JPS62109807A - スチレン系重合体粒子の製造方法 - Google Patents

スチレン系重合体粒子の製造方法

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JPS62109807A
JPS62109807A JP24852985A JP24852985A JPS62109807A JP S62109807 A JPS62109807 A JP S62109807A JP 24852985 A JP24852985 A JP 24852985A JP 24852985 A JP24852985 A JP 24852985A JP S62109807 A JPS62109807 A JP S62109807A
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宏 吉田
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松居 宏
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粒度分布の狭いスチレン系重合体粒子の製造方
法に関するものである。
〔従来技術〕
従来、スチレン系重合体粒子は、一般的にはスチレン単
量体を水中に懸濁させ、重合開始剤および懸濁安定剤の
存在下に懸濁重合して製造されているが、この懸濁重合
により得た粒子の粒度分布は、攪拌条件や重合温度、時
間、スチレン単量体や重合開始剤の添加方法等を種々選
択してもなかなか粒径の揃ったものを得ることが難しく
、生成スチレン重合体が小さい粒子から大きな粒子に至
るまで連続した広い粒度分布をもつことは避は難いこと
であるとされてきた。そしてかかる広い粒度分布をもつ
スチレン系重合体粒子は次の欠点がある。
(1)1重合体粒子を押出成形する際、小さい径の粒子
と大きい径の粒子が、ホッパー等の原料供給部分で分離
してスクリューへの喰い込みが悪く押出瀘変動の原因と
なる。
+l)、@濁重合中または懸濁重合後、揮発性膨張剤を
粒子に含浸させて得られる発泡性ポリスチレン粒子は、
用途により大小の粒子の使い分けがされるため、それぞ
れにその用途に適した発泡剤種類、量が選択されること
が好ましいが、このような粒度分布の広いものに直接含
浸する場合には同一の条件下に含浸することとなり、膨
張力の異なった発泡性ポリスチレン粒子が得られるので
、この発泡性粒子を用いて型物成形した発泡成型体は、
重量が不揃いのものとなった9、強度が不均一となる欠
点がある。
かかる欠点を回避する為にも粒度分布の狭い均一な粒径
の粒子の製造方法が望まれるのである。
この従来の@濁重合法の欠点を改良する方法として、予
じめ篩分けしたスチレン系重合体粒子を水性懸濁させ、
この懸濁系に重合開始剤を溶解したスチレン単量体を定
量的に添加し、所望の粒子径まで懸濁重合により成長さ
せて粒度の揃ったスチレン系重合体粒子を製造する方法
が提案されている。(特公昭46−2987号)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この方法は従前の方法と比較してかなり粒度分布の狭い
スチレン系重合体粒子を製造することが可能であるが、
目的とする粒径外の微細粒子が8〜13重電%製造され
るという欠点がある。
本発明はこれら従来の方法の欠点を改良する目的で微細
粒子の生成量が少なく、また理論的に得られる目的粒分
の量が98重電%以上の粒度分布の狭いスチレン系重合
体粒子を製造する方法を提供するものである。
〔問題点を解決する具体的手段〕
本発明は、懸濁重合によって得られたスチレン系重合体
粒子を篩分けすることによって粒径が平均粒径の±20
%の範囲になるように揃え、その粒子を水中に懸濁せし
め、10時間の半減期を得るための分解温度が50〜8
0℃である重合開始剤を、後で水性懸濁系に加えるスチ
レン系単量体の重合に必要な量の1/2以上を水中に添
加し、この水性′!@濁系にスチレン単量体を主成分と
し10時間の半減期を得るための分解温度が80℃を越
え120℃以下である重合開始剤ならびに前述の分解温
度が50〜80℃である重合開始剤の残余を含むスチレ
ン系単量体を連続的もしくは断続的に添加し、ついで前
記スチレン単量体を重合せしめることを特徴とする粒径
の揃ったスチレン系重合体粒子の製造方法を提供するも
のである。
本発明に於て用いられる予じめ水中に添加されるスチレ
ン系重合体粒子は、一般に懸濁重合によって得られた樹
脂粒子を使用するものでろるが、その樹脂粒子は篩分け
によりあらかじめ粒径を必要な範囲に揃えておく必要が
ある。粒径を揃えン場合の範囲は、平均粒径の±20%
になるように篩い分けされ、揃えられる。本発明に於て
得られる最終目的のスチレン系重合体粒子の粒径ば、予
じめ水中に添加される篩分けされた粒子の粒子径、粒子
量とスチレン単量体との比で決定されるが、使用する粒
子の粒径範囲が平均粒径の±20%以上の場合は生成粒
子の粒度分布も広いものとなる。
次に本発明に於て、用いる重合開始剤としては、スチレ
ン系単数体の重合開始前に水性懸濁液中に添加する低分
解温度のものと、後から水性懸濁系に添加するスチレン
系単清体に溶解して用いる高分解温度のものとがある。
重合開始前に懸濁液中に添加する重合開始剤は、10時
間の半減期を得るための分解温度が50〜80℃のラジ
カル重合開始剤であり、後から添加するスチレン系単量
体の重合に必要な量のめ以上、好ましくは全量を水中に
添加する。かかる重合開始剤としては、例えば、ラウロ
イルパーオキサイド(62℃)、アゾビスイソブチルニ
トリル(63℃)、t−ブチルパーオキシ−2−エチル
ヘキサノエート(7z、s℃)、ベンゾイルパーオキサ
イド(74℃)等のスチレン単量体に溶解可能なもので
ある。尚、重合開始前に水中に添加する低分解温度の重
合開始剤は液体、粉本のどららでも可能であるが、液体
の場合はスチレン重合体粒子を溶解し凝結粒子発生の原
因となるので、乳化状態又は攪拌下で添加するのが好ま
しい。また粉本の場合は以上の様な操作の必要がなく、
本発明に於ては粉本のものを用いるのが好ましい。
次に、水性懸濁系に後から添加するスチレン系単量体に
溶解して用いる重合開始剤としては、10時間の半減期
を得るための分解温度が80℃を越え120℃以下のラ
ジカル重合開始剤であり、具体的には例えばシクロヘキ
サノンパーオキサイド(97℃)、t−ブチルパーオキ
シベンゾエート(104℃)、ジクミールパーオキナイ
ド(117℃)等のスチレン単量体に溶解可能なもので
ある。
但し、予じめ水中に添加された前述の10時間の半減期
を得るための分解温度が50〜80℃である重合開始剤
が全量でないときは、この際、残余を高分解温度の重合
開始剤とともにスチレン系単量体に溶解して水性懸濁系
に添加する。
重合開始剤は低温度分解型のもの、高温度分解型のもの
いずれも併用して用いてもよい。
重合開始剤の添加数は、10時間の半減期を得るための
分解温度が50〜80℃の重合開始剤の場合、添加する
スチレン系単量体又はスチレンを主成分とするスチレン
系単量本混合物に対して0゜01〜1.0重量%、好ま
しくは0.1〜0.6重量%である。また、10時間の
半減期を得るための分解温度が80℃を越え120℃以
下の重合開始剤は、添加するスチレン系単量体又はスチ
レンを主成分とするスチレン系単量体混合物に対して0
.01〜1.0重量%、好ましくは0.05〜0.5重
量%である。
本発明に於て重合開始剤の添加方法は、重合開始剤のう
ち10時間の半減期を得るための分解温度が50〜80
℃である重合開始剤を後で添加するスチレン系単量体の
重合に必要な量のし72以上、好ましくは全量を水中、
またはスチレン系重合体粒子の懸濁水中に重合開始前に
添加する。更に、上記低温度分解型の重合開始剤の残り
の量及び10時間の半減期を得るための分解温度が80
’Cを越え120℃以下である高温度分解型の重合開始
剤を、後で添加するスチレン系単履木に溶解して水性懸
濁系に添加して用いるものである。この場合、水中に前
添加する低温度分解型の重合開始剤の量をスチレン系単
量体の重合に必要な量のV2より少くすると微細粒子発
生の原因となる。
本発明に於て用いるスチレン系単量体としては、スチレ
ン又はスチレンを主成分とする混合物、例エバスチレン
とα−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、アクリロニ
トリル、炭素数が1〜8のアルコールとアクリル酸又は
メタクリル酸とを反応させて得られるエステル、例えば
メチルメタクリレート、エチルアクリレート等、モノメ
チルマレエート、モノメチルフマレート、ジメチルマレ
エート、モノエチルイタコネート等の単量体との混合物
でスチレンを主成分とする単量体混合物が用いられる。
なお本発明に於て、あらかじめ粒径が揃えられたスチレ
ン系重合体粒子を水中に懸濁せしめるのに用いられる懸
濁安定剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニル
ピロリドン、ゼラチン、カルボキンメチルセルロース、
ヒドロキシアルキルセルロース等の有機系懸濁安定剤、
リン酸又は炭酸のCa塩や1匂塩等の無機系懸濁安定剤
が挙げられる。中でも無機系のものが好ましく、とりわ
け第三燐酸カルシウムと安定助剤のアニオン性界面活性
剤のドデシルベンゼンスルホン酸ソーダを併用する場合
がよい。
更に、本発明に於て製造された粒径の揃ったスチレン系
重合体粒子に揮発性膨張剤を含浸せしめ、発進性スチレ
ン系重合体粒子をF:! 、’、?xすることも可能で
ある。含浸せしめる揮発性膨張剤としては、例えばプロ
パン、ブタン、ペンタン等の脂肪族炭化水素;シクロブ
タン、シクロペンタン等の脂−Ellll化炭化水素チ
ルクロライド、ジクロルジフルオロメタ等のハロゲン化
炭化水素が挙げられる。
これら揮発性膨張剤は得られるスチレン系重合体粒子の
5〜20重睦%の電用いる。
実施例1 3tの重合容器内に、純水800?、第三燐酸カル7ウ
ム4.0y及びドデシルベンゼンスルホン酸ソーダの1
%水溶液り、Of、  0.42〜0.5簡に篩分けた
スチレン重合体粒子(平均粒径0.46m)7 s ?
及Uベンゾイルパーオキサイド(分解輻度74℃) 3
.769の全量を加え、400rpmで攪拌して均一に
分散させ水性懸濁液を得た。
次に、この水性懸濁液を85℃まで昇温し、85℃で9
時間保ち、この保持時間の間に、t−ブチルパーオキシ
ベンゾエート(分解温ix 17℃)1.42を678
1のスチレンに溶解した溶液を連続的に1時間当り75
2ずつ定量的に9時間かけて添加し、次に、85℃から
120℃まで1.5時間かけて昇温した後、更に120
℃で2時間加熱して重合を完了させた。
冷却後、水を分離、乾燥して得られたスチレン重合体粒
子の粒度分布を第1表に示す。
比較例1 3tの重合容器内に、純水800?、第三燐酸カルシウ
ム4.Of、  ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダの
1%水溶液1.Ofおよび実施例1で用いた0、42〜
0.5簡に篩分けたスチレン重合体粒子75tを加え、
400rpmで攪拌して均一に分散させ水性懸濁液を得
た。
次に、この水性懸濁液を85℃まで昇温し、85℃で9
時間保ち、この保持時間の間に、ベンゾイルパーオキサ
イド3.76 f及びt−ブチルパーオキシベンゾニー
)1.4rを6785’のスチレンに溶解した溶液を連
続的に1時間当り75?ずっ定数内に9時間かけて添加
し、実施例1と同様に重@−させた。
得らnたスチレン重合本粒子の粒度分布を第1表に示す
このものは、実施例1のものと比べて微細粒子の発生清
が非常に多い。
実施例2 実施例1と同様にスチレン重合体粒子を@濁させた後、
添加すべきベンゾイルパーオキサイドの1/′2の電の
1.88Pを懸濁液中に添加し、残りのベンゾイルパー
オキサイド1.889をt−ブチルパーオキシベンゾニ
−1−1,4Fとともにスチレンに溶解して、実1A例
1と同様に重合させた。得られたスチレン重合体粒子の
粒度分布を第1表に示す。
比較例2 実施例1と同様にスチレン重合体粒子を懸濁させた後、
添加すべきベンゾイルパーオキサイドの40%の清の1
.50s’を懸濁液中に添加し、残りのベンゾイル・く
−オキサイド2.269をL−ブチルパーオキシベンゾ
エート1.4Fとと4にスチレンに溶解して、実施例1
と同様に重合させた。
得られたスチレン重合体粒子の粒度分布を第1表に示す
実施例3 3tの重合容器内に、純水800 ?、第三燐酸カルシ
ウム4.0?、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダの1
%水溶液1.Or、実施例1で用いた0、42〜0.5
■に篩分けたスチレン重合体粒子124M’及びベンゾ
イルパーオキサイド2.50 S’の全量を加え、40
0rpmで攪拌して均一に分散させて水性@濁液を得た
次に、この@濁液を85℃まで昇温し、85℃で5時間
保ち、この保持時間の間にt−ブチルパーオキシベンゾ
エート1.25 fを625Fのスチレン単肴体に溶解
した溶液を連続的に1時間当り125?ずつ定量的に5
時間かけて水性懸濁液に添加し、次に85℃から120
℃まで1゜5時間かけて昇温した後、更に120℃で2
時間加熱して重合を完了させた。
冷却後、水を分離、乾燥して得られたスチレン重合体粒
子の粒度分布を第工表に示す。
比較例3 3tの重合容器内に、純水800f、第三燐酸カルシウ
ム4.Of、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダの1%
水溶l 1.Of、及び実施例1で用いた0、42〜O
,S鱈に篩分けたスチレン重合体粒子125?を加え、
400 rpmで攪拌して均一に分散させて水性懸濁液
を得た。
次に、この懸濁液を85℃まで昇温し、85℃で5時間
保ち、この保持時間の間にベンゾイルパーオキサイド2
.50 fおよびt−ブチルパーオキシベンゾエート1
.25fを6259のスチレン単量体に溶解した溶液を
連続的に1時間当り1257ずつ定量的に5時間かけて
水性懸濁液に添加し、実施例1と同様に重合させた。
得られたスチレン重合体粒子の粒度分布を第1表に示す
実施列4 重合開始前に懸濁液中に前添加する重合開始剤としてベ
ンゾイルパーオキサイドの代りにアゾビスイソブチルニ
) IJルを用いる他は実施例1と同様にして得たスチ
レン重合本粒子の粒度分布を第2表に示す。
実施例5 実施例1において、水性R濁液に添加するスチレンの代
りに、スチレン80重t%とアクリロニトリル20重1
%の混合物を用いる他は同様にして、スチレン・アクリ
ロニトリル共重合体粒子を得た。
得九粒子の粒度分布を第2表に示す。
実施例6 実施例1と同様に、85℃でスチレンの添加を終了後、
スチレン重合体に対して12%のインブタンを含浸せし
め、発泡性スチレン重合体粒子を製造した場合の実施列
の結果を第2表に示す。
実施例7 先にR濁するスチレン重合体粒子として、粒径が0.7
1〜0.84 txmである粒子(平均粒径o、78■
)を用いて実施例3と同様の方法で重合した場合の実施
例の結果を第2表に示す。
(以下余白)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)、懸濁重合によつて得られたスチレン系重合体粒子
    を篩分けすることによつて粒径が平均粒径の±20%の
    範囲になるように揃え、その粒子を水中に懸濁せしめ、
    10時間の半減期を得るための分解温度が50〜80℃
    である重合開始剤を、後で水性懸濁系に加えるスチレン
    系単量体の重合に必要な量の1/2以上を水中に添加し
    、この水性懸濁系にスチレン単量体を主成分とし10時
    間の半減期を得るための分解温度が80℃を越え120
    ℃以下である重合開始剤ならびに前述の分解温度が50
    〜80℃である重合開始剤の残余を含むスチレン系単量
    体を連続的もしくは断続的に添加し、ついで前記スチレ
    ン単量体を重合せしめることを特徴とする粒径の揃つた
    スチレン系重合体粒子の製造方法。 2)、前記スチレン系単量体の重合を、使用する低い方
    の重合開始剤の10時間半減期を得るための分解温度の
    −10〜+20℃の範囲で重合を予じめ行ない、ついで
    それより高温の100〜150℃の範囲で重合を行うこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 3)、10時間の半減期を得るための分解温度が50〜
    80℃である重合開始剤の全量が予じめ水中に添加され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 4)、スチレン系単量本100重量部に対し、10時間
    の半減期を得るための分解温度が50〜80℃である重
    合開始剤が0.01〜1重量部、10時間の半減期を得
    るための分解温度が80℃を越え120℃以下である重
    合開始剤が0.01〜1重量部の割合で用いられること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0307238A2 (en) * 1987-09-11 1989-03-15 Dainippon Ink And Chemicals, Inc. Production of styrene resins by continuous bulk polymerization
US5128380A (en) * 1989-04-28 1992-07-07 Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Method for producing expandable thermoplastic polymer particles
WO2002053608A1 (en) * 2001-01-08 2002-07-11 Lg Chem, Ltd. Method for preparing thermoplastic resin

Cited By (4)

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