CS205196B1 - Způsob výroby zpěňevatelných polystyrénových haet - Google Patents

Description

(54)

Způsob výroby zpěňevatelných polystyrénových haet

Vynález ee týká způsobu výroby zpěňevatelných polystyrénových haet se zlepšenými zpraéavatelskýai vlastnastmi, zejaéna ee sníženou lepivosti při předpěňevání a Současně a výberneu struktureu vypěněného aateriálu. Zpěňevatelné polystyrénové haety ee ve většině případů zpracovávají dvoustupňové. V prvé· stupni se aateriál předpění na požadovanou objemovou (matnost a ve druhé· stupni ee pe předcházející· uzrátl předpěněných perel vypění ve tvárnici na konečný výrobek.

f

Předpěňevání se převádí při teplotách nad teplotou aěknutí pelyaerů. Zároveň dochází k ďěkelikanásebnéau zvětšení ebjeau perliček.

Při předpěňevání neupraveného aateriálu vzniká obvykle značné anežatví slepků, tj. Vzájemně slepených předpěněných perliček. Tyté slepky způsobují potíže ve výrobě, a te ed Snížení výrobní kapacity zařízení až pe jeho odstavení a nutnosti vyčištění. Velké množství slepků v předpěněnéa aateriálu způsobuje -snížení mechanických vlastností výrobků vyrobených ve druhé· stupni výroby.

Při druhé· stupni výroby se dutina faray vyplní předpěněnýai a uzrálými perlička·!, forma ee uzavře a za působení páry dejde ke vzájemnému spojení perliček de tvaru výrobku, 4anéa tvárnicí. Pe echlezení výrobku je precee ukončen.

Fyzikálně mechanické vlastnosti hotového výrobku závisí na :

208 198

a) molekulárních vlastnostech pelystyrenevé hmoty;

b) struktuře vypěněnéhe materiálu, tj. ns velikesti a rovnoměrném rozptýlení jednotlivých cel;

c) způsebu výreby povrchové úpravy perlí před prvním stupněm pěnění.

Tak se vzrůstající molekulární hmeteu a se snižující se velikesti a rovnoměrnému rozptýlení cel vzrůstají fyzikálně-mechanické vlastnosti výrebku.

Pekud jde e potlačení tvorby slepků v prvém stupni zpracování různými způsoby povrchové úpravy perlí nebe přídavky různých látek de pelymeračníhe procesu, může na druhé straně' negativně ovlivnit žádoucí lepivost předpěněných perlí ve druhém konečném stupni výroby.

Tak je známe, že například pe úpravě perlí stearátem zinečnatým nebe e octanem kondenzačního produktu vyěší mastné kyseliny s polyamidem vykazují hotové výrobky velmi nízkou pevnost v ohybu.

Podle dosud znýmých způsebů se řeší výroba zpěňovatelných polystyrénových hmot ee sníženou lepivostí při předpěňování a vyhovující vnitřní strukturou, povrchovou úpravou nebo přídavky určitých látek do pelymeračníhe euopenzníhe systému, jako jsou například různé syn tetické vooky, kovové soli vyšších mastných kyselin, amidy mostných kyselin nebo různých syntetických polymerních produktů elefinických sloučenin o různou molekulární hmotou.

Nevýhodou tohoto postupu je, že v případě povrchové úpravy hotových perlí těmito látkami není ovlivněna vnitřní struktura perlí.

Šizení vnitřní struktury předpěněných perlí je možné jen přídavky látek do'polymeračníhe procesu. Tyto přísady muoí být částečně nebo úplně nesnášenlivé (nerozpustné) v polymeru. Za těchto podmínek vytvoří homogenní rozptýlení diskrétních částic v polymeru, no jejich povrchu dochází k adoorbci, a tedy velmi jemnému,rozptýlení zpěňovadla, a tim současně ke snížení velikosti cel u vypěněného materiálu.

Nevýhadáu tahata postupu je, že veškeré z výše uvedených látek (kovové soli mastných kyselin, vosky, amidy mostných kyselin) mohou při nekontrolovatelném předávkování nebo při snížení stabilizační schopnosti z různých příčin nepříznivě ovlivnit stabilitu ouspenzníhe pelymeračníhe procesu.

Olefinické nebo parafinické látky tyta negativní vlastnesti nemají, ale na druhá straně vykazují nižší účinek, zvláště na lepivost vypěněného materiálu^ ^Je známo, že přídavky látek, které snižují Tg polyvinylaromatické hmoty, zhoršují hodnoty lepivosti perel při předpěňování. Froté nelze používat chemicky obdobných nízkomolekulárních látek o polymerem.

Výše uvedené nedostatky je možno odstranit způsobem výroby zpěňovatelných polystyrénových hmot ee zlepšenou zpracovatelností auapenzní pelymeraci 8 dvoustupňovou stabilizací a to tak, že ee látky zlepšující zpracovatelské vlastnosti přidávají postupně ve dvou nebo ví co dávkách a to tok, že jako první dávka so přidává směs parofinických uhlovodíků o rovným řetězcem s bodem tání 54 až 60 *C v množství 0,02 až 0,25 hmotnostního dílu na 100 hmotnost nich dílů monomeru přítomného v polymerační násadě, přičemž dávkování ee uskutečňuje ns začátku polymerace nejpezději de dosažení 35 % kenverse monomeru na polymer, jako druhá nebo další dávka ae přidává otearát vápenatý v množství 0,01 až 0,03 hmotnostního dílu na 100 hmotnostních dílů původního monomeru při dosažení teploty polymerace 80 až 90 *C:a vdabě 5 až 30 minut před přidáním první dávky stabilizátoru suspenze.

20S 198

Byl· zjištěn·, že při výrobě zpěňevatelných polystyrénových hmot dochází vlive· n-parafinických uhlovodíků na základě synergickéh® působení s rezvětvený· uhlevedíkea - izepentanem přítomným v nadouvadle ke snížení velikosti cel zpěňovatelné ha·ty. Relativně největší snížení velikosti cel je v oblastech 0,005 až 0,4 % haotnestních n-parafinických uhlevedíků vztažené na polymer.

V kombinaci β látkou zlepšující strukturu je zároveň přidávána látka, která potlačuje lepivost perliček zpěňovatelného materiálu. Byly stanoveny podmínky pre přidávání antiaglemerační látky (antiagglomerating agent) typu vápenaté eeli mastné kyseliny, např. kyseliny stearevé a vysledovány podmínky umožňující její přidávání v průběhu suspenzní polymerace i v podmínkách velkokapacitních polymerizátorů. Byle zjištěno, že antiaglemerační látku uvedeného typu je aežne v keabinaci β n-parafinickýai sloučeninami přidávat v čase 5 až 30 ainút před přidávánía látky stabilizující suspenzní částice, tj. při konverzích vinylaromátŮ na příslušný pelyaer vyšších než 40 %. V této oblasti již nehrezí inverze fází a suspenze polystyrénové látky je i pe přídavku antiaglemerační látky stabilní.

Výhody postupu podle vynálezu se projevují ve zlepšených zpracovatelských vlastnostech, především ve snížení lepivosti při předpěňevání, což se projevuje snížením poruch a odstávek předpěňevadel, přičemž účinek snížení lepivosti je především u frakcí s nižším průaěrea velikostí perlí vhodný pre zpracování na autenatických strojích. Výhody proti postupů·, které nanášejí antiaglemerační látky dedatečně až na povrch hotových perliček jsou v nižších nákladech z důvodů menších potřebných koncentrací, lepší homogenita, není nutné přídavné dávkovači zařízení, které v případě, že je instralováno pro neroztříděný produkt zpravidla zhoršuje proces třídění perliček na jednotlivé frakce. V případě instalace dávkovačů až za tříděním je nutno instalovat více těchto přídavných zařízení- pro každou frekci.

Používané látky v postupu podle vynálezu jsou snadno dostupné, jsou zdravotně nezávadná a výrobek může být i nadále deklarován jako zdravotně nezávadný, včetně použití pío potravinářské účely. Výhodou je, že i při snížení lepivosti se u výrebků zvláště z velkeobjemevých forem neprodlužují chladicí časy, bloky jsou kvalitní.

Pro porovnání jsou uvedeny příklady 1 až 3, postup podle vynálezu je zřejmý z příkladů 4 až 5.

Příklad č, 1

Polymerační reaktor byl naplněn 100 hmotnostními díly styrenu, 114 hmotnostními díly deaineralizované vody a 0,214 hmotnostního dílu benzeylperoxidu 75%-ního a tato nestsbilní suspenze byla zahřívána za míchání při teplotě 84 *C až de doby, kdy suspendovaná styrenová fáze měla viskozitu 3,0 Pa.s při 40 *C. V tomto okamžiku bylo do reaktoru nadávkováno 0,03 hmotnostního dílu polyvinylalkoholu ve formě 3%-níhe rozOoku jako první dávka stabilizátoru suspenze, dále bylo přidáno 0,221 hmotnostního dílu benzeylperoxidu 75%-ního a 0,044 hmotnostního dílu terciárního butylperbenzoátu. Po 1,5 hodině polymerace bylo do reaktoru přidáno 0,123 hmotnostního dílu polyvinylalkoholu ve formě 3l£-níh· roztoku. Reaktor byl netlakován dusíkem na tlak 0,2 MPa a do reaktoru bylo nadávkováno 8,84 hmotnostního dílu nadouvadla s bodem varu 35 až 42 *C, obsahujícího i-pentan. V polymeraci bylo pokračováno při 84 *C 3,5 hodiny. Dále byla teplota zvýšena na 115 *C a- polymerovalo se ještě 2 hodiny.

208 190

Ρ· skončení polymerace byl obsah reekteru echleten ne 40 °C, perličky seperevány a vysušeny vzduchem β maximální tepleteu 50 *C. Vlastnosti produktu jsou v tabulce č. 1.

Přiklad č. 2

Byl vyroben zpěňovatelný polystyren postupem popsaným v příkladu č. 1 s tím rozdílem,

2e 10 minut před přidáním první dávky pelyvinylalkehelu byle přidáno 0,065 hmotnostního dílu syntetického vosku esterového sležení, s bodem tuhnutí 74 až 79 *C, čísle zmýdelnění 100 až 115. Vlastnosti produktu jsou v tabulce č. 1,

Přiklad č. 3

Byl vyroben žpěňevatelný polystyren postupem popsaným v příkladu č. 1 s tím rozdílem, že byle během suspenzní polymerace 5 minut před první stabilizací přidáno 0,2 hmotnostního dílu syntetického polymerního produktu s molekulovou vahou 900 a viskezitou 1,0 Pa.s. Postup byl převeden v reaktoru e bbsahu 45 m\ Vlastnosti produktu jsou v tabulce δ. 1.

Přiklad č. 4

Byl pyreben žpěňevatelný pelystyren pestupem popsaným v příkladu č. 1 β tím rozdílem, že byl aplikován peetup podle vynálezu na zlepšení zpracovatelských vlastností. DO polymerační nádoby byle před zahájením přidáno 0,1 hmotnostních dílů parafinu s bodem tání 56 *C. Druhá dávka zlepšující přísady stearát vápenatý byl přidán v mnežství 0,02 hmOtnestníhe dílu. 20 minut před přidáním prvního stabilizátoru suspenze. Vlastnosti produktu jsou v tabulce ČX Přiklad č, 5

Byl vyroben žpěňevatelný pelystyren pestupem popsaným v příkladu č. 1 s tím rozdílem, že byl aplikován postup podle vynálezu.

De polymerační násady při konverzi 30 % monomeru na polymer byle přidáno 0,032 hmotnostního dílu parafinu s bodem tání 56 ®C. Druhá dávka zlepšující přísady stearát vápenatý byl dávkeván v množství 0,02 hmotnostního dílu 10 minut před přidáním prvního stebilizáteru suspenze. Vlastnosti produktu jeou uvedeny v tabulce č. 1.

Tabulka č.l

Frakce perliček 0,5 až 2,8 mm e maximem .ESE1Í_B22Í_Íaž5_SŽ_2a2_55—_____-______

Pekua č.	1 2	3	4 5
Lepiváet v páře 2	0,5 až 1,5	1 až 1,5	0,5 až 1,0 0,5 až Ifi
% slepků při předpěňevání 8	žádné	3	» žádné žádné
Měrná hmotnést bloku v kg/m^ 22	20	20	20 20
Stupeň sváření
(Sintering degree)	60	60	70 70
chlad.čas v minutách	40	&_______	_______________25-------

205 190 £iBÍS-5£ií-i£2

1. Lepivost v páře zkoušce se peužívá hrnec, ve kterém je umístěn· sít· ve vzdálenosti 9 cm ede dna hrnce. Hladina védy sahá d· výše 4 až 5 cm ode dne. «rnec se postaví na elektrický vařič a při tepletě 100 *C se vsype rovnoměrně na sít· odvážené množství perliček, které odpovídá zatížení výhřevné plochy množství 0,5 kg/m². ^eté se hrnec zakryje pekličkau a pa dveu minutách se vyjme sít· se vzorkem a hednetí se stupeň lepivesti padle následujících kriterií:

-stupeň O: nelepí-vzerek sypký, jednotlivé perličky odděleny

1: slabě lepí-vzemek obsahuje hrudky de průměru 3 cm,které lze snadno ručně rozmělnit

2: lepí- pe ručním rozmělnění zůstávají slepené hrudky de 3 cm 3: silně lepí -vzorek nelze ručně rozmělnit

Dále se hodnetí i mezistupně.

2. Proceňte slepků při předpěňevání

Zjišťuje se tříděním předpěněných perlí z kontinuálního provezníhe předpěňevadla např. Erlenbach K 2. K roztřídění se použil· sít· s velikostí ek 15 x 15 mm.

3. Stupeň sváření *

Staneví se následovně: z rozřezaného bloku se vyjme deska ze střední části, eventuálně se upraví na sílu 20 mm. Provede se lem přes ostrou hranu. Stupeň sváření udává přeceňte přelomených perlí z lemové plechy, kde se deska přelomí.

4. Chladicí čas

Chladicí čas je Sas v minutách, potřebný pro ochlazení provozního bloku z formy o obsahu 6 Konec chlazení je určen tak, aby se blok po vyjmutí již nedeformoval.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob výroby zpěňovatelných polystyrénových hmot se zlepšenou zpracovatelností suspens* ní polymeraci s dvoustupňovou stabilizací, vyznačený tím, že se látky zlepšující zpracovatelské vlastnosti přidávají postupně ve dvou nebo více dávkách a to tak, že jako první dávka se přidává směs parafinických uhlovodíků s rovným řetězcem s bodem tání 54 až 60 *C v množství 0,02 až 0,25 hmotnostního dílu ne 100 hmotnostních dílů monomeru přítomného v polymerační násadě, přičemž dávkování se uskutečňuje na začátku polymerace nejpozději do dosažení 35 % konverze monomeru na polymer, jek· druhá nebe další dávka se přidává stearát vápenatý v množství 0,01 až 0,03 hmotnostního dílu původního monomeru při dosažení teploty polymerace 80 až 90 *C a v době 5 až 30 minut před přidáním první dávky stabilizátoru suspenze.