DE1720618A1

DE1720618A1 - Herstellung farbiger Polystyrolschaeume aus expandierbaren Perlen

Info

Publication number: DE1720618A1
Application number: DE1967F0051483
Authority: DE
Inventors: Otto Dr Fuchs; Horst Dr Jastrow; Helmut Dr Troester
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1967-02-10
Filing date: 1967-02-10
Publication date: 1971-07-01
Also published as: BE710630A; FR1562142A; NL6801862A; NL158200B; GB1198372A; DE1720618B2

Description

FARBWERKE HOECHST AG., vormals Meister Lucius & Brüning Aktenzeichen: P 17 20 618.7-44 - HOE 67/F 047

Datum: 7. August 1970
Dr.EL/n

Herstellung farbiger Polystyrolschäunie aus expandierbaren Perleu

Es ist bekannt, daß Styrol und Mischungen aus Styrol und anderen Vinylraonomeren in Gegenwart von Farbstoffen polymerisiert werden können.

Für die Herstellung farbiger Polystyrolschäuine aus expandierbaren Perlen wird z.Zt. die Technik des Aufkollerns von Farbpigmenten auf die vorschäumbaren Polystyrolperlen angewandt. Nach der maschinell erfolgten Verschweißung dieser oberflächlich gefärbten präexpandierten Perlon kann am fertigen Formteil stets eine inhomogene Farbverteilung festgestellt werden, die sich durch Farbvertiefung au den Schweißstellen der KittKolperlon anzeigt*

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herötellung homogen gefärbter verschäumbaror Polystyrolmas~ eon durch radikalisch initiierte Homo- odor Copolymerisation von .Styrol in wäßriger Sucpenoion in Gegenwart von 5 hia 20 Claw.% oinos odor mehrerer Treibmittel und 1 bis 0,001 Gew.5p eine/» oder mehrorer Farbstoffe, wonach Farbstoffe der Pormoln

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oder

II

in denent R₁ « Alkyl- oder Cycloalkyl- mit 1 bis 25 C-Atoraen vorzugsweise 5-l3 C-Atomen, -(CH ) -0-R · rait η * 2 faia 10 und R₁' m Alkyl-? mit 1 bis iO C-Atomen bedeutet,

R* ι ^R·» * Wasserstoff-, Alkyl mit i bis 12 C-Atomen, Aryloxy·:, Alkoxy- init':l bie 10 C-Atomen Nitro-, Halogen- bedeuten, ·

' Ri, μ Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen, Halogen; Aryl- oder Alkoxy mit 1 bis 25 C-Atomen bzw. 5-1Ö C-Atomen bedeutet«

verwendet werden*

Besonders geeignet sind für das erfindungsgemäße Verfahren sol· ehe Farbstoffe angeführter Struktur, in denen die Gruppen R₁ - Alkyl- oder Cycloalkyl mit 5 biß lö C-Atomen, R₃, R₃ und R. Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen bedeuten·

Ί ι

Der Farbstoff kann auch in einem Teil des zu polymerisierenden Styrole gegebenenfalls in der Wärme gelöst werden und zur laufenden Polymerisation zugesetzt werden, wobei auf gute Rührwirkung zu achten ist und wobei der Polymerisationsurasatz nicht überschritten haben soll, um eine homogene Einfärbung gewährleisten* ■ /

Als Styrolmaseen für die Herstellung von Schaumetoffen können neben Homopolymerienten dea S_tyrola auch Copolymere aus Styrol

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uivd ί bis 4q Govr₀?i anderer Vinylmonomerer wie ss.ö· Acryl-nitril, Acrylester, Mothacrylester und/oder Dienert wio κ.B Butadien, und Isopren, ferner Copolymere aus Styrol und 1 bif. 20 Gcu?.% polymever ungesättigter* Verbindimgei?., z.D. Kautschuk _f eingefärbt

Geeignete Treibmittel sind EohJ enwasoerstoffe wie Butan, n-Pentan, iso-Pentaix, Neopentan, Hexan, Cyclohexan in Mengon von 3 - 15 Gew.Je und perhalogeitxerte E.ohlenwasscrotoff ο wie ■ Methylchlorid, Methylen.chlorid, Fluortrichlonuethan, Difluor-. dichlormethan, Tetrafluordichloräthan, Chlordifluoirraethan, F luordi chlorine than in Mengen von 9 bic 25 &evri%, ' \

Die Suepensionspolymerisation der eiizgofärbten S^yrolnmssen \iird bei Temperaturen zwischen 4:0 - I50 C bovoranggt bei 80 bis 13O⁰C durchgeführt".

AIo Initiatoren eignen sich Peroxide t*xq Dilauroylperoxid« Dibenzoylperoxid, Cumolperoxid, Di-tcrt-butj^iperoxid, Azoverbindungen wie Diisobutyronitril und Azodicarbonainid, die S5U 0,1 bis 0,5#» bezogen auf die zu polymerlsierenden Monomeren, eingesetzt werden.

Als Suspensionsstabiliaatoren eignen sich Polyvinylalkohol, Tricalziuniphosphat, Poly-N-Methylvinylacetamid, Methylcellu- J lose, Polyvinylpyridin in Mengen von 0,03 bis 1 Getr.Ji, bezogen auf die zu polymerisierend en Monomeren·

Von den Farbstoffen haben sich besonders an den aromatischen Ringen Alkyl- und Oycloalkylsubstituierte Benzothioxanthencarbonsäureimide der Formel I und auch Perylentetracarbonsäureimide der Formel II bewährt. Besonders bevorzugt eigneten sich Benzothioxanthen-3»^-dicarbonsäure-N-alkyliniide wie das -etearylimid, -lauroylimid, -decylimid, -hexyliraid. Von den heterosubstituierten Farbstoffen der Formel I eigneten sich 1-Ni tro-6-methoxy-benzothioxanthen-3,4-dicarbonsäure-N- y- -Biethoxypropyliiuid, 1-Ni tro-6-raethoxy-benzothioxanthon- J, 4-, dicarbonsäure-K-stearj'liniid, l-Chlor-G-niathoxy-bensiothioxanthcn-

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BAD O

3,4-dicarbonsUure~ii - iT-iüetHoxj'propyliiiiid. Geeignete Vertretet* der Farbstoffklaes© II sind z.B. Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäure-N_f N-dißteerylimid, Pety' lon-3, k, 91 lO-teti-ncarbonsäurc·* ΙΪ,Ν-dilauroyXiinid und Perylon-3,4,9, 10-tetracarbonssaux-e~N,Ii~ dihexyliiuid. . . . / " V

Di© eingesetzten Farbetoffe zeichnen sich durch besondere hohe Lichtechtheit und Farbstärke aus. Durch abgestufte Iioiizeiitra-

tionswahl an Farbstoff im fertigen Polymerisat können beliebige Farbtiefen erzielt werden, während durch MiAchon verochiedeher erfindungsgemäß eingesetzter Farbstoffe laischfarbige Polymer-

Schaumstoffο erhalten werden, die eich zu selur vielen Forb-,

nuancen kombinieren lassen. Die Farbstoffo*lassen eich in i Gegenxfart von Porenreglern, antistatisch wirksamen Verbindun- ■■,

gen sowie Flauuaschutzmitteln einsetzen. ;

• ■ · ■ .·■'■' ■ ■ ι

Für die Verarbeitung wie 'Vorverechätumutig und Verasch weißung j der gefärbten Polymerisate zur Herstellung homogen farbiger Schäume ergeben sich keine Nachteile - im Gegenteil fallen eine Reihe von Verarbeitungemaßnahmen, die durch das Aufkollern von Pigmenten auf ungefärbte Perlen entstehen, weg. Dio mechanischen Eigenschaften der gefärbton Schäume unterscheiden sich nicht von denen analoger ungefärbter Schäume.

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BeiBt)5.el

In feinem 200 1 ISmaillekiissel wurden jeweila ίϊ5 1 Wasser und 8.¹J Styrol KUt; mmgh mit Polyviny!alkohol ala SußpeiißionsEtnbiiiuator vorgelegt und jeweils 5 1 einer Lösung von

b) 200 g

c) 100 ε d). %5 g

in. Styrol

unter Rühren zugegeben. Nach eingehender Durchmischtmg wurden bei 95 C 0,2% Dibenzoylperoxid zur Initiierxmg zugesetzt und anschließend 16 Stunden bei 95 C polymerisiert. Die Dosierung von 8 Gew.% Pentan erfolgte swischen 20 bis 8θ% Umsatz an Styrol, Dio expandierbaren Perlen hatten eine tiefere figelbe Färbung als die vorgeschäumten bzw. als dio fortigen Schaumstoff teile, selbst das Produkt aus Ansatz d) war noch deutlich gelb gefärbt. .

Beispiel 2 t_r

Analog Beispiel 1 wurden 85 1 Styrol mit 85 1 V/asser zusammen mit 5 ^- einer Lösung von

a) 400 g

b) 200 g

c) 100 g

d) 15 S

in Styrol

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BAD

tmtor Rühren venal echt und in Gegenwart von Pen tan/i so- Pen tan. m 1 t 1 polymerisiert. Die expandier bar en Perlen hattcr. Porbon dio zwischen rostrot bis Orange lagen, während dio fertigen Schaumstoffe dunkelrot bis orange aussahen.

Beispiel 3i . r»

■'■ -^- /j i

In einem 80 1 Stahlkessel wurden 4O 1 Wasser und 20 1 Styrol zusammen mit Polyvinylalkohol unter Rühren mit einer Lösung von 11g '/

■ "■'* -■ \ V

in 2,2 1 Styrol ; \

versetzt und mit O₁ 13% Dibenzoylperoxid bis zu einem Uraaatz \

von 5054 bie 95°C jpolymerisiert, dann wurden l6 Gew. % CCl 1? '

J I

dosiert und tinter Druck bis zu einem Umsatz von >$Q% poly- j

merisiert. . t

Die Schaumstoffe aus Material dieses Ansatzes waren dunkelrot. - ■·.--

Beispiel kl

In einem Ansatz der analog Beispiel 3 gefahren wurde, kamen 22 β

in Styrol gelost zum Einsatz·

Dieser farbige Sicherheitsschaum war orange.

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. BAD OWGlNAL

Beispiel· 5V

In einem ßO 1 Kessel mit 4O 1 Wasoer, 15 1 Styrol, Polyvinylalkohol und 0,25« Dibenzoylperoxid wurden box 15% Polystyrol-Umsatz tinter starkem Pöihren 5 1 einer Styrollösuiig von 10 g

(CH,,) -OCH
Ν." .₀ · · - ·

Zur laufenden Polymerisation zugesetzt. Nach 70%igem PoIystyrolumsata tfurden 3 1 eines Gemisches Pentan/Hexan «1:1 SEUgesetzt und zu Ende polymerisiert·

Die Schaumstoffe aus diesem Ansatz waren gelb gefärbt.

Beispiel. 6 t "

In einem 200 1 Kessel wurden 75 1 Styrol, 10 1 οζ -Methylstyrol 10 1 Pentan mit 85 1 Wasser bei 9O⁰C in Gegenwart von Polyvinyl alkohol und Dibenasoylperoxid bis zu einem Gesamtumsatz von 7% polymerisiert, dann eine Styrollöaung von 100 g Farbstoff aus Beispiel 1 und 30 g

über ein« Druckschleuse zudosiert und bis zu einem Umsatz von >98 % polymerisiert.

Die Styrolschaumstoffe aus diesen expandierbaren Perlen waren

Claims

Patentansprüche

1) Verfahren zur Herstellung homogen gefärbter verschäumbarer PoIystyrolmassen durch radikalisch initiierte Homo- oder Copolymeri-Bation von Styrol in wäßriger Suspension, in Gegenwart von 5 bis 20 Gew.% eines oder mehrerer Treibmittel und 1 bis O₁OOl Gew.% eines oder mehrerer Farbstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß Farbstoffe der Formeln

oder

II

in denen: R₁ - Alkyl- oder Cycloalkyl- mit 1 bis 25 C-Atomen, vorzugsweise 5 bis 18 C-Atomen, -(CHj)_n-O-B₁* "** η - 2 bis 10 und R₁ ¹ - Alkyl- mit 1 bis 10 C-Atomen bedeutet,

R₂, R₃ - Wasserstoff-, Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen, Aryloxy-, Alkoxy- mit 1 bis 10 C-Atomen, Nitro-, Halogen- bedeuten,

R₄ - Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen, Halogen; Aryl- oder Alkoxy mit 1 bis 25 C-Atomen, Vorzugs· weise 5 bis 18 C-Atomen bedeutet,

verwendet werden.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft man Farbstoffe verwendet, in denen als Gruppen für R₁ - Alkyl- oder Cycloalkyl mit 5 bis 18 C-Atoaen und R₂, R₃, R₄ - Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen stehen.

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BAD ORtQfNAL