JP2017052894A - 発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]押出発泡ボードに使用される発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法であって、フェニルアセチレン量を50ppm以上含有しているスチレン系単量体100重量部に対して、一般式(1)に示される化合物0.05重量部以上2.0重量部以下を重合開始剤として、スチレン系単量体を重合させ、スチレン系単量体の転化率が99%超に達した時点で、発泡剤を導入することを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
[2]一般式(1)のR1構造が水素基又はメチル基であり、R2構造がメチル基あるいはエチル基であることを特徴とする[1]請求項1に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
[3]一般式(1)に示される化合物0.3重量部以上0.6重量部以下を重合開始剤として、スチレン系単量体を重合させることを特徴とする[1]または[2]に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
[4]残存スチレン系単量体量が500ppm以下であることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
[5]発泡剤が、プロパン、イソブタン、ノルマルブタン、イソペンタン、ノルマルペンタンおよびネオペンタンよりなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
[6][1]〜[5]のいずれかに記載の製造方法により得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を押出発泡させて得られるポリスチレン系押出発泡ボードの製造方法。
本発明に用いるスチレン系単量体としては、スチレン、及び、α−メチルスチレン、パラメチルスチレン、t−ブチルスチレン、クロルスチレンなどのスチレン系誘導体が挙げられ、さらにスチレンと共重合が可能な成分、例えばメチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、セチルメタクリレートなどのアクリル酸及びメタクリル酸のエステル、あるいはアクリロニトリル、ジメチルフマレート、エチルフマレートなどの各種単量体、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレートなどの2官能性単量体も包含する。これら共重合が可能な成分を1種又は2種以上使用し共重合に供しても良い。
一方、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネートのようなカーボネート構造を有する重合開始剤を用いた場合、残存スチレン単量体を低下することは可能であるが、押出機内で発泡性スチレン系樹脂粒子の分子量を低下させ、押出発泡ボードの強度を低下させ、色調が黄味を呈してくる。
所定量の水性懸濁媒体中に、ポリスチレンの重合に使用される一般の重合開始剤に加え、一般式(1)に示す化合物と共に、スチレン系単量体、その他添加剤を添加し、所定の温度、好ましくは90℃以上100℃未満で一定時間重合し、スチレン系単量体の重合転化率が85%以上97%以下に達した時点で重合工程を完了させる。
次いで、重合機内の温度を110℃以上120℃以下に上昇させ、一定時間の熱処理を実施し、重合反応を促進させ、残存スチレン量を消費させる。スチレン系単量体の転化率が99%超に達した時点で、熱処理工程を終了させる。重合転化率が99%未満の場合、次工程での発泡剤含浸工程で、残存スチレン量が低減しにくく、長時間の発泡剤含浸工程が必要となり、生産性が大きく低下してしまう。
次いで、重合機の内温度を90℃以上100℃以下に降温し、重合機内に発泡剤を追加し、スチレン系樹脂粒子中に、発泡剤を含浸させる。発泡剤を追加する温度は規定はないが、重合機の内温度が90℃未満では、重合機内の温度降下に時間を要し、又、重合機内の温度が100℃を超えると、重合機内の内容物の分散状態の確認の為の設備が重装備となる。
発泡剤含浸の所定時間が終了したら、重合温度を冷却、乾燥を経て、本発明の押出発泡ボード用の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が得られる。最終製品の残存スチレン系単量体量が500ppm以下であり、好ましくは300pm以下である。下限は、実用的には0ppmになり難いので敢えて表示するなら1ppm以上である。
フェニルアセチレン量0ppmのスチレンを用いて、フェニルアセチレン量とシクロペンタノール量の比から導いたフェニルアセチレン量の検量線を作成した。
発泡性スチレン系樹脂粒子をテトラヒドロフランに溶解し、GPC(東ソー(株)製HLC−8020、カラム:TSKgel Super HZM−H、カラム温度:40℃、流速:0.35ml/1min.)にて測定した。
発泡性スチレン系樹脂粒子を塩化メチレン(内部標準シクロペンタノール)に溶解し、(株)島津製作所製ガスクロマトグラフィーGC−2014(キャピラリーカラム:GLサイエンス製Rtx−1、カラム温度条件:50→80℃(3℃/min)後、80→180℃昇温(10℃/min)、キャリアガス:ヘリウム)を用いて、発泡性スチレン系樹脂粒子中に含まれる残存スチレン量(ppm)を定量した。
発泡剤添加直前の耐圧容器からスチレン系樹脂粒子を採取し、ろ紙で、樹脂粒子表面の水分を拭き取った後、上記残存スチレン測定方法に従い、ガスクロマトグラフィーにて測定した。重合転化率は、残存スチレン量から算出した。
押出発泡ボードを、下記の視点で、色調を観察した。
○表面全体が白色で、美麗である。
△表面全体が薄く黄味を帯びている。
×表面全体が茶褐色である。
スチレン中のフェニルアセチレン量を測定し、100ppmになるように、フェニルアセチレン量を調整した。
発泡剤の含浸温度を110℃に変更した以外は、実施例1と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。
過酸化ベンゾイル0.07重量部、1,1-ビス(t−アミルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(10時間半減期温度92℃)0.42重量部を変更した以外は、実施例1と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。
フェニルアセチレン量を200ppmに調節したスチレンを用いた以外は、実施例1と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。
熱処理時間を1時間、発泡剤含浸温度を110℃に変更した以外は、実施例1と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。残存スチレン量が高くなる。
熱処理時間を1時間、発泡剤含浸温度を114℃に変更した以外は、実施例1と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。発泡剤含浸時の重合機の缶内圧が高くなる。
過酸化ベンゾイル0.13重量部、1,1-ビス(t−アミルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(10時間半減期温度92℃)0.15重量部を変更した以外は、比較例2と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。発泡剤含浸時の重合機の缶内圧が高くなり、残存スチレン量も高くなる。
過酸化ベンゾイル0.15重量部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート(10時間半減期温度99℃)量を0.21重量部とし、発泡剤含浸温度を112℃とし、比較例1と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。発泡剤含浸時の重合機の缶内圧は低く、残存スチレン量が低いが、押出発泡後のポリスチレンの分子量低下が大きい。
熱処理時間を2時間に変更した以外は、比較例4と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。押出発泡後のポリスチレンの分子量低下が大きい。
熱処理工程を省略した以外は、実施例2と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。発泡剤含浸時の重合機の缶内圧は高く、残存スチレン量が多い。
発泡剤の含浸温度を105℃に変更した以外は、実施例2と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。発泡剤含浸時の重合機の缶内圧は低いが、残存スチレン量が多い。
フェニルアセチレン量を0ppmのスチレンを用い、過酸化ベンゾイル0.15重量部、1,1-ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(10時間半減期温度97℃)0.24重量部とし、実施例1と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。発泡剤含浸時の重合機の缶内圧は高く、残存スチレン量が少ない。
熱処理時間を2時間に変更した以外は、比較例8と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。発泡剤含浸時の重合機の缶内圧は低く、残存スチレン量が少ない。
Claims (6)
- 一般式(1)のR1構造が水素基又はメチル基であり、R2構造がメチル基あるいはエチル基であることを特徴とする請求項1に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
- 一般式(1)に示される化合物0.3重量部以上0.6重量部以下を重合開始剤として、スチレン系単量体を重合させることを特徴とする請求項1または2に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
- 残存スチレン系単量体量が500ppm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
- 発泡剤が、プロパン、イソブタン、ノルマルブタン、イソペンタン、ノルマルペンタンおよびネオペンタンよりなる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法により得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を押出発泡させて得られるポリスチレン系押出発泡ボードの製造方法。
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