HU224057B1 - Eljárás expandálható polivinilarén-részecskék előállítására - Google Patents

Eljárás expandálható polivinilarén-részecskék előállítására Download PDF

Info

Publication number
HU224057B1
HU224057B1 HU0104205A HUP0104205A HU224057B1 HU 224057 B1 HU224057 B1 HU 224057B1 HU 0104205 A HU0104205 A HU 0104205A HU P0104205 A HUP0104205 A HU P0104205A HU 224057 B1 HU224057 B1 HU 224057B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
particles
polyvinylarene
polyvinylarene particles
expanded
oxygen
Prior art date
Application number
HU0104205A
Other languages
English (en)
Inventor
Michel Florentine Jozef Berghmans
Karel Cornelis Bleijenberg
Alphonsus Catharina Gerardus Metsaars
Original Assignee
Nova Chemicals (International) S.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nova Chemicals (International) S.A. filed Critical Nova Chemicals (International) S.A.
Publication of HUP0104205A2 publication Critical patent/HUP0104205A2/hu
Publication of HUP0104205A3 publication Critical patent/HUP0104205A3/hu
Publication of HU224057B1 publication Critical patent/HU224057B1/hu

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/16—Making expandable particles
    • C08J9/18—Making expandable particles by impregnating polymer particles with the blowing agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/16—Making expandable particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/22—After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/06—CO2, N2 or noble gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2325/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2325/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S264/00—Plastic and nonmetallic article shaping or treating: processes
    • Y10S264/09—Pre-expansion of foamed polystyrene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

A találmány tárgya eljárás expandálható poli(vinil-arén)-részecskékelőállítására, melynek során tömör poli(vinil-arén)- részecskéketszervetlen, nitrogént és/vagy oxigént és adott esetben a gáztérfogatára vonatkoztatva legfeljebb 1 térfogat% szerves vegyületettartalmazó gázzal impregnálnak 95 °C alatti hőmérsékleten és 100–2000kPa túlnyomáson. A találmány tárgya továbbá eljárás expandáltpoli(vinil-arén)-részecskék előállítására a találmány szerintelőállított expandálható poli(vinil-arén)-részecskékből, valaminteljárás habosított termékek előállítására a találmány szerintelőállított expandált poli(vinil-arén)-részecskékből.

Description

A találmány tárgya eljárás expandálható poli(vinil-arén)-részecskék előállítására, melynek során tömör poli(vinil-arén)-részecskéket szervetlen, nitrogént és/vagy oxigént és adott esetben a gáz térfogatára vonatkoztatva legfeljebb 1 térfogat% szerves vegyületet tartalmazó gázzal impregnálnak 95 °C alatti hőmérsékleten és 100-2000 kPa túlnyomáson.
A találmány tárgya továbbá eljárás expandált poli(vinil-arén)-részecskék előállítására a találmány szerint előállított expandálható poli(vinil-arén)-részecskékből, valamint eljárás habosított termékek előállítására a találmány szerint előállított expandált poli(vinil-arén)-részecskékből.
HU 224 057 Β1
A leírás terjedelme 6 oldal
HU 224 057 Β1
A találmány tárgya eljárás expandálható polí(vinil-arén)-részecskék előállítására, eljárás az ilyen részecskék expandálására, és eljárás habosított termékek előállítására az expandált részecskékből.
Évek óta ismert, hogy poli(vinil-arén)-, így polisztirolrészecskék expandálhatóvá tehetők, és az így kapott részecskék habosított termékek előállításához használhatók. Ebben az összefüggésben hivatkozunk például az US 2.681.321 számú iratra, amely olyan eljárást ismertet, amelyben polisztirolrészecskéket folyékony szénhidrogénekkel érintkeztetnek és megfelelő kezeléssel a folyékony szénhidrogént a polisztirolrészecskékbe diszpergálják. Az így kapott részecskék általában 4-8 tömeg% folyékony szénhidrogén habosítószert, így butánt, n-pentánt vagy pentánok elegyét tartalmazzák. Ezek a részecskék ezután csökkentett sűrűségű gyöngyökké expandálhatok. A csomagolóanyagként alkalmazott részecskék látszólagos sűrűsége általában 20-60 kg/m3. Expandálás után a részecskéket gőzzel fűtött öntőformában fúzionálják, és így kívánt alakú habosított terméket kapnak.
A polisztirolrészecskék expanzióját befolyásoló faktorok egyike a szénhidrogén habosítószer mennyisége. Kirk Othmer: Encyclopedia of Chemical Technology, 3. kiadás, 21. kötet, 838. oldal szerint az 5,7 tömeg% n-pentánt tartalmazó részecskék sűrűsége általában 1080 kg/m3, míg a tiszta polisztirolgyöngyök sűrűsége 1050 kg/m3, és a polisztirolban oldott n-pentánt tartalmazó egyszerű elegy számolt sűrűsége 1020 kg/m3. Ha a pentán teljes mennyisége az üregekben található, akkor a számolt sűrűség értéke 1120 kg/m3. Ebből azt a következtetést vonták le, hogy a szénhidrogén habosítószer egy része a polisztirol kis üregeiben található. Szakember számára világos, hogy a fenti sűrűségek részecskesűrűségek, amelyekből látszólagos sűrűség számolható. Egy 1050 kg/m3 értékű részecskesűrűség kb. 680 kg/m3 látszólagos sűrűségnek felel meg.
A jelenlegi gyakorlat hátránya, hogy a nem expandált részecskék szállítása és tárolása során az illékony szerves habosítószer elpárologhat a részecskékből, elsősorban az üregekből. A részecskék különböző hőmérsékleten és/vagy időtartamon keresztül történő szállítása és/vagy tárolása során például a pentán visszamaradt mennyisége szignifikáns módon változhat. A szállítás során alkalmazott különleges biztonsági intézkedések, így a légmentes csomagolás ellenére feltételezhető, hogy az ilyen változás befolyásolhatja az expanzió után kapott habot.
Emellett, az expanziós folyamat következtében a nem expandált részecskékben eredetileg jelen lévő szerves habosítószer a környezetbe emittál. Az emisszió csökkentése érdekében bonyolult eszközöket fejlesztettek ki az emittált habosítószer összegyűjtése érdekében a további feldolgozás, például elégetés előtt. Ezeket az eszközöket a részecskék végső felhasználójának, vagyis a habosított terméket előállító fogyasztónak kell a meglévő berendezéseihez illeszteni. Ez további gyakorlatot és ráfordítást igényel a felhasználótól.
Az US 5.358.675 számú irat olyan eljárást ismertet, amelyben egy polimer anyagot, például polisztirolt egy második fázisú anyaggal, például gumival kombinálnak egy extruderben megemelt hőmérsékleten. A keveréket nitrogénnel impregnálják 5 500-13 800 kPa (800-2000 psi) nyomáson. A gumi jelenléte szükséges a megfelelő, 100 pm feletti cellaméret eléréséhez. Gumi adagolása nélkül a kapott cellák túl kicsik. Az idézett iratban ismertetett eljárás kiküszöböli a környezeti problémákat, viszont túl nagy nyomásokat alkalmaz.
Azt találtuk, hogy a poli(vinil-arén)-részecskék megfelelő módon expandálhatok ilyen nagy nyomások elkerülése mellett.
A találmány tárgya tehát eljárás expandálható poli(vinil-arén)-részecskék előállítására, melynek során tömör poli(vinil-arén)-részecskéket szervetlen nitrogént és/vagy oxigént tartalmazó gázzal impregnálunk 95 °C alatti hőmérsékleten és 100-2000 kPa közötti túlnyomáson.
A tömör poli(vinil-arén)-részecskék látszólagos sűrűsége általában legalább 600 kg/m3, előnyösen legalább 620 kg/m3. A részecskék látszólagos sűrűsége általában nem haladja meg a 700 kg/m3 értéket.
A találmány szerinti tömör poli(vinil-arén)-részecskék általában nem expandálhatok a nitrogént és/vagy oxigént tartalmazó gázzal történő impregnálás előtt. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy a részecskék a vinilarén mennyiségére vonatkoztatva legfeljebb 0,5 tömeg%, előnyösen legfeljebb 0,1 tömeg% illékony szerves vegyületet tartalmaznak. A tömör poli(vinil-arén)-részecskék előnyösen illékony szerves vegyületektől mentesek. A tömör poli(vinil-arén)-részecskékben a víz mennyisége előnyösen nem haladja meg az 1 tömeg% értéket a vinilarén mennyiségére vonatkoztatva.
A tömör poli(vinil-arén)-részecskék különböző módszerekkel előállíthatok. Ezekre példaként említhető a tömbpolimerizálás, oldatpolimerizálás és szuszpenziós polimerizálás vagy ezek kombinációi. A polimerizálást előnyösen tömbpolimerizálással vagy szuszpenziós polimerizálással végezzük.
Tömbpolimerizálásnál a szokásos módon járunk el, amikor is kis részecskéket (zúzalékot) kapunk. A szuszpenziós polimerizálásnál a vinilarénmonomert vizes fázisban szuszpendáljuk, és a szuszpendált cseppeket polimerizáljuk. Mindkét módszernél megfelelő üregek alakulnak ki a polimerrészecskékben, amelyekben a szervetlen nitrogént és/vagy oxigént tartalmazó gáz impregnálható.
A szuszpenziós polimerizálás előnyösen megvalósítható szuszpenzióstabilizátor jelenlétében. A szuszpenzióstabilizátorok közismertek, példaként említhető a poli(vinil-alkohol), zselatin, agar, poli(vinil-pirrolidin), poliakrilamid, szervetlen stabilizátorok, így alumínium-oxid, bentonit, magnézium-szilikát vagy foszfátok, így trikalcium-foszfát és/vagy dinátrium-hidrogén-foszfát, adott esetben valamely fent említett stabilizálóvegyülettel kombinálva. A stabilizátor mennyisége 0,1-0,9 tömeg% a vizes fázis tömegére vonatkoztatva.
A szuszpenziós polimerizálás előnyösen megvalósítható két eltérő hőmérsékletű szakaszban, az első
HU 224 057 Β1 szakasz hőmérséklete 85-110 °C, és a második szakasz hőmérséklete 115-140 °C.
A polimerizálás önmagában általánosan ismert. Iniciálható termikusán, szabad gyökös polimerizáláson keresztül vagy anionos polimerizáláson keresztül. Valamennyi módszer egyformán alkalmazható, de előnyös a szabad gyökös polimerizálás. Szabad gyökös íniciátorként előnyösen valamely, a szabad gyökös polimerizálásnál általánosan alkalmazott iniciátort használunk. Ezekre példaként említhetők a szerves peroxivegyületek, így peroxid, peroxi-karbonátok és perészterek. A peroxivegyületekre példaként említhetők a 6-20 szénatomos acilperoxidok, így dekanoil-peroxid, benzoil-peroxid, oktanoil-peroxid, sztearil-peroxid, a perészterek, így terc-butil-perbenzoát, terc-butil-peracetát, terc-butil-perizobutirát, terc-butil-peroxi-(2-etil-hexil)-karbonát, hidroperoxidok és dihidrokarbil-peroxidok, így 3-10 szénatomos hidrokarbilegységeket tartalmazó peroxidok, például diizopropil-benzol-hidroperoxid, di-terc-butil-peroxid, dikumil-peroxid vagy ezek elegyei. Alkalmazhatók a peroxidvegyületektől eltérő iniciátorok is, például α,α’-azobiszizobutironitril.
A találmány szerinti eljárásban alkalmazott polimerben előforduló vinilarén előnyösen főként sztirol. A poli(vinil-arén) legfeljebb 10 mol% mennyiségben tartalmazhat más vinilcsoportot tartalmazó monomert, így akrilnitrilt, akrilsavat vagy metakrilsavat, vagy ezek észtereit, szubsztituált sztirolt, így klór-sztirolt vagy α-metil-sztirolt, vagy divinil-benzolt. Előnyös azonban, ha a poli(vinil-arén)-ben található vinilarén legalább 99 mol% sztirolt tartalmaz. Különösen előnyös, ha a poli(vinil-arén) polisztirol.
A vinilarén polimerizálása előnyösen megvalósítható más polimerek, így poli(fenilén-oxid) jelenlétében. Előnyösen alkalmazható poli(fenílén-oxíd)-okat ismertet az EP 350.137, EP 403.023 és EP 391.499 számú irat. A poli(fenilén-oxid) mennyisége előnyösen 1-30 tömeg% a vinilarén mennyiségére vonatkoztatva, és javítja a poli(vinil-arén) polimer merevségét.
A tömör poli(vinil-arén)-részecskék adott esetben különböző szokásos adalék anyagokat tartalmazhatnak. Az ilyen adalék anyagokra példaként említhetők a láncátadó szerek, térhálósító szerek és gócképző szerek. Láncátadó szerként alkalmazhatók 2-15 szénatomos alkil-merkaptánok, így n-dodecil-merkaptán, terc-dodecil-merkaptán, terc-butil-merkaptán és n-butil-merkaptán. További példaként említhető a pentafenil-etán és α-metilsztirol dimer. Térhálósító szerként alkalmazható butadién és divinil-benzol. A gócképző szer a cellák kialakulását elősegítő vegyület. A gócképző szer mennyisége általában 0,01-3 tömeg%, előnyösen 0,05-2 tömeg% a vinilarén mennyiségére vonatkoztatva. A gócképző szerekre példaként említhetők a finoman eloszlatott szervetlen vegyületek, szerves vegyületek és polimerrészecskék. Ilyenek a karbonátvegyületek, így kalcium-karbonát, a szulfátvegyületek, így bárium-szulfát és kalcium-szulfát, a szilikátvegyületek, így talkum, agyag, magnézium-szilikát, amorf szilícium-dioxid-részecskék, zeolitok, diatómaföld, az oxidok, így magnézium-oxid és titánium-oxid, nátrium-hidrogén-karbonát és citromsav elegye, szerves brómtartalmú vegyületek, naftalinvegyületek, policiklusos aromás szénhidrogének, feketeszén, koksz, faszén, grafit és gyémántpor, parafin és zsírsavszármazékok, így sztearát- és palmitátvegyületek, A polimerrészecskékre példaként említhető a poli(vinil-klorid), polipropilén, polietilén, akrilnitril/butadién/sztirol gumi, sztirol/butadién gumi, sztirol/maleinsavanhidrid kopolimer és cellulóz. További példaként említhetők a poláros polimerek, így a WO 98/01.501 számú iratban ismertetett polimerek, keményítő, észterezéssel vagy éterezéssel módosított keményítő, emulgeátorok, például WO 98/01.488 és WO 98/01.489, így biszalkilszulfoszukcinátok, szorbitol-(8-20 szénatomos karboxilátok), és 8-20 szénatomos alkil-xilol-szulfonátok. Gócképző szerként különösen előnyösek a polietilénviaszok, melyek tömeg szerinti átlagos móltömege 500-5000, és amelyek általában finoman el vannak oszlatva egy polimer mátrixban, és amelyek mennyisége általában 0,01-1,0 tömeg%, előnyösen 0,1-0,5 tömeg% a vinilarén mennyiségére vonatkoztatva.
A tömör részecskék ezenkívül tartalmazhatnak antisztatizáló adalék anyagot, égésgátlókat, így hexabróm-ciklododekánt, színezéket, töltőanyagot, lágyítót, így fehér olajat, stabilizátort és csúsztatószert. A részecskék ezenkívül bevonattal láthatók el, ahol a bevonókészítmény tartalmazhat szilikont, fémszilikátot vagy glicerin-karboxilátot. Karboxilátként előnyösen alkalmazható a glicerinmono-, -di- és trisztearát, cink-sztearát és ezek elegyei. Bevonókészítményként előnyösen alkalmazhatók a GB 1.409.285 számú iratban ismertetett készítmények. Sztearát helyett alkalmazható továbbá cifrát vagy palmitát. A bevonókészítmény felvihető a részecskékre szárazbevonással gumikeverőben, vagy könnyen elpárolgó folyadékban felvett szuszpenzió vagy oldat alkalmazásával.
A tömör poli(vinil-arén)-részecskéket szervetlen nitrogént és/vagy oxigént tartalmazó gázzal impregnáljuk 95 °C alatti hőmérsékleten és 100-2000 kPa túlnyomáson. Az ilyen gázok általában legalább 90 térfogat%, előnyösen legalább 95 térfogat% nitrogént és/vagy oxigént tartalmaznak. A szervetlen gáz esetében a „szervetlen” minősítés azt jelenti, hogy a gáz legfeljebb 1 térfogata., előnyösen legfeljebb 0,5 térfogat% szerves vegyületet tartalmaz. Különösen előnyös, ha a szervetlen gáz mindenféle szerves anyagtól mentes.
A találmány szerinti megoldás egyik előnyös tulajdonsága, hogy az alkalmazott szervetlen nitrogént és/vagy oxigént tartalmazó gáz legfeljebb csekély kölcsönhatást mutat az alkalmazott polimerrel. A legtöbb szokásos habosítószer, így az illékony szénhidrogének, például etán, propán, etilén vagy propilén, az illékony halogénezett szénhidrogének, például metil-fluorid vagy a szén-dioxid bizonyos mértékben oldódnak a polimer mátrixban. Ez azt jelenti, hogy bizonyos felhasználási területeken el kell ezeket távolítani a fellépő potenciális negatív hatások miatt, a biztonság, egészség vagy toxikológia területén. Az ilyen hátrányok a találmány szerinti megoldás alkalmazásával kiküszöbölődnek. Szakember számára nyilvánvaló, hogy bizo3
HU 224 057 Β1 nyos mértékben minden gáz oldódik a polimer mátrixban, de a találmány értelmében alkalmazott gázok a polimer mátrixban sokkal kevésbé oldódnak, mint a fent említett szokásos habosítószerek. Az impregnálógáz előnyösen nitrogén vagy levegő. Az ilyen gázok további előnye, hogy hatékonyak, olcsók, és nem fejtenek ki káros környezeti vagy egészségi hatást.
Az impregnálás hőmérséklete előnyösen 0-50 °C, különösen előnyösen 10-30 °C. A legelőnyösebb, ha az impregnálást szobahőmérsékleten végezzük. Ebben az esetben a részecskék üregeit a gáz megtölti anélkül, hogy a poli(vinil-arén) oly mértékben felmelegedne, hogy emiatt deformálódna. Az ilyen deformálódás káros hatást fejt ki az üregek szerkezetére és tulajdonságaira, és ezért negatívan befolyásolja a kapott impregnált részecskék expandálhatóságát. Emellett, az alacsony hőmérséklet biztosítja, hogy a részecskék szabadon folyó állapotban maradnak, és nem ragadnak össze egymással, ami magasabb hőmérsékleten könnyen bekövetkezhet.
Az impregnálás nyomása általában 100-2000 kPa, előnyösen 100-1500 kPa, különösen előnyösen 300-800 kPa túlnyomás. Alacsonyabb nyomás azt jelenti, hogy az üregeket egyszerűen kitölti a mintegy légköri nyomású gáz, így nitrogén vagy levegő. Ilyen esetben az expanzió mértéke nem kielégítő, ha egyáltalán bekövetkezik. A 2000 kPa feletti túlnyomás lehetséges ugyan, de gazdasági és biztonsági okokból nem előnyös, a nyomásálló edényt jobban fel kell szerelni. Emellett, nehezebbé válik a mintavétel.
Az impregnálás után az impregnált részecskéket a szokásos expandálóeszközökben expandálhatjuk a tömör poli(vinil-arén)-részecskék látszólagos sűrűségénél alacsonyabb látszólagos sűrűség eléréséig. A részecskéknek az expandálóeszközbe történő beadagolása során speciális óvintézkedésekre nincs szükség, de az adagolást előnyösen nyomásálló zsilipen keresztül végezzük.
A találmány tárgya továbbá eljárás expandált poli(vinil-arén)-részecskék előállítására, melynek során a fent ismertetett eljárással előállított expandálható poli(vinil-arén)-részecskéket expandálunk a tömör poli(vinil-arén)-részecskék látszólagos sűrűségénél alacsonyabb látszólagos sűrűségig.
Az expandálás során az impregnált részecskéket olyan látszólagos sűrűség eléréséig expandáljuk, melynek értéke legalább háromszor kisebb az eredeti sűrűségnél. Az impregnált részecskéket előnyösen a tömör poli(vinil-arén)-részecskék látszólagos sűrűségénél legalább ötször kisebb látszólagos sűrűségig expandáljuk. Az expanzió elvben tetszőleges látszólagos sűrűség eléréséig megvalósítható, de az expanziót előnyösen legfeljebb hússzor kisebb, különösen előnyösen legfeljebb negyvenszer kisebb látszólagos sűrűségig végezzük, mint a tömör poli(vinil-arén)-részecskék látszólagos sűrűsége.
A kívánt végső látszólagos sűrűség eléréséhez szükséges expandálást általában több lépésben végezzük. Ennek során az expanzió után kapott expandált poli(vinil-arén)-részecskéket előnyösen ismét impregnáljuk a szervetlen nitrogént és/vagy oxigént tartalmazó gázzal (újraimpregnálás), és az újraimpregnált részecskéket ismét expandáljuk. Az újraimpregnálás folyamata többször ismételhető. Szakember számára átlagos feladat megfelelő egyensúly kialakítása az impregnálás időtartama között egyrészt az impregnált gáz mennyiségének maximalizálása, másrészt az egymás után megvalósított impregnálás és expandálás számának csökkentése érdekében. Az impregnálás és expandálás lépéseit előnyösen 1-4 alkalommal ismételjük.
Mint fent említettük, az expandálás bármely szokásos expandálóeszközben megvalósítható. Ez azt jelenti, hogy az expandálás során alkalmazható forró levegő, forró víz, forró olajfürdő, infravörös sugárzás vagy mikrohullámú sugárzás. Előnyösen a legáltalánosabb módszert alkalmazzuk, vagyis az expandálást gőzzel végezzük. A gőz hőmérséklete általában 100-168 °C, nyomása 0-600 kPa túlnyomás az előexpandált poli(vinil-arén)-részecskékben adott esetben előforduló adalék anyagok és/vagy más polimerek jelenlététől függően. Polisztirol esetében előnyösen alkalmazható a 100-125 °C hőmérsékletű és 0-230 kPa túlnyomású telített gőz. Nyilvánvaló azonban, hogy más szokásos módszerek is alkalmazhatók. Ennek megfelelően, használható 90-200 °C hőmérsékletű forró levegő is, különösen az első expandálási lépésben. A levegő hőmérséklete előnyösen 95-160 °C, különösen előnyösen 100-140 °C. Az expandálás időtartama legfeljebb 3 óra.
Mint fent említettük, az expandált részeket előnyösen öntőformába töltjük, és felmelegítjük, melynek során az expandált részecskék fúzionálnak és öntött, habosított terméket képeznek. A találmány tárgya továbbá eljárás habosított termék előállítására, melynek során a találmány szerinti eljárással előállított expandált polivinilrészecskéket öntőformában melegítjük a poli(vinil-arén)-részecskék meglágyulásáig és összetapadásáig, és a meleg öntőformát lehűtjük, melynek során habosított terméket kapunk. Az öntőforma melegítését a szokásos módon végezzük, hőmérséklete általában 110-125°C.
A találmányt közelebbről az alábbi példákkal mutatjuk be anélkül, hogy az oltalmi kör a példákra korlátozódna.
A példákban a látszólagos sűrűséget az alábbi módszerrel mérjük:
Egy 1000±2 cm3 kapacitású hengeres csészét, melynek belső átmérője 66 mm, és magassága 293 mm, 0,1 g pontosságig lemérünk (légköri nyomás, szobahőmérséklet). Ezután a csészét megtöltjük a poli(vinil-arén)-részecskékkel. Egy teljesen sík fém simítókéssel háromszor megütögetjük a csésze oldalát, majd a betöltött anyag feleslegét a csésze tetején a csésze megrázása nélkül lesimítjuk. A csészében lévő anyagot 0,1 g pontosságig lemérjük, majd 1 cm3 poli(vinil-arén)-részecskére kapott, grammban kifejezett tömeget kg/m3 mértékegységre átszámítjuk.
1. és 2. példa
Tömör polisztirolrészecskéket állítunk elő szuszpenziós polimerizálással. Ehhez 4000 g ionmentesített
HU 224 057 Β1 vizet, 3680 g sztirolt és szokásos szuszpenzióstabilizátort 475 fordulat/perc sebességgel kevertetve összekeverünk. A polimerizálás megindításához a hőmérsékletet 86 °C értékre növeljük, majd peroxidiniciátort adunk hozzá. Kereken 6 óra elteltével a hőmérsékletet kereken 120 °C értékre növeljük, és 2 órán keresztül ezen az értéken tartjuk. A polimerizálás befejeződése után a reakcióelegyet lehűtjük.
A kapott részecskék látszólagos sűrűsége d-|=650-630 kg/m3, a szemcseméret 700-900 pm.
Ezután a tömör polisztirolrészecskéket levegővel impregnáljuk nyomásálló edényben szobahőmérsékleten és 600 kPa levegő túlnyomáson. 16 óra elteltével a nyomást lefúvatjuk, az impregnált tömör polisztirolrészecskéket KURTZ KV450 típusú gőzös expandálóba visszük, és tovább expandáljuk. Az expandálás körülményeit az 1. táblázat tartalmazza.
A kapott részecskéken megmérjük a d2 látszólagos sűrűséget.
Ezután a részecskéket ismét impregnáljuk és expandáljuk a fent ismertetett módon azzal az eltéréssel, hogy a nyomást 2 óra elteltével fúvatjuk le. A kapott ré10 szecskákén megmérjük a d3 látszólagos sűrűséget.
Ezt az eljárást további két alkalommal megismételjük a d5 látszólagos sűrűség eléréséig. Az eredményeket az 1. táblázat tartalmazza.
1. táblázat
Példa- szám di (kg/m3) Expandálási körülmé- nyek d2 (kg/m3) Expandálási körülmé- nyek d3 (kg/m3) Expandálási körülmé- nyek d4 (kg/m3) Expandálási körülmé- nyek d5 (kg/m3)
1. 630 P: 150 kPa T: 127 ’C t: 15 s 531 P: 140 kPa T: 126 ’C t: 15 s 323 P: 140 kPa T: 126 ’C t: 15 s 90 P: 80 kPa T: 117’C t: 15 s 20,4
2. 650 P: 165 kPa T: 129 ’C t: 15 s 537 P: 140 kPa T: 126 ’C t: 15 s 324 P: 140 kPa T: 126 ’C t: 15 s 86 P: 140 kPa T: 126 ’C t: 15 s 18,8
Megjegyzés: P=gőznyomás (kPa túlnyomás) T=gőzhőmérséklet (°C)

Claims (13)

  1. t=gőzkezelés ideje (másodperc)
    SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Eljárás expandálható poli(vinil-arén)-részecskék előállítására, azzal jellemezve, hogy tömör poli(vinil-arén)-részecskéket szervetlen, nitrogént és/vagy oxigént és adott esetben a gáz térfogatára vonatkoztatva legfeljebb 1 térfogat% szerves vegyületet tartalmazó gázzal impregnálunk 95 °C alatti hőmérsékleten és 100-2000 kPa túlnyomáson.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a poli(vinil-arén)-részecskék polisztirolrészecskék.
  3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a tömör poli(vinil-arén)-részecskék látszólagos sűrűsége legalább 600 kg/m3.
  4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a poli(vinil-arén)-részecskék impregnálásához a részecskéket szervetlen nitrogént és/vagy oxigént tartalmazó gázzal kezeljük 0-50 °C közötti hőmérsékleten és 100-1500 kPa túlnyomáson.
  5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gáz nitrogén vagy levegő.
  6. 6. Eljárás expandált poli(vinil-arén)-részecskék előállítására, azzal jellemezve, hogy az 1 -5. igénypontok bármelyike szerinti eljárással előállított impregnált expandálható poli(vínil-arén)-részecskéket a tömör poli(vinil-arén)-részecskék látszólagos sűrűségénél kisebb látszólagos sűrűségre expandálunk.
  7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az impregnált részecskéket a tömör poli(vinil-arén)-részecskék látszólagos sűrűségénél legalább ötször kisebb végső látszólagos sűrűségig expandáljuk.
  8. 8. A 6. vagy 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az expandálás után kapott expandált poli(vinil-arén)-részecskéket ismét szervetlen nitrogént és/vagy oxigént tartalmazó gázzal impregnáljuk, és az impregnált részecskéket ismét expandáljuk.
  9. 9. A 6-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az impregnált részecskék expandálásához a részecskéket gőzzel kezeljük 100-168 ’C hőmérsékleten és 0-600 kPa túlnyomáson.
  10. 10. Eljárás habosított termékek előállítására, azzal jellemezve, hogy a 6-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárással előállított expandált poli(vinil-arén)-részecskéket öntőformában melegítjük a poli(vinil-arén)-részecskék meglágyulásáig és összeragadásáig, és a meleg öntőformát lehűtve habosított terméket állítunk elő.
  11. 11. Eljárás expandálható poli(vinil-arén)-részecskék előállítására, azzal jellemezve, hogy üregeket tartalmazó tömör poli(vinil-arén)-részecskéket a nitrogént és/vagy oxigént tartalmazó gázok közül kiválasztott szervetlen vegyülettel impregnálunk 95 °C alatti hőmérsékleten és 100-2000 kPa túlnyomáson a tömör poli(vinil-arén)-részecskékben lévő üregek szerkezetének és tulajdonságainak megtartásával, ahol a szervetlen nitrogént és/vagy oxigént tartalmazó gáz a gáz térfogatára vonatkoztatva legfeljebb 1 térfogat% szerves vegyületet is tartalmazhat, és ahol a szervetlen nitrogént és/vagy oxigént tartalmazó gáz a szerves vegyü5
    HU 224 057 Β1 letekhez viszonyítva kevésbé oldható a polimer mátrixban és lényegében a tömör poli(vinil-arén)-részecskék üregeiben marad a részecskék expandálásáig.
  12. 12. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nitrogént és/vagy oxigént tartalmazó szer- 5 vetlen gáz a gáz térfogatára vonatkoztatva legfeljebb 0,5 térfogat% szerves vegyületet tartalmaz.
  13. 13. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nitrogént és/vagy oxigént tartalmazó szervetlen gáz nem tartalmaz szerves vegyületeket.
HU0104205A 1998-09-16 1999-09-14 Eljárás expandálható polivinilarén-részecskék előállítására HU224057B1 (hu)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP98203098A EP0987291A1 (en) 1998-09-16 1998-09-16 Process for the preparation of expandable polyvinylarene particles
PCT/EP1999/006997 WO2000015702A1 (en) 1998-09-16 1999-09-14 Process for the preparation of expandable polyvinylarene particles

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HUP0104205A2 HUP0104205A2 (hu) 2002-03-28
HUP0104205A3 HUP0104205A3 (en) 2003-05-28
HU224057B1 true HU224057B1 (hu) 2005-05-30

Family

ID=8234118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0104205A HU224057B1 (hu) 1998-09-16 1999-09-14 Eljárás expandálható polivinilarén-részecskék előállítására

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6573306B1 (hu)
EP (2) EP0987291A1 (hu)
JP (1) JP2002524637A (hu)
KR (1) KR100594911B1 (hu)
CN (1) CN1208380C (hu)
AT (1) ATE282658T1 (hu)
AU (1) AU759768B2 (hu)
BR (1) BR9913762A (hu)
CA (1) CA2341275C (hu)
DE (1) DE69922028T2 (hu)
ES (1) ES2233082T3 (hu)
HU (1) HU224057B1 (hu)
MY (1) MY125637A (hu)
NO (1) NO20011319L (hu)
PL (1) PL200401B1 (hu)
TW (1) TW496882B (hu)
WO (1) WO2000015702A1 (hu)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2004267408B2 (en) * 2003-08-15 2009-01-08 Nova Chemicals (International) S.A. Process for processing expandable polymer particles and foam article thereof
FR2858977A1 (fr) * 2003-08-21 2005-02-25 Bp Chem Int Ltd Composition de polystyrene expansible, procede de fabrication d'objets en polystyrene expanse de moyenne densite, et perles pre-expansees en polystyrene de moyenne densite
US20090181253A1 (en) * 2008-01-15 2009-07-16 Nova Chemicals Inc. Particulate interpenetrating network polymer
AT516572A1 (de) * 2014-08-05 2016-06-15 Austrotherm Gmbh Niederdichte, mikrozellulare, geschlossenzellige, thermoplastische Schaumstoffe und ihre Herstellung
CN106079217B (zh) * 2016-06-08 2018-08-28 惠州景华包装制品有限公司 一种eps红外线预发泡工艺

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE754520A (fr) * 1969-08-06 1971-02-08 Hoechst Ag Produits-mousse et procede pour leur fabrication
JPH03275738A (ja) * 1990-03-19 1991-12-06 Arco Chem Technol Inc Ｃｏ↓２によるポリマー粒子の発泡方法
US5049328A (en) * 1990-07-02 1991-09-17 Arco Chemical Technology, Inc. Purification, impregnation and foaming of polymer particles with carbon dioxide
DE4137405A1 (de) * 1991-11-14 1993-05-19 Basf Ag Expandierbare styrolpolymerisate, enthaltend als treibmittel kohlendioxid

Also Published As

Publication number Publication date
EP0987291A1 (en) 2000-03-22
AU759768B2 (en) 2003-05-01
EP1114088B1 (en) 2004-11-17
HUP0104205A3 (en) 2003-05-28
US6573306B1 (en) 2003-06-03
EP1114088A1 (en) 2001-07-11
CN1208380C (zh) 2005-06-29
CN1317032A (zh) 2001-10-10
MY125637A (en) 2006-08-30
PL346694A1 (en) 2002-02-25
JP2002524637A (ja) 2002-08-06
ES2233082T3 (es) 2005-06-01
BR9913762A (pt) 2001-10-09
HUP0104205A2 (hu) 2002-03-28
DE69922028D1 (de) 2004-12-23
ATE282658T1 (de) 2004-12-15
TW496882B (en) 2002-08-01
AU6466499A (en) 2000-04-03
CA2341275C (en) 2009-11-24
NO20011319L (no) 2001-05-08
WO2000015702A1 (en) 2000-03-23
NO20011319D0 (no) 2001-03-15
DE69922028T2 (de) 2005-11-24
CA2341275A1 (en) 2000-03-23
KR20010073163A (ko) 2001-07-31
PL200401B1 (pl) 2009-01-30
KR100594911B1 (ko) 2006-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6538042B1 (en) Porous polymer particles
CA1120649A (en) Process for producing expandable thermoplastic resin beads using polypropylene as nucleus
US4303756A (en) Process for producing expandable thermoplastic resin beads
HU223596B1 (hu) Eljárás polimerszemcsék előállítására, valamint habosítható polimerszemcsék
HU226718B1 (en) Process for the preparation of expanded polyvinylarene particles
HU224057B1 (hu) Eljárás expandálható polivinilarén-részecskék előállítására
JP3093552B2 (ja) 寸法安定性のよい難燃性発泡体製造用樹脂粒子及びその製造方法
JPH0461018B2 (hu)
CA1120650A (en) Process for producing expandable thermoplastic resin beads
US6528570B1 (en) Polymer particles
JPH08151471A (ja) 耐衝撃性発泡体製造用の発泡性粒子及びその製造方法
MXPA01002727A (en) Process for the preparation of expandable polyvinylarene particles
MXPA01002729A (en) Porous polymer particles
JPH03258838A (ja) 発泡性スチレン系重合体粒子及びその製造方法
MXPA01002731A (en) Process for the preparation of expanded polyvinylarene particles

Legal Events

Date Code Title Description
HFG4 Patent granted, date of granting

Effective date: 20050322

MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees