CS215933B1

CS215933B1 - Způsob výroby zpěňovatelných polystyrénových hmot se zlepšenými zpracovatelskými vlastnostmi

Info

Publication number: CS215933B1
Application number: CS423880A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Horak; Vera Zavodska; Frantisek Voeroes
Original assignee: Zdenek Horak; Z Vera; Frantisek Voeroes
Priority date: 1980-06-16
Filing date: 1980-06-16
Publication date: 1982-10-29

Abstract

Vynález se týká zpšnovatelnáho polystyrenu se zlepšenými zpracovatelskými vlastnostmi, zejména a potlačenou lepivostí při předpěňování a krátkými časy ohlášení, a způsobu jeho výroby. Zlepšení uvedenýoh vlastností'se získá kombinovanou vnitřní a povrchovou úpravou, která spočívá ve vpolymerování určitých halogenovaných organických sloučenin do polymeru a následným nanesením aditiv na bázi rostlinných nebo živočišných tuků. Současná aplikace obou typů uvedených modifikátorů vykazuje výrazný synergický efekt. Homogenní rozptýlení tšohto povrohovýoh aditiv se zlepšuje ještě přídavkem solí mastných kyselin, která navío samy o sobě příznivě ovlivňují zpracovatelná vlastnosti

Description

Vynález se týká způsobu výroby polystyrénových hmot se zlepšenými zpracovatelskými vlastnostmi, především se zkrácenou dobou chladícího oyklu při vypěňování, sníženou lepivostí částic při předpčňování a s omezenou tendencí vytvářet na povrohu částio elektrostatický náboj.

Vyráběná zpěňovatelné polystyrénové hmoty, zejména ve tvaru perel, nemají optimální zpracovatelské vlastnosti. Při předpčňování vytvářejí částioe aglomeráty, které negativně ovlivňují další zpracování 1 užitné vlastnosti hotových výrobků. Nepředpšněné i předpšnšné částioe se vzájemným třením nabíjejí a vzniklý statický náboj má za následek sníženou účinnost třídění na frakce podle velikosti částio, zpomaluje transport materiálu a zvyšuje nebezpečí požáru a výbuchu. Cyklus vypěňování zpěňovatelnýoh polystyrénových polymerů trvá relativně dlouho a to především z důvodů dlouhé doby nutné ke zchlazení bloku, oož ee projevuje negativně v produktivitě práoe. Při předčasném vyjmutí bloku z formy nastává jeho deformace.

Uvedené skutečnosti jsou známé a existuje řada způsobů, jak vlastnosti těchto materiálů positivně ovlivnit. Tak především se na povrch nepředpšnšnýoh i předpšnšnýeh částio nanáší různé látky jako například vosky, amidy, estery nebo soli mastných kyselin, polymerní látky, kysličníky, hydroxidy neb·., .-.oli různých kovů a pod. Těmito aditlvy se potlačuje tvorba aglomerátů při předpěnění, některé zase omezují vznik statlokého náboje, určité typy povrchových aditiv zkracují dobu ohlášení při vypěňování. Dobu chlazení lze zkrátit 1 vnitřní úpravou polymeru a to tak, že se do matrice polymeru zabuduje halogenovaná organická sloučenina například hromovaný oligomor nebo polymer 1,3 dienů, halogenovaný oykloparafin a pod.

Nevýhodou těchto úprav je skutečnost, že účinná látka zlepšuje jenom některé parametry a druhé zhoršuje. lak povrchová úprava a oílem potlačit tvorbu aglomerátů zhoršuje svaření materiálu, zvyšuje jeho nasákavost a meohanioké vlastnosti jako pevnost v ohybu. Stejně působí i vliv antistatik. Vnitřní úprava zavedením halogenované sloučeniny do polystyrénové hmoty sice výrazně zkrátí dobu ohlazení bloku, ale zároveň zhoršuje lepivost při předpěnění, negativně ovlivňuje rozměrovou stálost bloku v procesu vypěňování zhoršuje kvalitu svaření bloku a nasákavosti.

Tyto nedostatky jsou odstraněny způsobem podle vynálezu spoČívajíoím v tom, že se polymeraoe provádí v přítomnosti 0,01 až 0,1 hmotnostního dílu halogenované organioké sloučeniny a na částice vzniklého polymeru se nanáší adltivum na bázi rostlinných a živočišných tuků v množství 0,05 až 0,3 hmotnostního dílu na 100 hmotnostních dílů polymeru.

Je výhodné nanést na částioe vzniklého polymeru rovněž 0,01 až 0,10 hmotnostního dílu solí mastných kyselin.

Halogenovanou organiokbu sloučeninou rozumíme látku obsahující 40 až 75 % vázaného halogenu, například hromovaný oligo- nebo polymer 1,3 dlenu a to především 1, 2, 5, 6-tetrabromoyklooktan, 1, 2, 5, 6, 9, 10 hexabromcyklododekan, hromovaný 1-vinyloyklohexan nebo brómovaný polybutadien, dále brómované allfatioké sloučeniny obsahující mini nutí nS 3 atomy bromu v molekule, halogenované cyklohexany obsahujíoí 3 až 6 atomů bromu a 0 až 3 atomy chloru dále 2,3-dibrcmpropylakrylát, tris 2,3-dibrompropylfosfát, tetrabromdibenzal215 933 aceton·

Aditivy na bázi rostlinných nebo živočišných tuků rozumíme estery mastných kyselin s glyoerolem nebo jinými polyhydroxysloučeninami.

Emulgátorem mohou být sodné nebo draselné soli karboxylových kyselin s 10 až 20 atomy uhlíku.

Soli mastných nebo sulfonových kyselin mohou být například stearát sodný, vápenatý nebo zinečnatý, dodeoylbenzensulfonan sodný a pod.

Předností zpěňovatelné polystyrénové hmoty dle vynálezu jsou výborné zpracovatelské vlastnosti, týkající se všech fází zpracování, přičemž užitné vlastnosti materiálu se udají v požadovaném rozsahu. Jedná fce tedy o komplexní zlepšení zpracovatelských vlastností, jejichž ovlivnění podle požadavků může být koncentrací složek vnesených do, respektive na povrch hmoty účinně regulováno. Přednosti způsobu dle vynálezu jsou ukázány na následujících příkladech.

Přikladl

Do tlakového nerezového reaktoru bylo dávkováno 100 hmotnostních dílů vody a 100 hmot nostních dílů styrenu 0,15 hmotnostních dílů dibenzoylperoxidu, vzduch byl vytěsněn dusíkem a násada vyhřátá na 85 °C. Při této teplotě byla vedena polymerace až do 50% konverze, kdy bylo dávkováno 0,20 hmotnostního dílu dibenzoylperoxidu, 0,10 hmotnostního dílu terciárního butylperbenzoátu, 0,05 hmotnostního dílu syntetického polymerního produktu dle čs. A0 č. 172 694, 0,02 hmotnostního dílu stearanu vápenatého a 0,2 hmotnostního dílu polyvinylalkoholu rozpuštěného v 4,8 hmotnostních dílech vody. Po 30 minutách bylo tlakově přidáno 7,0 hmotnostních dílů alifatiokého uhlovodíku s teplotou varu 30 až 40 °G a v polymeraci pokračováno 4 b při 85 °C a 2 h při 115 °C. Po skončené polymeraoi byla násada oohlazena, perličky odstředěny, promyty a sušeny při laboratorní teplotě. Poté byly roztříděny na frakce 0,5 až 1,25 mm a 1,25 až 2,5 mm.

kg zpěňovatelného polystyrenu o velikosti perel 1,25 až 2,50 mm byl předpěněn na měrnou hmotnost 20 kg/m?· Po předpěnění byla stanovena lepivost vyjádřená v objemových procentech slepků. Předpěněný materiál byl po 24 b zrání vypěněn ve formě 300 x 200 x 110 mm při tlaku 0,07 mPa. Při vypěnění byl sledován pomooí termočlánku zapuštěného do bloku průběh teploty a měřen čas od počátku doby chlazení do doby, kdy na křivce závislosti kontinuálně zaznamenávané na zapisovači dojde k ostrému zlomu* Tento zlom charakterizuje ukončení procesu oblezení a po dosažení této teploty lze blok bez poškození vyjmout z formy. Ostatní vlastnosti byly stanoveny podle normovanýob postupů. Výsledky měření jsou uvedeny v tabuloe č. 1.

Příklad 2

Postup podle příkladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že na povrch nepředpěněnýoh perliček byla nanesena 0,1 hmotnostního dílu ztužených živočišných tuků, komerční označeni Polynol A, 0,01 hmotnostního dílu stearanu draselného jako emulgátorů ve formě 10% vodné disperze zamícháním v pomaloběžném mísiči po dobu 20 minut. Po zpracování materiálu bylo

215 933 provedeno vyhodnocení uvedeným způsobem* Výsledky jsou uvedeny v tabulce č. 1,

Př í k1 a d 3

Postup podle příkladu 1 byl opakován β tím rozdílem, Že na povroh nepředpěněnýoh perliček bylo naneseno 0,1 hmotnostního dílu Polynolu A ve formě prášku á zamícháno jako v příkladu 2. Pak zpracováno a vyhodnoceno obvyklým způsobem. Výsledky jsou uvedeny v tabulce č. 1*

Příklad 4

Postup podle příkladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že na perličky bylo navezeno 0,05 hmotnostního dílu stearanu vápenatého, zamícháno, zpracováno a vyhodnoceno obvyklým způsobem. Výsledky jsou uvedeny v tabulce č. 1«

Příklad 5

Postup podle příkladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že na povrch perliček byla nanesena ve formě 10% vodné disperse směs 0,1 hmotnostního dílu Polynolu A 0,01 hmotnostního dílu stearanu draselného jako emulg.' oru a 0,05 hmotnostního dílu stearanu vápenatého. Po zamíchání a zpracování bylo provedeno vyhodnocení obvyklým způsobem. Výsledky jsou v tabulce č. 1 ·

Příklad 6 a 7

Postup podle příkladu 1 byl opakován a tím rozdílem, že na povrch nepředpěněnýoh perlí bylo naneseno 0,05 hmotnostního dílu (příklad 6) a 0,1 hmotnostního dílu glyoerooukrů na bázi palmového oleje, komerční označení Celynol MSPO 11 (příklad 7) ve formě 10% vodné disperse mícháním v pomaloběžném mísiči po dobu 20 minut. Výsledky jsou uvedeny v tabulce č. 1.

Příklad 8 a 9

Postup podle příkladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že do polymerační násady byl dávkován 1, 2, 5, 6 tetrabromcyklooktan v množství 0,2 hmotnostního dílu (příklad 8) a 0,075 hmotnostního dílu (příklad 9). Výsledky měření jsou uvedeny v tabulce č. 1.

Příklad 10 a 11

Postup podle přikladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že do polymerační násady byl dávkován 1, 2, 5, 6 tetrabromcyklooktan v množství 0,075 hmotnostního dílu a na povroh nepředpěněných perlí bylo naneseno 0,05 hmotnostního dílu (příklad 10) a 0,10 hmotnostního dílu (příklad 11) Celynolu MSPO 11 ve formě 10% vodné disperse. Výsledky jsou uvedeny v tabulce č. 1.

Příklad 12 a 13

Postup podle příkladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že do polymerační násady byl

215 933 dávkován 1, 2, 5, 6, 9, 10 hexabromoyklododekan (HBCDD) v množství 0,2 hmotnostního dílu (příklad 12) a 0,10 hmotnostního dílu (příklad 13). Výsledky měření jsou uvedeny v tabulce δ. 1.

P ř í k 1 a d 14 a 15

Postup podle příkladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že do polymerační násady bylo dávkováno 0,10 hmotnostního dílu 1, 2, 5, 6, 9, 10 hexabromcyklododekanu a na povrch nepředpěněnýoh perlí bylo naneseno 0,05 hmotnostního dílu (příklad 14) a 0,10 hmotnostního dílu (příklad 15) Celynolu MSPO 11 ve formě 10% vodné disperse. Výsledky jsou uvedeny v ta buloe č. 1.

Příklad 16 a 17

Postup podle příkladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že do polymerační násady byl dávkován pentabrommonoohloroyklohexan (BCCH) v množství 0,10 hmotnostního dílu (příklad 16) a 0,03 hmotnostního dílu (příklad 17). Výsledky hodnocení jsou uvedeny v tabulce č. 1.

Přiklad la

Postup podle příkladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že do polymerační násady bylo dávkováno 0,03 hmotnostního dílu pentabrommonoehlorcyklohexanu a na povrch nepředpěněnýoh perlí bylo naneseno 0,05 hmotnostního dílu Celynolu MSPO 11 ve formě 10% vodné disperse. Výsledky jsou uvedeny v tabulce č. 1.

Příklad 19

Postup podle příkladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že do polymerační násady bylo dávkováno 0,015 hmotnostního dílu pentabrommonoehlorcyklohexanu a na povrch nepředpěněnýoh perlí bylo naneseno 0,05 hmotnostního dílu Celynolu MSPO 11 ve formě 10% vodné disperse. Výsledky jsou uvedeny v tabulce č. 1.

P ř í k 1 a d 20

Postup podle příkladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že do polymerační násady bylo dávkováno 0,015 hmotnostního dílu pentabrommonoehlorcyklohexanu a na povrch nepředpěněnýoh částic bylo naneseno 0,05 hmotnostního dílu Polynolu A va řoJtaš 10% vodné disperse. Výsledky jsou uvedeny v tabulce č. 1.

P ř í k 1 a d 21

Postup podle příkladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že do polymerační násady bylo dávkováno 0,075 hmotnostního dílu TBCO a na povroh nepředpěněnýoh perlí bylo naneseno 0,05 hmotnostního dílu Polynolu A ve formě 10% vodné disperse. Výsledky jsou uvedeny v tabulce

č. 1.

215 933

Příklad 22

Postup podle příkladu 1 byl opakován s tím rozdílem, že do polymerační násady bylo dávkováno 0,015 hmotnostního dílu pentabrommonochlorcyklohexanu a na povroh nepředpěnšnýoh perlí bylo naneseno 0,09 hmotnostního dílu Polynolu A a 0,01 hmotnostního dílu stea ránu vápenatého ve formš prášku. Výsledky jsou uvedeny v tabulce č. 1 .

Tabulka č. 1 Vybrané zpracovatelské a užitné vlastnosti hodnocených vzorků

j Vzorek podle i příkladu č.	3 h o +» m '•a 1» Jd 4* ·Η >S Kt( Ο4»Ό á al a	*··»“·· «··«·· 1 · O τϊ >3X1 P>® o ΟΌ «3 ► ® ® TbfjH A A Αό Φ A	! Doba chlazení í t bloku (min.) } !_	i g ® β fair Φ ® 3 O MJd3d 'jm . h Sx3 ® § N o τ) t>	——— +» o“ <0 J4 · Stí Ό CO ,Ω Ctí O ΙΏ-'	'Λ o Ž ° Η O >ggo> S>® vl o a>h « S A	4> 3 «A A	4» Sí «5 §2® A
1		6.9	6,8		1,22	- 0,48	0,290	0,147
2	0,1 hm.d. Polynol A	3,6	5,2	23,5	1,67	- 0,95	0,235	0,116
3	0,1 hm.d. Polynol A	3,9	5,8	14,7	1,50	- 0,70	0,205	0,125
4	0,05 hm.d. stearan vápenatý	4,2	6,6	2,9	1,20	- 0,62	0,210	0,135
5	0,1 hm.d. Polynol A + 0,05 hm.d. stearan Ca	1,5	5,2	23,5	1,68	- 0	0,210	0,115
6	0,05 hm.d. Celynol	3,9	6,7	2,0	1,77	- 0,94	0,272	0,145
7	0,10 hm.d. Celynol	0,4	4,5	34,5	3,38	- 0,54'	0,199	0,141
8	0,20 hm.d. TBCO	15,3	4,1	39,1	-	-	-	-
9	0,075 hm.d. TBCO	8,2	6,3	7,5	0,72	- 1,19	0,284	0,118
10	0,05 hm.d, Celynol + 0,075 hm.d. TBCO	1,4	3,7	45,8	2,14	- 1,25	0,215	0,110
11	0,10 hm.d. Celynol + 0,075 hm.d. TBCO	0,8	3,1	54,3	2,45	- 0,81	0,199	0,112
12	0,20 hm.d. HBCDD	20,8	2,5	63,3	-	-	-	-
13	0,10 hm.d. HBCDD	8,0	6,7	2,0	1,80	- 0,71
14	0,1 hm.d. HBCDD + 0,05 hm.d. Celynol	3,6	4,2	38,7	2,21	- 1,02
15	0,10 hm.d. HBCDD + 0,10 hm.d. Celynol	0	3.9	42,8	.3,42	- 0,98
16	0,10 hm.d· BCCH	25,0	1,6	77,1	-	-	-	-
17	0,03 hm.d. BCCH	5,9	4,4	35,0	2,76	- 1,16	0,272	0,143
18	0,03 hm.d. BCCH + 0,05 hm.d. Celynol	1,0	2,0	70,0	4,83	- 1,39	0,200	0,121
19	0,015 hm.d. BCCH + 0,05 hm.d. Celynol	0,7	4,2	38,8	2,05	- 0,95	0,240	0,125
20	0,015 hm.d. BCCH + 0,05 hm.d. Polynol A	1,2	4,6	32,4	1,90	- 0,92	0,246	0,132
21	0,075 hm.d. TBCO + 0,05 hm.d. Polynol A	2,2	4,1	40,0	2,05	- 0,89	0,228	0,122
22	0,015 hm.d. BCCH 0,09 hm.d. Polynol A 0,01 hm.d. stearan vápenatý	0,8	3,4	50,0	2,3	- 0,90	0,210	0,145
	Styropon P	2,1	5,3		1,86		0,260

* * es « -P . H t!tj3 |X1 o

O m o

M'-' A dobrá dobrá dobrá dobrá dobrá dobrá dobrá výrazně zhoršena dobrá dobrá mírně zhoršena výrazné zhoršená dobrá dobrá dobrá výrazně zhoršená dobrá mírně zhoršená dobrá dobrá dobrá dobrá

215 933

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob výroby zpěňovatelnýoh. polystyrénových hmot se zlepšenými zpracovatelskými vlastnostmi suspenzní polymeraoí styrenu, vyznačený tím, še se polymerace provádí v přítomnosti 0,01 až 0,2 hmotnostního dílu halogenovaná organické sloučeniny, obsahující 40 až 75 % vázaného halogenu a na částioe vzniklého polymeru se nanáší aditivum na bázi rostlinných nebo živočišných tuků v množství 0,05 až 0,3 hmotnostního dílu na 100 hmotnostníoh dílů polymeru.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se na částioe vzniklého polymeru nanese rovněž 0,01 až 0,10 hmotnostního dílu solí mastných kyselin.