KR101353627B1 - 팽창가능 스티렌 중합체의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수성 현탁액 중에서 휘발성 발포제 및 유기 상 기준 0.1 내지 30 ppm의 하이드록시알킬아민의 존재 하에 단량체를 중합하는 것에 의한, 균일한 셀 구조 및 낮은 열 전도성을 가지는 발포체로 가공될 수 있으며 좁은 비드 크기 분포를 가지는 팽창가능 스티렌 중합체의 제조 방법에 관한 것이다.
발포체, 팽창가능 스티렌 중합체, 비드 크기 분포, 휘발성 발포제, 하이드록시알킬아민, 마그네슘 피로포스페이트

Description

팽창가능 스티렌 중합체의 제조 방법{PROCESS FOR PREPARING EXPANDABLE STYRENE POLYMERS}
본 발명은, 휘발성 발포제(blowing agent)의 존재 하에 수성 현탁액 중에서 단량체의 중합을 통해, 균일한 셀 구조를 가지며 낮은 열 전도성을 가지는 발포체를 제공하도록 가공될 수 있는 좁은 비드(bead) 크기 분포를 가지는 팽창가능 스티렌 중합체를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
스티렌 중합체 기재의 발포체는 단열 재료 및 포장 재료로서 주요한 산업적 지위를 차지하고 있다. 이를 산업적 규모로 제조할 때에는, 먼저 발포제 존재하의 스티렌의 현탁 중합을 통하여 팽창가능 스티렌 중합체를 제조하고, 가열을 통하여 이것을 발포시켜 발포체 입자를 제공한 다음, 이를 주형에서 용융시켜 성형물을 제공한다.
현탁 중합은 현탁 안정화제 및 통상적인 스티렌-가용성 중합 촉매의 존재하에 이루어진다.
여기에서 사용되는 현탁 안정화제는 보통 폴리비닐 알콜 (PVA) 및 폴리비닐피롤리돈 (PVP)과 같은 분자 콜로이드뿐만 아니라, Ca3(PO4)2 (피커링염(Pickering salt)으로 알려져 있음)와 같은 난용성 염도 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속 알킬술포네이트와 함께 포함한다.
EP-A 575 872호는 수성 현탁액 중에서 발포제 존재 하에 스티렌의 중합을 통한, 팽창가능 스티렌 비드 중합체의 제조 공정에 대해 기술하고 있다. 예를 들면, 마그네슘 피로포스페이트, 나트륨 알킬술포네이트, 및 나트륨 아크릴레이트로 구성되는 혼합물이 현탁 안정화제 시스템으로서 사용된다. 그러나, 상기 공정의 단점은 상대적으로 넓은 비드 크기 분포로 귀결된다는 것이다. 그 결과는 엣지 분획(edge fraction)으로 알려져 있는 것을 동시에 형성시키지 않고는 목적하는 비드 분획이 제조될 수 없다는 것이다.
EP-A 304 582호는 수성 현탁액 중에서의 스티렌의 중합을 통한, 좁은 그레인(grain) 크기 분포를 가지는 팽창가능 스티렌 중합체의 제조 공정에 관한 것이다. 유기 보호 콜로이드, 예컨대 폴리비닐피롤리돈 또는 하이드록시에틸셀룰로스, 그리고 무기 안정화제, 예컨대 칼슘 포스페이트나 바륨 포스페이트 또는 칼슘 술페이트나 바륨 술페이트로 구성되는 혼합물이 안정화제 시스템으로서 사용된다. 그레인 크기 및 그레인 크기 분포를 조절하기 위해서는, 50 내지 500 ppm의 바람직하게는 난용성 카르보네이트가 현탁액에 첨가된다. 상기 공정의 단점은 유기 보호 콜로이드가 폐수에 심각한 오염을 야기함으로써 복잡한 수처리 공정을 필요로 한다는 것이다.
DE-A 44 31 211호는 재활용 폴리스티렌을 사용하며, 재활용 재료와 단량체로 구성되는 전체 혼합물을 기준으로 50 내지 1000 ppm의 알킬디(2-하이드록시에틸)아 민이 중합 과정 중에 첨가되는, 균일한 발포체 구조를 가지는 팽창가능 스티렌 중합체의 제조 공정에 대해 기술하고 있다.
본 발명의 목적은 언급된 단점들을 제거하는 것, 및 균일한 셀 구조를 가지며 낮은 열 전도성을 가지는 발포체를 제공하도록 가공될 수 있는 좁은 비드(bead) 크기 분포를 가지는 팽창가능 스티렌 중합체를 제조할 수 있는 방법을 찾는 것이다.
이에 따라, 휘발성 발포제 존재 하에 수성 현탁액 중에서 단량체의 중합을 통하며, 여기서 중합은 유기 상 기준으로 0.1 내지 30 ppm의 하이드록시알킬아민의 존재 하에 수행되는, 팽창가능 스티렌 중합체의 제조 방법이 발견되었다.
놀랍게도, 유기 상을 기준으로 0.1 내지 30 ppm, 바람직하게는 1 내지 10 ppm의 하이드록시알킬아민이 적당히 균일한 발포체 구조, 및 그와 관련된 2 mW/mK이하의 열 전도성 감소를 달성하는 데에 충분하다는 것이 발견되었다.
상기 하이드록시알킬아민은 바람직하게는 수성 현탁액의 제조 중에, 또는 가열 단계 중에 100 ℃의 온도에 도달하기 전에 첨가된다. 하이드록시아민은 특히 바람직하게는 유기 상의 개시 충전물로서 사용된다.
바람직한 하이드록시알킬아민은 악조(Akzo) 사로부터 아르모스타트(Armostat)® 400으로서 시중에서 구입가능한 알킬디(2-하이드록시에틸)아민, 특히 C12/C14-알킬디(2-하이드록시에틸)아민이다.
본 발명의 목적상, 스티렌 중합체는 폴리스티렌, 및 중합체에 도입된 스티렌을 50 중량부 이상 포함하는, 스티렌과 다른 α,β-올레핀계 불포화 화합물과의 공중합체이다. 이에 따라 본 발명의 방법에 사용될 수 있는 공단량체의 예는: α-메틸스티렌, 고리-할로겐화 스티렌, 고리-알킬화 스티렌, 아크릴로니트릴, 아크릴 또는 메타크릴 산과 1 내지 8 탄소 원자를 가지는 알콜의 에스테르, N-비닐 화합물, 예컨대 비닐카르바졸, 또는 2개의 중합가능 이중 결합을 포함하는 기타 소량 화합물, 예컨대 부타디엔, 디비닐벤젠 또는 부탄디올 디아크릴레이트이다.
본 발명의 방법에서 사용되는 바람직한 휘발성 발포제는 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 3 내지 8 중량%의 C3-C7 탄화수소, 예컨대 프로판, 부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 네오펜탄 및/또는 헥산이다. 원칙적으로는, 다른 휘발성 물질을 사용하는 것 역시 가능하다.
중합은 통상적인 스티렌-가용성 촉매, 예컨대 디벤조일 퍼옥사이드, tert-부틸 퍼벤조에이트, 디큐밀 퍼옥사이드, 디-tert-부틸 퍼옥사이드, 및 이들의 혼합물을 바람직하게는 단량체를 기준으로 0.05 내지 1 중량%의 양으로 사용하여 개시된다.
스티렌 중합체는 팽창가능 생성물에 소정의 특성을 부여하는 통상적인 기타 물질의 첨가를 포함할 수도 있다. 언급될 수 있는 예는 유기브롬 또는 -염소 화합물 기재의 난연제, 예컨대 트리스디브로모프로필 포스페이트, 헥사브로모싸이클로도데칸, 테트라브로모비스페놀 A 유도체, 브롬화 디페닐에탄, 클로로파라핀, 그리고 또한 난연제용 상승제, 예컨대 디큐밀 및 고도로 분해가능한 유기 과산화물; 및 정전기방지제, 안정화제, 염료, 윤활제, 충전재 및 예비발포시 점착방지 작용을 하는 물질, 예컨대 아연 스테아레이트, 멜라민-포름알데하이드 축합물, 또는 실리카, 그리고 또한 최종 발포시 탈형 시간을 단축시키기 위한 제제, 예컨대 글리세롤 에스테르 또는 하이드록시카르복실 에스테르이다. 상기 첨가제는 원하는 작용에 따라 입자 중에 균일한 분포를 가지거나, 또는 표면 코팅으로서 존재할 수 있다.
열 전도성을 감소시키기 위한 적합한 첨가제는 카본 블랙 및 흑연과 같은 탄소 입자이다. 어떠한 통상적인 유형의 카본 블랙도 적합하나, 입자 크기가 80 내지 120 nm인 플레임 블랙(flame black)이 바람직하다. 카본 블랙의 사용되는 양은 바람직하게는 2 내지 10 중량 %이다. 그러나, 흑연이 특히 우수한 적합성을 가지는데, 여기에서는 평균 입자 크기 0.5 내지 200 ㎛, 바람직하게는 1 내지 25 ㎛, 특히 2 내지 20 ㎛, 벌크 밀도 100 내지 500 g/l, 그리고 비표면적 5 내지 20 m2/g의 것이 바람직하다. 천연 흑연 또는 분쇄된 합성 흑연이 사용될 수 있다. 스티렌 중합체는 0.1 내지 25 중량%, 특히 0.5 내지 8 중량 % 양의 흑연 입자를 포함한다.
첨가제는 본 발명의 공정 중에 적절히 첨가되거나, 또는 차후에 본 발명에 의해 제조된 팽창가능 스티렌 중합체에 적용된다.
스티렌의 현탁 중합은 원래 알려져 있다. 그것에 대해서는 문헌 {Kunststoff-Handbuch [Plastic Handbook], volume V, "Polystyrol" [Polystyrene] Carl Hanser-Verlag, 1969, pp. 679-688}에 상세하게 기술되어 있다. 본 방법에서 스티렌은, 경우에 따라 상기 언급된 공단량체와 함께, 일반적으로 물에 현탁되며, 유기 또는 무기 현탁 안정화제의 존재하에 완전히 중합된다.
본 발명의 방법에서는, 수성 현탁액 중에서 스티렌 (경우에 따라서는 50 중량% 이하의 상기 언급된 공단량체와 함께)의 중합을 통하여 팽창가능 스티렌 비드 중합체가 제조되며, 중합 공정 전에, 그 동안에 또는 그 후에, 유효량의 상기한 발포제, 및 경우에 따라 통상적인 첨가제가 첨가된다. 유기 상에 대한 물의 부피비는 바람직하게는 0.5 내지 1.6, 특히 1.0 내지 1.4이다.
분자량을 조절하는 통상적인 사슬-전달제(chain transfer agent)의 존재 하에 중합을 수행하는 것 역시 가능하다. tert-도데실 메르캅탄 또는 DMS (이량체성 α-메틸스티렌)을 사용하는 것이 바람직하다. 조절제의 일반적으로 사용되는 양은 단량체를 기준으로 0.0001 내지 0.5 중량%이다.
수성 현탁액을 안정화하는 데에는 포스페이트, 특히 바람직하게는 마그네슘 피로포스페이트 또는 트리칼슘 포스페이트를 사용하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 마그네슘 피로포스페이트, 2차 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속 알킬술포네이트, 및 경우에 따라 이중 결합을 가지는 카르복실레이트로 구성되는 혼합물이 본 발명의 방법을 위한 현탁액 안정화제 시스템으로서 사용된다. 카르복실레이트는 안정력을 향상시키고, 탱크 벽 상의 침착물의 형성을 억제한다. 또한, 팽창 능력 및 정전기 대전에 대한 수용능력과 같은 생성물의 특성에 대하여 유리한 효과가 있다.
마그네슘 피로포스페이트는 보통 중합을 개시할 때 개시 충전물로서 사용되며, 일반적으로 사용되는 농도는 수성 상 기준으로 0.03 내지 2.0 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 0.2 중량%이다.
마그네슘 피로포스페이트는 바람직하게는 중합 직전에 최대 농도의 피로포스페이트와 마그네슘 이온의 용액을 조합하여 제조되며, 사용되는 마그네슘염의 화학양론적 양은 Mg2P2O7의 침전에 요구되는 양이다. 마그네슘염은 고체 형태로, 또는 수용액으로 존재할 수 있다. 바람직한 일 구현예에서, 마그네슘 피로포스페이트는 나트륨 피로포스페이트 (Na4P2O7)와 마그네슘 술페이트 (MgSO4 7H2O)의 수용액의 조합을 통하여 제조된다. 마그네슘염의 첨가되는 양은 화학양론적으로 요구되는 양 이상, 바람직하게는 화학양론적 양이다. 본 발명의 방법에 있어서는, 알칼리 금속 피로포스페이트의 어떠한 과량도 피하는 것이 유리하다.
본 발명의 방법은 바람직하게는 술포네이트 기를 포함하며 연장제(extender)로 알려져 있는 유화제를 사용한다. 이러한 연장제에는 예컨대 나트륨 도데실벤젠술포네이트, 긴-사슬 알킬술포네이트, 비닐술포네이트, 디이소부틸나프탈렌술포네이트가 있다. 바람직하게 사용되는 연장제는 도데실벤젠술폰산의 알칼리 금속염 및/또는 C12-C17-알킬술폰산 혼합물의 알칼리 금속염이다. 특히 적합한 C12-C17-알킬술포네이트의 혼합물은 주로 C15의 평균 사슬 길이를 가지는 2차 나트륨 알킬술포네이트로 구성된다. 이러한 유형의 혼합물은 바이엘(Bayer) AG 사에 의해 메르솔라트(Mersolat)® K30이라는 명칭으로 매매되고 있다. 연장제는 난용성 무기 화합물이 현탁액을 안정화시키는 능력을 증가시킨다.
연장제의 일반적으로 사용되는 양은 마그네슘 피로포스페이트를 기준으로 0.5 내지 15 중량%, 바람직하게는 2 내지 10 중량%이다.
목적하는 비드 직경 d'는 연장제 공급 시간의 적절한 변형을 통하여 넓은 범위 내에서 (예컨대 0.5 내지 3 mm의 범위에서) 원하는 대로 조정될 수 있다. 비드 크기 분포에 영향을 주기 위해서는, 카르보네이트/하이드로젠카르보네이트의 첨가를 사용하는 것이 바람직하다.
중합 동안에, 수성 상 기준으로 1 내지 1000 ppm, 바람직하게는 50 내지 500 ppm의 수용성 카르보네이트 및/또는 하이드로젠카르보네이트를 첨가하는 것이 바람직하다. 카르복실레이트가 산, 예컨대 아크릴산의 형태로 사용되는 경우, 이것은 카르보네이트 이온과 함께 등가량의 하이드로젠카르보네이트를 형성한다. 이것은 하기의 정량 평가에 참작되어야 한다. 현탁액에서는 3:1 내지 1:5, 바람직하게는 1:0 내지 1:2의 카르보네이트 대 하이드로젠카르보네이트 이온의 몰비가 이상적이라는 것이 밝혀졌다. 적합한 카르보네이트 또는 하이드로젠카르보네이트는 나트륨, 칼륨 및 암모늄의 것들이다. 중합 도중 스티렌 전환율이 5 % 이상, 바람직하게는 20 % 이상일 때에 카르보네이트 또는 하이드로젠카르보네이트를 첨가하는 것이 유리하다. 중합 개시 시에 즉시 카르보네이트가 첨가되는 경우에는, 혼합물 응집의 위험성이 있다.
현탁액의 안정성과 관련하여, 현탁 중합의 개시 시에 스티렌 중 (또는 스티렌의 공단량체와의 혼합물 중) 폴리스티렌의 (또는 해당 스티렌 공중합체의) 용액이 존재하는 것이 유리한 것으로 밝혀졌다. 여기에서는 0.5 내지 30 중량%, 특히 3 내지 20 중량% 농도의 스티렌 중 폴리스티렌 용액을 사용하여 개시하는 것이 바람직하다. 이러한 목적으로 순수한 폴리스티렌이 단량체에 용해될 수 있으나, 엣지 분획으로 알려져 있는 것을 사용하는 것이 유리한데, 이것은 팽창가능 폴리스티렌 제조에서 발생하는 비드 크기 분리시의 체질에 의해 추출되는 과도하게 크거나 과도하게 작은 비드이다.
본 발명에 의해 제조되는 발포제를 포함하는 스티렌 중합체 입자의 직경은 일반적으로 0.2 내지 4 mm이다. 이것은 통상적인 방법에 의해, 예컨대 증기를 사용하여 예비발포됨으로써 그 직경이 0.1 내지 2 cm이며 그 벌크 밀도가 5 내지 100 kg/m3인 발포체 입자를 제공할 수 있다.
예비발포된 입자는 이어서 통상적인 공정에 의해 완전히 발포됨으로써 그 밀도가 5 내지 100 kg/m3인 발포체 성형물을 제공할 수 있다.
본 발명의 방법은 많은 장점들을 가진다. 팽창가능 스티렌 중합체 비드의 입자 직경은 용이하고 정밀하게 조절될 수 있다. 발포제를 포함하는 팽창가능 비드 중합체는 낮은 내부 수분 함량, 높은 팽창 능력, 및 우수하고 일정한 가공 특성을 가진다. 또한, 정전기 대전에 대한 경향이 매우 작다.
안정화제 시스템의 (예컨대 난연 및 비-난연 등급에 대한) 어떠한 재조정 없이도 다양한 유기 단량체 상을 사용하는 것 또한 가능하다.
본 발명의 방법에서 형성되는 폐수는 유기 화합물에 의한 낮은 수준의 오염만을 나타낸다. 추가적인 생물학적 처리는 어려움 없이 수행될 수 있다. 또한, 생성물의 후처리(work-up)는 어떠한 산 세척 또는 기타의 통상적인 세척 작업도 필요로 하지 않는다.
본 발명의 방법은 좁고 조절가능한 비드 크기 분포를 가지는 팽창가능 스티렌 중합체를 제공할 수 있다. 이것은 소정 비드 크기와 관련하여 요동하는 시장의 요구에 대한 유연하고 비용-효과적인 반응을 가능케 한다. 발포 공정 후에 수득되는 균일한 발포체 구조는 발포체의 기계적 및 열적 특성에 대하여 유리한 효과를 가진다. 균일한 발포체 구조는 기계적 특성에 대한 어떠한 역효과 없이도 열 전도성의 감소를 통한 단열 특성의 향상을 가능케 한다.
Mg2P2O7 현탁액의 제조:
Mg2P2O7 현탁액의 제조를 위하여, 하기의 실시예 각각에서 1.20 kg의 Na4P2O7을 각 경우마다 50 kg의 물에 실온에서 미리 용해시켰다. 물 8.00 kg 중 MgSO4×7H2O 2.22 kg으로 구성된 용액을 교반하면서 상기 용액에 첨가한 다음, 혼합물을 5분 동안 교반하였다. 이렇게 하여 마그네슘 피로포스페이트 (MPP)의 수성 현탁액을 제공하였다.
실시예 1
십자-칼날 교반기가 구비되어 있으며 내부식성의 스테인리스 스틸로 구성된 기밀 교반 탱크 중에 550 l의 물이 개시 충전물로서 사용되었으며, 교반하면서 Mg2P2O7 현탁액을 첨가하였다. 다음에, 2.99 kg의 디큐밀 퍼옥사이드와 0.04 kg의 루시돌(Lucidol)® (75 % 농도) 벤조일 퍼옥사이드, 3.90 kg의 헥사브로모싸이클로도데칸, 3 ppm의 C12/C14-알킬디(2-하이드록시에틸)아민 (악조 사의 아르모스타트® 400), 및 310 ppm의 폴리에틸렌 왁스 (유기 상 기준)와 함께 590 kg의 스티렌을 첨가하였다.
교반 탱크를 밀봉하고, 1 바의 질소압을 설정한 후, 혼합물을 1.8시간 내에 105 ℃로 가열하였다. 다음에, 혼합물을 5.5시간 동안 135 ℃로 가열하였다. 다음에, 135 ℃에서 추가적인 0.5시간 동안 혼합물의 교반을 계속하였다.
80 ℃의 온도에 도달하고 약 110분 후, 메르솔라트® K30 (바이엘 사, 나트륨 C12-C17-알킬술포네이트의 혼합물)의 40 % 농도 수용액 0.12 kg을 첨가하였다. 80 ℃의 온도에 도달하고 50분 후에는, 0.24 kg의 나트륨 하이드로젠카르보네이트 및 0.15 kg의 나트륨 카르보네이트를 현탁액에 첨가하였다. 120분 후, 46.4 kg의 펜탄을 첨가하였다. 324분 후에는, 0.98 kg의 수화 마그네슘 술페이트를 첨가하였다.
실시예 2
십자-칼날 교반기가 구비되어 있으며 내부식성의 스테인리스 스틸로 구성된 기밀 교반 탱크 중에 550 l의 물이 개시 충전물로서 사용되었으며, 교반하면서 Mg2P2O7 현탁액을 첨가하였다. 2.99 kg의 디큐밀 퍼옥사이드와 0.04 kg의 루시돌® (75 % 농도), 3.90 kg의 헥사브로모싸이클로도데칸, 3 ppm의 아르모스타트® 400, 및 310 ppm의 폴리에틸렌 왁스 (유기 상 기준)와 함께 590 kg의 스티렌을 첨가하였다.
교반 탱크를 밀봉하고, 1 바의 질소압을 설정한 후, 혼합물을 1.8시간 내에 105 ℃로 가열하였다. 다음에, 혼합물을 5.5시간 동안 135 ℃로 가열하였다. 다음에, 135 ℃에서 추가적인 0.5시간 동안 혼합물의 교반을 계속하였다.
80 ℃의 온도에 도달하고 약 110분 후, 메르솔라트® K30의 40 % 농도 수용액 0.12 kg을 첨가하였다. 80 ℃의 온도에 도달하고 50분 후에는, 0.25 kg의 나트륨 카르보네이트를 현탁액에 첨가하였다. 120분 후, 46.4 kg의 펜탄을 첨가하였다. 324분 후에는, 0.98 kg의 수화 마그네슘 술페이트를 첨가하였다.
실시예 3
십자-칼날 교반기가 구비되어 있으며 내부식성의 스테인리스 스틸로 구성된 기밀 교반 탱크 중에 550 l의 물이 개시 충전물로서 사용되었으며, 교반하면서 Mg2P2O7 현탁액을 첨가하였다. 2.99 kg의 디큐밀 퍼옥사이드와 0.04 kg의 루시돌? (75 % 농도), 3.90 kg의 헥사브로모싸이클로도데칸, 3 ppm의 아르모스타트® 400, 및 310 ppm의 폴리에틸렌 왁스 (유기 상 기준)와 함께 590 kg의 스티렌을 첨가하였다.
교반 탱크를 밀봉하고, 1 바의 질소압을 설정한 후, 혼합물을 1.8시간 내에 105 ℃로 가열하였다. 다음에, 혼합물을 5.5시간 동안 135 ℃로 가열하였다. 다음에, 135 ℃에서 추가적인 0.5시간 동안 혼합물의 교반을 계속하였다.
80 ℃의 온도에 도달하고 약 110분 후, 메르솔라트? K30의 40 % 농도 수용액 0.12 kg을 첨가하였다. 244분 후, 46.4 kg의 펜탄을 첨가하였다.
실시예 4
십자-칼날 교반기가 구비되어 있으며 내부식성의 스테인리스 스틸로 구성된 기밀 교반 탱크 중에 550 l의 물이 개시 충전물로서 사용되었으며, 교반하면서 Mg2P2O7 현탁액을 첨가하였다. 2.99 kg의 디큐밀 퍼옥사이드와 0.04 kg의 루시돌? (75 % 농도), 3.90 kg의 헥사브로모싸이클로도데칸, 및 310 ppm의 폴리에틸렌 왁스 (유기 상 기준)와 함께 590 kg의 스티렌을 첨가하였다.
교반 탱크를 밀봉하고, 1 바의 질소압을 설정한 후, 혼합물을 1.8시간 내에 105 ℃로 가열하였다. 다음에, 혼합물을 5.5시간 동안 135 ℃로 가열하였다. 다음에, 135 ℃에서 추가적인 0.5시간 동안 혼합물의 교반을 계속하였다.
80 ℃의 온도에 도달하고 약 110분 후, 메르솔라트? K30의 40 % 농도 수용액 0.12 kg을 첨가하였다. 80 ℃의 온도에 도달하고 50분 후에는, 0.24 kg의 나트륨 하이드로젠카르보네이트 및 0.15 kg의 나트륨 카르보네이트를 현탁액에 첨가하였다. 120분 후, 46.4 kg의 펜탄을 첨가하였다. 324분 후에는, 0.98 kg의 수화 마그네슘 술페이트를 첨가하였다.
실시예 5
십자-칼날 교반기가 구비되어 있으며 내부식성의 스테인리스 스틸로 구성된 기밀 교반 탱크 중에 550 l의 물이 개시 충전물로서 사용되었으며, 교반하면서 Mg2P2O7 현탁액을 첨가하였다. 2.99 kg의 디큐밀 퍼옥사이드와 0.04 kg의 루시돌? (75 % 농도), 3.90 kg의 헥사브로모싸이클로도데칸, 및 310 ppm의 폴리에틸렌 왁스 (유기 상 기준)와 함께 590 kg의 스티렌을 첨가하였다.
교반 탱크를 밀봉하고, 1 바의 질소압을 설정한 후, 혼합물을 1.8시간 내에 105 ℃로 가열하였다. 다음에, 혼합물을 5.5시간 동안 135 ℃로 가열하였다. 다음에, 135 ℃에서 추가적인 0.5시간 동안 혼합물의 교반을 계속하였다.
80 ℃의 온도에 도달하고 약 110분 후, 메르솔라트? K30의 40 % 농도 수용액 0.12 kg을 첨가하였다. 244분 후, 46.4 kg의 펜탄을 첨가하였다
냉각한 다음, 생성된 비드 중합체를 각 경우마다 수성 상으로부터 단리하여, 세척하고, 표면을 건조한 후, 0.1 중량% (코팅되지 않은 EPS 비드의 중량 기준)의 메르솔라트® K30으로 코팅하였다. DIN 66 145에 따라 로진-라믈러-스펄링-베넷(Rosin-Rammler-Sperling-Bennett) 법에 의해 비드 크기 분포의 척도인 평균 비드 직경 d' 및 분포의 폭 β를 측정하였다.
패들 믹서의 드럼에 4분 동안 적용하는 것을 통하여, 1.00 mm 내지 1.96 mm의 비드 크기 분획을 나타내는 팽창가능 폴리스티렌 펠렛 100부를 각 경우마다 0.5부의 글리세롤 트리스테아레이트, 0.4부의 글리세롤 모노스테아레이트, 및 0.1부의 FK 320 실리카 (골드쉬미트(Goldschmidt) 사)로 구성된 혼합물 0.45부로 코팅하였다. 다음에, 비가압 발포 상자 (라우셔(Rauscher) 사)에서 증기의 흐름을 사용하여 코팅된 EPS 비드를 14 내지 16 kg/m3의 벌크 밀도로 예비발포하였다. BASS 측정 시스템을 이용하여 생성된 입자의 발포체 구조 파라미터를 측정하였다.
실시예 d' [mm] β [지수] 평균 셀 수로부터의 편차 [%]
1 1.09 8.6 18.5
2 1.12 8.3 20.1
3 0.81 16.3 17.9
4 1.04 8.7 39.6
5 0.79 17.2 36.4

Claims (7)

  1. 유기 상 기준으로 0.1 내지 30 ppm의 하이드록시알킬아민 존재하에 중합을 수행하는 것을 포함하며, 상기 하이드록시알킬아민은 수성 현탁액 제조 중에, 또는 가열 단계 중에 100 ℃의 온도에 도달하기 전에 첨가되는 것인, 휘발성 발포제의 존재 하에 수성 현탁액 중에서 단량체의 중합을 통한 팽창가능 스티렌 중합체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 하이드록시알킬아민으로서 알킬디(2-하이드록시에틸)아민이 사용되는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 수성 현탁액을 안정화시키기 위하여 포스페이트가 사용되는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 포스페이트로서 마그네슘 피로포스페이트 또는 트리칼슘 포스페이트가 사용되는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 중합 동안에, 수성 상 기준 1 내지 1000 ppm 양의 수용성 카르보네이트 또는 하이드로젠카르보네이트를 첨가하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 3:1 내지 1:5 몰비의 카르보네이트 및 하이드로젠카르보네이트로 구성되는 혼합물이 사용되는 방법.
  7. 삭제
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