DE69329498T2

DE69329498T2 - Verfahren zur herstellung von alkenyl aromatischen schaumstoffen unter verwendung einer zusammensetzung aus atmosphärischen und organischen gasen und danach hergestellte schaumstoffe

Info

Publication number: DE69329498T2
Application number: DE69329498T
Authority: DE
Inventors: Michael E. Reedy; Edward W. Rider Jun.
Original assignee: RIDER JUN
Current assignee: RIDER JUN
Priority date: 1992-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 2001-05-03
Anticipated expiration: 2013-12-23
Also published as: WO1994014881A1; ATE196641T1; DE69329498D1; CA2152344A1; ES2152303T3; US5817261A; AU6015694A; EP0675918A1; US5652277A; USRE38993E1; GB2289468B; AU672877B2; GB9512679D0; GB2289468A; EP0675918A4; GB9707044D0; US5595694A; EP0675918B1; US5269987A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von alkenylaromatischen Schäumen unter Verwendung eines Gemisches aus Atmosphäre und organischen Gasen als Treibmittel, bevorzugt ebenfalls unter Verwendung einer vorbestimmten Menge eines Masterbatchgemisches bzw. Masterchargengemisches bzw. Grundansatzgemisches. Die Erfindung betrifft ebenfalls alkenylaromatische Schäume, die bei dem Verfahren erhalten werden, und die daraus hergestellten Gegenstände. Bevorzugt ist die alkenylaromatische Verbindung Polystyrol. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen daraus resultierenden Schäume besitzen verschiedene Vorteile, unter denen eine Erhöhung in der Produktionsrate des Verfahrens, eine Verringerung der Menge an organischem Gas, das bei dem Verfahren verwendet werden muss, um ein geformtes Produkt mit gegebener Dichte zu erhalten, eine Erhöhung in dem thermobildenden Output der Schäume, bedingt durch inter alia eine Erhöhung in den Post-Expansionseigenschaften der Schäume und eine Erhöhung in der Zurückhaltung der atmosphärischen und organischen Gase in dem geschäumten Produkt sind.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Für olefinische oder styrolische Polymere wurde eine Vielzahl von normalen gasförmigen oder flüssigen Treibmitteln vorgeschlagen einschließlich praktisch aller üblichen atmosphärischen Gase und niedrigen Kohlenwasserstoffen.
Alkenylaromatische Schäume, insbesondere Polystyrolschäume in Folienform, werden derzeit aus einer Reihe von Treibmitteln, die unerwünschte Eigenschaften besitzen, hergestellt. Die Flüchtigkeit, die Entflammbarkeit, die schlechten Thermoformungseigenschaften, spröde physikalische Eigenschaften, hohe Kosten oder nachteilige Wirkung auf die Ozonschicht sind nur einige. Beispiele von Treibmitteln, die diese Eigenschaften bei der Herstellung von Polystyrolschaum besitzen, umfassen aliphatische Kohlenwasserstoffe und vollständig (oder teilweise) halogenierte Kohlenwasserstoffe.
Für Polystyrol haben beispielsweise die C&sub4;-C&sub6;-Alkane, insbesondere Pentan, weitverbreitete Akzeptanz gewonnen. Im Anschluss an eine typische Extrudierschäumungsstufe wird das Einsatzmaterial üblicherweise gealtert, bevor es zu Containern in der Wärme verformt wird. Während des Alterns verarmen die geschäumten Zellen und die polymere Matrix teilweise an flüchtigen Kohlenwasserstoffen, die in die Atmosphäre austreten. Jedoch hat die potentielle Atmosphärenkontamination durch diese Nebenprodukte bei der Schaumherstellung dazu geführt, dass die Arbeiter alternative Treibmittel, die keine Verunreinigung hervorrufen, wie übliche Atmosphärengase, beispielsweise Stickstoff und Kohlendioxid, und Gemische aus Atmosphärengasen mit organischen Gasen, beispielsweise niedrigen Kohlenwasserstoffen oder Freonen, suchen.
Gemäß dem Stand der Technik werden sowohl Atmosphärengase per se, als auch Gemische aus atmosphärischen und organischen Gasen als Treibmittel für alkenylaromatische Polymere beschrieben.
In der australischen Patentanmeldung Nr. 52724/79, der publizierten kanadischen Patentanmeldung Nr. 2 022 501 und der publizierten europäischen Patentanmeldung Nr. 0 411 923 werden Treibmittel für alkenylaromatische oder styrolische Polymere beschrieben, die aus Kohlendioxid bestehen. Es wird angegeben, dass die entstehenden geschäumten Produkte flexibel sind und/oder verbesserte Zug- Dehnungs-Eigenschaften besitzen. Jedoch sind die Produktionsraten der Verfahren im Allgemeinen niedrig, in der Größenordnung von weniger als 91 kg/h (200 lbs/h), und sie haben im Allgemeinen niedrige Nachbläheigenschaften in der Größenordnung von 50% oder weniger. Zusätzlich erfordern diese Verfahren relativ hohe Extrudiertemperaturen in der Größenordnung von 1300C bis 155ºC. Diese Verfahren sind somit nicht sehr ökonomisch.
In der schwebenden Patentanmeldung Serien Nr. 07/891 866 werden Verfahren zur Herstellung von Polystyrolschäumen unter Verwendung von 100%igem Atmosphärengas, beispielsweise Kohlendioxid und/oder Stickstoff, beschrieben, wobei eine wesentlich niedrigere Extrudiertemperatur verwendet werden kann, beispielsweise in der Größenordnung von 120ºC, und wobei in dem geschmolzenen Polymeren ein Additiv verwendet wird, das ein Masterbatchgemisch enthält, das alpha-Methylpolystyrol, ein kautschukartiges Blockcopolymeres, ein festes Treibmittel, zusammengesetzt aus einer eingekapselten Kombination aus Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat, Weißöl bzw. weißes Mineralöl und Siliciumdioxid enthält.
In den U.S. Patentschriften Nrn. 4 344 710 und 4 424 287 werden Treibmittel beschrieben, die Gemische aus flüssigem Kohlendioxid und flüssigen aliphatischen oder vollständig (oder teilweise) halogenierten Kohlenwasserstoffen sind. In diesen Patentschriften wird angegeben, dass die Verwendung atmosphärischer Gase, einschließlich von 100% Kohlendioxid oder Stickstoff als Treibmittel nicht erfolgreich verwendet werden konnte, und als Grund wird die extreme Flüchtigkeit dieser Gase angeführt, und es wird weiterhin angegeben, dass die Verwendung dieser Materialien eine Wellenbildung und Oberflächenfehler in dem Folienprodukt ergibt. In diesen zwei Patentschriften wird beschrieben, dass eine Kombination aus atmosphärischen organischen Gasen in einem Alkan : CO&sub2;-Beschickungsverhältnis in einem Bereich von 3 : 1 bis 1 : 1, ausgedrückt durch das Gewicht, verwendet werden kann, wobei die Gesamtmenge an Treibmittelmischung in dem Bereich von 2,5 bis 10 Teilen pro 100 Gew.-Teilen thermoplastischem Harz liegt. Als Zellbildungsmittel für die geschäumten Produkte wird in den Patentschriften die Verwendung eines Gemisches aus Natriumbicarbonat und Citronensäure beschrieben. Die Verfahrenstemperaturen, die für das Extrudieren des Schaums erforderlich sind, sind wieder recht hoch, in der Größenordnung von 150ºC.
In der U.S. Patentschrift Nr. 4 424 287 wird weiter beschrieben, dass die Schäume, die mit einem Gemisch aus Treibmitteln hergestellt wurden, den Vorteil der verringerten atmosphärischen Emissionen beim Altern zeigen, ohne dass jedoch irgendwelche Werte für diese Wirkung angegeben werden, es wird einfach angegeben, dass die Verringerung an Schadstoff (d. h. an Kohlenwasserstoff-Treibmitteln) größer ist, als die erwartete Verringerung, bedingt durch die entsprechende Reduzierung der Verwendung an organischem Treibmittel. Die einzige rationale Erklärung, die in der U.S. Patentschrift Nr. 4 424 287 für die verringerten Kohlenwasserstoffemissionen gegeben ist, ist die Fähigkeit des geschäumten Folienprodukts, dass es unmittelbar in der Wärme geformt werden kann, wodurch der Bedarf nach Alterung des geschäumten Folienprodukts bzw. Plattenprodukts verringert wird.
In der U.S. Patentschrift Nr. 4 419 309 wird die Verwendung von zwei Schäumungsmitteln beschrieben; das erste wird in geschmolzenes thermoplastisches Harz unter hohem Druck eingeleitet, wobei das erste Schäumungsmittel ausgewählt wird, unter einem aliphatischen Kohlenwasserstoff mit niedrigem Molekulargewicht, einem Halogenkohlenwasserstoff mit niedrigem Molekulargewicht und Gemischen davon, und das zweite Schäumungsmittel wird unter niedrigerem Druck eingeleitet, wobei das zweite Schäumungsmittel ausgewählt wird aus Kohlendioxid, Wasserdampf und deren Gemischen, und wobei ein Schäumen des geschmolzenen thermoplastischen Harzes verursacht wird. Erneut sind die Extrudierraten niedrig, in der Größenordnung von 68 kg/h (150 lbs/h), und die Extrudiertemperaturen hoch, in der Größenordnung von 143ºC bis 160ºC (290ºF bis 320ºF).
In den U.S. Patentschriften Nrn. 4 916 166 und 5 011 866 werden verlängerte Schaumkörper aus alkenylaromatischem thermoplastischem synthetischem Harz mit Maschinenrichtung, einer transversalen Richtung und geschlossenen, nicht miteinander in Verbindung stehenden gasenthaltenden Zellen beschrieben, welche unter Verwendung von bevorzugt mindestens 70 Gew.-% 1,1-Difluor-1-chlorethan (U.S. Patentschrift Nr. 4 916 166) hergestellt wurden, und die die Verwendung von mindestens 70 Gew.-% 1,1,1,2- Tetrafluorethan oder 1,1,1-Trifluorethan, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gewichts des verwendeten Treibmittelgewichts erfordern (U.S. Patentschrift Nr. 5 011 866) und wobei als zweites Treibmittel bis zu 30 Gew.-% (des Treibmittels in der Menge des Gemisches) chemische oder physikalische Treibmittel einschließlich Wasser, 1 bis 4 kohlenstoffaliphatische Kohlenwasserstoffe, Kohlendioxid oder andere wasserstoffenthaltende Chlorfluorkohlenwasserstoffe (HCFC), wie Chlordifluormethan (HCFC-22) verwendet wird.
In der U.S. Patentschrift Nr. 4 916 166 wird beschrieben, dass die Menge an Kohlendioxid auf nicht mehr als etwa 6 Gew.-% beschränkt ist und dass extrudierte Gegenstände mit Dichten zwischen 38 bis 80 kg/m³ (2,4 und 5,0 Pound pro Kubikfuß) nur dann erhalten werden können, wenn das Extrudieren bei einer Düsentemperatur von etwa 118ºC oder weniger durchgeführt wird. Die Extrudierrate bei dieser Temperatur sollte notwendigerweise recht niedrig sein, obgleich in der Patentschrift zu dieser Frage keine Angaben zu finden sind. Die spezifischen Beispiele der U.S. Patentschrift Nr. 4 916 166 zeigen, dass die extrudierten Schaumgegenstände Dichten von weniger als 38 kg/m³ (2,4 Po- und pro Kubikfuß) besitzen und nur bei Extrudieren über 118ºC erhalten werden, und dass diese unter Verwendung von Treibmitteln erhalten werden, die nur etwa 2,7 Gew.-% Kohlendioxid, bezogen auf 100 Gew.-% des Treibmittelgemisches, enthalten.
In der U.S. Patentschrift Nr. 5 011 866 werden verlängerte geschäumte Produkte aus alkenylaromatischen thermoplastischen synthetischen Harzen mit Dichten von etwa 16 bis 96 kg/m³ (1 bis 6 Pound pro Kubikfuß), die eine Vielzahl geschlossener, nicht miteinander in Verbindung stehender, gasenthaltender Zellen enthalten, mit der Begrenzung, dass die Zellen mindestens 70 Gew.-% von entweder 1,1,1- Trifluorethan oder 1,1,1,2-Tetrafluorethan enthalten. Die U.S. Patentschrift Nr. 5 011 866 bevorzugt ähnlich die Verwendung von weniger als 6% Kohlendioxid als Komponente in dem Treibmittelgemisch, obgleich einige Beispiele die Verwendung von etwa 9% Kohlendioxid zeigen.
Es besteht aber ein Bedarf an Verfahren zur Herstellung von alkenylaromatischen Schäumen, die Kombinationen von atmosphärischen und organischen Gasen als Treibmittel verwenden, und die eine erhöhte Menge an atmosphärischem Gas, wie Kohlendioxid oder Stickstoff, enthalten. Es besteht weiterhin ein Bedarf an alkenylaromatischen Schäumen, die bei erhöhten Temperaturen und mit erhöhten Extrudierraten für eine gegebene Dichte hergestellt werden können. Weiterhin besteht ein Bedarf an alkenylaromatischen Schäumen mit einem erhöhten Prozentgehalt einer geschlossenen, nicht miteinander in Verbindung stehenden Zellstruktur, erhöhten Post-Expansionseigenschaften bzw. Nachbläheigenschaften und erhöhter Zurückhaltung des Treibmittels innerhalb der Zellkstruktur des alkenylaromatischen Schaums.
Diese und andere Forderungen, die für die bekannten alkenylaromatischen Schäume bestehen, werden durch die vorliegende Erfindung erfüllt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von alkenylaromatischen Schäumen bzw. Schaumstoffen, wobei das Verfahren umfasst:
(a) das Erhitzen eines alkenylaromatischen Harzes auf eine Temperatur oberhalb seines Schmelzpunktes unter Bildung eines geschmolzenen alkenylaromatischen Harzes;
(b) die Zugabe zu dem geschmolzenen alkenylaromatischen Harz eines Masterbatchgemisches, enthaltend:
(i) eingekapseltes Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat;
(ii) Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeres;
(iii) alpha-Methylpolystyrol;
(iv) Weißöl; und
(v) Siliciumdioxid unter Bildung eines alkenylaromatischen/Masterbatchgemisches;
(c) Erhitzen des Alkenylaromaten/Masterbatchgemisches auf eine Temperatur, die ausreicht, ein geschmolzenes Gemisch zu bilden;
(d) Injektion eines nichtfesten Treibmittels, enthaltend ein Gemisch aus atmosphärischem Gas und organischem Gas in das geschmolzene Gemisch unter Bildung eines eingespritzten geschmolzenen Gemisches;
(e) Mischen des eingespritzten geschmolzenen Gemisches unter Bildung eines gemischten eingespritzten geschmolzenen Gemisches; und
(f) Kühlen und Extrudieren des gemischten eingespritzten geschmolzenen Gemisches als alkenylaromatischer Schaum. Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform betrifft sie eine alkenylaromatische Schaumstoffzusammensetzung, enthaltend:
(a) ein alkenylaromatisches Polymer;
(b) alpha-Methylpolystyrol;
(c) Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer;
(d) Weißöl;
(e) die Zersetzungsprodukte von eingekapseltem Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat; und
(f) Siliciumdioxid, wobei der Schaum geschlossene Zellen enthält, die darin ein Gemisch aus atmosphärischem Gas und organischem Gas enthalten.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein extrudierter aromatischer Schaum mit einer Dichte größer als 40 kg/m³ (2,5 Pound pro Kubikfuß) zur Verfügung gestellt, der bei einer Düsentemperatur von 120ºC oder darüber extrudiert worden ist und der eine Vielzahl von geschlossenen nicht miteinander in Verbindung stehenden gasenthaltenden Zellen darin enthält, wobei das Gas, das in den Zellen enthalten ist, ein Gemisch aus atmosphärischem Gas und organischem Gas ist, und wobei das atmosphärische Gas in einer Menge von mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gases, das in den Zellen vorhanden ist, vorhanden ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung alkenylaromatischer Schäume mit einer Dichte über etwa 40 kg/m³ (2,5 Pound pro Kubikfuß), wobei das Verfahren umfasst:
(a) das Erwärmen eines alkenylaromatischen Harzes auf eine Temperatur über seinem Schmelzpunkt unter Bildung eines geschmolzenen alkenylaromatischen Harzes;
(b) die Zugabe zu dem geschmolzenen alkenylaromatischen Harz eines Masterbatchgemisches, enthaltend:
(i) ein Styrolharz;
(ii) ein kautschukartiges Blockcopolymer; und
(iii) ein festes Treibmittel, wobei ein vermischtes alkenylaromatisches Masterbatchgemisch gebildet wird;
(c) Erhitzen des, vermischten Alkenylaromaten/Masterbatchgemisches auf eine Temperatur, die ausreicht, ein geschmolzenes Gemisch zu bilden;
(d) Injektion in das geschmolzene Gemisch eines nichtfesten Treibmittels, enthaltend ein Gemisch aus atmosphärischem Gas und organischem Gas unter Bildung einer eingespritzten geschmolzenen Mischung, wobei das atmosphärische Gas in einer Menge von mindestens etwa 30 Gew. -%, bezogen auf das Gesamtgewicht des atmosphärischen Gases und des organischen Gases vorhanden ist;
(d) Vermischen des eingespritzten geschmolzenen Gemisches unter Bildung eines gemischten eingespritzten geschmolzenen Gemisches;
(e) Abkühlen des gemischten eingespritzten geschmolzenen Gemisches; und
(f) Extrudieren des abgekühlten Gemisches bei einer Temperatur nicht unter 120ºC als alkenylaromatischer Schaumstoff.
Die Erfindung betrifft gemäß einer weiteren Ausführungsform einen alkenylaromatischen Schaum mit einer Dichte über 6,0 Pound pro Kubikfuß mit einer Vielzahl von geschlossenen, nicht miteinander in Verbindung stehenden gasenthaltenden Zellen darin, wobei das Gas, das in den Zellen enthalten ist, atmosphärisches Gas und organisches Gas enthält.
Die Erfindung betrifft gemäß einer weiteren Ausführungsform ein Verfahren zur Herstellung alkenylaromatischer Schäume mit einer Dichte über 96 kg/m³ (6,0 Pound pro Kubikfuß), wobei das Verfahren umfasst:
(a) das Erwärmen eines alkenylaromatischen Harzes auf eine Temperatur über seinem Schmelzpunkt unter Bildung eines geschmolzenen alkenylaromatischen Harzes;
(b) die Zugabe zu dem geschmolzenen alkenylaromatischen Harz eines Masterbatchgemisches, enthaltend:
(i) eingekapseltes Mononatriumcitrat und Mononatriumbicarbonat;
(ii) Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer;
(iii) alpha-Methylpolystyrol;
(iv) Weißöl; und
(v) Siliciumdioxid, wobei ein Alkenylaromaten/Masterbatchgemisch gebildet wird;
(c) Erhitzen des Alkenylaromaten/Masterbatchgemisches auf eine Temperatur, die ausreicht, ein geschmolzenes Gemisch zu bilden;
(d) Injektion eines nichtfesten Treibmittels, enthaltend ein Gemisch aus atmosphärischem Gas und einem organischen Gas in das geschmolzene Gemisch unter Bildung eines eingespritzten geschmolzenen Gemisches;
(e) Vermischen des eingespritzten geschmolzenen Gemisches unter Bildung des vermischten eingespritzten geschmolzenen Gemisches;
(f) Kühlung des gemischten eingespritzten geschmolzenen Gemisches; und
(g) Extrudieren des gekühlten Gemisches als alkenylaromatischer Schaumstoff.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die polyalkenylaromatischen Polymere können beispielsweise Styrolpolymere sein. Die Styrolpolymere, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten sein können, sind Homopolymere von Styrol und Copolymere und Interpolymere von Styrol, die einen überwiegenden Anteil an Styrol enthalten, beispielsweise mehr als 50 Gew.-% und bevorzugt mehr als 75 Gew.-% Styrol. Beispiele von Monomeren, die mit dem Styrol interpolymerisiert werden können, umfassen alpha-, beta-ungesättigte Monocarbonsäuren und die Derivate davon, beispielsweise Acrylsäure, Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und die entsprechenden Ester der Methacrylsäure, Acrylamid, Methacrylamid, Acrylnitril, Methacrylnitril und Maleinsäureanhydrid. Sofern gewünscht, können Gemische aus Styrolpolymerem mit anderen Polymeren verwendet werden, beispielsweise Gemische aus Styrolpolymerem mit gepfropften kautschukartigen Dienpolymeren, oder analoge Zusammensetzungen, die durch Dispersion eines Kautschukdienpolymeren in dem Styrolmonomeren und gegebenenfalls anderen Monomeren und anschließender Polymerisation des Gemisches erhalten werden. Bei irgendeinem Typ der obigen Harze kann das gesamte oder ein Teil des Styrols durch seine eng verwandten Homologen, wie alpha-Methylstyrol, o-, m- und p- Methylstyrole, o-, m- und p-Ethylstyrole, 2,4-Dimethylstyrol, Bromstyrol, Chlorstyrol ersetzt sein. Copolymere aus alkenylaromatischen Verbindungen, beispielsweise Styrol, und Alkenylnitril, beispielsweise Acrylnitril, können ebenfalls verwendet werden, und sie können ein Gewichtsverhältnis von Styrol zu Acrylnitril von 95 : 5 bis 5 : 95 besitzen.
Die kautschukenthaltenden Gemische können die Dienkautschukgruppierung in Mengen von etwa 1 bis 35% gepfropfte Dienkautschuktelichen, dispergiert in einem Matrixpolymer oder -copolymer als Polygemisch enthalten. Im Allgemeinen sind die Kautschukteilchen mit dem Polymeren mit der gleichen Zusammensetzung wie die Matrixphase gepropft. Die Dienkautschuke können Polybutadien- oder Copolymerkautschuke sein, die mindestens 50 Gew.-% Dienmonomeres, beispielsweise Butadien, Chloropren, Isopren oder Pentadien enthalten. Die. Comonomeren, die mit diesen Dienmonomeren copolymerisierbar sind, können solche sein wie sie oben beschrieben wurden. Die Copolymerkautschuke können Interpolymere oder Blockcopolymere sein.
Das Masterchargengemisch ist ein Weichmacher, der die Fließeigenschaften des Schaums verbessert.
Das Masterchargengemisch enthält im weitesten Sinne:
(a) ein Styrolharz;
(b) ein kautschukartiges Blockcopolymer; und
(c) ein festes Treibmittel.
Ein wesentliches Element des Masterchargengemisches ist das Styrolharz. Alle im Handel erhältlichen Styrolpolymere können als Styrolharz verwendet werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Vicat-Erweichungstemperatur des gewählten Styrolpolymeren zwischen 45 und 82 bis 50ºC/h Anstieg liegt. Bevorzugt als Styrolharz ist alpha-Methylstyrol. Im Handel erhältiche alpha-Methylstyrole umfassen Amoco-Harz 18-240, Harz 18-210 und Harz 18-290, wobei das bevorzugte das Harz 18-240 ist, welches eine Vicat-Erweichungstemperatur von 60,5 bei 50ºC/h Anstieg und 62,9 bei 120ºC/h Anstieg besitzt.
Ein anderes wesentliches Element des Masterchargengemisches ist das kautschukartige Blockcopolymere. Solche sind gemäß dem Stand der Technik bekannt und besitzen allgemein die Formeln: A-B, A-B-A und A-B-A-B einschließlich Propf- und Radialblockcopoylmere, wie auch Blockcopolymere, die andere Typen von Blöcken "C" enthalten. Diese kautschukartigen Blockcopolymere der obigen Formeln enthalten im Allgemeinen ein Styrolpolymer als "A"-Block und enthalten im Allgemeinen ein kautschukartiges Polymer, beispielsweise Butadien, Ethylen/Propylen, Ethylen/Butylen, Isopren als "B"-Block. Der Block "C" kann, wenn er vorhanden ist, entweder ein zweites styrolisches Polymer, das von dem styrolischen Polymeren von Block "A" verschieden ist, oder ein zweites unterschiedliches kautschukartiges Polymeres sein, je nachdem. Bevorzugt als kautschukartiges Blockcopolymeres sind in dem Masterchargengemisch solche Blockcopolymere, die von Shell Chemical Company unter den Bezeichnungen "Kraton G" und "Kraton D", wie Kraton D-1101, Kraton D- 1102, Kraton D-1107, Kraton G-1650, Kraton G-1651, Kraton G-1652, Kraton G-1657X, Kraton G-1701X und Kraton G-1726X erhältlich sind. Besonders bevorzugt sind Kraton G-1650 und Kraton G-1652.
Die festen Treibmittel, die in dem Masterchargengemisch verwendet werden, sind ebenfalls gemäß dem Stand der Technik bekannt und umfassen Gemische aus einer oder mehreren festen organischen Säuren, beispielsweise Oxalsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure, und bevorzugt Citronensäure; und ein Alkalimetallcarbonat oder Alkalimetallbicarbonat, beispielsweise Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat und bevorzugt Natriumbicarbonat. Die Säure und das Carbonat und/oder Bicarbonat werden im Allgemeinen in einem Alkali : Säure-Äquivalentverhältnis von etwa 1 : 3 bis etwa 3 : 1, Säure zu Carbonat (und/oder Bicarbonat) verwendet, und sie werden bevorzugt in ungefähr stöchiometrischen Mengen verwendet, d. h. etwa 0,7 bis 1,3 Alkaliäquivalenten pro Säureäquivalent, bevorzugt etwa 0,9 bis 1,1 Alkaliäquivalente pro Säureäquivalent. Besonders bevorzugt als festes Treibmittel des Masterchargengemisches sind Gemische aus Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat, bevorzugt eingekapselt in Pflanzenöl (d. h. einem Gemisch aus Mono-, Di- und Triglyceriden), wobei die Mengen an Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat, die vorhanden sind, bevorzugt einem stöchiometrischen Gemisch entsprechen. Die am meisten bevorzugten festen Treibmittel sind SAFOAM P und SAFOAM FP- Pulver, erhältlich von Reedy International Corporation, Keyport, NJ.
Das Masterchargengemisch enthält ebenfalls bevorzugt ein bzw. einen Gleitmittel/Weichmacher. Geeignete Gleitmittel/Weichmacher sind gemäß dem Stand der Technik bekannt und umfassen Paraffinöl, Siliconöl, mittel- oder langkettige Alkylester der Phthalsäure oder Isophthalsäure, Propylenoxid und/oder Mineralöl. Bevorzugt als Gleitmittel/Weichmacher ist in dem Masterchargengemisch Weißöl.
Ebenfalls bevorzugt wird in dem Masterchargengemisch eine Menge an Siliciumdioxid verwendet, die entweder in Pellets des Masterchargengemisches eingearbeitet oder über deren Oberfläche zerstäubt werden kann.
Das Masterchargengemisch enthält bevorzugt im Wesentlichen etwa 1 bis 20 Gew.-% der stöchiometrischen Menge an Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat, eingekapselt in einem Pflanzenöl (bevorzugt einem Gemisch aus Mono-, Di- und Triglyceriden), etwa 3 bis 50 Gew.-% Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer, etwa 20 bis 80 Gew.-% alpha- Methylstyrol, etwa 1 bis 20 Gew.-% Weißöl und etwa 0,2 Gew.-% Siliciumdioxid (welches als Zellbildungsmittel wirkt und hilft, die freie Fließfähigkeit des Masterchargengemisches bei langen Lagerungsbedingungen aufrecht zu erhalten). Unter den bevorzugten erfindungsgemäßen Masterchargengemischen sind solche, die von Reedy International Corporation verfügbar sind, die unter den Warenzeichen SAFOAM P-20, SAFOAM FP-20, SAFOAM FP-40, SAFOAM P-50 und SAFOAM FP-50 verkauft werden.
SAFOAM P-20 und SAFOAM FP-20 enthalten etwa 19,8 Gew.-% eines äquimolaren Gemisches aus Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat, eingekapselt in Pflanzenöl (SAFOAM P bzw. SAFOAM FP), ein Gemisch aus 14% Mono-, 12% Di- und 72% Triglyceriden, 67,5% alpha-Methylstyrol (Amoco-Harz 18- 240), etwa 10% eines Gemisches aus Styrol-Ethylen/Propylen-Blockcopolymer (Shell Chemical Company, Kraton G- 1726X) und Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer (Shell Chemical Company, Kraton G-1650), etwa 2,5% Weißöl und etwa 0,2% Siliciumdioxid (überwiegend vorhanden als zerstäubter Überzug an der Außenseite der Pellets, hergestellt aus den verbleibenden Bestandteilen). SAFOAM FP-40 enthält etwa 38,8% eines äquimolaren Gemisches aus Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat, eingekapselt in Pflanzenöl (SAFOAM FP, erhältlich von Reedy International Corporation), 36,6% alpha-Methylstyrol (Amoco-Harz 18-240), 14,4% Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer (Shell Chemical Company, Kraton G-1652), etwa 9,0% Weißöl und etwa 0,2% Siliciumdioxid. SAFOAM P-50 umfasst etwa 54,8% eines äquimolaren Gemisches aus Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat, eingekapselt in Pflanzenöl (SAFOAM P, erhältlich von Reedy International Corporation), etwa 30,5% alpha-Methylstyrol (Amoco-Harz 18-240), etwa 12% Styrol- Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer (Shell Chemical Company, Kraton G-1650), etwa 7,5% Weißöl und etwa 0,2% Siliciumdioxid.
Das Masterchargengemisch, wenn es verwendet wird, ist in einer Menge von etwa 0,001 bis etwa 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des polyalkenylaromatischen Harzes, vorhanden, bevorzugt in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 0,035 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Harzes, vorhanden, und bevorzugter in einer Menge von etwa 0,02 bis etwa 0,03 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Harzes, vorhanden.
Das erfindungsgemäße nichtfeste Treibmittelgemisch ist aus atmosphärischem Gas und organischem Gas zusammengesetzt. Das atmosphärische Gas und das organische Gas kann zu der Schmelze entweder als Gemisch oder gleichzeitig oder aufeinanderfolgend zugegeben oder injiziert werden. Das nichtfeste Treibmittel kann ebenfalls zu der Schmelze in gasförmigen oder flüssigen Formen oder in Kombinationen davon zugegeben werden. Die Menge an nichtfestem Treibmittelgemisch, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zugegeben werden kann, liegt im Bereich von etwa 2 bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Harzes. Bevorzugt wird das Gemisch aus nichtfestem Treibmittel in einer Menge von etwa 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Harzes, zugegeben und noch bevorzugter von etwa 4 bis etwa 7 Gew.- %, bezogen auf das Gewicht des Harzes.
Als atmosphärische Gase können irgendwelche der Gase, die normalerweise in der Atmosphäre vorhanden sind, wie Kohlendioxid, Stickstoff, Argon, Helium oder Neon, verwendet werden, wobei Kohlendioxid und Stickstoff bevorzugt sind. Als organische Gase können verwendet werden: C&sub4;-C&sub6;-Alkane, die dem Fachmann geläufig sind, einschließlich Butan, Isobutan, Pentan, Neopentan, Isopentan und Hexan; die chlorierten Kohlenwasserstoffe (CHC), wie Methylchlorid, Methylenchlorid und Methylchloroform; chlorierte Fluorkohlenwasserstoffe (CFS), wie CFC-11, -12, -113, -114, - 115, Halon-1211, -1301 und -2402; die wasserstoffenthaltenden Chlorfluorkohlenstoffe (HCFC), wie Chlordifluormethan (HCFC-22), 1,1-Difluor-1,1-chlorethan (HCFC-142b) und die wasserstoffenthaltenden Fluorkohlenwasserstoffe (HFC), z. B. 1,1-Difluorethan (HFC-152a), 1,1,1,2- Tetrafluorethan (HFC-134a), 1,1,1-Trifluorethan (HFC-143a) und (HFC-123). Das atmosphärische Gas und das organische Gas können in relativen Mengen, wie in einem Verhältnis von 1 bis 99 Gew.-Teilen atmosphärischem Gas und 99 bis 1 Gew.-Teilen organischem Gas, vorhanden sein. Bevorzugt ist das atmosphärische Gas in einer Menge von über 30 Gew.-%, bevorzugter in einer Menge von über 40 Gew.-% und noch bevorzugter in einer Menge von etwa 50 Gew.-% oder darüber vorhanden. Am meisten bevorzugt beträgt das Verhältnis von atmosphärischem Gas zu organischem Gas (bezogen auf das Gewicht des Gemisches) etwa 35/65 bis etwa 65/35, bevorzugt 40/60 bis 60/40 und am meisten bevorzugt etwa 50/50.
Die Verwendung eines Extrudierverfahrens zur Herstellung des alkenylaromatischen Schaumstoffs ist typisch, aber nicht erforderlich. Ein solches Verfahren umfasst einen primären Extruder, ein System zur Zugabe des Treibmittels, einen sekundären Extruder, eine ringförmige Düse, einen Folien- bzw. Plattenschneider oder Streifenschneider und eine Vorrichtung zum Stapeln der Folien bzw. der Platten. Jedoch ist die Verwendung dieses bestimmten Vorrichtungssatzes in dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich.
Gemäß bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen wird Polystyrolschaum in einem kontinuierlichen Verfahren gebildet, indem ein gut vermischtes und einheitliches Gemisch aus Styrolpolymer und Masterchargengemisch in den Extruderhals geleitet wird. Das Masterchargengemisch enthält bevorzugt etwa 0,02 bis 0,03 Gew.-% des Styrolpolymeren. Einmal in der Schnecke, während diese mit kontrollierten UpM gedreht wird, wird das Gemisch oder die Beschickung aus Styrolpolymerem und Masterchargengemisch auf eine Temperatur über den Schmelzpunkt des Gemisches, etwa 121º bis 260ºC (250º bis 500ºF) erhitzt. Sie wird dann unter Verwendung eines relativ stabilen Druckes im Bereich von etwa 27,6 bis 41,4 MPa (4000 bis 6000 psi) an die Stelle der Injektion geleitet. Hier gibt ein Injektionssystem atmosphärisches Gas, beispielsweise Kohlendioxid in gasförmiger oder flüssiger Form und/oder Stickstoff in Gasform oder Gemische davon, in das geschmolzene Beschickungsmaterial ab. In Kombination mit atmosphärischem Gas und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform gibt das Injektionssystem gleichzeitig mit dem atmosphärischen Gas ein organisches Gas, beispielsweise Isopentan oder HFC 152(a), in das geschmolzene Beschickungsmaterial ab.
Danach wird das injizierte geschmolzene Beschickungsmaterial in einen zweiten Extruder geleitet. Dieser Extruder ist für eine maximale Kühlfähigkeit ausgelegt. Er besitzt eine größere Kapazität als der erste Extruder. In diesem Extruder ist ein Minimum an Scherkraft erwünscht. Die minimale Scherung wird erreicht, indem der Durchmesser der Schneckendeckel konstant gehalten wird. Das injizierte geschmolzene Beschickungsmaterial wird in diesem zweiten Extruder vermischt und abgekühlt.
Das Beschickungsmaterial verlässt diesen zweiten Extruder durch eine Düse bei einer Temperatur bei oder über 250ºF, bevorzugt zwischen etwa 121º bis 143ºC (250 bis 290ºF) und bevorzugter bei einer Temperatur zwischen etwa 121º bis 138ºC (250ºF bis 280ºF) und bei einem Druck von etwa 17,2 bis 25,9 MPa (2500 bis 3750 psi). Das extrudierte Material wird auf einer Kühltrommel gedehnt und zu der gewünschten Dicke gezogen. Die Polystyrolschaumfolie wird dann geschlitzt und kann auf große Rollen aufgewickelt werden.
Die erfindungsgemäß gebildeten Schaumstoffe sind dadurch charakterisiert, dass sie Dichten besitzen, die im Allgemeinen größer sind als etwa 40 kg/m³ (2,5 Pound pro Kubikfuß), bevorzugter größer als etwa 48 kg/m³ (3,0 Pound pro Kubikfuß), noch bevorzugter größer als etwa 3,5 Pound pro Kubikfuß, am meisten bevorzugt größer als etwa 72 bis 80 kg/m³ (4,5 bis 5,0 Pound pro Kubikfuß) und besonders bevorzugt größer als etwa 96 kg/m³ (6 Pound pro Kubikfuß). Im Allgemeinen liegt die Dichte der erfindungsgemäßen Schaumstoffe im Bereich zwischen etwa 64 bis 160 kg/m³ (4 Pound pro Kubikfuß und etwa 10 Pound pro Kubikfuß) und allgemeiner im Bereich von etwa 64 bis 96 kg/m³ (4 Pound pro Kubikfuß bis 6 Pound pro Kubikfuß).
Die erfindungsgemäß hergestellten Schäume sind ebenfalls dadurch charakterisiert, dass sie eine wesentliche Vielzahl von geschlossenen, nicht miteinander in Verbindung stehenden gasenthaltenden Zellen enthalten. Im Allgemeinen ist die Zahl solcher geschlossener Zellen in erfindungsgemäßen Schäumen größer als 50% von allen vorhandenen Zellen, bevorzugt größer als 60%, mehr bevorzugt größer als 70%, noch mehr bevorzugt größer als 80%, besonders bevorzugt größer als 90% und am meisten bevorzugt größer als 95%. Das Gas, das in den geschlossenen Zellen enthalten ist, besteht aus einer Kombination aus atmosphärischem Gas und organischem Gas, und bevorzugt enthält es ein Gemisch aus organischem Gas, bezogen auf das Gewicht des atmosphärischen Gases und organischen Gases in den Zellen, wobei die Verhältnisse die sind, wie sie oben für die nichtfesten Treibmittel, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, beschrieben wurden. Beispielsweise kann der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildete Schaum einen Prozentgehalt an geschlossenen Zellen über 70% enthalten, wobei Gemische aus Gasen, umfassend Kohlendioxid und Isopentan, in einem Gewichtsverhältnis von etwa 40/60, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kohlendioxids und Pentans, vorhanden sein können.
Die erfindungsgemäßen Schäume sind weiter dadurch charakterisiert, dass sie das injizierte Gas, insbesondere das organische Gas, in wesentlich größerem Umfang als die Schäume gemäß dem Stand der Technik zurückhalten. Es wird angenommen, dass die Zurückhaltung des injizierten Gases eine Funktion verschiedener Parameter ist, einschließlich der Löslichkeit des organischen Gases in dem geschäumten Polymeren und dem Prozentgehalt der geschlossenen Zellen in dem Schaum. Es wird weiterhin theoretisch angenommen, dass die Verwendung eines kautschukartigen Blockcopolymeren in dem Masterchargengemisch gemäß bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen innerhalb der geschäumten Polymeren die Blockbildung und Zurückhaltung von Kohlendioxid und Wasserdampf, der in dem Polymeren vorhanden sein kann, erleichtert. Der Prozentgehalt an Gas, das in den erfindungsgemäßen Schäumen zurückgehalten wird, stimmt im Allgemeinen mit dem Prozentgehalt der geschlossenen Zellen überein. D. h. der Prozentgehalt an Gas, das in den erfindungsgemäßen Schäumen zurückgehalten wird, ist im Allgemeinen größer als 50%, bevorzugt größer als 60%, bevorzugter größer als 70%, noch bevorzugter größer als 80%, besonders bevorzugt größer als 90% und am meisten bevorzugt größer als 95%. Der Prozentgehalt an geschlossenen Zellen kann mit einem Beckman-Pyknometer gemessen werden. Bedingt durch die erhöhte Gasretention der erfindungsgemäßen Schäume wird eine gleichzeitige Erhöhung in dem Thermoformungsoutput für die gebildeten Schäume erhalten. Der Thermoformungsoutput (oder die Geschwindigkeit, mit der die Schäume zu dem fertigen Produkt in der Wärme verformt werden) ist eine Funktion der zahlreichen Faktoren, wie einschließlich der Zelleinheitlichkeit und dem Prozentgehalt der geschlossenen Zellen. Die erfindungsgemäßen Schäume ergeben eine Verbesserung, die höher als 25% ist, in der Thermoformungsoutputrate, verglichen mit den bekannten Schäumen, und es kann eine Verbesserung in der Thermoformungsoutputrate erhalten werden, die 35% oder 50% oder mehr darüber liegt.
Weiter besitzen die Schäume, die unter Verwendung des Masterchargengemisches gemäß dem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden, andere signifikante wirtschaftliche Verbesserungen. Insbesondere ist die Produktionsrate (oder der Durchgangsatz) der erfindungsgemäßen Schäume, wenn ein Masterchargengemisch bei dem Verfahren verwendet wird, und insbesondere wenn das bevorzugte SAFOAM-Masterchargengemisch verwendet wird, im Allgemeinen größer als 91 kg (200 Pound) geschäumtes Produkt pro Stunde, bevorzugt größer als 181 kg (400 Pound) geschäumtes Produkt pro Stunde, bevorzugt größer als 927 kg (500 Po- und) geschäumtes Produkt pro Stunde und am meisten bevorzugt größer als 318 bis 363 kg (700 bis 800 Pound) geschäumtes Produkt pro Stunde.
Weiterhin zeigen die erfindungsgemäßen Schäume, bedingt durch die verbesserten Gasretentionseigenschaften der Schäume, wenn ein Masterchargengemisch verwendet wird, Post-Expansionseigenschaften, die ähnlich stark verbessert sind. Die erfindungsgemäßen Schäume, die nach den Verfahren hergestellt wurden, bei denen ein Masterchargengemisch, bevorzugt das SAFOAM-Masterchargengemisch, verwendet wurde, zeigen Post-Expansionseigenschaften von mehr als 200%, bevorzugt mehr als 250%, noch bevorzugter mehr als 300%, am meisten bevorzugt mehr als 350%, besonders bevorzugt mehr als 400% und am meisten besonders bevorzugt mehr als etwa 450 bis 500%. Diese Post-Expansionsverbesserung ermöglicht die Verwendung eines wesentlich dünneren Ausgangsschaumprodukts bei dem Post-Extrudier- Thermoformungsverfahren.
Ein weiterer günstiger Aspekt bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Masterchargengemisches, und insbesondere des SAFOAM-Masterchargengemisches, ist der, dass es möglich ist, die Menge an organischem Gas, die bei dem Verfahren verwendet wird, um mindestens 5%, bevorzugt mindestens 10% und am meisten bevorzugt etwa 20% oder mehr zu verringern, während die gleiche Dichte des geschäumten Produkts beibehalten wird.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.

BEISPIEL 1

Ein frisches Polystyrolharz mit einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 310.000 und SAFOAM P50 in einer Menge von 0,25 Teilen pro 100, bezogen auf 100 Teile des Harzgewichts, wurden vermischt.
Diese Bestandteile wurden einheitlich vermischt und in einen Extruder gegeben. Das Gemisch wurde auf 219ºC (426ºF) erhitzt und bei einem Injektionsdruck im Bereich von 293 bis 296 MPa (4250 bis 4300 psi) geschmolzen. An dieser Stelle wurden Isopentan bei 3,65% und Kohlendioxid bei 2,43% (beide bezogen auf 100 Gewichtsteile Harz) in die Schmelze geleitet.
Danach wurde die Schmelze in einen Kühlextruder geleitet, auf die Düsenschmelztemperatur 134ºC (274ºF) abgekühlt und ein Düsendruck von 175 MPa (2830 psi) (Düsendurchmesser 20 cm (8") wurde angewendet und extrudiert. Das extrudierte Material wurde über eine Kühltrommel mit einem Druchmesser von 63,2 cm (24,9") gedehnt und auf die physikalischen, im folgenden angegebenen Parameter bezogen.
Prozentgehalt geschlossener Zellen = 98,5%
Post-Expansion (1 h nach dem Extrudieren) = 285%
Der Polystyrolschaum wurde mit dem folgenden Verfahren und den physikalischen Parametern extrudiert:
Gesamtoutput 374 kg/h (825 lbs/h)
Folienquerschnittsdicke 2,7 mm (0,105")
Foliendichte 60,9 kg/m³ (3,8 lbs/ft³)
Treibmittel Isopentan 1,66 kg(3,65 lbs)
45,4 kg (100 lbs) Polymer
CO&sub2; 1,10 kg (2, 43 lbs)
45,4 kg (100 lbs) Polymer
Dies entspricht einem Verhältnis von 60% Isopentan zu 40% CO&sub2;.
Masterchargengemisch P50 0,11 kg (0,025 lbs)
45,4 kg (100 lbs) Polymer
Nach dem Altern der geschäumten Folie während drei Tagen wurde sie durch einen Thermoverformer mit 32 Zyklen pro Minute geleitet; es wurden Fleischtabletts mit einer Bodenquerschnittsdicke im Bereich von 4,2 mm (0,165") bis 4,3 mm (0,170") gebildet. Der Prozentgehalt an Isopentan, der in den geformten Tabletts enthalten war, betrug 1,5 kg (3,32 lbs), bezogen auf 45,4 kg (100 lbs) Harz, was einer Isopentanretention von 91,1% entspricht.

BEISPIEL 2

Ein frisches Polystyrolharz mit einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von 310.000 SAFOAM P50 in einer Menge von 0,25 Teilen pro 100, bezogen auf 100 Gew.- Teile des Harzes, wurden vermischt.
Diese Bestandteile wurden einheitlich vermischt und in einen Extruder gegeben. Das Gemisch wurde auf 224ºC (435CF) erhitzt und bei einem Injektionsdruck im Bereich von 29,6 bis 30,1 MPa (4300 bis 4370 psi) geschmolzen. An dieser Stelle wurden Isopentan in einer Menge von 3,01% und Kohlendioxid in einer Menge von 1,9% (beide bezogen auf 100 Gew.-Teile Harz) in die Schmelze geleitet.
Danach wurde die Schmelze in einen Kühlextruder geleitet, auf die Düsenschmelztemperatur von 131ºC (268ºF) abgekühlt, und, ein Düsendruck von 17,1 MPa (2490 psi) (Düsendurchmesser 20 cm (8")) wurde verwendet.
Das extrudierte Material wurde über eine Kühltrommel mit einem Durchmesser von 63,2 cm (24,9") gedehnt und zu den physikalischen Parametern, die im Folgenden angegeben sind, gezogen.
Prozentgehalt geschlossener Zellen = 96,7%
Post-Expansion (1,5 h nach dem Extrudieren) = 295%
Der gleiche extrudierte Polystyrolschaum mit den folgenden Komponenten:
Gesamtoutput 374 kg/h (825 lbs/h)
Folienquerschnittsdicke 2,4 mm (0,095")
Foliendichte 77 kg/m³ (4,8 lbs/ft³)
Treibmittel Isopentan 1,4 kg(3,01 lbs)
45,4 kg (100 lbs) Polymer
CO&sub2;-Gas 0, 86 kg (1, 90 lbs)
45,4 kg (100 lbs) Polymer
Dies entspricht einem Verhältnis von 60% Isopentan zu 40% CO&sub2;.
Masterchargengemisch P50 0,11 kg (0,025 lbs)
45,4 kg (100 lbs) Polymer
Nach dem Altern der geschäumten Folie während drei Tagen wurde sie durch einen Thermoformer mit 30 Zyklen pro Minute geleitet, wo große Fleischtabletts in einer Bodenquerschnittsdicke im Bereich von 4,3 bis 4,4 mm (0,170" bis 0,173") geformt wurden. Der Prozentgehalt an Isopentan, der in den geformten Tabletts zurückblieb, betrug 1,27 kg (2,70 lbs), bezogen auf 45,4 kg (100 lbs) Harz, was einer Isopentanretention von 93,0% entspricht.

BEISPIEL 3

Ein frisches Polystyrolharz mit einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 310.000 und recycletes Polystyrol mit einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 290.999 in Mengen im Bereich von 9 : 1 (frisch : recyclet), bezogen auf das Gewicht, und SAFOAM P-50 in einer Menge von 0,23 Teile pro Hundert, bezogen auf 100 Gew.-Teile Harz, wurden vermischt.
Diese Bestandteile wurden einheitlich vermischt und in einen Extruder gegeben. Das Gemisch wurde auf 224ºC (435ºF) erhitzt und bei einem Injektionsdruck im Bereich 31,4 bis 31,7 MPa (4550 bis 4600 psi) geschmolzen. Zu diesem Zeitpunkt wurden HFC-152a zu 2,6% und Kohlendioxid zu 2,4% (beide bezogen auf 100 Gew.-Teile frischem Harz plus recycletem Harz) in die Schmelze eingeleitet.
Danach wurde die Schmelze in einen Kühlextruder, der auf eine Düsenschmelztemperatur von 140ºC (284ºF) abgekühlt wurde, geleitet, und es wurde ein Düsendruck von 22,4 MPa (3250 psi) (Düsendurchmesser 8") verwendet und extrudiert.
Das extrudierte Material wurde über einer Kühltrommel mit einem Durchmesser von 66,3 cm (26,1") gedehnt, und es wurden zu den physikalischen, im folgenden angegebenen Parametern gezogen.
Prozentgehalt geschlossener Zellen = 71,2%
Post-Expansion (1 h nach dem Extrudieren) = 250%
Nach dem Altern der geschäumten Folie während zwei Tagen wurde sie durch einen Thermoformer mit 27 Zyklen pro Minute geleitet, wobei aufklappbare Nahrungsmittelbehälter mit einer Bodenquerschnittsdicke im Bereich von 2,7 bis 2,8 mm (0,105" bis 0,110") gebildet wurden.
Der gleiche extrudierte Polystyrolschaum umfasst die folgenden Komponenten bzw. Eigenschaften:
Gesamtoutput 329 kg/h (725 lbs/h)
Folienquerschnittsdicke 20 cm (0,08")
Foliendichte 83 kg/m³ (5,2 lbs/ft³)
Treibmittel HFC 152A 1,18 kg (2,6 lbs)
45,4 kg (100 lbs) Polymer
002 1,09 kg (2, 4 lbs)
45,4 kg (100 lbs) Polymer
Dies entspricht einem Verhältnis von 52% HFC 152a zu 48% CO&sub2;.
Masterchargengemisch P50 0,10 kg (0,23 lbs)
45,4 kg (100 lbs) Polymer

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von alkenylaromatischen Schaumstoffen, umfassend:

(a) Erhitzen eines alkenylaromatischen Harzes auf eine Temperatur oberhalb seines Schmelzpunktes, um ein geschmolzenes alkenylaromatisches Harz zu bilden;

(b) Zugabe zu dem geschmolzenen alkenylaromatischen Harz eines Grundansatzgemisches, enthaltend:

(i) eingekapseltes Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat;

(ii) ein Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol- Blockcopolymeres;

(iii) Alpha-Methylpolystyrol;

(iv) weißes Mineralöl; und

(v) Siliciumdioxid zur Bildung eines Alkenylaromaten/Grundansatzgemisch-Gemisches;

(c) Erhitzen des Alkenylaromaten/Grundansatzgemisch- Gemisches auf eine ausreichende Temperatur, um ein geschmolzenes Gemisch zu bilden;

(d) Injektion eines nichtfesten Treibmittels, umfassend eine Kombination aus einem atmosphärischen Gas und einem organischen Gas, in das geschmolzene Gemisch, um ein eingespritztes geschmolzenes Gemisch zu bilden;

(e) Mischen des eingespritzten geschmolzenen Gemisches, um ein gemischtes eingespritztes geschmolzenes Gemisch zu bilden; und

(f) Abkühlen und Extrudieren des gemischten eingespritzten geschmolzenen Gemisches als alkenylaromatischer Schaumstoff.

2. Alkenylaromatische Schaumstoffzusammensetzung, umfassend:

(a) ein alkenylaromatisches Polymeres;

(b) Alpha-Methylpolystyrol;

(c) ein Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeres;

(d) weißes Mineralöl;

(e) die Zersetzungsprodukte von eingekapseltem Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat; und

(f) Siliciumdioxid, wobei der Schaumstoff aus geschlossenen Zellen besteht, die darin eine Kombination aus einem atmosphärischen Gas und einem organischen Gas enthalten.

3, Alkenylaromatischer Schaumstoff mit einer Dichte von größer als 40 kg/m³ (2,5 Pfund pro Kubikfuß), der bei einer Düsentemperatur von 120ºC oder größer extrudiert worden ist und der eine Vielzahl von geschlossenen, nicht miteinander verbundenen, Gas enthaltenden Zellen besitzt, wobei das in den Zellen enthaltene Gas aus einer Kombination aus atmosphärischem Gas und organischem Gas besteht und wobei das atmosphärische Gas in einer Menge von mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des in den Zellen enthaltenen Gases, vorhanden ist.

4. Verfahren zur Herstellung von alkenylaromatischen Schaumstoffen mit einer Dichte von größer als 40 kg /m³ (2,5 lbs/ft³), umfassend:

(i) ein Styrolharz;

(ii) ein kautschukartiges Blockcopolymeres; und

(iii) ein festes Treibmittel, um ein Alkenylaromaten/Grundansatzgemisch-Gemisch zu bilden;

(c) Erhitzen des Alkenylaromaten/Grundansatzgemisch- Gemisches auf eine Temperatur, die ausreicht, um ein geschmolzenes Gemisch zu bilden;

(d) Injektion eines nichtfesten Treibmittels, umfassend eine Kombination aus einem atmosphärischen Gas und einem organischen Gas, in das geschmolzene Gemisch, um ein eingespritztes geschmolzenes Gemisch zu bilden, wobei das atmosphärische Gas in einer Menge von mindestens etwa 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des atmosphärischen Gases und des organischen Gases, vorhanden ist;

(e) Vermischen des eingespritzten geschmolzenen Gemisches, um ein gemischtes geschmolzenes Gemisch zu bilden;

(f) Abkühlen des gemischten eingespritzten geschmolzenen Gemisches; und

(g) Extrudieren des abgekühlten Gemisches bei einer Temperatur von nicht unterhalb 120ºC als alkenylaromatischer Schaumstoff.

5. Alkenylaromatischer Schaumstoff mit einer Dichte von größer als 96 kg/m³ (6,0 Pfund pro Kubikfuß) mit einer Vielzahl von geschlossenen, nicht miteinander verbundenen, Gas enthaltenden Zellen, wobei das in den Zellen enthaltene Gas aus einem atmosphärischen Gas und einem organischen Gas besteht.

6. Verfahren zur Herstellung von alkenylaromatischen Schaumstoffen mit einer Dichte von größer als 96 kg/m³ (6,0 Pfund pro Kubikfuß), umfassend:

(b) Zugabe zu dem geschmolzenen alkenylaromatischen Harz eines Grundansatzgemisches, umfassend:

(i) eingekapseltes Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat;

(ii) ein Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol- Blockcopolymeres;

(iii) Alpha-Methylpolystyrol;

(iv) weißes Mineralöl; und

(e) Vermischen des eingespritzten geschmolzenen Gemisches, um ein gemischtes eingespritztes geschmolzenes Gemisch zu bilden;

(f) Abkühlen des gemischten eingespritzten geschmolzenen Harzes; und

(g) Extrudieren des abgekühlten Gemisches als alkenylaromatischer Schaumstoff.

7. Verfahren zur Herstellung von alkenylaromatischen Schaumstoffen, umfassend:

(i) ein Styrolharz;

(ii) ein kautschukartiges Blockcopolymeres; und

(e) Vermischen des eingespritzten geschmolzenen Gemisches, um ein gemischtes eingespritzes geschmolzenes Gemisch zu bilden; und

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (a) das alkenylaromatische Harz Styrol ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (a) das alkenylaromatische Harz aus einem Copolymeren oder Interpolymeren Von Styrol, enthaltend mehr als 75 Gew.-% Styrol, besteht,

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (b) das alkenylaromatische Harz aus einem Gemisch von Styrol und einem kautschukartigen Polymer besteht.

11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (b) das Styrolharz eine Vicat-Erweichungstemperatur von zwischen 45 und 82 bei einem Temperaturanstieg von 50ºC/h hat.

12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (b) das Styrolharz aus Alpha-Methylstyrol besteht.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Alpha-Methylstyrol aus der Gruppe bestehend aus einem linearen Homopolymeren von Alpha- Methylstyrol mit einem Molekulargewicht von etwa 685, einem Erweichungspunkt von etwa 99ºC und einem Flashpunkt von etwa 210ºC (Harz 18-240), einem linearen Homopolymeren von Alpha- Methylstyrol mit einem Molekulargewicht von etwa 790, einem Erweichungspunkt von etwa 118ºC und einem Flashpunkt von etwa 224ºC (Harz 18/210) und einem linearen Homopolymeren von Alpha-Methylstyrol mit einem Molekulargewicht von etwa 960, einem Erweichungspunkt von etwa 141ºC und einem Flashpunkt von etwa 246ºC (Harz 18/290) ausgewählt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (b) das kautschukartige Blockcopolymere aus der Gruppe bestehend aus A-B-, A-B-A-, A- B-A-B-, Propf- und radialen Blockcopolymeren ausgewählt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (b) das kautschukartige Blockcopolymere aus der Gruppe bestehend aus einem Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk- Verhältnis von etwa 31/69 (Kraton D-1101); einem Styrol- Butadien-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk- Verhältnis von etwa 28/72 (Kraton D-1102); einem Styrol- Isopren-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk- Verhältnis von etwa 14/86 (Kraton D-1107); einem Styrol- Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71 (Kraton G-1650); einem Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 32/68 (Kraton G-1651); einem Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71 und einem Ring- und Kugel-Erweichungspunkt (ASTME 28-67, 10 Gew.-% in Kaydolöl) von etwa 60,6ºC (141ºF) (Kraton G-1652); einem Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 13/87 (Kraton G-1657X); einem Styrol-Ethylen/Propylen-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 37/63 (Kraton G-1701X); und einem Styrol-Ethylen/Butylen-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 30/70 (Kraton G-1726X) ausgewählt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das kautschukartige Blockcopolymere aus der Gruppe bestehend aus: einem Styrol-Ethylen/Butylen- Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71 (Kraton G-1650) und einem Styrol- Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71 und einem Ring- und Kugel-Erweichungspunkt (ASTME 28-67, 10 Gew.-% in Kaydolöl) von etwa 60,6ºC (141F) (Kraton G-1652) ausgewählt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (b) das feste Treibmittel ein Gemisch aus (1) einer oder mehreren festen organischen Säuren und (2) einem Alkalimetallcarbonat oder Alkalimetallbicarbonat umfaßt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Säure bzw. die organischen Säuren aus der Gruppe bestehend aus Oxalsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure und Citronensäure ausgewählt wird bzw. werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetallcarbonat oder das Alkalimetallbicarbonat aus der Gruppe bestehend aus Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat und Natriumbicarbonat ausgewählt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkali : Säure- Äquivalentverhältnisse etwa 1 : 3 bis etwa 3 : 1 sind.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkali : Säure-Äquivalentverhältnis etwa 0,7 : 1 bis etwa 1, 3 : 1 ist.

22. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch. gekennzeichnet, daß das feste Treibmittel aus einer Kombination von Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat besteht.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination aus Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat in Pflanzenöl eingekapselt ist und daß das Alkali : Säure-Äquivalentverhältnis etwa 0,9 : 1 bis etwa 1,1 : 1 ist.

24. Verfahren zur Herstellung von alkenylaromatischen Schaumstoffen, umfassend:

(i) etwa 1 bis etwa 20 Gew.-% stöchiometrischer Mengen von Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat, eingekapselt in Pflanzenöl;

(ii) etwa 3 bis 50 Gew.-% Styrol-Ethylen/Butylen- Styrol-Blockcopolymeres;

(iii) etwa 20 bis 80 Gew.-% Alpha-Methylstyrol;

(iv) etwa 1 bis 20 Gew.-% weißes Mineralöl; und

(v) etwa 0,2 Gew.-% Siliciumdioxid;

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (a) das alkenylaromatische Harz Styrol ist.

26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (a) das alkenylaromatische Harz aus einem Copolymeren oder Interpolymeren von Styrol, enthaltend mehr als 75 Gew.-% Styrol, besteht.

27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (a) das alkenylaromatische Harz aus einem Gemisch aus Styrol und einem kautschukartigen Polymeren besteht.

28. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (b) das Grundansatzgemisch

(i) etwa 19,8% bis etwa 54, 8% einer äquimolaren Kombination von Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat, eingekapselt in Pflanzenöl;

(ii) etwa 10% bis etwa 14,4% Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol- Blockcopolymeres allein oder in Kombination mit einem Styrol-Ethylen/Propylen-Blockcopolymeren;

(iii) etwa 30,5% bis etwa 67,5% Alpha-Methylstyrol;

(iv) etwa 2,5% bis etwa 9% weißes Mineralöl; und

(v) etwa 0,2% Siliciumdioxid umfaßt.

29. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundansatzgemisch in einer Menge von etwa 0,001 bis etwa 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des alkenylaromatischen Harzes, vorhanden ist.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundansatzgemisch in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 0,035 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des alkenylaromatischen Harzes, vorhanden ist.

31. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (d) die zugegebene Menge der nichtfesten Treibmittelkombination etwa 2 bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des alkenylaromatischen Harzes, beträgt.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (d) die zugegebene Menge der nichtfesten Treibmittelkombination etwa 3 bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des alkenylaromatisches Harzes, beträgt.

33, Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (d) das atmosphärische Gas aus Kohlendioxid, Stickstoff und Gemischen davon ausgewählt wird.

34, Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (d) das organische Gas aus der Gruppe bestehend aus C&sub4;-C&sub6;-Alkanen, chlorierten Kohlenwasserstoffen, chlorierten Fluorkohlenwasserstoffen, Wasserstoff enthaltenden Chlorfluorkohlenstoffverbindungen, Wasserstoff enthaltenden Fluorkohlenstoffverbindungen und Gemischen davon ausgewählt wird.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Gas aus der Gruppe bestehend aus Butan, Isobutan, Pentan, Neopentan, Iscpentan, Hexan, Methylchlorid, Methylenchlorid, Methylchloroform, Trichlorfluormethan (CFC-11), Dichlorfluormethan (CFC-12), -1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan (CFC-113), 1,2-Dichlor- 1,1,2,2,-tetrafluorethan (CFC-114), 1-Chlorpentafluorethan (CFC-115), Bromchlordifluormethan (Halon-1211), Bromtrifluormethan (Halon-ißOl), Dibromtetrafluorethan (Halon-2402), Chlordifluormethan, 1,1-Difluor-1,1-chlorethan, 1,2- Difluorethan, 1,1,1-Trifluorethan und Dichlortrifluorethan (HFC-123) ausgewählt wird.

36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die atmosphärischen und organischen Gase in einem Verhältnis von 1 : 99 bis 99 : 1 vorhanden sind.

37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das atmosphärische Gas in einer Menge von größer als 30 Gew.-%, bezogen auf die Kombination von atmosphärischen und organischen Gasen, vorhanden ist.

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von atmosphärischem Gas zu organischem Gas etwa 35 : 65 bis etwa 65 : 35, bezogen auf das Gewicht der Kombination von atmosphärischem Gas und organischem Gas, beträgt.

39. Verfahren zur Herstellung von Polystyrolschaumstoffen, umfassend:

(a) Vermischen eines Polystyrolharzes mit einem Grundansatzgemisch, enthaltend:

(i) etwa 54, 8% einer Kombination aus Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat, eingekapselt in Pflanzenöl;

(ii) etwa 12% Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol- Blockcopolymeres;

(iii) etwa 30,5% Alpha-Methylstyrol;

(iv) etwa 7,5% weißes Mineralöl; und

(v) etwa 0,2% Siliciumdioxid;

(b) Erhitzen des Polystyrol/Grundansatzgemisch-Gemisches auf eine Temperatur, die ausreicht, um ein geschmolzenes Gemisch zu bilden;

(c) Injektion eines nichtfesten Treibmittels, umfassend eine Kombination aus einem atmosphärischen Gas und einem organischen Gas, in das geschmolzene Gemisch, um ein eingespritztes geschmolzenes Gemisch zu bilden, wobei das atmosphärische Gas aus Kohlendioxid besteht und in einer Menge von etwa 1,9 bis etwa 2,4 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% Polystyrolharz, vorhanden ist, und wobei das organische Gas aus der Gruppe bestehend aus Isopentan und 1,1-Difluorethan (HFC-152A) in einer Menge von etwa 2,6% bis 3,65%, bezogen auf 100 Gewichtsteile Polystyrolharz, ausgewählt wird, um ein eingespritztes geschmolzenes Gemisch zu bilden.

(d) Vermischen des eingespritzten geschmolzenen Gemisches zur Bildung eines gemischten eingespritzten geschmolzenen Gemisches; und

(e) Abkühlen des gemischten eingespritzten geschmolzenen Gemisches auf eine Temperatur zwischen 131,21ºC und 140,1ºC (268ºF und 284ºF) und Extrudieren des gemischten eingespritzten geschmolzenen Gemisches als Polystyrolschaumstoff.

40. Schäumbare Polymerzusammensetzung, umfassend:

(a) ein gegebenenfalls mit Kautschuk verstärktes alkenylaromatisches Polymeres;

(b) Alpha-Methylstyrol; und

(c) ein kautschukartiges Blockcopolymeres.

41. Verfahren zur Herstellung eines Polymerschaumstoffs mit geschlossenen Zellen, umfassend die Unterwerfung der Zusammensetzung nach Anspruch 40 einer Temperatur, die ausreicht um ein geschmolzenes Polymere zu ergeben, das Vermischen eines Treibmittels mit dem genannten geschmolzenen Polymeren; das Erhitzen des Gemisches auf eine Temperatur und die Anwendung eines Drucks derart, daß das Gemisch nicht, verschäumt; die anschließende Verringerung der Temperatur des Gemisches; und das Extrudieren des Gemisches.

42. Polymerschaumstoff, umfassend:

(a) ein kautschukmodifiziertes alkenylaromatisches Polymer;

(b) Alpha-Methylstyrol; und

(c) ein kautschukartiges Blockcopolymeres.

43. Alkenylaromatischer Schaumstoff, umfassend:

(a) ein alkenylaromatisches Polymeres;

(b) Alpha-Methylpolystyrol;

(c) ein kautschukartiges Blockcopolymeres;

(d) weißes Mineralöl;

(e) die Zersetzungsprodukte von einem festen Treibmittel; und

(f) Siliciumdioxid, wobei der Schaumstoff geschlossene Zellen, die darin eine Kombination aus atmosphärischem Gas und organischem Gas enthalten, umfaßt.

44. Alkenylaromatischer Schaumstoff, umfassend ein alkenylaromatisches Polymeres, Alpha-Methylpolystyrol und ein kautschukartiges Blockcopolymeres, wobei der Schaumstoff eine Dichte von größer als 2,5 Pfund pro Kubikfuß besitzt, bei einer Formtemperatur von 120ºC oder darüber extrudiert wurde und eine Vielzahl geschlossener, nichtverbundener Gas enthaltender Zellen darin enthält, wobei das Gas, das in den Zellen enthalten ist, eine Kombination aus atmosphärischem Gas und organischem Gas umfaßt und wobei das atmosphärische Gas in einer Menge von mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gases, das in den Zellen vorhanden ist, vorhanden ist.

45. Alkenylaromatischer Schaumstoff, umfassend ein alkenylaromatisches Polymeres, Alpha-Methylpolystyrol und ein kautschukartiges Blockcopolymeres, wobei der Schaumstoff eine Dichte größer als 6 Pfund pro Kubikfuß besitzt und eine Vielzahl geschlossener, nichtverbundener, Gas enthaltender Zellen aufweist, wobei das Gas, das in den Zellen enthalten ist, atmosphärisches Gas und organisches Gas umfaßt.

46. Schaumstoff nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das alkenylaromatische Polymere Styrol umfaßt.

47. Schaumstoff nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das alkenylaromatische Polymere ein Copolymer oder Interpolymer, das mehr als 50 Gew.-% Styrol enthält, umfaßt.

48. Schaumstoff nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das alkenylaromatische Polymere ein Copolymer oder Interpolymer, enthaltend mehr als 75 Gew.-% Styrol, umfaßt.

49. Schaumstoff nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das alkenylaromatische Polymere ein Gemisch aus Styrol und einem kautschukartigen Polymeren umfaßt.

50. Schaumstoff nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das Alpha-Methylpolystyrol eine Vicat-Erweichungstemperatur von zwischen 45 und 82 bei einem Anstieg von 50ºC/h hat.

51. Schaumstoff nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß das Alpha-Methylstyrol ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus: einem linearem Homopolymeren aus Alpha-Methylstyrol mit einem Molekulargewicht von erwa 685, einem Erweichungspunkt von etwa 99ºC und einem Flashpunkt von etwa 210ºC (Harz 18-240), einem linearen Homopolymeren aus Alpha-Methylstyrol mit einem Molekulargewicht von etwa 790, einem Erweichungspunkt von etwa 118ºC und einem Flashpunkt von etwa 224ºC (Harz 18/210) und einem linearen Homopolymeren aus Alpha-Methylstyrol mit einem Molekulargewicht von etwa 960, einem Erweichungspunkt von etwa 141ºC und einem Flashpunkt von etwa 246ºC (Harz 18/290).

52. Schaumstoff nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das kautschukartige Blockcopolymere ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus A-B-, A-B-A-, A- B-A-B-, Propf- und radialen Blockcopolymeren.

53. Schaumstoff nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das kautschukartige Blockcopolymere ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus: einem Styrol- Butadien-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk- Verhältnis von etwa 31/69 (Kraton D-1101); einem Styrol- Butadien-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk- Verhältnis von etwa 28/72 (Kraton D-1102); einem Styrol- Isopren-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk- Verhältnis von etwa 14/86 (Kraton D-1107); einem Styrol- Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71. (Kraton G-1650); einem Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 32/68 (Kraton G-1651); einem Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71 und einem Ring- und Kugel-Erweichungspunkt (ASTME 28-67, 10 Gew.-% in Kaydolöl) von etwa 60,6ºC (141ºF) (Kraton G-1652); einem Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 13/87 (Kraton G-1657X); einem Styrol-Ethylen/Propylen-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 37/63 (Kraten G-1701X1); und einem Styrol-Ethylen/Butylen-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 30/70 (Kraton G-1726X) ausgewählt wird.

54. Schaumstoff nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß das kautschukartige Blockcopolymere ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus: einem Styrol- Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71 (Kraton G-1650); und einem Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71 und einem Ring- und Kugel-Erweichungspunkt (ASTME 28-67; 10 Gew.-% in Kaydolöl) von etwa 60,6ºC (141ºF) (Kraton G-1652).

55. Schaumstoff nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Treibmittel ein Gemisch aus (1) einem oder mehreren festen organischen Säuren und (2) einem Alkalimetallcarbonat oder Alkalimetallbicarbonat umfaßt.

56. Schaumstoff nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder mehrere feste organische Säure ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Oxalsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Phthalsäure und Citronensäure.

57. Schaumstoff nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetallcarbonat oder Alkalimetallbicarbonat ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat und Natriumbicarbonat.

58. Schaumstoff nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkali : Säure- Äquivalentverhältnisse von etwa 1 : 3 bis etwa 3 : 1 betragen.

59. Schaumstoff nach Anspruch 58, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkali : Säure-Äquivalentverhältnis von etwa 0,7 : 1 bis 1,3 : 1 beträgt.

60. Schaumstoff nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Treibmittel eine Kombination aus Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat umfaßt.

61. Schaumstoff nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination aus Mononatriumcitrat und Natriumbicarbonat in Pflanzenöl eingekapselt ist und das Alkali : Säure-Äquivalentverhältnis von etwa 0,9 : 1 bis etwa 1,1 : 1 beträgt.

62. Schaumstoff nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das atmosphärische Gas ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Kohlendioxid, Stickstoff und deren Gemischen.

63. Schaumstoff nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Gas aus der Gruppe bestehend aus C&sub4;-C&sub6;-Alkanen, chlorierten Kohlenwasserstoffen, chlorierten Fluorkohlenwasserstoffen, Wasserstoff enthaltenden Chlorfluorkohlenstoffverbindungen, Wasserstoff enthaltenden Fluorkohlenstoffverbindungen und Gemischen davon ausgewählt wird.

64. Schaumstoff nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Gas aus der Gruppe bestehend aus Butan, Isobutan, Pentan, Neopentan, Isopentan, Hexan, Methylchlorid, Methylenchlorid, Methylchloroform, Trichlorfluormethan (CFC-11), Dichlorfluormethan (CFC-12), 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan (CFC-113), 1,2-Dichlor- 1,1,2,2,-tetrafluorethan (CFC-114), 1-Chlorpentafluorethan (CFC-115), Bromchlordiflucrmethan (Halon-1211), Bromtrifluormethan (Halon-1301), Dibromtetrafluorethan (Halon-2402), Chlordifluormethan, 1,1-Difluor-1,1-chlorethan, 1,2- Difluorethan, 1,1,1-Trifluorethan und Dichlortrifluorethan (HFC-123) ausgewählt wird.

65. Schaumstoff nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, daß die atmosphärischen und organischen Gase in einem Verhältnis von 1 : 99 bis 99 : 1 vorhanden sind.

66. Schaumstoff nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, daß das atmosphärische Gas in einer Menge von größer als 30 Gew.-%, bezogen auf die Kombination aus atmosphärischen und organischen Gasen, vorhanden ist.

67. Schaumstoff nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von atmosphärischem Gas zu organischem Gas von etwa 35 : 65 bis etwa 65 : 35 beträgt, bezogen auf die Kombination aus atmosphärischem Gas und organischem Gas.

68. Schaumstoff nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das alkenylaromatische Polymere Styrol umfaßt.

69. Schaumstoff nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das alkenylaromatische Polymere ein Copolymer oder Interpolymer mit mehr als 50 Gew.-% Styrol umfaßt.

70. Schaumstoff nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das alkenylaromatische Polymere ein Copolymer oder Interpolymer mit mehr als 75 Gew.-% Styrol umfaßt.

71. Schaumstoff nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das alkenylaromatische Polymere ein Gemisch aus Styrol und kautschukartigem Polymer umfaßt.

72. Schaumstoff nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das Alpha-Methylpolystyrol eine Vicat-Erweichungstemperatur von zwischen 45 und 82 bei einem Anstieg von 50ºC/h hat.

73. Schaumstoff nach Anspruch 72, dadurch gekennzeichnet, daß das Alpha-Methylstyrol ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus: einem linearen Homopolymeren aus Alpha-Methylstyrol mit einem Molekulargewicht von etwa 685, einem Erweichungspunkt von etwa 99ºC und einem Flashpunkt von etwa 210ºC (Harz 18-240), einem linearen Homopolymeren aus Alpha-Methylstyrol mit einem Molekulargewicht von etwa 790, einem Erweichungspunkt von etwa 118ºC und einem Flashpunkt von etwa 224ºC (Harz 18/210) und einem linearen Homopolymeren aus Alpha-Methylstyrol mit einem Molekulargewicht von etwa 960, einem Erweichungspunkt von etwa 141ºC und einem Flashpunkt von etwa 246ºC (Harz 18/290).

74. Schaumstoff nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das kautschukartige Blockcopolymere ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus A-B-, A-B-A-, A- B-A-B-, Propf- und radialen Blockcopolymeren.

75. Schaumstoff nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das kautschukartige Blockcopolymere ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus: einem Styrol- Butadien-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk- Verhältnis von etwa 31/69 (Kraton D-1101); einem Styrol- Butadien-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk- Verhältnis von etwa 28/72 (Kraton D-1102); einem Styrol- Isopren-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk- Verhältnis von etwa 14/86 (Kraton D-1107); einem Styrol- Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71 (Kraton G-1650); einem Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 32/68 (Kraton G-1651); einem Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71 und einem Ring- und Kugel-Erweichungspunkt (ASTME 28-67, 10 Gew.-% in Kaydolöl) von etwa 60,6ºC (141ºF) (Kraton G-1652); einem Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 13/87 (Kraton G-1657X); einem Styrol-Ethylen/Propylen-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 37/63 (Kraton G-1701X); und einem Styrol-Ethylen/Butylen-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 30/70 (Kraton G-1726X) ausgewählt wird.

76. Schaumstoff nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, daß das kautschukartige Blockcopolymere ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus: einem Styrol- Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71 (Kraton G-1650); und einem Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71 und einem Ring- und Kugel-Erweichungspunkt (ASTME 28-67; 10 Gew.-% in Kaydolöl) von etwa 60,6ºC (141ºF) (Kraton G-1652).

77. Schaumstoff nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das atmosphärische Gas ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Kohlendioxid, Stickstoff und Gemischen davon.

78. Schaumstoff nach Anspruch 77, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Gas ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus C&sub4;-C&sub6;-Alkanen, chlorierten Kohlenwasserstoffen, chlorierten Fluorkohlenwasserstoffen, Wasserstoff enthaltenden Chlorfluorkohlenstoffverbindungen, Wasserstoff enthaltenden Fluorkohlenstoffverbindungen und Gemischen davon ausgewählt wird.

79. Schaumstoff nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Gas aus der Gruppe bestehend aus Butan, Isobutan, Pentan, Neopentan, Isopentan, Hexan, Methylchlorid, Methylenchlorid, Methylchloroform, Trichlorfluormethan (CFC-11), Dichlorfluormethan (CFC-12), 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan (CFC-113), 1,2-Dichlor- 1,1,2,2,-tetrafluorethan (CFC-114), 1-Chlorpentafluorethan (CFC-115), Bromchlordifluormethan (Halon-1211), Bromtrifluormethan (Halon-1301), Dibromtetrafluorethan (Halon-2402), Chlordifluormethan, 1,1-Difluor-1,1-chlorethan, 1,2- Difluorethan, 1,1,1-Trifluorethan und Dichlortrifluorethan (HFC-123) ausgewählt wird.

80. Schaumstoff nach Anspruch 79, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von atmosphärischem Gas zu organischem Gas von etwa 35 : 65 bis etwa 65 : 35, bezogen auf die Kombination von atmosphärischem Gas und organischem Gas, beträgt.

81. Schaumstoff nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das alkenylaromatische Polymere Styrol umfaßt.

82. Schaumstoff nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das alkenylaromatische Polymere ein Copolymer oder Interpolymer mit mehr als 50 Gew.-% Styrol umfaßt.

83. Schaumstoff nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das alkenylaromatische Polymere ein Copolymer oder Interpolymer mit mehr als 75 Gew.-% Styrol umfaßt.

84. Schaumstoff nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das alkenylaromatische Polymere ein Gemisch aus Styrol und einem kautschukartigem Polymeren umfaßt.

85. Schaumstoff nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das Alpha-Methylpolystyrol eine Vicat-Erweichungstemperatur von zwischen 45 und 82 bei einem Anstieg von 50ºC/h hat.

86. Schaumstoff nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, daß das Alpha-Methylstyrol ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus: einem linearen Homopolymeren aus Alpha-Methylstyrol mit einem Molekulargewicht von etwa 685, einem Erweichungspunkt von etwa 99ºC und einem Flashpunkt von etwa 210ºC (Harz 18-240), einem linearen Homopolymeren aus Alpha-Methylstyrol mit einem Molekulargewicht von etwa 790, einem Erweichungspunkt von etwa 118ºC und einem Flashpunkt von etwa 224ºC (Harz 18/210) und einem linearen Homopolymeren aus Alpha-Methylstyrol mit einem Molekulargewicht von etwa 960, einem Erweichungspunkt von etwa 141ºC und einem Flashpunkt von etwa 245ºC (Harz 18/290).

87. Schaumstoff nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das kautschukartige Blockcopolymere ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus A-B-, A-B-A-, A- B-A-B-, Propf- und radialen Blockcopolymeren.

86. Schaumstoff nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das kautschukartige Blockcopolymere ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus: einem Styrol- Butadien-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk- Verhältnis von etwa 31/69 (Kraton D-1101); einem Styrol- Butadien-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk- Verhältnis von etwa 28/72 (Kraton D-1102); einem Styrol- Isopren-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk- Verhältnis von etwa 14/86 (Kraton D-1107); einem Styrol- Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71 (Kraton G-1650); einem Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 32/68 (Kraton G-1651); einem Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71 und einem Ring- und Kugel-Erweichungspunkt (ASTME 28-67, 10 Gew.-% in Kaydolöl) von etwa 60,6ºC (141ºF) (Kraton G-1652); einem Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 13/87 (Kraton G-1657X); einem Styrol-Ethylen/Propylen-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 37/63 (Kraton G-1701X); und einem Styrol-Ethylen/Butylen-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 30/70 (Kraton G-1726X) ausgewählt wird.

89. Schaumstoff nach Anspruch 88, dadurch gekennzeichnet, daß das kautschukartige Blockcopolymere ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus: einem Styrol- Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71 (Kraton G-1650); und einem Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren mit einem Styrol/Kautschuk-Verhältnis von etwa 29/71 und einem Ring- und Kugel-Erweichungspunkt (ASTME 28-67; 10 Gew.-% in Kaydolöl) von etwa 60,6ºC (141ºF) (Kraton G-1652).

90. Schaumstoff nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß das atmosphärische Gas ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Kohlendioxid, Stickstoff und Gemischen davon.

91. Schaumstoff nach Anspruch 90, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Gas ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus C&sub4;-C&sub6;-Alkanen, chlorierten Kohlenwasserstoffen, chlorierten Fluorkohlenwasserstoffen, Wasserstoff enthaltenden Chlorfluorkohlenstoffverbindungen, Wasserstoff enthaltenden Fluorkohlenstoffverbindungen und Gemischen davon ausgewählt wird.

92. Schaumstoff nach Anspruch 91, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Gas aus der Gruppe bestehend aus Butan, Isobutan, Pentan, Neopentan, Isopentan, Hexan, Methylchlorid, Methylenchlorid, Methylchloroform, Trichlorfluormethan (CFC-11), Dichlorfluormethan (CFC-12), 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan (CFC-113), 1,2-Dichlor- 1,1,2,2,-tetrafluorethan (CFC-114), 1-Chlorpentafluorethan (CFC-115), Bromchlordifluormethan (Halon-1211), Bromtrifluormethan (Halon-1301), Dibromtetrafluorethan (Halon-2402), Chlordifluormethan, 1,1-Difluor-1,1-chlorethan, 1,2- Difluorethan, 1,1,1-Trifluorethan und Dichlortrifluorethan (HFC-123) ausgewählt wird.

93. Schaumstoff nach Anspruch 92, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von atmosphärischem Gas zu organischem Gas von etwa 35 : 65 bis etwa 65 : 35, bezogen auf die Kombination von atmosphärischem Gas und organischem Gas, beträgt.