DD217529A1 - METHOD FOR PRODUCING EXPANDABLE STYRENE POLYMERISES - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING EXPANDABLE STYRENE POLYMERISES Download PDF

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DD217529A1
DD217529A1 DD25495383A DD25495383A DD217529A1 DD 217529 A1 DD217529 A1 DD 217529A1 DD 25495383 A DD25495383 A DD 25495383A DD 25495383 A DD25495383 A DD 25495383A DD 217529 A1 DD217529 A1 DD 217529A1
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DD
German Democratic Republic
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styrene
polymers
propellant
blowing agent
initiator
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DD25495383A
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German (de)
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Ellen Kiermeyer
Bernd Hamann
Hans-Wilhelm Gruetzmacher
Walter Kreibich
Ruediger Henkel
Ralf Rieschel
Peter Volkmann
Hans Bierwagen
Hermann Franke
Hartmut Schuetter
Bodo Zobel
Detlev Dietrich
Ulrich Leschke
Guenter Marwitz
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Buna Chem Werke Veb
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Abstract

Verfahren zur Herstellung von expandierbaren Styrenpolymerisaten, die durch Suspensionspolymerisation von Styren bzw. Monomergemischen mit einem Anteil von mindestens 70 % Styren unter Verwendung von mindestens zwei bekannten oelloeslichen Initiatoren unterschiedlicher Zerfallsgeschwindigkeit, in Gegenwart bromierter Oligormerer oder Polymerer des Butadiens oder anderer Hilfsstoffe, bekannter Suspensionsstabilisatoren und eines speziellen Treibmittels hergestellt werden, wobei das Treibmittel in einer getrennten Prozessstufe zugegeben wird. Die Erfindung hat zum Ziel, solche verschaeumbaren Polymerisate herzustellen, die verbesserte steuerbare Verarbeitungseigenschaften, insbesondere hinsichtlich Formbestaendigkeit und Kuehlstandszeit, besitzen und Schaumstoffe mit verbesserten mechanischen und physiologischen Eigenschaften ergeben. Das wird durch Zugabe des Initiators mit der geringeren Zerfallsgeschwindigkeit in mindestens zwei unterschiedlichen Teilen zu Beginn oder im Verlauf der beiden Verfahrensstufen erreicht, wobei die Zugabe der zweiten Teilmenge gemeinsam mit einem speziellen Treibmittel und einer auf eine darin enthaltene Treibmittelkomponente gezielt abgestimmten geringen Menge eines vernetzend wirkenden Monomeren im Umsatzbereich von 75 bis 95 % erfolgt.A process for the preparation of expandable styrene polymers obtained by suspension polymerization of styrene or monomer mixtures containing at least 70% styrene using at least two known oelloesic initiators of different decomposition rate, in the presence of brominated oligomers or polymers of butadiene or other auxiliaries, known suspension stabilizers and a special blowing agent are prepared, wherein the blowing agent is added in a separate process stage. The object of the invention is to produce such foamable polymers which have improved controllable processing properties, in particular with regard to dimensional stability and cooling time, and give foams having improved mechanical and physiological properties. This is achieved by adding the initiator at the lower rate of decomposition in at least two different portions at the beginning or in the course of the two stages of the process, the addition of the second portion together with a specific propellant and a small amount of crosslinking agent specifically tailored to a propellant component contained therein Monomers in the conversion range of 75 to 95% occurs.

Description

-1- 254 953 4-1- 254 953 4

Verfahren zur Herstellung expandierbarer StyrenpolymerisateProcess for the preparation of expandable styrene polymers Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von expandierbaren Styrenhomo- oder -copolymerisaten, die durch Suspensionspolymerisation von Styren bzw. Monomerengemischen in Gegenwart von Initiatoren, unter Verwendung von üblichen Zusatzstoffen, wie Verarbeitungshilfsstoffen, anorganischen und/oder organischen Suspensionsstabilisatoren erhalten werden, wobei das Treibmittel in einer zweiten Verfahrensstufe zugegeben wird.The invention relates to an improved process for the preparation of expandable Styrenhomo- or copolymers obtained by suspension polymerization of styrene or monomer mixtures in the presence of initiators, using conventional additives such as processing aids, inorganic and / or organic suspension stabilizers, wherein the blowing agent is added in a second process stage.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, verschäumbare Suspensionshomo- oder -copolymerisate des Styrens in zwei Verfahrensstufen herzustellen (DD-WP 129558, DD-WP 130482).It is known to produce foamable suspension homopolymers or copolymers of styrene in two process stages (DD-WP 129558, DD-WP 130482).

Die Polymerisation des Styrens bzw. von Styren mit Comonomeren wird von der Imprägnierung der Polystyrenperlen mit einem Treibmittel als zweite Stufe des Verfahrens getrennt. Als Suspensionsstabilisatoren für die Polymerisationsstufe werden bekannte anorganische und/oder organische Verbindungen benutzt (DE-AS 1161424, DE-AS 1072809, DE-AS 1151117, DE-OS 2056217).The polymerization of the styrene or styrene with comonomers is separated from the impregnation of the polystyrene beads with a blowing agent as the second stage of the process. As suspension stabilizers for the polymerization stage known inorganic and / or organic compounds are used (DE-AS 1161424, DE-AS 1072809, DE-AS 1151117, DE-OS 2056217).

Bei einer Konversion von mehr als 90% des bzw. der Monomeren wird das entstandene Perlpolymerisat in Suspension mit einem üblichen Treibmittel imprägniert. Als Treibmittel kommen dabei bekannte aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, diedas Polymerisat nicht lösen und einen Siedepunkt unterhalb des Erweichungspunktes des Polymerisats besitzen, zum Einsatz.In a conversion of more than 90% of the monomer (s), the resulting bead polymer is impregnated in suspension with a conventional blowing agent. The blowing agents used are known aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons which do not dissolve the polymer and have a boiling point below the softening point of the polymer.

In dieser Verfahrensstufe werden dabei ebenfalls bekannte anorganische bzw. organische Suspensionsstabilisatoren eingesetzt.In this process step, known inorganic or organic suspension stabilizers are also used.

Die Herstellung von Blöcken und Formteilen aus expandierbaren Styrenhomo- bzw. -copolymerisaten und die dabei angewandten Technologien sind bekannt (z. B.W.A. Keutgen in Encyclopedia of Polymer Science und Technology, Interscience Publishers, New York 1969; K. G. FRISCH, J. H. SAUNDERS: Plastics Foams, Part 2; Marcel Dekker Inc. New York, 1973).The production of blocks and moldings from expandable styrenic homopolymers or copolymers and the technologies used are known (for example, BWA Keutgen in Encyclopaedia of Polymer Science and Technology, Interscience Publishers, New York 1969, KG FRISCH, JH SAUNDERS: Plastics Foams, Part 2, Marcel Dekker Inc. New York, 1973).

Von großer Bedeutung für eine wirtschaftliche Verarbeitung der expandierbaren Styrenpolymerisate ist danach eine möglichst kurze Kühlstandszeit. Darunter ist die Zeit zu verstehen, die ein aus expandierbarem Styrenpolymerisat hergestellter Formkörper in der Form nach Abschluß der Bedampfung mindestens abkühlen muß, ohne daß es zu einem unzulässigen Nachtreiben, Schrumpfen oder Reißen des Formkörpers kommt.Of great importance for economical processing of expandable styrene polymers is then as short a cooling time as possible. This is understood to mean the time that must at least cool a molded article made of expandable styrene polymer in the form after completion of the vapor deposition, without causing any undue night rubbing, shrinkage or tearing of the molding.

Es ist bereits bekannt, die Kühlstandszeit beispielsweise durch Zusatz bestimmter schwer flüchtiger organischer halogen- und ggf. phosphorhaltiger Verbindungen zu steuern (DE-AS 1256388, DE-OS 2542281, DE-OS 2706696).It is already known to control the cooling time, for example by the addition of certain low-volatile organic halogen and possibly phosphorus-containing compounds (DE-AS 1256388, DE-OS 2542281, DE-OS 2706696).

Die dazu vorgeschlagenen Verbindungen sind aber entweder relativ schwer verfügbar und damit kostspielig, oder sie müssen in Konzentrationen im Bereich von 0,05 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Styrenpoiymerisat, angewandt werden, um hinsichtlich Senkung der Kühlstandszeit einen genügend großen Effekt zu erzielen. Dadurch werden aber wiederum andere Eigenschaften der expandierbaren Styrenpolymerisate bzw. der daraus hergestellten Schaumstoffe in ungünstiger Weise beeinflußt. Die Neigung zur Verklumpung und zur Wasseraufnahme beim Vorschäumen ist erhöht, die Förder- und Lagerfähigkeit des vorgeschäumten Materials sind verringert, die Formbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften der nach dem Ausschäumen erhaltenen Schaumstoffe werden durch Zusatz der genannten kühlstandszeitsenkenden Verbindungen in den genannten oberen Konzentrationsbereichen aber bereits deutlich nachteilig beeinflußt.However, the compounds proposed for this purpose are either relatively difficult to obtain and thus expensive, or they must be used in concentrations in the range of 0.05 to 0.5 wt .-%, based on the Styrenpoiymerisat, in order to reduce the cooling time a sufficiently large Effect to achieve. As a result, however, other properties of the expandable styrene polymers or of the foams produced therefrom are unfavorably influenced. The tendency to clumping and water absorption during pre-foaming is increased, the conveying and storage capacity of the prefoamed material are reduced, but the dimensional stability and the mechanical properties of the foams obtained after foaming are already clear by the addition of said cooling time-reducing compounds in the above-mentioned upper concentration ranges adversely affected.

Darüberhinaus sind höhere Konzentrationen an halogen- und/oder phosphorhaltigen organischen Verbindungen je nach dem Typ der Verbindung häufig entweder gesundheitsschädigend oder zumindestens in ihrer physiologischen Wirksamkeit nicht in jedem Fall unbedenklich.Moreover, higher concentrations of halogen- and / or phosphorus-containing organic compounds, depending on the type of compound, are often either detrimental to health or, at least in their physiological activity, not always harmless.

Es ist weiterhin bekannt, die mechanischen Eigenschaften derartiger Schaumstoffe und zu einem gewissen Teil auch das Verarbeitungsverhalten der expandierbaren Styrenpolymerisate durch Zusatz von geringen Konzentrationen von Divinylbenzen oder anderen vernetzend wirkenden Substanzen bzw. durch Erhöhung des Molekulargewichts des Polymeren zu verbessern (DE-AS 1100955).It is also known to improve the mechanical properties of such foams and, to a certain extent, the processing behavior of the expandable styrene polymers by addition of low concentrations of divinylbenzene or other crosslinking substances or by increasing the molecular weight of the polymer (DE-AS 1100955).

Diese Verfahrensweise führt aber häufig zu einer unerwünschten Verbreiterung des Poiymerperispektrums weit über den günstigsten Bereich zwischen 0,6 bis 2,5mm Perldurchmesser hinaus und damit zu Verarbeitungsschwierigkeiten oder bei Auftrennung in Perlfraktionen zum erhöhten Anfall weniger günstig verarbeitbarer oder anwendbarer Siebfraktionen. Außerdem kann die Erhöhung des Molekulargewichts der Styrenpolymerisate eine Kompiizierung oder zumindestens eine unwirtschaftliche Verlängerung des Herstellungszyklus der expandierbaren Styrenpolymerisate bedingen.However, this procedure often leads to an undesirable broadening of the Poiymerperispektrums well beyond the most favorable range between 0.6 to 2.5 mm bead diameter and thus to processing difficulties or separation into Perlfraktionen to increased attack less favorable processable or applicable sieve fractions. In addition, increasing the molecular weight of the styrenic polymers may require compaction or at least an uneconomical extension of the production cycle of the expandable styrene polymers.

In DD-PS 157418 haben wir die Herstellung von verschäumbaren Styrenhomo- bzw. -copolymerisaten beschrieben, die sich durch eine gezielte Modifizierung der Randzonen dertreibmittelhaitigen Perien zu Schaumstoffen mit verbesserten Eigenschaften verarbeiten lassen und dabei ein verbessertes Verarbeitungsverhalten besitzen.In DD-PS 157418 we have described the production of foamable styrene homo- or copolymers, which can be processed by targeted modification of the edge zones of the propellant-containing perienes to foams with improved properties and thereby have improved processing behavior.

Ein Nachteil dieser Verfahrensweise besteht jedoch darin, daß ais Treibmittel Pentangemische verwendet werden, die durch ihre Zusammensetzung beispielsweise bei Verwendung üblicher Fiammschutzmittelkonzentrationen zu einer in bestimmten Bereichen ungünstigen Beeinflussung der Verarbeitungseigenschaften führen und keine gezielte Steuerung der Kühlstandszeiten über den gesamten Verarbeitungsbereich erlauben.A disadvantage of this procedure, however, is that as blowing agents pentane mixtures are used which lead by their composition, for example when using Fiammschutzmittelkonzentrationen to unfavorable in certain areas influencing the processing properties and do not allow targeted control of the cooling times over the entire processing area.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, solche verschäumbaren Styrenpolymerisate herzustellen, die sich in wirtschaftlicher Verfahrensweise zu Schaumstoffen mit homogener feinzelliger Schaumstruktur und verbesserten mechanischen und physiologischen Eigenschaften verarbeiten lassen und dabei ein verbessertes Verarbeitungsverhalten insbesondere hinsichtlich Formbeständigkeit, Verschweißung und Kühlstandszeit besitzen.The object of the invention is to produce such foamable styrene polymers which can be processed economically into foams having a homogeneous fine-celled foam structure and improved mechanical and physiological properties and thereby have improved processing behavior, in particular with regard to dimensional stability, welding and cooling time.

Darlegung des Wesens der Erfindung Die technische AufgabeExplanation of the essence of the invention The technical task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von expandierbaren Styrenpoiymerisaten durch Suspensionspolymerisation von Styren oder von Monomerengemischen von mindestens 70 Teilen Styren und höchstens 30 Teiien Comonomeren unter Verwendung von mindestens zwei öllösiichen Initiatoren unterschiedlicher Zerfallsgeschwindigkeit und von speziellen Treibmittelgemischen, Hilfsstoffen sowie anorganischen oder organischen Suspensionsstabiiisatoren bei üblichen Reaktionsbedingungen zu entwickeln, das es gestattet, Formbeständigkeit, Verschweißung und Kühlstandszeit der Polymeren im gesamten üblichen Verarbeitungsbereich gezielt zu beeinflussen.The invention is based on the object, a process for the preparation of expandable Styrenpoiymerisaten by suspension polymerization of styrene or monomer mixtures of at least 70 parts of styrene and at most 30 Teiien comonomers using at least two öllösiichen initiators of different disintegration rate and of special blowing agent mixtures, excipients and inorganic or organic Suspensionsstabisisatoren develop under standard reaction conditions, which allows to influence shape stability, welding and cooling time of the polymers targeted throughout the usual processing range.

-г- 254 953 4 -g- 254 953 4

Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Die Aufgabe wird dadurch gelost, daß nach Erreichen von 70 bis 95% Monomerumsatz, 5 bis 10 Ma-% Treibmittelgemisch, 0,005 bis 0,05 Ma-% des Initiators mit der geringeren Zerfallsgeschwindigkeit als zweite Teilmenge und 0,003 bis 0,03 Ma-% eines vernetzend wirkenden Monomeren zugegeben werden, wobei als Treibmittel ein Gemisch der Zusammensetzung 12 bis 18 Ma-% Hexane, 16 bis 28 Ma-% i-Pentane, 50 bis 63 Ma-% n-Pentan und 0,5 bis 1,0 Ma-% höhersiedende Bestandtiele verwendet wird und der Anteil an η-Paraffinen mindestens 55 Ma-% im Treibmittelgemisch betragen muß und das molare Verhältnis von η-Hexan zu vernetzend wirkenden Monomeren 50 bis 400 beträgt.The object is achieved in that after reaching 70 to 95% monomer conversion, 5 to 10% by mass of blowing agent mixture, 0.005 to 0.05% by mass of the initiator with the lower rate of decomposition as the second subset and 0.003 to 0.03% by mass. of a crosslinking monomer are added, wherein the blowing agent used is a mixture of the composition 12 to 18% by mass of hexanes, 16 to 28% by mass of i-pentanes, 50 to 63% by mass of n-pentane and 0.5 to 1.0% by mass % higher-boiling constituents is used and the fraction of η-paraffins must be at least 55% by mass in the blowing agent mixture and the molar ratio of η-hexane to crosslinking monomers is from 50 to 400.

Als Comonomere können beispielsweise Acrylnitril, a-Methylstyren, Methylmethacrylat und Methacrylnitril allein oder im Gemisch eingesetzt werden, die zusammen mit Styren erfindungsgemäß polymerisiert werden.As comonomers, for example, acrylonitrile, α-methylstyrene, methyl methacrylate and methacrylonitrile can be used alone or in admixture, which are polymerized according to the invention together with styrene.

Die zu polymersierenden Monomeren bzw. Comonomeren können noch Weichmacher, geringe Mengen gelöster Elaste, Füllstoffe, Gleitmittel, Farbstoffe und Verarbeitungshilfsstoffe enthalten.The monomers or comonomers to be polymerized may also contain plasticizers, small amounts of dissolved elastomers, fillers, lubricants, dyes and processing aids.

Ais Verarbeitungshilfsstoffe werden bekannte Verbindungen z.B. aus der Gruppe der bromierten Oligomeren oder Polymeren des Butadiens, wie Hexabromcyclododecan und Tetrabromcyclooctan oder des a-Methyistyrens oder Haiogenalkanole beispielsweise vom Typ des Dibrombutendiols oder bromierter PB- oder SB-Kautschuk eingesetzt.As processing aids, known compounds e.g. from the group of the brominated oligomers or polymers of butadiene, such as hexabromocyclododecane and tetrabromocyclooctane or the a-methylstyrene or Haiogenalkanole example of the type of dibromobutenediol or brominated PB or SB rubber used.

Als vernetzend wirkende Monomere kommen beispielsweise Divinylbenzen, Butandioldiacrylat, Adipinsäuredivinylester, Diallylfumarat, Methylenbisacrylamid, Glykoldivinyläther, Glykoidiacrylat, Butadien und 1,4 Pentadien zur Anwendung. Es werden vorzugsweise zwei öllösliche, organische, peroxidische Initiatoren unterschiedlicher Zerfallsgeschwindigkeit verwendet, von denen der Initiator mit der geringeren Zerfallsgeschwindigkeit eine 10-h-Halbwertzeit vorzugsweise im Bereich von 100 bis 120°C und der mit der höheren Zerfallsgeschwindigkeit eine solche Halbwertzeit im Bereich von 60 bis 800C aufweist.Suitable crosslinking monomers are, for example, divinylbenzene, butanediol diacrylate, divinyl adipate, diallyl fumarate, methylenebisacrylamide, glycol divinyl ether, glycidyl acrylate, butadiene and 1,4-pentadiene. Preferably, two oil-soluble organic peroxidic initiators of differing disintegration rate are used, of which the lower disintegration initiator has a 10 hour half life, preferably in the range of 100 to 120 ° C, and the higher disintegration speed, half life in the 60 range has up to 80 0 C.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden expandierbare Styrenhomo- oder -copolymerisate hergestellt, die gegenüber dem bekannten Stand der Technik wesentliche Vorteile besitzen.According to the novel process, expandable styrenic homopolymers or copolymers are prepared, which have significant advantages over the known prior art.

Das Verfahren wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert.The process is further illustrated by the following examples.

Beispiel 1example 1

In einem 4,5-l-Stahlautoklaven mit Impellerrührer werdenBecome in a 4.5 l steel autoclave with impeller stirrer

1275 g Styren1275 g of styrene

1200 g entsalztes Wasser1200 g of deionized water

3,83g Benzoylperoxid (BPO)3.83g benzoyl peroxide (BPO)

0,383g t.-Sutylperbenzoat (TBPB)0.383 g t-butyl perbenzoate (TBPB)

1,02g Hexabromcyclododecan (HBCD)1.02g Hexabromocyclododecane (HBCD)

unter Rühren vermischt.mixed with stirring.

Diese Mischung wird bis zur Monomerkonversion von 91 % bei 900C polymerisiert bei einer Drehzahl des Rührers von 580min"1, wobei bei einer Konversion von 66% 12,5ml einer 5%igen wässrigen Lösung eines zu 85% verseiften Polyvinylacetats (PVA-Lösung) mit einem K-Werrt 62 nach Fikentscher der Suspension zugefügt werden.This mixture is to monomer conversion of 91% at 90 0 C polymerized at a stirrer speed of 580min "1, in which (at a conversion of 66% 12.5 ml of a 5% aqueous solution of 85% hydrolyzed polyvinyl acetate PVA solution ) are added to the suspension using a K-Werrt 62 according to Fikentscher.

Nach Abschluß der ersten Verfahrensstufe werden bei einer Temperatur von 900C 76,5g Treibmittel A, 0,255g TBPB und 0,255g Divinylbenzen (technisch) gemeinsam der Suspension zugegeben.After completion of the first process stage are 76,5g blowing agent A at a temperature of 90 0 C, 0,255g 0,255g TBPB and divinylbenzene is added (technical) common to the suspension.

Das Reaktionsgemisch wird bei einer Temperatur von 120°C und einem Druck von 0,6 bis 0,7 MPa der zweiten Verfahrensstufe unterzogen, wobei nach Ablauf von 30 min die Zugabe von weiteren 50 ml der1 PVA-Lösung erfolgt. Nach Verlauf von 3 h ist die Imprägnierung beendet.The reaction mixture is subjected to the second process stage at a temperature of 120 ° C and a pressure of 0.6 to 0.7 MPa, wherein after 30 minutes, the addition of a further 50 ml of 1 PVA solution. After 3 hours, the impregnation is completed.

Der Reaktorinhalt wird auf Raumtemperatur herabgekühlt und der Aufarbeitung unterworfen.The reactor contents are cooled down to room temperature and subjected to work-up.

Tabelle 1 enthält die Treibmittelzusammensetzung.Table 1 contains the propellant composition.

Man erhält ein schäumbares Polystyren mit enger Korngrößenverteilung und guten anwendungstechnischen Eigenschaften (Tabelle 2).This gives a foamable polystyrene with narrow particle size distribution and good performance properties (Table 2).

Beispiel 2Example 2

In einem 40-l-Stahlautoklaven mit Impellerrührer werden 17,0 I H2O 15,5 kg Styren 46,5 g BPOIn a 40 l steel autoclave with impeller stirrer, 17.0% H 2 O 15.5 kg of styrene 46.5 g of BPO

4,65 g TBPB4.65 g of TBPB

7,75 g HBCD7.75 g of HBCD

unter Rühren vermischt.mixed with stirring.

Diese Mischung wird bei einer Rührerdrehzahl von 135min-1 bei 88 bis 900C bis zu einem Umsatz an Monomeren von 63% polymerisiert, es werden 230mi einer wässrigen PVA-Lösung analog Beispiel 1 zugefügt und die Polymerisation bis zum Umsatz 93,1 % fortgeführt.This mixture is polymerized at a stirrer speed of 135min- 1 at 88 to 90 0 C to a conversion of monomers of 63%, it 230mi of an aqueous PVA solution are added analogously to Example 1 and the polymerization continued until the conversion of 93.1% ,

Anschließend werden 700 ml der wässrigen PVA-Lösung, 1 750 ml Treibmittel B, das 4,65g TBPB und 3,1 g Divinylbenzen gelöst enthält, hinzugefügt.Then, 700 ml of the aqueous PVA solution, 1 750 ml of propellant B containing 4.65 g of TBPB and 3.1 g of divinylbenzene dissolved are added.

Die Verfahrensstufe der Imprägnierung verläuft anschließend über 4h bei 1153C und einem Druck von 0,6 bis 0,7MPa. Die erhaltenen Parameter sind in der Tabelle 2 zusammengefaßt.The process step of the impregnation then proceeds over 4 h at 115 3 C and a pressure of 0.6 to 0.7 MPa. The parameters obtained are summarized in Table 2.

Seispiel 3Example 3

In einem lO-m^-Email/ekessei mit Impellerrührer und Stromstörer werden 3900 kg entsalztes Wasser 4295 kg StyrenIn a lO-m ^ -Email / ekessei with impeller stirrer and baffle 3900 kg of desalinated water 4295 kg of styrene

13 kg BPO 0,860 kg TBPB 2 kg HBCD13 kg BPO 0.860 kg TBPB 2 kg HBCD

20kg Tricalcimphosphat 0,500kg Caiciumcarbonat 0,085kg Alkylbenzensulfonat (C12-C18) unter Rühren vermischt.20kg Tricalcim phosphate 0.500kg Caicium carbonate 0.085kg Alkylbenzenesulfonate (C 12 -C 18 ) mixed with stirring.

-з- 254 953-z- 254 953

Die Mischung wird bei 880C im Verlaufe von ca. 6h und bei einer Rührerdrehzahl von 88min~- bis zu einer Monomerkonversion von 94,2% polymerisiert und anschließend auf 450C abgekühlt.The mixture is polymerized at 88 0 C in the course of about 6h and at a stirrer speed of 88min ~ - to a monomer conversion of 94.2% and then cooled to 45 0 C.

Die Suspension wird dann in einen 10-m3-Stahlautoklav mit Impellerrührer gedrückt und 500I Treibmittel A 43OgTBPB 860g Divinylbenzen 140IPVA-Losung5%ig zugegeben.The suspension is then forced into a 10 m 3 steel autoclave with impeller stirrer and 500% propellant A 43OgTBPB 860g divinylbenzene 140IPVA solution added 5%.

Die Reaktionsmischung wird bei 120°C im Verlaufe von 4h bei einem sich einstellenden Druck von ca. 0,7 MPa imprägniert.The reaction mixture is impregnated at 120 ° C in the course of 4h at an adjusting pressure of about 0.7 MPa.

Die erhaltenen Parameter enthält die TabelleThe parameters obtained contain the table

Beispiel 4Example 4

Die Verfahrensstufe der Polymerisation verläuft entsprechend Beispiel 3, mit dem Unterschied, daß während der Kühlphase bei 60°C 430g TBPB und 600g DVB der Suspension zugefügt werden.The process step of the polymerization proceeds in accordance with Example 3, with the difference that 430 g of TBPB and 600 g of DVB are added to the suspension during the cooling phase at 60 ° C.

Anschließend wird die Suspension in einen 10-m3-Stahlautoklav gedrückt, 500I Treibmittel B zugegeben und die Imprägnierung entsprechend Beispiel 3 zu Ende geführt.The suspension is then pressed into a 10 m 3 steel autoclave, 500 l of blowing agent B are added and the impregnation according to Example 3 is completed.

Beispiet 5 In einem 40I-Stahlautoklav mit Impellerrührer werden 17,01 entsalztes Wasser 5500 g Styren 46,5 g BPO 3,75g TBPB 7,75g HBCD unter Rühren vermischt.Example 5 In a 40 l steel autoclave with impeller stirrer, 17.01% deionized water 5500 g styrene 46.5 g BPO 3.75 g TBPB 7.75 g HBCD are mixed with stirring.

Diese Mischung wird bei einer Rührerdrehzahl von 135min"1 bei 88 bis 900C bis zu einem Umsatz von 65% polymerisiert, sodann werden 230ml einer wässrigen 5% PVA-Lösung zugefügt und die Polymerisation bis zum Umsatz 94,5% fortgeführt.This mixture is polymerized at a stirrer speed of 135min " 1 at 88 to 90 0 C to a conversion of 65%, then 230ml of an aqueous 5% PVA solution are added and the polymerization continued until the conversion 94.5%.

Anschließend werden der Suspension 700ml der wässrigen PVA-Lösung und 1750ml Treibmittel C, das 3,75g TBPB und 3,5g Divinyibenzen enthält, zugefügt.Then, to the suspension are added 700 ml of the aqueous PVA solution and 1750 ml of blowing agent C containing 3.75 g of TBPB and 3.5 g of divinylbenzene.

Die Reaktionsmischung wird im Verlaufe von 4h bei 118°C und einem sich einstellenden Druck von 0,65MPa imprägniert. Die erhaltenen Parameter enthält die TabelleThe reaction mixture is impregnated in the course of 4 h at 118 ° C and an adjusting pressure of 0.65 MPa. The parameters obtained contain the table

Beispiel 6Example 6

In einem emaillierten 10-m3-Reaktor mit ImpeilemJhrer und Stromstörer werden 3900kg entsalztes Wasser 4296 kg Styren 13kg BPO 0,7 kg TBPB 6 kg HBCDIn an enamelled 10 m 3 reactor with impeller and baffle, 3900 kg of desalinated water 4296 kg styrene 13 kg BPO 0.7 kg TBPB 6 kg HBCD

25 kg Tricaiciumphosphat 0,1 kg Dodecylbenzensulfonat unter Rühren vermischt.25 kg Tricaiciumphosphat 0.1 kg Dodecylbenzensulfonat mixed with stirring.

Diese Mischung wird im Verlauf von 5,5h bei 89°C und einer Rührerdrehzahl von 88min"1 bis zur Monomerkonversion von 93,2% polymerisiert und anschließend auf 50°C abgekühlt.This mixture is polymerized in the course of 5.5 h at 89 ° C and a stirrer speed of 88min " 1 to the monomer conversion of 93.2% and then cooled to 50 ° C.

Während des Abkühlens werden 500I Treibmittel C, das 650g TBPB und 1100g Divinylbenzen enthält, zugegeben. Die Verfahrensstufe der Imprägnierung wird entsprechend Beispiel 4 durchgeführt.During cooling, 500 l of Propellant C containing 650 g of TBPB and 1100 g of divinylbenzene are added. The process step of the impregnation is carried out according to Example 4.

Beispiel 7Example 7

In einem 40-l-Stahlautoklav mit Impellerrührer werden 17,0) entsalztes Wasser 15,5 kg Styren 46,5 g BPO 4,6SgTBPB 7,75g Tetrabromcyciooctan unter Rühren vermischt.In a 40 l steel autoclave with impeller stirrer, 17.0) desalted water 15.5 kg of styrene 46.5 g of BPO 4,6SgTBPB 7,75 g of tetrabromocyclooctane are mixed with stirring.

Diese Mischung wird bei einer Rührerdrehzahl von 135 min"1 bei 88 bis 9O0C bis zu einem Umsatz von 62% polymerisiert, sodann werden 230 ml einer 5%igen wässrigen PVA-Lösung zugefügt und die Polymerisation bis zum Umsatz von 93% · fortgeführt.This mixture is polymerized at a stirrer speed of 135 min " 1 at 88 to 9O 0 C to a conversion of 62%, then 230 ml of a 5% aqueous PVA solution are added and the polymerization to the conversion of 93% · continued ,

Anschließend werden der Suspension nochmals 700 mi der PVA-Lösung und 1 750ml Treibmittel D sowie 4,35g TBPB und 3,1 g Divinylbenzen zugeführt und die Reaktionsmischung im Verlaufe von 4h bei einer Temperatur von 1200C und einem Druck von 0,69MPa imprägniert. Die erhaltenen Parameter enthält die TabelleSubsequently, the suspension is again the 700 ml of PVA solution and 1 750ml propellant D and 4.35g TBPB and 3.1 g of divinylbenzene fed and the reaction mixture in the course of 4h at a temperature of 120 0 C and a pressure of 0.69 MPa impregnated , The parameters obtained contain the table

Tabelle 1: TreibmitteizusammensetzungTable 1: Driving agent composition

A B C DA B C D

<c4 <c 4 0,80.8 0,20.2 0,40.4 1,11.1 i-Pentani-pentane 22,322.3 19,719.7 32,132.1 26,926.9 n-Pentann-pentane 57,657.6 57,057.0 29,329.3 26,226.2 i-Hexani-hexane 9,39.3 11,811.8 15,915.9 21,721.7 n-Hexann-hexane 9,29.2 10,410.4 20,220.2 22,422.4 SC7 SC 7 0,80.8 0,90.9 2,12.1 1,71.7

-4- 254 953-4- 254 953

Tabelle 2Table 2

Parameter BeispieleParameter examples

C-Wert [mm] (durchschnittlicheC value [mm] (average

Korngröße d. EPS) 1,3 1,2 1,3 1,4 1,2 1,2 1,4Grain size d. EPS) 1.3 1.2 1.3 1.4 1.2 1.2 1.4

F-Wert (Kornverteilungsbreite zwischen 5 und 95 %) K-Wert nach Fikentscher Restmonomerengehalt [%j Aufschäumung nach 3 minF value (grain distribution width between 5 and 95%) K value according to Fikentscher residual monomer content [%] foaming after 3 min

6 min6 min

9 min9 min

Aufschäumagglomeration {%] Kühlstandszeit d. Prüfkörpers (ZyI. 30 cm φ 10 cm Höhe) [min] Verschweißung d. Prüfkörpers (% gebrochene Perlen) Schrumpfung des Prüfkörpers Dichte des Prüfkörpers [g/cm3] Biegefestigkeit jkp/cm2] Druckfestigkeit [kp/cm2]Foaming agglomeration {%] cooling time d. Test specimen (ZyI 30 cm φ 10 cm height) [min] Welding d. Test specimen (% broken beads) Shrinkage of specimen Density of specimen [g / cm 3 ] Flexural strength jkp / cm 2 ] Compressive strength [kp / cm 2 ]

bei 10% Stauchung 2,0 2,1 2,2 2,2 1,2 1,5 1,8at 10% compression 2.0 2.1 2.2 2.2 1.2 1.5 1.8

1,71.7 1,751.75 1,851.85 2,02.0 2,22.2 2,02.0 2,12.1 5656 5656 5757 5353 5858 5656 5858 0,060.06 0,100.10 0,070.07 0,080.08 0,20.2 0,30.3 0,20.2 13,413.4 13,813.8 13,513.5 13,813.8 12,812.8 12,512.5 14,014.0 11,411.4 12,212.2 12,012.0 12,312.3 12,012.0 10,410.4 12,812.8 9,99.9 11,011.0 10,510.5 10,910.9 11,211.2 9,39.3 11,411.4 00 0,60.6 0,70.7 00 1,71.7 2,02.0 2,82.8 8,58.5 12,012.0 11,511.5 11,011.0 12,512.5 7,57.5 21,021.0 9595 9090 9595 9595 6565 3535 6060 keinenone keinenone keinenone keinenone leichtlight leichtlight keinenone 1818 1919 1818 1919 1818 1818 1919 1,91.9 2,12.1 1,91.9 2,02.0 1,51.5 1,21.2 1,81.8

Claims (1)

-5- 254 953 4-5- 254 953 4 Erfindungsanspruch:Invention claim: Verfahren zur Herstellung von expandierbaren Styrenhomo- oder -copolymerisaten, die durch Suspensionspolymerisation von Styren oder Monomergemischen von mindestens 70 Teilen Styren und höchstens 30 Teilen Comonomeren, beispielsweise Acrylnitril, a-Methylstyren, Methylmethacrylat und Methacrylnitril unter Verwendung von mindestens zwei öllöslichen Initiatoren unterschiedlicher Zerfallsgeschwindigkeit, sowie von Treibmitteln und Hilfsstoffen wie beispielsweise bromierter Oligomerer oder Polymerer des Butadiens und/oder anderer bekannter Hüfsstoffe und bekannter anorganischer Suspensionsstabilisatoren wie beispielsweise Tricalciumphosphat, Calciumpyrophosphat, teilverseiftem Polyvinylacetat und gegebenenfalls einer grenzflächenaktiven Verbindung bei Realetionstemperaturen im Bereich von 85 bis 1450C erhatten werden, wobei das Treibmittel in einer zweiten Prozeßstufe zugegeben wird und die Zugabe des Initiators mit der geringeren Zerfallsgeschwindigkeit in mindestens zwei unterschiedlichen Teilen zu Beginn oder im Verlauf dsr beiden Verfahrensstufen erfolgt, gekennzeichnet dadurch, daß nach Erreichen von SO bis 95Ma-% Monomerumsatz, 5 bis 10Ma-% Treibmittelgemisch, 0,005 bis 0,05Ma-% des Initiators mit der geringeren Zerfailsgeschwindigkeit als zweite Teilmenge und 0,003 bis 0,03Ma-% Hexane, 16 bis 28 Ma-% i-Pentane, 50 bis 63Ma-% n-Pentan und 0,5 bis 1,0Ma-% höhersiedende Bestandteile verwendet wird und de,r Anteil an η-Paraffinen mindestens 55Ma-% im Treibmittelgemisch betragen muß und das molare Verhältnis von n-Hexan zu vernetzend wirkenden Monomeren 50 bis 400 beträgt.A process for the preparation of expandable Styrenhomo- or copolymers obtained by suspension polymerization of styrene or monomer mixtures of at least 70 parts of styrene and at most 30 parts of comonomers, for example acrylonitrile, α-methylstyrene, methyl methacrylate and methacrylonitrile using at least two oil-soluble initiators of different decomposition rate, and of blowing agents and auxiliary materials such as brominated oligomers or polymers of butadiene and / or other known Hüfsstoffe and known inorganic suspension stabilizers such as tricalcium phosphate, calcium pyrophosphate, partially hydrolyzed polyvinyl acetate, and optionally a surface-active compound at Realetionstemperaturen in the range 85-145 0 C are erhatten, wherein the Propellant is added in a second process stage and the addition of the initiator with the lower decomposition rate in at least two different parts at the beginning or in the course of both process stages, characterized in that after reaching SO to 95Ma monomer conversion, 5 to 10Ma propellant mixture, 0.005 to 0.05Ma% of the initiator with the lower Zerfailsgeschwindigkeit as the second subset and 0.003 to 0.03M% hexanes, 16 to 28M% i-pentanes, 50 to 63M% n-pentane, and 0.5 to 1.0M% higher boiling components, and the proportion of η paraffins must be at least 55Ma% in the blowing agent mixture and the molar ratio of n-hexane to crosslinking monomers is 50 to 400.
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