CS232171B1 - Způsob přípravy stabilizačního systému pro výrobu zpěňovatelného polystyrenu - Google Patents

Abstract

Vynález se vztahuje na způsob přípravy stabilizačního systému pro výrobu zpěňovatelného polystyrenu suspenzní polymorací. Stabilizační systém, připravený srážením terč. fosforečnanu sodného ve vodě rozpustnou vápenatou solí, ob- „ sáhuje modulátor - ve vodě omezeně rozpustnou vápenatou sůl alifatické nebo aromatické karboxylové kyseliny. Použití tohoto stabilizačního systému dává možnost vyrábět zpěňovatelný polystyren s velmi úzkou distribucí částic.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy stabilizačního systému pro výrobu zpěňovatelného polystyrenu suspenzní polymerací za použití sráženého zásaditého fosforečnanu vápenatého jako stabilizátoru suspenze*

Pro výrobu pěnových polystyrénových tvarovek a tenkostěnných obalovin jsou používány perle zpěňovatelného polystyrenu o menším středním průměru ( < lmm), zatímco perle o větším středním průměru ( χ* 1 mm) jsou aplikovány pro výrobu bloků a izolačních desek, jejichž podíl objemově převažuje. Jak hrálitu výlisků, tak i technologický proces výroby pěnového polystyrenu výrazně ovlivňuje šířka distribuce velikostí perel, množství podsevů, nadsevů a přítomnost velmi malých perel (<ζ,0,3 mm)·

Z tohoto důvodu zpěňovatelný polystyren pro výrobu kvalitních jednotlivých typů výlisků musí odpovídat vhodné granulometrii zpracovávaných perel. Je proto nezbytné perle zpěňovatelného polystyrenu získané suspenzní polymerací (suspenzní produkt) třídit na frakce o požadovaných vlastnostech* Kvalita těchto tříděných frakcí nezávisí jen na parametrech strojního zařízení, ale i Ví 2.natn<z míře na povrchových vlastnostech a granulomeτηι suspenzního produktu* S rostoucí šířkou distribuce velikostí perel suspenzního produktu vzrůstá podíl nadsevů a především podýsevů v; tříděných frakcích zpěňovatelného polystyrenu* kvalitě těchto komerčních frakcí proto rozhoduje použitý polymerační suspenzní systém*

Polymerační systémy používající vodorozpustné stabilizátory suspenze při výrobě zpěňovatelného polystyrenu, jako např. polyvinylalkohol (čs* pat* 134 330» A0 175 556)» neumožňují vznik suspenze perel s dostatečně úzkou distribucí jejich velikostí a jsou proto z hlediska třídění nevýhodné*

232 171

Při použití sráženého fosforečnanu vápenatého jako rtabilizátoru suspenzní polymerace styrenu lze obecně získat při vhodných podmínkách míchání suspenzní produkt o úzké distribuci velikostí perel· Dosavadní stabilizační systémy na této bázi však neumožňovaly spolehlivou výrobu perlového produktu o střední velikosti perel větší než cca 1 mm·

Anionaktivní tenzidy,jako nejběžnější modulátory sráženého fosforečnanu vápenatého_fvedou ke vzniku suspenze perel o extrémně nízkém jejich středním průměru·

Použití sráženého fosforečnanu vápenatého bez modulátoru, nebo s jeho nízkou koncentrací při suspenzní polymeraoi styrenu vede ke ztrátě stability suspenze a nebo nedostatečné technologické bezpečnosti polymeračního procesu·

Zvýšení kvality zpěňovatelného polystyrenu v důsledku zíhkání suspenzního produktu o větším střědním průměru perel a jejich úzké distribuci lze dosáhnout použitím stabilizačního systému pro výrobu zpěňovatelného polystyrenu, připravenou způsobem podle vynálezu·

Způsob přípravy stabilizačního systému pro výrobu zpěňovatelného polystyrenu suspenzní polymeraoi sražením terci álního fosforečnanu sodného ve vodě rozpustnou vápenatou solí v přítomnosti modulátoru, spočívající v tom že se jako modulátoru použije nejméně jedna ve vodě omezeně rozoustná vápenatá sůl alifatické nebo aromatické kyseliny v množství 0,5 až 20 % hmotnostních, s výhodou 1 až 5 % hmotnostních, vztaženo na množství tero»fosforečnanu sodného, přičemž ve vodě omezeně rozpust nou vápenatou solí alifatických nebo aromatických kartonyNových kyselin s výhodou je vápenatá sůl kyseliny stearové, palmitové a nebo kyseliny benzoové nebo jejich směsi·

Zpěňovatelným polystyrenem se zde síní polystyren, který obsahuje zpěňovadlo jako ngř· nízkovároucí uhlovodíky, případně další aditiva jako jsou např. reatardery hoření k omezení hořlavosti pěnového materiálu, nebo modifikátory zpracovatelských vlastností·

232 171

Ve vodě téměř nerozpustnou vápenatou selí alkylči aryl- k^rkoxYtov<?í kyseliny jsou míněny zejména vápenaté soli kyseliny stearové palmitové nebo jejioh. směsi získané ze stearinu, nebo vápenaté soli typu kyseliny benzoové.

Podle vynálezu je možno získat suspenzní produkt zpěnovatelného polystyrenu, který obsahuje 75 až 95 % hmotnostních perel o optimální velikosti pro jednotlivé typy komerčních frakcí. Distribuce velikostí perel _! tohoto materiálu je velmi úzká a prakticky neobsahuje perle o extrémně malém průměru* Vlastnosti suspenzního produktu umožňují vyrobit komerční frakce o kvalitě z granulometriokého hlediska vyšší, než odpovídá požadavkům na čistotu jednotlivých frakcí, neboť obsahují řádově méně perel o nežádoucím průměru*

Následující příklady ilustrují postup podle vynálezu:

Příklad 1

V polymeračním reaktoru (80 1) s míchadlem typu ‘Pfaudler byl za míchání připraven fosfátový stabilizátor suspenze následujícím způsobem: destilovaná voda (70 °C) 10 1 fosforečnan sodný < 40 g chlorid vj£penatý 50 g

Po rozpuštění fosforečnanu sodného v ohřáté vodě byl za míchání vysrážen fosforečnan vápenatý uvedeným množstvím chloridu vápenatého. Po zředění suspenze sta bilizátoru 20 1 destilované vody byly nadávkovány do vodní fáze následující složky polymeračního systému:

styren 30 1 dibenzoylperoxid 110 g terc*-butylperbonzoat 25 g ^{232 171}

Polymerační násada byla zahřáta na polymerační teplotu 90 °C· Polymerace probíhala v relativně málo stabilní suspenzi· Po první i druhé polymerační hodině nastává u odebraného nemíchaného vzorku úplné rozrušení koloid- : ního systému během několika minut· Přibližně ve třetí polymerační hodině (65 až 75 % konverze) došlo ke ztrátě stability polymerní suspenze v reaktoru, oož se projevilo separací organické a vodní fáze·

Polymeraci styrenu nelze za použití připraveného stabilizátoru suspenze dokončit ve formě suspenze·

Příklad 2

Analogickým způsobem podle příkladu 1 byla provedena příprava a polymerace styrenu s tím rozdílem, že k připravenému stabilizátoru suspenze byl jako modulátor nadávkován vodorozpustný dodeoylbenzensulfonan sodný v množství 0,2 % hmotnostních, vztaženo na stabilizátor suspenze*

Polymerace styrenu probíhala ve stabilní suspenzi· Při dosažení 75 % konverze (£ 3,5 hod·) byla stabilita suspenze zvýšena přídavkem sodné soli dinaftylmetandisulfonové kyseliny v množství 1 % hmotnostního, vztaženo na stabilizátor suspenze a do uzavřeného reaktoru, po jeho natlakování na 0,1 MPa dusíkem, byl nadávkován pentan v množství 2000 g· Po 6 h celkové polymerační doby při 90 °C byla teplota polymerace zvýšena na 125 °C, při které polymerace probíhala 3 h· Po ochlazení, odstředění a vysušení suspenze byly získány perle zpěnovatelného polystyrenu, jejichž velikost byla menší než 0,5 mm, s pěnivostí (ČSl 64 3006) 14 g/1 a obsahem nezreagovaného styrenu menší než 0,1 % hmotnostní·

232 171

Příklad 3

Perle zpěnovatelného polystyrenu byly připraveny podle postupu uvedeného v příkladu 2 s tím rozdílem, že jako modulátoru byl použit stearát vápenatý rozpuštěný ve styrenu. Byly získány perle zpěnovatelného polystyrenu, jejichž střední velikost byla závislá na množství stearátu vápenatého, jak je patrné z následující tabulky.

Stearát vápenatý střední velikost variační (% hmot.) perel (mm) koeficient (%)

15	1,0	21
10	1,2	15
5	1,6	20
2	2,4	22

Poznámka: množství vztaženo na stabilizátor suspenze d ..k — áig v * k g-r ' · 100 % d.^ - velikost ok (mm) pomyslného síta, kterým by prošlo právě 1 % perlového produktu.

Variační koeficient charakterizuje šíři distribuce velikostí perel, která je velmi úzká, jak dokumentují uvedené hodnoty.

Příklad 4

Postupem podle příkladu 2 byly připraveny perle zpeSovatelného polystyrenu s tím^ rozdílem, že byl jak© modulátor použit stearin v množství 3 % hmotnostní na stabilizátor suspenze, rozpuštěný ve styrenu. Z kyselin obsažených ve stearinu se vytvoří vápenaté soli v důsledku nadbytku vápenatých iontů ve vodní fázi. Byly získány perle se středním průměrem 1,8 mm a úzkou jejich distribucí (variační koeficient cca 25 %)·

232 171

Příklad 5

Suepenzní zpéňovatelný polystyren byl připraven podle příkladu 2 s tím rozdílem, že jako modulátor byl použit benzoát vápenatý, vytvořený nadávkováním rozpuštěné kyseliny benzoové ve styrenu v množství 1 % hmotnostní na stabilizátor suspenze do polymerační násady· Vznikly perle zpěňovatelného polystyrenu o střední velikosti 1,2 mm s úzkou jejich distribucí (variační koeficient 20 %)·

Claims (1)

1. P SE D MÍ T VYNÁLEZU

   Způsob přípravy stabilizačního systému pro výrobu zpěňovatelného polystyrenu suepenzní polymerací sražením terciálního fosforečnanu sodného ve vodě rozpustnou vápenatou solí v přítomnosti modulátoru, vyznačený tím, že')jako modulátoru použije nejméně jedna ve vodě omezeně rozpustná vápenatá sůl alifatické nebo aromatické karfeexyLovč kyseliny v množství 0,5 až 20 % hmotnostních,s výhodou 1 až 5 % hmotnostních, vztaženo na množství tero.fosřorečnanu sodného, přičemž ve vodě omezeně rozpustnou vápenatou solí alifatických nebo aromatických kavboyylovýth kyselin s výhodou je vápenatá sůl kyseliny stearové, palmitové a/nebo kyseliny benzoové nebo jejich směsi·