JP6539436B2 - 発泡性ポリスチレン系樹脂粒子 - Google Patents
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Description
[2]一般式(1)のR1構造が水素基又はメチル基であり、R2構造がメチル基あるいはエチル基であることを特徴とする[1]に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
本発明に用いるスチレン系単量体としては、スチレン、及び、α−メチルスチレン、パラメチルスチレン、t−ブチルスチレン、クロルスチレンなどのスチレン系誘導体が挙げられ、さらにスチレンと共重合が可能な成分、例えばメチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、セチルメタクリレートなどのアクリル酸及びメタクリル酸のエステル、あるいはアクリロニトリル、ジメチルフマレート、エチルフマレートなどの各種単量体、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレートなどの2官能性単量体も包含する。これら共重合が可能な成分を1種又は2種以上使用し共重合に供しても良い。
一方、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネートのようなカーボネート構造を有する重合開始剤を用いた場合、残存スチレン単量体を低下することは可能であるが、押出機内で発泡性スチレン系樹脂粒子の分子量を低下させ、押出発泡ボードの強度を低下させ、色調が黄味を呈してくる。
本発明で使用される重合開始剤では、一般的には、主に樹脂を形成するための開始剤と、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)に示される重合開始剤の他に、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。
所定量の水性懸濁媒体中に、ポリスチレンの重合に使用される一般の重合開始剤に加え、一般式(1)に示す化合物と共に、スチレン系単量体、その他添加剤を添加し、所定の温度、好ましくは90℃以上100℃未満で一定時間重合し、スチレン系単量体の重合転化率が85%以上97%以下に達した時点で重合工程を完了させる。
次いで、重合温度を110℃以上120℃以下に上昇させ、一定時間の熱処理重合を実施し、重合反応を促進させ、残存スチレンを消費させる。スチレン系単量体の転化率が96%以上99%以下に達した時点で、熱処理工程を終了させる。重合温度が110℃未満の場合、重合速度が遅く、重合転化率が上がらない。一方、120℃を超えた設定にすると、重合転化率は上がるが、重合温度を上昇させることに時間を要してしまう。
次いで、重合転化率が96%以上99%以下に達した時点で、発泡剤を添加し、スチレン系樹脂粒子中に含浸させる。重合転化率が96%未満で発泡剤を添加すると、重合系内に存在しているラジカルが、発泡剤へ連鎖移動し、最終製品の残存スチレン量が多くなる傾向があり、重合転化率99%を超えると、残存スチレン量がすくなくなるものの、反応時間が長くなる。
(4)冷却・乾燥工程
発泡剤含浸の所定時間が終了したら、重合温度を冷却、乾燥を経て、本発明の押出発泡ボード用の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が得られる。最終製品の残存スチレン系単量体量が500ppm以下であり、好ましくは300pm以下である。下限は、実用的には0ppmになり難いので敢えて表示するなら1ppm以上である。
押出発泡ボードの製造は、従来公知の方法でよく、特に限定されない。例えば、発泡性スチレン系樹脂粒子に、種々添加剤を加えた後、ヘンシェルミキサー等で混合し、これを押出機のフィーダーに連続的に供給し、押出機内の温度を約130〜250℃に調節して溶融混連し、ダイスから連続的に押出し、押出と同時に、ボード厚みを調整、冷却することによって得られる。
フェニルアセチレン量0ppmのスチレンを用いて、フェニルアセチレン量とシクロペンタノール量の比から導いたフェニルアセチレン量の検量線を作成した。
発泡性スチレン系樹脂粒子をテトラヒドロフランに溶解し、GPC(東ソー(株)製HLC−8020、カラム:TSKgel Super HZM−H、カラム温度:40℃、流速:0.35ml/1min.)にて測定した。
発泡性スチレン系樹脂粒子を塩化メチレン(内部標準シクロペンタノール)に溶解し、(株)島津製作所製ガスクロマトグラフィーGC−2014(キャピラリーカラム:GLサイエンス製Rtx−1、カラム温度条件:50→80℃(3℃/min)後、80→180℃昇温(10℃/min)、キャリアガス:ヘリウム)を用いて、発泡性スチレン系樹脂粒子中に含まれる残存スチレン量(ppm)を定量した。
発泡剤添加直前の耐圧容器からスチレン系樹脂粒子を採取し、ろ紙で、樹脂粒子表面の水分を拭き取った後、上記残存スチレン測定方法に従い、ガスクロマトグラフィーにて測定した。重合転化率は、残存スチレン量から算出した。
押出発泡ボードを、下記の視点で、色調を観察した。
スチレン中のフェニルアセチレン量を測定し、100ppmになるように、フェニルアセチレン量を調整した。
得られた発泡性スチレン系樹脂粒子を、押出機のフィーダーに連続的供給し、押出機内の温度100℃から200℃に調整して溶融混連し、サーキュレーターダイより押出発泡させ厚さ5mm、巾650mmの押出発泡ボードを得た。押出発泡ボードの分子量は27万で、外観は白色で美麗である。その評価結果を表1に示す。
過酸化ベンゾイル0.06重量部、1,1-ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(10時間半減期温度97℃)0.44重量部を変更した以外は、実施例1と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。
過酸化ベンゾイル0.07重量部、1,1-ビス(t−アミルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(10時間半減期温度92℃)0.42重量部を変更した以外は、実施例1と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。
フェニルアセチレン量を200ppmに調節したスチレンを用いた以外は、実施例1と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。
過酸化ベンゾイル0.08重量部、1,1-ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(10時間半減期温度97℃)0.25重量部を変更した以外は、実施例1と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。
過酸化ベンゾイル0.13重量部、1,1-ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(10時間半減期温度97℃)0.15重量部を変更した以外は、実施例1と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。
過酸化ベンゾイル0.15重量部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート(10時間半減期温度99℃)量を0.21重量部とし、実施例1と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。
熱処理工程を省略した以外は、実施例2と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。
発泡剤の含浸温度を105℃に変更した以外は、実施例2と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。
フェニルアセチレン量を0ppmのスチレンを用い、過酸化ベンゾイル0.15重量部、1,1-ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(10時間半減期温度97℃)0.24重量部とし、実施例1と同様の操作を実施し、発泡性スチレン系樹脂粒子、押出発泡ボードを得た。その評価結果を表1に示す。
Claims (5)
- フェニルアセチレン量を50ppm以上含有しているスチレン系単量体100重量部に対して、一般式(1)に示される化合物0.05重量部以上2.0重量部以下を重合開始剤として、スチレン系単量体を重合させた後、発泡剤としてプロパン、イソブタン、ノルマルブタン、イソペンタン、ノルマルペンタンおよびネオペンタンよりなる群から選ばれる少なくとも1種を含浸させた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であって、
残存スチレン系単量体量が230ppm以上300ppm以下であり、
押出発泡によりボードとすることを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
基を表す。) - 一般式(1)のR1構造が水素基又はメチル基であり、R2構造がメチル基あるいはエチル基であることを特徴とする請求項1に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
- 一般式(1)に示される化合物0.3重量部以上0.6重量部以下を重合開始剤として、スチレン系単量体を重合させることを特徴とする請求項1または2に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
- スチレン系単量体の転化率が96%以上99%以下に達した時点で、発泡剤を含浸させ、発泡剤の含浸温度が110℃以上130℃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。
- 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を押出発泡させて得られるポリスチレン系押出発泡ボード。
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