und Metalloxid-Hydrate.The silicate-containing 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. Als Metallsalz-Hydrate eignen sich alle Metallsalze, in deren Kristallstruktur Kristallwasser 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 Konstitutionswasser enthalten.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. Likewise suitable metal oxide hydrates are all metal oxides which contain water of crystallization incorporated into the crystal structure. 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, Kupfersulfat-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 be- sonders 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 auf- treten. 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. For example, 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 silikathaltigen Beschichtung zusätzlich noch weitere Mineralien, beispielsweise Zemente, Aluminiumoxide, Vermicullit oder Perlit zugesetzt werden. Diese können der silikathaltigen Beschichtungszusammensetzung in Form von wässrigen Aufschlämmungen oder Dispersionen eingebracht werden. Ze- mente können auch durch "Bepudern" auf die Schaumstoffpartikel aufgebracht werden. Das für die Abbindung des Zementes notwendige Wasser kann dann beim Versintern mit Wasserdampf zugeführt werden.In addition to the clay minerals, additional minerals, for example cements, aluminum oxides, vermicullite or perlite, can additionally be added to the silicate-containing coating. These may be incorporated into the silicate-containing coating composition in the form of aqueous slurries or dispersions. Cements can also be applied to the foam particles by "powdering". The necessary for the setting of the cement water can then be supplied during sintering with steam.

Polyurethan-BeschichtungPolyurethane coating

Zusätzlich zur silikathaltigen Beschichtung weisen die erfindungsgemäßen Schaumstoffpartikel eine Beschichtung auf Basis eines Polyurethans und/oder Polyharnstoffs auf. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden auch Polyharn- stoffe als Polyurethane bezeichnet. Hierzu werden vorzugsweise vorgeschäumte EPS- Kugeln mit der silikathaltigen Beschichtung homogen benetzt und im Anschluss mit einer Polyurethanbeschichtung überzogen, geformt und ausgehärtet. Die Polyurethan- beschichtung kann dabei aufgetragen werden in Form eines gelösten oder dispergier- ten Polyurethans. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Polyurethanbeschichtung durch Zugabe wenigstens eines Isocyanats und wenigstens einer gegen- über Isocyanaten reaktiven Verbindung erzeugt. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Topfzeit der Beschichtungslösung lang genug ist, um eine ausreichende Verpres- sung/Formgebung zu erreichen. Dieses kann gesteuert werden durch Auswahl geeigneter verzögerter Beschichtungssysteme, Verwendung thermosensibler Katalysatoren unter thermischer Aktivierung oder selektiver Aktivierung durch Einsatz von Mikrowel- lenstrahlung.In addition to the silicate-containing coating, the foam particles according to the invention have a coating based on a polyurethane and / or polyurea. For the purposes of the present invention, polyureas are also referred to below as polyurethanes. For this purpose, prefoamed EPS balls are preferably homogeneously wetted with the silicate-containing coating and subsequently with a polyurethane coating coated, molded and cured. The polyurethane coating can be applied in the form of a dissolved or dispersed polyurethane. In a preferred embodiment, the polyurethane coating is produced by adding at least one isocyanate and at least one isocyanate-reactive compound. It is important to ensure that the pot life of the coating solution is long enough to achieve sufficient compression / shaping. This can be controlled by selecting suitable delayed coating systems, using thermosensitive catalysts under thermal activation or selective activation by using microwave radiation.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Polyurethanbeschichtung der Schaumstoffpartikel eine massive Beschichtung, die zumindest im Wesentlichen keine Schaumstoffstruktur hat. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat die Polyu- rethanbeschichtung eine Schaumstoffstruktur, beispielsweise eine Weich- oder Hartschaumstruktur.In a preferred embodiment, the polyurethane coating of the foam particles is a massive coating that has at least substantially no foam structure. In a further preferred embodiment, the polyurethane coating has a foam structure, for example a soft or hard foam structure.

Die erfindungsgemäße Polyurethanbeschichtung ist erhältlich durch Reaktionen wenigstens eines Polyisocyanats, vorzugsweise eines Diisocyanats A) mit wenigstens einer gegenüber Isocyanaten reaktiven Komponente B, vorzugsweise einem Polyol und gegebenenfalls Isocyanat-reaktiven Kettenverlängerern C).The polyurethane coating of the invention is obtainable by reactions of at least one polyisocyanate, preferably a diisocyanate A) with at least one isocyanate-reactive component B, preferably a polyol and optionally isocyanate-reactive chain extenders C).

Die bei der Herstellung der Polyurethane üblicherweise verwendeten Komponenten A, B, C sowie gegebenenfalls D und/oder E sollen im Folgenden beispielhaft beschrieben werden:The components A, B, C and optionally D and / or E customarily used in the preparation of the polyurethanes are described below by way of example:

a) Als organische Isocyanate A können allgemein bekannte aromatische, aliphati- sche, cycloaliphatische und/oder araliphatische Isocyanate, bevorzugt Diisocya- nate eingesetzt werden, beispielsweise 2,2'-, 2,4'- und/oder 4,4'- Diphenylmethandiisocyanat (MDI), 1 ,5-Naphthylendiisocyanat (NDI), 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat (TDI), Diphenylmethandiisocyanat, 3,3'- Dimethyl-diphenyl-diisocyanat, 1 ,2-Diphenylethandiisocyanat und/oder Pheny- lendiisocyanat, Tri-, Tetra-, Penta-, Hexa-, Hepta- und/oder Oktamethylendiiso- cyanat, 2-Methyl-pentamethylen-diisocyanat-1 ,5, 2-Ethyl-butylen- diisocyanat-1 ,4, Pentamethylen-diisocyanat-1 ,5, Butylen-diisocyanat-1 ,4, 1- lsocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan (Isophoron- diisocyanat, IPDI), 1-lsocyanato-4-[(4-isocyanatocyclohexyl) methyl]cyclohexan (H12MDI), 2,6-Diisocyanatohexancarbonsäureester, 1 ,4- und/oder 1 ,3- Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan (HXDI), 1 ,4-Cyclohexan-diisocyanat, 1- Methyl-2,4- und/oder -2,6-cyclohexan-diisocyanat und/oder 4,4 -, 2,4'- und 2,2'-Dicyclohexylmethan-diisocyanat, bevorzugt 2,2'-, 2,4'- und/oder 4,4'- Diphenylmethandiisocyanat (MDI), 1 ,5-Naphthylendiisocyanat (NDI), 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat (TDI), Hexamethylendiisocyanat, 1-lsocyanato- 4-[(4-isocyanatocyclohexyl) methyl]cyclohexan, und/oder IPDI.a) As organic isocyanates A it is possible to use generally known aromatic, aliphatic, cycloaliphatic and / or araliphatic isocyanates, preferably diisocyanates, for example 2,2'-, 2,4'- and / or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1, 5-naphthylene diisocyanate (NDI), 2,4- and / or 2,6-toluene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethyl-diphenyl-diisocyanate, 1, 2-diphenylethane diisocyanate and / or Phenylene diisocyanate, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta- and / or octamethylene diisocyanate, 2-methyl-pentamethylene-diisocyanate-1,2,5-ethyl-butylene-diisocyanate-1,4-pentamethylene -diisocyanate-1, 5, butylene-diisocyanate-1,4-l-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexane (isophorone diisocyanate, IPDI), 1-isocyanato-4 - [(4- isocyanatocyclohexyl) methyl] cyclohexane (H12MDI), 2,6-diisocyanatohexanecarboxylic acid ester, 1,4- and / or 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (HXDI), 1,4-cyclohexane diisocyanate, 1-methyl-2,4 - and / or -2,6-cyclohex an-diisocyanate and / or 4,4-, 2,4'- and 2,2'-dicyclohexylmethane diisocyanate, preferably 2,2'-, 2,4'- and / or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1, 5-naphthylene diisocyanate (NDI), 2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), hexamethylene diisocyanate, 1-isocyanato-4 - [(4-isocyanatocyclohexyl) methyl] cyclohexane, and / or IPDI.

Besonders bevorzugte Isocyanate sind 2,2'-, 2,4'- und/oder 4,4'-Particularly preferred isocyanates are 2,2'-, 2,4'- and / or 4,4'-

Diphenylmethandiisocyanat (MDI).Diphenylmethane diisocyanate (MDI).

b) Als gegenüber Isocyanaten reaktive Verbindungen (B) können die allgemein be- kannten gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen eingesetzt werden, beispielsweise Polyesterole, Polyetherole und/oder Polycarbonatdiole, die üblicherweise auch unter dem Begriff "Polyole" zusammengefasst werden, mit Molekulargewichten (Mn) zwischen 500 und 8000, bevorzugt 600 bis 6000, insbesondere 800 bis weniger als 3000 g/mol, und bevorzugt einer mittleren Funktionalität gegenüber Isocyanaten von 1 ,8 bis 2,3, bevorzugt 1 ,9 bis 2,2, insbesondere 2.b) As isocyanate-reactive compounds (B) it is possible to use the generally known isocyanate-reactive compounds, for example polyesterols, polyetherols and / or polycarbonatediols, which are usually also grouped under the term "polyols", with molecular weights (Mn) between 500 and 8000, preferably 600 to 6000, in particular 800 to less than 3000 g / mol, and preferably an average functionality to isocyanates of 1, 8 to 2.3, preferably 1, 9 to 2.2, in particular 2.

Bevorzugt setzt man Polyetherpolyole ein, beispielsweise solche auf der Basis von allgemein bekannten Startersubstanzen und üblichen Alkylenoxiden, beispielsweise Ethylenoxid, Propylenoxid und/oder Butylenoxid, bevorzugt Polyethe- role basierend auf Propylenoxid-1 ,2 und Ethylenoxid und insbesondere Polyoxy- tetramethylenglykole. Weiterhin können als Polyetherole sogenannte niedrig ungesättigte Polyetherole verwendet werden. Unter niedrig ungesättigten Polyolen werden im Rahmen dieser Erfindung insbesondere Polyetheralkohole mit einem Gehalt an ungesättigten Verbindungen von kleiner als 0,02 meq/g, bevorzugt kleiner als 0,01 meq/g, verstanden. Derartige Polyetheralkohole werden zumeist durch Anlagerung von Alkylenoxiden, insbesondere Ethylenoxid, Propylenoxid und Mischungen daraus, an die oben beschriebenen Diole oder Triole in Gegenwart von hochaktiven Katalysatoren hergestellt.Preference is given to using polyether polyols, for example those based on generally known starter substances and conventional alkylene oxides, for example ethylene oxide, propylene oxide and / or butylene oxide, preferably Polyethe- role based on propylene oxide-1, 2 and ethylene oxide and in particular polyoxytetramethylene glycols. Furthermore, it is possible to use as polyetherols so-called low-unsaturated polyetherols. In the context of this invention, low-unsaturated polyols are understood as meaning, in particular, polyether alcohols having a content of unsaturated compounds of less than 0.02 meq / g, preferably less than 0.01 meq / g. Such polyether alcohols are usually prepared by addition of alkylene oxides, in particular ethylene oxide, propylene oxide and mixtures thereof, to the diols or triols described above in the presence of highly active catalysts.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform werden Polyesterole eingesetzt, beispielsweise aus Dicarbonsäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 4 bis 6 Kohlenstoffatomen und mehrwertigen Alkoholen. Geeignete Polyester- Diole können beispielsweise aus Dicarbonsäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, und mehrwertigen Alkoholen her- gestellt werden. Als Dicarbonsäuren kommen beispielsweise in Betracht: alipha- tische Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure und Sebacinsäure und aromatische Dicarbonsäuren, wie Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure. Die Dicarbonsäuren können einzeln oder als Gemische, z. B. in Form einer Bernstein-, Glutar- und Adipinsäuremi- schung, verwendet werden. Zur Herstellung der Polyester-Diole kann es gege- benenfalls vorteilhaft sein, anstelle der Dicarbonsäuren die entsprechenden Di- carbonsäurederivate, wie Carbonsäurediester mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest, Carbonsäureanhydride oder Carbonsäurechloride zu verwenden. Beispiele für mehrwertige Alkohole sind Glykole mit 2 bis 10, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1 ,4-Butandiol, 1 ,5-In another preferred embodiment, polyesterols are used, for example, from dicarboxylic acids having 2 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms and polyhydric alcohols. Suitable polyester diols can be prepared, for example, from dicarboxylic acids having 2 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms, and polyhydric alcohols. Suitable dicarboxylic acids are, for example: aliphatic dicarboxylic acids, such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid and sebacic acid and aromatic dicarboxylic acids, such as phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid. The dicarboxylic acids can be used individually or as mixtures, eg. In the form of an amber, glutaric and adipic acid mixture. For the preparation of the polyester diols it may gege It may also be advantageous to use, instead of the dicarboxylic acids, the corresponding dicarboxylic acid derivatives, such as carbonic diesters having 1 to 4 carbon atoms in the alcohol radical, carboxylic anhydrides or carbonyl chlorides. Examples of polyhydric alcohols are glycols having 2 to 10, preferably 2 to 6 carbon atoms, such as ethylene glycol, diethylene glycol, 1, 4-butanediol, 1, 5

Pentandiol, 1 ,6-Hexandiol, 1 ,10-Decandiol, 2,2-Dimethyl-1 ,3-propandiol, 1 ,3- Propandiol und Dipropylenglykol. Je nach den gewünschten Eigenschaften können die mehrwertigen Alkohole allein oder gegebenenfalls in Mischung untereinander verwendet werden. Geeignet sind ferner Ester der Kohlensäure mit den genannten Diolen, insbesondere solchen mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie 1 ,4-Pentanediol, 1, 6-hexanediol, 1, 10-decanediol, 2,2-dimethyl-1, 3-propanediol, 1, 3-propanediol and dipropylene glycol. Depending on the desired properties, the polyhydric alcohols may be used alone or optionally mixed with each other. Also suitable are esters of carbonic acid with the diols mentioned, in particular those having 4 to 6 carbon atoms, such as 1, 4-

Butandiol oder 1 ,6-Hexandiol, Kondensationsprodukte von Hydroxycarbonsäu- ren, beispielsweise Hydroxycapronsäure und Polymerisationsprodukte von Lac- tonen, beispielsweise gegebenenfalls substituierten Caprolactonen. Als Polyes- ter-Diole vorzugsweise verwendet werden Ethandiol-polyadipate, 1 ,4-Butandiol- polyadipate, Ethandiol-1 ,4-butandiol-polyadipate, 1 ,6-Hexandiol-neopentylglykol- polyadipate, 1 ,6-Hexandiol-1 ,4-butandiol-polyadipate und Polycaprolactone. Die Polyester-Diole besitzen Molekulargewichte von 500 bis 5000 g/mol und können einzeln oder in Form von Mischungen untereinander zur Anwendung kommen.Butanediol or 1,6-hexanediol, condensation products of hydroxycarboxylic acids, for example hydroxycaproic acid and polymerization products of lactones, for example optionally substituted caprolactones. Preferred polyether diols are ethanediol polyadipates, 1,4-butanediol polyadipates, ethanediol-1,4-butanediol polyadipates, 1,6-hexanediol neopentyl glycol polyadipates, 1,6-hexanediol-1,4 butanediol polyadipate and polycaprolactone. The polyester diols have molecular weights of 500 to 5000 g / mol and can be used individually or in the form of mixtures with one another.

Hochreaktive Katalysatoren für die Herstellung der Polyetherpolyole sind beispielsweise Cäsiumhydroxid und Multimetallcyanidkatalysatoren, auch als DMC- Katalysatoren bezeichnet. Ein häufig eingesetzter DMC-Katalysator ist das Zink- hexacyanocobaltat. Der DMC-Katalysator kann nach der Umsetzung im PoIy- etheralkohol belassen werden, üblicherweise wird er entfernt, beispielsweise durch Sedimentation oder Filtration.Highly reactive catalysts for the preparation of the polyether polyols are, for example, cesium hydroxide and multimetal cyanide catalysts, also referred to as DMC catalysts. A frequently used DMC catalyst is the zinc hexacyanocobaltate. The DMC catalyst can be left in the polyether alcohol after the reaction, usually it is removed, for example by sedimentation or filtration.

Statt eines Polyols können auch Mischungen verschiedener Polyole eingesetzt werden. Besonders bevorzugt basiert das erfindungsgemässe thermoplastische Polyurethan auf Polytetrahydrofuran mit einem Molekulargewicht (Mn) zwischen 600 und 2000 g/mol, bevorzugt 800 und 1400 g/mol, besonders bevorzugt 950 und 1050 g/mol als Komponente (b).Instead of a polyol, it is also possible to use mixtures of different polyols. The thermoplastic polyurethane according to the invention is particularly preferably based on polytetrahydrofuran having a molecular weight (Mn) of between 600 and 2000 g / mol, preferably 800 and 1400 g / mol, particularly preferably 950 and 1050 g / mol as component (b).

Als Kettenverlängerungsmittel C können allgemein bekannte aliphatische, ara- liphatische, aromatische und/oder cycloaliphatische Verbindungen mit einem Mo- lekulargewicht von 50 bis 499 g/mol, bevorzugt 2-funktionelle Verbindungen, eingesetzt werden, beispielsweise Alkandiole mit 2 bis 10 C-Atomen im Alkylenrest, bevorzugt Butandiol-1 ,4, Hexandiol-1 ,6 und/oder Di-, Tri-, Tetra-, Penta-, Hexa-, Hepta-, Okta-, Nona- und/oder Dekaalkylenglykole mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, bevorzugt unverzweigte Alkandiole, insbesondere Propan- 1 ,3-diol und Butan-1 ,4-diol. d) Geeignete Katalysatoren D, welche insbesondere die Reaktion zwischen den NCO-Gruppen der Diisocyanate A und der Komponente B beschleunigen, sind die nach dem Stand der Technik bekannten und üblichen tertiären Amine, wie z. B. Triethylamin, Dimethylcyclohexylamin, N-Methylmorpholin, N, N'-As chain extenders C it is possible to use generally known aliphatic, aliphatic, aromatic and / or cycloaliphatic compounds having a molecular weight of from 50 to 499 g / mol, preferably 2-functional compounds, for example alkanediols having from 2 to 10 carbon atoms in the formula Alkylene radical, preferably butanediol-1, 4, hexanediol-1, 6 and / or di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octa-, nona- and / or decaalkylene glycols having 3 to 8 carbon atoms, preferably unbranched alkanediols, in particular propane-1, 3-diol and butane-1, 4-diol. d) Suitable catalysts D, which accelerate in particular the reaction between the NCO groups of the diisocyanates A and B, are the known and customary in the prior art tertiary amines, such as. Triethylamine, dimethylcyclohexylamine, N-methylmorpholine, N, N'-

Dimethylpiperazin, 2-(Dimethylaminoethoxy)-ethanol, Diazabicyclo-(2,2,2)- octan und ähnliche sowie insbesondere organische Metallverbindungen wie Titansäureester, Eisenverbindungen wie z. B. Eisen— (Ml)- acetylacetonat, Zinnverbindungen, z. B. Zinndiacetat, Zinndioctoat, Zinndilaurat oder die Zinndialkylsalze aliphatischer Carbonsäuren wie Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat oder ähnliche. Die Katalysatoren werden üblicherweise in Mengen von 0,00001 bis 0,1 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Polyhydroxylverbindung (b) eingesetzt.Dimethylpiperazine, 2- (dimethylaminoethoxy) ethanol, diazabicyclo- (2,2,2) - octane and the like, and in particular organic metal compounds such as titanic acid esters, iron compounds such. As iron (Ml) - acetylacetonate, tin compounds, eg. As tin diacetate, tin dioctoate, tin dilaurate or Zinndialkylsalze aliphatic carboxylic acids such as dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate or the like. The catalysts are usually used in amounts of 0.00001 to 0.1 parts by weight per 100 parts by weight of polyhydroxyl compound (b).

e) Neben Katalysatoren D können den Aufbaukomponenten A bis C auch übliche Hilfsmittel E hinzugefügt werden. Genannt seien beispielsweise Treibmittel, oberflächenaktive Substanzen, Flammschutzmittel, Keimbildungsmittel, Gleit- und Entformungshilfen, Farbstoffe und Pigmente, Stabilisatoren, z. B. gegen Hydrolyse, Licht, Hitze oder Verfärbung, anorganische und/oder organische Füllstoffe, Verstärkungsmittel, Weichmacher und Metalldeaktivatoren. Als Hydrolyse- Schutzmittel werden bevorzugt oligomere und/oder polymere aliphatische oder aromatische Carbodiimide verwendet.e) In addition to catalysts D the structural components A to C and conventional aids E can be added. Mention may be made, for example, blowing agents, surface-active substances, flame retardants, nucleating agents, lubricants and mold release agents, dyes and pigments, stabilizers, for. Against hydrolysis, light, heat or discoloration, inorganic and / or organic fillers, reinforcing agents, plasticizers and metal deactivators. As hydrolysis protective agents it is preferred to use oligomeric and / or polymeric aliphatic or aromatic carbodiimides.

Die Umsetzung des Isocyanates A mit den Isocyanat-reaktiven Komponenten erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsform bei einer Kennzahl zwischen 950 und 1050, be- sonders bevorzugt zwischen 970 und 1010, insbesondere zwischen 980 und 1000. Hierbei ist die Kennzahl definiert durch das Verhältnis der insgesamt bei der Umsetzung eingesetzten Isocyanatgruppen der Komponente A zu den Isocyanat-reaktiven Gruppen, also insbesondere den Gruppen B und C. Bei einer Kennzahl von 1000 kommt auf eine Isocyanatgruppe der Komponente A ein aktives Wasserstoffatom. Bei Kennzahlen über 1000 liegen mehr Isocyanatgruppen als OH-Gruppen vor.The implementation of the isocyanate A with the isocyanate-reactive components is carried out in a preferred embodiment at a ratio between 950 and 1050, more preferably between 970 and 1010, in particular between 980 and 1000. Here, the index is defined by the ratio of the total at the reaction of isocyanate groups used in the component A to the isocyanate-reactive groups, ie in particular the groups B and C. At a ratio of 1000 is an isocyanate group of the component A is an active hydrogen atom. For ratios above 1000, more isocyanate groups exist than OH groups.

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Polyurethanbeschich- tung um eine massive Polyurethanbeschichtung. Sie wird in an sich bekannter Weise erhalten.In a preferred embodiment, the polyurethane coating is a solid polyurethane coating. It is obtained in a manner known per se.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Polyurethanbeschichtung um einen Polyurethanhartschaum. Zur Herstellung eines Polyurethanhartschaums wird die Reaktion des Isocyanats und der Isocyanat-reaktiven Verbindung so geführt, dass im Wesentlichen geschlossenzelliger Schaum hergestellt wird. Zur Her- Stellung derartiger Hartschaumstoffe werden üblicherweise aromatische Polyisocyana- te mit Polyolen, vorzugsweise Polyethern und Polyesterpolyolen, in Gegenwart von Treibmitteln, Katalysatoren und Hilfs- und Zusatzstoffen zur Reaktion gebracht. Hierbei wird durch Schaumstabilisatoren (beispielsweise Polyether-Polysiloxan) die Schaumstruktur, die Offen- und Geschlossenzelligkeit und die Zellgröße in an sich bekannter Weise geregelt.In a further preferred embodiment, the polyurethane coating is a rigid polyurethane foam. To produce a rigid polyurethane foam, the reaction of the isocyanate and the isocyanate-reactive compound is conducted so that essentially closed-cell foam is produced. Aromatic polyisocyanates with polyols, preferably polyethers and polyester polyols, are usually used in the preparation of such rigid foams in the presence of Propellants, catalysts and auxiliaries and additives reacted. This is controlled by foam stabilizers (for example, polyether-polysiloxane), the foam structure, the open and closed cell size and cell size in a conventional manner.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der PU- Beschichtung um einen PU-Weichschaum. Zur Herstellung eines PU-Weichschaums wird in an sich bekannter Weise verfahren.In a further preferred embodiment, the PU coating is a flexible PU foam. To produce a PU flexible foam, the procedure is in a manner known per se.

PU-Hartschaum bringt mechanische Stabilität und wird in Sandwichelementen eingesetzt. PU Weichschaum bringt gewisse Elastizität in Hybridschaum und wird bei der Zwischensparrendämmung eingesetzt.PU rigid foam brings mechanical stability and is used in sandwich panels. PU soft foam brings some elasticity in hybrid foam and is used in the Zwischensparparendentämmung.

Beschichtungsverfahrencoating process

In einer bevorzugten Weise werden die erfindungsgemäßen Schaumstoffpartikel dadurch hergestellt, dass man a) Partikel aus expandiertem oder expandierbarem Schaumstoff bereitstellt b) diese mit einer Silikate enthaltenden Beschichtungsmasse beschichtet und gegebenenfalls trocknet und c) die silikatbeschichteten Schaumstoffpartikel mit einem Isocyanat und einer Isocyanat-reaktiven Verbindung oder einem daraus gebildeten Polyu- rethan/Polyharnstoff beschichtet.In a preferred manner, the foam particles according to the invention are produced by a) providing particles of expanded or expandable foam b) coating them with a silicate-containing coating composition and optionally drying them and c) the silicate-coated foam particles with an isocyanate and an isocyanate-reactive compound or a polyurethane / polyurea formed from it.

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.Conventional methods, such as spraying, dipping or wetting the foam particles with an aqueous coating composition in conventional mixers, spray devices, dipping devices or drum apparatuses, can be used to coat the foam particles.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die silikathaltige Beschichtung in einem vorgezogenen Schritt auf die Schaumstoffpartikel aufgetragen und getrocknet und im Anschluss mit der Polyurethanbeschichtung überzogen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform findet dabei zwischen den Beschichtungsschritten kein Trocknungsschritt statt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die silikathaltige Beschichtung sowie die Komponenten der Polyurethanbeschichtung komplett vermischt und gleichmäßig und gleichzeitig auf die Schaumstoffpartikel aufgetragen.In a preferred embodiment, the silicate-containing coating is applied in a preferred step on the foam particles and dried and then coated with the polyurethane coating. In a further preferred embodiment, no drying step takes place between the coating steps. In a further preferred embodiment, the silicate-containing coating and the components of the polyurethane coating are completely mixed and applied uniformly and simultaneously to the foam particles.

Schaumstoffadditive Zur Herstellung von Dämmstoffplatten 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.Foam Additives For the production of insulating boards with high heat-insulating capacity it is particularly preferred to use pre-expanded, expandable styrene polymers which are athermous. ne solid body, such as carbon black, aluminum, graphite or titanium dioxide, in particular graphite having an average particle size in the range of 1 to 50 microns particle diameter in amounts of 0.1 to 10 wt .-%, in particular 2 to 8 wt .-%, based on EPS , contained and known for example from EP-B 981 574 and EP-B 981 575.

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. HoIz- mehl, 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, Bariumsul- fat, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Kieselsäure, Quarzmehl, Aerosil®, Tonerde oder Wollastonit oder Kugel- oder faserförmige, anorganische Stoffe, wie Glaskugeln, Glasfasern 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. For example, flour, starch, flax, hemp, ramie, jute, sisal, cotton, cellulose or aramid fibers can be 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 materials 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 %.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%.

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.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. the. 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.

Des Weiteren können die erfindungsgemäß beschichteten Schaumstoffpartikel zusätzlich 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 Ci0 - C30- Paraffinwachse, Umsetzungsprodukte aus N-Methylolamin und einem Fettsäurederivate, Umsetzungsprodukte eines Cg - 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. C 30 - - paraffin waxes, reaction products of N-methylolamine and a fatty acid derivative, reaction products of a Cg - among hydrophobic organic compounds, in particular Ci 0 are Cn oxo alcohol with ethylene oxide, propylene oxide or butylene oxide or polyfluoroalkyl (meth) acrylates or mixtures to name 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, insbe- sondere 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 water repellents 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. 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.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. 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. 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 bestimmt 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.

SchaumstoffformkörperFoam moldings

Die erfindungsgemäß beschichteten Schaumstoffpartikel können in üblichen Formen mit Heißluft oder Wasserdampf zu Schaumstoffformkörpern versintert werden.The foam particles coated in accordance with 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 Schaumstoffpar- tikel 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. Vorzugsweise erfolgt eine Verdichtung auf 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.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, whereby 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. Preferably, a compression to 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 Schaumstoffformkörpers 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.The mold is designed according to the desired geometry of the foam molding. The degree of filling depends u. a. according to 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.

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 1200C, bevorzugt 30 bis 900C temperiert.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°C 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 ex- pandieren, wobei diese zusätzlich zur Verklebung über die Polymerbeschichtung auch durch Erweichung der Schaumstoffpartikel selbst verschweißen können. Dabei verschwinden 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 Allgemei- nen 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 ° 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 be easily further expanded, whereby they can also weld themselves by softening the foam particles themselves, in addition to bonding via the polymer coating. 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 wer- den. Beispielsweise können die vorgeschäumten und beschichteten Schaumstoffparti- kel 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 Schaum- stoffpartikel nachschäumen. Auch hier verschwinden die Zwickel und eine Endlosplatte wird erhalten. Es ist auch möglich, die beiden kontinuierlichen Verfahrensauführungen zu kombinieren.For the continuous production of the 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 can 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 boards. 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 with 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.

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.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: i) Vorschäumen von expandierbaren Styrolpolymeren zu Schaumstoffpartikeln, ii) Aufbringen der silikathaltigen Beschichtungszusammensetzung in Form einer wässrigen Dispersion auf die Schaumstoffpartikel und gleichzeitige oder anschließende Polyurethanbeschichtung 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.A preferred process comprises the steps of: i) pre-expanding expandable styrenic polymers into foam particles, ii) applying the silicate-containing coating composition in the form of an aqueous dispersion to the foam particles and simultaneous or subsequent polyurethane coating iii) drying the polymer dispersion on the foam particles to form a water-insoluble polymer film iv) filling the polymeric film-coated foam particles into a mold and sintering.

Ein besonders bevorzugtes Verfahren beinhaltet das Verpressen der noch wasser- feuchten Schaumstoffpartikel gemäß folgendem Verfahren: i) Vorschäumen von expandierbaren Styrolpolymeren zu Schaumstoffpartikeln, ii) Aufbringen der silikathaltigen Beschichtungszusammensetzung in Form einer wässrigen Dispersion auf die Schaumstoffpartikel und gleichzeitige oder anschließende Polyurethanbeschichtung iii) Einfüllen der mit der Beschichtungszusammensetzung beschichteten und noch wasserfeuchten Schaumstoffpartikel in eine Form, Verpressen und Härtung durch Einwirkung von Temperatur und/oder Mikrowelle.A particularly preferred method involves the compression of the still water-moist foam particles according to the following process: i) pre-expansion of expandable styrene polymers to foam particles, ii) applying the silicate-containing coating composition in the form of an aqueous dispersion to the foam particles and simultaneous or subsequent polyurethane coating iii) filling with the coating composition coated and still water-moist foam particles in a mold, pressing and curing by the action of temperature and / or microwave.

Das Verfahren eignet sich zur Herstellung von einfachen oder komplexen Schaumstoff- formteilen, wie Platten, Blöcken, Rohren, Stäben, Profilen, etc. Bevorzugt werden Platten oder Blöcke, welche anschließend zu Platten gesägt oder geschnitten werden können, 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, plates 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 5000C. 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 10000C 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 können 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 even with prolonged flame exposure of more than 30 or 60 minutes prevent and the structural integrity is maintained by the resulting porous ceramic framework structure.

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.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 joint facing away from the fire still remains even if the panels in case of fire, i. is subjected to dimensional changes when exposed to heat, which can lead to force effects and resulting shifts in different spatial directions in the joints.

Dichtbänder aus Polyurethanen verspröden in der Regel bei ca. 1200C. 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.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 „ver- ziehen" 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. nahezu 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 entweichen.Preferably sealing tapes are used which have a certain elasticity even at higher temperatures. That When the joint and the band heats up and "pulls away", the band still seals (airtightness), which prevents the gases from escaping at the front, as evidenced by the fact that there is almost no temperature difference 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, insbesondere 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 Aufwei- tung 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. Denkbar sind auch schaumstoffartige Strukturen oder elastische Faserstrukturen, die während des Aufbaus der Panelenkonstruktion in die Fugen eingelegt und beim endgültigen Fixieren der Panelen auf der Unterkonstruktion zusammengepresst werden. Im Brandfalle, insbesondere wenn die Panelen auf Grund der Hitzeeinwirkung Dimen- sionsänderungen 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.The sealing tapes should not only remain elastic when exposed to heat but, within certain limits, also be able to "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 Sealing tapes are inserted between the adjoining core layers of the sandwich elements, which then foam up step by step as the joint widens and both the temperature and the gas propagation are slowed down.This measure can reduce the temperature load which acts on the joint remote from the source of the fire and thus significantly improve the service life of the "outer joint". 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 during the final fixing of the panels 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, for example, 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 ineinander greifen und dadurch ebenfalls besser abdichten.The cores could also be provided with a profile, e.g. As stepped rabbeting or tongue and groove, with integrated or einzusetzender spring, are provided so that the cores interlock and thus also better seal.

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.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, beispielsweise Palusol® oder der erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung, Mineralfaser-Keile, Keile aus Melaminharzschaumstoffen (Basotect®), dünne Bleckstreifen, die beidseitig in eine dünne Nut eingeführt werden können.As materials for the spring are, for example, Regips strips, strips of silicone or intumescent materials such as expanded graphite or silicates, such as Palusol® or the coating composition of the invention, mineral fiber wedges, wedges of melamine resin foams (Basotect ® ), thin strip of strip, both sides in a thin groove can be inserted.

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 beim Aufbau der Panelenwand zwischen den Stößen des Kernmaterials komprimiert und im 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. Anwendungsmöglichkeiten sind Paletten aus Schaumstoff als Ersatz für Holzpaletten, Deckensichtplatten, Kühlcontainer, Wohnwagen. Aufgrund der hervorragenden Feuerbeständigkeit eignen sich diese auch für die Luftfracht. Besonders bevorzugte Anwen- dungsformen sind Bauapplikationen, beispielsweise Fassaden, insbesondere hinterlüftete Fassaden, Flachdächer, Trapezflachdächer und Brandriegel.If 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 compressed in the construction of the panel wall between the bumps of the core material and in case of fire, if the joint gaped by the heat, shrinks or deformed, within certain limits have a sealing effect or at least significantly reduce the outflow of fumes. 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 applications are structural applications, for example facades, in particular ventilated facades, flat roofs, trapezoidal flat roofs and fire bars.

Beispiele: TestmethodenExamples: Test methods

Zur Überprüfung der Güte der Proben wurden folgende Untersuchungen durchgeführt.The following investigations were carried out to check the quality of the samples.

Zunächst wurde nach der ordnungsgemäßen Ablagerungszeit der Volumenverlust im Brandfall (Test A) bestimmt. Hierzu wurde ein Würfel mit 5cm Kantenlänge 15 Minuten bei 10300C, bzw. 8000C in einem Muffelofen gesintert. Im Anschluss wurde das Würfelvolumen erneut bestimmt und vom Ausgangswert subtrahiert.First, after the proper deposition time, the volume loss in case of fire (Test A) was determined. For this purpose, a cube with 5cm edge length was 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.

Weiterhin wurde die Wasseraufnahme der Würfel bestimmt (Test B). Hierzu wurde ein Würfel von 5cm Kantenlänge komplett in 50°C 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.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 ° 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.

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). AusgangssubstanzenSubsequently, 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). raw materials

Es wurden folgende Substanzen verwendet:The following substances were used:

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Beispiel 1: Standard WürfelExample 1: Standard cubes

In einem Mischbecher wurde eine Mischung aus Kaolin (100 g), Wasserglas (100 g, 20 % Kristallwasser), Titandioxid (20 g), Acronal S790 Dispersion (22 g) und Wasser (80 g) angesetzt. Nach der kompletten Homogenisierung wurden 200 g der Mischung zu 50 g EPS Kugeln (vorgeschäumt, Dichte: 10 g/L) gegeben und gleichmäßig verteilt. Im Anschluss wurden die beschichteten Kugeln in eine Form gegeben und auf 50 % des Ausgangsvolumens gestaucht. Die Platte wurde mittels Kontaktwärme auf ca. 80 0C für 2 h beheizt, dann entformt und abgelagert bis zur Massenkonstanz.In a mixing cup, a mixture of kaolin (100 g), water glass (100 g, 20% water of crystallization), titanium dioxide (20 g), Acronal S790 dispersion (22 g) and water (80 g) was prepared. After complete homogenization, 200 g of the mixture were added to 50 g of EPS spheres (prefoamed, density: 10 g / l) and distributed uniformly. The coated spheres were then placed in a mold and compressed to 50% of the original volume. The plate was heated by contact heat to about 80 0 C for 2 h, then demolded and deposited to constant mass.

Test A: -15 % VolumenverlustTest A: -15% volume loss

Test B: > -25 %Test B:> -25%

Test C: nicht messbar, da der Schaumkörper komplett seine Form verlorTest C: Not measurable because the foam body completely lost its shape

Beispiel 2: Vorbeschichtete Perlen mit PU Hartschaumsystem In einem Mischbecher wurde eine Mischung aus Kaolin (100 g), Wasserglas (100 g, 20 % Restfeuchte), Titandioxid (20 g), Acronal S790 Dispersion (22 g) und Wasser (80 g) angesetzt. Nach der kompletten Homogenisierung wurden 200 g der Mischung zu 50 g EPS Kugeln (vorgeschäumt, Dichte: 10 g/L) gegeben, gleichmäßig verteilt und im Wirbelbett bis zur Massenkonstanz getrocknet. Diese beschichteten Kugeln (230 g) wurden im Anschluss mit 150 g eines Lupranol/MDI Gemisches versetzt, auf 50 % des Ausgangsvolumens gestaucht und wenige Minuten gehalten. Bereits nach 5 Minuten war der Block komplett ausgehärte und konnte entformt werden.Example 2: Pre-coated beads with PU hard foam system A mixture of kaolin (100 g), water glass (100 g, 20% residual moisture), titanium dioxide (20 g), Acronal S790 dispersion (22 g) and water (80 g) was prepared in a mixing beaker. After complete homogenization, 200 g of the mixture were added to 50 g of EPS spheres (prefoamed, density: 10 g / l), uniformly distributed and dried in a fluidized bed to constant mass. These coated spheres (230 g) were then mixed with 150 g of a Lupranol / MDI mixture, compressed to 50% of the original volume and held for a few minutes. After 5 minutes, the block was completely hardened and could be removed from the mold.

Test A: -23 % Volumenverlust Test B: -6 % Test C: -25 %Test A: -23% volume loss Test B: -6% Test C: -25%

Beispiel 3: Serienbeschichtung der EinzelkomponentenExample 3: Serial coating of the individual components

In einem Mischbecher wurde eine Mischung aus Kaolin (100 g), Wasserglas (100 g, 20 % Restfeuchte), Titandioxid (20 g), Acronal S790 Dispersion (22 g) und Wasser (80 g) angesetzt. Nach der kompletten Homogenisierung wurden 200 g der Mischung zu 50 g EPS Kugeln (vorgeschäumt, Dichte: 10 g/L) gegeben und gleichmäßig verteilt. Sofort wurden (230 g) der beschichteten Kugeln mit 150 g eines Lupranol/MDI Gemisches versetzt, die Formmasse auf 50 % des Ausgangsvolumens gestaucht und für wenige Minuten gehalten. Nach wenigen Minuten war der Block völlig form/transportstabil und konnte ohne weitere Zwischenlagerung getestet werden. Dennoch wurde das Material bis zur Massenkonstanz im Trockenschrank bei 70 0C gela- gert und dann den zuvor beschriebenen Tests unterzogen.A mixture of kaolin (100 g), water glass (100 g, 20% residual moisture), titanium dioxide (20 g), Acronal S790 dispersion (22 g) and water (80 g) was prepared in a mixing beaker. After complete homogenization, 200 g of the mixture were added to 50 g of EPS spheres (prefoamed, density: 10 g / l) and distributed uniformly. Immediately (230 g) of the coated spheres were mixed with 150 g of a lupranol / MDI mixture, the molding compound was compressed to 50% of the initial volume and held for a few minutes. After a few minutes, the block was completely form / transport stable and could be tested without further intermediate storage. Nevertheless, the material was subjected to constant mass in a drying oven at 70 0 C STORED and then the tests described above.

Test A: -21 % Volumenverlust Test B: -5 % Test C: -23 %Test A: -21% volume loss Test B: -5% Test C: -23%

Beispiel 4: Schäumbare Zweitbeschichtung, Verwendung eines WeichschaumsystemsExample 4: Foamable Second Coating, Use of a Flexible Foam System

In einem Mischbecher wurde eine Mischung aus Kaolin (100 g), Wasserglas (100 g, 20 % Restfeuchte), Titandioxid (20 g), Acronal S790 Dispersion (22 g) und Wasser (80 g) angesetzt. Nach der kompletten Homogenisierung wurden 200 g der Mischung zu 50 g EPS Kugeln (vorgeschäumt, Dichte: 10 g/L) gegeben und gleichmäßig verteilt. Hierzu wurden 100 g Meyco Flex364 gegeben und die Partikel überzogen. Das gesamte Gemisch wurde um 50 % verpresst und band nach ca. 80 Sekunden bereits ab. Eine Erhöhung des Isocyanatanteils um 20 % verlängert die Reaktionszeit auf 140 Sekun- den. Im Anschluss wurde das Material bis zur Massenkonstanz im Trockenschrank bei 70 0C gelagert und dann den zuvor beschriebenen Tests unterzogen.A mixture of kaolin (100 g), water glass (100 g, 20% residual moisture), titanium dioxide (20 g), Acronal S790 dispersion (22 g) and water (80 g) was prepared in a mixing beaker. After complete homogenization, 200 g of the mixture were added to 50 g of EPS spheres (prefoamed, density: 10 g / l) and distributed uniformly. For this, 100 g of Meyco Flex364 were added and the particles were coated. The entire mixture was compressed by 50% and tied off after about 80 seconds. Increasing the isocyanate content by 20% increases the reaction time to 140 seconds. the. The material was then stored at 70 ° C. in a drying oven until the constancy of mass remained constant and then subjected to the tests described above.

Test A: -18 % Volumenverlust Test B: -5 % Test C: -18 %Test A: -18% volume loss Test B: -5% Test C: -18%

Beispiel 5Example 5

Die in folgender Tabelle 1 angegebenen Komponenten wurden wie folgt weiter verarbeitet.The components given in Table 1 below were processed as follows.

Alle Komponenten (Silikatanteil, Beschichtung, EPS) wurden homogen gemischt und in mit Teflonpapier ausgekleidete Aluminiumformen gegeben. Der Inhalt der Form wurde in der Regel auf 50 % des Ausgangsvolumens verpresst. Dabei wurde darauf geachtet, dass ein Ringspalt von ca. 3 mm offen bleibt, um gegebenenfalls entweichendes CO2 freizulassen. Sofern nicht anders vermerkt, benötigten die vorliegenden Versuche keine zugeführte Wärme. Wurde die Form nicht verpresst, füllten sich die Zwickel durch den aufschäumenden Beschichtungsschaum (Typ B1 ) und das resultierende Formteil hatte eine entsprechend geringe Dichte. Platten mit einer Verpressung von 50 % ergaben jedoch zumeist beste Performance im Hitzetest (Test A), siehe Tabelle 1.All components (silicate, coating, EPS) were mixed homogeneously and placed in teflon-lined aluminum molds. The content of the mold was usually compressed to 50% of the original volume. It was ensured that an annular gap of about 3 mm remains open in order to release any escaping CO 2 . Unless otherwise noted, the present experiments did not require added heat. When the mold was not pressed, the gussets filled up with the intumescent coating foam (Type B1) and the resulting molded article had a correspondingly low density. However, plates with a compression of 50% usually gave the best performance in the heat test (Test A), see Table 1.

Die Menge an Komponenten wurde so berechnet, dass auf die Gesamtsumme aus Beschichtung und Keramikstoffen ein Gewichtsteil EPS gegeben wurde.The amount of components was calculated so that one part by weight of EPS was added to the total of coating and ceramics.

Die verwendeten Stoffgemische B1 , B2, Sl-Il und SI2 waren wie folgt zusammengesetzt:The mixtures B1, B2, Sl-II and SI2 used were composed as follows:

B1 : Lupranol 2090 (95 Teile), VE-Wasser (2 Teile), Dabco 8154 (0.2 Teile), Lupragen (0.01 Teile), Silikonstabi DC190 (0.1 Teile), MDI (37 Teile).B1: Lupranol 2090 (95 parts), deionized water (2 parts), Dabco 8154 (0.2 part), louprages (0.01 part), Silicone Stabilizer DC190 (0.1 part), MDI (37 parts).

B2: Meyco Flex 364 Komp A (100 Teile) und Meyco Flex 364 Komp B (100 Teile) wurden homogen gemischt.B2: Meyco Flex 364 Comp A (100 parts) and Meyco Flex 364 Comp B (100 parts) were mixed homogeneously.

Sl-Il: EPS Perlen (10 g/L) wurden mit flüssigem Wasserglas (25%ig) besprüht und im Anschluss im Luftstrom getrocknet. Dieser Vorgang wurde wiederholt bis die Perlen eine Dichte von ca. 38 g/L aufweisen.Sl-Il: EPS beads (10 g / L) were sprayed with liquid water glass (25%) and then dried in a stream of air. This process was repeated until the beads have a density of about 38 g / L.

SI-2: Kaolin (57 g) und Portil N (56 g) werden in Lupranol aufgenommen (Bestandteil von Mischung B1 ) und dann mit den restlichen Stoffen von B1 versetzt. Tabelle 1 : VersucheSI-2: kaolin (57 g) and Portil N (56 g) are taken up in lupranol (component of mixture B1) and then mixed with the remaining substances of B1. Table 1: Experiments

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Beispiel 6
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Example 6

In weiteren Versuchen wurden so genannte „delayed action" Katalysatoren der Firma Air Products verwendet, die ein größeres Bearbeitungsfenster ermöglichen. Beispielhaft wurden hier Dabco 8154, Dabco BL 17, Dabco TMR 3, Dabco TMR 30 eingesetzt. Mit ihnen wurden ebenfalls vorteilhafte Ergebnisse erzielt.In further tests, so-called "delayed action" catalysts from Air Products were used, which allow a larger processing window, for example Dabco 8154, Dabco BL 17, Dabco TMR 3, Dabco TMR 30. They also achieved advantageous results.

Beispiel 7Example 7

In weiteren Versuchen wurde Lupragen® N700, ein wärmeaktives System, verwendet dass erst durch eine erhöhte Temperatur seine Wirkung entfaltet. Dazu wurden die Versuche analog zu Nr. 1 bis 5 durchgeführt und später erwärmt. Die Probekörper zeigen dabei zwar ein anderes Aushärteverhalten, jedoch vergleichbare Ergebnisse in den Tests A bis C der vorstehenden Beispiele. In further experiments, Lupragen ® N700, a heat-active system, was used, which only exerted its effect by an elevated temperature. For this purpose, the experiments were carried out analogously to No. 1 to 5 and later heated. Although the test specimens show a different curing behavior, comparable results in the tests A to C of the above examples.

Claims

Patentansprüche claims 1. Schaumstoffpartikel, bevorzugt aus einem Polyolefin- oder Styrolpolymeren, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaumstoffpartikel mit einer Kombination aus einer silikathaltigen Beschichtung und einer Beschichtung auf Basis eines Polyurethans und/oder Polyharnstoffs beschichtet sind.1. foam particles, preferably of a polyolefin or styrene polymers, characterized in that the foam particles are coated with a combination of a silicate-containing coating and a coating based on a polyurethane and / or polyurea. 2. Schaumstoffpartikel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel aus expandierten Polyolefinpartikeln oder vorgeschäumten Partikeln aus expan- dierbaren Styrolpolymeren (EPS) ausgewählt sind.2. Foamed particles according to claim 1, characterized in that the particles are selected from expanded polyolefin particles or prefoamed particles of expandable styrene polymers (EPS). 3. Schaumstoffpartikel nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die silikathaltige Beschichtung auf einer Beschich- tungszusammensetzung basiert, welche a) 20 bis 70 Gew.-Teile eines Tonminerals b) 20 bis 70 Gew.-Teile eines Alkalisilikats c) 1 bis 30 Gew.-Teile eines verfilmenden Polymeren sowie gegebenenfalls weitere Bestandteile enthält.3. Foam particles according to claim 1, characterized in that the silicate-containing coating is based on a coating composition which comprises a) 20 to 70 parts by weight of a clay mineral b) 20 to 70 parts by weight of an alkali silicate c) 1 contains up to 30 parts by weight of a film-forming polymer and optionally further constituents. 4. Schaumstoffpartikel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Alkalisilikat ein wasserlösliches Alkalisilikat mit der Zusammensetzung M2O(SiO2)n mit M = Natrium oder Kalium und n = 1 bis 4 oder Mischungen davon enthalten ist.4. foam particles according to claim 3, characterized in that as alkali metal silicate a water-soluble alkali silicate with the composition M 2 O (SiO 2 ) n with M = sodium or potassium and n = 1 to 4 or mixtures thereof is included. 5. Schaumstoffpartikel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das verfil- mende Polymer auf ethylenisch ungesättigten Monomeren mit einer Glasübergangstemperatur im Bereich von -30 bis 80 0C basiert.5. Foam particles according to claim 3, characterized in that the filming polymer based on ethylenically unsaturated monomers having a glass transition temperature in the range of -30 to 80 0 C. 6. Schaumstoffpartikel nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethan/der Polyharnstoff auf der Umset- zung von Diphenylmethandiisocyanat (MDI) mit wenigstens einer gegenüber Iso- cyanaten reaktiven Verbindung beruht.6. foam particles according to at least one of the preceding claims, characterized in that the polyurethane / the polyurea based on the implementation of diphenylmethane diisocyanate (MDI) with at least one isocyanate-reactive compound. 7. Schaumstoffpartikel nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethan/Polyharnstoffbeschichtung eine massive Beschichtung ist, die zumindest im Wesentlichen keine Schaumstoffstruktur hat.7. foam particles according to at least one of the preceding claims, characterized in that the polyurethane / polyurea coating is a solid coating, which has at least substantially no foam structure. 8. Schaumstoffpartikel nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethan/Polyharnstoffbeschichtung eine Weich- schäum- oder Hartschaum-Struktur hat. 8. foam particles according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the polyurethane / polyurea coating has a soft foam or rigid foam structure. 9. Verfahren zur Herstellung von beschichteten Schaumstoffpartikeln gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man9. A process for the preparation of coated foam particles according to at least one of the preceding claims, characterized in that one a) Partikel aus expandiertem oder expandierbarem Schaumstoff bereitstellt b) diese mit einer Silikate enthaltenden Beschichtungsmasse beschichtet und gegebenenfalls trocknet und c) die silikatbeschichteten Schaumstoffpartikel mit einem Isocyanat und einer gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindung oder einem daraus gebilde- ten Polyurethan/Polyharnstoff beschichtet.a) particles of expanded or expandable foam b) these coated with a silicate-containing coating composition and optionally dried and c) coated the silicate-coated foam particles with an isocyanate and an isocyanate-reactive compound or a polyurethane / polyurea formed thereof. 10. Verfahren zur Herstellung von beschichteten Schaumstoffpartikeln gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass alle Besen ichtungsstoffe in einem Schritt aufgetragen werden.10. A process for the production of coated foam particles according to claim 9, characterized in that all broom ichtungsstoffe be applied in one step. 1 1. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass beschichtete Schaumstoffpartikel gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche in eine Form übertragen werden, wo sie in einem Batchver- fahren ausgehärtet werden.1 1. A process for producing foam bodies, characterized in that coated foam particles are transferred according to at least one of the preceding claims in a form where they are cured in a batch process. 12. Verfahren zur Herstellung von Schaumstoffkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass die beschichteten Schaumstoffpartikel in einem Konti-Verfahren ausgehärtet werden.12. A process for producing foam bodies, characterized in that the coated foam particles are cured in a Konti process. 13. Verwendung von Schaumstoffformkörpern gemäß wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche als Sandwichpanel, zur Fassadendämmung, für Dachanwendungen, Brandriegel und Brandtüren. 13. Use of foam moldings according to at least one of the preceding claims as a sandwich panel, for facade insulation, for roof applications, fire bars and fire doors.
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