JP2019019294A - Method for producing styrenic resin - Google Patents

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Abstract

To provide a method for producing a styrenic resin which can produce the styrenic resin having high flowability and high melt tension.SOLUTION: A method for producing a styrenic resin includes: a dispersion step of dispersing nuclear particles containing a styrenic resin into an aqueous medium; an impregnation step of further adding a polymerization initiator and a styrene monomer and impregnating the nuclear particles with the polymerization initiator and the styrene monomer at a temperature at which polymerization of the styrene monomer does not proceed; a polymerization initiation step of raising the temperature of the aqueous medium and initiating the polymerization of the styrene monomer; and an additional impregnation polymerization step of additionally adding a styrene monomer into the aqueous medium, impregnating the nuclear particles with the styrene monomer, and graft polymerizing the styrene monomer with the styrene resin, where an amount of the styrene monomer to be added in the impregnation step is 20-200 pts.wt. and an amount of the styrene monomer to be added in the additional impregnation polymerization step is 50-700 pts.wt. with respect to 100 pts.wt. of the nuclear particles, and a content of the styrene monomer in the nuclear particles in the additional impregnation polymerization step is kept at 10 wt.% or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、スチレン系樹脂の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a styrene resin.

スチレン系樹脂は、寸法安定性、成形安定性などに優れ、剛性が高く、安価なことから、種々の成形品の原料として用いられている。一般に、スチレン系樹脂の分子量を高めることで、樹脂の溶融張力を高めることができるが、高分子量であるほど、樹脂の流動性が低下し、成形加工性及び生産性が低下し易かった。
かかる問題を解消するために、種々の試みが行われている。
Styrenic resins are used as raw materials for various molded products because they are excellent in dimensional stability, molding stability, etc., have high rigidity, and are inexpensive. In general, the melt tension of the resin can be increased by increasing the molecular weight of the styrene-based resin. However, the higher the molecular weight, the lower the fluidity of the resin and the easier it is to reduce the molding processability and productivity.
Various attempts have been made to solve this problem.

例えば、線状ポリスチレンと多分岐状ポリスチレンとを含有してなるスチレン系樹脂組成物であって、(1)そのGPC−MALLS法により求められる重量平均分子量(絶対重量平均分子量)が25万〜75万であり、(2)該重量平均分子量を横軸とし、又GPC−MALLSにより求められる該樹脂組成物の慣性半径を縦軸とした対数グラフに於ける傾きが0.35〜0.45となるスチレン系樹脂組成物を用いて、溶融張力が高く、流動性が高く、深さと開口部との比の広い範囲の容器を製造することが開示されている(例えば、特許文献1参照)。   For example, a styrene-based resin composition containing linear polystyrene and hyperbranched polystyrene, (1) The weight average molecular weight (absolute weight average molecular weight) determined by the GPC-MALLS method is 250,000 to 75. (2) The slope in a logarithmic graph with the weight-average molecular weight on the horizontal axis and the radius of inertia of the resin composition determined by GPC-MALLS on the vertical axis is 0.35 to 0.45. It is disclosed that a container having a high melt tension, high fluidity, and a wide range of ratio of depth and opening is produced using the resulting styrene resin composition (see, for example, Patent Document 1).

スチレン系樹脂の高分子量化以外に、樹脂の溶融張力を高める方法として、ポリスチレン系樹脂の分子鎖を分岐状にすることも知られている。しかし、分子鎖を分岐状にするために欠かせない多官能性単量体は、樹脂の合成時にゲル化を招くおそれがある。かかる問題を解消するために、例えば、ゲル化を抑制し、超高分子量の高分岐型ポリスチレンおよび線状ポリスチレンからなるスチレン系樹脂組成物を製造する方法として、次の方法が開示されている。すなわち、スチレンを必須とするビニル系モノマーに、平均して1分子中にビニル基を2以上有し、分岐構造を有する溶剤可溶性多官能ビニル化合物共重合体を、重量基準で50ppm〜5000ppm添加し、水中で懸濁重合を行うことにより、該溶剤可溶性多官能ビニル共重合体と該ビニル系モノマーが重合して生じる高分岐型超高分子量共重合体と該ビニル系モノマーが重合して生じる線状重合体とを含むスチレン系樹脂組成物を製造する方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。   In addition to increasing the molecular weight of the styrene resin, as a method for increasing the melt tension of the resin, it is also known that the molecular chain of the polystyrene resin is branched. However, the polyfunctional monomer that is indispensable for branching the molecular chain may cause gelation during the synthesis of the resin. In order to solve such a problem, for example, the following method is disclosed as a method for producing a styrene-based resin composition made of ultra-high molecular weight highly branched polystyrene and linear polystyrene while suppressing gelation. That is, 50 ppm to 5000 ppm of a solvent-soluble polyfunctional vinyl compound copolymer having two or more vinyl groups in one molecule and having a branched structure on an average basis is added to a vinyl monomer essentially containing styrene. A line formed by polymerizing the highly branched ultrahigh molecular weight copolymer and the vinyl monomer produced by polymerizing the solvent-soluble polyfunctional vinyl copolymer and the vinyl monomer by suspension polymerization in water. A method for producing a styrene resin composition containing a polymer is disclosed (for example, see Patent Document 2).

また、発泡成形品の軽量化と、成形時の生産性を向上し得る発泡用ポリスチレン系樹脂組成物を得るために、発泡用ポリスチレン系樹脂組成物を、多官能ビニル系芳香族化合物とスチレン系単量体由来の成分を基材樹脂として含み、前記多官能ビニル系芳香族化合物が、100以上、1000未満の分子量を有し、前記基材樹脂が、前記スチレン系単量体中に多官能ビニル系芳香族化合物を50〜500ppm含む単量体混合物を重合させることにより得、
前記基材樹脂を、(1)測定条件200℃において、以下の関係式を満たすメルトフローレート(MFR:g/10分)と溶融張力値(MT:cN)
MT≧−3×ln(MFR)+12
(2)以下の関係式を満たす0.01rad/sと100rad/sの角周波数ωでの損失正接tanδの比
4≦tanδ(ω=0.01(rad/s))/tanδ(ω=100(rad/s))≦20
を有するものとすることが開示されている(例えば、特許文献3参照)。
更に、発泡成形品へのスチレン及びそのオリゴマーの溶出を低減させつつ、成形時の生産性を向上し得る押出発泡用ポリスチレン系樹脂組成物を得るために、押出発泡用のポリスチレン系樹脂組成物を、(1)分子量分布におけるトップピーク分子量(Mp)が14万〜22万;(2)Mp以下の分子量の割合が全体の40〜55%;(3)z+1平均分子量が80万〜350万;(4)スチレンダイマーとスチレントリマーとからなるオリゴマーの含有量が2000ppm以下;及び(5)スチレンの含有量が1000ppm以下の物性を有するものとすることが開示されている(例えば、特許文献4参照)。
In addition, in order to obtain a polystyrene resin composition for foaming that can improve the weight of the foamed molded product and the productivity at the time of molding, the polystyrene-based resin composition for foaming is composed of a polyfunctional vinyl aromatic compound and a styrene resin. A monomer-derived component is included as a base resin, the polyfunctional vinyl aromatic compound has a molecular weight of 100 or more and less than 1000, and the base resin is polyfunctional in the styrene monomer. It is obtained by polymerizing a monomer mixture containing 50 to 500 ppm of vinyl aromatic compound,
(1) Melt flow rate (MFR: g / 10 minutes) and melt tension value (MT: cN) satisfying the following relational expression at a measurement condition of 200 ° C.
MT ≧ −3 × ln (MFR) +12
(2) Ratio of loss tangent tan δ at an angular frequency ω of 0.01 rad / s and 100 rad / s satisfying the following relational expression 4 ≦ tan δ (ω = 0.01 (rad / s)) / tan δ (ω = 100 (Rad / s)) ≦ 20
(For example, refer to Patent Document 3).
Furthermore, in order to obtain a polystyrene-based resin composition for extrusion foaming that can improve the productivity at the time of molding while reducing elution of styrene and its oligomer into the foam-molded product, a polystyrene-based resin composition for extrusion foaming is used. (1) The top peak molecular weight (Mp) in the molecular weight distribution is 140,000 to 220,000; (2) the proportion of the molecular weight below Mp is 40 to 55% of the whole; (3) the z + 1 average molecular weight is 800,000 to 3.5 million; (4) It is disclosed that the content of an oligomer composed of styrene dimer and styrene trimer is 2000 ppm or less; and (5) the content of styrene is 1000 ppm or less (see, for example, Patent Document 4) ).

特開2005−281405号公報JP 2005-281405 A 特開2014−189767号公報JP 2014-189767 A 特開2015−193761号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-193761 特開2015−193764号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-193964

しかし、特許文献1〜4のいずれに開示されているスチレン系樹脂も、絶対重量平均分子量が数十万と、100万に満たないため、スチレン系樹脂の溶融張力が不十分であった。また、特許文献3及び4のように、多官能性単量体を用いて分岐状の樹脂を製造すると、流動性が低下するため、成形加工性に優れなかった。   However, since the styrene resin disclosed in any of Patent Documents 1 to 4 has an absolute weight average molecular weight of several hundred thousand, which is less than one million, the melt tension of the styrene resin is insufficient. Moreover, since the fluidity | liquidity fell when manufacturing a branched resin using a polyfunctional monomer like patent document 3 and 4, it was not excellent in molding workability.

本発明は、流動性が高く、かつ、溶融張力が高い、分岐構造を有するスチレン系樹脂を製造することができるスチレン系樹脂の製造方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the manufacturing method of the styrene resin which can manufacture the styrene resin which has high fluidity | liquidity and high melt tension and which has a branched structure.

すなわち、本発明は次のとおりである。
<1> スチレン系樹脂を含む核粒子を水性媒体中に分散させる分散工程と、
前記水性媒体中に、有機過酸化物を含む重合開始剤及びスチレン単量体を添加し、実質的にスチレン単量体の重合が進行しない温度で前記核粒子に前記重合開始剤及び前記スチレン単量体を含浸させる含浸工程と、
前記水性媒体を昇温して、前記スチレン単量体の重合を開始させる重合開始工程と、
前記水性媒体中に、スチレン単量体を追加して添加し、前記核粒子に該スチレン単量体を含浸させて、スチレン系樹脂にスチレン単量体をグラフト重合させる追加含浸重合工程と、
を含み、
前記含浸工程におけるスチレン単量体の添加量は、前記核粒子100重量部に対し20〜200重量部であり、
前記追加含浸重合工程におけるスチレン単量体の添加量は、前記核粒子100重量部に対して50〜700重量であるとともに、前記追加含浸重合工程における前記核粒子中のスチレン単量体の含有量を10重量%以下に維持するスチレン系樹脂の製造方法である。
That is, the present invention is as follows.
<1> a dispersion step of dispersing core particles containing a styrene resin in an aqueous medium;
A polymerization initiator containing an organic peroxide and a styrene monomer are added to the aqueous medium, and the polymerization initiator and the styrene monomer are added to the core particles at a temperature at which the polymerization of the styrene monomer does not proceed substantially. An impregnation step of impregnating the polymer,
A polymerization initiation step of heating the aqueous medium to initiate polymerization of the styrene monomer;
An additional impregnation polymerization step of adding an additional styrene monomer to the aqueous medium, impregnating the core particles with the styrene monomer, and graft-polymerizing the styrene monomer to a styrenic resin;
Including
The amount of styrene monomer added in the impregnation step is 20 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the core particles,
The addition amount of the styrene monomer in the additional impregnation polymerization step is 50 to 700 weights with respect to 100 parts by weight of the core particles, and the content of the styrene monomer in the core particles in the additional impregnation polymerization step. Is a method for producing a styrenic resin, which is maintained at 10% by weight or less.

<2> 前記水性媒体は、30℃における酸素濃度が4mg/L以上である<1>に記載のスチレン系樹脂の製造方法である。 <2> The method for producing a styrene resin according to <1>, wherein the aqueous medium has an oxygen concentration at 30 ° C. of 4 mg / L or more.

<3> 前記分散工程における前記核粒子の平均粒子径が0.3〜1.2mmである<1>または<2>に記載のスチレン系樹脂の製造方法である。 <3> The method for producing a styrene resin according to <1> or <2>, wherein an average particle size of the core particles in the dispersion step is 0.3 to 1.2 mm.

<4> 前記有機過酸化物の10時間半減期温度T1/2が85〜120℃であり、前記含浸工程における前記水性媒体の温度が70℃以上(T1/2−15)℃以下であり、前記追加含浸重合工程における前記水性媒体の温度が(T1/2−10℃)℃以上(T1/2+20)℃以下である<1>〜<3>のいずれか1つに記載のスチレン系樹脂の製造方法である。 <4> The 10-hour half-life temperature T 1/2 of the organic peroxide is 85 to 120 ° C., and the temperature of the aqueous medium in the impregnation step is 70 ° C. or more and (T 1/2 -15) ° C. or less. Yes, The temperature of the aqueous medium in the additional impregnation polymerization step is (T 1/2 −10 ° C.) ° C. or more and (T 1/2 +20) ° C. or less, according to any one of <1> to <3>. It is a manufacturing method of this styrene resin.

本発明によれば、流動性が高く、かつ、溶融張力が高い、分岐構造を有するスチレン系樹脂を製造することができるスチレン系樹脂の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 of the styrene resin which can manufacture the styrene resin which has high fluidity | liquidity and has high melt tension and which has a branched structure can be provided.

実施例1、5及び7におけるシミュレーション結果のグラフである。It is a graph of the simulation result in Examples 1, 5 and 7. 実施例2におけるシミュレーション結果のグラフである。10 is a graph of a simulation result in Example 2. 実施例3におけるシミュレーション結果のグラフである。10 is a graph of simulation results in Example 3. 実施例4におけるシミュレーション結果のグラフである。It is a graph of the simulation result in Example 4. 実施例6におけるシミュレーション結果のグラフである。10 is a graph of simulation results in Example 6. 比較例1におけるシミュレーション結果のグラフである。6 is a graph of a simulation result in Comparative Example 1. 比較例2におけるシミュレーション結果のグラフである。10 is a graph of a simulation result in Comparative Example 2. スチレン系樹脂をGPC−MALS法により測定したときに得られるDebyeプロットの一例である。It is an example of the Debye plot obtained when measuring a styrene resin by GPC-MALS method.

本発明のスチレン系樹脂の製造方法(以下、「本発明の製造方法」と称することがある)は、スチレン系樹脂を含む核粒子を水性媒体中に分散させる分散工程と、
前記水性媒体中に、有機過酸化物を含む重合開始剤及びスチレン単量体を添加し、実質的にスチレン単量体の重合が進行しない温度で前記核粒子に前記重合開始剤及び前記スチレン単量体を含浸させる含浸工程と、
前記水性媒体を昇温して、前記スチレン単量体の重合を開始させる重合開始工程と、
前記水性媒体中に、スチレン単量体を追加して添加し、前記核粒子に該スチレン単量体を含浸させて、スチレン系樹脂にスチレン単量体をグラフト重合させる追加含浸重合工程と、
を含み、
前記含浸工程におけるスチレン単量体の添加量は、前記核粒子100重量部に対し20〜200重量部であり、
前記追加含浸重合工程におけるスチレン単量体の添加量は、前記核粒子100重量部に対して50〜700重量であるとともに、前記追加含浸重合工程における前記核粒子中のスチレン単量体の含有量を10重量%以下に維持する。
本発明の製造方法は、得られたスチレン系樹脂を洗浄する工程等の他の工程を、更に含んでいてもよい。
The method for producing a styrene resin of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the production method of the present invention”) includes a dispersion step of dispersing core particles containing a styrene resin in an aqueous medium,
A polymerization initiator containing an organic peroxide and a styrene monomer are added to the aqueous medium, and the polymerization initiator and the styrene monomer are added to the core particles at a temperature at which the polymerization of the styrene monomer does not proceed substantially. An impregnation step of impregnating the polymer,
A polymerization initiation step of heating the aqueous medium to initiate polymerization of the styrene monomer;
An additional impregnation polymerization step of adding an additional styrene monomer to the aqueous medium, impregnating the core particles with the styrene monomer, and graft-polymerizing the styrene monomer to a styrenic resin;
Including
The amount of styrene monomer added in the impregnation step is 20 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the core particles,
The addition amount of the styrene monomer in the additional impregnation polymerization step is 50 to 700 weights with respect to 100 parts by weight of the core particles, and the content of the styrene monomer in the core particles in the additional impregnation polymerization step. Is maintained at 10% by weight or less.
The production method of the present invention may further include other steps such as a step of washing the obtained styrenic resin.

スチレン系樹脂の溶融張力を向上し、強度を向上させる手段として、高分子量化が有用であるが、単純に高分子量化すると、樹脂の流動性が低下し、成形加工性が悪化するという問題があった。流動性を維持したまま強度を向上させる手段として、分子鎖に分岐構造を導入することが有用である。分岐構造を有する樹脂は、分子鎖同士の絡み合いの程度が大きくなるため溶融張力が高くなり、延伸加工時に破断しにくくなる。スチレン系樹脂の分子鎖に分岐構造を取り入れる方法として、分岐剤としてジビニルベンゼン等の多官能性単量体の存在下でスチレン単量体の重合を行なう方法がある。しかし、このような重合方法では、多官能性単量体が重合した部分に分岐点が集中し、ミクロゲルが生成しやすいという問題があった。より高度に分岐化したスチレン系樹脂を製造しようとして、多官能性単量体の添加量を多くすると、反応系内にて多官能性単量体同士が近接することで、重合中にゲル化が生じ易くなる。そのため、分岐剤の添加量が制限されてしまい、流動性を維持しながら、溶融張力が高いスチレン系樹脂を製造することは困難であった。
これに対し、本発明の製造方法が上記構成であることで、溶融張力が高く、かつ流動性にも優れるスチレン系樹脂を製造することができる理由は定かではないが、次の理由によるものと推察される。
High molecular weight is useful as a means of improving the melt tension of styrenic resin and improving strength, but simply increasing the molecular weight reduces the fluidity of the resin and deteriorates the moldability. there were. As a means for improving the strength while maintaining fluidity, it is useful to introduce a branched structure into the molecular chain. A resin having a branched structure has a high degree of entanglement between molecular chains and therefore has a high melt tension and is difficult to break during stretching. As a method of incorporating a branched structure into the molecular chain of the styrene resin, there is a method of polymerizing a styrene monomer in the presence of a polyfunctional monomer such as divinylbenzene as a branching agent. However, such a polymerization method has a problem in that branch points concentrate on the portion where the polyfunctional monomer is polymerized, and a microgel is easily generated. In order to produce more highly branched styrenic resin, if the addition amount of polyfunctional monomer is increased, the polyfunctional monomer is brought into close proximity in the reaction system, and gelation occurs during polymerization. Is likely to occur. Therefore, the addition amount of the branching agent is limited, and it is difficult to produce a styrene resin having a high melt tension while maintaining fluidity.
On the other hand, the reason why the styrene resin having high melt tension and excellent fluidity can be produced by the production method of the present invention having the above configuration is not clear, but is due to the following reason. Inferred.

本発明の製造方法は、主として、核粒子を水性媒体中に分散させる分散工程と、核粒子内に重合開始剤及びスチレン単量体を含浸させる含浸工程、スチレン単量体の重合を開始する重合開始工程と、水性媒体中にスチレン単量体を追加添加して核粒子に含浸させ、スチレン系樹脂にスチレン単量体をグラフト重合させる追加含浸重合工程とを有する。本発明では、追加含浸重合工程で、重合の反応場となる核粒子内におけるスチレン単量体の濃度を特定の濃度に保つことで、分岐点の数を大きくしつつ(高分岐度)、高分子量にすることができ、更に、分岐点間を離すことができるものと考えられる。   The production method of the present invention mainly includes a dispersion step of dispersing the core particles in an aqueous medium, an impregnation step of impregnating the core particles with a polymerization initiator and a styrene monomer, and polymerization for initiating polymerization of the styrene monomer. A starting step and an additional impregnation polymerization step of adding a styrene monomer in the aqueous medium to impregnate the core particles, and graft-polymerizing the styrene monomer to the styrenic resin. In the present invention, in the additional impregnation polymerization step, by maintaining the concentration of the styrene monomer in the core particle as a polymerization reaction field at a specific concentration, while increasing the number of branch points (high branching degree), the high It is considered that the molecular weight can be obtained, and further, the branch points can be separated.

通常、反応場には、重合開始剤と多くのスチレン単量体とが存在し、重合開始剤から生成した開始剤ラジカルやポリマー鎖の生長末端ラジカルは、スチレン単量体のビニル基と優先的に反応するため、直鎖状のスチレン系樹脂が形成され易いと考えられる。
一方、反応場のスチレン単量体の濃度が低い場合、開始剤ラジカルやポリマー鎖の生長末端ラジカルはスチレン単量体との重合反応だけではなく、ポリマー鎖の水素引抜反応を生じやすくなると考えられる。その結果、水素引抜反応により発生したポリマー鎖上のラジカルに、スチレン単量体がグラフト重合したり、あるいは、ポリマー鎖の生長末端ラジカルが再結合したりすることで、ポリマー鎖に分岐鎖が生成すると考えられる。更に、ポリマー鎖に分岐鎖が生成した位置は、立体的に混み合った状況にあることから、生成した分岐点の近くには更なる分岐鎖は生じにくいと考えられる。つまり、立体障害が生じない程度に、分岐点から離れたポリマー鎖上で、再び水素引き抜き反応が生じ、分岐鎖が生成すると考えられる。そのため、分岐点間が適度に離れながら、分岐鎖を生成するため、ゲル化が生じることなく、多くの分岐鎖を有するスチレン系樹脂が得られるものと考えられる。 以上により、本発明の製造方法によれば、ゲル化を抑制しつつ、分岐鎖を多く有し、かつ高分子量のスチレン系樹脂を製造できるためできるため、溶融張力が高く、かつ流動性が維持されたスチレン系樹脂を製造することができると考えられる。
以下、本発明の製造方法の各工程について詳細に説明する。
Usually, there are a polymerization initiator and many styrene monomers in the reaction field, and the initiator radicals generated from the polymerization initiator and the polymer chain growth terminal radicals are preferentially related to the vinyl group of the styrene monomer. It is considered that a linear styrene resin is easily formed.
On the other hand, when the concentration of the styrene monomer in the reaction field is low, it is considered that the initiator radical and the polymer chain growth terminal radical are likely to cause not only a polymerization reaction with the styrene monomer but also a hydrogen abstraction reaction of the polymer chain. . As a result, the styrene monomer is graft-polymerized to the radicals on the polymer chain generated by the hydrogen abstraction reaction, or the growing terminal radical of the polymer chain is recombined to form a branched chain in the polymer chain. It is thought that. Furthermore, since the position where the branched chain is generated in the polymer chain is sterically crowded, it is considered that no further branched chain is likely to occur near the generated branch point. That is, it is considered that a hydrogen abstraction reaction occurs again on the polymer chain far from the branch point to the extent that steric hindrance does not occur, and a branched chain is generated. Therefore, it is considered that a styrenic resin having many branched chains can be obtained without causing gelation because branched chains are generated while the branch points are appropriately separated. As described above, according to the production method of the present invention, it is possible to produce a high-molecular-weight styrene resin having a lot of branched chains while suppressing gelation, so that the melt tension is high and the fluidity is maintained. It is considered that the produced styrene resin can be produced.
Hereafter, each process of the manufacturing method of this invention is demonstrated in detail.

〔分散工程〕
分散工程では、スチレン系樹脂を含む核粒子を水性媒体中に分散させる。
核粒子の水性媒体中への分散方法は、特に制限されず、例えば、核粒子と共に、水性媒体に懸濁剤と、必要に応じて界面活性剤を添加し、混合すればよい。
[Dispersing process]
In the dispersion step, the core particles containing the styrene resin are dispersed in the aqueous medium.
The method for dispersing the core particles in the aqueous medium is not particularly limited. For example, a suspension agent and, if necessary, a surfactant may be added to the aqueous medium together with the core particles and mixed.

(核粒子)
核粒子は、スチレン系樹脂を含む。
スチレン系樹脂としては、スチレン単量体の重合体、スチレン単量体と他の単量体との共重合体、及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。その共重合体に含まれるスチレン単量体に由来する構造単位は少なくとも50重量%以上、好ましくは60重量%以上、より好ましくは80重量%以上である。
スチレン系樹脂として、具体的には、ポリスチレン、ゴム変性ポリスチレン(耐衝撃性ポリスチレン)、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体等が例示できる。スチレン系樹脂は、1種のみ用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。これらのスチレン系樹脂の中でも、水素引き抜き反応を生じ易く、スチレン単量体と共に分岐鎖を生じ易い点から、ポリスチレンからなることが好ましい。
核粒子は、スチレン系樹脂以外の樹脂を含んでいてもよいが、スチレン系樹脂を70重量%以上含んでいることが好ましく、85重量%以上含んでいることがより好ましく、スチレン系樹脂からなることが更に好ましい。
(Nuclear particles)
The core particle includes a styrene resin.
Examples of the styrene resin include a polymer of a styrene monomer, a copolymer of a styrene monomer and another monomer, and a mixture of two or more of these. The structural unit derived from the styrene monomer contained in the copolymer is at least 50% by weight, preferably 60% by weight or more, and more preferably 80% by weight or more.
Specific examples of the styrene resin include polystyrene, rubber-modified polystyrene (impact polystyrene), styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-acrylic acid copolymer, styrene-methacrylic acid copolymer, and styrene-methyl methacrylate. Examples thereof include a copolymer and a styrene-maleic anhydride copolymer. Only one type of styrene resin may be used, or two or more types may be used. Among these styrenic resins, it is preferably made of polystyrene from the viewpoint that a hydrogen abstraction reaction is likely to occur and a branched chain is likely to be generated together with the styrene monomer.
The core particle may contain a resin other than the styrene resin, but preferably contains 70% by weight or more of the styrene resin, more preferably contains 85% by weight or more, and consists of a styrene resin. More preferably.

核粒子の平均粒子径は、0.3〜1.2mmであることが好ましい。核粒子の平均粒子径が0.3mm以上であることで、得られる分岐状スチレン系樹脂に含まれる細粒の発生量が低減でき、1.2mm以下であることで比表面積が大きくなり核粒子へのスチレン単量体の含浸性が向上する。核粒子の平均粒子径は、0.3〜1.0mmであることがより好ましく、0.3〜0.5mmであることが更に好ましい。
核粒子の平均粒子径は、63%体積平均粒子径を意味する。
The average particle diameter of the core particles is preferably 0.3 to 1.2 mm. When the average particle diameter of the core particles is 0.3 mm or more, the amount of fine particles contained in the obtained branched styrene-based resin can be reduced, and when it is 1.2 mm or less, the specific surface area increases and the core particles Improves the impregnation of styrene monomer into the water. The average particle diameter of the core particles is more preferably 0.3 to 1.0 mm, and still more preferably 0.3 to 0.5 mm.
The average particle diameter of the core particles means a 63% volume average particle diameter.

(水性媒体)
水性媒体としては、通常、脱イオン水等の水を用いることができるが、核粒子が溶解しない限度において、アルコール等の水溶性有機溶剤を含んでいてもよい。
(Aqueous medium)
As the aqueous medium, water such as deionized water can be usually used, but it may contain a water-soluble organic solvent such as alcohol as long as the core particles do not dissolve.

(界面活性剤)
界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤が挙げられる。これらの中でも、界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、及びノニオン性界面活性剤からなる群より選択される少なくとも1つを有することが好ましい。具体的には、アルキルスルホン酸塩(例えば、ドデシルスルホン酸ナトリウム)、アルキルベンゼンスルホン酸塩(例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)、ポリオキシアルキルエーテルリン酸エステル、アルキルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート、高級アルコール、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオオキシエチレンアルキルエーテル、脂肪酸塩等が挙げられる。
界面活性剤は1種のみ用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
更に、界面活性剤と共に、例えば塩化リチウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム等の電解質を用いてもよい。
(Surfactant)
Examples of the surfactant include an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant. Among these, it is preferable that the surfactant has at least one selected from the group consisting of an anionic surfactant, a cationic surfactant, and a nonionic surfactant. Specifically, alkyl sulfonate (for example, sodium dodecyl sulfonate), alkyl benzene sulfonate (for example, sodium dodecyl benzene sulfonate), polyoxyalkyl ether phosphate, alkyl dimethyl ethyl ammonium ethyl sulfate, higher alcohol, Examples thereof include glycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene alkyl ether, and fatty acid salt.
Only one surfactant may be used, or two or more surfactants may be used.
Furthermore, electrolytes such as lithium chloride, potassium chloride, sodium chloride, sodium sulfate, sodium nitrate, sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium acetate, and sodium succinate may be used together with the surfactant.

(懸濁剤)
懸濁剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリビニルピロリドン等の親水性高分子;第三リン酸カルシウム、硝酸マグネシウム、ピロリン酸マグネシウム、ヒドロキシアパタイト、酸化アルミニウム、タルク、カオリン、ベントナイト等の難水溶性無機塩等が挙げられる。
懸濁剤は1種のみ用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。親水性高分子又は難水溶性無機塩のいずれか一方又は両方を、それぞれ1種のみ用いてもよいし、それぞれ2種以上を用いてもよい。
懸濁剤として難水溶性無機塩を使用する場合には、アルキルスルホン酸ナトリウムやアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤を併用することが好ましい。
(Suspending agent)
Examples of the suspending agent include hydrophilic polymers such as polyvinyl alcohol, methyl cellulose, and polyvinyl pyrrolidone; poorly water-soluble inorganic substances such as tribasic calcium phosphate, magnesium nitrate, magnesium pyrophosphate, hydroxyapatite, aluminum oxide, talc, kaolin, and bentonite. Examples include salts.
Only one type of suspension may be used, or two or more types of suspensions may be used. One or both of the hydrophilic polymer and the sparingly water-soluble inorganic salt may be used, or two or more of them may be used.
When a poorly water-soluble inorganic salt is used as a suspending agent, it is preferable to use an anionic surfactant such as sodium alkyl sulfonate or sodium alkylbenzene sulfonate together.

懸濁剤の使用量は、核粒子とスチレン系単量体の総添加量の合計100重量部に対して、0.01〜5重量部であることが好ましい。難水溶性無機塩からなる懸濁剤とアニオン性界面活性剤とを併用する場合は、核粒子とスチレン系単量体の総添加量の合計100重量部に対して、懸濁剤を0.05〜3重量部、アニオン性界面活性剤を0.0001〜0.5重量部用いることが好ましい。   The amount of the suspending agent used is preferably 0.01 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight as a total of the total addition amount of the core particles and the styrene monomer. When the suspending agent composed of the hardly water-soluble inorganic salt and the anionic surfactant are used in combination, the suspending agent is added to the total amount of 100 parts by weight of the total addition amount of the core particles and the styrenic monomer. It is preferable to use 05 to 3 parts by weight and 0.0001 to 0.5 parts by weight of an anionic surfactant.

〔含浸工程〕
含浸工程では、水性媒体中、すなわち、分散工程により分散した核粒子と、必要に応じて懸濁剤、界面活性剤等を含む水性媒体中に、有機過酸化物を含む重合開始剤及びスチレン単量体を添加し、実質的にスチレン単量体の重合が進行しない温度で核粒子に重合開始剤及びスチレン単量体を含浸させる。
ここで、「実質的にスチレン単量体の重合が進行しない温度」とは、有機過酸化物が実質的に分解しない温度であり、有機過酸化物の分解を抑制するという観点から、有機過酸化物の10時間半減期温度をT1/2としたとき、含浸工程における水性媒体の温度を(T1/2−15)℃以下とすることが好ましく、(T1/2−18)℃以下とすることがより好ましい。核粒子へのスチレン単量体の含浸性の観点から、含浸工程における水性媒体の温度を70℃以上とすることが好ましく、75℃以上とすることがより好ましい。
また、含浸工程の水性媒体の温度は前記範囲内であれば一定でもよく、徐々に上昇させるなど、変化させてもよい。
含浸工程の時間は、スチレン単量体と重合開始剤とを核粒子中に十分に含浸させるという観点から、0.5〜2.0時間程度とすることが好ましく、1.0〜2.0時間とすることがより好ましい。
[Impregnation process]
In the impregnation step, the polymerization initiator containing the organic peroxide and the styrene monomer are contained in the aqueous medium, that is, in the aqueous medium containing the core particles dispersed in the dispersion step and, if necessary, the suspending agent, the surfactant and the like. A monomer is added, and the core particles are impregnated with the polymerization initiator and the styrene monomer at a temperature at which the polymerization of the styrene monomer does not proceed substantially.
Here, the “temperature at which the polymerization of the styrene monomer does not proceed substantially” is a temperature at which the organic peroxide does not substantially decompose, and from the viewpoint of suppressing the decomposition of the organic peroxide, When the 10-hour half-life temperature of the oxide is T 1/2 , the temperature of the aqueous medium in the impregnation step is preferably (T 1/2 -15) ° C. or less, and (T 1/2 -18) ° C. More preferably, it is as follows. From the viewpoint of the impregnation property of the styrene monomer into the core particles, the temperature of the aqueous medium in the impregnation step is preferably 70 ° C. or higher, and more preferably 75 ° C. or higher.
Further, the temperature of the aqueous medium in the impregnation step may be constant as long as it is within the above range, or may be changed by gradually increasing the temperature.
The time for the impregnation step is preferably about 0.5 to 2.0 hours from the viewpoint of sufficiently impregnating the styrene monomer and the polymerization initiator in the core particles, More preferably, it is time.

含浸工程におけるスチレン単量体の添加量は、核粒子100重量部に対し、20〜200重量部であり、30〜180重量部であることが好ましく、40〜160重量部であることがより好ましい。含浸工程において、スチレン単量体の添加量が少なすぎる場合、核粒子を十分に可塑化させることができず、重合開始剤を核粒子に十分に含浸させることができなくなる。一方、スチレン単量体の添加量が多すぎる場合、核粒子外でスチレン単量体が重合し細粒が発生し易くなる。   The addition amount of the styrene monomer in the impregnation step is 20 to 200 parts by weight, preferably 30 to 180 parts by weight, and more preferably 40 to 160 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the core particles. . In the impregnation step, if the amount of styrene monomer added is too small, the core particles cannot be sufficiently plasticized, and the polymerization initiator cannot be sufficiently impregnated with the polymerization initiator. On the other hand, when the addition amount of the styrene monomer is too large, the styrene monomer is polymerized outside the core particles and fine particles are easily generated.

(重合開始剤)
重合開始剤は、少なくとも有機過酸化物を含む。
有機過酸化物としては、例えば過酸化ベンゾイル、ジラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチ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−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−アミルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン等が挙げられる。
これらの有機過酸化物は1種のみ用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
(Polymerization initiator)
The polymerization initiator includes at least an organic peroxide.
Examples of the organic peroxide include benzoyl peroxide, dilauroyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxyisobutyrate, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate. Ate, t-amylperoxy-2-ethylhexanoate, 1-cyclohexyl-1-methylethylperoxy-2-ethylhexanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethyl Hexanoate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) hexane, t-butylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate, t-butyl Peroxybenzoate, t-amyl peroxyisopropyl carbonate, -Amylperoxy-2-ethylhexyl carbonate, t-hexylperoxyisopropyl carbonate, t-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3, 3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -2-methylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) ) Cyclododecane, 2,2-bis (t-butylperoxy) butane, 1,1-bis (t-hexylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-hexylper) Oxy) cyclohexane, 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane, and the like.
These organic peroxides may be used alone or in combination of two or more.

重合開始剤としては、10時間半減期温度T1/2が85〜120℃の有機過酸化物を用いることが好ましく、T1/2が90〜110℃のものを用いることがより好ましい。なお、2種類以上の有機過酸化物を重合開始剤として用いる場合、10時間半減期温度の最も低い有機過酸化物の10時間半減期温度をT1/2とする。また、有機過酸化物としては、これらの温度範囲を満足し、かつ水素引抜能の高いもの、例えば、t−ブチ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−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシベンゾエートなどのt−ブトキシラジカルを生成する有機過酸化物や、ジクミルパーキサイドなどのクミルオキシラジカルを生成する有機過酸化物を用いることがより好ましい。 As the polymerization initiator, an organic peroxide having a 10-hour half-life temperature T 1/2 of 85 to 120 ° C. is preferably used, and a T 1/2 of 90 to 110 ° C. is more preferably used. In addition, when using 2 or more types of organic peroxide as a polymerization initiator, let 10 1/2 half-life temperature of the organic peroxide with the lowest 10-hour half-life temperature be T1 / 2 . Organic peroxides satisfy these temperature ranges and have high hydrogen abstraction ability, such as t-butyl peroxyisopropyl monocarbonate, t-butyl peroxy-2-ethylhexyl monocarbonate, t- It is more preferable to use an organic peroxide that generates a t-butoxy radical such as butyl peroxybenzoate or an organic peroxide that generates a cumyloxy radical such as dicumyl peroxide.

重合開始剤は、有機過酸化物以外の重合開始剤を含んでいてもよいが、水素引き抜き反応を起こし易くする観点から、重合開始剤は、有機過酸化物を70重量%以上含むことが好ましく、85重量%以上含むことが好ましく、有機過酸化物からなることが更に好ましい。
重合開始剤の添加量は、核粒子とスチレン単量体の総添加量の合計100重量部に対して0.1〜2.0重量部であることが好ましい。この範囲であることで生産性を過度に低くせず、水素引き抜き反応を起こし易い。重合開始剤の添加量は、核粒子とスチレン単量体の総添加量の合計100重量部に対して、0.2〜1.5重量部であることがより好ましい。
The polymerization initiator may contain a polymerization initiator other than the organic peroxide, but from the viewpoint of facilitating the hydrogen abstraction reaction, the polymerization initiator preferably contains 70% by weight or more of the organic peroxide. 85% by weight or more, and more preferably an organic peroxide.
The addition amount of the polymerization initiator is preferably 0.1 to 2.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight as the total addition amount of the core particles and the styrene monomer. Within this range, productivity is not excessively lowered and hydrogen abstraction reaction is likely to occur. The addition amount of the polymerization initiator is more preferably 0.2 to 1.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight as the total addition amount of the core particles and the styrene monomer.

(水性媒体中の酸素濃度)
水性媒体として、30℃における酸素濃度が4mg/L以上の水性媒体を用いることが好ましい。水性媒体の酸素は、水性媒体中での重合禁止剤として機能しており、細粒の発生を阻害する。従って、水性媒体中の酸素濃度が高いほど、スチレン系樹脂の収率が向上する。30℃における酸素濃度は5mg/L以上であることがより好ましい。
また、水性媒体に、水溶性の重合禁止剤、例えば亜硝酸ナトリウムを30〜200ppm添加することによっても細粒発生を抑制することができる。
(Oxygen concentration in aqueous medium)
As the aqueous medium, an aqueous medium having an oxygen concentration at 30 ° C. of 4 mg / L or more is preferably used. Oxygen in the aqueous medium functions as a polymerization inhibitor in the aqueous medium and inhibits the generation of fine particles. Accordingly, the higher the oxygen concentration in the aqueous medium, the higher the yield of the styrene resin. The oxygen concentration at 30 ° C. is more preferably 5 mg / L or more.
The generation of fine particles can also be suppressed by adding 30 to 200 ppm of a water-soluble polymerization inhibitor such as sodium nitrite to the aqueous medium.

〔重合開始工程〕
重合開始工程では、重合開始剤とスチレン単量体が含浸された核粒子を分散している水性媒体の温度を昇温し、スチレン単量体の重合を開始させる。具体的には、有機過酸化物が実質的に分解する温度とすることにより、スチレン単量体の重合を開始させることが好ましい。生産性の観点から、水性媒体の温度を(T1/2−10)℃以上の温度とすることが好ましく、(T1/2−5)℃以上の温度とすることがより好ましい。
前記温度までの昇温時間は特に限定されるものではないが、昇温中に核粒子中のスチレン単量体の重合を進め、後述する追加含浸重合において核粒子中のスチレン単量体の含有量を10重量%以下に制御しやすいことから、3時間以上とすることが好ましく、5時間以上とすることがより好ましい。一方、生産性の観点からは10時間以内とすることが好ましい。
[Polymerization start step]
In the polymerization initiation step, the temperature of the aqueous medium in which the core particles impregnated with the polymerization initiator and the styrene monomer are increased, and polymerization of the styrene monomer is started. Specifically, the polymerization of the styrene monomer is preferably started by setting the temperature at which the organic peroxide is substantially decomposed. From the viewpoint of productivity, the temperature of the aqueous medium is preferably (T 1/2 -10) ° C. or higher, and more preferably (T 1/2 -5) ° C. or higher.
The temperature raising time to the temperature is not particularly limited, but the polymerization of the styrene monomer in the core particles proceeds during the temperature rising, and the content of the styrene monomer in the core particles in the additional impregnation polymerization described later. Since it is easy to control the amount to 10% by weight or less, it is preferably 3 hours or more, and more preferably 5 hours or more. On the other hand, from the viewpoint of productivity, it is preferably within 10 hours.

〔追加含浸重合工程〕
追加含浸重合工程では、水性媒体中、すなわち、重合開始工程を経て、核粒子内でスチレン単量体の重合が始まっている核粒子を含む水性媒体中に、スチレン単量体を追加して添加して、核粒子にスチレン単量体を含浸させて重合させる。この際、スチレン単量体の添加量は、追加含浸重合工程において、核粒子100重量部に対し50〜700重量部である。そして、追加含浸重合工程における核粒子中のスチレン単量体の含有量(濃度)を10重量%以下に維持するようにスチレン単量体を断続的に又は連続的に添加する。
[Additional impregnation polymerization process]
In the additional impregnation polymerization step, the styrene monomer is additionally added in the aqueous medium, that is, in the aqueous medium containing the core particles in which the polymerization of the styrene monomer has started in the core particles after the polymerization start step. The core particles are then impregnated with a styrene monomer and polymerized. At this time, the addition amount of the styrene monomer is 50 to 700 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the core particles in the additional impregnation polymerization step. Then, the styrene monomer is intermittently or continuously added so that the content (concentration) of the styrene monomer in the core particles in the additional impregnation polymerization step is maintained at 10% by weight or less.

重合開始工程を経ることにより、スチレン単量体が核粒子内を反応場として重合を開始している。そして、追加含浸重合工程において、核粒子中のスチレン単量体の含有量を10重量%以下に維持することで、スチレン単量体同士での重合だけではなく、スチレン系樹脂にスチレン単量体のグラフト重合が生じやすくなり、分岐鎖を生成する。
なお、本発明の目的効果を阻害しない範囲において、追加含浸重合工程における核粒子中のスチレン単量体の含有量は10重量%を超えることができる。核粒子中のスチレン単量体の含有量が10重量%を超える時間は、追加含浸重合工程の時間のうち2割以下であることが好ましく、1割以下であることがより好ましく、追加含浸重合工程全てにおいて核粒子中のスチレン単量体の含有量を10重量%以下とすることが最も好ましい。分岐鎖を高度に生成させるという観点から、追加含浸重合工程の時間は、150分以上とすることが好ましく、より好ましくは180分以上である。生産効率の観点から、追加含浸重合工程の時間の上限は600分程度とすることが好ましい。
追加含浸重合工程における核粒子中のスチレン単量体の含有量は8重量%以下であることが好ましく、6重量%以下であることがより好ましい。
By passing through the polymerization start step, the styrene monomer starts polymerization using the inside of the core particles as a reaction field. In the additional impregnation polymerization step, by maintaining the content of the styrene monomer in the core particles at 10% by weight or less, not only the polymerization between the styrene monomers but also the styrene monomer in the styrene resin. Graft polymerization tends to occur and a branched chain is formed.
In addition, in the range which does not inhibit the target effect of this invention, content of the styrene monomer in the core particle in an additional impregnation polymerization process can exceed 10 weight%. The time when the content of the styrene monomer in the core particles exceeds 10% by weight is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, and more preferably 10% or less of the time of the additional impregnation polymerization step. In all the steps, it is most preferable that the content of the styrene monomer in the core particles is 10% by weight or less. From the viewpoint of highly producing branched chains, the time for the additional impregnation polymerization step is preferably 150 minutes or more, and more preferably 180 minutes or more. From the viewpoint of production efficiency, the upper limit of the additional impregnation polymerization step is preferably about 600 minutes.
The content of the styrene monomer in the core particles in the additional impregnation polymerization step is preferably 8% by weight or less, and more preferably 6% by weight or less.

なお、追加含浸重合工程における核粒子中のスチレン単量体の含有量は、重合に用いる重合開始剤の化学的特性、重合温度から求めたスチレンの重合速度等をもとに計算することが可能であり、その計算値をもとに所望の含有量となるようにスチレン単量体の追加添加のタイミング及び添加速度(添加割合)を調整することにより、追加含浸重合工程における核粒子中のスチレン単量体の含有量を調整することができる。また、実際の核粒子中のスチレン単量体の含有量は、重合中の核粒子を反応系から抜き出し、後述する方法により求めることができる。   The content of styrene monomer in the core particles in the additional impregnation polymerization process can be calculated based on the chemical characteristics of the polymerization initiator used for the polymerization, the polymerization rate of styrene determined from the polymerization temperature, etc. The styrene in the core particles in the additional impregnation polymerization step is adjusted by adjusting the timing and rate of addition (addition ratio) of the styrene monomer so that the desired content is obtained based on the calculated value. The monomer content can be adjusted. Further, the content of the styrene monomer in the actual core particles can be determined by a method described later after extracting the core particles during polymerization from the reaction system.

核粒子中のスチレン単量体の含有量が低い条件ほど、重合開始反応だけではなく水素引抜反応を起こしやすくなり、分岐度が向上すると考えられる。また、核粒子に対してスチレン単量体の比率が高い場合、絶対分子量及び分岐度が向上し易い。
既述のように、核粒子の平均粒子径を1.2mm以下とすることで、比表面積が大きくなり、スチレン単量体の含浸性が向上し、分岐を生成しやすくなるものと考えられる。
It is considered that the lower the content of the styrene monomer in the core particles, the more likely to cause not only the polymerization initiation reaction but also the hydrogen abstraction reaction, and the degree of branching is improved. Further, when the ratio of the styrene monomer to the core particles is high, the absolute molecular weight and the degree of branching are likely to be improved.
As described above, it is considered that when the average particle diameter of the core particles is 1.2 mm or less, the specific surface area is increased, the impregnation property of the styrene monomer is improved, and branching is easily generated.

追加含浸重合工程の温度条件は特に制限されないが、水素引き抜き反応を生じ易くする観点から、追加含浸重合工程における水性媒体の温度は、(T1/2−10)℃〜(T1/2+20)℃であることが好ましく、(T1/2−5)℃〜(T1/2+10)℃であることがより好ましい。
また、追加含浸重合工程の水性媒体の温度は前記範囲内であれば一定でもよく、徐々に上昇させるなど変化させてもよい。
The temperature condition of the additional impregnation polymerization step is not particularly limited, but from the viewpoint of facilitating the hydrogen abstraction reaction, the temperature of the aqueous medium in the additional impregnation polymerization step is (T 1/2 -10) ° C. to (T 1/2 +20). ) ° C., preferably (T 1/2 -5) ° C. to (T 1/2 +10) ° C.
Further, the temperature of the aqueous medium in the additional impregnation polymerization step may be constant as long as it is within the above range, or may be changed by gradually increasing it.

スチレン単量体の添加量は、追加含浸重合工程において、核粒子100重量部に対し50〜700重量部である。追加含浸重合工程においてスチレン単量体の添加量が少なすぎると、十分に分岐鎖を生成させることができなくなる。また、スチレン単量体の添加量が多すぎると、核粒子外でスチレン単量体同士が重合しやすくなり、スチレン系樹脂の収率が悪くなるおそれがある。
スチレン単量体の添加量は、追加含浸重合工程において、核粒子100重量部に対し100〜600重量部であることが好ましく、200〜550重量部であることがより好ましい。
The addition amount of the styrene monomer is 50 to 700 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the core particles in the additional impregnation polymerization step. If the addition amount of the styrene monomer is too small in the additional impregnation polymerization step, it will not be possible to generate a branched chain sufficiently. Moreover, when there is too much addition amount of a styrene monomer, it will become easy to superpose | polymerize styrene monomers outside a core particle, and there exists a possibility that the yield of a styrene-type resin may worsen.
The addition amount of the styrene monomer is preferably 100 to 600 parts by weight, more preferably 200 to 550 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the core particles in the additional impregnation polymerization step.

本発明の製造方法は、多官能性単量体(分岐化剤)を用いずに、高分岐度のスチレン系樹脂を得ることができるが、重合時のゲル化が生じない限度において、多官能性単量体を添加してもよい。水性媒体中の多官能性単量体の添加量は、含浸重合工程及び追加添加工程を通じて、核粒子100重量部に対して0.2重量部以下であることが好ましく、0.1重量部以下であることがより好ましく、0重量部であることが更に好ましい。すなわち、多官能性単量体は用いないことが好ましい。多官能性単量体を用いないことによって、より分岐度の高いスチレン系樹脂を得ることができる。   The production method of the present invention can obtain a styrene-based resin having a high degree of branching without using a polyfunctional monomer (branching agent). A sex monomer may be added. The addition amount of the polyfunctional monomer in the aqueous medium is preferably 0.2 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the core particles through the impregnation polymerization process and the additional addition process, and 0.1 parts by weight or less. More preferably, it is more preferably 0 part by weight. That is, it is preferable not to use a polyfunctional monomer. By not using a polyfunctional monomer, a styrene resin having a higher degree of branching can be obtained.

追加含浸重合工程に加え、本発明の製造方法は、更に、追加含浸重合工程後にスチレン系樹脂粒子中に残存するスチレン単量体を重合させる残重合工程、得られたスチレン系樹脂に付着した懸濁剤、界面活性剤等を水で洗浄する洗浄工程、スチレン系樹脂表面に帯電防止剤等の機能性成分を被覆する被覆工程等を含んでいてもよい。   In addition to the additional impregnation polymerization step, the production method of the present invention further includes a residual polymerization step of polymerizing a styrene monomer remaining in the styrene resin particles after the additional impregnation polymerization step, and a suspension attached to the obtained styrene resin. A washing step of washing a turbidity agent, a surfactant and the like with water, a coating step of coating a functional component such as an antistatic agent on the surface of the styrene resin, and the like may be included.

本発明の製造方法により得られるスチレン系樹脂は、GPC−MALS法により求められる、重量平均分子量(Mw’)が100万以上であり、3本鎖分岐を仮定したスチレン1000単位当たりの長鎖分岐度Bm,1000が0.3以上である分岐構造を有するスチレン系樹脂であることが好ましい。また、GPC−MALS法により求められる、Z平均分子量(Mz’)が300万以上であることが好ましく、1分子あたりの長鎖分岐度Bm,wが4〜20であることが好ましい。であることが好ましい。また、本発明の本発明の製造方法により得られるスチレン系樹脂中のテトラヒドロ不溶分が、0.1重量%以下(0を含む)ことが好ましい。
このような特性を示すスチレン系樹脂は、高分子量でありながらも、従来の分岐状スチレン系樹脂よりも、分子鎖中に多くの長鎖分岐鎖が存在し、かつ比較的低分子量の分子鎖中に多くの長鎖分岐鎖が存在しているものと考えられる。
The styrene resin obtained by the production method of the present invention has a weight average molecular weight (Mw ′) of 1 million or more, which is determined by GPC-MALS method, and long chain branching per 1000 units of styrene assuming three chain branching. A styrene resin having a branched structure having a degree B m, 1000 of 0.3 or more is preferable. Moreover, it is preferable that Z average molecular weight (Mz ') calculated | required by GPC-MALS method is 3 million or more, and it is preferable that long-chain branching degree Bm , w per molecule is 4-20. It is preferable that Moreover, it is preferable that the tetrahydro insoluble content in the styrene resin obtained by the production method of the present invention is 0.1% by weight or less (including 0).
A styrene resin exhibiting such characteristics has a high molecular weight, but has more long chain branches in the molecular chain than a conventional branched styrene resin, and a relatively low molecular weight molecular chain. It is thought that many long-chain branches are present inside.

なお、GPC−MALS法とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)と多角度光散乱検出器(Multi Angle Light Scattering:MALS)とを組み合わせた手法である。GPC−MALS法により、スチレン系樹脂の絶対分子量と二乗平均回転半径<R >を測定することができ、測定結果から、スチレン系樹脂の分岐度を推察することができる。 The GPC-MALS method is a method in which gel permeation chromatography (GPC) and a multi-angle light scattering detector (MALS) are combined. By the GPC-MALS method, the absolute molecular weight and the root mean square radius <R g 2 > of the styrene resin can be measured, and the degree of branching of the styrene resin can be inferred from the measurement result.

(GPC−MALS法の基本原理)
スチレン系樹脂を、テトラヒドロフラン等の溶媒に溶解してスチレン系樹脂溶液を調製し、GPC測定にかけると、分子サイズが大きいポリマーほど先に溶出することから、分子サイズにより分けられる。引き続き、分けられたスチレン系樹脂溶液をMALS測定にかけることにより、分子サイズにより分けられたスチレン系樹脂の重量平均分子量(Mw’)及び分子サイズに相当する二乗平均回転半径<R >を算出することができる。
具体的には、GPCで分子サイズにより分けられたスチレン系樹脂溶液に、レーザー光を照射し、レイリー散乱によってスチレン系樹脂溶液から生じた散乱光強度を計測する。得られた測定値から、以下の式(1)及び図8に示すDebyeプロットを用いてMw’及び<R >を算出する。
(Basic principle of GPC-MALS method)
When a styrene resin solution is prepared by dissolving a styrene resin in a solvent such as tetrahydrofuran and subjected to GPC measurement, a polymer having a larger molecular size elutes first, and therefore, it is classified according to the molecular size. Subsequently, by subjecting the divided styrene resin solution to MALS measurement, the weight average molecular weight (Mw ′) of the styrene resin divided by the molecular size and the root mean square radius <R g 2 > corresponding to the molecular size are obtained. Can be calculated.
Specifically, the styrene resin solution divided by molecular size by GPC is irradiated with laser light, and the intensity of scattered light generated from the styrene resin solution by Rayleigh scattering is measured. Mw ′ and <R g 2 > are calculated from the obtained measurement values using the following equation (1) and the Debye plot shown in FIG.

:光学パラメーター(4π (dn/dc)/[λ ])
:溶媒の屈折率
dn/dc:屈折率の濃度増分
λ:真空中での入射光の波長
:アボガドロ数
c:サンプル濃度(g/mL)
R(θ):過剰散乱のレイリー比
Mw’:重量平均分子量(g/mole)
P(θ):干渉因子
P(θ)=(1−2{(4π/λ)sin(θ/2)}<R >/3!+・・・)
λ:測定系における波長 λ/n
<R >:二乗平均回転半径
:第二ビリアル係数
K * : optical parameter (4π 2 n 0 2 (dn / dc) 2 / [λ 0 4 N A ])
n 0 : refractive index of solvent dn / dc: concentration increment of refractive index λ 0 : wavelength of incident light in vacuum N A : Avogadro number c: sample concentration (g / mL)
R (θ): Rayleigh ratio of excessive scattering Mw ′: weight average molecular weight (g / mole)
P (θ): interference factor P (θ) = (1-2 {(4π / λ) sin (θ / 2)} 2 <R g 2 > / 3! +...
λ: wavelength in the measurement system λ 0 / n 0
<R g 2>: mean square radius of gyration A 2: Second virial coefficient

図8は、樹脂濃度の異なるスチレン系樹脂溶液について、GPC−MALS法で測定をし、縦軸(Y軸)を「Kc/R(θ)」、横軸(X軸)を「sin(θ/2)」としてプロットしたDebyeプロットの一例である。
Debyeプロットにより得られる回帰直線と縦軸との切片(Y軸切片)から、GPCで分子サイズにより分けられたスチレン系樹脂の重量平均分子量Mw’、回帰直線の初期勾配から、該スチレン系樹脂の二乗平均回転半径<R >が求まる。
GPC測定において、各溶出時間における濃度は非常に希薄であるため,第二ビリアル係数Aを0として解析すると、GPCで分子サイズにより分けられたスチレン系樹脂の重量平均分子量Mw’と二乗平均回転半径<R >は、それぞれ、下記式(2)、(3)により求めることができる。
FIG. 8 shows the measurement of styrene resin solutions having different resin concentrations by the GPC-MALS method. The vertical axis (Y axis) is “K * c / R (θ)” and the horizontal axis (X axis) is “sin”. 2 is an example of a Debye plot plotted as “ 2 (θ / 2)”.
From the regression line obtained by the Debye plot and the intercept of the vertical axis (Y-axis intercept), from the weight average molecular weight Mw ′ of the styrene resin divided by molecular size by GPC and the initial slope of the regression line, The root mean square radius <R g 2 > is obtained.
In GPC measurement, since the concentration at each elution time is very dilute, the second when the virial coefficient A 2 analyzed as 0, the root mean rotating the weight-average molecular weight Mw 'of styrenic resin divided by the molecular size by GPC The radius <R g 2 > can be obtained by the following formulas (2) and (3), respectively.

*c/R:角度θ=0°におけるK*c/R(θ)
dy/dx:回帰直線の初期勾配
K * c / R 0 : K * c / R (θ) at an angle θ = 0 °
dy / dx: initial slope of the regression line

GPC−MALS法により求められる数平均分子量Mn’、重量平均分子量Mw’、Z平均分子量Mz’は、スチレン系樹脂の絶対分子量である。
一方、直鎖ポリスチレンを標準物質として、GPC法により求められる数平均分子量Mn、重量平均分子量Mw、Z平均分子量Mzは、スチレン系樹脂の相対分子量である。
The number average molecular weight Mn ′, the weight average molecular weight Mw ′, and the Z average molecular weight Mz ′ determined by the GPC-MALS method are absolute molecular weights of the styrene resin.
On the other hand, the number average molecular weight Mn, the weight average molecular weight Mw, and the Z average molecular weight Mz determined by the GPC method using linear polystyrene as a standard substance are relative molecular weights of styrene resins.

また、本発明において、スチレン系樹脂の収縮因子gは、次のようにして求める値を用いる。
本発明の分岐構造を有するスチレン系樹脂の二乗平均回転半径<R と直鎖スチレン系樹脂の二乗平均回転半径<R の比を収縮因子gとして、下記式(4)〜(8)に基づき、収縮因子gを求めることができる。そして、収縮因子gから、長鎖分岐度Bを求めることができる。本発明においては、スチレン系樹脂が3本鎖分岐の構造であると仮定して長鎖分岐度を求める。
収縮因子g、1分子あたりの長鎖分岐度Bm,w、スチレン1000単位あたりの長鎖分岐度Bm,1000は、下記式(4)〜(8)で求められる。
In the present invention, the shrinkage factor g of the styrene resin uses a value obtained as follows.
The ratio of the root mean square radius <R g 2 > B of the styrene resin having a branched structure of the present invention to the root mean square radius <R g 2 > L of the linear styrene resin is defined as a shrinkage factor g, and the following formula (4) ) To (8), the contraction factor g can be obtained. Then, the shrinkage factor g, can be determined degree of long chain branching B m. In the present invention, the long-chain branching degree is determined on the assumption that the styrene-based resin has a three-chain branching structure.
Shrinkage factor g w, 1 degree of long chain branching B m per molecule, w, degree of long chain branching B m, 1000 per styrene 1000 units is obtained by the following formula (4) to (8).

上記式において、gは区間iにおける収縮因子;Bm,iは区間iにおける長鎖分岐度;cは区間iにおける濃度である。 In the above formula, g i is the contraction factor in section i; B m, i is the degree of long chain branching in section i; c i is the concentration in section i.

また、本発明の製造方法により得られるスチレン系樹脂は、200℃、剪断速度100sec−1における溶融粘度が2100Pa・s以下であると共に、200℃における溶融張力が350mN以上であり、前記溶融粘度に対する前記溶融張力の比(溶融張力/溶融粘度〔mN/(Pa・s)〕)が0.20以上であるスチレン系樹脂であることが好ましい。 In addition, the styrene resin obtained by the production method of the present invention has a melt viscosity at 200 ° C. and a shear rate of 100 sec −1 of 2100 Pa · s or less, and a melt tension at 200 ° C. of 350 mN or more. A styrene-based resin having a ratio of the melt tension (melt tension / melt viscosity [mN / (Pa · s)]) of 0.20 or more is preferable.

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。「部」及び「%」は、特に記載しない限り重量基準である。オートクレーブ内の温度は、水性媒体の温度を意味する。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples. “Parts” and “%” are based on weight unless otherwise specified. The temperature in the autoclave means the temperature of the aqueous medium.

〔核粒子の作製〕
(製造例1)
撹拌装置を備えた内容積が1mのオートクレーブに、脱イオン水350kg、懸濁剤として第三リン酸カルシウム(太平化学産業社製、20.5%スラリー)2.1kg、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(10%水溶液)0.158kg、ドデシルジフェニルエーテルスルホン酸二ナトリウム(花王社製、ペレックスSSH 10%水溶液)0.053kg、電解質として酢酸ナトリウム0.535kgを投入した。
ついで、重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.975kg(日本油脂社製、パーブチルO)及び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0.284kg(化薬アクゾ社製、トリゴノックス117)、重合禁止剤として4−tert−ブチルカテコール15.4gを、スチレン390kgに溶解させ、110rpmで撹拌しながら、これをオートクレーブ内に供給した。オートクレーブ内を窒素置換した後、昇温を開始し、1時間15分かけて90℃まで昇温した。
[Preparation of core particles]
(Production Example 1)
In an autoclave with an internal volume of 1 m 3 equipped with a stirrer, 350 kg of deionized water, 2.1 kg of tribasic calcium phosphate (made by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd., 20.5% slurry) as a suspending agent, dodecylbenzenesulfone as a surfactant Sodium acetate (10% aqueous solution) 0.158 kg, disodium dodecyl diphenyl ether sulfonate (manufactured by Kao Corporation, Perex SSH 10% aqueous solution) 0.053 kg, and sodium acetate 0.535 kg were added as an electrolyte.
Next, 0.975 kg of t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate (manufactured by NOF Corporation, perbutyl O) and 0.284 kg of t-butyl peroxy-2-ethylhexyl monocarbonate (Kayaku Akzo) as polymerization initiators. Manufactured by Trigonox 117) and 15.4 g of 4-tert-butylcatechol as a polymerization inhibitor were dissolved in 390 kg of styrene, and this was fed into the autoclave while stirring at 110 rpm. After the inside of the autoclave was purged with nitrogen, the temperature was raised and the temperature was raised to 90 ° C. over 1 hour and 15 minutes.

90℃到達後、100℃まで5時間かけて昇温した。100℃到達後、1時間30分かけて115℃まで昇温した。115℃で2時間40分保持し、その後40℃まで2時間かけて冷却した。90℃までの昇温中、60℃到達の時点で、懸濁助剤として過硫酸カリウム1.95gをオートクレーブ内に投入した。
冷却後、内容物を取り出し、スチレン系樹脂粒子の表面に付着した第三リン酸カルシウムを硝酸により溶解させた後、遠心分離機で脱水、洗浄し、さらに気流乾燥装置で粒子の表面に付着した水分を除去して、スチレン系樹脂粒子を得た。
得られたスチレン系樹脂粒子を篩にかけて、直径が0.5〜1.3mmの粒子(平均粒子径0.8mm)を取り出し、核粒子1とした。
なお、スチレン系樹脂粒子(前記核粒子1及び後述する核粒子2)の平均粒子径d63は、日機装株式会社の粒度分布測定装置「ミリトラック JPA」により測定した。
After reaching 90 ° C., the temperature was raised to 100 ° C. over 5 hours. After reaching 100 ° C., the temperature was raised to 115 ° C. over 1 hour and 30 minutes. The temperature was maintained at 115 ° C. for 2 hours and 40 minutes, and then cooled to 40 ° C. over 2 hours. During the temperature increase to 90 ° C., when the temperature reached 60 ° C., 1.95 g of potassium persulfate as a suspending aid was charged into the autoclave.
After cooling, the contents are taken out, tricalcium phosphate adhering to the surface of the styrenic resin particles is dissolved with nitric acid, dehydrated and washed with a centrifuge, and water adhering to the surface of the particles is further removed with an air dryer. Removal of styrene resin particles was obtained.
The obtained styrene resin particles were passed through a sieve to take out particles having a diameter of 0.5 to 1.3 mm (average particle diameter of 0.8 mm), which were designated as core particles 1.
The average particle diameter d63 of the styrene resin particles (the core particles 1 and the core particles 2 described later) was measured by a particle size distribution measuring apparatus “Millitrack JPA” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.

(製造例2)
撹拌装置を備えた内容積が1mのオートクレーブに、脱イオン水380kg、懸濁剤として第三リン酸カルシウム(太平化学産業社製、20.5%スラリー)6.15kg、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(10%水溶液)0.499kg、ドデシルジフェニルエーテルスルホン酸二ナトリウム(花王社製、ペレックスSSH 10%水溶液)0.166kg、懸濁助剤として過硫酸カリウム4gを供給した。
次いで、重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.440kg(日本油脂社製、パーブチルO)及び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0.520kg(化薬アクゾ社製、トリゴノックス117)をスチレン360kgに溶解させ、110rpmで撹拌しながら、これをオートクレーブに供給した。オートクレーブ内を窒素置換した後、昇温を開始し、1時間15分かけて90℃まで昇温した。
(Production Example 2)
In an autoclave with an internal volume of 1 m 3 equipped with a stirrer, 380 kg of deionized water, 6.15 kg of tribasic calcium phosphate (20.5% slurry manufactured by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.) as a suspending agent, dodecylbenzenesulfone as a surfactant 0.499 kg of sodium acid (10% aqueous solution), disodium dodecyl diphenyl ether sulfonate (manufactured by Kao Corporation, 0.166 kg of Perex SSH 10% aqueous solution), and 4 g of potassium persulfate as a suspension aid were supplied.
Next, 0.440 kg of t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate (manufactured by NOF Corporation, perbutyl O) and 0.520 kg of t-butyl peroxy-2-ethylhexyl monocarbonate (Kayaku Akzo) as polymerization initiators. Manufactured by Trigonox 117) was dissolved in 360 kg of styrene, and this was supplied to the autoclave while stirring at 110 rpm. After the inside of the autoclave was purged with nitrogen, the temperature was raised and the temperature was raised to 90 ° C. over 1 hour and 15 minutes.

90℃到達後、120℃まで6時間かけて昇温し、120℃で3時間保持し、40℃まで3時間かけて冷却した。
冷却後、内容物を取り出し、スチレン系樹脂粒子の表面に付着した第三リン酸カルシウムを硝酸により溶解させた後、遠心分離機で脱水、洗浄し、さらに気流乾燥装置で表面に付着した水分を除去して、スチレン系樹脂粒子を得た。
得られたスチレン系樹脂粒子を篩にかけて、直径が0.3〜0.5mmの粒子(平均粒子径0.4mm)を取り出し、核粒子2とした。
After reaching 90 ° C., the temperature was raised to 120 ° C. over 6 hours, held at 120 ° C. for 3 hours, and cooled to 40 ° C. over 3 hours.
After cooling, the contents are taken out, tricalcium phosphate adhering to the surface of the styrene resin particles is dissolved with nitric acid, dehydrated and washed with a centrifuge, and water adhering to the surface is removed with an air flow dryer. Thus, styrene resin particles were obtained.
The obtained styrene-based resin particles were sieved to take out particles having a diameter of 0.3 to 0.5 mm (average particle diameter of 0.4 mm) to obtain core particles 2.

〔スチレン系樹脂の製造〕
(実施例1)
[分散工程]
撹拌装置を備えた内容積が1.5mのオートクレーブに、脱イオン水421kg、ピロリン酸ナトリウム2.63kg、硝酸マグネシウム6.56kgを供給し、塩交換によりオートクレーブ内で懸濁剤としてのピロリン酸マグネシウムを合成した。界面活性剤としてアルキルスルホン酸ナトリウム(花王社製、ラテムルPS、40%水溶液)0.131kg、核粒子として製造例1で得られたスチレン系樹脂粒子(核粒子1)112kgをオートクレーブに供給した後、オートクレーブ内を窒素置換した。具体的には窒素によりオートクレーブ内を0.3MPa(G)まで加圧し、その後オートクレーブ内の圧力が大気圧になるまでオートクレーブ内の気体を放出した。
[Production of styrene resin]
Example 1
[Dispersion process]
421 kg of deionized water, 2.63 kg of sodium pyrophosphate and 6.56 kg of magnesium nitrate are supplied to an autoclave having an internal volume of 1.5 m 3 equipped with a stirrer, and pyrophosphate as a suspending agent in the autoclave by salt exchange Magnesium was synthesized. After supplying 0.131 kg of sodium alkyl sulfonate (Laomul PS, 40% aqueous solution) as a surfactant and 112 kg of styrene resin particles (nuclear particles 1) obtained in Production Example 1 as core particles to an autoclave The inside of the autoclave was purged with nitrogen. Specifically, the inside of the autoclave was pressurized to 0.3 MPa (G) with nitrogen, and then the gas in the autoclave was released until the pressure in the autoclave reached atmospheric pressure.

[含浸工程]
次いで、50rpmで撹拌しながら、80℃まで昇温した。80℃に到達後、脱イオン水84kg、アルキルスルホン酸ナトリウム(花王社製、ラテムルPS、40%水溶液)0.171kg、スチレン(スチレン単量体)80kg、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(化薬アクゾ社製、トリゴノックス117;表中は「BE」と記載、10時間半減期温度T1/299.0℃)1.58kgの混合物をホモジナイザーにより乳化液に調製し、乳化液をオートクレーブ内に供給した。その後、オートクレーブ内を0.1MPa(G)になるまで窒素で加圧し、80℃で1時間保持した。
[Impregnation process]
Subsequently, it heated up to 80 degreeC, stirring at 50 rpm. After reaching 80 ° C., 84 kg of deionized water, sodium alkylsulfonate (La Kamul PS, 40% aqueous solution) 0.171 kg, 80 kg of styrene (styrene monomer), t-butylperoxy-2-ethylhexyl mono A mixture of 1.58 kg of carbonate (manufactured by Kayaku Akzo, Trigonox 117; described as “BE” in the table, 10-hour half-life temperature T 1/2 99.0 ° C.) 1.58 kg was prepared as an emulsion using a homogenizer. Was fed into the autoclave. Thereafter, the inside of the autoclave was pressurized with nitrogen until it became 0.1 MPa (G), and kept at 80 ° C. for 1 hour.

[重合開始工程]
その後、2時間かけて105℃まで昇温した。
[Polymerization start step]
Then, it heated up to 105 degreeC over 2 hours.

[追加含浸重合工程]
105℃到達後、5.5時間保持した。オートクレーブ内の温度が105℃に到達時から5時間10分かけて、スチレン(スチレン単量体)254kgを0.8kg/分の割合でオートクレーブ内に連続的に添加した。
なお、スチレンの添加に当たっては、上記添加条件、重合に用いた重合開始剤の化学的特性、及び重合温度から計算したスチレンの重合速度をもとに、シミュレーションにより経過時間に対する核粒子中のスチレン含有量変化と温度変化を確認し、そのシミュレーションに基づき、スチレンの添加中の核粒子中のスチレン含有量が10重量%以下となるようにスチレンを追加添加した。
スチレンの追加添加開始時、添加開始から2.5時間経過時、追加添加終了時のそれぞれにおいて、後述する方法(「追加含浸重合工程中のスチレン単量体添加中の核粒子中のスチレン含有量の測定方法」)によりスチレン系樹脂粒子中のスチレン含有量を測定したところ、核粒子中のスチレン含有量はいずれも6重量%であった。
[Additional impregnation polymerization process]
After reaching 105 ° C., it was held for 5.5 hours. 254 kg of styrene (styrene monomer) was continuously added into the autoclave at a rate of 0.8 kg / min over 5 hours and 10 minutes after the temperature in the autoclave reached 105 ° C.
In addition, when adding styrene, based on the above addition conditions, the chemical characteristics of the polymerization initiator used for the polymerization, and the polymerization rate of styrene calculated from the polymerization temperature, the styrene content in the core particles relative to the elapsed time was calculated by simulation. The amount change and the temperature change were confirmed, and based on the simulation, styrene was additionally added so that the styrene content in the core particles during the addition of styrene would be 10% by weight or less.
The method described later (“Styrene content in core particles during addition of styrene monomer during additional impregnation polymerization step” at the start of additional addition of styrene, at the end of 2.5 hours from the start of addition, and at the end of additional addition The styrene content in the styrenic resin particles was measured by the measurement method "). As a result, the styrene content in the core particles was 6% by weight.

図1〜7に、実施例及び比較例におけるシミュレーション結果のグラフを示した。グラフは、横軸に経過時間〔Time(hr)〕、左側の縦軸に追加含浸重合工程における核粒子中のスチレン単量体の含有量〔Amount of Styrene monomer in a core particle (wt.%)〕、右側の縦軸に重合温度〔Temperature(℃)〕をとった。グラフ中、経過時間に対する核粒子中のスチレン含有量変化を実線で示し、経過時間に対する重合温度変化を破線で示した。   In FIGS. 1-7, the graph of the simulation result in an Example and a comparative example was shown. The graph shows the elapsed time [Time (hr)] on the horizontal axis, and the content of styrene monomer in the core particles in the additional impregnation polymerization process on the left vertical axis [Amount of Style monomer in a core particle (wt.%). The polymerization temperature [Temperature (° C.)] was plotted on the right vertical axis. In the graph, the change in the styrene content in the core particles with respect to the elapsed time is indicated by a solid line, and the change in polymerization temperature with respect to the elapsed time is indicated by a broken line.

[残重合工程]
追加含浸重合工程後、水性媒体を120℃まで2時間かけて昇温し、120℃で3時間保持することで未反応のスチレン単量体を重合させた。
[冷却工程]
残重合工程後、6時間かけて水性媒体を35℃まで冷却した。
[Residual polymerization step]
After the additional impregnation polymerization step, the aqueous medium was heated to 120 ° C. over 2 hours and held at 120 ° C. for 3 hours to polymerize the unreacted styrene monomer.
[Cooling process]
After the residual polymerization step, the aqueous medium was cooled to 35 ° C. over 6 hours.

オートクレーブ内を冷却後、オートクレーブから取り出したスチレン系樹脂粒子を希硝酸で洗浄して樹脂粒子表面に付着した懸濁剤を溶解除去した後、水洗を行い、さらに遠心分離機で脱水した。帯電防止剤としてのポリオキシエチレンラウリルエーテル0.01重量部(スチレン系樹脂100重量部に対する値)で被覆後、流動乾燥(室温空気、10分間)により樹脂粒子表面の水分を除去した。   After cooling the inside of the autoclave, the styrene resin particles taken out from the autoclave were washed with dilute nitric acid to dissolve and remove the suspending agent adhering to the surface of the resin particles, washed with water, and further dehydrated with a centrifuge. After coating with 0.01 part by weight of polyoxyethylene lauryl ether as an antistatic agent (value relative to 100 parts by weight of styrene resin), water on the surface of the resin particles was removed by fluid drying (room temperature air, 10 minutes).

(実施例2)
実施例1とは、以下の点を変更した。具体的には、核粒子を、核粒子1から製造例2で得られたスチレン系樹脂粒子(核粒子2)66.9kgに変更した。また、追加含浸重合工程において、105℃での保持時間を6時間10分に変更し、追加添加するスチレンの量を299kgに変更し、スチレンを6時間10分かけて0.8kg/分の割合で連続的に添加した。スチレン単量体の追加添加開始時、添加開始から2.5時間経過時、追加添加終了時のそれぞれにおいて、後述する方法によりスチレン系樹脂粒子中のスチレン含有量を測定したところ、核粒子中のスチレン含有量は、追加添加開始時は10重量%、添加開始から2.5時間経過時及び追加添加終了時は6重量%であった。
(Example 2)
The following points were changed from Example 1. Specifically, the core particles were changed to 66.9 kg of the styrene resin particles (core particles 2) obtained in Production Example 2 from the core particles 1. Further, in the additional impregnation polymerization step, the holding time at 105 ° C. was changed to 6 hours and 10 minutes, the amount of styrene to be additionally added was changed to 299 kg, and styrene was added at a rate of 0.8 kg / min over 6 hours and 10 minutes. Added continuously. When the addition of styrene monomer was started, the styrene content in the styrene resin particles was measured by the method described later at the time of 2.5 hours from the start of addition, and at the end of the addition, respectively. The styrene content was 10% by weight at the start of additional addition, and 6% by weight when 2.5 hours had elapsed from the start of addition and at the end of addition.

(実施例3)
含浸工程後80℃から2時間かけて100℃に昇温し、追加含浸重合工程の温度を100℃に変更したことを除いては実施例1と同様にスチレン系樹脂を作製した。スチレン単量体の追加添加開始時、添加開始から2.5時間経過時、追加添加終了時のそれぞれにおいて、後述する方法によりスチレン系樹脂粒子中のスチレン含有量を測定したところ、核粒子中のスチレン含有量は、追加添加開始時は10重量%、添加開始から2.5時間経過時は9重量%、追加添加終了時は8重量%であった。
(Example 3)
A styrenic resin was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature was raised from 80 ° C. to 100 ° C. over 2 hours after the impregnation step, and the temperature of the additional impregnation polymerization step was changed to 100 ° C. When the addition of styrene monomer was started, the styrene content in the styrene resin particles was measured by the method described later at the time of 2.5 hours from the start of addition, and at the end of the addition, respectively. The styrene content was 10% by weight at the start of the addition, 9% by weight after 2.5 hours from the start of the addition, and 8% by weight at the end of the addition.

(実施例4)
実施例1とは、以下の点を変更した。具体的には、分散工程において、核粒子(核粒子1)の供給量を183kgに変更した。また、追加含浸重合工程において、105℃での保持時間を3時間に変更し、追加添加するスチレンの量を103kgに変更し、スチレンを3時間かけて0.8kg/分の割合で連続的に添加した。スチレン単量体の追加添加開始時、添加開始から2.5時間経過時、追加添加終了時のそれぞれにおいて、後述する方法によりスチレン系樹脂粒子中のスチレン含有量を測定したところ、核粒子中のスチレン含有量は、追加添加開始時は3重量%、添加開始から2.5時間経過時及び追加添加終了時は5重量%であった。
Example 4
The following points were changed from Example 1. Specifically, in the dispersion step, the supply amount of the core particles (core particles 1) was changed to 183 kg. Further, in the additional impregnation polymerization step, the holding time at 105 ° C. is changed to 3 hours, the amount of styrene to be added is changed to 103 kg, and styrene is continuously added at a rate of 0.8 kg / min over 3 hours. Added. When the addition of styrene monomer was started, the styrene content in the styrene resin particles was measured by the method described later at the time of 2.5 hours from the start of addition, and at the end of the addition, respectively. The styrene content was 3% by weight at the start of addition, and 5% by weight after 2.5 hours from the start of addition and at the end of addition.

(実施例5)
実施例1とは、以下の点を変更した。分散工程において、昇温前にオートクレーブ内の空気を窒素にて置換する際、窒素によりオートクレーブ内を0.5MPa(G)まで加圧し、オートクレーブ内の圧力が大気圧になるまでオートクレーブ内の気体を放出する操作を3回繰り返した。スチレン単量体の追加添加開始時、添加開始から2.5時間経過時、追加添加終了時のそれぞれにおいて、後述する方法によりスチレン系樹脂粒子中のスチレン含有量を測定したところ、核粒子中のスチレン含有量はいずれも6重量%であった。
(Example 5)
The following points were changed from Example 1. In the dispersion step, when the air in the autoclave is replaced with nitrogen before raising the temperature, the autoclave is pressurized to 0.5 MPa (G) with nitrogen, and the gas in the autoclave is changed to atmospheric pressure until the pressure in the autoclave becomes atmospheric pressure. The releasing operation was repeated 3 times. When the addition of styrene monomer was started, the styrene content in the styrene resin particles was measured by the method described later at the time of 2.5 hours from the start of addition, and at the end of the addition, respectively. The styrene content was 6% by weight.

(実施例6)
実施例1とは、以下の点を変更した。具体的には、核粒子(核粒子1)の供給量を67kgに変更した。また、追加含浸重合工程において、105℃での保持時間を6時間30分に変更し、追加添加するスチレンの量を299kgに変更し、スチレンを6時間10分かけて0.8kg/分の割合で連続的添加にした。スチレン単量体の追加添加開始時、添加開始から2.5時間経過時、追加添加終了時のそれぞれにおいて、後述する方法によりスチレン系樹脂粒子中のスチレン含有量を測定したところ、核粒子中のスチレン含有量は、追加添加開始時は10重量%、添加開始から2.5時間経過時及び追加添加終了時は6重量%であった。
(Example 6)
The following points were changed from Example 1. Specifically, the supply amount of the core particles (core particle 1) was changed to 67 kg. In the additional impregnation polymerization step, the holding time at 105 ° C. was changed to 6 hours 30 minutes, the amount of styrene to be added was changed to 299 kg, and styrene was added at a rate of 0.8 kg / min over 6 hours 10 minutes. Was added continuously. When the addition of styrene monomer was started, the styrene content in the styrene resin particles was measured by the method described later at the time of 2.5 hours from the start of addition, and at the end of the addition, respectively. The styrene content was 10% by weight at the start of additional addition, and 6% by weight when 2.5 hours had elapsed from the start of addition and at the end of addition.

(比較例1)
含浸工程後80℃から2時間かけて90℃に昇温し、追加含浸重合工程の温度を90℃に変更したことを除いては実施例1と同様にスチレン系樹脂を作製した。スチレン単量体の追加添加開始時、添加開始から2.5時間経過時、追加添加終了時のそれぞれにおいて、後述する方法によりスチレン系樹脂粒子中のスチレン含有量を測定したところ、核粒子中のスチレン含有量は、追加添加開始時は19重量%、添加開始から2.5時間経過時は25重量%、追加添加終了時は24重量%であった。
(Comparative Example 1)
A styrenic resin was prepared in the same manner as in Example 1 except that the temperature was raised from 80 ° C. to 90 ° C. over 2 hours after the impregnation step, and the temperature of the additional impregnation polymerization step was changed to 90 ° C. When the addition of styrene monomer was started, the styrene content in the styrene resin particles was measured by the method described later at the time of 2.5 hours from the start of addition, and at the end of the addition, respectively. The styrene content was 19% by weight at the start of addition, 25% by weight after 2.5 hours from the start of addition, and 24% by weight at the end of addition.

(比較例2)
実施例1とは、以下の点を変更した。具体的には、分散工程において、核粒子(核粒子1)の供給量を105kgに変更した。含浸工程の温度を75℃に変更し、75℃に到達後、スチレンの量を53kgに変更し、重合開始剤を過酸化ベンゾイル(日本油脂社製 ナイパーBW、水希釈粉体品;表中は「BPO」と記載、10時間半減期温度73.6℃)1.79kg、及び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(化薬アクゾ社、トリゴノックス117、10時間半減期温度99.0℃)0.18kgに変更し、分岐剤(多官能性単量体)としてジビニルベンゼン11gを添加した乳化液をオートクレーブ内に供給した。その後、75℃で2時間保持した。75℃で2時間保持した後、温度はそのままにして2時間30分かけてスチレン321kgとジビニルベンゼン89gの混合物を2.1kg/分の割合で連続的に添加した。スチレン単量体の追加添加開始時、添加開始から1.5時間経過時、追加添加終了時のそれぞれにおいて、後述する方法によりスチレン系樹脂粒子中のスチレン含有量を測定したところ、核粒子中のスチレン含有量は、追加添加開始時は8重量%、添加開始から1.5時間経過時は58重量%、追加添加終了時は66重量%であった。次いで、2時間かけて108℃まで昇温し、20分かけて112℃まで昇温し、2時間かけて125℃まで昇温した。その後、125℃で1時間30分保持し、6時間かけて35℃まで冷却した。
(Comparative Example 2)
The following points were changed from Example 1. Specifically, in the dispersion step, the supply amount of the core particles (core particles 1) was changed to 105 kg. The temperature of the impregnation step was changed to 75 ° C., and after reaching 75 ° C., the amount of styrene was changed to 53 kg, and the polymerization initiator was benzoyl peroxide (NIPPER BW manufactured by NOF Corporation, water diluted powder product; 1.79 kg described as “BPO”, 10-hour half-life temperature 73.6 ° C., and t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate (Kayaku Akzo, Trigonox 117, 10-hour half-life temperature 99.0 ° C. ) The emulsion was changed to 0.18 kg, and an emulsion containing 11 g of divinylbenzene added as a branching agent (polyfunctional monomer) was fed into the autoclave. Then, it hold | maintained at 75 degreeC for 2 hours. After maintaining at 75 ° C. for 2 hours, a mixture of 321 kg of styrene and 89 g of divinylbenzene was continuously added at a rate of 2.1 kg / min over 2 hours and 30 minutes while maintaining the temperature. When the addition of styrene monomer was started, when 1.5 hours had elapsed from the start of addition, and at the end of the addition, the styrene content in the styrene resin particles was measured by the method described later. The styrene content was 8% by weight at the start of addition, 58% by weight after 1.5 hours from the start of addition, and 66% by weight at the end of addition. Next, the temperature was raised to 108 ° C. over 2 hours, raised to 112 ° C. over 20 minutes, and raised to 125 ° C. over 2 hours. Then, it hold | maintained at 125 degreeC for 1 hour 30 minutes, and cooled to 35 degreeC over 6 hours.

(比較例3)
スチレン系樹脂として、市販品(DIC社製HP780AN)を用いて評価を行なった。
(Comparative Example 3)
Evaluation was performed using a commercially available product (HP780AN manufactured by DIC) as the styrene resin.

<評価>
下記方法にて実施例及び比較例のスチレン系樹脂の物性を測定した。結果を表1及び2に示す。
<Evaluation>
The physical properties of the styrene resins of Examples and Comparative Examples were measured by the following methods. The results are shown in Tables 1 and 2.

〔残存スチレン単量体(残留モノマー)の測定〕
スチレン系樹脂約1gを精秤し、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)25mlに溶解させ、ガスクロマトグラフィー(GC)で測定し、検量線で校正して、残存スチレンを定量した。なお、ガスクロマトグラフィーの測定条件は次の通りである。
使用機器:島津製作所社製ガスクロマトグラフGC−9A
カラム充填剤:
〔液相名〕PEG−20M
〔液相含浸率〕25重量%
〔担体粒度〕60/80メッシュ
〔担体処理方法〕AW−DMCS(水洗、焼成、酸処理、シラン処理)
カラム材質:内径3mm、長さ3000mmのガラスカラム
キャリアガス:N
検出器:FID(水素炎イオン化検出器)
定量:内部標準法
[Measurement of residual styrene monomer (residual monomer)]
About 1 g of styrene resin was precisely weighed, dissolved in 25 ml of N, N-dimethylformamide (DMF), measured by gas chromatography (GC), calibrated with a calibration curve, and the residual styrene was quantified. The measurement conditions for gas chromatography are as follows.
Equipment used: Gas chromatograph GC-9A manufactured by Shimadzu Corporation
Column packing:
[Liquid phase name] PEG-20M
[Liquid phase impregnation rate] 25% by weight
[Carrier particle size] 60/80 mesh [Carrier treatment method] AW-DMCS (washing, baking, acid treatment, silane treatment)
Column material: Glass column carrier gas with an inner diameter of 3 mm and a length of 3000 mm: N 2
Detector: FID (hydrogen flame ionization detector)
Quantification: Internal standard method

〔残存スチレンオリゴマー(スチレンダイマー+スチレントリマー;残留オリゴマー)の測定〕
スチレン系樹脂約0.1gを精秤し、テトラヒドロフラン10mlに溶解させ、23℃のn−ヘプタン約250ml中に滴下して樹脂を析出させた。樹脂を濾別した濾液をガスクロマトグラフ質量分析計で測定した。なお、ガスクロマトグラフ質量分析の測定条件は次の通りである。
使用機器:島津製作所社製ガスクロマトグラフ質量分析計GC/MS−QP5050A
カラム:J&W Scientific社製DB−5MS、0.25mm×30m(固定相:5%ジフェニル−95%ジメチル−ポリシロキサン)
キャリアガス:ヘリウム、カラム流量1.6ml/min
試料注入量:1μL
[Measurement of residual styrene oligomer (styrene dimer + styrene trimer; residual oligomer)]
About 0.1 g of a styrene resin was precisely weighed and dissolved in 10 ml of tetrahydrofuran, and dropped into about 250 ml of n-heptane at 23 ° C. to precipitate the resin. The filtrate from which the resin was filtered was measured with a gas chromatograph mass spectrometer. The measurement conditions for gas chromatograph mass spectrometry are as follows.
Equipment used: Gas chromatograph mass spectrometer GC / MS-QP5050A manufactured by Shimadzu Corporation
Column: DB-5MS manufactured by J & W Scientific, 0.25 mm × 30 m (stationary phase: 5% diphenyl-95% dimethyl-polysiloxane)
Carrier gas: helium, column flow rate 1.6ml / min
Sample injection volume: 1 μL

〔水性媒体中の酸素濃度測定〕
昇温直前の30℃の水性媒体中の酸素濃度をハンディタイプ溶存酸素計DO−110(ニッコー・ハンセン社製)により測定した。
[Measurement of oxygen concentration in aqueous medium]
The oxygen concentration in the aqueous medium at 30 ° C. immediately before the temperature rise was measured with a handy type dissolved oxygen meter DO-110 (manufactured by Nikko Hansen).

スチレン系樹脂のメルトフローレート(MFR)は、JIS K7210−1:2014に準拠して、温度190℃、荷重2.16kgの条件で測定した。   The melt flow rate (MFR) of the styrene resin was measured under the conditions of a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg according to JIS K7210-1: 2014.

〔溶融粘度の測定〕
東洋精機社製キャピログラフ1Dにより、200℃、せん断速度100sec−1におけるスチレン系樹脂の溶融粘度を測定した。測定には内径1mm、長さ10mmのオリフィスを用いた。得られたスチレン系樹脂から無作為に採取した5つの測定用試料に対して溶融粘度の測定を行い、それらの測定値の算術平均値をスチレン系樹脂の溶融粘度とした。
(Measurement of melt viscosity)
The melt viscosity of the styrene-based resin at 200 ° C. and a shear rate of 100 sec −1 was measured using a Capillograph 1D manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. For the measurement, an orifice having an inner diameter of 1 mm and a length of 10 mm was used. Melt viscosity was measured for five measurement samples randomly collected from the obtained styrene resin, and the arithmetic average value of these measured values was taken as the melt viscosity of the styrene resin.

〔溶融張力(MT;Melt Tension)の測定〕
東洋精機社製キャピログラフ1Dにより、200℃におけるスチレン系樹脂の溶融張力を測定した。測定には内径2.095mm、長さ8mmのオリフィスを用いた。ピストン降下速度10mm/分にてオリフィスからストランド状に押出された溶融状態の樹脂を、荷重測定部を通して引取り速度5m/分にて引取り、荷重を測定した。なお、得られたスチレン系樹脂を均質化するために、東洋精機社製ラボプラストミルを用いて行い、スクリュー回転数50rpm、樹脂温度200℃の条件で混練したものを測定用試料として用いた。なお、スチレン系樹脂の溶融張力が高すぎて単体では溶融張力が測定できない場合には、得られたスチレン系樹脂にPSジャパン製ポリスチレン「680」をそれぞれ75重量%、50重量%の割合で混練したものを測定試料として用いてそれらの溶融張力を測定し、外挿することにより「680」配合量0重量%のときの溶融張力を求め、その値をスチレン系樹脂の溶融張力とした。
[Measurement of Melt Tension (MT)]
The melt tension of the styrene resin at 200 ° C. was measured by a capillograph 1D manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. For the measurement, an orifice having an inner diameter of 2.095 mm and a length of 8 mm was used. The molten resin extruded in a strand form from the orifice at a piston lowering speed of 10 mm / min was taken out at a take-up speed of 5 m / min through a load measuring section, and the load was measured. In addition, in order to homogenize the obtained styrene-type resin, it performed using the Toyo Seiki lab plast mill, and knead | mixed on the conditions of screw rotation speed 50rpm and resin temperature 200 degreeC was used as a sample for a measurement. If the melt tension of the styrene resin is too high and the melt tension cannot be measured by itself, PS Japan polystyrene “680” is kneaded with the obtained styrene resin at a ratio of 75% by weight and 50% by weight, respectively. Those melt tensions were measured as the measurement samples and extrapolated to obtain the melt tension when the blending amount of “680” was 0% by weight. The value was used as the melt tension of the styrene resin.

〔テトラヒドロフランへの不溶分(THF不溶分)〕
スチレン系樹脂中のスチレン系樹脂1gを精秤して、テトラヒドロフラン30mlを加え、23℃で24時間浸漬後、5時間振とうし、静置する。次いで上澄みをデカンテーションにより取り除き、再度テトラヒドロフラン10mlを加えて静置し、上澄みをデカンテーションにより取り除き、23℃で24時間乾燥し、乾燥後の重量を求め、次式によりテトラヒドロフラン不溶分を求める。
テトラヒドロフラン不溶分(%)=[乾燥後の不溶分重量/試料の重量]×100
[Insoluble matter in tetrahydrofuran (THF insoluble matter)]
Weigh accurately 1 g of styrene resin in styrene resin, add 30 ml of tetrahydrofuran, soak for 24 hours at 23 ° C., shake for 5 hours, and let stand. Next, the supernatant is removed by decantation, and 10 ml of tetrahydrofuran is again added and left to stand. The supernatant is removed by decantation, dried at 23 ° C. for 24 hours, the weight after drying is determined, and the tetrahydrofuran insoluble content is determined by the following formula.
Tetrahydrofuran insoluble content (%) = [weight of insoluble content after drying / weight of sample] × 100

〔ポリスチレン換算分子量(GPC)〕
直鎖ポリスチレンを標準物質としたゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)法により、スチレン系樹脂の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、Z平均分子量(Mz)を測定した。具体的には、東ソー社製のHLC−8320GPC EcoSECを用いて、溶離液:テトラヒドロフラン(THF)、流量:0.6ml/分、試料濃度:0.1wt%という条件で測定した。カラムとしては、TSKguardcolumn SuperH−H×1本、TSK−GEL SuperHM−H×2本を直列に接続して用いた。すなわち、スチレン系樹脂をテトラヒドロフラン(THF)に溶解させ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で分子量を測定した。そして、測定値を標準ポリスチレン(直鎖)で校正して、スチレン系樹脂の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、Z平均分子量(Mz)をそれぞれ求めた。
[Molecular weight in terms of polystyrene (GPC)]
The number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw), and Z average molecular weight (Mz) of the styrene resin were measured by gel permeation chromatography (GPC) using linear polystyrene as a standard substance. Specifically, measurement was performed using HLC-8320GPC EcoSEC manufactured by Tosoh Corporation under the conditions of eluent: tetrahydrofuran (THF), flow rate: 0.6 ml / min, and sample concentration: 0.1 wt%. As the column, TSKguardcolumn SuperH-H × 1 and TSK-GEL SuperHM-H × 2 were connected in series. That is, styrene resin was dissolved in tetrahydrofuran (THF), and the molecular weight was measured by gel permeation chromatography (GPC). And the measured value was calibrated with standard polystyrene (straight chain), and the number average molecular weight (Mn), the weight average molecular weight (Mw), and the Z average molecular weight (Mz) of the styrene resin were determined.

〔絶対分子量(GPC―MALS)〕
GPC−MALS法〔多角度光散乱検出器(Multi Angle Light Scattering:MALS)〕により、スチレン系樹脂の数平均分子量(Mn’)、重量平均分子量(Mw’)、Z平均分子量(Mz’)を測定した。GPC−MALS法により、スチレン系樹脂の絶対分子量を測定することができる。具体的には、島津製作所社製Prominence LC−20AD(2HGE)/WSシステム、Wyatt Technology社製の多角度光散乱検出器 DAWN HELEOS IIを用いて、溶離液:テトラヒドロフラン(THF)、流量1.0ml/minという条件で測定した。カラムとしては、東ソー社製TSKgel HHR−H×1本、TSKgel GMHHR×2本、を直列に接続して用いた。測定の解析は、Wyatt社の解析ソフト ASTRAにより行い、スチレン系樹脂の数平均分子量(Mn’)、重量平均分子量(Mw’)、Z平均分子量(Mz’)を求めた。屈折率の濃度増分dn/dcには、0.185ml/gを用いて解析を行なった。
[Absolute molecular weight (GPC-MALS)]
The number average molecular weight (Mn ′), weight average molecular weight (Mw ′), and Z average molecular weight (Mz ′) of the styrenic resin were determined by GPC-MALS method [Multi Angle Light Scattering Detector (MALS)]. It was measured. The absolute molecular weight of the styrene resin can be measured by GPC-MALS method. Specifically, Prominence LC-20AD (2HGE) / WS system manufactured by Shimadzu Corporation, multi-angle light scattering detector DAWN HELEOS II manufactured by Wyatt Technology, eluent: tetrahydrofuran (THF), flow rate 1.0 ml It measured on condition of / min. As the column, TSKgel HHR-H × 1 manufactured by Tosoh Corporation and TSKgel GMHHR × 2 connected in series were used. The analysis of the measurement was performed by analysis software ASTRA of Wyatt, and the number average molecular weight (Mn ′), weight average molecular weight (Mw ′), and Z average molecular weight (Mz ′) of the styrene resin were obtained. The analysis was performed using 0.185 ml / g as the refractive index concentration increment dn / dc.

〔収縮因子及び長鎖分岐度〕
記述の式(4)〜(8)に基づき、収縮因子g、1分子あたりの長鎖分岐度Bm,w、スチレン1000単位あたりの長鎖分岐度Bm,1000を下記式により求めた。本解析では3本鎖分岐と仮定して長鎖分岐度を求めた。直鎖ポリスチレンとしては、製造例1で得られたスチレン系樹脂粒子のデータを用いた。
[Shrink factor and long-chain branching degree]
Based on the description of the formula (4) to (8), shrinkage factor g w, 1 per molecule degree of long chain branching B m, w, the degree of long chain branching B m, 1000 per styrene 1000 units was determined by the following formula . In this analysis, the degree of long chain branching was determined assuming triple chain branching. As linear polystyrene, the data of the styrene resin particles obtained in Production Example 1 were used.

〔追加含浸重合工程中のスチレン単量体添加中の核粒子中のスチレン含有量の測定方法〕
スチレン単量体の追加添加開始、開始2.5時間目、終了時のそれぞれの系において、反応器の温度を10分以内に30℃まで冷却し、重合中のスチレン系樹脂粒子を取り出した。
スチレン系樹脂粒子をN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解させ、ガスクロマトグラフィー(GC)で測定し、検量線で校正して、スチレン系樹脂粒子中の残存スチレンを定量した。
なお、ガスクロマトグラフィーの測定条件は次の通りである。
使用機器:島津製作所製のガスクロマトグラフGC−9A
カラム充填剤:
〔液相名〕PEG−20M
〔液相含浸率〕25重量%
〔担体粒度〕60/80メッシュ
〔担体処理方法〕AW−DMCS(水洗、焼成、酸処理、シラン処理)
カラム材質:内径3mm、長さ3000mmのガラスカラム
キャリアガス:N
検出器:FID(水素炎イオン化検出器)
定量:内部標準法
[Method for measuring styrene content in core particles during addition of styrene monomer during additional impregnation polymerization process]
In each system at the start of additional addition of styrene monomer, at 2.5 hours from the start, and at the end, the temperature of the reactor was cooled to 30 ° C. within 10 minutes, and the styrene resin particles during polymerization were taken out.
Styrene resin particles were dissolved in N, N-dimethylformamide (DMF), measured by gas chromatography (GC), calibrated with a calibration curve, and the residual styrene in the styrene resin particles was quantified.
The measurement conditions for gas chromatography are as follows.
Equipment used: Gas chromatograph GC-9A manufactured by Shimadzu Corporation
Column packing:
[Liquid phase name] PEG-20M
[Liquid phase impregnation rate] 25% by weight
[Carrier particle size] 60/80 mesh [Carrier treatment method] AW-DMCS (washing, baking, acid treatment, silane treatment)
Column material: Glass column carrier gas with an inner diameter of 3 mm and a length of 3000 mm: N 2
Detector: FID (hydrogen flame ionization detector)
Quantification: Internal standard method

表1及び2からわかるように、市販のスチレン系樹脂(比較例3)では、流動性が良くても、溶融張力が小さくなった。また、製造過程の追加含浸重合工程全てにおいて、核粒子中のスチレン単量体の含有量が10重量%を超える条件で製造されたスチレン系樹(比較例1及び2)は、流動性が高いが、溶融張力が低いか(実施例1)、溶融張力が高いが、流動性が低い(実施例2)といったように、高流動性と高溶融張力とを両立することができなかった。   As can be seen from Tables 1 and 2, the commercially available styrenic resin (Comparative Example 3) had a low melt tension even though the fluidity was good. Moreover, in all the additional impregnation polymerization steps in the production process, the styrene-based tree (Comparative Examples 1 and 2) produced under the condition that the content of the styrene monomer in the core particles exceeds 10% by weight has high fluidity. However, high fluidity and high melt tension could not be achieved at the same time, such as low melt tension (Example 1) or high melt tension but low fluidity (Example 2).

本発明のスチレン系樹脂の製造方法によれば、流動性が高く、かつ、溶融張力が高い、分岐構造を有するスチレン系樹脂を製造することができるため、スチレン系樹脂を押出成形、発泡成形、ブロー成形等に用いる、或はこれらの成形時の加工助剤として用いることで、延伸加工時に樹脂を破断しにくくすることができる。   According to the method for producing a styrene resin of the present invention, since a styrene resin having a branched structure with high fluidity and high melt tension can be produced, the styrene resin is subjected to extrusion molding, foam molding, By using it for blow molding or as a processing aid for these moldings, it is possible to make the resin difficult to break during stretching.

Claims (4)

スチレン系樹脂を含む核粒子を水性媒体中に分散させる分散工程と、
前記水性媒体中に、有機過酸化物を含む重合開始剤及びスチレン単量体を添加し、実質的にスチレン単量体の重合が進行しない温度で前記核粒子に前記重合開始剤及び前記スチレン単量体を含浸させる含浸工程と、
前記水性媒体を昇温して、前記スチレン単量体の重合を開始させる重合開始工程と、
前記水性媒体中に、スチレン単量体を追加して添加し、前記核粒子に該スチレン単量体を含浸させて、スチレン系樹脂にスチレン単量体をグラフト重合させる追加含浸重合工程と、
を含み、
前記含浸工程におけるスチレン単量体の添加量は、前記核粒子100重量部に対し20〜200重量部であり、
前記追加含浸重合工程におけるスチレン単量体の添加量は、前記核粒子100重量部に対して50〜700重量であるとともに、前記追加含浸重合工程における前記核粒子中のスチレン単量体の含有量を10重量%以下に維持するスチレン系樹脂の製造方法。
A dispersion step of dispersing core particles containing a styrenic resin in an aqueous medium;
A polymerization initiator containing an organic peroxide and a styrene monomer are added to the aqueous medium, and the polymerization initiator and the styrene monomer are added to the core particles at a temperature at which the polymerization of the styrene monomer does not proceed substantially. An impregnation step of impregnating the polymer,
A polymerization initiation step of heating the aqueous medium to initiate polymerization of the styrene monomer;
An additional impregnation polymerization step of adding an additional styrene monomer to the aqueous medium, impregnating the core particles with the styrene monomer, and graft-polymerizing the styrene monomer to a styrenic resin;
Including
The amount of styrene monomer added in the impregnation step is 20 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the core particles,
The addition amount of the styrene monomer in the additional impregnation polymerization step is 50 to 700 weights with respect to 100 parts by weight of the core particles, and the content of the styrene monomer in the core particles in the additional impregnation polymerization step. The manufacturing method of the styrene resin which maintains 10 weight% or less.
前記水性媒体は、30℃における酸素濃度が4mg/L以上である請求項1に記載のスチレン系樹脂の製造方法。   The method for producing a styrenic resin according to claim 1, wherein the aqueous medium has an oxygen concentration at 30 ° C. of 4 mg / L or more. 前記分散工程における前記核粒子の平均粒子径が0.3〜1.2mmである請求項1又は2に記載のスチレン系樹脂の製造方法。   The method for producing a styrene resin according to claim 1 or 2, wherein an average particle size of the core particles in the dispersion step is 0.3 to 1.2 mm. 前記有機過酸化物の10時間半減期温度T1/2が85〜120℃であり、前記含浸工程における前記水性媒体の温度が70℃以上(T1/2−15)℃以下であり、前記追加含浸重合工程における前記水性媒体の温度が(T1/2−10℃)℃以上(T1/2+20)℃以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載のスチレン系樹脂の製造方法。


The organic peroxide has a 10-hour half-life temperature T 1/2 of 85 to 120 ° C., and the temperature of the aqueous medium in the impregnation step is 70 ° C. or more and (T 1/2 -15) ° C. or less, The temperature of the aqueous medium in the additional impregnation polymerization step is (T 1/2 -10 ° C) ° C or higher and (T 1/2 +20) ° C or lower. The styrenic resin according to any one of claims 1 to 3. Production method.


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