KR100457184B1 - Manufacturing Method of Polymer Particles - Google Patents

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KR100457184B1 KR10-1998-0710853A KR19980710853A KR100457184B1 KR 100457184 B1 KR100457184 B1 KR 100457184B1 KR 19980710853 A KR19980710853 A KR 19980710853A KR 100457184 B1 KR100457184 B1 KR 100457184B1
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예로엔 유스트 크레베코유르
에릭 빌헬무스 요하네스 프레드릭 네이즈만
로렌티우스 니콜라스 이다 후베르투스 넬리슨
요하네스 마리아 지즈데르벨드
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셀 인터나쵸나아레 레사아치 마아츠샤피 비이부이
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Abstract

비닐아렌 중합체를 예비중합하고(예비중합된 매스는 추가로 유화제를 함유); 예비중합된 매스를 현탁시킨 다음; 현탁된 소적내 비닐아렌 단량체를 중합함으로써 비닐아렌 중합체를 함유하는 중합체 입자의 제조방법. 또한, 본 발명은 비닐아렌 중합체, 물 및 유화제를 포함하고 물의 양이 중합체 입자의 총 중량을 기준으로 8 내지 15 중량% 범위인 중합체 입자에 관한 것이다.Prepolymerizing the vinylarene polymer (the prepolymerized mass further contains an emulsifier); Suspending the prepolymerized mass; A method for producing polymer particles containing a vinylarene polymer by polymerizing a vinylarene monomer in a suspended droplet. The invention also relates to polymer particles comprising a vinylarene polymer, water and an emulsifier and wherein the amount of water ranges from 8 to 15% by weight, based on the total weight of the polymer particles.

Description

중합체 입자의 제조방법Method for producing polymer particles

본 발명은 비닐아렌 단량체의 중합체와 물리적 발포제를 함유하는 중합체 입자의 제조방법, 및 이러한 중합체 입자에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing polymer particles containing a polymer of vinylarene monomer and a physical blowing agent, and to such polymer particles.

이러한 중합체 및 발포제를 함유하는 입자는 일반적으로 팽창성 중합체 입자로 알려져 있다. 팽창성 중합체 입자의 익히 공지된 유형은 팽창성 폴리스티렌이다. 팽창성 폴리스티렌은 현탁중합에 의해 상업적인 규모로 생산된다. 발포제는 통상적으로, C3-C8 탄화수소, 특히 펜탄 이성체와 같은 저-비점 탄화수소이다. 팽창성 폴리스티렌은 폴리스티렌 입자를 팽창시킴으로써 생산되는 발포물의 제조에 사용된다. 팽창공정에 있어서, 탄화수소 발포제는 방출되어 주변환경으로 방출될 수 있다. 이러한 방출은 바람직하지 않은 것으로 생각되며 이러한 방출을 피할 방안이 모색되고 있다. 한가지 방안은 방출된 탄화수소를 회수하거나 연소시키는 것이다. 다른 하나의 방안은 팽창성 중합체 입자내 탄화수소 발포제의 양을 감소시키는 것이다.Particles containing such polymers and blowing agents are generally known as expandable polymer particles. A well known type of expandable polymer particles is expandable polystyrene. Expandable polystyrene is produced on a commercial scale by suspension polymerization. Blowing agents are usually low-boiling hydrocarbons, such as C 3 -C 8 hydrocarbons, especially pentane isomers. Expandable polystyrene is used to make foams produced by expanding polystyrene particles. In the expansion process, hydrocarbon blowing agents can be released and released into the environment. Such releases are considered undesirable and efforts are being made to avoid such releases. One way is to recover or burn the released hydrocarbons. Another approach is to reduce the amount of hydrocarbon blowing agent in the expandable polymer particles.

US-A-5,096,931에는 폴리스티렌, 소량의 극성 중합체, 약간의 물과 감소된 양의 탄화수소 발포제를 함유하는 팽창성 폴리스티렌이 기재되어 있다. 비록 탄화수소 발포제의 함량이 감소되었지만, 이러한 제제는 만족스러운 팽창을 달성하기 위해 여전히 존재하여야 한다.US-A-5,096,931 describes expandable polystyrenes containing polystyrene, small amounts of polar polymers, some water and reduced amounts of hydrocarbon blowing agents. Although the content of hydrocarbon blowing agents has been reduced, such formulations must still be present to achieve satisfactory expansion.

GB-A-1,106,143은 격렬한 기계적 교반에 의해 스티렌 단량체, 물 및 유화제를 유리-라디칼 개시제와 혼합하여 소형 수적(water droplet)을 함유하는 에멀션을 수득함으로써 수-팽창성 폴리스티렌 입자를 제조하는 방법에 대하여 개시하고 있다. 이어서, 에멀션은 수성상에 현탁되며 수득된 현탁액은 중합에 투입된다. 만족스러운 팽창을 달성하기 위해, 소정량의 유기 발포제가 포함된다.GB-A-1,106,143 discloses a process for preparing water-expandable polystyrene particles by mixing styrene monomer, water and emulsifier with free-radical initiator to obtain an emulsion containing water droplets by vigorous mechanical stirring. Doing. The emulsion is then suspended in the aqueous phase and the suspension obtained is subjected to polymerization. In order to achieve satisfactory expansion, an amount of organic blowing agent is included.

상기 GB 특허의 교시의 장점을 입증하기 위한 실험에서, 제 1 에멀션내에 수득된 미세분산 수적이 중합동안에 응집하여 더 큰 소적(droplet)을 형성하는 경향이 있음이 밝혀졌다. GB-A-1,106,143에서의 실험에서, 40 ㎛보다 큰 소적이 팽창후 불만족스러운 발포물을 초래함이 확인된다. 이러한 공지의 방법에서 미세분산 된 수적을 생성시키고 유지하기 위해서는 격렬한 교반이 명백히 필요하다. 그러나, 상업적인 작업에서 그러한 고에너지 투입으로 교반한다는 것은 곤란하다.In experiments to demonstrate the advantages of the teachings of the GB patent, it was found that the microdisperse water droplets obtained in the first emulsion tended to agglomerate during polymerization to form larger droplets. Experiments in GB-A-1,106,143 have confirmed that droplets larger than 40 μm result in unsatisfactory foams after expansion. In this known method, vigorous stirring is clearly required to produce and maintain microdispersed drops. However, it is difficult to stir with such a high energy input in commercial operation.

따라서, 수적의 응집 경향을 감소시킬 수 있다면 바람직할 것이다.Therefore, it would be desirable to be able to reduce the tendency of aggregation of droplets.

놀랍게도, 수적의 성장 경향이 현탁중합에서 비닐아렌 단량체를 완전히 중합시키기 전에 점성 함수 에멀션을 생성시킴으로써 감소될 수 있음이 밝혀졌다. 이렇게 하여 물을 (부분적으로 중합된) 비닐아렌 단량체에 유화시킬 때 덜 격렬하게 교반하는 것이 더욱 가능해진다. 교반은 70 리터 용량인 반응기에 대해 분당 500 회전 이하의 에너지 투입, 심지어는 70 리터 용량인 반응기에 대해 분당 350 회전 이하의 에너지 투입으로 수행될 수 있다.Surprisingly, it has been found that the propensity of growth of water droplets can be reduced by producing a viscous water emulsion before fully polymerizing the vinylarene monomer in suspension polymerization. This makes it possible to stir less vigorously when the water is emulsified in the (partially polymerized) vinylarene monomer. Agitation can be carried out with an energy input of up to 500 revolutions per minute for a reactor with a 70 liter capacity, or even with an energy input of up to 350 revolutions per minute for a reactor with a 70 liter capacity.

따라서, 본 발명은 a) 비닐아렌 단량체 및 그 안에 유화된 물을 기준으로, 20 내지 70% 전환율로 에비중합된 비닐아렌 단량체를 함유하고, 추가로 유화제를 함유하는 예비중합된 매스를 제조하고,Accordingly, the present invention provides a process for preparing a prepolymerized mass containing vinylarene monomers which are non-polymerized at 20 to 70% conversion, based on vinylarene monomers and water emulsified therein, and further containing emulsifiers,

b) 예비중합된 매스를 수성 매질에 현탁시켜 현탁된 소적을 수득한 다음,b) suspending the prepolymerized mass in an aqueous medium to obtain suspended droplets,

c) 현탁된 소적내 비닐아렌 단량체를 완전한 단량체 전환이 되도록 중합시켜 현탁된 중합체 입자를 수득하는 단계를 포함하는, 현탁중합에 의한 비닐아렌 중합체를 함유하는 중합체 입자의 제조방법을 제공한다.c) polymerizing the vinylene monomer in the suspended droplets to complete monomer conversion to obtain a suspended polymer particle, the method for producing a polymer particle containing the vinylarene polymer by suspension polymerization.

예비중합된 매스는 중합된 비닐아렌 및 비닐아렌 단량체의 혼합물과는 상이한데, 전자는 일양식(monomodal) 분자량 분포를 보이고 반면에 후자는 일반적으로 이양식(bimodal) 분포를 보일거라는 점에서 차이가 난다. 다수의 적용의 경우, 후자는 물질의 물리적 특성이 광범위에 걸쳐서 변하게 된다는 점에서 불리하게 된다. 중합된 비닐아렌과 비닐아렌 단량체의 혼합물에 대한 일양식 분포를 수득하기 위해, 공정조건은 매우 엄격히 통제되어야 할 것이다. 이러한 점은 상업적인 작업에는 매력이 없다.The prepolymerized mass differs from the mixture of polymerized vinylarene and vinylarene monomers, with the former having a monomodal molecular weight distribution, while the latter will generally have a bimodal distribution. Flies For many applications, the latter is disadvantageous in that the physical properties of the material will change over a wide range. In order to obtain a one-way distribution for the mixture of polymerized vinylarene and vinylarene monomers, the process conditions will have to be very tightly controlled. This is not attractive for commercial work.

본 발명의 방법으로 수득된 양호한 결과는 비닐아렌을 현탁중합용 수성 매질에 현탁시키기 전에 물이 유화되는 점성 예비중합된 매스의 생성에 기인하는 것으로 사려된다. 유화된 수적은 덜 이동성이 되게 되어 이들의 응집경향 또는 수성 현탁매질 중으로의 이동경향이 거의 없게 된다.The good results obtained by the process of the present invention are considered to be due to the production of a viscous prepolymerized mass in which the water is emulsified before the vinylarene is suspended in an aqueous medium for suspension polymerization. The emulsified droplets become less mobile and have little tendency for their aggregation or migration into the aqueous suspension medium.

본 방법은 유기 발포제를 함유하지 않는 만족스러운 팽창성을 보유하는 중합체 입자를 생성할 수 있다. 따라서, 본 방법은 바람직하게는 C3-C6 탄화수소 발포제의 실질적인 부재하에 수행된다. 실질적인 부재란 비닐아렌 단량체의 양을 기준으로 0.5 중량% 이하, 바람직하게는 0.25 중량% 이하의 양, 더욱 바람직하게는 이러한 발포제의 완전한 부재를 의미한다.The process can produce polymer particles having satisfactory expandability that do not contain organic blowing agents. Thus, the process is preferably carried out in the substantial absence of C 3 -C 6 hydrocarbon blowing agents. By substantial absence is meant an amount of up to 0.5% by weight, preferably up to 0.25% by weight, more preferably of complete foaming agent, based on the amount of vinylarene monomer.

본 발명의 추가 양태에서, 수득된 중합체 입자는 수성 혼합물로부터 분리되고, 임의로 팽창시켜 예비팽창된 입자를 수득하며 이는 발포물 수득을 위해 임의로 추가처리된다.In a further aspect of the invention, the obtained polymer particles are separated from the aqueous mixture and optionally expanded to give preexpanded particles which are optionally further processed to obtain foam.

점성의 예비중합된 매스의 생성은 바람직하게는 비닐아렌 단량체를 목적하는 정도로 벌크 중합시킴으로써 수행된다. 물의 출발 단량체내 유화는 다양한 방법으로 달성될 수 있다. 일 양태로서, 물, 유화제 및 비닐아렌 단량체는 교반되어 에멀션을 생성시키고 이는 추후에 목적하는 전환율로 예비중합에 투입되어 예비중합된 매스를 생성한다. 다른 양태로서, 비닐아렌 단량체는 먼저 예비중합에 투입되고, 후속해서 물과 유화제를 (부분적으로) 예비중합된 비닐아렌 혼합물에 첨가하고 물을 유화시킨다. 세 번째 양태는 유화제의 존재하 비닐아렌 단량체의 예비중합, 및 추후 유화시킬 물의 첨가단계를 포함한다. 네 번째 양태로서, 유화제는 물의 존재하에 현장에서 제조되고, 뒤이어 비닐아렌 단량체가 수득된 유화제에 첨가된다.The production of a viscous prepolymerized mass is preferably carried out by bulk polymerizing the vinylarene monomer to the desired degree. Emulsification in the starting monomers of water can be accomplished in a variety of ways. In one aspect, water, emulsifiers and vinylarene monomers are stirred to produce an emulsion which is subsequently added to the prepolymerization at the desired conversion to produce a prepolymerized mass. In another embodiment, the vinylene monomers are first introduced into the prepolymerization, followed by addition of water and emulsifier to the (partially) prepolymerized vinylene mixture and emulsification of the water. The third embodiment includes the prepolymerization of the vinylarene monomer in the presence of an emulsifier, and the addition of water to be emulsified later. As a fourth embodiment, the emulsifier is prepared in situ in the presence of water, followed by addition of the vinylene monomer to the obtained emulsifier.

유화제는 바람직하게는 비닐아렌과 상용성(가용성)이다. 유화제는 광범위한 화합물로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 유화제는 유중수 에멀션을 생성하는 유형이다. 유화제는 비-이온성, 음이온성 또는 양이온성 계면활성제일 수 있다.The emulsifier is preferably compatible (soluble) with vinylarene. Emulsifiers can be selected from a wide variety of compounds. Preferably the emulsifier is of a type that produces a water-in-oil emulsion. Emulsifiers may be non-ionic, anionic or cationic surfactants.

적절한 유화제에는 솔비탄 카복실레이트, 솔비톨 또는 만니톨 카복실레이트, 글리콜 또는 글리세롤 카복실레이트, 알카놀 아미드, 알킬 페놀 및 디알킬 에테르와 같은 비-이온성 계면활성제가 포함된다. 이러한 유화제는 옥시에틸렌 또는 옥시프로필렌 잔기와 같은, 1 내지 20 개의 옥시알킬렌 그룹이 달린 폴리알콕시 쇄를 함유할 수 있다. 적절한 음이온성 유화제에는 장쇄(C8-C30) 카복실산, 장쇄(C8-C30) 알킬 설폰산, 알킬아릴설폰산, 설포석신산의 염이 포함된다. 이러한 유화제의 양이온은 적절하게는 암모늄 잔기, 알칼리 또는 알칼리 토금속 이온일 수 있다. 적절한 양이온 계면활성제는 고 분자량 지방산 아민, 암모늄 또는 장쇄 카복실산의 기타 질소 유도체 중에서 선택될 수 있다. 음이온성 및 양이온성 유화제는 폴리옥시알킬 그룹을 함유할 수 있다. 비스알킬설포석시네이트, 솔비톨-C8-20-카복실레이트 및/또는 C8-20-알킬자일렌 설포네이트를 사용하여 양호한 결과가 수득되었다. 비스(2-에틸헥실)설포석신산의 금속염이 바람직하다.Suitable emulsifiers include non-ionic surfactants such as sorbitan carboxylate, sorbitol or mannitol carboxylate, glycol or glycerol carboxylate, alkanol amides, alkyl phenols and dialkyl ethers. Such emulsifiers may contain polyalkoxy chains with 1 to 20 oxyalkylene groups, such as oxyethylene or oxypropylene moieties. Suitable anionic emulsifiers include salts of long chain (C 8 -C 30 ) carboxylic acids, long chain (C 8 -C 30 ) alkyl sulfonic acids, alkylarylsulfonic acids, sulfosuccinic acids. The cation of such emulsifiers may suitably be ammonium moieties, alkali or alkaline earth metal ions. Suitable cationic surfactants can be selected from high molecular weight fatty acid amines, ammonium or other nitrogen derivatives of long chain carboxylic acids. Anionic and cationic emulsifiers may contain polyoxyalkyl groups. When bis-alkyl sulfosuccinic carbonate, sorbitol -C 8 - 20 - carboxylate and / or C 8 - 20 - Using the alkyl xylene sulphonate and yielded good results. Metal salts of bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinic acid are preferred.

사용될 유화제의 양은 어느 정도까지는 유화시키고자 하는 물의 양에 좌우된다. 적절하게는, 유화제의 양은 에멀션내 비닐아렌 단량체의 양을 기준으로 0.01 내지 5 중량% 범위이다. 바람직한 범위는 0.1 내지 3 중량%, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 1.5 중량%이다.The amount of emulsifier to be used depends to some extent on the amount of water to emulsify. Suitably, the amount of emulsifier is in the range of 0.01 to 5% by weight, based on the amount of vinylarene monomer in the emulsion. The preferred range is 0.1 to 3% by weight, more preferably 0.2 to 1.5% by weight.

어느 정도까지 유화제의 목적하는 양을 결정하는 유화시키고자 하는 물의 양은 광범위에서 선택될 수 있다. 적절하게는, 물의 양은 비닐아렌 단량체와 물의 중량을 기준으로 1 내지 20 중량% 범위이다. 잘 팽창될 수 있는 입자는 물 3 내지 15 중량%가 유화될 때 수득될 수 있다. 1 중량% 이하에서, 팽창성은 지나치게 낮아질 수도 있는 반면에, 매우 높은 물 함량에서 입자는 붕괴의 위험으로 이어질 수도 있는 팽창물을 생성할 수 있다.To some extent the amount of water to be emulsified to determine the desired amount of emulsifier can be selected from a wide range. Suitably, the amount of water ranges from 1 to 20% by weight, based on the weight of the vinylarene monomer and water. Well expandable particles can be obtained when 3 to 15% by weight of water is emulsified. At up to 1% by weight, the expandability may be too low, while at very high water contents the particles may produce an expansion that may lead to the risk of collapse.

유화시키고자 하는 물에 전해질이 포함될 수도 있다. 적절한 전해질은 알칼리 및 알칼리 토류 염이지만, 기타 무기염이 또한 동등하게 사용될 수 있다. 전해질은 소적 크기의 감소를 초래할 수도 있지만, 이온성 계면활성제의 유중수 특성을 증진시킬 수도 있다. 따라서, 특히 이온성 유화제가 사용될 때, 물의 양을 기준으로, 전해질 0.5 내지 5 중량%를 갖는 수상을 사용하는 것이 유리할 수 있다. 바람직한 염은 알칼리 금속 할라이드, 예를 들면, NaCl 및 KCl이다.The electrolyte may be included in the water to be emulsified. Suitable electrolytes are alkali and alkaline earth salts, but other inorganic salts may equally be used as well. The electrolyte may result in a drop in droplet size, but may also enhance the water-in-oil properties of the ionic surfactant. Thus, especially when ionic emulsifiers are used, it may be advantageous to use an aqueous phase with 0.5 to 5% by weight of electrolyte, based on the amount of water. Preferred salts are alkali metal halides such as NaCl and KCl.

예비중합 단계는 여타 공지방법으로 수행될 수 있다. 이러한 방법에는 유리 라디칼 중합 및 열 라디칼 중합이 포함된다. 열 중합은 에멀션을 120 내지 150 ℃의 온도로 가열함으로써 수행될 수 있다. 목적하는 전환이 달성될 때, 온도는 감소된다. 예비중합 단계가 이미 존재하는 물과 열 라디칼 중합에 의해 수행되면, 예비중합은 승압에서 수행할 필요가 있다. 예비중합 단계가 물이 첨가되기 전에 열 라디칼 중합에 의해 수행되면, 예비중합된 매스는 일반적으로 물의 첨가 전에 냉각되게 된다. 이는 대부분의 경우, 하나 이상의 유리 라디칼 개시제의 도움하에 유리 라디칼 중합에 의해 예비중합하는 것이 바람직하게 만든다. 동일한 이유로 해서, 중합 단계 c)는 바람직하게는 유리 라디칼 중합에 의해 수행된다. 유리 라디칼 중합에 의한 예비중합은 개시제를 비닐아렌/물 에멀션에 첨가하고 40 내지 140 ℃로 가열하여 중합을 개시함으로써 수행될 수 있다. 단계 a)의 예비중합은 바람직하게는 40 내지 120 ℃로 가열함으로써 수행된다. 단계 c)의 중합은 바람직하게는 60 내지 140 ℃로 가열함으로써 수행된다. 유리 라디칼 중합은 적절하게는 0.5 내지 5 바, 바람직하게는 0.7 내지 1.5 바, 더욱 바람직하게는 대기압에서 수행된다. 추가의 공정조건은 당분야의 숙련인에게 익히 공지되어 있다. 가장 바람직하게는, 단계 c)의 중합의 최종 단계는 최종산물에 존재하는 단량체의 양을 더욱 감소시키기 위해 승압 및 110 내지 140 ℃의 온도에서 수행된다.The prepolymerization step can be carried out by other known methods. Such methods include free radical polymerization and thermal radical polymerization. Thermal polymerization can be carried out by heating the emulsion to a temperature of 120 to 150 ° C. When the desired conversion is achieved, the temperature is reduced. If the prepolymerization step is carried out by thermal radical polymerization with water already present, the prepolymerization needs to be carried out at elevated pressure. If the prepolymerization step is carried out by thermal radical polymerization before water is added, the prepolymerized mass is generally cooled before the addition of water. This in most cases makes it desirable to prepolymerize by free radical polymerization with the aid of one or more free radical initiators. For the same reason, the polymerization step c) is preferably carried out by free radical polymerization. Prepolymerization by free radical polymerization can be carried out by adding the initiator to the vinylarene / water emulsion and heating to 40-140 ° C. to initiate the polymerization. The prepolymerization of step a) is preferably carried out by heating to 40 to 120 ° C. The polymerization of step c) is preferably carried out by heating to 60 to 140 ° C. The free radical polymerization is suitably carried out at 0.5 to 5 bar, preferably at 0.7 to 1.5 bar, more preferably at atmospheric pressure. Additional process conditions are well known to those skilled in the art. Most preferably, the final step of the polymerization of step c) is carried out at elevated pressure and at a temperature of 110 to 140 ° C. to further reduce the amount of monomers present in the final product.

예비중합된 매스의 최적 전환율은 상이한 단량체에 대해 다양할 수 있다. 적절하게는, 전환율은 비닐아렌 단량체의 20 내지 70 %에서 다양하다.The optimal conversion of the prepolymerized mass can vary for different monomers. Suitably, the conversion rate varies from 20 to 70% of the vinylarene monomer.

전환율이 70 % 이상이면, 예비중합된 매스의 점도가 너무 높아 취급문제가 발생할 수도 있다. 이러한 점은 수성상내 예비중합된 매스의 현탁 또는 물의 예비중합된 매스 중으로의 유화를 복잡하게 할 수도 있다. 예비중합율이 20 % 이하이면, 현탁된 소적은 불안정하게 되는 경향이 있게 된다. 그러한 경우, 바람직하지 않은 다량의 대형 소적 크기의 수성 현탁액 매질이 혼입되게 된다. 이렇게 되면 팽창 중에 발포 붕괴가 초래될 것이다. 바람직하게는, 전환율은 30 내지 60 %에서 다양하다.If the conversion is 70% or more, the viscosity of the prepolymerized mass is too high and handling problems may occur. This may complicate the suspension of the prepolymerized mass in the aqueous phase or the emulsification of water into the prepolymerized mass. If the prepolymerization rate is 20% or less, the suspended droplets tend to become unstable. In such a case, undesirably large amounts of large droplet size aqueous suspension medium will be incorporated. This will result in foam collapse during expansion. Preferably, the conversion rate varies from 30 to 60%.

최종 중합체 입자의 팽창성을 향상시키기 위해, 중합 중에 가교제가 존재하도록 하는 것이 바람직하다. 가교제는 단계 a)에서 및/또는 단계 c)에서 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 가교제는 단계 a)에서 첨가된다. 적절하게는, 가교제는 적어도 두 올레핀 이중 결합을 갖는 화합물 그룹 중에서 선택된다. 이러한 화합물의 예로는 디비닐벤젠, α,ω-알카디엔, 예를 들면, 이소프렌, 및 아크릴산 또는 메타크릴산과 디올, 예를 들면, 부탄디올, 펜탄디올 또는 헥산디올의 디에스테르가 포함된다. 비닐아렌과의 상용성을 위해서는 디비닐벤젠이 바람직하다.In order to improve the expandability of the final polymer particles, it is desirable to have a crosslinking agent present during the polymerization. The crosslinking agent may be added in step a) and / or in step c). Preferably, the crosslinking agent is added in step a). Suitably, the crosslinking agent is selected from the group of compounds having at least two olefinic double bonds. Examples of such compounds include divinylbenzene, α, ω-alkadienes such as isoprene, and diesters of acrylic or methacrylic acid with diols such as butanediol, pentanediol or hexanediol. Divinylbenzene is preferable for compatibility with vinylarene.

의미있는 가교효과를 수득하기 위해서는, 가교제의 양은 지나치게 낮지 않아야 한다. 한편, 가교제의 양이 지나치게 높게 되면, 최종 입자의 팽창성이 저하되게 된다. 적당한 범위는 비닐아렌 단량체의 양을 기준으로 0.01 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 1.5 중량%이다. 가장 바람직하게는 가교제 0.01 내지 0.5 중량%가 사용된다.In order to obtain a meaningful crosslinking effect, the amount of crosslinking agent should not be too low. On the other hand, when the amount of the crosslinking agent is too high, the expandability of the final particles is reduced. The suitable range is 0.01 to 5% by weight, preferably 0.01 to 1.5% by weight based on the amount of vinylarene monomer. Most preferably 0.01 to 0.5% by weight of crosslinking agent is used.

더욱이, 폴리페닐렌 에테르의 존재하에 비닐아렌 단량체를 중합하는 것이 유리한 것으로 밝혀졌다. 폴리페닐렌 에테르의 존재는 발포물질이 냉각 중에 붕괴되는 기회를 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 적절한 폴리페닐렌 에테르는 EP-A-350137, EP-A-403023 및 EP-A-391499에 기재되어 있다. 폴리페닐렌 에테르는 단계 a) 및/또는 단계 c)에서 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 폴리페닐렌 에테르는 단계 a)에서 첨가된다. 폴리페닐렌 에테르 화합물은 비닐아렌의 양을 기준으로 바람직하게는 1 내지 30 중량%의 양으로 존재한다.Moreover, it has been found advantageous to polymerize vinylarene monomers in the presence of polyphenylene ethers. The presence of polyphenylene ethers has been found to reduce the chance that the foam material collapses during cooling. Suitable polyphenylene ethers are described in EP-A-350137, EP-A-403023 and EP-A-391499. Polyphenylene ether may be added in step a) and / or step c). Preferably, the polyphenylene ether is added in step a). The polyphenylene ether compound is preferably present in an amount of 1 to 30% by weight, based on the amount of vinylarene.

예비중합 단계에 후속하여, 예비중합된 매스를 수성 매질에 현탁시킨다. 수성 현탁 매질과 예비중합된 매스 간의 용적비는 당분야의 숙련인에 의해 감지되는 바와 같이, 광범위에서 다양할 수 있다. 적당한 용적비는 1 : 1 내지 1 : 10(예비중합된 매스 : 수성상)을 포함한다. 최적비는 경제적 측면을 고려하여 결정된다.Subsequent to the prepolymerization step, the prepolymerized mass is suspended in an aqueous medium. The volume ratio between the aqueous suspension medium and the prepolymerized mass can vary widely, as will be appreciated by those skilled in the art. Suitable volume ratios include from 1: 1 to 1:10 (prepolymerized mass: aqueous phase). The optimal cost is determined by considering the economic aspects.

수성 매질은 당분야의 숙련인에 의해 감지되는 바와 같이, 폴리비닐알콜, 젤라틴, 폴리에틸렌글리콜, 하이드록시에틸셀룰로스, 카복시메틸셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴아미드, 그러나 또한 폴리(메트)아크릴산, 포스폰산 또는 (파이로)인산, 말레산, 에틸렌 디아민 테트라아세트산 등의 염과 같은 하나 이상의 통상적인 안정제를 함유할 수 있다. 적절한 염으로는 암모늄, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 염이 포함된다. 이러한 염의 유리한 예는 트리칼슘 포스페이트이다. 바람직하게는, 안정제는 임의로 아크릴 아미드와의 배합물 형태로, 아크릴산 및/또는 메타크릴산 기본이다. 안정제의 양은 수성 매질의 중량을 기준으로 0.05 내지 1, 바람직하게는 0.15 내지 0.6 중량%에서 적절하게 변할 수 있다.Aqueous media are polyvinylalcohol, gelatin, polyethyleneglycol, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide, but also poly (meth) acrylic acid, as will be appreciated by those skilled in the art. , One or more conventional stabilizers, such as salts such as phosphonic acid or (pyro) phosphoric acid, maleic acid, ethylene diamine tetraacetic acid, and the like. Suitable salts include the ammonium, alkali metal and alkaline earth metal salts. An advantageous example of such salts is tricalcium phosphate. Preferably, the stabilizer is based on acrylic acid and / or methacrylic acid, optionally in the form of a combination with acrylamide. The amount of stabilizer may suitably vary from 0.05 to 1, preferably 0.15 to 0.6 weight percent, based on the weight of the aqueous medium.

예비중합 단계 a)에 적용될 때와 동일한 이유로 해서, 중합단계 c)는 유리하게는 하나 이상의 유리 라디칼 개시제에 의한 유리 라디칼 중합으로 수행된다.For the same reasons as applied in the prepolymerization stage a), the polymerization stage c) is advantageously carried out by free radical polymerization with one or more free radical initiators.

중합은 현탁액의 안정성을 증가시킴으로써 더욱 향상될 수 있다. 이러한 안정성 증가는 이미 존재하는 유화제 외에 극성 중합체를 예비중합된 매스에 혼입시킴으로써 달성될 수 있다. 이러한 중합체의 예로는 폴리비닐알콜, 젤라틴, 폴리에틸렌글리콜, 하이드록시에틸셀룰로스, 카복시메틸셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴아미드, 그러나 또한 폴리(메트)아크릴산, 포스폰산 또는 (파이로)인산, 말레산, 에틸렌 디아민 테트라아세트산의 염이 있다. 적당한 염에는 암모늄, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 염이 포함된다. 바람직하게는, 안정화 극성 중합체는 임의로는 아크릴 아미드와의 배합물 형태로, 아크릴산 및/또는 메타크릴산 기본이다. 혼입단계는 극성 중합체를 예비중합된 매스와 혼합함으로써 수행될 수 있지만, 상응하는 극성 단량체를 비닐아렌 단량체 및 물과 혼합하고 극성 단량체를 중합하여 목적하는 극성 중합체를 수득함으로써 현장에서 혼입시킬 수 있다. 이어서, 극성 중합체를 예비중합된 매스의 기타 성분과 함께 현탁시킬 수 있다. 극성 중합체를 혼입시키는 다른 방법은 상응하는 극성 단량체를 예비중합된 매스에 첨가하고 뒤이어서 단량체를 중합시켜 극성 중합체를 수득하는 것이다. 극성 중합체의 양은 유화된 물을 기준으로 적절하게는 0.1 내지 10 중량%이다.The polymerization can be further enhanced by increasing the stability of the suspension. This increase in stability can be achieved by incorporating the polar polymer into the prepolymerized mass in addition to the emulsifier already present. Examples of such polymers include polyvinylalcohol, gelatin, polyethyleneglycol, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide, but also poly (meth) acrylic acid, phosphonic acid or (pyro) phosphoric acid, Maleic acid, salts of ethylene diamine tetraacetic acid. Suitable salts include ammonium, alkali metal and alkaline earth metal salts. Preferably, the stabilizing polar polymer is based on acrylic acid and / or methacrylic acid, optionally in combination with acryl amide. The incorporation step can be carried out by mixing the polar polymer with the prepolymerized mass, but can be incorporated in situ by mixing the corresponding polar monomer with vinylarene monomer and water and polymerizing the polar monomer to give the desired polar polymer. The polar polymer may then be suspended together with the other components of the prepolymerized mass. Another method of incorporating polar polymers is to add the corresponding polar monomers to the prepolymerized mass and subsequently polymerize the monomers to obtain polar polymers. The amount of polar polymer is suitably from 0.1 to 10% by weight, based on emulsified water.

유리 라디칼 개시제는 유리 라디칼 스티렌 중합을 위한 통상적인 개시제 중에서 선택될 수 있다. 이러한 것들에는 특히 유기 퍼옥시 화합물, 예를 들면, 퍼옥사이드, 퍼옥시카보네이트 및 퍼에스테르가 포함된다. 퍼옥시 화합물의 배합물도 또한 사용될 수 있다. 적절한 퍼옥시 개시제의 전형적인 예는 데카노일 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 옥타노일 퍼옥시, 스테아릴 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드와 같은 C6-C20 아실 퍼옥사이드, t-부틸 퍼벤조에이트, t-부틸퍼아세테이트, t-부틸-퍼피발레이트, t-부틸퍼이소부티레이트 및 t-부틸-퍼옥시라우레이트와 같은 C2-C18 산과 C1-C5 알킬 그룹의 퍼-에스테르, 및 디이소프로필벤젠 하이드로퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 디큐밀 퍼옥사이드 또는 이들의 배합물과 같은 하이드로퍼옥사이드 및 디하이드로카빌 (C3-C10)퍼옥사이드이다.The free radical initiator can be selected from conventional initiators for free radical styrene polymerization. These include in particular organic peroxy compounds such as peroxides, peroxycarbonates and peresters. Combinations of peroxy compounds can also be used. Typical examples of suitable peroxy initiators are C 6 -C 20 acyl peroxides, such as decanoyl peroxide, benzoyl peroxide, octanoyl peroxy, stearyl peroxide, 3,5,5-trimethyl hexanoyl peroxide, t C 2 -C 18 acids and C 1 -C 5 alkyl groups such as -butyl perbenzoate, t-butylperacetate, t-butyl-perpivalate, t-butylperisobutyrate and t-butyl-peroxylaurate Per-esters and hydroperoxides and dihydrocarbyl (C 3 -C 10 ) peroxides such as diisopropylbenzene hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide or combinations thereof.

퍼옥시 화합물과 상이한 라디칼 개시제도 배제되지 않는다. 이러한 화합물의 적당한 예로는 α,α' -아조비스이소부티로니트릴이 있다. 라디칼 개시제의 양은 비닐아렌 단량체의 중량을 기준으로 적당하게는 0.01 내지 1 중량%이다. 공정은 반응 혼합물을 승온, 예를 들면, 40 내지 140 ℃ 범위로 가열함으로써 적절히 개시된다.Radical initiators different from peroxy compounds are not excluded. Suitable examples of such compounds are α, α'-azobisisobutyronitrile. The amount of radical initiator is suitably 0.01 to 1% by weight based on the weight of the vinylarene monomer. The process is suitably initiated by heating the reaction mixture to an elevated temperature, for example in the range from 40 to 140 ° C.

중합공정은 연쇄 이동제의 존재하에 적절히 수행될 수 있다. 당분야의 숙련인은 이러한 연쇄 이동제가 C2-C15-알킬 머캅탄과 같은 머캅탄, 예를 들면, n-도데실머캅탄, t-도데실머캅탄, n-부틸 머캅탄 또는, t-부틸머캅탄 중에서 선택될 수 있음을 감지할 것이다. 펜타페닐 에탄과 같은 방향족 화합물, 특히 α-메틸 스티렌의 이량체가 바람직하다.The polymerization process can be suitably carried out in the presence of a chain transfer agent. Those skilled in the art will appreciate that such chain transfer agents may be used in combination with mercaptans such as C 2 -C 15 -alkyl mercaptans, for example n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-butyl mercaptan or t-butyl It will be appreciated that it may be selected from mercaptans. Preference is given to aromatic compounds such as pentaphenyl ethane, in particular dimers of α-methyl styrene.

본 발명은 당분야의 숙련인으로 하여금 발포제로서 물을 함유하는 수-발포성 입자를 제조할 수 있게 해준다. 따라서, 본 발명은 비닐아렌 중합체, 물 및 유화제를 포함하는 중합체 입자를 제공하며, 여기에서 물의 양은 중합체 입자의 총 중량을 기준으로 8 내지 15 중량% 범위이다. 중합체 입자는 C3-C6 탄화수소 발포제를 함유할 필요가 없다. 이러한 사실은 탄화수소 발포제가 중합체 입자의 총량을 기준으로 0.5 중량% 이하, 바람직하게는 0.25 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있고, 더욱 바람직하게는 이러한 발포제가 완전히 부재함을 의미한다.The present invention enables those skilled in the art to produce water-foamable particles containing water as blowing agent. Accordingly, the present invention provides polymer particles comprising a vinylarene polymer, water and an emulsifier, wherein the amount of water ranges from 8 to 15% by weight, based on the total weight of the polymer particles. The polymer particles do not need to contain a C 3 -C 6 hydrocarbon blowing agent. This fact means that the hydrocarbon blowing agent can be present in an amount of up to 0.5% by weight, preferably up to 0.25% by weight, more preferably in the absence of such blowing agent, based on the total amount of polymer particles.

중합체 입자는 또한 유효량의 수종의 첨가제 또는 코팅제를 함유할 수 있다. 이러한 첨가제에는 염료, 충진제, 안정제, 난연제, 핵형성제, 대전방지제 및 윤활제가 포함된다. 글리세롤- 또는 금속 카복실레이트를 함유하는 코팅 조성물이 특히 관심의 대상이 된다. 이러한 화합물은 입자의 응집경향을 감소시킨다. 적당한 카복실레이트는 글리세롤 모노-, 디- 및/또는 트리스테아레이트 및 아연 스테아레이트이다. 이러한 첨가제 조성물에 대한 예는 GB-A-1,409,285에 개시되어 있다. 코팅 조성물은 공지방법을 통해서, 예를 들면, 리본 블렌더에서 건조 코팅을 통해 또는 용이하게 증발하는 액체내 슬러리 또는 용액을 통해 입자에 침착된다.The polymer particles may also contain an effective amount of several additives or coatings. Such additives include dyes, fillers, stabilizers, flame retardants, nucleating agents, antistatic agents and lubricants. Of particular interest are coating compositions containing glycerol- or metal carboxylates. These compounds reduce the agglomeration tendency of the particles. Suitable carboxylates are glycerol mono-, di- and / or tristearate and zinc stearate. Examples of such additive compositions are disclosed in GB-A-1,409,285. The coating composition is deposited on the particles via known methods, for example, through a dry coating in a ribbon blender or through a slurry or solution in a liquid that easily evaporates.

입자는 유리하게는 평균 직경이 0.1 내지 6 mm, 바람직하게는 0.4 내지 3 mm이다.The particles advantageously have an average diameter of 0.1 to 6 mm, preferably 0.4 to 3 mm.

팽창성 입자는 팽창되거나 예비팽창된 입자를 생성하도록 고온 공기로 또는 (과열) 증기를 이용하여 예비발포시킬 수 있다. 이러한 입자는 감소된 밀도, 예를 들면, 800 내지 30 kg/㎥를 갖는다. 발포 수행을 위해 입자에 포함된 물을 증발시키기 위해서는, 온도는 물보다 낮은 비점을 갖는 C3-C6 탄화수소 발포제에 대해 사용된 것보다 더 높아야 함이 감지될 것이다. 발포는 또한 오일중 가열 또는 마이크로파에 의해 달성될 수 있다.The expandable particles may be prefoamed with hot air or with (superheated) steam to produce expanded or preexpanded particles. Such particles have a reduced density, for example 800 to 30 kg / m 3. It will be appreciated that in order to evaporate the water contained in the particles for performing the foaming, the temperature must be higher than that used for the C 3 -C 6 hydrocarbon blowing agent having a lower boiling point than water. Foaming can also be accomplished by heating in oil or by microwaves.

본 발명은 하기 실시예로 더욱 상세히 설명된다.The invention is illustrated in more detail by the following examples.

실시예 1Example 1

2 리터 들이 오토클레이브에서, 소정량의 스티렌을 질소하에 300 rpm의 교반 속도에서 스티렌을 기준으로 0.4 중량%의 디벤조일 퍼옥사이드 및 스티렌을 기준으로 0.15 중량%의 3급-부틸 퍼옥시벤조에이트, 그리고 나트륨 비스(2-에틸헥실)설포석시네이트 ("AOT"라는 상표로 시판)와 함께 혼합한다. 혼합물을 이어서 100 분간 90 ℃로 가열하여 중합시킨다. 스티렌의 전환율은 약 55 %이다. 염화나트륨 0.9 중량%를 함유하는 물을 800 rpm으로 교반하면서 예비중합된 매스에 서서히 첨가한다. 교반을 5 분간 지속한다. 6.4 리터 들이 오토클레이브에서, 수득된 에멀션을 네덜란드 회사인 "AQUALON"에 의해 "NATROSOL 250G"라는 상표로 시판되고 있는 하이드록시에틸 셀룰로스 0.4 중량%를 함유하는 물에 현탁시킨다. 물 : 예비중합된 매스의 중량비는 약 3 : 1 이다. 중합반응을 90 ℃에서 5 시간 동안 지속시킨다. 질소압을 4 바로 증가시키고 온도를 125 ℃로 증가시킨다. 현탁액을 이 조건에서 추가로 5 시간 동안 유지시켜 중합을 완료한다. 중합체 비드를 수상으로부터 분리해내고 물로 세척한다. 이러한 비드의 물 함량은 폴리스티렌, 물 및 유화제의 양을 기준으로 TGA(열중량 분석)로 측정한다. 비드를 500 ml 들이 유리용기내 130 ℃의 고온공기에서 고온 에어건의 도움하에 팽창시킨다. 결과를 표 1에 나타내었다. 팽창성은 비드의 팽창된 용적 : 팽창 전 비드 용적의 비로서 표현한다.In a 2-liter autoclave, a predetermined amount of styrene was added at 0.4 rpm by weight of dibenzoyl peroxide and 0.15 wt% of tert-butyl peroxybenzoate based on styrene at a stirring speed of 300 rpm under nitrogen, And mixed with sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate (commercially available under the trademark "AOT"). The mixture is then polymerized by heating to 90 ° C. for 100 minutes. The conversion of styrene is about 55%. Water containing 0.9% by weight of sodium chloride is slowly added to the prepolymerized mass with stirring at 800 rpm. Stirring is continued for 5 minutes. In a 6.4 liter autoclave, the obtained emulsion is suspended in water containing 0.4% by weight of hydroxyethyl cellulose sold under the trademark "NATROSOL 250G" by the Dutch company "AQUALON". The weight ratio of water to prepolymerized mass is about 3: 1. The polymerization is continued at 90 ° C. for 5 hours. The nitrogen pressure is increased by 4 bars and the temperature is increased to 125 ° C. The suspension is maintained at this condition for an additional 5 hours to complete the polymerization. The polymer beads are separated from the water phase and washed with water. The water content of these beads is determined by TGA (thermogravimetric analysis) based on the amount of polystyrene, water and emulsifier. Beads are expanded with the aid of a hot air gun in hot air at 130 ° C. in a 500 ml glass container. The results are shown in Table 1. Expandability is expressed as the ratio of expanded volume of beads to bead volume before expansion.

비교 실시예Comparative Example

2 리터 들이 오토클레이브에서, 900 g의 스티렌을 질소하에 300 rpm의 교반 속도에서 스티렌을 기준으로 0.4 중량%의 디벤조일 퍼옥사이드 및 스티렌을 기준으로 0.15 중량%의 3급-부틸 퍼옥시벤조에이트, 그리고 나트륨 비스(2-에틸헥실)설포석시네이트 ("AOT"라는 상표로 시판) 10 g과 함께 혼합한다. 염화나트륨 0.9 중량%를 함유하는 물 100 g을 800 rpm으로 교반하면서 서서히 첨가한다. 교반을 5분간 지속한다. 6.4 리터 들이 오토클레이브에서, 수득된 혼합물을 "NATROSOL 250G"라는 상표로 시판되고 있는 하이드록시에틸 셀룰로스 0.4 중량%를 함유하는 물 3 리터에 현탁시킨다. 물 : 스티렌 함유 매스의 중량비는 약 3 : 1이다. 어떠한 분리된 소적도 찾아볼 수 없음이 관찰된다. 이는 아마도 수중유 에멀션이 형성되었다는 사실에 기인하는 듯하다. 중합반응을 90 ℃에서 지속시킨다. 약 2 시간 후, 반응기의 교반기를 정지시킨다. 반응기를 열었을 때, 에멀션은 고체 상태의 백색 덩어리와 물로 변했음이 밝혀졌다.In a 2-liter autoclave, 900 g of styrene at a stirring speed of 300 rpm under nitrogen at 0.4 wt% dibenzoyl peroxide and 0.15 wt% tert-butyl peroxybenzoate based on styrene, And 10 g of sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate (commercially available under the trademark "AOT"). 100 g of water containing 0.9% by weight of sodium chloride are added slowly with stirring at 800 rpm. Agitation is continued for 5 minutes. In a 6.4 liter autoclave, the resulting mixture is suspended in 3 liters of water containing 0.4% by weight of hydroxyethyl cellulose sold under the trademark "NATROSOL 250G". The weight ratio of water to styrene-containing mass is about 3: 1. It is observed that no discrete droplets can be found. This is probably due to the fact that oil-in-water emulsions have formed. The polymerization is continued at 90 ° C. After about 2 hours, the stirrer of the reactor is stopped. When the reactor was opened, it was found that the emulsion turned to a solid white mass and water.

실시예 2Example 2

6 리터 들이 용기에서, 3600 g의 스티렌을 질소하에 300 rpm의 교반속도에서 스티렌을 기준으로 0.4 중량%의 디벤조일 퍼옥사이드 및 스티렌을 기준으로 0.15 중량%의 3급-부틸 퍼옥시벤조에이트, 그리고 나트륨 비스(2-에틸헥실)설포석시네이트 ("AOT"라는 상표로 시판) 40 g과 함께 혼합한다. 혼합물을 이어서 100 분간 90 ℃로 가열하여 중합시킨다. 스티렌의 전환율은 약 55 %이다. 염화나트륨 0.9 중량%를 함유하는 물 400 g을 800 rpm으로 교반하면서 서서히 첨가한다. 교반을 5 분간 지속한다. 10 리터 들이 오토클레이브에서, 수득된 에멀션을 "NATROSOL 250G"이라는 상표로 시판되고 있는 하이드록시에틸 셀룰로스 0.4 중량%를 함유하는 물 4 리터에 현탁시킨다. 현탁수 : 예비중합된 매스의 중량비는 약 1 : 1이다. 중합반응은 350 rpm으로 교반하면서 90 ℃에서 5 시간 동안 지속시킨다. 질소압을 4 바로 증가시키고 온도를 125 ℃로 증가시킨다. 현탁액을 이 조건에서 추가로 5 시간 동안 유지시켜 중합을 완료한다. 중합체 비드를 수상으로부터 분리해내고 물로 세척한다. 이러한 비드의 물 함량은 폴리스티렌, 물 및 유화제의 양을 기준으로 TGA로 측정한다. 비드를 500 ml 들이 유리용기내 고온공기에서 고온 에어건의 도움하에 팽창시킨다. 결과를 표 2에 나타내었다.In a six-liter vessel, 3600 g of styrene was added at 0.4 rpm by weight of dibenzoyl peroxide based on styrene and 0.15% by weight of tert-butyl peroxybenzoate based on styrene at a stirring speed of 300 rpm under nitrogen, and Mix with 40 g of sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate (commercially available under the trademark "AOT"). The mixture is then polymerized by heating to 90 ° C. for 100 minutes. The conversion of styrene is about 55%. 400 g of water containing 0.9% by weight of sodium chloride are added slowly with stirring at 800 rpm. Stirring is continued for 5 minutes. In a 10 liter autoclave, the obtained emulsion is suspended in 4 liters of water containing 0.4% by weight of hydroxyethyl cellulose sold under the trademark "NATROSOL 250G". Suspension: The weight ratio of the prepolymerized mass is about 1: 1. The polymerization was continued at 90 ° C. for 5 hours with stirring at 350 rpm. The nitrogen pressure is increased by 4 bars and the temperature is increased to 125 ° C. The suspension is maintained at this condition for an additional 5 hours to complete the polymerization. The polymer beads are separated from the water phase and washed with water. The water content of these beads is measured by TGA based on the amount of polystyrene, water and emulsifier. Beads are inflated with the help of a hot air gun in hot air in a 500 ml glass container. The results are shown in Table 2.

실시예 3Example 3

2 리터 들이 오토클레이브에서, 900 g의 스티렌을 질소하에 300 rpm의 교반 속도에서 스티렌을 기준으로 0.4 중량%의 디벤조일 퍼옥사이드 및 스티렌을 기준으로 0.15 중량%의 3급-부틸 퍼옥시벤조에이트, 그리고 솔비탄 트리스테아레이트("SPAN 65"라는 상표로 시판) 10.0 g과 함께 혼합한다. 혼합물을 이어서 100 분간 90 ℃로 가열하여 중합시킨다. 스티렌의 전환율을 약 55%이다. 염화나트륨 0.9 중량%를 함유하는 물 100 g을 800 rpm으로 교반하면서 서서히 첨가한다. 교반을 5 분간 지속한다. 6.4 리터 들이 오토클레이브에서, 수득된 에멀션을 "NATROSOL 250G"이라는 상표로 시판되고 있는 하이드록시에틸 셀룰로스 0.4 중량%를 함유하는 물 3 리터에 현탁시킨다. 물 : 예비중합된 매스의 중량비는 약 3 : 1이다. 중합반응은 90 ℃에서 5 시간 동안 지속시킨다. 질소압을 4 바로 증가시키고 온도를 125 ℃로 증가시킨다. 현탁액을 이 조건에서 추가로 5 시간 동안 유지시켜 중합을 완료한다. 중합체 비드를 수상으로부터 분리해내고 물로 세척한다. 이러한 비드의 물 함량은 폴리스티렌, 물 및 유화제의 양을 기준으로 TGA로 측정한다. 비드를 500 ml 들이 유리용기내 고온공기에서 고온 에어건의 도움하에 팽창시킨다. 결과를 표 2에 나타내었다.In a 2-liter autoclave, 900 g of styrene at a stirring speed of 300 rpm under nitrogen at 0.4 wt% dibenzoyl peroxide and 0.15 wt% tert-butyl peroxybenzoate based on styrene, And 10.0 g of sorbitan tristearate (available under the trademark "SPAN 65"). The mixture is then polymerized by heating to 90 ° C. for 100 minutes. The conversion of styrene is about 55%. 100 g of water containing 0.9% by weight of sodium chloride are added slowly with stirring at 800 rpm. Stirring is continued for 5 minutes. In a 6.4 liter autoclave, the obtained emulsion is suspended in 3 liters of water containing 0.4% by weight of hydroxyethyl cellulose sold under the trademark "NATROSOL 250G". The weight ratio of water to prepolymerized mass is about 3: 1. The polymerization is continued at 90 ° C. for 5 hours. The nitrogen pressure is increased by 4 bars and the temperature is increased to 125 ° C. The suspension is maintained at this condition for an additional 5 hours to complete the polymerization. The polymer beads are separated from the water phase and washed with water. The water content of these beads is measured by TGA based on the amount of polystyrene, water and emulsifier. Beads are inflated with the help of a hot air gun in hot air in a 500 ml glass container. The results are shown in Table 2.

실시예 4Example 4

2 리터 들이 오토클레이브에서, 900 g의 스티렌을 질소하에 300 rpm의 교반 속도에서 스티렌을 기준으로 0.4 중량%의 디벤조일 퍼옥사이드 및 스티렌을 기준으로 0.15 중량%의 3급-부틸 퍼옥시벤조에이트, 그리고 솔비탄 모노올리에이트("SPAN 80"라는 상표로 시판) 10.0 g과 함께 혼합한다. 혼합물을 이어서 100 분간 90℃로 가열하여 중합시킨다. 스티렌의 전환율은 약 55 %이다. 염화나트륨 0.9 중량%를 함유하는 물 100 g을 800 rpm으로 교반하면서 서서히 첨가한다. 교반을 5분간 지속한다. 6.4 리터 들이 오토클레이브에서, 수득된 에멀션을 "NATROSOL 250G"라는 상표로 시판되고 있는 하이드록시에틸 셀룰로스 0.4 중량%를 함유하는 물 3 리터에 현탁시킨다. 물 : 예비중합된 매스의 중량비는 약 3 : 1이다. 중합반응은 90 ℃에서 5 시간 동안 지속시킨다. 질소압을 4 바로 증가시키고 온도를 125 ℃로 증가시킨다. 현탁액을 이 조건에서 추가로 5 시간 동안 유지시켜 중합을 완료한다. 중합체 비드를 수상으로부터 분리해내고 물로 세척한다. 이러한 비드의 물 함량은 폴리스티렌, 물 및 유화제의 양을 기준으로 TGA로 측정한다. 비드를 500 ml 들이 유리용기내 고온공기에서 고온 에어건의 도움하에 팽창시킨다. 결과를 표 2에 나타내었다.In a 2-liter autoclave, 900 g of styrene at a stirring speed of 300 rpm under nitrogen at 0.4 wt% dibenzoyl peroxide and 0.15 wt% tert-butyl peroxybenzoate based on styrene, And 10.0 g of sorbitan monooleate (available under the trademark "SPAN 80"). The mixture is then polymerized by heating to 90 ° C. for 100 minutes. The conversion of styrene is about 55%. 100 g of water containing 0.9% by weight of sodium chloride are added slowly with stirring at 800 rpm. Agitation is continued for 5 minutes. In a 6.4 liter autoclave, the obtained emulsion is suspended in 3 liters of water containing 0.4% by weight of hydroxyethyl cellulose sold under the trademark "NATROSOL 250G". The weight ratio of water to prepolymerized mass is about 3: 1. The polymerization is continued at 90 ° C. for 5 hours. The nitrogen pressure is increased by 4 bars and the temperature is increased to 125 ° C. The suspension is maintained at this condition for an additional 5 hours to complete the polymerization. The polymer beads are separated from the water phase and washed with water. The water content of these beads is measured by TGA based on the amount of polystyrene, water and emulsifier. Beads are inflated with the help of a hot air gun in hot air in a 500 ml glass container. The results are shown in Table 2.

실시예 5Example 5

2 리터 들이 오토클레이브에서, 900 g의 스티렌을 나트륨 비스(2-에틸헥실)설포석시네이트("AOT"라는 상표로 시판) 10.0 g과 혼합한다. 혼합물을 60 ℃로 가열시킨다. 증류수 99 g, 아크릴산 1 g 및 칼륨 퍼설페이트 0.03 g을 800 rpm으로 교반하면서 혼합물에 서서히 첨가한다. 교반을 5 분간 지속한다. 수득된 에멀션을 3 시간 동안 60 ℃로 가열하여, 800 rpm에서 교반하에 아크릴산이 중합되게 한다.In a two liter autoclave, 900 g of styrene is mixed with 10.0 g of sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate (available under the trademark "AOT"). The mixture is heated to 60 ° C. 99 g of distilled water, 1 g of acrylic acid and 0.03 g of potassium persulfate are slowly added to the mixture with stirring at 800 rpm. Stirring is continued for 5 minutes. The resulting emulsion is heated to 60 ° C. for 3 hours to allow acrylic acid to polymerize under stirring at 800 rpm.

여기에 스티렌을 기준으로 0.4 중량%의 디벤조일 퍼옥사이드 및 스티렌을 기준으로 0.15 중량%의 3급-부틸 퍼옥시벤조에이트를 가하고, 온도를 90 ℃로 상승시킨다. 이 온도를 100 분간 유지시킨다. 스티렌의 전환율은 약 55%이다. 6.4리터 들이 오토클레이브에서, 수득된 에멀션을 "NATROSOL 250G"라는 상표로 시판되고 있는 하이드록시에틸 셀룰로스 0.4 중량%를 함유하는 물 3 리터에 현탁시킨다.To this is added 0.4% by weight of dibenzoyl peroxide based on styrene and 0.15% by weight of tert-butyl peroxybenzoate based on styrene and the temperature is raised to 90 ° C. Hold this temperature for 100 minutes. The conversion of styrene is about 55%. In a 6.4 liter autoclave, the obtained emulsion is suspended in 3 liters of water containing 0.4% by weight of hydroxyethyl cellulose sold under the trademark "NATROSOL 250G".

현탁수 : 예비중합된 매스의 용적비는 약 3 : 1이다. 중합반응이 350 rpm 으로 교반하면서 90℃에서 5 시간 동안 지속시킨다. 질소압을 4 바로 증가시키고 온도를 125 ℃로 증가시킨다. 현탁액을 이 조건에서 추가로 5 시간 동안 유지시켜 중합을 완료한다. 중합체 비드를 수상으로부터 분리해내고 물로 세척한다. 이러한 비드의 물 함량은 폴리스티렌, 물 및 유화제의 양을 기준으로 TGA로 측정한다. 비드를 500 ml 들이 유리용기내 고온공기에서 고온 에어건의 도움하에 팽창시킨다. 결과를 표 2에 나타내었다.Suspension: The volume ratio of the prepolymerized mass is about 3: 1. The polymerization is continued at 90 ° C. for 5 hours with stirring at 350 rpm. The nitrogen pressure is increased by 4 bars and the temperature is increased to 125 ° C. The suspension is maintained at this condition for an additional 5 hours to complete the polymerization. The polymer beads are separated from the water phase and washed with water. The water content of these beads is measured by TGA based on the amount of polystyrene, water and emulsifier. Beads are inflated with the help of a hot air gun in hot air in a 500 ml glass container. The results are shown in Table 2.

실시예 6Example 6

2 리터 들이 오토클레이브에서, 900 g의 스티렌을 디비닐벤젠 0.45 g, 스티렌을 기준으로 0.4 중량%의 디벤조일 퍼옥사이드 및 스티렌을 기준으로 0.15 중량%의 3급-부틸 퍼옥시벤조에이트, 및 나트륨 비스(2-에틸헥실)설포석시네이트("AOT"라는 상표로 시판) 10.0 g과 혼합한다. 혼합물을 100 분간 90℃로 가열하고, 300 rpm에서 교반한다. 염화나트륨 0.9 중량%를 함유하는 증류수 100 g을 800 rpm에서 교반하면서 서서히 첨가한다. 교반을 5 분간 지속한다. 스티렌의 전환율은 약 55%이다. 6.4 리터 들이 오토클레이브에서, 수득된 에멀션을 "NATROSOL 250G"라는 상표로 시판되고 있는 하이드록시에틸 셀룰로스 0.4 중량%를 함유하는 물 3리터에 현탁시킨다. 중합반응을 350 rpm에서 교반하면서 90℃에서 5 시간 동안 지속시킨다. 질소압을 4 바로 증가시키고 온도를 125 ℃로 증가시킨다. 현탁액을 이 조건에서 추가로 5 시간 동안 유지시켜 중합을 완료한다. 중합체 비드를 수상으로부터 분리해내고 물로 세척한다. 이러한 비드의 물 함량은 폴리스티렌, 물 및 유화제의 양을 기준으로 TGA로 측정한다. 비드를 500 ml 들이 유리용기내 고온공기에서 고온 에어건의 도움하에 팽창시킨다. 결과를 표 2에 나타내었다.In a 2-liter autoclave, 900 g of styrene was 0.45 g of divinylbenzene, 0.4% by weight of dibenzoyl peroxide based on styrene and 0.15% by weight of tert-butyl peroxybenzoate based on styrene, and sodium Mix with 10.0 g of bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate (commercially available under the trademark "AOT"). The mixture is heated to 90 ° C. for 100 minutes and stirred at 300 rpm. 100 g of distilled water containing 0.9% by weight of sodium chloride are slowly added with stirring at 800 rpm. Stirring is continued for 5 minutes. The conversion of styrene is about 55%. In a 6.4 liter autoclave, the obtained emulsion is suspended in 3 liters of water containing 0.4% by weight of hydroxyethyl cellulose sold under the trademark "NATROSOL 250G". The polymerization is continued at 90 ° C. for 5 hours with stirring at 350 rpm. The nitrogen pressure is increased by 4 bars and the temperature is increased to 125 ° C. The suspension is maintained at this condition for an additional 5 hours to complete the polymerization. The polymer beads are separated from the water phase and washed with water. The water content of these beads is measured by TGA based on the amount of polystyrene, water and emulsifier. Beads are inflated with the help of a hot air gun in hot air in a 500 ml glass container. The results are shown in Table 2.

Claims (12)

a) 비닐아렌 단량체를 비닐아렌 단량체를 기준으로, 20 내지 70% 전환율로 예비중합하여(예비중합은 이미 존재하는 물로 또는 물이 첨가되기 전에 수행된다)그 안에 유화된 물 및 유화제를 추가로 함유하는 예비중합된 매스를 수득하며,a) prepolymerizing the vinylene monomer at 20 to 70% conversion, based on the vinylene monomer (prepolymerization is carried out with water already present or before water is added), further containing emulsified water and emulsifier therein To obtain a prepolymerized mass, b) 예비중합된 매스를 수성 매질에 현탁시켜 현탁된 소적을 수득한 다음,b) suspending the prepolymerized mass in an aqueous medium to obtain suspended droplets, c) 현탁된 소적내 비닐아렌 단량체를 완전한 단량체 전환이 되도록 중합시켜 현탁된 중합체 입자를 수득하는 단계를 포함하는, 현탁중합에 의한 비닐아렌 중합체를 함유하는 중합체 입자의 제조방법.c) polymerization of the vinylene monomer in the suspended droplets to complete monomer conversion to obtain suspended polymer particles. 제 1 항에 있어서, 수득된 중합체 입자를 수성 혼합물로부터 분리하여 팽창시켜 예비팽창된 입자를 수득하는 방법.The process according to claim 1, wherein the obtained polymer particles are separated from the aqueous mixture and expanded to obtain pre-expanded particles. 제 1 항에 있어서, 예비팽창된 입자를 추가 처리하여 발포물을 수득하는 방법.The method of claim 1 wherein the preexpanded particles are further treated to yield a foam. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 물, 유화제 및 비닐아렌 단량체를 교반하여 에멀션을 생성시킨 다음 이를 이어서 목적하는 전환율로의 예비중합에 투입하여 예비중합된 매스를 수득하는 방법.4. Process according to any one of the preceding claims, wherein water, emulsifiers and vinylarene monomers are stirred to produce an emulsion which is then subjected to prepolymerization at the desired conversion to obtain a prepolymerized mass. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 비닐아렌 단량체를 먼저 유화제의 존재하에 예비중합에 투입하고, 뒤이어서 물을 예비중합된 비닐아렌 혼합물에 첨가하여 물을 유화시키는 방법.4. The process according to any one of claims 1 to 3, wherein the vinylene monomers are first introduced into the prepolymerization in the presence of an emulsifier, followed by the addition of water to the prepolymerized vinylene mixture. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 유화제가 비스알킬설포석시네이트, 솔비톨-C8-20-카복실레이트 및 C8-20-알킬자일렌 설포네이트 중에서 선택되는 방법.The method according to any one of claims to 3, wherein the emulsifier is pitching when carbonate, sorbitol -C 8 alkyl sulfonic bis- method selected from alkyl xylene sulphonate-20-carboxylate, and C 8 - 20. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 유화제의 양이 비닐아렌 단량체의 양을 기준으로 0.01 내지 5 중량% 범위인 방법.The process according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount of emulsifier is in the range of 0.01 to 5% by weight, based on the amount of vinylarene monomer. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a)에서 사용될 물의 양이 물과 비닐아렌 단량체의 중량을 기준으로 1 내지 20 중량% 범위인 방법.The process according to claim 1, wherein the amount of water to be used in step a) ranges from 1 to 20% by weight, based on the weight of the water and the vinylarene monomer. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 예비중합 단계 a) 및 중합 단계 c)가 유리 라디칼 중합에 의해 수행되는 방법.The process according to any one of claims 1 to 3, wherein the prepolymerization step a) and the polymerization step c) are carried out by free radical polymerization. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 극성 중합체가 예비중합된 매스에 혼입되는 방법.The process according to claim 1, wherein the polar polymer is incorporated into the prepolymerized mass. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 가교제가 중합 도중에 존재하는 방법.The process according to any one of claims 1 to 3, wherein the crosslinking agent is present during the polymerization. 비닐아렌 단량체의 중합체, 소적 형태의 물 및 유화제를 포함하고, 물의 양이 중합체 입자의 총 중량을 기준으로 8.6 내지 15 중량% 범위인 중합체 입자.A polymer particle comprising a polymer of vinylarene monomer, water in the form of droplets, and an emulsifier, wherein the amount of water ranges from 8.6 to 15% by weight, based on the total weight of the polymer particles.
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