JP2001316417A - Method for producing polystyrene resin - Google Patents

Method for producing polystyrene resin

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JP2001316417A
JP2001316417A JP2000134358A JP2000134358A JP2001316417A JP 2001316417 A JP2001316417 A JP 2001316417A JP 2000134358 A JP2000134358 A JP 2000134358A JP 2000134358 A JP2000134358 A JP 2000134358A JP 2001316417 A JP2001316417 A JP 2001316417A
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JP
Japan
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polymerization
styrene
polystyrene
monomer
weight
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Application number
JP2000134358A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Shirai
博史 白井
Takeshi Ikematsu
武司 池松
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Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a polystyrene resin which contains a reduced monomer or oligomer, is excellent in moldability and heat stability, and is also excellent in the secondary processing such as printing. SOLUTION: The method is characterized in that a polystyrene polymer solution obtained through an anionic polymerization is heated gradually under a specific degassing condition to dry so that it may be protected from the heat decomposition.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アニオン重合によ
るポリスチレン系樹脂の製造方法に関し、さらに詳しく
は、減圧脱揮タンクでの脱揮工程における熱履歴を緩や
かにすることで、ポリマーの分解によるモノマーやオリ
ゴマーの発生を低減し、さらに減圧ベント付き押出機で
効率良く脱揮乾燥することで、製品中のスチレン系モノ
マー量及びダイマー、トリマーといったオリゴマー量が
少なく、成形性、熱安定性に優れ且つ印刷性にも優れた
ポリスチレン系樹脂を高効率に製造する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a polystyrene resin by anionic polymerization. More specifically, the present invention relates to a method for producing a monomer by decomposing a polymer by relaxing a heat history in a devolatilization step in a vacuum devolatilization tank. By reducing the amount of styrene-based monomers and oligomers such as dimers and trimers in the product by reducing the amount of olefins and oligomers, and efficiently performing devolatilization and drying with an extruder equipped with a reduced pressure vent. The present invention relates to a method for efficiently producing a polystyrene resin having excellent printability.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来からポリスチレン系樹脂は、種々の
成形法、例えば射出成形、押出成形、中空成形、真空成
形、注入成形等の方法によって成形され、家庭電気器
具、事務機器、家庭用品、包装容器、玩具等に幅広く用
いられている。ポリスチレン系樹脂は主として熱重合ま
たは開始剤を用いたラジカル重合法により製造されてい
る。主な製造プロセスには塊状重合法及び懸濁重合法が
あるが、分散剤等の不純物が混入しにくいことや、コス
ト的に有利なことから塊状重合法が主流となっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, polystyrene resins have been molded by various molding methods, for example, injection molding, extrusion molding, hollow molding, vacuum molding, injection molding, and the like. Widely used for containers, toys, etc. Polystyrene resins are mainly produced by thermal polymerization or radical polymerization using an initiator. The main production processes include a bulk polymerization method and a suspension polymerization method, but the bulk polymerization method is mainly used because impurities such as a dispersant are hard to mix and the cost is advantageous.

【0003】しかしながら、これら熱開始あるいは過酸
化物開始剤等のいずれの方法を用いたラジカル重合で
も、重合反応が100%完結しない為、重合直後のポリ
マー溶液には未反応モノマーが多量に残っている。さら
に、これらのスチレンのラジカル重合では一般にオリゴ
マーの生成を伴い、又、スチレン系モノマーも残存し易
いことは良く知られている。
However, even in radical polymerization using any of these methods, such as thermal initiation or peroxide initiator, since the polymerization reaction is not completed 100%, a large amount of unreacted monomer remains in the polymer solution immediately after polymerization. I have. Further, it is well known that the radical polymerization of styrene generally involves the formation of an oligomer, and the styrene-based monomer tends to remain.

【0004】例えば、Encyclopedia of Chemical Techn
ology,Kirk-Othmer,Third Edition,JohnWily & Sons,21
巻,817頁によれば、100℃以上の熱重合では、スチレ
ンダイマー、スチレントリマー等のオリゴマーの副生を
伴い、その量は約1wt%程度になるとされている。具
体的なオリゴマー成分としては、1−フェニル−4−
(1'−フェニルエチル)テトラリン、1,2−ジフェ
ニルシクロブタン、2,4−ジフェニル−1−ブテン、
2,4,6−トリフェニル−1−ヘキセン等が存在する
とされている。
[0004] For example, Encyclopedia of Chemical Techn
ology, Kirk-Othmer, Third Edition, JohnWily & Sons, 21
According to Vol. 817, thermal polymerization at 100 ° C. or higher involves by-products of oligomers such as styrene dimer and styrene trimer, and the amount thereof is about 1 wt%. Specific oligomer components include 1-phenyl-4-
(1′-phenylethyl) tetralin, 1,2-diphenylcyclobutane, 2,4-diphenyl-1-butene,
It is said that 2,4,6-triphenyl-1-hexene and the like are present.

【0005】塊状重合プロセスは通常80〜180℃で
重合を行い、次いで含まれる溶媒や未反応モノマーの大
部分は、回収工程で脱揮処理される。回収された溶媒や
未反応モノマー等はリサイクルされるが、一部のモノマ
ーやダイマー、トリマーといったオリゴマーは揮発しに
くく、一部製品樹脂中に残存する。
[0005] In the bulk polymerization process, polymerization is usually carried out at 80 to 180 ° C, and then most of the contained solvent and unreacted monomer is subjected to a devolatilization treatment in a recovery step. The recovered solvent, unreacted monomers, and the like are recycled, but some monomers, oligomers such as dimers and trimers are hardly volatilized, and some remain in the product resin.

【0006】このようにして製造されたポリスチレン系
樹脂を分析した結果、原料由来の不純物、残留物及び重
合中の副生物が含まれていた。具体的には、スチレン、
α―メチルスチレン、n−プロピルスチレン、n−プロ
ピルベンゼン、isoープロピルベンゼン、1,3−ジ
フェニルー1―ブテン、1,2−ジフェニルシクロブタ
ン、1−フェニルテトラリン、2,4,6−トリフェニ
ルー1ーヘキセン、1,3,5−トリフェニルベンゼ
ン、1−フェニルー4ー(1'−フェニルエチル)テト
ラリン等がこのようなポリスチレン系樹脂に含まれるこ
とが判った。
As a result of analyzing the polystyrene resin thus produced, it was found that impurities, residues and by-products during polymerization were contained in the raw material. Specifically, styrene,
α-methylstyrene, n-propylstyrene, n-propylbenzene, iso-propylbenzene, 1,3-diphenyl-1-butene, 1,2-diphenylcyclobutane, 1-phenyltetralin, 2,4,6-triphenyl-1-hexene , 1,3,5-triphenylbenzene, 1-phenyl-4- (1′-phenylethyl) tetralin and the like were found to be included in such polystyrene resins.

【0007】この様なスチレン系樹脂中のモノマーやオ
リゴマーは、熱安定性の低下を招いたり、射出成形時に
油状物質として金型や成形品に付着して成形性の低下を
招くことがある。さらに、スチレン系樹脂中のモノマー
やオリゴマーは、成形品の内部から表面へ浸透する為
に、成形品の印刷面が剥離しやすいといった問題があ
る。一方、有機金属化合物を開始剤に用いたアニオン重
合によるポリスチレンの重合法も公知である(例えば、
Journal of Organometallic Chemisty.,10(1967)1-
6)。
[0007] Such monomers and oligomers in the styrene-based resin may cause a decrease in thermal stability, or may adhere to a mold or a molded product as an oily substance during injection molding to cause a decrease in moldability. Furthermore, since the monomer or oligomer in the styrene resin penetrates from the inside of the molded article to the surface, there is a problem that the printed surface of the molded article is easily peeled off. On the other hand, a method of polymerizing polystyrene by anionic polymerization using an organometallic compound as an initiator is also known (for example,
Journal of Organometallic Chemisty., 10 (1967) 1-
6).

【0008】アニオン重合法によれば、重合反応は実質
的にモノマーが存在する限り継続するので、製品中の未
反応モノマーを大幅に低減させることが可能となる。し
かし、一般にアニオン重合は溶液重合法によって行われ
る為、重合後に脱揮ドラムや脱揮タンク等で重合溶媒を
減圧脱揮する事によって除かれる。この工程において、
過大な熱履歴がスチレン系樹脂に与えられると、熱分解
等により、スチレンモノマーやダイマー、トリマーとい
ったオリゴマーが新たに生成する。
[0008] According to the anionic polymerization method, the polymerization reaction is continued as long as the monomer is substantially present, so that the amount of unreacted monomer in the product can be greatly reduced. However, since anionic polymerization is generally performed by a solution polymerization method, it is removed by devolatilizing the polymerization solvent under reduced pressure using a devolatilizing drum or a devolatilizing tank after the polymerization. In this process,
When an excessive heat history is given to the styrene-based resin, oligomers such as styrene monomers and dimers and trimers are newly generated by thermal decomposition and the like.

【0009】米国特許4725654号公報、米国特許
4572819号公報及び特公平6−17409号公報
には有機金属開始剤によるスチレン類のアニオン重合法
が提案されている。これらは、攪拌を有する反応槽に原
料を連続的に導入し、反応生成混合物を同速度で取りだ
し、生成樹脂の分子量を測定して、開始剤等の流量を制
御することにより、一定分子量の樹脂が得られるとして
いる。しかしながら、得られた樹脂中のオリゴマー量に
関する開示あるいは示唆は全くなされていない。
US Pat. No. 4,725,654, US Pat. No. 4,572,819 and Japanese Patent Publication No. 6-17409 propose an anionic polymerization method of styrenes using an organometallic initiator. In these, a resin having a constant molecular weight is introduced by continuously introducing a raw material into a reaction vessel having stirring, taking out a reaction product mixture at the same speed, measuring a molecular weight of a produced resin, and controlling a flow rate of an initiator and the like. Is obtained. However, there is no disclosure or suggestion regarding the amount of oligomer in the obtained resin.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】すなわち、本発明は従
来のポリスチレン系樹脂では達成出来ない、製品中のモ
ノマー量及びダイマーやトリマーといったオリゴマー量
を低減させ、成形性、熱安定性に優れ且つ印刷性といっ
た2次加工性にも優れたスチレン系樹脂の製造法を提供
する事を目的としてなされたものである。
That is, the present invention reduces the amount of monomers in products and the amount of oligomers such as dimers and trimers, which cannot be achieved by conventional polystyrene resins, and is excellent in moldability and thermal stability and printing. The object of the present invention is to provide a method for producing a styrene-based resin which is excellent in secondary workability, such as water resistance.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、有機金属開始
剤を用いてアニオン重合させて得られたポリスチレン系
の重合溶液を、特定の条件下で、重合溶液を減圧脱揮さ
せることにより、アニオン重合の特徴を損なうことな
く、製品中のモノマー、オリゴマー量を著しく低減出
来、成形性、熱安定性に優れ、且つ印刷性という2次加
工性にも優れたポリスチレン系樹脂が得られるという驚
くべき事実に基づいてなされたものである。
According to the present invention, a polystyrene-based polymerization solution obtained by anionic polymerization using an organometallic initiator is devolatilized under reduced pressure under a specific condition. It is surprising that the amount of monomers and oligomers in the product can be significantly reduced without impairing the characteristics of anionic polymerization, and a polystyrene-based resin with excellent moldability, thermal stability, and excellent secondary processing properties such as printability can be obtained. It was made based on facts that should be.

【0012】すなわち、本発明は、炭化水素系溶媒を9
0〜20重量部及びスチレン系モノマーを10〜80重
量部含む混合溶液を重合槽に供給し、有機金属化合物を
開始剤として転化率が99重量%以上となるようにアニ
オン重合させた後、アルコールあるいは水等でポリスチ
レンアニオン末端を失活させ、次いで、該重合溶液を、
(a)第一脱溶媒工程でポリスチレン系ポリマー含有量
が下記式(1)を満足する範囲で、減圧下脱溶媒し 0.3A+60<B<95 (1) (式中、Aは重合槽に供給する炭化水素系溶媒とスチレ
ン系モノマーの混合溶液中のスチレン系モノマーの全容
液に対する重量部を表す。Bは第一脱溶媒工程出口での
全ポリスチレン系ポリマー溶液に対するポリスチレン系
ポリマーの重量%を表す。)
That is, according to the present invention, a hydrocarbon-based solvent is used.
A mixed solution containing 0 to 20 parts by weight of the styrene-based monomer and 10 to 80 parts by weight of the styrene-based monomer is supplied to a polymerization tank, and an anionic polymerization is performed using an organometallic compound as an initiator so that the conversion is 99% by weight or more. Alternatively, the polystyrene anion end is deactivated with water or the like, and then the polymerization solution is
(A) Desolvation under reduced pressure in a range where the polystyrene-based polymer content satisfies the following formula (1) in the first desolvation step: 0.3A + 60 <B <95 (1) (where A represents a polymerization tank) B represents the weight part of the total amount of the styrene monomer in the mixed solution of the hydrocarbon solvent and the styrene monomer to be supplied, and B represents the weight% of the polystyrene polymer relative to the total polystyrene polymer solution at the outlet of the first desolvation step. Represents.)

【0013】(b)次いで、第二脱溶媒工程として、減
圧ベント付きの押出機で溶融混練脱揮させることによ
り、得られるポリスチレン系樹脂中のモノマー、ダイマ
ー及びトリマーの合計量が1000ppm未満であるポ
リスチレン系樹脂の製造方法に関するものである。さら
に、前記ポリスチレン樹脂の製造方法において、炭化水
素系溶媒がトルエン、エチルベンゼンまたはキシレンで
あるスチレン系モノマー溶液をアニオン重合させること
を含むポリスチレン系樹脂の製造方法に関するものであ
る。
(B) Next, as a second desolvation step, the mixture is subjected to melt kneading and devolatilization by an extruder equipped with a reduced pressure vent, so that the total amount of the monomer, dimer and trimer in the obtained polystyrene resin is less than 1000 ppm. The present invention relates to a method for producing a polystyrene resin. Further, the present invention relates to a method for producing a polystyrene resin, which comprises anionically polymerizing a styrene monomer solution in which the hydrocarbon solvent is toluene, ethylbenzene or xylene.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明に関わるポリスチレ
ン系樹脂の製造方法について詳細に説明する。本発明の
ポリスチレン系樹脂の製造方法に用いられるアニオン重
合開始剤の有機金属としては、例えば、有機リチウム開
始剤が挙げられる。具体例としては、n−ブチルリチウ
ム、sec−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、メ
チルリチウム、エチルリチウム、ベンジルリチウム、
1,6−ジリチオヘキサン等が挙げられる。これらは単
独で用いても良いし、2種以上を混合して用いても良
い。好ましい例としては、 n−ブチルリチウム、se
c−ブチルリチウム、t−ブチルリチウムが挙げられ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a method for producing a polystyrene resin according to the present invention will be described in detail. Examples of the organic metal of the anionic polymerization initiator used in the method for producing a polystyrene resin of the present invention include an organic lithium initiator. Specific examples include n-butyl lithium, sec-butyl lithium, t-butyl lithium, methyl lithium, ethyl lithium, benzyl lithium,
1,6-dilithiohexane and the like. These may be used alone or as a mixture of two or more. Preferred examples include n-butyl lithium, se
c-butyl lithium and t-butyl lithium.

【0015】これらの有機リチウム開始剤は、炭化水素
系溶媒、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ペンタ
ン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒類、ベンゼン、ト
ルエン、エチルベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素
溶媒類、テトラヒドロフラン、ジチルエーテル、ジメチ
ルエーテル等のエーテル類に溶解させて使用できる。有
機リチウム開始剤の使用量は得ようとするポリマーの分
子量に依存する。即ち、ポリマーの分子量はモノマー量
と有機リチウム開始剤の組成比で基本的には決まる。モ
ノマー100g当たりの有機リチウム使用量は0.05
〜20ミリモルの範囲である。好ましくは0.1〜10
ミリモル、特に好ましくは0.2〜2ミリモルの範囲で
ある。
These organic lithium initiators include hydrocarbon solvents, for example, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, cyclohexane, pentane and heptane; aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, ethylbenzene and xylene; It can be used by dissolving it in ethers such as tetrahydrofuran, dityl ether and dimethyl ether. The amount of organolithium initiator used depends on the molecular weight of the polymer to be obtained. That is, the molecular weight of the polymer is basically determined by the monomer amount and the composition ratio of the organolithium initiator. The amount of organolithium used per 100 g of monomer is 0.05
-20 mmol. Preferably 0.1 to 10
Mmol, particularly preferably in the range from 0.2 to 2 mmol.

【0016】本発明の方法に用いるスチレン系モノマー
としては、各種のものがあるが、具体例としてスチレ
ン、p−メチルスチレン、m−メチルスチレン、o−メ
チルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,5−ジ
メチルスチレン、3,4−ジメチルスチレン、3,5−
ジメチルスチレン、p−エチルスチレン、m−エチルス
チレン、o−エチルスチレン等のアルキルスチレン類が
挙げられる。これらスチレン系モノマーは単独で用いて
も良いし、2種以上を混合して用いても良い。最も好ま
しいスチレン系モノマーとしてはスチレンが挙げられ
る。
There are various styrene monomers used in the method of the present invention. Specific examples include styrene, p-methylstyrene, m-methylstyrene, o-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, , 5-dimethylstyrene, 3,4-dimethylstyrene, 3,5-
Examples thereof include alkyl styrenes such as dimethyl styrene, p-ethyl styrene, m-ethyl styrene, and o-ethyl styrene. These styrene monomers may be used alone or in combination of two or more. The most preferred styrene monomer includes styrene.

【0017】本発明においては、上記のようなスチレン
系モノマーの他に、アニオン共重合可能なモノマーを一
緒に用いることが出来る。共重合可能なモノマー類とし
ては、α―メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルエ
チルベンゼン、ビニルキシレンなどの芳香族モノビニル
化合物や、1,3−ブタジエン、イソプレン等の共役ジ
エン化合物及びメチルメタアクリル酸エステル類などを
挙げることが出来る。これらの共重合モノマーは、樹脂
の耐熱性、軟化温度、衝撃強度、剛性、加工性等を改良
あるいは調整する場合に有用である場合がある。
In the present invention, an anionic copolymerizable monomer can be used together with the above-mentioned styrene-based monomer. Copolymerizable monomers include aromatic monovinyl compounds such as α-methylstyrene, vinyltoluene, vinylethylbenzene, and vinylxylene; conjugated diene compounds such as 1,3-butadiene and isoprene; and methyl methacrylate. Can be mentioned. These copolymer monomers may be useful in improving or adjusting the heat resistance, softening temperature, impact strength, rigidity, processability, etc. of the resin.

【0018】工業用原料あるいは市販のスチレン系モノ
マーには、対応するアセチレン類(スチレンの場合はフ
ェニルアセチレン)が含まれている。フェニルアセチレ
ンは、スチレンをモノマーとしてn−ブチルリチウムで
重合を行う場合、n−ブチルリチウムを失活させたり、
及び/又は連鎖移動剤として作用し、使用するn−ブチ
ルリチウムの効率が低下したり、及び/又は低分子ポリ
マーを生成させる。本発明のポリスチレン系樹脂を得る
ためには、上記フェニルアセチレン系化合物がスチレン
系モノマーに対して200ppm未満であることが好ま
しい。より好ましくは150ppm未満、最も好ましく
は100ppm未満である。200ppm以上のフェニ
ルアセチレン類を含むスチレン系モノマーを用いた場合
は、上記の問題が顕在化し、製品中の低分子成分等が増
加して、成形加工時等の熱安定性が損なわれる場合があ
る。
The industrial raw materials or commercially available styrene-based monomers contain the corresponding acetylenes (phenylacetylene in the case of styrene). When phenylacetylene is polymerized with n-butyllithium using styrene as a monomer, it deactivates n-butyllithium,
And / or acts as a chain transfer agent, reducing the efficiency of the n-butyllithium used and / or producing a low molecular weight polymer. In order to obtain the polystyrene resin of the present invention, the phenylacetylene compound is preferably less than 200 ppm based on the styrene monomer. More preferably less than 150 ppm, most preferably less than 100 ppm. When a styrene-based monomer containing 200 ppm or more of phenylacetylenes is used, the above-mentioned problems become apparent, low molecular components in the product increase, and thermal stability during molding may be impaired. .

【0019】本発明のスチレン系モノマーの重合プロセ
スは溶液重合で行われる。すなわち、スチレン系モノマ
ーを炭化水素系溶媒であるトルエン、エチルベンゼンま
たはキシレンに溶解させて重合を行う。スチレン系モノ
マーと炭化水素系溶媒の使用量はスチレン系モノマーが
80〜10重量部、炭化水素系溶媒が20〜90重量部
である。好ましくはスチレン系モノマーが60〜10重
量部、炭化水素系溶媒が40〜90重量部である。スチ
レン系モノマーが80重量部を越える場合は、重合溶液
の粘度上昇の為、攪拌や移送に非常に大きな動力が必要
となり、粘度を下げる為に重合温度を上げると、反応速
度が非常に早くなり除熱が困難となったり、熱失活によ
り重合が停止してしまう。10重量部未満では、溶媒の
回収に多量の熱エネルギーを必要とする為、回収工程で
のポリスチレン系樹脂にかかる熱履歴が過大となり樹脂
の熱分解等が促進される。
The polymerization process of the styrenic monomer of the present invention is carried out by solution polymerization. That is, polymerization is carried out by dissolving a styrene monomer in a hydrocarbon solvent such as toluene, ethylbenzene or xylene. The amounts of the styrene monomer and the hydrocarbon solvent used are 80 to 10 parts by weight for the styrene monomer and 20 to 90 parts by weight for the hydrocarbon solvent. Preferably, the styrene monomer is 60 to 10 parts by weight and the hydrocarbon solvent is 40 to 90 parts by weight. When the amount of styrene monomer exceeds 80 parts by weight, very large power is required for stirring and transporting to increase the viscosity of the polymerization solution, and when the polymerization temperature is increased to lower the viscosity, the reaction speed becomes very fast. Removal of heat becomes difficult or polymerization is stopped due to heat deactivation. If the amount is less than 10 parts by weight, a large amount of thermal energy is required for the recovery of the solvent, so that the heat history applied to the polystyrene resin in the recovery step becomes excessive and the thermal decomposition of the resin is promoted.

【0020】本発明のスチレン系モノマーの重合プロセ
スは溶液重合であれば良く、その他は特に限定しない。
一般には次の如きプロセスで実施される。例えば、モノ
マーおよび開始剤を全量反応槽に仕込んだ後に重合する
完全バッチ重合法、反応槽に開始剤の一部あるいは全部
を仕込んだ後、モノマーを追加仕込みしながら重合する
セミバッチ重合法、完全攪拌状態の反応槽に原料系(モ
ノマーおよび開始剤)を連続的に仕込み、一方で同量の
生成系(ポリマー溶液)を取り出す完全攪拌の連続重合
法、あるいはチューブ状反応槽の一端から反応原料系を
仕込み、他端から生成系を取り出すプラグフローの連続
重合法、あるいはこれらの直列結合プロセスが考えられ
る。
The polymerization process of the styrenic monomer of the present invention may be any solution polymerization, and other processes are not particularly limited.
Generally, it is carried out by the following process. For example, a complete batch polymerization method in which the entire amount of the monomer and the initiator is charged into the reaction tank and then polymerization, a semi-batch polymerization method in which the reaction tank is charged with part or all of the initiator, and then polymerization is performed while the monomer is additionally charged, and complete stirring. The raw material system (monomer and initiator) is continuously charged into the reaction tank in the state, and the same amount of the production system (polymer solution) is taken out while continuously stirring, or the reaction raw material system is started from one end of the tubular reaction tank. , And the product system is taken out from the other end. A continuous polymerization method of plug flow, or a series connection process thereof is conceivable.

【0021】本発明のポリスチレン系樹脂の製造におい
ては、完全攪拌の連続槽、次いでプラグフローの連続槽
を結合した複合プロセスにより好ましく製造できる。ア
ニオン重合における重合速度は極めて大きい為、重合プ
ロセスにおける重合熱の除去は重要である。リフラック
スコンデンサーを装着した完全攪拌混合槽が好ましく使
用できる。完全攪拌の連続重合プロセスにおいて、得ら
れるポリマーの分子量分布を広げ、次のプラグフローの
連続重合プロセスで、残存するモノマーを効率的に転化
することができる。分子量分布を広げることは樹脂の加
工性改良に役立ち、モノマーの完全転化は樹脂中に混入
するモノマー由来の低分子量成分を無くすことができ
る。
In the production of the polystyrene resin of the present invention, the production can be preferably carried out by a composite process in which a continuous tank with complete stirring and then a continuous tank with plug flow are connected. Since the polymerization rate in anionic polymerization is extremely high, it is important to remove the heat of polymerization in the polymerization process. A completely stirred mixing tank equipped with a reflux condenser can be preferably used. In the continuous polymerization process with complete stirring, the molecular weight distribution of the obtained polymer is broadened, and the remaining monomer can be efficiently converted in the continuous polymerization process in the next plug flow. Broadening the molecular weight distribution helps to improve the processability of the resin, and complete conversion of the monomer can eliminate low molecular weight components derived from the monomer mixed into the resin.

【0022】ここで言う完全攪拌は狭い意味に限定しな
い。開始剤が広い滞留時間分布をもち、これによりポリ
マーの分子量分布が顕著に広くなる程度の攪拌を想定し
ている。具体的には、得られるポリマーの分子量分布、
即ち重量平均分子量と数平均分子量の比Mw/Mnが
1.5以上となる攪拌条件を想定している。重合温度は
0〜130℃の範囲である。好ましくは10〜120
℃、特に好ましくは20〜110℃の範囲である。重合
温度が極度に低いと反応速度が低下して実用性がない。
また、重合温度が極度に高いと開始剤の分解により反応
速度に低下してやはり好ましくない。また、110℃よ
り高い温度ではポリマーが着色する場合があり、用途に
よってはやはり好ましくない。
The complete stirring mentioned here is not limited to a narrow meaning. It is envisaged that the initiator has a broad residence time distribution, thereby agitating such that the molecular weight distribution of the polymer is significantly broadened. Specifically, the molecular weight distribution of the obtained polymer,
That is, it is assumed that the stirring condition is such that the ratio Mw / Mn of the weight average molecular weight to the number average molecular weight is 1.5 or more. The polymerization temperature ranges from 0 to 130C. Preferably 10 to 120
° C, particularly preferably in the range of 20 to 110 ° C. When the polymerization temperature is extremely low, the reaction rate is reduced, and the method is not practical.
On the other hand, if the polymerization temperature is extremely high, the reaction rate is lowered due to decomposition of the initiator, which is not preferable. If the temperature is higher than 110 ° C., the polymer may be colored, which is not preferable depending on the application.

【0023】重合後はポリマー末端には炭素−リチウム
結合が残る。これをこのまま残すと、仕上げ段階等で空
気酸化等を受け、得られるポリスチレン系樹脂の安定性
低下や着色の原因となる場合がある。重合後は、ポリマ
ーの活性末端、即ち炭素−リチウム結合を安定化させる
ことが好ましい。例えば水、アルコール、フェノール、
カルボン酸等の酸素−水素結合を有する化合物の添加、
エポキシ化合物、エステル化合物、ケトン化合物、カル
ボン酸無水物、炭素−ハロゲン結合を有する化合物等も
同様な効果を期待できる。これらの添加物の使用量は炭
素−リチウム結合に当量から10倍当量程度が好まし
い。余りに多いとコスト的に不利なだけでなく、残存す
る添加物の混入が障害になる場合も多い。
After the polymerization, a carbon-lithium bond remains at the polymer terminal. If this is left as it is, it may be subjected to air oxidation or the like at the finishing stage or the like, which may cause a decrease in stability or coloring of the obtained polystyrene resin. After polymerization, it is preferable to stabilize the active terminal of the polymer, that is, the carbon-lithium bond. For example, water, alcohol, phenol,
Addition of a compound having an oxygen-hydrogen bond such as carboxylic acid,
Epoxy compounds, ester compounds, ketone compounds, carboxylic anhydrides, compounds having a carbon-halogen bond, and the like can also expect similar effects. The use amount of these additives is preferably about equivalent to about 10 times equivalent to the carbon-lithium bond. If it is too large, not only is it disadvantageous in terms of cost, but also mixing of the remaining additives becomes an obstacle in many cases.

【0024】炭素−リチウム結合を利用して多官能化合
物でカップリング反応させ、ポリマー分子量を増大、さ
らにはポリマー鎖を分岐構造化させることもできる。こ
の様なカップリング反応に用いる多官能化合物は公知の
ものから選ぶことができる。多官能化合物とはポリハロ
ゲン化合物、ポリエポキシ化合物、モノまたはポリカル
ボン酸エステル、ポリケトン化合物、モノまたはポリカ
ルボン酸無水物等を挙げることができる。具体例として
はシリコンテトラクロライド、ジ(トリクロルシリル)
エタン、1,3,5−トリブロモベンゼン、エポキシ化
大豆油、テトラグリシジル1,3−ビスアミノメチルシ
クロヘキサン、シュウ酸ジメチル、トリメリット酸トリ
−2−エチルヘキシル、ピロメリット酸二無水物、ジエ
チルカーボネート等が挙げられる。
A coupling reaction with a polyfunctional compound utilizing a carbon-lithium bond can be carried out to increase the molecular weight of the polymer and to form a branched structure of the polymer chain. The polyfunctional compound used for such a coupling reaction can be selected from known compounds. Examples of the polyfunctional compound include a polyhalogen compound, a polyepoxy compound, a mono- or polycarboxylic acid ester, a polyketone compound, a mono- or polycarboxylic anhydride, and the like. Specific examples include silicon tetrachloride and di (trichlorosilyl)
Ethane, 1,3,5-tribromobenzene, epoxidized soybean oil, tetraglycidyl 1,3-bisaminomethylcyclohexane, dimethyl oxalate, tri-2-ethylhexyl trimellitate, pyromellitic dianhydride, diethyl carbonate And the like.

【0025】また、有機リチウム由来のアルカリ成分、
例えば酸化リチウムや水酸化リチウムを酸性化合物の添
加によって中和安定化させることもできる。この様な酸
性化合物の例として炭酸ガス、ホウ酸、各種カルボン酸
化合物等が挙げられる。これらの添加により、特に耐着
色性が改善できる場合がある。
An alkali component derived from organolithium,
For example, lithium oxide or lithium hydroxide can be neutralized and stabilized by adding an acidic compound. Examples of such acidic compounds include carbon dioxide, boric acid, various carboxylic acid compounds, and the like. By these additions, the coloring resistance can be particularly improved in some cases.

【0026】本発明のポリスチレン系樹脂の製造方法に
おいて得られるポリマーは、その熱的あるいは機械的安
定性、酸化防止性、耐候性、耐光性を改善するために公
知の安定剤類を添加することができる。例えば、特開平
7−292188号公報によればポリスチレンの安定化
方法として、2,4,6−三置換フェノールの添加が有
利であることが開示されている。2,4,6−三置換フ
ェノールの好ましい例として2,6−ジ−t−ブチル−
4−メチルフェノール、トリエチレングリコール−ビス
−[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキ
シフェニル)プロピオネート]、ペンタエリスト−ルテ
トラキス[3−(3,5−ジt−ブチル−4−ヒドロキ
シフェニル)プロピオネート]、オクタデシル−3−
(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)
プロピオネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6
−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベ
ンジル)ベンゼン、n−オクタデシル3−(3,5−ジ
−t−ブチル−4−ヒドキシフェニル)プロピオネー
ト、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒド
ロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルア
クリレート、2[1−(2−ヒドロキシ3,5−ジ−t
−ペンチルフェニル)]−4,6−ジ−t−ペンチルフ
ェニルアクリレート、テトラキス[メチレン3−(3,
5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピ
オネート]メタン、3,9ビス[2−{3−(t−ブチ
ル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピニル
オキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,1
0−テトラオキザ[5,5]ウンデカン、1,3,5−
トリス(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキ
シベンジル)−s−トリアジン−2,4,6(1H,2
H,3H)−トリオン、1,1,4−トリス(2−メチ
ル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタ
ン、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−
ブチルフェノール)等が挙げられる。
The polymer obtained by the method for producing a polystyrene resin of the present invention may contain known stabilizers for improving its thermal or mechanical stability, antioxidant property, weather resistance and light resistance. Can be. For example, JP-A-7-292188 discloses that addition of a 2,4,6-trisubstituted phenol is advantageous as a method for stabilizing polystyrene. Preferred examples of the 2,4,6-trisubstituted phenol include 2,6-di-t-butyl-
4-methylphenol, triethylene glycol-bis- [3- (3-t-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) propionate], pentaerythritoltetrakis [3- (3,5-di-t-butyl) -4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3-
(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)
Propionate, 1,3,5-trimethyl-2,4,6
-Tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, n-octadecyl 3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2-t-butyl- 6- (3-t-butyl-2-hydroxy-5-methylbenzyl) -4-methylphenyl acrylate, 2 [1- (2-hydroxy-3,5-di-t
-Pentylphenyl)]-4,6-di-t-pentylphenyl acrylate, tetrakis [methylene 3- (3,
5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, 3,9bis [2- {3- (t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propynyloxy} -1,1-dimethyl Ethyl] -2,4,8,1
0-tetraoxo [5,5] undecane, 1,3,5-
Tris (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxybenzyl) -s-triazine-2,4,6 (1H, 2
H, 3H) -trione, 1,1,4-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl) butane, 4,4′-butylidenebis (3-methyl-6-t-
Butylphenol) and the like.

【0027】これらの安定剤は、ポリマー回収後混合す
ることもできるが、重合後溶液の段階での添加が混合が
容易であること、溶媒回収工程での劣化を抑えることが
できる点で好ましい。本発明においては、溶媒回収工程
での脱溶媒工程(脱揮工程)が最も重要である。すなわ
ち、本発明において、溶媒の回収は2段階で行われる。
第一脱溶媒工程では、一般に公知の減圧脱揮ドラムや減
圧脱揮タンクにおいて溶媒をフラッシングさせ除去させ
るが、この第一脱溶媒工程では、重合溶液中のポリマー
成分含有量が下記式(1)の範囲内に入るように脱溶媒
させなければならない。
These stabilizers can be mixed after the recovery of the polymer. However, it is preferable to add them at the stage of the solution after the polymerization because mixing is easy and deterioration in the solvent recovery step can be suppressed. In the present invention, the desolvation step (devolatilization step) in the solvent recovery step is the most important. That is, in the present invention, the recovery of the solvent is performed in two stages.
In the first desolvation step, the solvent is removed by flashing in a generally known vacuum devolatilizing drum or vacuum devolatilization tank. In the first solvent removal step, the content of the polymer component in the polymerization solution is represented by the following formula (1). Must be removed within the range.

【0028】0.3A+60<B<95 (1) (式中、Aは重合槽に供給する炭化水素系溶媒とスチレ
ン系モノマーの混合溶液中のスチレン系モノマーの全容
液に対する重量部を表す。Bは第一脱溶媒工程出口での
全ポリスチレン系ポリマー溶液に対するポリスチレン系
ポリマーの重量%を表す。)
0.3A + 60 <B <95 (1) (wherein A represents parts by weight based on the total volume of the styrene monomer in the mixed solution of the hydrocarbon solvent and the styrene monomer supplied to the polymerization tank. B Represents the weight% of the polystyrene-based polymer relative to the total polystyrene-based polymer solution at the outlet of the first desolvation step.)

【0029】第一脱溶媒工程での脱溶媒量が少ない場
合、すなわち、B<0.3A+60(式中、 Aは重合
槽に供給する炭化水素系溶媒とスチレン系モノマーの混
合溶液中のスチレン系モノマーの全容液に対する重量部
を表す。Bは第一脱溶媒工程出口での全ポリスチレン系
ポリマー溶液に対するポリスチレン系ポリマーの重量%
を表す。)の場合は、続く第二脱溶媒工程での熱負荷が
大きくなり過ぎ、第二脱溶媒工程でのポリマーの熱分解
等によりモノマーやオリゴマー成分が多量に発生し好ま
しくない。95重量%を越える場合は、粘度が高くなり
すぎ、第二脱溶媒工程であるベント付き押出機への供給
が困難になるほか、本第一脱溶媒工程での熱負荷が高く
なりすぎ、第一脱溶媒工程でのポリマーの熱分解等が促
進されてしまう。
When the amount of desolvation in the first desolvation step is small, that is, B <0.3A + 60 (where A is a styrene-based solvent in a mixed solution of a hydrocarbon-based solvent and a styrene-based monomer supplied to a polymerization tank). B is the weight part of the total polystyrene-based polymer solution at the outlet of the first desolvation step.
Represents In the case of (2), the heat load in the subsequent second desolvation step becomes too large, and a large amount of monomer and oligomer components are generated due to thermal decomposition of the polymer in the second desolvation step, which is not preferable. If it exceeds 95% by weight, the viscosity becomes too high, and it becomes difficult to supply the mixture to the vented extruder, which is the second desolvation step, and the heat load in the first desolvation step becomes too high. Thermal decomposition and the like of the polymer in one solvent removal step are promoted.

【0030】第一脱溶媒工程における操作条件として
は、上記式(1)を満足できる範囲で種々選定できる
が、温度は240℃未満が好ましい。より好ましくは2
00℃未満である。最も好ましくは180℃未満であ
る。240℃以上の場合は、高温で長時間ポリマーに熱
履歴を加えることに繋がり、好ましくない。第一脱溶媒
工程は、第二脱溶媒工程へ供給する緩衝工程を兼ねる
為、滞留時間が比較的長くなるが60分未満が好まし
い。より好ましくは30分未満である。
The operating conditions in the first desolvation step can be variously selected within a range that satisfies the above formula (1), but the temperature is preferably lower than 240 ° C. More preferably 2
It is less than 00 ° C. Most preferably it is below 180 ° C. A temperature of 240 ° C. or higher is not preferable because it leads to adding a thermal history to the polymer for a long time at a high temperature. Since the first desolvation step also serves as a buffering step for supplying to the second desolvation step, the residence time is relatively long, but preferably less than 60 minutes. More preferably less than 30 minutes.

【0031】又、第一脱溶媒工程は減圧で操作される
が、上記条件で、本発明の範囲内に脱揮される条件であ
れば特に制限はないが、50kPa未満が好ましい。よ
り好ましくは30kPa未満であり、最も好ましくは1
0kPa未満である。50kPaを越える減圧度で本発
明の条件を満足するためには、温度が240℃を超える
場合があり好ましくない。第二脱溶媒工程では、減圧ベ
ント付きの押出機を用いることが必須である。押出機は
2軸でも、単軸でもかまわないが、脱揮乾燥の効率から
2軸の方が好ましい。減圧ベント口は少なくとも1個以
上あれば良いが、2個以上の複数あることがより好まし
い。より好ましくは3個以上である。
Although the first desolvation step is performed under reduced pressure, there is no particular limitation as long as the conditions are such that devolatilization is performed within the scope of the present invention under the above conditions, but preferably less than 50 kPa. More preferably less than 30 kPa, most preferably 1 kPa.
It is less than 0 kPa. In order to satisfy the conditions of the present invention at a degree of reduced pressure exceeding 50 kPa, the temperature may exceed 240 ° C., which is not preferable. In the second desolvation step, it is essential to use an extruder with a reduced pressure vent. The extruder may be a twin-screw or single-screw extruder, but is preferably a twin-screw extruder from the viewpoint of devolatilization and drying efficiency. It is sufficient that at least one or more pressure reduction vents are provided, but it is more preferable that there are two or more pressure reduction vents. More preferably, the number is three or more.

【0032】用いる押出機のシリンダー長/シリンダー
径(L/D)は20〜50の範囲で用いられるが、30
以上が好ましい。押出機のシリンダー及びダイスの温度
は、通常170〜290℃の範囲である。好ましくは2
00〜260℃である。押出機のベントの減圧度は、得
られるポリスチレン系樹脂ペレット中の低分子量成分、
すなわち、モノマー、ダイマー及びトリマーの合計量が
1000ppm未満となるように設定できるが、特にモ
ノマーが100ppm未満及び残存炭化水素溶媒が10
0ppm未満となるように設定する事が望ましく、10
kPa未満が好ましい。より好ましくは5kP未満であ
る。最も好ましくは1kPa未満である。減圧ベント口
を複数有する押出機を用いる場合は、減圧度に傾斜をつ
けることが望ましい。
The cylinder length / cylinder diameter (L / D) of the extruder used is in the range of 20 to 50.
The above is preferred. The temperature of the cylinder and the die of the extruder is usually in the range of 170 to 290 ° C. Preferably 2
00-260 ° C. Depressurization degree of the extruder vent is low molecular weight component in the resulting polystyrene resin pellets,
That is, the total amount of the monomer, dimer and trimer can be set to be less than 1000 ppm.
It is desirable to set so as to be less than 0 ppm.
It is preferably less than kPa. More preferably, it is less than 5 kP. Most preferably it is less than 1 kPa. When using an extruder having a plurality of decompression vents, it is desirable to make the degree of decompression inclined.

【0033】押出機での低分子成分の脱揮を促進するた
めに、所望により、水、炭酸ガス、窒素等を共存させて
も良い。本発明の方法によって得られるポリスチレン系
樹脂に含まれるモノマー、オリゴマー、トリマーの合計
量は1000ppm未満でなければならない。好ましく
は500ppm未満、さらに好ましくは200ppm未
満である。低分子量成分の量が多いと、熱安定性や成形
性が低下する。
In order to promote the devolatilization of the low molecular components in the extruder, water, carbon dioxide, nitrogen and the like may be coexisted, if desired. The total amount of monomers, oligomers and trimers contained in the polystyrene resin obtained by the method of the present invention must be less than 1000 ppm. Preferably it is less than 500 ppm, more preferably less than 200 ppm. When the amount of the low molecular weight component is large, the thermal stability and the moldability are reduced.

【0034】本発明によって得られるポリスチレン系樹
脂は、一般には重量平均分子量100,000〜50
0,000のものであり、必要に応じて通常用いられる
種々の添加剤、例えば、安定剤、染料、顔料、充填剤、
滑剤、離型剤、可塑剤、帯電防止剤、酸化防止剤などを
添加して成形材料とすることができる。又、本発明によ
って得られるポリスチレン系樹脂に、所望によりラジカ
ル重合で得られる汎用ポリスチレンやハイインパクトポ
リスチレン、他の熱可塑性樹脂、例えばスチレン−ブタ
ジエンブロック共重合体やその水素化物、ポリフェニレ
ンエーテル、ABS等を配合することが出来る。
The polystyrene resin obtained by the present invention generally has a weight average molecular weight of 100,000 to 50.
000, and various additives commonly used as needed, for example, stabilizers, dyes, pigments, fillers,
A molding material can be obtained by adding a lubricant, a release agent, a plasticizer, an antistatic agent, an antioxidant, and the like. In addition, the polystyrene resin obtained by the present invention may be used, if desired, with general-purpose polystyrene or high-impact polystyrene obtained by radical polymerization, other thermoplastic resins, for example, styrene-butadiene block copolymer or its hydride, polyphenylene ether, ABS, etc. Can be blended.

【0035】この様にして得られた本発明のスチレン系
樹脂は成形性、熱安定性及び印刷性に優れているので、
家庭電気器具、事務機器、家庭用品、食品容器、各種包
装材料、玩具等に幅広く利用できる。又、本発明によっ
て得られるポリスチレン系樹脂は、従来公知の方法、例
えば、射出成形、押出成形、中空成形、真空成形、注入
成形等の方法によって成形することが出来る。
The styrenic resin of the present invention thus obtained is excellent in moldability, thermal stability and printability.
It can be widely used for household electrical appliances, office equipment, household goods, food containers, various packaging materials, toys and the like. The polystyrene resin obtained by the present invention can be molded by a conventionally known method, for example, injection molding, extrusion molding, hollow molding, vacuum molding, injection molding, or the like.

【0036】以下実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。樹脂
中のスチレンモノマー、ダイマー及びトリマーの定量は
ガスクロマトグラフィーを用いて行った。ここで、ダイ
マーは1,2−ジフェニルシクロブタン、2,4−ジフ
ェニル−1−ブテンの合計量として、又、トリマーは1
−フェニル−4−(1'−フェニルエチル)テトラリ
ン、2,4,6−トリフェニル−1−ヘキセンの合計量
として求めた。分子量及び分子量分布はGPC法により
35℃において、テトラヒドロフランを測定溶媒とし
て、UV/RIにより検出し、ポリスチレン換算により
求めた。
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these. The determination of the styrene monomer, dimer and trimer in the resin was performed using gas chromatography. Here, the dimer is the total amount of 1,2-diphenylcyclobutane and 2,4-diphenyl-1-butene, and the trimer is 1
It was determined as the total amount of -phenyl-4- (1'-phenylethyl) tetralin and 2,4,6-triphenyl-1-hexene. The molecular weight and molecular weight distribution were determined at 35 ° C. by GPC using UV / RI with tetrahydrofuran as a measuring solvent and calculated in terms of polystyrene.

【0037】[0037]

【実施例1】攪拌機を備えたジャケット付きの容量12
Lの完全混合型のリアクターの上部に伝熱面積0.2m
3のリフラックスコンデンサーを装着し、第一反応器と
した。さらに、攪拌機を備えた容積4Lのピストンフロ
ー型反応器(L/D=3.5)を、第一反応器の下流側
に直列に配列し第二反応器とした。第一反応器及び第二
反応器の内部を減圧脱気し、槽内を窒素雰囲気とした。
Example 1 A capacity 12 with a jacket equipped with a stirrer
0.2m heat transfer area on top of L complete mixing reactor
The first reactor was equipped with a reflux condenser of No. 3 . Further, a 4 L piston flow reactor (L / D = 3.5) equipped with a stirrer was arranged in series downstream of the first reactor to form a second reactor. The insides of the first and second reactors were degassed under reduced pressure, and the inside of the tank was set to a nitrogen atmosphere.

【0038】予め、重合禁止剤(ターシャリーブチルカ
テコール)及び水を除去した脱気スチレンを50重量
部、重合溶媒として脱気精製したエチルベンゼンの50
重量部を、調合タンクで混合した。第一反応器及び第二
反応器は反応槽の温度を80℃にセットした。調合タン
クからスチレンモノマーとエチルベンゼンの混合液を8
L/hの流量でフィードした。第一反応器の槽内の保有
量を8Lに制御した。第一反応器を減圧し、圧力を15
kPaに保ち、エチルベンゼンをリフラックスさせて重
合温度を80℃に保持した。n−ブチルリチウムを、ス
チレンモノマー100g当り、0.9ミリモルに相当す
る量で第一反応器にフィードした。
50 parts by weight of degassed styrene from which a polymerization inhibitor (tertiary butyl catechol) and water have been removed, and 50 parts of degassed and purified ethylbenzene as a polymerization solvent.
The parts by weight were mixed in the compounding tank. In the first reactor and the second reactor, the temperature of the reaction vessel was set at 80 ° C. Add a mixture of styrene monomer and ethylbenzene 8 times from the blending tank.
Feed was performed at a flow rate of L / h. The amount held in the tank of the first reactor was controlled at 8 L. Depressurize the first reactor and reduce the pressure to 15
The polymerization temperature was kept at 80 ° C. by maintaining the pressure at kPa and refluxing ethylbenzene. n-Butyl lithium was fed to the first reactor in an amount corresponding to 0.9 mmol per 100 g of styrene monomer.

【0039】第一反応器から流出した反応液は、引き続
き第二反応器に導入し、ピストンフローで通過させた。
第二反応器の通過後の転化率は99.99%以上であっ
た。得られたポリマー溶液はリチウム量の10倍当量の
メタノールを添加することによりアニオン活性末端を失
活させた。その後、ポリマー溶液にはポリマー100g
当たり、0.05gの酸化防止剤を加えた。次いで、第
一脱溶媒工程として、5kPaに減圧したフラッシング
タンク(温度200℃)で減圧脱揮した。フラッシング
タンクでの滞留時間は24分であった。第一脱溶媒工程
出口でのポリマー溶液中のポリマー濃度は平均86重量
%であった。
The reaction liquid flowing out of the first reactor was subsequently introduced into the second reactor and passed through a piston flow.
The conversion after passing through the second reactor was 99.99% or more. The resulting polymer solution was deactivated by adding 10 times equivalent of methanol to the amount of lithium. Then, 100 g of polymer was added to the polymer solution.
Per day, 0.05 g of antioxidant was added. Next, as a first desolvation step, degassing was performed in a flushing tank (temperature: 200 ° C.) at a reduced pressure of 5 kPa. The residence time in the flushing tank was 24 minutes. The polymer concentration in the polymer solution at the outlet of the first desolvation step was 86% by weight on average.

【0040】引き続き、第二脱溶媒工程として、減圧ベ
ント口を3個有する25mm径の2軸押出機(L/D=
33.5)にポリマー溶液を供給した。押出機入り口の
温度は230℃、出口温度は265℃で制御した。ベン
トの減圧度は、入り口側から順に、300、200、1
00Paで運転した。このようにして得られたポリスチ
レン系樹脂の分子量分布、モノマー、オリゴマー(ダイ
マーおよびトリマー)の含有量を定量した。結果を表1
に示す。さらに得られたスチレン系樹脂を280℃に加
熱したメルトインデクサー中に10分間滞留させた後
の、モノマー及びオリゴマー量を定量した。結果を表1
に示す。
Subsequently, as a second desolvation step, a twin screw extruder (L / D = 25 mm) having three reduced-pressure vent ports was used.
33.5) was fed with a polymer solution. The extruder inlet temperature was controlled at 230 ° C, and the outlet temperature was controlled at 265 ° C. The degree of pressure reduction of the vent is 300, 200, 1 in order from the entrance side.
The operation was performed at 00 Pa. The molecular weight distribution and the contents of monomers and oligomers (dimers and trimers) of the polystyrene resin thus obtained were quantified. Table 1 shows the results
Shown in Furthermore, the amount of the monomer and oligomer after stagnating the obtained styrene-based resin in a melt indexer heated to 280 ° C. for 10 minutes was quantified. Table 1 shows the results
Shown in

【0041】[0041]

【実施例2】スチレンモノマーと重合溶媒であるエチル
ベンゼンの組成比を70/30重量比とした以外は実施
例1と同様に実施した。第一脱溶媒工程出口でのポリマ
ー溶液中のポリマー濃度は平均89%であった。このよ
うにして得られたポリスチレン系樹脂の分子量分布、モ
ノマー、オリゴマー(ダイマーおよびトリマー)の含有
量を定量した。結果を表1に示す。さらに得られたスチ
レン系樹脂を280℃に加熱したメルトインデクサー中
に10分間滞留させた後の、モノマー及びオリゴマー量
を定量した。結果を表1に示す。
Example 2 Example 2 was carried out in the same manner as in Example 1 except that the composition ratio of the styrene monomer and ethylbenzene as the polymerization solvent was changed to 70/30 by weight. The polymer concentration in the polymer solution at the outlet of the first desolvation step was 89% on average. The molecular weight distribution and the contents of monomers and oligomers (dimers and trimers) of the polystyrene resin thus obtained were quantified. Table 1 shows the results. Furthermore, the amount of the monomer and oligomer after stagnating the obtained styrene-based resin in a melt indexer heated to 280 ° C. for 10 minutes was quantified. Table 1 shows the results.

【0042】[0042]

【比較例1】第二脱溶媒工程に押出機を用いず、5kP
aに減圧したフラッシングタンク(温度250℃)で減
圧脱揮した以外は実施例1と同様に実施した。このよう
にして得られたポリスチレン系樹脂の分子量分布、モノ
マー、オリゴマー(ダイマーおよびトリマー)の含有量
を定量した。結果を表1に示す。さらに得られたスチレ
ン系樹脂を280℃に加熱したメルトインデクサー中に
10分間滞留させた後の、モノマー及びオリゴマー量を
定量した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1] 5 kP without using an extruder in the second desolvation step
The procedure was carried out in the same manner as in Example 1 except that devolatilization under reduced pressure was performed in a flushing tank (temperature: 250 ° C.) in which the pressure was reduced to a. The molecular weight distribution and the contents of monomers and oligomers (dimers and trimers) of the polystyrene resin thus obtained were quantified. Table 1 shows the results. Furthermore, the amount of the monomer and oligomer after stagnating the obtained styrene-based resin in a melt indexer heated to 280 ° C. for 10 minutes was quantified. Table 1 shows the results.

【0043】[0043]

【比較例2】攪拌機を備えたジャケット付きの容量12
Lの完全混合型のリアクターを第一反応器とした。さら
に、攪拌機を備えた容積4Lのピストンフロー型反応器
(L/D=3.5)を、第一反応器の下流側に直列に配
列し第二反応器とした。第一反応器及び第二反応器の内
部を減圧脱気し、槽内を窒素雰囲気とした。予め、重合
禁止剤(ターシャリーブチルカテコール)及び水を除去
した脱気スチレンを90重量部、重合溶媒として脱気精
製したエチルベンゼンの10重量部を、調合タンクで混
合した。
Comparative Example 2 Capacity 12 with a jacket equipped with a stirrer
L was used as the first reactor. Further, a 4 L piston flow reactor (L / D = 3.5) equipped with a stirrer was arranged in series downstream of the first reactor to form a second reactor. The insides of the first and second reactors were degassed under reduced pressure, and the inside of the tank was set to a nitrogen atmosphere. In advance, 90 parts by weight of degassed styrene from which a polymerization inhibitor (tertiary butyl catechol) and water were removed, and 10 parts by weight of degassed and purified ethylbenzene as a polymerization solvent were mixed in a mixing tank.

【0044】第一反応器の反応槽を140℃及び第二反
応器は反応槽の温度を180℃にセットした。調合タン
クからスチレンモノマーとエチルベンゼンの混合液を
1.3L/hの流量でフィードし、熱ラジカル重合を行
った。第一反応器の槽内の保有量を8Lに制御した。第
一反応器から流出した反応液は、引き続き第二反応器に
導入し、ピストンフローで通過させた。
The temperature of the first reactor was set at 140 ° C. and the temperature of the second reactor was set at 180 ° C. A mixed solution of styrene monomer and ethylbenzene was fed at a flow rate of 1.3 L / h from the blending tank to perform thermal radical polymerization. The amount held in the tank of the first reactor was controlled at 8 L. The reaction liquid flowing out of the first reactor was subsequently introduced into the second reactor and passed through a piston flow.

【0045】その後、実施例1と同様にポリマー溶液を
処理した。このようにして得られたポリスチレン系樹脂
の分子量分布、モノマー、オリゴマー(ダイマーおよび
トリマー)の含有量を定量した。結果を表1に示す。さ
らに得られたスチレン系樹脂を280℃に加熱したメル
トインデクサー中に10分間滞留させた後の、モノマー
及びオリゴマー量を定量し、熱安定性を評価した。
Thereafter, the polymer solution was treated in the same manner as in Example 1. The molecular weight distribution and the contents of monomers and oligomers (dimers and trimers) of the polystyrene resin thus obtained were quantified. Table 1 shows the results. Further, after the obtained styrene-based resin was retained in a melt indexer heated to 280 ° C. for 10 minutes, the amounts of monomers and oligomers were quantified, and the thermal stability was evaluated.

【0046】さらに得られたスチレン系樹脂を用いて
1.2mm厚のシートを樹脂温度240℃、金型温度5
0℃で射出成形した。成形性は成形シートのフローマー
クの状態で評価した。また印刷性は、上記成形シート上
にポリスチレン用の印刷インキをシルクスクリーン印刷
し、90℃で2時間乾燥させ、さらに25℃で24時間
放置した後、セロハンテープを密着させ、そのテープを
剥がすことにより、印刷面の剥離状況を観察して評価し
た。結果を表2に示す。
Further, using the obtained styrene-based resin, a 1.2 mm-thick sheet was formed at a resin temperature of 240 ° C. and a mold temperature of 5 ° C.
Injection molding was performed at 0 ° C. The moldability was evaluated in the state of the flow mark on the molded sheet. In addition, the printability is as follows: printing ink for polystyrene is silk screen printed on the above-mentioned molded sheet, dried at 90 ° C. for 2 hours, left at 25 ° C. for 24 hours, and then adhered to a cellophane tape and peeled off the tape. And the peeling state of the printed surface was observed and evaluated. Table 2 shows the results.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】[0048]

【表2】 [Table 2]

【0049】(表中、成形性の評価は、○:フローマー
クが全く認められない、△:フローマークが僅かに認め
られる、×:フローマークが顕著に認められる。印刷性
の評価は、○;印刷面の剥離が全く認められない、△:
印刷面の剥離が僅かに認められる、×:印刷面の剥離が
顕著に認められる。)
(In the table, the moldability was evaluated as follows: ○: no flow mark was observed, Δ: slight flow mark was observed, x: flow mark was noticeably observed. No peeling of the printed surface is observed, Δ:
X: Slight peeling of the printed surface was observed. X: Remarkably peeling of the printed surface was observed. )

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明の方法によって得られたスチレン
系樹脂は、製品中のモノマー量及びオリゴマー量の合計
量が1000ppm未満であり、成形性及び熱安定性に
も優れ、且つ印刷性という2次加工性にも優れる。
The styrenic resin obtained by the method of the present invention has a total amount of monomer and oligomer in the product of less than 1000 ppm, is excellent in moldability and thermal stability, and has good printability. Excellent secondary workability.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化水素系溶媒を90〜20重量部及び
スチレン系モノマーを10〜80重量部含む混合溶液を
重合槽に供給し、有機金属化合物を開始剤として転化率
が99重量%以上となるようにアニオン重合させた後、
アルコールあるいは水等でポリスチレンアニオン末端を
失活させ、次いで、該重合溶液を、 (a)第一脱溶媒工程でポリスチレン系ポリマー含有量
が下記式(1)を満足する範囲で、減圧下脱溶媒し 0.3A+60<B<95 (1) (式中、Aは重合槽に供給する炭化水素系溶媒とスチレ
ン系モノマーの混合溶液中のスチレン系モノマーの全容
液に対する重量部を表す。Bは第一脱溶媒工程出口での
全ポリスチレン系ポリマー溶液に対するポリスチレン系
ポリマーの重量%を表す。) (b)次いで、第二脱溶媒工程として、減圧ベント付き
の押出機で溶融混練脱揮させることによる、得られるポ
リスチレン系樹脂中のモノマー、ダイマー及びトリマー
の合計量が1000ppm未満であるポリスチレン系樹
脂の製造方法。
A mixed solution containing 90 to 20 parts by weight of a hydrocarbon-based solvent and 10 to 80 parts by weight of a styrene-based monomer is supplied to a polymerization tank, and the organic metal compound is used as an initiator to achieve a conversion of 99% by weight or more. After anionic polymerization so that
The polystyrene anion end is deactivated with an alcohol or water, and then the polymerization solution is subjected to (a) desolvation under reduced pressure in the first desolvation step so that the polystyrene-based polymer content satisfies the following formula (1). 0.3A + 60 <B <95 (1) (In the formula, A represents a part by weight based on the total volume of the styrene-based monomer in the mixed solution of the hydrocarbon-based solvent and the styrene-based monomer supplied to the polymerization tank. (% By weight of the polystyrene-based polymer with respect to the total polystyrene-based polymer solution at the outlet of one desolvation step.) (B) Next, as a second desolvation step, melt kneading and devolatilization are performed by an extruder equipped with a reduced pressure vent. A method for producing a polystyrene resin in which the total amount of monomers, dimers and trimers in the obtained polystyrene resin is less than 1000 ppm.
【請求項2】 炭化水素系溶媒がトルエン、エチルベン
ゼンまたはキシレンである請求項1記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the hydrocarbon solvent is toluene, ethylbenzene or xylene.
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