DD130482B1

DD130482B1 - Verfahren zur herstellung von schwerentflammbaren schaumfaehigen styrolpolymerisaten

Info

Publication number: DD130482B1
Application number: DD19852177A
Authority: DD
Inventors: Hans-Wilhelm Gruetzmacher; Horst Marschner; Ellen Kiermeyer; Detlef Mueller; Ralf Rieschel; Walter Kreibich; Bernd Hamann; Hans Kaltwasser
Original assignee: Gruetzmacher; Horst Marschner; Ellen Kiermeyer; Detlef Mueller; Ralf Rieschel; Walter Kreibich; Bernd Hamann; Hans Kaltwasser
Priority date: 1977-04-21
Filing date: 1977-04-21
Publication date: 1982-03-31
Also published as: DD130482A1

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von schwerentflammbaren, schaumfähigen Styrolpolytnerisaten bzw. Copolymerisaten des Styrols, die durch Suspensionspolymerisation von Styrol oder Copolymerisation des Styrols in Gegenwart eines anorganischen oder organischen Suspensionsstabilisators unter Zugabe eines Treibmittels und eines Flammschutzmittels erhalten werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ss ist bekannt, Suspensionspolymerisate des Styrols mit chlorierten oder bromierten organischen oder anorganischen Verbindungen in Gegenwart eines Synergisten zu behandeln, um die Entflaambarkeit der Poly raerisate herabzusetzen. Die Zugabe dieser Verbindungen kann sowohl während der Polymerisation als auch mit der Zugabe des Treibmittels erfolgen (US-Patent 2 658 877, DT-AS 1 002 125). Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Verarbeitbarkeit der Peipolymerisate erschwert ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich bei der Verschäumung keine einheitliche Zellstruktur ausbildet. Das hat zur Folge, daß die Oberfläche der geschäumten Teilchen stark vernarbt, wodurch die Verschv/eißung der Partikel beeinträchtigt ist.

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Die überwiegend als Flammschutzmittel eingesetzten Halogenverbindungen wirken als Weichmacher und beeinflussen damit ungünstig den Erweichungspunkt der Folystyrolperle. Durch die Herabsetzung des Erweichungspunktes wird die Druckfestigkeit des Schaumstoffes vermindert. Dadurch kann die Maßhaltigkeit der Formteile auf Grund einer starken Schrumpfung nicht gewährleistet v/erden. Darüber hinaus ist es für eine ausreichende Flammwidrigkeit der verschäumten Polymerisate notwendig, relativ große Mengen Antiflammittel einzusetzen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, flammwidrig ausgerüstete verschäumbare Styrolhomo- oder Copolymerisate herzustellen, die sich gut verarbeiten lassen und in ihren mechanischen Kennwerten den Anforderungen entsprechen.

Darlegung des Vfesens der Erfindung

- Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von schwerentflammbaren schaumfähigen Styrolhomo- bzw. Copolymerisaten zu entwickeln, das es gestattet, unter Verwendung bekannter halogenhaltiger Antiflammittel und eines Synergisten, beispielsweise Dicumylperoxid, schaumfähige Polymerisate herzustellen, die in ihrer Oberflächenstruktur und den mechanischen Kennwerten den Anforderungen entsprechen.

- Merkmale der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, indem bekannte halogenhalt ige Antiflammittel, gegebenenfalls in Gegenwart eines Synergisten, beispielsweise Dicumylperoxid, bei einer Treibraittelkonzentration von 4· - 5 % in den Folymerisatperlen und einem Restmonomerengehalt unter 0,5 % zugegeben werden, wobei die Suspension vor der Treibmittelzugabe mit 0,1 - 0,3 Gew.-% eines organischen wasserlöslichen hochpolymeren Suspensionsstabilisators, z. B. Polyvinylalkohol, nachstabilisiert wird.

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Die Imprägnierung der Polymerisatperlen erfolgt zweckmäßigerweise mit bekannten Treibmitteln, beispielsweise Pentan. Die Imprägnierung kann dabei im gleichen Reaktor erfolgen, in welchem die Polymerisation vorgenommen wurde, sie kann aber auch in einer getrennten Verfahrensstufe vorgenommen werden. Nach der Flammschutzmittelzugabe wird die Imprägnierung bis zu einem Treibmittelgehalt in den Polymerisatperlen von 6 - 7 % weitergeführt.

Zur ausreichenden Bedeckung der Folystyrolperlen mit dem Flammschutzmittel genügen bei diesem Verfahren geringere Mengen an Antiflammittel» Dadurch werden der Erweichungspunkt des Styrolpolymerisates nur unwesentlich herabgesetzt und die Druckfestigkeit und die Volumenbeständigkeit des Schaumstoffes nicht beeinträchtigt.

Nach der Verschäumung können bei gleichbleibend guter Flammfestigkeit und Verschweißung den Anforderungen entsprechende Folystyrolschaumstoffe hergestellt werden.

Erfolgt die Flammschutzmittelzugabe bei einer Treibmittelkonzentration in den Polymerisatperlen von 6 - 7 %, so kommt es bei der Vorschäumung der Styrolpolymerisate zu einer sehr hohen Klumpenbildung die eine Förderung, Dosierung und Weiterverarbeitung des vorgeschäumten Materials zu fertigen Schaumstoffblocken erschweren oder ganz verhindern kann.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

In einem 4-0 1-Stahlautoklaven, der 15 kg Perlpolyraerisat enthält, welche in 20 1 entsalzenem Wasser suspendiert sind, werden der Suspension 6,4 Gew.-% Fentan und 0,1 Gew.-% Polyvinylalkohol, bezogen auf das Perlpolymerisat, zugegeben und auf 115 C erwärmt.

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Bei einem experimentell bestimmten Fentangehalt von 3»5 % in den Polystyrolperlen wird der Suspension 1 % Flammschutzmittel, bezogen auf das Perlpolymerisat, z. B· Trisdibrompropylphosphat, zudosiert. Bei einem erreichten Treibmittelgehalt von 5»6 % in den Polystyrolperlen wird die Imprägnierung abgebrochen und die Suspension aufgearbeitet. Das schwerentflammbare schaumfähige Polystyrol wird anwendungstechnisch ausgeprüft, die erzielten Uerte sind in Tabelle 1 enthalten.

Beispiel 2

Die Versuchsdurchführung war wie im Beispiel 1. Die Zugabe des Flammschutzmittels erfolgte bei einem erreichten Treibmittelgehalt von 4,5 % in den Polystyrolperlen und einem Reststyrolgehalt von 0,3 % in einer Konzentration von 0,75 %_t bezogen auf das Perlpolymerisat. Die Imprägnierung wurde bei einer Pentankonzentration von 5,9 % in den Polystyrolperlen abgebrochen. Das schwerentflammbare schaumfähige Polystyrol wurde ausgeprüft, die erzielten Werte sind in Tabelle 1 enthalten.

Beispiel 3

Die Versuchsdurchführung v/ar wie im Beispiel 1. Die Zugabe des Flammschutzmittels erfolgte bei einem erreichten Treibmittelgehalt von 5»3 % in den Polystyrolperlen und einem Reststyrolgehalt von 0,9 % in einer Konzentration von 0,75 %% bezogen auf das Perlpolymerisat. Die Imprägnierung wurde bei einer Pentankonzentrat ion von 5,8 % in den Polystyrolperlen abgebrochen. Das schwerentflammbar ausgerüstete schaurafähige Polystyrol wurde ausgeprüft, die erzielten Vierte sind in Tabelle 1 enthalten.

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Beispiel 4

In einem 10 m -Stahlautoklaven mit Impellerrührer werden

100 Teile Styrol

93 Teile entsalztes Wasser 0,3 Teile Benzoylperoxid 0,03 Teile tert. Butylperbenzoat 0,5 Teile Tricalciumphosphat 0,001 Teile Dodecylbenzolsulfonat

unter Rühren vermischt. Diese Suspension wird bei 89 C mit einer Rührerdrehzahl von 88 UpM polymerisiert. Bei einem erreichten Umsatz von über 90 % werden der Suspension 0,1 Teile einer 5 i^igen wäßrigen Polyvinylalkohollösung, 0,5 Teile Dicumylperoxid und 6,4 Teile Pentan zugegeben und auf 115 C erhitzt. Bei einem experimentell ermittelten Treibmittelgehalt in den Polystyrolperlen von 4,8 % werden der Suspension 0,75 Teile Flammschutzmittel, wie zum Beispiel Trisdibrompropylphosphat, zudosiert. Der Reststyrolgehalt betrug 0,4 %, Bei einem erreichten Treibmittelgehalt von 6,1 % in den Polystyrolperlen wird die Imprägnierung abgebrochen und die Suspension aufgearbeitet. Das schwerentflammbare schaumfähige FoIy- styrol wird ausgeprüft, die erzielten Vierte sind in Tabelle 1 enthalten.

Beispiel 5

Die Versuchsdurchführung war wie im Beispiel 4. Die Zugabe des Flammschutzmittels erfolgte bei einem erreichten Treibmittelgehalt von 4,3 % in den Folystyrolperlen und einem Reststyrolgehalt von 0,2 ⁰Ja in einer Konzentration von 0,75 Teilen. Die Imprägnierung wurde bei einer Treibmittelkonzentration in den Polystyrolperlen von 6,0 % abgebrochen. Das schwerentflammbare schaumfähige Polystyrol wurde ausgeprüft, die erzielten ^T./erte sind in Tabelle 1 enthalten.

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Tabelle 1

Prüfergebnisse der Polystyrolperlfraktion 1,0 - 2,0 mm

Parameter	Beisp. 1	Beisp· 2	Beisp. 3	D	Beisp. 4	Beisp. 5
Klumpenbild. (%)	0	1	30	D	0	0
Aufschäumverhal ten nach 3 min (g/l)	15,2	15,9	D	16,2	16,7
Verschweißungs- güte	5	3	brennt	2	1
Schrumpfung OO	19	2	5,8	0	1
Flammwidrig keit (see)	- 2	- 2	0,29	— 4	- 3
Pentangeha It	5,6	5,9	0,43	6,1	6,0
Bromgehalt (%)	0,57	0,46	0,48	0,46
Flammschutzmit telgehalt (%)	0,85	0,6?	0,71	0,67

keine Weiterverarbeitung der vorgeschäumten verklumpten Perlen möglich.

Claims

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Erfindungsanspruch

Verfahren zur Herstellung von schwer-entflammbaren schaumfähigen Suspensionspolymerisaten, vorzugsweise Homo- oder Copolymerisaten des Styrols, unter Zugabe bekannter halogenhaltiger Antiflernmittel, gegebenenfalls in Gegenwart eines Synergisten, beispielsweise Dieumylperoxid, gekennzeichnet dadurch, daß die Zugabe des Antiflainmittels bei einer Treibmittelkonzentration in den Polymerisetperlen von ^;+ bis 5 % und einem Restmonomerengehalt unser 0,5 % erfolgt, wobei die Suspension vor der Treibmittelzugabe mit 0,1 bis 0,3, vorzugsweise 0,2, Gew.-% eines organischen wasserlöslichen Suspensionsstabilisators nachstabilisiert wird.