CZ20011691A3 - Expandovatelné styrenové polymery obsahující grafitové částice, způsob jejich výroby a z nich vyrobené pěnové látky - Google Patents

Description

Vynález se týká částicových expandovatelných styrenových polymerů obsahujících grafitové částice, způsobu jejich výroby a rovněž z nich vyrobených pěnových látek.

Dosavadní stav techniky

Pěnové látky s polystyrénovými částicemi jsou již delší dobu známé a osvědčily se v mnoha oblastech. Výroba těchto pěnových látek se provádí napěněním polystyrénových částic napuštěných bubřidly a následujícím svařením takto vyrobených napěněných částic do tvarových těles. Významnou oblastí použití je tepelná izolace ve stavebnictví.

K tepelné izolaci používané pěnové desky z pěny z polystyrénových částic mají hustotu nejvíce 30 g/1, poněvadž při těchto hustotách je tepelná vodivost pěny z polystyrénových částic minimální. Z důvodů materiálové úspory je desky z pěnové látky žádoucí používat k tepelné izolaci hustotou, zejména

Výroba takovýchto problémy. Takovéto mají významně zhoršenou tepelnou izolaci, požadavky třídy tepelné vodivosti 035 (DIN 18 maximálně pěnových desky zhoršenou s malou

97/02458 patentových je expandovatelných se může snížit látek. Přitom rovnou nebo menší než g/1.

látek nepřináší nijaké technické pěnové látky s malou hustotou však tepe lnou přihláškách PCT/EP navrhováno styrenových polymerů tepelná použité takže nesplňují

164, část 1).

97/02457 a PCT/EP zapracovat do částicovitých, grafitové částice, čímž vodivost takto vyrobených pěnových grafitové částice mají velikost • · · · částic přednostně 1 až 50 μπι, větší grafitové částice se dosud nemohly při přednostní v přítomnosti grafitu vůbec vsázka zpravidla koagulovala.

výrobě suspenzní polymerací vyrobit, poněvadž polymerační

Podstata vynálezu

Bylo zjištěno, že radikálová polymerizace styrenu ve vodnaté suspenzi za přítomnosti grafitu s velikostí částic více než 50 um je možná tehdy, když se grafitové částice, přednostně suspendované ve styrenu, přidávají k polymerizační vsázce při přiměné 10 až 100 % monomerů.

Překvapivě se ukázalo, že pěnové látky z expandovatelných styrenových polymerů, které obsahují grafit o velikosti částic více než 50 nm, mají vyšší vyšší absorpci zvuku a menší smršťování, než pěnové látky z expandovatelných styrenových polymerů s grafitem o velikosti částic méně než 50 nm.

Předmětem vynálezu tím jsou částicové, expandovatelné styrenové polymery, které mají 0,1 až 25, přednostně 1 až 10 hmotn. % grafitových částic se střední velikostí částic více než 50 nm. Střední velikost částic se zjistí z analýzy pomocí Fraunhoferova ohybu, přičemž pod velikostí částic se rozumí největší průměr částice. Přednostně má střední velikost částic činit mezi 55 a 200 Um, zejména mezi 60 a 150 Um.

Dalším předmětem vynálezu je způsob výroby částicových expandovatelných styrenových polymerů polymerizací styrenu, případně společně s až 20 % jeho hmotnosti komonomerů, ve vodnaté suspenzi za přítomnosti grafitu a přídavku bubřidel, během nebo po po 1ymerizaci, přičemž se grafitové částice se střední velikostí částic více než 50 nm přidávají • · • · · ·

k polymer i začni vsázce při 10 až 100 %ní přeměně monomerů.

Pod expandovatelnými styrenovými polymery se rozumí styrenové polymery obsahující bubřidlo.

Expandovatelné styrenové polymery podle vynálezu obsahují jako polymerovou matrici zejména homopolystyren nebo styrenové kopolymery s až 20 hmotn. %, vztaženo na hmotnost polymerů, ethylenicky nenasycených komonomerů, zejména

alkylstyrenů, a-methylstyrenu.	divinylbenzolu,	akrylnitrilu	nebo
Při suspenzní polymeraci	podle vynálezu se	mohou

přidávat obvyklé pomocné prostředky, jako například peroxidové iniciátory, suspenzní stabilizátory, bubřidla, přenášeče řetězce, pomocné expanzní prostředky, nukleační prostředky a změkčovadla. Zvláště přednostní je přídavek ochranné látky proti ohni, přednostně v množstvích 0,1 až 6 hmotn. % a synergistů ochranné látky proti ohni v množstvích 0,1 až 1 hmotn. %, vztaženo na výsledný styrenový polymer. Přednostní ochranné látky proti ohni jsou alifatické, cykloalifatické a aromatické sloučeniny bromu, jako hexabromcyklododekan, pentabrommonochlorcyklohexan a pentabromfencylaly1 ether. Vhodné synergisty jsou C-C- nebo 0-0- labilní organické sloučeniny, jako dicumylperoxid. Bubřidla se používají v množstvích 3 až 10 hmotn. %, vztaženo na styrenový polymer. Vhodnými bubřidly jsou alifatické uhlovodíky se 4 až 6 atomy uhlíku. Jako suspenzní stabilizátory se používají anorganické Pickeringovy dispergátory, například pyrofosforečnan hořečnatý nebo fosforečnan vápenatý.

V průběhu suspenzní polymerizace přidávané grafitové částice se nejprve přednostně suspendují v organickém rozpouštědle, přednostně ve styrenu. Zvláště přednostní je

použít jako suspenzní prostředek roztok polystyrenu ve styrenu. Je také možné přidat grafit jako polystyrénovou vsázku. Hmotnostní poměr grafitu k suspenznímu prostředku přitom přednostně činí 80 : 20 až 20 : 80, zejména 50 : 50.

Graf itová suspenze se vsázce přidává při mezi 20 a 90 % a podle vynálezu k přeměně monomerů mezi zejména mezi 25 a 75 polymer i začni a 100

%. Když přednostně částice přidávají teprve relativně později, graf i tové obdrží se polystyrénové částice, které mají polystyrénovou obsahující grafit. Takovéto expandovatelné částice jsou charakterizovány dobrými vlastnostmi, to znamená dobrou smáčite1nosti· skořepinu polystyrénové antistatickými

V zásadě se může částicový, expandovatelný styrenový polymer podle vynálezu vyrobit také tím, že se grafitové částice zapracují v extruderu do taveniny polystyrenu a bubřidla a vylisovaný provazec se granuluje.

Expandovatelné, grafitové částice obsahující styrenové polymery se mohou zapracovat k polystyrénovým pěnovým látkám s hustotou přednostně 5 až 80 g/1, zejména 10 až 30 g/1.

Expandovatelné částice se napění. To se děje zpravidla ohřevem částic vodní parou.

Takto napěněné částice se potom svaří do tvarových těles.

Proto se napěněné část ice vloží do plynotěsné neuzavřených forem a působí se vodní parou.

Po ochlazení se mohou tvarové díly vyjmout.

Dalším předmětem vynálezu jsou pěnové látky z polystyrénových částic, které obsahují 0,1 grafitových částic se střední velikostí částic až 2 5 hmotn. % více než 50 pm.

• · · ·

Takovéto pěnové látky jsou charakterizovány nejen vynikající tepelnou izolací, nýbrž také příznivými vlastnostmi zvukové izolace a malým smršťováním. To je důležité při výrobě větších tvarových dílů, například bloků pěnové látky, které mají po vyjmutí z tvarovacích automatů často sklony ke vzniku propadlin a ještě po několika dnech skladování vykazují smrštění, což není akceptovatelné při mnoha použitích vyžadujících rozměrovou stabilitu.

Příklady provedení vynálezu

V 18,4 kg styrenu se rozpustí 61,0 g dicumylperoxidu,

40,0 g dicumylu, 15 g hexabromcyklododekanu a 20,2 g dinezolyperoxidu. Organická fáze se přidá k 20,0 1 destilované vody v 50 1 nádrži míchadla. Vodnatá fáze obsahuje 35,0 g pyrofosforečnanu sodného a 70,0 g síranu hořečnatého (hořká sůl). Suspenze se ohřívá na 80 °C. Po 110 minutách při přeměně cca 30 % styrenu se přidá 1000 ml styrenu, ve kterém je suspendováno 650 g grafitu se střední velikostí částic 75 pm (KP 99,5, Graphitwerk Kropfmúhl). Po dalších 30 minutách se přidá 1,8 g emulgátoru K 30 (Bayer AG). Po dalších 30 minutách se přidá 1,60 kg pentanu a při 125 °C se polymer i zuje. Získané perličky polystyrenu, obsahující bubřidlo, se dekantují, perou a suší. Obvyklým postupem se napěňují na částice pěny, které se spékají do bloků pěnové látky s hustotou 10 g/1.

Tyto bloky mají jen zanedbatelnou smrštivost, z nich vyrobené desky pěnové látky vykazují dobrou absorpci zvuku.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Expandovatelné styrenové polymery obsahující grafitové částice, které obsahují 0,1 až 25 hmotn. % grafitových částic, vyznačující se tím, že grafitové částice mají střední velikost částic více než 50 pm.
2. 2. Expandovatelné styrenové polymery obsahující grafitové částice podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahují 1 až 10 hmotn. % grafitových částic.
3. 3. Expandovatelné styrenové polymery obsahující grafitové částice podle nároku 1, vyznačující se tím, že grafitové částice mají střední velikost částic 55 až 200 pm.
4. 4. Způsob výroby expandovatelných styrenových polymerů obsahujících grafitové částice radikálovou polymerací styrenu, případně s až 20 hmotn. % jeho hmotnosti komonomerů, ve vodnaté suspenzi za přítomnosti grafitu a přídavku bubřidla před, během a po po1ymerizaci, vyznačující se tím, že se při přiměné 10 až 100 % monomeru přidávají k polymerizační vsázce grafitové částice se střední velikostí částic více než 50 pm.
5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že se grafitové čásice přidávají při přeměně 20 až 90 % monomerů.
6. 6. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že se k polymerizační vsázce přidávají grafitové částice suspendované ve styrenu.
7. 7. Použití expandovatelných styrenových polymerů obsahujících grafitové částice podle nároku 1 k výrobě pěnových látek .

   • · • · 4 · • ·
8. 8. Pěnové látky obsahující polystyrénové částice, vyznačující se tín, že obsahují 0,1 až 25 hmotn. % grafitových částic se střední velikostí částic více než 50 pm.