JP2017071669A - Manufacturing method of expandable styrene resin particle to which flame retardancy is added - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method capable of obtaining an expandable polystyrene resin particle having flame retardant performance by suspension polymerization while reducing the used amount of a flame retardant.SOLUTION: There is provided a manufacturing method of an expandable polystyrene resin particle having a process of dispersing a flame retardant and a styrene monomer in an aqueous medium, the particle contains a brominated polymer as the flame retardant of 0.3 pt.wt. to 2.0 pts.wt. based on 100 pts.wt. of the styrene monomer, the flame retardant assistant of 0.2 pt.wt. to 1.1 pts.wt., has a ratio of the flame retardant to the flame retardant assistant of 0.4 to 3.0 and total amount of the flame retardant and the flame retardant assistant of 1.1 pts.wt. or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、難燃剤とスチレン系単量体を水性媒体中に分散させる工程を有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing expandable polystyrene resin particles having a step of dispersing a flame retardant and a styrene monomer in an aqueous medium.

建築や土木用途にポリスチレン系樹脂発泡体が多用されているが、住宅関連資材等に使用する場合に難燃性能を要求される場合が多く、難燃剤等を含有した発泡性ポリスチレン系樹脂発泡体が使用されることが多い。   Polystyrene resin foam is widely used for construction and civil engineering applications, but it is often required to have flame retardant performance when used for housing-related materials, etc., and expandable polystyrene resin foam containing flame retardant etc. Is often used.

難燃剤を多く含有するほど難燃性能が向上するが、懸濁重合系に難燃剤が存在すると難燃剤に重合の進行を阻害され、発泡体中のモノマーの残存量が多くなり、シックハウス等の懸念が高まる。 また、懸濁重合法でのEPSの製造方法は、安価で分子量などの調整が容易に可能という特徴を持つが、現在主流となっているポリマー型の難燃剤は分子量が大きいため、懸濁安定性が悪化するといった問題もあった。   The more the flame retardant is contained, the more the flame retardant performance is improved.However, when the flame retardant is present in the suspension polymerization system, the flame retardant inhibits the progress of the polymerization, and the residual amount of monomer in the foam increases. Concerns increase. In addition, the EPS production method by suspension polymerization is characterized by its low cost and easy adjustment of molecular weight, etc., but the current mainstream polymer-type flame retardant has a high molecular weight, so suspension stability There was also a problem that the sex deteriorated.

従って、近年特に、可能な限り難燃剤を減量する方法への要求が高まっている。難燃性能を有する発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法としては、例えば、特許文献1では、スチレン100部と臭素化ブタジエン・スチレン共重合体1部と難燃助剤0.2部を仕込んで水中で重合する工程を有する、残存スチレン量230−280ppmで難燃性能を有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法が提案されている。しかしながら、難燃剤の量、難燃助剤の量、難燃剤/難燃助剤の比を最適化できておらず、難燃剤量を大量に必要とする問題があった。   Therefore, in recent years, there has been an increasing demand for methods for reducing the amount of flame retardant as much as possible. As a method for producing expandable styrene resin particles having flame retardancy, for example, in Patent Document 1, 100 parts of styrene, 1 part of brominated butadiene / styrene copolymer and 0.2 part of flame retardant aid are charged. A method for producing expandable polystyrene resin particles having a flame retardant performance with a residual styrene amount of 230 to 280 ppm, which includes a step of polymerizing in water, has been proposed. However, the amount of the flame retardant, the amount of the flame retardant aid, and the ratio of the flame retardant / flame retardant aid cannot be optimized, and there is a problem that a large amount of the flame retardant is required.

また、特許文献2では、臭素化ブタジエン−スチレンブロック共重合体を含有する種粒子と難燃助剤とスチレンとを水中で乳化させ重合する工程を有する、難燃性能を有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法が提案されている。しかしながら、難燃剤とスチレン系単量体を重合初期から水性媒体中に分散させる工程を有しないために、EPS樹脂粒子を得るまでの工程が多く生産性が悪い。また、PSと難燃剤を押出機を使って混錬するために、難燃剤の分解が起こり必要以上に難燃剤を必要とする。更に押出工程を経ることでPSの分子量低下が起こり、その後の重合操作でも容易に分子量調整できないことから、最終の分子量が低く強度面が悪化する傾向があった。   Moreover, in patent document 2, the expandable polystyrene-type resin which has a process which emulsifies and polymerizes the seed particle | grains containing a brominated butadiene-styrene block copolymer, a flame retardant adjuvant, and styrene in water. A method for producing particles has been proposed. However, since there is no step of dispersing the flame retardant and the styrene monomer in the aqueous medium from the initial stage of polymerization, there are many steps until obtaining EPS resin particles, and productivity is poor. Moreover, in order to knead PS and a flame retardant using an extruder, a flame retardant decomposes and requires a flame retardant more than necessary. Further, the molecular weight of PS is reduced by passing through the extrusion process, and the molecular weight cannot be easily adjusted even in the subsequent polymerization operation. Therefore, the final molecular weight tends to be low and the strength tends to deteriorate.

また、特許文献3では、スチレン100部とヘキサブロモシクロドデカン(難燃剤)0.62部と過酸化ジクミル(難燃助剤)0.21部を水中で攪拌し重合する工程を有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法が提案されている。しかしながら、使用されている難燃剤がヘキサブロモシクロドデカンであるため、環境面の問題がある。   In Patent Document 3, expandable polystyrene having a step of polymerizing by stirring 100 parts of styrene, 0.62 part of hexabromocyclododecane (flame retardant) and 0.21 part of dicumyl peroxide (flame retardant aid) in water. A method for producing resin particles has been proposed. However, since the flame retardant used is hexabromocyclododecane, there is an environmental problem.

また、特許文献4では、樹脂成分100質量部に対して、難燃剤0.1〜1.0質量部と難燃助剤0.1〜0.5質量部が難燃剤:難燃助剤=1:0.12〜0.63(質量比)の割合で含まれる改質ポリスチレン系発泡性樹脂粒子が提案されている。しかしながら、難燃剤を初期から添加するのではなく、樹脂粒子を作成後に発泡剤と共に含浸する工程を必要とするため、生産性が悪いという問題がある。   Moreover, in patent document 4, with respect to 100 mass parts of resin components, 0.1-1.0 mass part of flame retardants and 0.1-0.5 mass part of flame retardant adjuvants are flame retardant: flame retardant adjuvant = The modified polystyrene-type expandable resin particle contained in the ratio of 1: 0.12-0.63 (mass ratio) is proposed. However, there is a problem in that productivity is poor because a flame retardant is not added from the beginning but a step of impregnating resin particles with a foaming agent after preparation is required.

特開2015−117282号公報JP2015-117282A 特開2015−101702号公報JP, 2015-101702, A 特開平06−025456号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-025456 特開2014−189769号公報JP 2014-189769 A

本発明の目的は、難燃剤の使用量を従来よりも減量し、かつ、難燃性能を有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を懸濁重合により得ることができる製造方法を提供することにある。   The objective of this invention is providing the manufacturing method which can reduce the usage-amount of a flame retardant conventionally and can obtain the expandable polystyrene-type resin particle which has a flame retardance performance by suspension polymerization.

本発明者らは、鋭意検討の結果、難燃性能を発現するためには、燃焼時に難燃剤が分解し速やかにハロゲン系分子等を気層部に放出する必要があることに着目した。難燃剤の分解を促進するために、従来から難燃助剤として過酸化物を樹脂粒子中に含んでいるが、難燃性能発現の機構が複雑で難燃助剤との割合の検討はなされていなかった。本発明では、難燃剤/難燃助剤=0.4以上3.0以下とすることで、従来よりも難燃剤を低減できることを見出した。   As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have focused on the fact that the flame retardant decomposes during combustion and promptly releases a halogen-based molecule or the like to the gas layer portion in order to exhibit flame retardancy. In order to accelerate the decomposition of flame retardants, peroxides have been conventionally included in resin particles as flame retardant aids. It wasn't. In this invention, it discovered that a flame retardant could be reduced rather than before by making a flame retardant / flame retardant adjuvant = 0.4 or more and 3.0 or less.

また、現在難燃剤として臭素化ポリマーが主流となっているが、分子量が大きいために従来懸濁重合が困難であったが、難燃剤と難燃助剤の比率を見直したことで難燃剤量を減量することが出来、懸濁重合を可能とすることをを見出し本発明の完成に至った。   In addition, brominated polymers are currently the mainstream as flame retardants, but suspension polymerization has been difficult due to the large molecular weight, but the amount of flame retardants has been revised by reviewing the ratio of flame retardants and flame retardant aids. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明の第1は、難燃剤とスチレン系単量体を水性媒体中に分散させる工程を有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法であって、スチレン系単量体100重量部に対して、難燃剤としての臭素化ポリマーを0.3重量部以上2.0重量部以下含み、難燃助剤を0.2重量部以上1.1重量部以下含み、該難燃剤と該難燃助剤の割合が難燃剤/難燃助剤=0.4以上3.0以下であり、該難燃剤と該難燃助剤の総量が1.1重量部以上であることを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。   That is, the first of the present invention is a method for producing an expandable polystyrene resin particle having a step of dispersing a flame retardant and a styrene monomer in an aqueous medium, and is based on 100 parts by weight of the styrene monomer. The flame retardant contains a brominated polymer of 0.3 part by weight or more and 2.0 parts by weight or less, and a flame retardant aid contains 0.2 part by weight or more and 1.1 parts by weight or less of the flame retardant and the flame retardant. The ratio of the auxiliary agent is flame retardant / flame retardant auxiliary = 0.4 or more and 3.0 or less, and the total amount of the flame retardant and the flame retardant auxiliary is 1.1 parts by weight or more. A method for producing expandable polystyrene resin particles.

本発明の第2は、臭素化ポリマーが臭素化ブタジエン−スチレン共重合体であることを特徴とする第1の発明に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。   A second aspect of the present invention is the method for producing expandable polystyrene resin particles according to the first aspect, wherein the brominated polymer is a brominated butadiene-styrene copolymer.

本発明の第3は、残存スチレン系単量体量が300ppm以下であることを特徴とする第1または第2の発明に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。   The third of the present invention is the method for producing expandable polystyrene resin particles according to the first or second invention, wherein the amount of residual styrene monomer is 300 ppm or less.

本発明の第4は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の重量平均分子量(Mw)が25万以上40万以下であることを特徴とする第1〜3の発明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。   A fourth aspect of the present invention is the expandable polystyrene system according to any one of the first to third aspects, wherein the expandable polystyrene resin particles have a weight average molecular weight (Mw) of 250,000 to 400,000. A method for producing resin particles.

本発明の第5は、重合開始剤として、一般式(1)に示される化合物0.05重量部以上0.6重量部以下含むことを特徴とする第1〜4の発明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。   5th of this invention is described in any one of 1st-4th invention characterized by including 0.05 to 0.6 weight part of compounds shown by General formula (1) as a polymerization initiator. Method for producing expandable polystyrene resin particles.

Figure 2017071669
Figure 2017071669

(式中のRは、アルキル基、Rは分岐鎖又は直鎖のアルキル基を表す。)
本発明の第6は、重合開始剤として一般式(1)のR構造がメチル基あるいはエチル基であり、R構造が2−エチルヘキシル基、イソプロピル基であることを特徴とする第1〜5発明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。
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, and R 2 represents a branched or straight chain alkyl group.)
According to a sixth aspect of the present invention, the R 1 structure of the general formula (1) as a polymerization initiator is a methyl group or an ethyl group, and the R 2 structure is a 2-ethylhexyl group or an isopropyl group. 5. A process for producing expandable polystyrene resin particles according to any one of the inventions.

本発明によれば、難燃剤の使用量を従来よりも減量し、かつ、難燃性能を有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を懸濁重合により得ることができる製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method which can reduce the usage-amount of a flame retardant conventionally and can obtain the expandable polystyrene-type resin particle which has a flame retardance performance by suspension polymerization can be provided.

本発明は、難燃剤とスチレン系単量体を水性媒体中に分散させる工程を有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法であって、スチレン系単量体100重量部に対して、難燃剤としての臭素化ポリマーを0.3重量部以上2.0重量部以下含み、難燃助剤を0.2重量部以上1.1重量部以下含み、該難燃剤と該難燃助剤の割合が難燃剤/難燃助剤=0.4以上3.0以下であり、該難燃剤と該難燃助剤の総量が1.1重量部以上であることを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である。   The present invention relates to a method for producing expandable polystyrene resin particles having a step of dispersing a flame retardant and a styrene monomer in an aqueous medium, and as a flame retardant with respect to 100 parts by weight of a styrene monomer. Containing 0.3 to 2.0 parts by weight of a brominated polymer, 0.2 to 1.1 parts by weight of a flame retardant aid, and the ratio of the flame retardant to the flame retardant aid is Flame retardant / flame retardant aid = 0.4 or more and 3.0 or less, and the total amount of the flame retardant and the flame retardant aid is 1.1 parts by weight or more. This is a method for producing resin particles.

本発明で用いる難燃剤は、臭素化ポリマーである。臭素化スチレン、臭素化ブタジエン・ビニル芳香族共重合体、臭素化ノボラック樹脂アリルエーテル、臭素化ポリ(1,3?シクロアルカジエン)及び臭素化ポリ(4?ビニルフェノールアリルエーテル)があげられる。   The flame retardant used in the present invention is a brominated polymer. Brominated styrene, brominated butadiene-vinyl aromatic copolymer, brominated novolak resin allyl ether, brominated poly (1,3-cycloalkadiene) and brominated poly (4-vinylphenol allyl ether).

その中でも、臭素化ブタジエン・ビニル芳香族共重合体が難燃性を得やすいことから好ましい。臭素化ブタジエン・ビニル芳香族共重合体の中でも、臭素化ブタジエン・スチレン共重合体が高い難燃性が得やすいことから、更に好ましい。臭素化前のスチレン・ブタジエン共重合体は、ジブロック共重合体(例えばスチレン・ブタジエンブロック共重合体)、トリブロック共重合体(例えばスチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体)、テトラブロック共重合体(例えばスチレン・ブタジエン・スチレン・ブタジエンブロック共重合体)又はマルチブロック共重合体(例えばスチレン・ブタジエン・スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体)のいずれであってもよい。スチレン・ブタジエン共重合体は、ランダム重合を含む既知のいずれの方法によって調製したものでも良いが、連続するアニオン重合又はカップリング反応によって調製したものが好ましい。これらの中でも臭素化スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体のような臭素化トリブロック共重合体が特に好ましい。   Of these, a brominated butadiene / vinyl aromatic copolymer is preferred because it is easy to obtain flame retardancy. Among brominated butadiene / vinyl aromatic copolymers, brominated butadiene / styrene copolymers are more preferable because high flame retardancy is easily obtained. The styrene-butadiene copolymer before bromination is diblock copolymer (for example, styrene / butadiene block copolymer), triblock copolymer (for example, styrene / butadiene / styrene block copolymer), tetrablock copolymer The polymer may be a polymer (for example, styrene / butadiene / styrene / butadiene block copolymer) or a multi-block copolymer (for example, styrene / butadiene / styrene / butadiene / styrene block copolymer). The styrene / butadiene copolymer may be prepared by any known method including random polymerization, but is preferably prepared by continuous anionic polymerization or a coupling reaction. Of these, brominated triblock copolymers such as brominated styrene / butadiene / styrene block copolymers are particularly preferred.

その他の難燃剤として、ポリグリセリンジブロモプロピルエーテル、テトラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノール−A−ビス(2,3−ジブロモ−2−メチルプロピルエーテル)等々の低分子化合物もあげられるが、これらの難燃剤を使用しても、最終製品の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の残スチレン量を低くする効果がえられるが、スチレン系単量体の重合効率の低下により、分子量が低くなってしまう。   Other flame retardants include low molecular weight compounds such as polyglycerin dibromopropyl ether, tetrabromobisphenol A, tetrabromobisphenol-A-bis (2,3-dibromo-2-methylpropyl ether) and the like. Even if a flame retardant is used, the effect of lowering the amount of residual styrene in the expandable polystyrene resin particles of the final product can be obtained, but the molecular weight is lowered due to a decrease in the polymerization efficiency of the styrene monomer.

本発明における難燃剤の添加量は、スチレン系単量体100重量部に対して0.3重量部以上2.0重量部以下で、好ましくは、0.5重量部以上1.0重量部以下である。0.3重量部未満であると充分な難燃性能が得られない。また、2.0重量部を超えると得られる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の成形加工性、成形体の表面性の悪化を引き起こし好ましくなく、また、スチレン重合時の安定性を損なう。   The addition amount of the flame retardant in the present invention is 0.3 parts by weight or more and 2.0 parts by weight or less, preferably 0.5 parts by weight or more and 1.0 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the styrene monomer. It is. If the amount is less than 0.3 parts by weight, sufficient flame retardancy cannot be obtained. On the other hand, when the amount exceeds 2.0 parts by weight, the resulting foamable polystyrene resin particles may be deteriorated in molding processability and the surface property of the molded article, and the stability during styrene polymerization is impaired.

本発明に用いる難燃助剤としては、例えば、クメンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、2,3−ジメチルー2,3−ジフェニルブタン等の高温分解型の有機物があげられる。特に、重合中に分解が少なく、懸濁重合時の分散への影響が少ないことの理由から、ジクミルパーオキサイド、2,3−ジメチルー2,3−ジフェニルブタンが好ましい。   Examples of the flame retardant aid used in the present invention include high temperature decomposition type organic substances such as cumene peroxide, dicumyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, and 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane. . In particular, dicumyl peroxide and 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane are preferred because they are less decomposed during polymerization and have less influence on dispersion during suspension polymerization.

本発明における難燃助剤の添加量は、スチレン系単量体100重量部に対して難燃助剤を0.2重量部以上1.1重量部以下で、好ましくは、0.4重量部以上0.8重量部以下である。0.2重量部未満であると十分な難燃性が得られない。また、1.1重量部を超えると発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を可塑化させるために、特に高温での成形性及び成形体の表面性を損なう傾向にある。   The addition amount of the flame retardant aid in the present invention is 0.2 parts by weight or more and 1.1 parts by weight or less, preferably 0.4 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the styrene monomer. More than 0.8 parts by weight. If the amount is less than 0.2 parts by weight, sufficient flame retardancy cannot be obtained. Moreover, when it exceeds 1.1 weight part, in order to plasticize an expandable polystyrene-type resin particle, it exists in the tendency for the moldability in high temperature and the surface property of a molded object to be impaired especially.

本発明における難燃剤と難燃助剤の総量は1.1重量部以上である。1.1重量部未満であると、難燃性が悪化する傾向にある。   The total amount of the flame retardant and the flame retardant aid in the present invention is 1.1 parts by weight or more. If it is less than 1.1 parts by weight, the flame retardancy tends to deteriorate.

本発明における難燃剤と難燃助剤の割合は難燃剤/難燃助剤=0.4以上3.0以下であり、より好ましくは、0.5以上2.0以下である。難燃剤と難燃助剤の割合が0.4以下であると、難燃剤が少なすぎるために十分な難燃性が得られない。また、3.0を超えると難燃助剤による発生ラジカル量が難燃剤に比べて少ないために同様に十分な難燃性が得られない、さらに難燃剤が多くなりすぎるために残存モノマーが多くなる傾向や成形体の表面性が悪化する傾向がある。   The ratio of the flame retardant to the flame retardant aid in the present invention is flame retardant / flame retardant aid = 0.4 to 3.0, more preferably 0.5 to 2.0. When the ratio of the flame retardant and the flame retardant auxiliary is 0.4 or less, the flame retardant is too small to obtain sufficient flame retardancy. On the other hand, if it exceeds 3.0, the amount of radicals generated by the flame retardant aid is smaller than that of the flame retardant, so that sufficient flame retardancy cannot be obtained as well. Or the surface properties of the molded body tend to deteriorate.

本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、難燃剤とスチレン系単量体を重合初期から水性媒体中に分散させる工程を有する、いわゆる懸濁重合法により製造される。懸濁重合法は、生産性及び分子量調整の面から押出機でPSと難燃剤を事前に混錬したものを種粒子としてスチレンを追加するいわゆるシード重合よりも好ましい。   The expandable polystyrene resin particles of the present invention are produced by a so-called suspension polymerization method having a step of dispersing a flame retardant and a styrene monomer in an aqueous medium from the initial stage of polymerization. The suspension polymerization method is more preferable than so-called seed polymerization in which styrene is added as seed particles obtained by kneading PS and a flame retardant in advance with an extruder in terms of productivity and molecular weight adjustment.

懸濁重合とは、例えば以下のようにして製造方法である。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、臭素化ブタジエン・ビニル芳香族共重合体、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転化率が80%以上95%以下に達した時点で重合工程を完了させる。該重合工程の後、発泡剤を添加し、所定温度、好ましくは110℃以上120℃以下で一定時間発泡剤含浸工程を実施する。実施後冷却をすると発泡性スチレン系樹脂粒子が得られる。   Suspension polymerization is a manufacturing method as follows, for example. In a predetermined amount of aqueous suspension medium, in addition to the general polymerization initiator used for the polymerization of polystyrene, together with the compound represented by the general formula (1), a styrene monomer, brominated butadiene / vinyl aromatic copolymer Polymerization and other additives are added, and polymerization is performed at a predetermined temperature, preferably 90 ° C. or more and less than 100 ° C. for a certain period of time. When the conversion rate of the styrene monomer reaches 80% or more and 95% or less, Complete. After the polymerization step, a foaming agent is added, and the foaming agent impregnation step is performed at a predetermined temperature, preferably 110 ° C. or higher and 120 ° C. or lower for a predetermined time. After cooling, foamable styrene resin particles are obtained.

発泡剤含浸工程の温度が110℃以上120℃以下の場合、特に、前記一般式(1)の10時間半減期温度が96℃以上110℃以下である化合物を使用する為、効率よく、スチレン単量体の安定に重合が進行する。しかし、110℃未満の場合、一般式(1)の化合物のラジカル発生が少なくなり、生産性が低下し、120℃を超えると、重合機の内圧が高くなり、重装備の耐圧を有する重合機が必要となる。   When the temperature of the blowing agent impregnation step is 110 ° C. or more and 120 ° C. or less, in particular, since a compound having a 10-hour half-life temperature of the general formula (1) of 96 ° C. or more and 110 ° C. or less is used efficiently, Polymerization proceeds in a stable manner. However, when the temperature is less than 110 ° C., radical generation of the compound of the general formula (1) is reduced, and the productivity is lowered. Is required.

重合転化率が80%未満の場合、発泡剤の添加後に、110℃以上120以下の発泡剤含浸工程で重合系が不安定となったり、最終製品の発泡粒子のセル構造が変わり、発泡性が異なったりすることがあり、重合転化率が95%を超えると、重合時間が長くなり生産性が低下する。   When the polymerization conversion rate is less than 80%, after adding the foaming agent, the polymerization system becomes unstable in the foaming agent impregnation step of 110 ° C. or more and 120 or less, the cell structure of the foamed particles of the final product changes, and the foaming property When the polymerization conversion rate exceeds 95%, the polymerization time becomes longer and the productivity is lowered.

以上のようにして得られた本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、残存スチレン系単量体量が300ppm以下であり、好ましくは250pm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。   The expandable polystyrene resin particles of the present invention obtained as described above have a residual styrene monomer amount of 300 ppm or less, preferably 250 pm or less. The lower limit is practically less than 0 ppm, so it is 1 ppm or more if dare to display.

本発明における発泡性スチレン系樹脂粒子の重量平均分子量Mwとしては、25万以上40万以下が好ましく、26万以上35万以下がより好ましい。発泡性スチレン系樹脂粒子の重量平均分子量Mwが25万未満では、発泡成形体とした際の強度が低くなるばかりか、成形体表面が溶融しやすく、外観を損なう傾向があり、また、40万超では、発泡性が低くなり、成形性が悪化する(目的とする発泡倍率の予備発泡粒子を得る為に必要な加熱温度、融着性に優れる成形体を得る為に必要な成形温度が高くなる)傾向があり、成形体の表面性も悪化する。   The weight average molecular weight Mw of the expandable styrene resin particles in the present invention is preferably 250,000 or more and 400,000 or less, more preferably 260,000 or more and 350,000 or less. When the weight average molecular weight Mw of the expandable styrene resin particles is less than 250,000, not only the strength when formed into a foamed molded product is lowered, but the surface of the molded product tends to melt and the appearance tends to be deteriorated. If it is too high, the foamability will be low and the moldability will be deteriorated (the heating temperature necessary to obtain pre-expanded particles with the desired expansion ratio and the molding temperature necessary to obtain a molded article with excellent fusion properties will be high. The surface properties of the molded body also deteriorate.

重量平均分子量Mwは、スチレン系樹脂粒子を重合する際の開始剤の使用量と重合温度の組み合わせにより、制御することができる。例えば、開始剤の使用量を多くする、および/または、重合温度を高くすることにより、Mwを低くすることができる。   The weight average molecular weight Mw can be controlled by a combination of the amount of the initiator used for polymerizing the styrene resin particles and the polymerization temperature. For example, Mw can be lowered by increasing the amount of initiator used and / or increasing the polymerization temperature.

ここで、本発明における発泡性熱可塑性樹脂粒子の重量平均分子量Mwは、ゲルパーミェーションクロマトグラフ(以下、「GPC」と略す場合がある)を用いて、後述する条件にて測定した値であり、ポリスチレン換算の数値である。   Here, the weight average molecular weight Mw of the expandable thermoplastic resin particles in the present invention is a value measured under the conditions described later using a gel permeation chromatograph (hereinafter sometimes abbreviated as “GPC”). It is a numerical value in terms of polystyrene.

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。   Examples of the styrene monomer used in the present invention include styrene and styrene derivatives such as α-methyl styrene, paramethyl styrene, t-butyl styrene, chlorostyrene, and components capable of copolymerization with styrene. For example, esters of acrylic acid and methacrylic acid such as methyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, cetyl methacrylate, various monomers such as acrylonitrile, dimethyl fumarate, ethyl fumarate, divinylbenzene, alkylene glycol dimethacrylate Bifunctional monomers such as are also included. One or more of these copolymerizable components may be used for copolymerization.

スチレン単量体の製造過程で副生産物として生成するフェニルアセチレンは、重合阻害物質として働き、フェニルアセチレン量が100ppm以上含有すると、最終製品の発泡性スチレン系樹脂粒子中の残存スチレン量が高くなる。一方、フェニルアセチレン量が100ppm未満では、最終製品の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の残存スチレン量が少なくなるが、フェニルアセチレンを除去する工程が必要となり、スチレン単量体自体のコストが高くなる。フェニルアセチレン量の上限は、汎用と呼ばれるスチレンで、400ppmである。   Phenylacetylene produced as a by-product in the process of producing styrene monomer acts as a polymerization inhibitor, and when the amount of phenylacetylene is 100 ppm or more, the amount of residual styrene in the foamable styrene resin particles of the final product increases. . On the other hand, if the amount of phenylacetylene is less than 100 ppm, the amount of residual styrene in the expandable polystyrene resin particles of the final product decreases, but a step for removing phenylacetylene is required, and the cost of the styrene monomer itself increases. The upper limit of the amount of phenylacetylene is 400 ppm with styrene called general purpose.

本発明で使用する分散剤としては、一般的に懸濁重合に用いられている分散剤、例えば、燐酸カルシウム、ハイドロキシアパタイト、ピロリン酸マグネシウムなどの難水溶性無機塩が挙げられる。これら、難水溶性無機塩を用いる場合には、α−オレフィンスルフォン酸ソーダ、ドデシルベンゼンスルフォン酸ソーダなどのアニオン性界面活性剤を併用すると、分散安定性が増すので効果的である。また、難溶性無機塩は得られる発泡性スチレン系樹脂粒子の粒子径を調節するために、重合中に1回以上追加することもある。   Examples of the dispersant used in the present invention include dispersants generally used for suspension polymerization, such as poorly water-soluble inorganic salts such as calcium phosphate, hydroxyapatite, and magnesium pyrophosphate. When these poorly water-soluble inorganic salts are used, the use of an anionic surfactant such as α-olefin sodium sulfonate or dodecylbenzene sodium sulfonate is effective because the dispersion stability increases. Further, the hardly soluble inorganic salt may be added one or more times during the polymerization in order to adjust the particle diameter of the resulting expandable styrene resin particles.

本発明で使用する重合開始剤は、一般式(1)で示される化合物であり、Rはアルキル基、Rは分岐鎖又は直鎖のアルキル基構造をもつものであり、具体的には、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、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート等があげられる。 The polymerization initiator used in the present invention is a compound represented by the general formula (1), R 1 is an alkyl group, R 2 has a branched or straight chain alkyl group structure, and specifically, T-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate, t-amylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate, t-hexylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxyisopropyl monocarbonate, and the like.

Figure 2017071669
Figure 2017071669

(式中のRは、アルキル基、Rは分岐鎖又は直鎖のアルキル基を表す。)
特に、一般式(1)の化合物の中で、R構造がメチル基あるいはエチル基であり、R構造がエチルヘキシル基、イソプロピル基であり、10時間半減期温度が96℃以上110℃以下である化合物が、最終製品である発泡スチレン系樹脂粒子の残存スチレン量を低減することができるため好ましい。例えば、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℃)、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート(98.5℃)などが挙げられる。
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, and R 2 represents a branched or straight chain alkyl group.)
In particular, among the compounds of the general formula (1), the R 1 structure is a methyl group or an ethyl group, the R 2 structure is an ethylhexyl group or an isopropyl group, and the 10-hour half-life temperature is 96 ° C. or higher and 110 ° C. or lower. A certain compound is preferable because it can reduce the amount of residual styrene in the expanded styrene resin particles as the final product. Examples thereof include t-butyl peroxy-2-ethylhexyl monocarbonate (10 hour half-life temperature 99 ° C.), t-amyl peroxy-2-ethylhexyl monocarbonate (98.5 ° C.), and the like.

前記一般式(1)に示す化合物の使用量は、求める発泡性スチレン系樹脂粒子の分子量により異なるが、スチレン系単量体100重量部に対して、0.05重量部以上0.6重量部以下であり、好ましくは0.1重量部以上0.5重量部以下、さらに好ましくは、0.2重量部以上で0.4重量部以下である。一般式(1)に示す化合物の使用量が、当該範囲内であると、適度な分子量の樹脂が得られ、かつ、残存スチレン量を低減させることが出来る。 0.05重量部未満でも残スチレン量の低減効果を発揮するが、長い反応時間を要する場合がある。また、上限は0.6重量部であるが、残存スチレン系単量体量を低減させる効果は変わらないが、樹脂の分子量が低下する傾向があり、コストが高くなる。   The amount of the compound represented by the general formula (1) varies depending on the molecular weight of the foamable styrene resin particles to be obtained, but is 0.05 parts by weight or more and 0.6 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the styrene monomer. Or less, preferably 0.1 parts by weight or more and 0.5 parts by weight or less, more preferably 0.2 parts by weight or more and 0.4 parts by weight or less. When the amount of the compound represented by the general formula (1) is within the above range, a resin having an appropriate molecular weight can be obtained and the amount of residual styrene can be reduced. Even if it is less than 0.05 parts by weight, the effect of reducing the amount of residual styrene is exhibited, but a long reaction time may be required. Moreover, although an upper limit is 0.6 weight part, the effect of reducing the amount of residual styrene-type monomers does not change, but there exists a tendency for the molecular weight of resin to fall and cost becomes high.

本発明においては、前記一般式(1)の中で、10時間半減期温度が96℃以上110℃以下である化合物を使用すると、分子量の低下を抑制しつつ、残存スチレン量をさらに低下させる事が可能になる。この化合物については10時間半減期温度が96℃以上110℃以下である事が重要であり、この範囲であれば重合中の開裂量を極力抑制し、熱処理、あるいは発泡剤含浸工程中に効率よく残存スチレン量を減少させる事ができる。10時間半減期温度が95℃未満の場合、重合中の開裂量が増加し、樹脂の分子量を低下させるため好ましくない。この問題の解決方法として、重合温度を下げることも可能であるが、その場合重合時間が延びるため、工業生産上好ましくない。また、逆に10時間半減期温度が110℃を超える場合、熱処理、あるいは発泡剤含浸中に開裂する開始剤の量が不足し、十分に残存スチレン量を減少させることができない。   In the present invention, when a compound having a 10-hour half-life temperature of 96 ° C. or higher and 110 ° C. or lower is used in the general formula (1), the amount of residual styrene can be further reduced while suppressing a decrease in molecular weight. Is possible. For this compound, it is important that the 10-hour half-life temperature is 96 ° C. or higher and 110 ° C. or lower. The amount of residual styrene can be reduced. A 10-hour half-life temperature of less than 95 ° C. is not preferable because the amount of cleavage during polymerization increases and the molecular weight of the resin decreases. As a solution to this problem, it is possible to lower the polymerization temperature. However, in this case, the polymerization time is extended, which is not preferable for industrial production. Conversely, when the 10-hour half-life temperature exceeds 110 ° C., the amount of initiator that cleaves during heat treatment or foaming agent impregnation is insufficient, and the amount of residual styrene cannot be reduced sufficiently.

発泡性スチレン系樹脂粒子の製造において、一般的には、主に樹脂を形成するための開始剤と主に残存スチレン量を低下させるための開始剤を併用させることが通常行われている。そして、これらの開始剤の選定は重合温度、重合時間、および必要とする樹脂の分子量を勘案して適宜決められる。よって、本発明においても、一般式(1)に示される化合物に、一般に用いられる他の重合開始剤を1種或いは2種以上併用することにより、重合温度、重合時間、樹脂の分子量等の選択幅をより広げた上で、残存スチレン量を低減した良好な製品を得ることができるので、併用することは極めて好ましい実施態様である。ここに、一般に用いられる他の重合開始剤としては、過酸化ベンゾイル、t−ブチルパーオキシベンゾエート、イソプロピル−t−ブチルパーオキシカーボネート、過安息香酸ブチルのような有機化酸化物やアゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物などが例示される。   In the production of expandable styrenic resin particles, generally, an initiator mainly for forming a resin and an initiator mainly for reducing the amount of residual styrene are generally used in combination. The selection of these initiators is appropriately determined in consideration of the polymerization temperature, the polymerization time, and the required molecular weight of the resin. Therefore, also in the present invention, the polymerization temperature, the polymerization time, the molecular weight of the resin, etc. can be selected by using one or more commonly used other polymerization initiators in combination with the compound represented by the general formula (1). Since it is possible to obtain a good product in which the amount of residual styrene is reduced while further widening the width, it is a very preferable embodiment to use in combination. Examples of other commonly used polymerization initiators include organic oxides such as benzoyl peroxide, t-butyl peroxybenzoate, isopropyl t-butyl peroxycarbonate, butyl perbenzoate, and azobisisobutyrate. Examples include azo compounds such as ronitrile.

本発明において使用する発泡剤としては、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、ネオペンタンなど炭素数3以上5以下の炭化水素等の脂肪族炭化水素類、およびジフルオロエタン、テトラフルオロエタンなどのオゾン破壊係数がゼロであるフッ化炭化水素類などの揮発性発泡剤が挙げられる。また、これらの発泡剤を併用することもできる。使用量としてはスチレン系樹脂粒子100重量部に対して、好ましくは3重量部以上12重量部以下、更に好ましくは5重量部以上9重量部以下である。   Examples of the blowing agent used in the present invention include aliphatic hydrocarbons such as hydrocarbons having 3 to 5 carbon atoms such as propane, isobutane, normal butane, isopentane, normal pentane and neopentane, and ozone such as difluoroethane and tetrafluoroethane. Examples thereof include volatile blowing agents such as fluorinated hydrocarbons having a destruction coefficient of zero. Moreover, these foaming agents can also be used together. The amount used is preferably 3 parts by weight or more and 12 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or more and 9 parts by weight or less, with respect to 100 parts by weight of the styrene resin particles.

本発明において使用する添加剤としては、目的に応じて可塑剤、気泡調整剤、外添剤等が使用できる。可塑剤としては、例えば、ステアリン酸トリグリセライド、パルミチン酸トリグリセライド、ラウリン酸トリグリセライド、ステアリン酸ジグリセライド、ステアリン酸モノグリセライド等の脂肪酸グリセライド、ヤシ油、パーム油、パーム核油等の植物油、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート等の脂肪族エステル、流動パラフィン、シクロヘキサン等の有機炭化水素等があげられ、これらは併用しても何ら差し支えない。   As the additive used in the present invention, a plasticizer, a bubble regulator, an external additive, and the like can be used depending on the purpose. Examples of the plasticizer include stearic acid triglyceride, palmitic acid triglyceride, lauric acid triglyceride, stearic acid diglyceride, stearic acid monoglyceride and other fatty acid glycerides, palm oil, palm oil, palm kernel oil and other vegetable oils, dioctyl adipate, dibutyl sebacate And aliphatic hydrocarbons such as liquid paraffin, cyclohexane and organic hydrocarbons such as cyclohexane. These may be used in combination.

気泡調整剤としては、例えば、メチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスステアリン酸アマイド等の脂肪族ビスアマイド、ポリエチレンワックス等が挙げられる。   Examples of the air conditioner include aliphatic bisamides such as methylene bis stearic acid amide and ethylene bis stearic acid amide, polyethylene wax, and the like.

外添剤の具体例としては、例えば、ラウリン酸トリグリセライド、ステアリン酸トリグリセライド、リノール酸トリグリセライドなどの脂肪酸トリグリセライド、ラウリン酸ジグリセライド、ステアリン酸ジグリセライド、リノール酸ジグリセライドなどの脂肪酸ジグリセライド、ラウリン酸モノグリセライド、ステアリン酸モノグリセライド、リノール酸モノグリセライドなどの脂肪酸モノグリセライド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ラウリン酸亜鉛、ラウリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンパルミテート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンオレエート等の非イオン界面活性剤などが挙げられる。これら外添剤及び添付剤は単独で用いても良いし、2種以上を混合しても良い。また、これら外添剤及び添付剤は発泡剤含浸時に水系に添加してもよいし、脱水後に若しくは乾燥後に添加し被覆してもよく、被覆方法によらない。好ましい被覆方法は、乾燥後に添付し、混合撹拌することにより被覆する方法である。   Specific examples of the external additive include, for example, fatty acid triglycerides such as lauric acid triglyceride, stearic acid triglyceride, linoleic acid triglyceride, lauric acid diglyceride, stearic acid diglyceride, linoleic acid diglyceride, and the like, lauric acid monoglyceride, stearic acid monoglyceride, and the like. , Fatty acid monoglycerides such as linoleic acid monoglyceride, fatty acid metal salts such as zinc stearate, calcium stearate, magnesium stearate, aluminum stearate, zinc laurate, calcium laurate, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxy Ethylene stearyl ether, polyoxyethylene laurate, polyoxye Renparumiteto, polyoxyethylene stearates, such as non-ionic surfactants such as polyoxyethylene oleate and the like. These external additives and attachments may be used alone or in combination of two or more. These external additives and attachments may be added to the aqueous system when impregnated with the foaming agent, or may be added and coated after dehydration or after drying, regardless of the coating method. A preferable coating method is a method of attaching by drying and coating by mixing and stirring.

本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、公知の方法で発泡させて、ポリスチレン系樹脂発泡成形体を得ることが出来る。例えば、一旦予備発泡粒子を作製し、その後型に該予備発泡粒子を充填し成形する方法や、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を直接型に充填し発泡成型する方法等が挙げられる。発泡成形体の製造方法の例としては下記のような方法が挙げられる。本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子を回転攪拌式予備発泡装置で、水蒸気を用いて80〜110℃程度で加熱することにより、嵩倍率が30〜100ml/g程度の予備発泡粒を得、得られた予備発泡粒子を所望の形状の金型内に充填し、水蒸気などを用いて105〜145℃程度で加熱することによりポリスチレン系樹脂発泡成形体とすることができる。 このようにして得られた、本発明のポリスチレン系樹脂発泡成形体は、難燃性を有し、且つ残存スチレン系単量体量も少ないものとなる。   The expandable polystyrene resin particles of the present invention can be foamed by a known method to obtain a polystyrene resin foam molded article. For example, a method of once preparing pre-expanded particles and then filling the mold with the pre-expanded particles and then molding, or a method of directly filling the mold with expandable polystyrene resin particles and foam-molding can be used. The following method is mentioned as an example of the manufacturing method of a foaming molding. By heating the expandable styrene resin particles of the present invention at a temperature of about 80 to 110 ° C. using water vapor with a rotary stirring type prefoaming device, a prefoamed particle having a bulk ratio of about 30 to 100 ml / g is obtained and obtained. The obtained pre-expanded particles are filled in a mold having a desired shape, and heated at about 105 to 145 ° C. using water vapor or the like to obtain a polystyrene-based resin foam molded article. The thus obtained polystyrene resin foam molded article of the present invention has flame retardancy and a small amount of residual styrene monomer.

ポリスチレン系樹脂発泡成形体は、生鮮物の保管用容器をはじめ、建築や土木用の断熱資材、自動車用の緩衝資材として、幅広く使用される。   Polystyrene-based resin foam moldings are widely used as containers for storing fresh food, heat insulating materials for construction and civil engineering, and buffer materials for automobiles.

以下に実施例、及び比較例を挙げるが、本発明はこれによって限定されるものではない。なお、実施例、及び比較例中の樹脂の分子量、及び樹脂中の残存スチレン量、スチレン単量体中のフェニルアセチレン量、難燃性の評価については以下の方法で測定した。なお、「部」「%」は特に断りのない限り重量基準である。   Examples and Comparative Examples are given below, but the present invention is not limited thereby. In addition, about the molecular weight of resin in an Example and a comparative example, the amount of residual styrene in resin, the amount of phenyl acetylene in a styrene monomer, and evaluation of a flame retardance, it measured with the following method. “Parts” and “%” are based on weight unless otherwise specified.

(分子量測定法)
得られた発泡性熱可塑性樹脂粒子に対して、発泡性熱可塑性樹脂粒子0.02gをテトラヒドロフラン(以下、「THF」と略す場合がある)20mlに溶解させた後、ゲルパーミェーションクロマトグラフ(GPC)を用いて、以下の条件にてGPC測定を行い、GPC測定チャートおよび、重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を得た。尚、得られた値はポリスチレン換算の相対値である。
測定装置:東ソー社製、高速GPC装置 HLC−8220
使用カラム:東ソー社製、SuperHZM−H×2本、SuperH−RC×2本
カラム温度:40℃、移動相:THF(テトラヒドロフラン)
流量:0.35ml/分、注入量:10μl
検出器:RI。
(Molecular weight measurement method)
Gel foam permeation chromatograph is obtained by dissolving 0.02 g of expandable thermoplastic resin particles in 20 ml of tetrahydrofuran (hereinafter sometimes abbreviated as “THF”) with respect to the obtained expandable thermoplastic resin particles. Using (GPC), GPC measurement was performed under the following conditions to obtain a GPC measurement chart, a weight average molecular weight (Mw), and a number average molecular weight (Mn). The obtained value is a relative value in terms of polystyrene.
Measuring device: manufactured by Tosoh Corporation, high-speed GPC device HLC-8220
Column used: Tosoh Corporation, SuperHZM-H x 2, SuperH-RC x 2 Column temperature: 40 ° C, mobile phase: THF (tetrahydrofuran)
Flow rate: 0.35 ml / min, injection volume: 10 μl
Detector: RI.

(残存スチレン測定法)
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、ガスクロマトグラフィー(GC)を用いて以下の条件で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。
測定装置:(株)島津製作所製ガスクロマトグラフィーGC−2014
カラム: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。
(Residual styrene measurement method)
The expandable styrene resin particles are dissolved in methylene chloride (internal standard cyclopentanol), and the amount of residual styrene (ppm) contained in the expandable styrene resin particles is measured under the following conditions using gas chromatography (GC). Quantified.
Measuring apparatus: Gas chromatography GC-2014 manufactured by Shimadzu Corporation
Column: Capillary column (GL Science Rtx-1)
Column temperature conditions: 50 → 80 ° C. (3 ° C./min), then 80 → 180 ° C. temperature increase (10 ° C./min),
Carrier gas: helium.

(スチレン単量体中のフェニルアセチレン測定法)
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。
(Measurement method of phenylacetylene in styrene monomer)
A calibration curve for the amount of phenylacetylene derived from the ratio of the amount of phenylacetylene and the amount of cyclopentanol was prepared using styrene having an amount of phenylacetylene of 0 ppm.

スチレンに、内部標準シクロペンタノールを溶解し、以下の条件でスチレン中のフェニルアセチレン量(ppm)を定量した。
測定装置:(株)島津製作所製ガスクロマトグラフィーGC−2014
カラム: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→70℃(3℃/min)へ昇温し、70℃で30分保持後。70→170℃(10℃/min)へ昇温
キャリアガス:ヘリウム。
Internal standard cyclopentanol was dissolved in styrene, and the amount of phenylacetylene (ppm) in styrene was quantified under the following conditions.
Measuring apparatus: Gas chromatography GC-2014 manufactured by Shimadzu Corporation
Column: Capillary column (GL Science Rtx-1)
Column temperature condition: After raising the temperature to 50 → 70 ° C. (3 ° C./min) and holding at 70 ° C. for 30 minutes. Temperature rising from 70 to 170 ° C. (10 ° C./min) Carrier gas: helium.

(表面性評価)
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加圧式予備発泡機(大開工業社製)で水蒸気により加熱し、嵩倍率が55ml/gの予備発泡粒を得る。次に、この予備発泡粒を室温で1日養生させた後、ダイセン工業社製のKR−57成形機にて平板状発泡体を成形した。
(Surface property evaluation)
The expandable polystyrene resin particles are heated with water vapor in a pressure type prefoaming machine (manufactured by Daikai Kogyo Co., Ltd.) to obtain prefoamed granules having a bulk magnification of 55 ml / g. Next, after this pre-foamed grain was cured at room temperature for 1 day, a flat foam was formed with a KR-57 molding machine manufactured by Daisen Industries.

得られた熱可塑性樹脂発泡体の表面状態を目視観察し、以下の基準にて表面性を評価した。
◎:表面の溶融、粒間が無く、非常に美麗。
○:表面の溶融、粒間が少なく、美麗。
△:表面の溶融、粒間があり、外観やや不良。
×:表面の溶融、粒間が多く、外観不良。
The surface state of the obtained thermoplastic resin foam was visually observed, and the surface property was evaluated according to the following criteria.
A: There is no melting of the surface, no intergranularity, and it is very beautiful.
○: Melting of the surface, little intergranularity, and beautiful.
Δ: Surface melted, intergranular, appearance somewhat poor.
X: Surface melting, intergranularity, and poor appearance.

(難燃性の評価)
得られた発泡成形体の難燃性を、以下の基準にて評価した。
○:酸素指数が26以上であり、かつ、自消性が3秒未満である。
×:酸素指数が26未満、および/または、自消性が3秒以上である。
(Evaluation of flame retardancy)
The flame retardancy of the obtained foamed molded product was evaluated according to the following criteria.
○: The oxygen index is 26 or more and the self-extinguishing property is less than 3 seconds.
X: The oxygen index is less than 26 and / or the self-extinguishing property is 3 seconds or more.

(1)酸素指数測定
発泡成形体を10×10×150mmに切り出した試験片を、60℃オーブンで12時間養生後、JIS K7201−2:2007( 酸素指数による燃焼性の試験方法)に準拠し、酸素指数を測定した。
(1) Oxygen index measurement A test piece obtained by cutting a foamed molded article into 10 × 10 × 150 mm is cured in an oven at 60 ° C. for 12 hours, and then conforms to JIS K7201-2: 2007 (Test method for flammability by oxygen index). The oxygen index was measured.

(2)自消性評価
発泡成形体から10mm×25mm×200mmに切り出した試験片5個を、60℃オーブンで12時間養生後、JIS A9511:2006Rの測定方法Aに準拠し測定を行い、5個の試験片の平均値を求め、消炎時間とした。
(2) Self-extinguishing evaluation Five test pieces cut out from a foamed molded article to 10 mm × 25 mm × 200 mm were cured in a 60 ° C. oven for 12 hours, and then measured according to measurement method A of JIS A9511: 2006R. The average value of the test piece was calculated | required and it was set as the flame-out time.

(実施例1)
スチレン中のフェニルアセチレン量は、50ppmであった。重合方法は以下のとおり、水性媒体中に難燃剤とスチレン系単量体を初期から添加する懸濁重合法で実施した。
Example 1
The amount of phenylacetylene in styrene was 50 ppm. The polymerization method was carried out by a suspension polymerization method in which a flame retardant and a styrenic monomer were added from the beginning to an aqueous medium as follows.

撹拌機付き6Lオートクレーブに水96重量部、第3リン酸カルシウム0.15重量部、α−オレインスルフォン酸ソーダ0.005重量部、過酸化ベンゾイル0.08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℃)0.38部、臭素化ブタジエン・スチレン共重合体(ケムチュラ社製「EMERALD 3000」 臭素含有量64%)1.0部、難燃助剤としてジクミルパーオキサイド0.4部、添加剤として、やし油1.0部を仕込んだ後、スチレン100重量部を仕込み、昇温し、98℃で5時間重合を行った。その後、添加剤としてシクロヘキサンを0.5重量部、ノルマルリッチブタン(ノルマル/イソ=70/30)を8重量部仕込み、120℃へ昇温し、4時間発泡剤含浸重合をおこなった。その後、40℃まで冷却し、発泡性スチレン系樹脂粒子を取り出し、乾燥した。   In a 6 L autoclave with a stirrer, 96 parts by weight of water, 0.15 part by weight of tribasic calcium phosphate, 0.005 part by weight of sodium α-olein sulfonate, 0.08 part of benzoyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexyl mono Carbonate (10 hour half-life temperature 99 ° C) 0.38 parts, Brominated butadiene / styrene copolymer ("EMERALD 3000" bromine content 64% by Chemtura) 1.0 part, Dicumylper as flame retardant aid After adding 0.4 part of oxide and 1.0 part of palm oil as an additive, 100 parts by weight of styrene was added, the temperature was raised, and polymerization was carried out at 98 ° C. for 5 hours. Thereafter, 0.5 parts by weight of cyclohexane and 8 parts by weight of normal rich butane (normal / iso = 70/30) were charged as additives, the temperature was raised to 120 ° C., and foaming agent impregnation polymerization was performed for 4 hours. Then, it cooled to 40 degreeC, taken out the expandable styrene-type resin particle, and dried.

得られた発泡性スチレン系樹脂粒子の分子量をGPCで測定すると27万、残存スチレン量をガスクロマトグラフィーにて測定すると170ppmであった。   When the molecular weight of the obtained expandable styrene resin particles was measured by GPC, it was 270,000, and when the residual styrene content was measured by gas chromatography, it was 170 ppm.

また、得られた発泡性スチレン系樹脂粒子を篩分けして、粒子径0.6mm〜1.2mmを分取した。 分取した発泡性熱可塑性樹脂粒子を、加圧式予備発泡機[大開工業製、BHP]を用いて、吹き込み蒸気圧0.1MPaの条件にて嵩倍率50倍に予備発泡を実施した。その後、常温下で1日放置して、養生乾燥を行った。   Moreover, the obtained expandable styrene resin particles were sieved, and particle diameters of 0.6 mm to 1.2 mm were collected. The foamed thermoplastic resin particles thus obtained were prefoamed at a bulk magnification of 50 times using a pressure prefoaming machine [manufactured by Daikai Kogyo Co., Ltd., BHP] under a blowing vapor pressure of 0.1 MPa. Then, it was left to stand at room temperature for 1 day, and curing drying was performed.

得られたスチレン系樹脂予備発泡粒子を、成形機[ダイセン製、KR−57]を用いて、平板形状の金型内に充填し、吹き込み蒸気圧0.06MPaの成型条件にて型内成形を行い、発泡成形体を得た。   The obtained styrene resin pre-expanded particles are filled into a flat plate mold using a molding machine [manufactured by Daisen Co., Ltd., KR-57] and molded in-mold under molding conditions of blowing vapor pressure of 0.06 MPa. The foamed molded product was obtained.

難燃性は、酸素指数は29%、消炎時間が0.9秒で燃焼せず合格であった。結果を表1に示す。   The flame retardancy was 29% with an oxygen index and a flame extinguishing time of 0.9 seconds. The results are shown in Table 1.

(実施例2〜12、比較例1〜7)
表1に記載のとおり、難燃剤、難燃助剤の種類と量を変更した以外は、実施例1と同様の方法で発泡性スチレン系樹脂粒子、予備発泡粒子、発泡成形体を得て、同様の評価を実施した。
(Examples 2 to 12, Comparative Examples 1 to 7)
As shown in Table 1, except that the type and amount of flame retardant and flame retardant aid were changed, expandable styrenic resin particles, pre-expanded particles, and foamed molded article were obtained in the same manner as in Example 1. A similar evaluation was performed.

(比較例8)
<ポリスチレン系樹脂種粒子の製造>
φ50mm単軸押出機を用いて、ポリスチレン樹脂95質量部、難燃剤として臭素化ブタジエン・スチレン共重合体5質量部、及び安定剤を温度170〜230℃で溶融混練した。次いで、小孔を有するダイよりストランド状に押出し、水中で急冷した後にペレタイザーで切断することで円柱状スチレン系樹脂粒子を得た。
(Comparative Example 8)
<Manufacture of polystyrene resin seed particles>
Using a φ50 mm single screw extruder, 95 parts by mass of polystyrene resin, 5 parts by mass of brominated butadiene / styrene copolymer as a flame retardant, and a stabilizer were melt-kneaded at a temperature of 170 to 230 ° C. Subsequently, it extruded from the die | dye which has a small hole in strand shape, and after quenching in water, it cut | disconnected with the pelletizer, and obtained the cylindrical styrene-type resin particle.

<発泡性スチレン系樹脂粒子の製造>
熱可塑性樹脂粒子の重合において、6Lオートクレーブ中に水92重量部に、第3リン酸カルシウム0.6重量部、α−オレフィンスルフォン酸ソーダ0.01重量部、得られたポリスチレン系樹脂種粒子20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0.4重量部、ジクミルパーオキサイド0.4部を懸濁させ、水性懸濁液を90℃まで昇温した。
<Manufacture of expandable styrene resin particles>
In the polymerization of thermoplastic resin particles, 92 parts by weight of water in a 6 L autoclave, 0.6 parts by weight of tricalcium phosphate, 0.01 parts by weight of sodium α-olefin sulfonate, and 20 parts by weight of the resulting polystyrene resin seed particles , 0.4 parts by weight of t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate and 0.4 parts of dicumyl peroxide were suspended, and the aqueous suspension was heated to 90 ° C.

更に90℃を維持し撹拌しながら、スチレン単量体80重量部とベンゾイルパーオキサイド0.25重量部を5時間かけて反応系中に滴下して重合を行った後、添加剤としてシクロヘキサンを0.5重量部、ノルマルリッチブタン(ノルマル/イソ=70/30)を8重量部仕込み、120℃へ昇温し、4時間発泡剤含浸重合をおこなった。その後、40℃まで冷却し、発泡性スチレン系樹脂粒子を取り出し、乾燥した。その後は、実施例1と同様の操作により、予備発泡粒子および発泡成形体を得た。それぞれの評価結果を、表1に示す。   Further, while maintaining at 90 ° C. and stirring, 80 parts by weight of styrene monomer and 0.25 parts by weight of benzoyl peroxide were dropped into the reaction system over 5 hours to perform polymerization, and then cyclohexane was added as an additive. 0.5 part by weight and 8 parts by weight of normal rich butane (normal / iso = 70/30) were charged, the temperature was raised to 120 ° C., and foaming agent impregnation polymerization was performed for 4 hours. Then, it cooled to 40 degreeC, taken out the expandable styrene-type resin particle, and dried. Thereafter, pre-expanded particles and a foam-molded product were obtained in the same manner as in Example 1. Each evaluation result is shown in Table 1.

シード重合では、同じ量の難燃剤の懸濁重合(実施例1)と比較すると、難燃性能が悪化する問題点がある。更に分子量が低くなっていることから強度も低くなっている可能性が高い。この原因は難燃剤を事前にPSと押出機で混錬し種粒子を得なければならないために、難燃剤が分解してしまうこと、及びPSの分子鎖が短くなってしまうためと推測する。   In the seed polymerization, there is a problem that the flame retardancy is deteriorated as compared with the suspension polymerization of the same amount of the flame retardant (Example 1). Furthermore, since the molecular weight is low, the strength is likely to be low. This is presumably because the flame retardant must be kneaded in advance with PS and an extruder to obtain seed particles, so that the flame retardant decomposes and the molecular chain of PS becomes shorter.

Figure 2017071669
Figure 2017071669

Claims (6)

難燃剤とスチレン系単量体を水性媒体中に分散させる工程を有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法であって、スチレン系単量体100重量部に対して、難燃剤としての臭素化ポリマーを0.3重量部以上2.0重量部以下含み、難燃助剤を0.2重量部以上1.1重量部以下含み、該難燃剤と該難燃助剤の割合が難燃剤/難燃助剤=0.4以上3.0以下であり、該難燃剤と該難燃助剤の総量が1.1重量部以上であることを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。 A method for producing expandable polystyrene resin particles comprising a step of dispersing a flame retardant and a styrene monomer in an aqueous medium, wherein the brominated polymer is used as a flame retardant with respect to 100 parts by weight of the styrene monomer. 0.3 part by weight or more and 2.0 parts by weight or less, flame retardant aid is contained by 0.2 part by weight or more and 1.1 parts by weight or less, and the ratio of the flame retardant to the flame retardant assistant is flame retardant / difficult Production of expandable polystyrene resin particles, characterized in that the flame retardant is 0.4 or more and 3.0 or less, and the total amount of the flame retardant and the flame retardant aid is 1.1 parts by weight or more. Method. 臭素化ポリマーが臭素化ブタジエン−スチレン共重合体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。 The method for producing expandable polystyrene resin particles according to claim 1, wherein the brominated polymer is a brominated butadiene-styrene copolymer. 残存スチレン系単量体量が300ppm以下であ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。 The method for producing expandable polystyrene resin particles according to claim 1 or 2, wherein the amount of residual styrene monomer is 300 ppm or less. 発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の重量平均分子量(Mw)が25万以上40万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。 4. The method for producing expandable polystyrene resin particles according to claim 1, wherein the expandable polystyrene resin particles have a weight average molecular weight (Mw) of from 250,000 to 400,000. 重合開始剤として、一般式(1)に示される化合物0.05重量部以上0.6重量部以下含むことを特徴とする請求項1〜4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。
Figure 2017071669
(式中のRは、アルキル基、Rは分岐鎖又は直鎖のアルキル基を表す。)
The expandable polystyrene resin particles according to any one of claims 1 to 4, wherein the polymerization initiator contains 0.05 parts by weight or more and 0.6 parts by weight or less of the compound represented by the general formula (1). Production method.
Figure 2017071669
(In the formula, R 1 represents an alkyl group, and R 2 represents a branched or straight chain alkyl group.)
重合開始剤として一般式(1)のR構造がメチル基あるいはエチル基であり、R構造が2−エチルヘキシル基、イソプロピル基であることを特徴とする請求項1〜5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。
6. The polymerization initiator according to claim 1, wherein the R 1 structure of the general formula (1) is a methyl group or an ethyl group, and the R 2 structure is a 2-ethylhexyl group or an isopropyl group. Method for producing expandable polystyrene resin particles.
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