DE2553299A1

DE2553299A1 - Verfahren zur verringerung des treibmittelgehaltes von expandierbaren styrolpolymerisaten

Info

Publication number: DE2553299A1
Application number: DE19752553299
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Chem Dr Guhr; Rolf Dipl Chem Dr Moeller; Erhard Dipl Chem Dr Stahnekcer
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1975-11-27
Filing date: 1975-11-27
Publication date: 1977-06-08

Description

Verfahren zur Verringerung des Treibmittelgehaltes von expandier-
baren Styrolpolymerisaten Es ist bekannt, daß man kugelförmige, expandierbare Styrolpolymerisate nach dem Suspensionspolymerisationsverfahren von Styrol in wäßriger Phase in Gegenwart von organischen oder anorganischen Suspendierhilfsmitteln und unter Verwendung von geeigneten Treibmitteln bei erhöhter Temperatur und Druck herstellen kann. Man erhält hierbei eine Perlgrößenverteilung ähnlich einer Gaus'schen Verteilung, wobei kleine und große Perlen den gleichen Treibmittelgehalt besitzen. Dieser nimmt mit der Zeit bei kleinen Perlen, z.B. beim Auslegen des Materials an der Luft, wegen der entsprechend größeren Oberfläche stärker ab, als bei vergleichsweise größeren Perlen.
Aus verarbeitungstechnischen Gründen kann es erforderlich sein, daß individuelle Perlfraktionen aus dem o.g. Perlspektrum einen definierten Treibmittelgehalt besitzen, der unter dem der anderen Fraktionen liegt.
Es ist bekannt, daß man in einem solchen Fall dieses Produkt so lange in geeigneten Apparaten mit Luft, die angewärmt sein kann, behandelt, bis durch Diffusion des Treibmittels dessen Konzentration in den Styrolpolymerenteilchen auf die gewünschte Konzentration abgesunken ist.
Dieses Verfahren hat in der Regel jedoch den Nachteil, daß damit eine Schädigung der Schaumstruktur des aufgeschäumten Materials verbunden ist und daß die Oberfläche des perlförmigen Produktes angegriffen wird, was sich ebenfalls in schlechteren Verarbeitungseigenschaften äußert. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß die Absenkung des Treibmittels über die gesamte Menge wegen unterschiedlicher Strömungswiderstände der Luft in der Produktschüttung und durch Kanalbildung nicht gleichmäßig erfolgt, was ebenfalls zu uneinheitlichen Verarbeitungsbedingungen der verschäumbaren Styrol polymerisate führt, da ein gewisser Anteil des so behandelten Materials dann schneller z.B. mit Wasserdampf vorschäumt, Es wurde gefunden, daß man die geschilderten Nachteile durch das Verfahren gemäß der Erfindung vermeiden kann.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur einheitlichen und produktschonenden Absenkung des Treibmittelgehaltes von expandierbaren Styrolpolymerisaten oder Mischpolymerisaten mit mindestens 50 Gew.% Styrol, das darin besteht, daß man spezielle Perlfraktionen mit einem Treibmittelgehalt von 2 bis 12 Gew.% oder Mischurgen solcher Perlfraktionen in flüssiger Phase drucklos bei Temperaturen von 400C bis 700, vorzugsweise bei 500C, oder unter Druck zwischen 3 bis 10 bar und Temperaturen zwischen 9000 und 130°C, vorzugsweise bei Drücken zwischen 4 und 6 bar und bei Temperaturen zwischen 90°C und 11OOC, unter Inbewegunghalten der Polymerisatteilchen behandelt, bis der gewünschte Treibmittelgehalt, vorzugsweise von 1 bis 6 Ges.%, erreicht wird.
Der Druck während des Verfahrens muß somit, bezüglich der gewählten Temperatur, so bemessen sein, daß die. Diffusion des Treibmittels aus dem Polymerteilchen beschleunigt erfolgt, ein partielles Aufschäumen des Materials aber vermieden wird.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung werden beim Absenken des Treibmittelgehaltes von Styrolpolymerisaten bzw. Copolymerisaten bei Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des Polymerisates organische oder anorganische Suspendierhilfsmittel eingesetzt.
Als Mischpolymerisationskomponente in den erfindungsgemäß zu verwendenden expandierbaren Styrolpolymerisaten kommen in Frage: oMethylstyrol, kernhalogenierte oder kernalkylierte Styrole, Acrylnitril, Methacrylnitril, Ester der Acryl- bzw. Methacrylsäure mit Alkoholen mit 1 bis 8 C-Atomen, N-Vinylcarbazol, Maleinsäureanhydrid oder auch geringe Mengen an Verbindungen, die zwei polymerisierbare Doppelverbindungen enthalten, wie Butadien, Divinylbenzol, Butandiolacrylat usw. Die erfindungsgemäß verwendeten Polymerisate enthalten in homogener Verteilung ein Treibmittel oder eine Treibmittel-Kombination, die das Styrolpolymerisat nicht lösen und deren Siedepunkt unter dem Erweichungspunkt des entsprechenden Polystyrols liegt (z'.B. niedrigsiedende aliphatische Kohlenwasserstoffe Cn H2n + 2 (n = 3-6), Cycloaliphaten und halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe).
Der Vorteil des erfindungsgemäß beschriebenen Verfahrens zur Absenkung des Treibmittelgehaltes von expandierbaren St~rolpolymerisaten bzw. Copolymerisaten liegt darin, daß man in flüssiger Phase zu im Treibmittelgehalt einheitlichen Produkten kommt, deren Schaumstruktur in vorgeschäumtem Zustand gleichmäßig ist, wobei beliebige Werte kontrolliert einstellbar sind.
Erfindungsgemäß ist es weiterhin möglich, die Konzentration an Styrolpolymerisat bzw. Copolymerisat in der flüssigen Phase so zu erhöhen, daß an der Perloberfläche aufgepfropftes organisches Schutzkolloid abgewaschen wird, wodurch ein besseres Rieselverhalten des Materials erzielt wird. Zusätzlich können zur weiteren Verbesserung der Produktqualität, z.B. zur Verhinderung des Verklumpens beim Vorschäumen, zur Verbesserung der Druckabbauzeit von ausgeschäumten Formteilen usw. oberflächlich aufgebracht werden.
Beispiel 1 In einem 2 l-Glaskolben, versehen mit Gaseinleitungsrohr, Rührwerk und Abgashahn, werden 2 Teile Wasser und 1 Teil expandierbares, perlförmiges Polystyrol mit einem mittleren Ferldurchmeser von 0,6 mm unter mäßigem Rühren und Durchleiten eines schwachen Stickstoff-Stromes auf 400C erwärmt.
Nach dem Abkühlen des Kolbeninhaltes nach 5 Stunden Behandlungszeit ist der Treibmittelgehalt des expandierbaren Polystyrols von 6,8 auf 6,0 Ges.% abgesunken. Gleichzeitig erhöht sich die Raumdichte des Produktes nach der Behandlung mit Wasserdampf (Einwirkungsdauer 6 Minuten) von 12 g/l auf 16 g/l. Der mittlere Perldurchmesser hat sich nicht verändert.
Beispiel 2 Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, jedoch erfolgt das Absenken des Treibmittelgehaltes von ursprünglich 7,0 Gew.% innerhalb von 5 Stunden bei 60°C auf 5,0 Gew.%, wobei die Raumdichte des Produktes nach der Behandlung mit Wasserdampf (Einwirkungszeit 6 Minuten) von 12,0 auf 19,5 g/l ansteigt.
Beispiel 3 In einem verschlossenen 40 l-Rührdruckkessel aus rostfreiem Stahl werden 2 Teile Wasser, welches 1 % Calciumphosphat (hergestellt durch feinteiliges Fällen aus CaCl2 und Trinatriumphosphat) und 50 ppm einer organischen Seife, enthält und 1 Teil expandierbares perlförmiges Polystyrol (mittlerer Perldurchmesser 0,6 mm) bei 1100C und 6 bar unter Rühren 3 Stunden behandelt.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Verringerung des Treibmittelgehaltes von expandierbaren perlförmigen Styrolpolymerisaten oder Mischpolymerisaten mit mindestens 50 Gew.% Styrols dadurch gekennzeichnet, daß man Fraktionen der perlförmigen Teilchen mit einem Treibmittelgehalt von 2 bis 12 Gew.%, vorzugsweise 6 bis 8 Ges.%, oder Mischungen solcher Fraktionen in flüssiger Phase entweder drueklos bei Temperaturen von 40 bis 70°C, vorzugsweise bei 5QoC oder unter einem Druck zwischen 3 bis 10 bar und Temperaturen zwischen 90 und 1300C, vorzugsweise bei Drücken zwischen 4 und 6 bar und bei Temperaturen zwischen 90 und 1100C, unter Inbewegunghaltung der periförmigen Teil chen so lange behandelt, bis der gewünschte mreibmittelgehalt, vorzugsweise ein Treibmittelgehalt von 1 bis 6 Gew.%, erreicht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibmittelabsenkung in Gegenwart eines organischen oder anorganischen Suspendierhilfsmittels erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2> dadurch gekennseichnet, daß als Treibmittel niedrigsiedende Allphate, halogenierte Aliphate und Cyclonliphate, die das Polymerisat nicht angreifen und deren Siedepunkt unter dem Erweichungspunkt des Styrol polymerisates liegt, verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzelchnet, daß die Styrolpolymerisatteilchen bzw. Copolymerisatteilchen weitere Zusatzstoffe, wie Weichmacher Stabilisatoren, Flu'ssigstoffes lösliche Farbstoffe oder Pigmentfarbstoffe oder Flammschutzmittel enthalten.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an Polymerisatteilchen in der flüssigen Phase so eingestellt wird, daß. zusätzlich an der Perloberfläche aufgepfropftes organisches Schutzkolloid durch Gegeneinanderreiben der Teilchen abgeawaschen wird.