专利名称：用于泡沫粒子的涂料组合物的制作方法
用于泡沬粒子的涂料组合物本发明涉及一种涂料组合物、用所述涂料组合物涂覆的泡沫粒子、生产泡沫模塑品的方法以及它们的用途。发泡的聚合物泡沫材料通常通过在密闭模具中用水蒸气烧结泡沫粒子获得，例如预发泡的可发泡性聚苯乙烯粒子(EPS)或已发泡的聚丙烯粒子(EPP)。阻燃性聚苯乙烯泡沫材料通常含有含卤素的阻燃剂，例如六溴环十二烷(HB⑶)。但是，在建筑领域中用作隔热材料时受限于具体的应用。原因尤其是聚合物基体在燃烧情况下的熔融和滴流。另外，含卤素的阻燃剂由于其毒性而不能不受限制地使用。W000/050500A1描述了从预发泡的聚苯乙烯粒子衍生的阻燃性泡沫材料，这些聚苯乙烯粒子与硅酸钠水溶液和高分子量乙酸乙烯酯共聚物胶乳一起混合，倒入模具中，并在振动的同时在空气中干燥。这仅仅得到聚苯乙烯粒子的疏松床，它们彼此在数个点粘合，所以仅仅具有不满意的力学强度。 W02005/105404A1描述了一种制备泡沫模塑品的节能方法，其中预发泡的泡沫粒子用树脂溶液涂覆，所述树脂溶液具有比可发泡性聚合物更低的软化温度。被涂覆的泡沫粒子随后在模具中在施加外部压力的情况下熔融或用热水蒸气对泡沫粒子进行后发泡。W02007/023089A1描述了一种从具有聚合物涂层的预发泡泡沫粒子制备泡沫模塑品的方法。作为优选的聚合物涂料，使用水玻璃溶液、水玻璃粉末和聚合物分散体的混合物。基于水泥或金属盐水合物(例如氢氧化铝)的水力粘合剂可以任选地加入聚合物涂料中。W02008/0437A1描述了一种相似的方法，其中已涂覆的泡沫粒子可以干燥并随后加工得到阻燃性和耐热性泡沫模塑品。W000/52104A1涉及一种防火涂料，其在燃烧的情况下形成隔绝层，并且是基于在燃烧情况下能形成泡沫层和碳的物质，且含有三聚氰胺多磷酸盐作为发泡剂。此文献没有提到关于耐水性的信息。W02008/043700A1涉及一种制备具有水不溶性聚合物膜的已涂覆的泡沫粒子的方法。W02009/037116涉及一种用于泡沫粒子的涂料组合物，其含有粘土、碱金属硅酸盐和成膜聚合物。水力粘合剂，例如水泥，即使在室温下也在二氧化碳的存在下以水淤浆的形式沉淀。因此，会出现泡沫板的发脆。另外，根据所引用的现有技术制备的泡沫板不能耐受在燃烧情况下的高于800°C的温度，并且在燃烧的情况下断裂。公知的涂料组合物能同时改进阻燃性/耐热性以及它们在暴露于水时或在湿度升高情况下的耐水性。许多公知的材料在直接暴露于水时在短时间后就丧失它们的初始形状。此外，如果进行常规的燃烧实验，这些材料通常完全丧失它们的结构完整性。剩下的一般都是粉末混合物，其不再满足技术要求。W02004/022505描述了制备不含聚集体的陶瓷纳米粒子分散体的方法，可以实现纳米粒子要制备或要提供的物质体系中的均相和均匀的分布。EP1043094A1描述了作为粘合剂的SiO2分散体。此文献涉及制备铸塑和包埋组合物的方法。
DE 19534764A1描述了薄的、无裂纹的、优选透明的和无色的SiO2片材，通过溶胶-凝胶法制备它们的方法以及它们的用途，例如用作膜、滤色片、层压材料的组分或具有引入的功能添加剂的支持材料。US-A-378020描述了电极的抗吸湿性涂料，其含有胶态Si02。US-A-4045593、EP-A-1537940、EP-A-468778 描述了用于各种熔剂的含有胶态二氧化硅的粘合剂。本发明的目的是提供用于泡沫粒子的涂料组合物，被涂覆的泡沫粒子，和泡沫模塑品，它们都具有满意的阻燃性/耐热性和满意的在长期暴露于水时的耐水性，尤其是在耐久性实验中，其中在此实验中使建筑材料暴露于升高的大气湿度(接近100%)和约65°C的温度，并且检测通过在特定条件下储存样品时的加速老化，所述特定条件是例如升高的 温度、湿度或重复的冷冻-熔化循环，尤其是基于“对于夹心板的欧洲指南，部分1，设计(European Recommendations for Sandwich Panels, Part 1，Design)，，，由 ECCS 于 2000年 10 月 23 日公布(European Convention for Constructional Steelwork)。本发明涉及一种用于涂覆泡沫的涂料组合物，其含有陶瓷材料a)、任选地碱金属硅酸盐b)和任选地成膜聚合物c)，其中另外包含具有纳米尺寸的SiO2粒子d)。根据本发明使用的陶瓷材料在燃烧的情况下瓷化，即不是在本发明的涂料组合物和泡沫粒子的制备期间。优选的陶瓷材料是粘土和硅酸钙，尤其是矿物硅灰石。在一个优选实施方案中，所述组合物含有a) 20-70重量份的陶瓷材料，b)任选地20-70重量份的碱金属硅酸盐，c) 1-30重量份的成膜聚合物，d) 1-60重量份、尤其20-40重量份的具有纳米尺寸的SiO2粒子。所述涂料组合物优选用作水分散体，其中包含结合水的水含量(例如作为结晶水)优选在10-40重量％的范围内，尤其是15-30重量％，基于水分散体的总量计。在一个特别优选的实施方案中，另外包含e)疏水有效量的含硅化合物，尤其是有机硅化合物，尤其是0. 2-5重量份。在一个特别优选的实施方案中，这是具有不同尺寸的硅粒子的有机硅乳液。可以以此方式实现特别优良的向多孔材料中的穿透。一种优选的涂料组合物包含a) 30-50重量份的陶瓷材料，b) 30-50重量份的碱金属硅酸盐，c) 5-20重量份的成膜聚合物，d) 5-10重量份的具有纳米尺寸的SiO2粒子，e) 0. 5-3重量份的有机硅化合物，f) 5-40重量份的红外吸收性颜料。上述量在每种情况下表示基于涂料组合物固体计的固含量。组分a)至e)或组分a)至f)优选达到100重量％的总量。在涂料组合物中，陶瓷材料与碱金属硅酸盐之间的重量比优选是在1:2至2:1的范围内。合适的形成陶瓷的粘土 a)尤其是包括以下无机材料水铝英石Al2[Si05]&03 · ηH2O,高岭土 A14[(0H)8/Si4010],多水高岭土 Al4 [ (OH) 8/Si4010] · 2H20,蒙脱石(绿土 ) (Al，Mg，Fe)2[(0H2/(Si，Al)4010] .Nath33(H2O)4,蛭石 Mg2 (Al，Fe，Mg) [ (OH2/(Si1Al)4O10] ^Mga35(H2O)4，或它们的混合物。特别优选使用高岭土。特别合适的形成陶瓷的硅酸钙是硅灰石。作为碱金属硅酸盐b)，优选使用具有组成M2O(SiO2)n的水溶性碱金属硅酸盐或它们的混合物，其中M=钠或钾，η=I-4。涂料组合物一般含有未交联的聚合物作为成膜聚合物C)，其具有一个或多个在-60 V至+100 °C范围内的玻璃化转变温度。干燥的聚合物膜的玻璃化转变温度优选在-30°C至+80°C范围内，特别优选在-10°C至+60°C范围内。玻璃化转变温度可以通过差示扫描量热法检测(DSC，根据ISO 11357-2，加热速率20K/分钟)。通过凝胶渗透色谱法(GPC)检测的聚合物膜的分子量优选低于400，000g/mol。所述涂料组合物优选含有烯属不饱和单体的乳液聚合物作为成膜聚合物，烯属不饱和单体是例如乙烯基芳族单体,例如α -甲基苯乙烯、对-甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、叔丁基苯乙烯、乙烯基苯乙烯、乙烯基甲苯、1，2-二苯基乙烯、1，I-二苯基乙烯；链烯烃,例如乙烯或丙烯；二烯，例如1，3_ 丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、2，3-二甲基丁二烯、戊间二烯或异戊二烯；α，β_不饱和羧酸，例如丙烯酸和甲基丙烯酸，它们的酯，尤其是烷基酯，例如丙烯酸的C1,烷基酯，尤其是丁基酯，优选丙烯酸正丁酯，以及甲基丙烯酸的C1,烷基酯，尤其是甲基丙烯酸甲基酯(MMA);或羧酰胺，例如丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。聚合物可以任选地含有1-5重量％的共聚单体，例如(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、脲基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙基酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙基酯、丙烯酰氨基丙磺酸、羟甲基丙烯酰胺，或乙烯基磺酸的钠盐。成膜聚合物特别优选由一种或多种以下单体构成苯乙烯，丁二烯，丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯酸(V4烷基酯，甲基丙烯酸CV4烷基酯，丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，以及羟甲基丙烯酰胺。合适的聚合物c)可以例如通过烯属不饱和单体例如苯乙烯、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的自由基乳液聚合制备，例如参见W000/50480。聚合物c)是按照本身公知的方法制备，例如通过乳液聚合、悬浮聚合或分散聚合，优选在水相中进行。也可以通过溶液聚合或本体聚合制备聚合物，在合适时将其粉碎，并随后按照常规方式将聚合物粒子分散在水中。聚合反应使用引发剂、乳化剂或悬浮助剂、链转移剂或常规用于相应聚合工艺的其它助剂进行；聚合反应在常规反应器中在常规用于相应工艺的温度和压力下连续或间歇地进行。根据本发明使用的具有纳米尺寸的SiO2粒子d)优选是含水的胶态SiO2粒子分散体。
优选使用通过每专离子作为抗衡粒子来稳定的含水的胶态SiO2粒子分散体，尤其是通过铵离子例如NH4+稳定(作为另一个选择，也可以用碱金属离子和/或碱土金属离子稳定)。SiO2粒子的平均粒子直径在l_200nm范围内，优选10_50nm。SiO2粒子的比表面积一般在10-3000m2/g的范围内，优选30-1000m2/g。商购SiO2粒子分散体的固含量取决于粒径，并且一般在10-60重量％的范围内，优选30-50重量％。含水的胶态SiO2粒子分散体可以通过用酸中和稀硅酸钠的反应、离子交换、硅化合物的水解、热解法硅酸盐的分散或凝胶沉淀来获得。根据本发明使用的具有纳米尺寸的SiO2粒子是本身公知的，可以根据制备工艺以各种形式存在。因此，可以获得合适的基于例如二氧化硅溶胶、硅胶、热解法二氧化硅、沉淀法二氧化硅或其混合物的分散体。如已知的那样，二氧化硅溶胶是无定形二氧化硅在水中的胶态溶液，也称为二氧化硅溶胶或SiO2溶胶。一般而言，二氧化硅是以球形粒子的形式存在，这些粒子在表面上被羟基化。SiO2粒子的表面可以具有电荷，电荷用合适的抗衡离子平衡。用碱稳定的二氧化硅溶胶一般具有7-11. 5的pH，并且可以通过例如碱金属氢氧化物或氮碱来成为碱性的。二氧化硅溶胶也可以作为弱酸性的胶态溶液存在。最后，溶胶可以例如具有在表面上的铝化合物。在沉淀法二氧化硅和热解法二氧化硅的情况下，粒子可以作为初级粒子存在，或以二级粒子的形式存在(聚集体)。在这里提到的平均粒径根据本发明是通过超离心检测的 平均粒径，并且包括初级粒子和任何可能存在的聚集体的尺寸。在一个优选实施方案中，使用二氧化硅分散体，其中SiO2S子是作为离散的未交联的初级粒子存在的。根据本发明使用的有机硅化合物e)优选是含水的有机硅乳液。在一个特别优选的实施方案中，在有机硅乳液中包含至少一种以下组分硅酸，二乙氧基辛基甲硅烷基三甲基甲硅烷基醚，羟基封端的二甲基硅氧烷，氨基乙基氨基丙基倍半硅氧烷，三乙氧基辛基硅烧。为了降低热导率，红外吸收性颜料(IR吸收剂)例如炭黑、焦炭、铝、石墨或二氧化钛的用量优选是5-40重量％，尤其是10-30重量％，基于涂料的固体计。IR吸收性颜料的粒径一般是在O. 1-100微米的范围内，尤其是O. 5-10微米。优选使用平均初级粒径在10-300nm范围内、尤其在30_200nm范围内的炭黑。BET表面积优选是在10-120m2/g的范围内。作为石墨，优选使用平均粒径在1-50微米范围内的石墨。此外，涂料组合物可以含有阻燃剂，例如可发泡性石墨、硼酸盐，尤其是硼酸锌，特别是正磷酸硼，或能在高温下、尤其在从高于80°C至100°C的温度下膨胀、溶胀或发泡的膨胀组合物，从而形成绝缘和耐热性的泡沫材料，其保护在下面的绝热泡沫粒子免受燃烧和热的影响。当在聚合物涂料中使用阻燃剂时，也可以使用不含任何阻燃剂、尤其不含卤化阻燃剂的泡沫粒子达到满意的防火作用，或使用更少量的阻燃剂，因为在聚合物涂料中的阻燃剂浓缩在泡沫粒子的表面上并在热或火焰的作用下形成固体框架。涂料组合物可以含有膨胀组合物，其含有化学结合水或能在高于40的温度下清除水，例如金属氢氧化物、金属盐水合物和金属氧化物水合物，作为额外的添加剂。合适的金属氢氧化物尤其是元素周期表2族(碱土金属)和13族(硼族)的那些。优选氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化铝和硼砂。特别优选氢氧化铝。合适的金属盐水合物是所有在晶体结构中引入结晶水的金属盐。类似地，合适的金属氧化物水合物是包含被弓I入晶体结构中的结晶水的所有金属氧化物。在这里，每个结构单元中的结晶水的分子数目可以是最大可能的数值或更低，例如硫酸铜五水合物、三水合物或一水合物。除了结晶水之外，金属盐水合物或金属氧化物水合物也可以含有组成水。优选的金属盐水合物是以下物质的水合物金属卤化物(尤其是氯化物)、硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、硝酸盐或硼酸盐。合适的化合物是例如硫酸镁十水合物、硫酸钠十水合物、硫酸铜五水合物、硫酸镍七水合物、氯化钴(II)六水合物、氯化铬(III)六水合物、碳酸钠十水合物、氯化镁六水合物和硼酸锡水合物。硫酸镁十水合物和硼酸锡水合物是特别优选的。其它可能的金属盐水合物是复盐或明矾，例如具有通式M1M111(SO4)2 · 12H20的那些。M1可以是例如钾、钠、铷、铯、铵、铭或招离子。例如，招、镓、铟、钪、钛、银、铬、猛、铁、钴、铑或铱可以用作M111。合适的金属氧化物水合物是例如氧化铝水合物和优选是氧化锌水合物或三氧化硼水合物。除了陶瓷材料之外，其它无机物例如水泥、氧化铝、蛭石或珍珠岩，可以另外加入涂料中。这些可以以含水淤浆或分散体的形式引入涂料组合物中。水泥也可以通过“撒粉”施用到泡沫粒子上。用于固定水泥所必需的水可以然后在烧结期间作为水蒸气引入。涂料组合物尤其用于涂覆泡沫粒子。所以，本发明还提供了一种制备涂覆的泡沫粒子的方法，其中将本发明的涂料组合物、优选以水分散体的形式施用到泡沫粒子上并任选地干燥。作为泡沫粒子，可以使用发泡的聚烯烃，例如发泡的聚乙烯(EPE)或发泡的聚丙烯(EPP)，或可发泡性苯乙烯聚合物的预发泡粒子，尤其可发泡性聚苯乙烯(EPS)。泡沫粒子通常具有2-10mm范围内的平均粒子直径。泡沫粒子的堆积密度一般是5_100kg/m3，优选5-40kg/m3，尤其是 8-16kg/m3，根据 DIN EN ISO 60 检测。基于苯乙烯聚合物的泡沫粒子可以通过在预发泡器中用热空气或水蒸气将EPS预发泡至所需的密度来获得。低于10g/l的最终堆积密度可以通过在压力预发泡器或连续预发泡器中单次或重复地预发泡来获得。
为了制备具有高隔热能力的隔热板，特别优选使用预发泡的可发泡性苯乙烯聚合物，其含有绝热性固体，例如炭黑、铝、石墨或二氧化钛，尤其是具有在1-50微米范围内的平均粒子直径的石墨，含量是O. 1-10重量％，尤其是2-8重量％，基于EPS计，并且例如参见EP-B 981 574 和 EP-B 981575 所述。此外，泡沫粒子可以含有3-60重量％、优选5-20重量％的填料，基于预发泡的泡沫粒子计。可能的填料是有机和无机的粉末或纤维材料，以及它们的混合物。作为有机填料，可以使用例如木粉、淀粉、亚麻、大麻、苎麻、黄麻、剑麻、棉、纤维素或芳族聚酰胺纤维。作为无机填料，可以使用例如碳酸盐、硅酸盐、重晶石、玻璃球、沸石或金属氧化物。优选粉末无机材料，例如滑石、白垩、高岭土(Al2 (Si2O5) (0H)4)、氢氧化铝、氢氧化镁、氮化铝、硅酸铝、硫酸钡、碳酸钙、硫酸钙、二氧化硅、石英粉、AerosiP、氧化铝，或者球形或纤维状无机材料，例如玻璃球、玻璃纤维或碳纤维。平均粒子直径或在纤维状填料情况下的长度应当在泡孔尺寸或更小的范围内。优选平均粒子直径在1-100微米范围内，优选2-50微米。特别优选使用密度在I. 0-4. Og/cm3范围内的无机填料，尤其在I. 5-3. 5g/cm3范围内。亮度(DIN/IS0)优选是50-100%，尤其是60-98%。
填料的类型和用量会影响可发泡性热塑性聚合物和由其获得的发泡聚合物泡沫模塑品的性能。使用粘合剂例如马来酸酐改性的苯乙烯共聚物、含有环氧化物基团的聚合物、有机硅烷或具有异氰酸酯或酸基团的苯乙烯共聚物能将填料粘合到聚合物基体上，并因此显著改进发泡的聚合物泡沫模塑品的力学性能。一般，无机填料降低可燃性。尤其是，加入无机粉末例如氢氧化铝、氢氧化镁或硼砂能进一步改进燃烧行为。 这些含填料的泡沫粒子可以例如通过将含填料的可发泡性热塑性粒料发泡来获得。在高填料含量的情况下，为此目的所需的可发泡性粒料可以通过挤出包含发泡剂的热塑性熔体并随后进行水下压力造粒来获得，参见例如WO 2005/056653。聚合物泡沫粒子可以另外含有阻燃剂。为此目的，它们可以含有例如1-6重量％的有机溴化合物，例如六溴环十二烷(HBCD)，和任选地另外在泡沫粒子或涂料的内部含有O. 1-0. 5重量％的联枯基或过氧化物。但是，优选不使用含卤素的阻燃剂。本发明的涂料组合物优选以含水聚合物分散体的形式施用到泡沫粒子上。在涂料混合物中所含的水玻璃粉末导致更好或更快地成膜，并因此更快地固化泡沫模塑品。如果合适的话，基于水泥、石灰胶结料或石膏的水力粘合剂可以另外按照不会使泡沫材料显著变脆的量加入。为了涂覆泡沫粒子，可以使用常规的方法，例如在常规混合器、喷涂设备、浸涂设备或鼓式设备中用含水涂料组合物喷涂、浸涂或润湿泡沫粒子。此外，已经根据本发明涂覆的泡沫粒子可以另外用两亲性或疏水性有机化合物涂覆。用疏水化剂涂覆是有利地在施用本发明的含水涂料组合物之前进行。在疏水性有机化合物中，可以特别提到Cltl-C3tl链烷烃蜡，N-羟甲基胺和脂肪酸衍生物的反应产物，C9-C11羰基合成醇与环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷的反应产物，或聚氟烷基(甲基)丙烯酸酯，或它们的混合物，它们可以优选以水乳液的形式使用。优选的疏水化剂是在碳链中具有10-30个碳原子的链烷烃蜡，并优选具有在10-70°C范围内的熔点，尤其是25-60°C。这些链烷烃蜡例如包括在以下商购BASF产品中RAMASIT KGT, PERSISTOL E 和 PERSIST0LHP，以及来自 Henkel 公司的 AVERSIN HY-N 和来自Sandoz 公司的 CEROL ZN。其它类型的合适的疏水化剂包含N-羟甲基胺与脂肪酸衍生物的树脂状反应产物，脂肪酸衍生物是例如脂肪酸酰胺、胺或醇，例如参见US-A-2927090或GB-A 475170。它们的熔点一般是50-90°C。这些树脂包含在例如BASF产品PERSISTOL HP中。最后，聚氟烷基(甲基)丙烯酸酯也是合适的，例如聚全氟辛基丙烯酸酯。后一种物质包含在BASF产品PERSISTOL O和来自Pfersee公司的0LE0PH0B0L C中。其它合适的涂饰剂是抗静电剂,例如Emulgator K30 (仲链烧磺酸钠的混合物)或硬脂酸甘油酯，例如单硬脂酸甘油酯GMS或三硬脂酸甘油酯。但是，常规用于涂覆可发泡性聚苯乙烯的涂饰剂，尤其是硬脂酸酯，可以在本发明方法中按照降低的量使用或完全省去，且不会不利地影响产品质量。为了生产泡沫模塑品，具有本发明涂料的泡沫粒子可以在模具中烧结。在这里，已涂覆的泡沫粒子可以以仍然湿的状态或在干燥之后使用。施用于泡沫粒子的涂料组合物的干燥可以例如在流化床中、在桨式干燥器中或通过使空气或氮气经过疏松床进行。一般，在0-80°C、优选30-60°C的温度下干燥5分钟至24小时、优选30-180分钟的时间足以形成水不溶性聚合物膜。被涂覆的泡沫粒子在干燥之后的水含量优选是在1-40重量％范围内，特别优选2-30重量％，非常特别优选5-15重量％。这可以例如通过卡尔-费歇尔滴定被涂覆的泡沫粒子检测。泡沫粒子/涂料混合物在干燥之后的重量比优选是2:1至1:10，特别优选I: I至 1: 5。已经根据本发明干燥的泡沫粒子可以用热空气或水蒸气在常规模具中烧结以生产泡沫模塑品。在泡沫粒子的烧结或粘合中，可以产生压力，例如通过用可移动的冲床减少模具的体积来产生压力。一般而言，在这里设定在0.5-30kg/cm2范围内的压力。为此目的，将已涂覆的泡沫粒子的混合物引入开放的模具中。在关闭模具之后，泡沫粒子用冲床压制，其中在泡沫粒子之间的空气逃逸并且降低隙间体积。泡沫粒子经由涂料结合在一起以形成泡 沫模塑品。优选压缩初始体积的约10-90%，优选60-30%，尤其是50_30%。在具有约Im2横截面的模具中，1-5巴的压力一般是足够的。根据泡沫模塑品的所需几何形状来设计模具。填充的程度尤其取决于未来模塑品的所需厚度。在泡沫板的情况下，可以使用简单的箱式模具。在尤其是更复杂的几何形状的情况下，可以必要的是将引入模具中的粒子的床稠化，并以此方式清除不需要的空隙。稠化可以例如通过振动模具、形成转动运动或其它合适的措施进行。为了加速固化，可以将热空气或水蒸气注入模具中，或可以加热模具。但是，任何传热介质例如油或水蒸气可以用于加热模具。为此目的，有利地将热空气或模具加热到在20-120 °C范围内的温度，优选30-90 V。作为另一个选择或另外地，可以在用微波能辐照下连续或间歇地进行烧结。一般在这里使用频率在O. 85-lOOGHz范围内的微波，优选O. 9_10GHz，辐照时间在O. 1_15分钟范围内。具有超过5cm厚度的泡沫板也可以按照此方式生产。当使用具有在80-150°C范围内温度的热空气或水蒸气或用微波能辐照时，通常建立O. 1-1. 5巴的表压，使得此工艺也可以在没有外部压力和不会降低模具体积的情况下进 行。通过较高温度产生的内部压力允许泡沫粒子略微更多地发泡，并且它们也可以通过经由聚合物涂料粘合之外使泡沫粒子本身软化而变得熔合。这导致泡沫粒子之间的间隙消失。为了加速固化，模具可以另外用上述传热介质加热。当采用微波辐照时，一般出现无机涂料成分的加热，它们然后交联或因此更快速地缩合。用于生产聚氨酯泡沫的双带装置也适用于连续生产泡沫模塑品。例如，可以将预发泡的和已涂覆的泡沫粒子连续地施用到两个金属带中的较下面的那个带上，这些带可以任选地具有孔，并且在有或没有压缩的情况下用会聚的金属带加工以形成连续的泡沫板。在一个工艺实施方案中，在两个带之间的体积越来越小，因此产物在这些带之间被压缩，并且在泡沫粒子之间的间隙消失。在固化区之后，得到连续的板。在另一个实施方案中，在带之间的体积可以保持恒定，并且泡沫粒子可以经过具有热空气或微波辐照的区域，泡沫粒子在此区域中进一步发泡。在这里，所述间隙也消失并且获得连续的板材。也可以将两个连续工艺方案组合使用。泡沫板的厚度、长度和宽度可以在宽范围内变化，并且受工具的尺寸和闭合力的限制。泡沫板的厚度通常是l-500mm，优选10-300mm。其它优选的尺寸和数值级别是10-200mm，优选20-110mm，特别优选25_95mm。根据DIN 53240，泡沫模塑品的厚度一般是10-150kg/m3，优选20-90kg/m3。此方法使得可以获得在整个横截面上具有均匀厚度的泡沫模塑品。外层的密度大约对应于泡沫模塑品的内部区域的密度。也可以在本发明方法中使用来自再循环泡沫模塑品的粉碎泡沫粒子。为了根据本发明生产泡沫模塑品，粉碎的再循环泡沫材料可以按照100重量％的比例或例如按照2-90重量％、尤其是5-25重量％的比例与新鲜材料一起使用，且不会显著损害强度和力学性能。也可以向涂料中加入其它添加剂，这些添加剂优选具有极小的(如果有的话)对可燃性的贡献，和/或加入在处于非燃烧状态时对力学性能或热性能有积极影响的材料，例如蛭石,从而改进力学性能和水力性能。一种优选的方法包括以下步骤i)将可发泡性苯乙烯聚合物预发泡以形成泡沫粒子，ii)将本发明的涂料组合物以含水分散体的形式施用到所述泡沫粒子上，iii)干燥在所述泡沫粒子上的分散体以形成水不溶性聚合物膜，iV)将被聚合物膜涂覆的泡沫粒子弓I入模具中并烧结。一种特别优选的方法包括根据以下工艺压制仍被水润湿的泡沫粒子i)将可发泡性苯乙烯聚合物预发泡以形成泡沫粒子，ii)将本发明的涂料组合物以含水分散体的形式施用到所述泡沫粒子上，iii)将已被涂料组合物涂覆且仍被水润湿的泡沫粒子弓I入模具中、压制并在热和/或微波的作用下固化。本发明的涂料组合物适用于生产简单或复杂的泡沫模塑品，例如板、块料、管、棒、型材等。优选生产板或块料，可随后将块料锯或切成板。板或块料可例如在建筑和结构中用于外墙的隔热。它们特别优选作为芯层用于生产夹心元件，例如结构隔热板(SIP)，其用于建设冷藏库或仓库。实施例试验方法
为了检测样品的品质，进行一系列试验试验A首先，在燃烧情况下的体积的降低(试验A)是在合适的储存时间之后检测的。为此目的，将边缘长度为5cm的立方体在1030°C或800°C下在马弗炉中烧结15分钟。随后再次检测立方体的体积，并减去初始体积。试验B也检测所述立方体的浙滤(试验B)。为此目的，将边缘长度为5cm的立方体完全浸入温度为50°C的水中，并完全用水润湿24小时。随后干燥立方体并再次称重，由此确定被洗出的涂料的比例。在容器中的水被蒸发，并称量残余物从而测定更准确的值。试验C所述立方体随后再次完全干燥，并如对于试验A所述进行燃烧试验。这得到在暴露于水之后的燃烧损失(试验C)。
涂料混合物和聚苯乙烯泡沫粒子的制备将商购聚苯乙烯泡沫粒子(iog/ ，Neopor ' 2300)用表2所示的涂料按照其中
规定的EPS :混合物重量比均匀地涂覆。已涂覆的粒子然后被引入铝模具(20x20cm)中并压
缩到初始体积的50%。所得样品的检测按照上述“试验方法”进行。在以下实施例中，使用以下物质表I
权利要求
1.一种用于泡沫材料的涂料组合物，其含有陶瓷材料a)、任选地碱金属硅酸盐b)和任选地成膜聚合物c)，其中另外包含具有纳米尺寸的SiO2粒子d)。
2.根据权利要求I的涂料组合物，其中具有纳米尺寸的SiO2粒子是作为含水的胶态分散体被包含的。
3.根据前述权利要求中至少一项的涂料组合物，其中所述具有纳米尺寸的SiO2粒子的平均粒子直径是10_50nm。
4.根据前述权利要求中至少一项的涂料组合物，其中所述组合物含有 a)20-70重量份的陶瓷材料，尤其是粘土或硅灰石， b)任选地20-70重量份的碱金属娃酸盐， c)1-30重量份的成膜聚合物， d)1-60重量份的具有纳米尺寸的SiO2粒子d)，和 任选地e)用量足以进行疏水化的含硅化合物。
5.根据前述权利要求中至少一项的涂料组合物，其中具有纳米尺寸的SiO2粒子d)具有10-3000m2/g的BET表面积。
6.根据前述权利要求中至少一项的涂料组合物，其中陶瓷材料a)与碱金属硅酸盐b)之间的重量比是在1:2至2:1的范围内。
7.根据前述权利要求中至少一项的涂料组合物，其含有以下物质作为陶瓷材料硅灰石，或水招英石 Al2 [SiO5]&03 n H2O,闻岭石 Al4[ (OH)8/Si401(l]，多水闻岭土 Al4[ (OH)8/Si4O10] 2H20，蒙脱石(绿 ± ) (Al1Mg1Fe)2 [(OH2/(Si, AD4O10] -Na0^3(H2O)4,蛭石Mg2 (Al, Fe, Mg) [ (OH2/ (Si, Al) 4010] Mg0.35 (H2O) 4，或它们的混合物。
8.根据前述权利要求中至少一项的涂料组合物，其含有具有组成M2O(SiO2)n的水溶性碱金属硅酸盐或它们的混合物作为碱金属硅酸盐b)，其中M=钠或钾，n=l-4。
9.根据前述权利要求中至少一项的涂料组合物，其含有烯属不饱和单体的乳液聚合物作为成膜聚合物，所述乳液聚合物具有在_30°C至+80°C范围内的玻璃化转变温度。
10.一种泡沫粒子，其具有根据前述权利要求中至少一项的涂料。
11.根据权利要求10的泡沫粒子，其中泡沫粒子是选自发泡的聚烯烃粒子或任选地可发泡性苯乙烯聚合物的预发泡粒子。
12.—种生产泡沫模塑品的方法，包括在模具中烧结根据权利要求10或11的泡沫粒子。
13.根据权利要求12的方法，包括以下步骤 i)将可发泡性苯乙烯聚合物预发泡以形成泡沫粒子， ii)将本发明的涂料组合物以含水分散体的形式施用到所述泡沫粒子上， iii)干燥在所述泡沫粒子上的分散体以形成水不溶性聚合物膜，和 iv)将被聚合物膜涂覆的泡沫粒子引入模具中并烧结。
14.根据权利要求12的方法，包括以下步骤 i)将可发泡性苯乙烯聚合物预发泡以形成泡沫粒子， ii)将本发明的涂料组合物以含水分散体的形式施用到所述泡沫粒子上， iii)将已被涂料组合物涂覆且仍然被水润湿的泡沫粒子引入模具中、压制并在热和/或微波的作用下固化。
15.根据前述权利要求中至少一项的方法生产的泡沫模塑品用于生产板、块料、管、棒、型材和作为生产夹心元件用的芯层的用途。
全文摘要
本发明涉及一种涂料组合物、用所述涂料组合物涂覆的泡沫粒子、生产泡沫模塑品的方法以及它们的用途。
文档编号B29C67/20GK102712117SQ201080059435
公开日2012年10月3日 申请日期2010年11月24日 优先权日2009年11月27日
发明者B·内尔斯, B·施密德, K·哈恩, S·富赫斯, T·尤拉诺瓦 申请人:巴斯夫欧洲公司