KR20020048587A - Method of Preparing Expandable Styrene Resin Having Narrow Particle Size Distribution - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Provided is a method for preparing a foam styrene resin having an excellent particle size distribution, which reduce the production cost by using a little suspension stabilizer. CONSTITUTION: The method comprises introducing magnesium phosphate obtained by reacting magnesium chloride(MgCl2) and sodium phosphate(Na4(P2O7)2) during suspension polymerization of styrene monomer, sodium polyacrylate which is a water soluble, interface-adsorbing polymer, formaldehyde condensate of sodium alkylnaphthalene sulfonate which is a fat-soluble surfactant, and an electrolyte to obtain 99% or more of particles having a size of 0.5-1.2 mm. The electrolyte is selected from the group consisting of nitrate, sulfate, carbonate, and benzoate.

Description

입자 크기 분포가 탁월한 발포성 스틸렌 수지의 제조방법{Method of Preparing Expandable Styrene Resin Having Narrow Particle Size Distribution}Method for preparing expandable styrene resin with excellent particle size distribution {Method of Preparing Expandable Styrene Resin Having Narrow Particle Size Distribution}

발명의 분야Field of invention

본 발명은 입자 크기 분포가 탁월한 발포성 스틸렌 수지의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 현탁중합법에 의하여 0.5∼1.2 ㎜의 입자 크기를 갖는 발포성 스틸렌 수지 입자를 99% 이상 얻는 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an expandable styrene resin having excellent particle size distribution. More specifically, the present invention relates to a production method for obtaining 99% or more of expandable styrene resin particles having a particle size of 0.5 to 1.2 mm by suspension polymerization method.

발명의 배경Background of the Invention

일반적으로 현탁중합법에 의하여 제조되는 발포성 스틸렌 수지 입자의 크기는 0.1∼2.0 ㎜이며 이 중 0.5∼1.2 ㎜의 입경을 갖는 수지 입자가 최종 제품에 주로 사용된다. 이러한 이유는 0.5 ㎜ 이하 또는 1.2 ㎜ 이상의 발포성 스틸렌 수지 입자의 경우, 함침된 발포제의 휘발이 너무 빠르거나 너무 늦어서 발포 및 성형 물성의 제어가 용이하지 않기 때문이다.Generally, the size of the expandable styrene resin particles produced by the suspension polymerization method is 0.1 to 2.0 mm, of which resin particles having a particle diameter of 0.5 to 1.2 mm are mainly used in the final product. This is because in the case of expandable styrene resin particles of 0.5 mm or less or 1.2 mm or more, volatilization of the impregnated blowing agent is too fast or too late so that control of foaming and molding properties is not easy.

이와 같이, 본 발명에 이용되는 현탁중합법은 대략 0.1∼2.0 ㎜의 입경을 갖는 최종 수득물을 얻기 위하여 격렬한 교반하에서 분산매와 단량체를 첨가한 후 적절한 현탁 안정제를 가함으로써 중합체를 수득하는 제조법으로 최종 수득물의 크기에 의하여 유화중합과 분산중합과는 구별되는 것이다.As described above, the suspension polymerization method used in the present invention is a method of obtaining a polymer by adding a dispersion medium and a monomer under vigorous stirring and then adding an appropriate suspension stabilizer to obtain a final product having a particle size of approximately 0.1 to 2.0 mm. It is distinguished from emulsion polymerization and dispersion polymerization by the size of the obtained product.

발포성 스틸렌 수지 입자를 제조하기 위하여 현탁중합 중에 이용되는 현탁 안정제의 주된 역할은 폴리머 유적의 합일이나 비정상적인 집괴를 방지하고 중합열을 원할하게 처리하는 것이지만, 입자 크기를 조절하는 관점에서 보면 중합 중에 폴리머 유적의 합일 속도와 분열 속도를 적절하게 제어해 주는 역할을 한다.The main role of the suspension stabilizer used during the suspension polymerization to produce the expanded styrene resin particles is to prevent the coalescence or abnormal aggregation of the polymer residues and to smoothly process the heat of polymerization, but from the viewpoint of controlling the particle size, It controls the unity rate and cleavage rate of.

즉, 종래의 현탁중합 방법은 중합이 진행되는 과정 중에 현탁 안정제를 이용한 폴리머 유적의 합일, 성장을 통하여 원하는 크기의 최종 폴리머 입자를 생성시키는 방법으로서, 입자의 성장에 따라 입자 크기의 분포가 매우 광범위하게 이루어진다.In other words, the conventional suspension polymerization method is a method of producing the final polymer particles of the desired size through the growth of the sum of the polymer residues using the suspension stabilizer during the polymerization process, and the particle size distribution is very wide as the particles grow. It is done.

따라서, 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여 원하는 크기의 최종 폴리머 입자를 생성시키기 위하여 다양한 현탁 안정제가 이용되고 있으며, 이러한 종래의 기술로는 미국특허 제4,036,794호, 미국특허 제5,086,079호, 미국특허 제5,290,819호, 일본공개특허공보 특개평4-320403호, 일본공개특허공보 특개평5-214152호 및 일본공개특허공보 특개평4-339806호 등이 있다.Therefore, various suspension stabilizers are used to produce the final polymer particles of the desired size in order to overcome such a problem, such conventional techniques are US Patent No. 4,036,794, US Patent No. 5,086,079, US Patent No. 5,290,819 And Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-320403, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-214152, and Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 4-339806.

위에서 언급한 바와 같이, 상기 종래 기술은 상업화된 종래의 현탁중합법으로 중합이 진행되는 과정 중에 폴리머 유적의 합일, 성장을 이용하여 원하는 크기의 최종 폴리머 입자를 생성시키는 방법에 관한 것으로, 폴리머 유적의 분열 거동에 알맞도록 트리칼슘포스페이트, 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 하이드록시에틸셀룰로스, 폴리비닐알코올 등의 다양한 현탁 안정제를 조합하여 사용하는 것이다. 그러나 대개는 중합이 진행됨에 따라 유적의 입자 크기 분포가 더욱 넓어지며 최종 수득물의 입자 크기의 분포는 대개 0.5∼1.2 ㎜ 크기가 90 % 이하의 수준으로 이루어져서 상업적으로 적용시 생산 수율이 낮으며, 폴리머 유적의 점도 상승에 의한 합일을 억제하는데 사용되는 현탁 안정제의 소요량도 많아서 상업적으로 적용하기 위해서는 적절한 현탁 안정제 조합을 요구하는 문제점이 발생된다.As mentioned above, the prior art relates to a method of producing final polymer particles of a desired size using the growth of coalescing polymer residues during the polymerization process by commercialized conventional suspension polymerization method. Various suspending stabilizers such as tricalcium phosphate, calcium carbonate, aluminum hydroxide, hydroxyethyl cellulose and polyvinyl alcohol are used in combination to suit the cleavage behavior. However, as the polymerization progresses in general, the particle size distribution of oil droplets is wider, and the particle size distribution of the final product is generally 0.5 to 1.2 mm in size of 90% or less. The amount of the suspension stabilizer used to suppress coalescence due to the increase in viscosity of oil residues is too high, which causes a problem of requiring an appropriate suspension stabilizer combination for commercial application.

즉, 종래 기술에서의 일반적인 폴리머 유적의 분열 및 합일 거동의 경우, 격렬한 교반하에서 첨가된 모노머 단량체는 물과 같은 분산매에 각각의 유적으로 분리되어 벌크 중합(bulk polymerization)의 형태로 진행된다. 이러한 단량체 유적들은 교반이 행해지는 계(界) 내에서 충돌되며 이로 인해 유적들은 합일 및 분열이 일어나게 된다. 이러한 충돌은 유적의 점도가 낮은 중합 초기에는 유적의 합일 및 분열을 동시에 진행시키지만 유적의 점도가 높은 중합 중기나 후기에는 충돌에 의한 합일이 분열보다 커서 유적의 집괴로 이어져 중합열의 제거가 불가능한 응급 상황을 발생하기까지 한다. 이러한 성장 지향적 폴리머 입자의 분열 거동은 중합이진행되는 과정 중에 현탁 안정제에 의하여 유적의 합일, 성장이 억제되지만 중합이 끝날 때까지 성장은 지속적으로 일어난다. 따라서 종래의 기술로는 원하는 크기의 최종 폴리머 입자를 생성시키기 위해서 과량의 현탁 안정제가 소요되어 제조 비용이 높게 드는 문제가 있으며, 최종 입자 크기 분포도 비교적 넓어서 생산 수율이 낮아지는 단점이 있다.That is, in the case of the cleavage and coalescence behavior of general polymer residues in the prior art, the monomer monomer added under vigorous stirring is separated into respective droplets in a dispersion medium such as water and proceeds in the form of bulk polymerization. These monomer sites collide in the system where agitation is performed, which causes the sites to coalesce and split. This collision proceeds with the unification and splitting of the ruins simultaneously at the early stage of the low viscosity polymerization, but in the middle or late stage of the high viscosity of the ruins, the coalescence caused by the collision is larger than the split, leading to the agglomeration of the ruins, which is impossible to remove the polymerization heat Until it occurs. The cleavage behavior of these growth-oriented polymer particles is suppressed by the suspension stabilizer during the polymerization process, and growth is inhibited, but growth continues until the end of the polymerization. Therefore, the conventional technology has a problem in that an excessive suspension stabilizer is required to produce the final polymer particles of a desired size, and thus the manufacturing cost is high, and the final particle size distribution is also relatively wide, resulting in a low production yield.

대부분의 상업화된 발포성 스틸렌 수지 입자의 제조방법으로 가장 많이 알려진 현탁중합법은 고체미분말과 고점성 고분자를 현탁 안정제로 조합하여 사용하는 방식이다. 이러한 방법은 트리칼슘포스페이트와 같은 고체미분말의 경우 유적의 표면에 흡착하여 충돌에 의한 합일을 억제하는 기구로서 작용되며, 고점성 고분자의 경우 연속상의 점도를 높여서 현탁 안정 효과를 발현함으로써, 물과 같은 분산매의 점도가 높아지게 하여 연속상 액막의 제거시간이 늘려 되기 때문에 합일이 억제되는 효과를 나타낸다.Suspension polymerization is most widely known as a method for producing commercially available expandable styrene resin particles using a combination of a fine solid powder and a highly viscous polymer as a suspension stabilizer. This method acts as a mechanism for adsorbing on the surface of oil droplets in the case of solid fine powders such as tricalcium phosphate and suppressing coalescence due to collision.In the case of highly viscous polymers, by increasing the viscosity of the continuous phase, the suspension stability effect is expressed. Since the viscosity of a dispersion medium becomes high and the removal time of a continuous liquid film is extended, coalescence is suppressed.

이와는 달리, 상기 언급한 문제점들을 개선하기 위하여 본 발명자들은 새로운 현탁 안정제 조합을 통하여 중합 중에 입자간의 합일을 억제하는 강력한 분산제 층(dispersant layer)을 입자 표면에 형성시켜, 폴리머 유적의 분열 및 생성이 중합 초기에 완결되는 새로운 폴리머 유적의 분열 및 합일 거동을 만들어냈으며, 이를 통하여 사용되는 현탁 안정제의 양도 매우 적어서 낮은 제조 비용으로도 입자 크기 분포가 탁월하게 조절된 최종 수득물을 고수율로 얻을 수 있는 입자 크기 분포가 탁월한 발포성 스틸렌 수지의 제조방법을 개발하기에 이른 것이다.In contrast, in order to remedy the above-mentioned problems, the present inventors have formed a strong dispersant layer on the particle surface which prevents unity of particles during polymerization through a new suspension stabilizer combination, so that the cleavage and formation of the polymer remains is polymerized. This resulted in the cleavage and coalescence behavior of the new polymer remains that were initially completed, which resulted in very low amounts of suspension stabilizers used, resulting in high yields of final yields with excellent control of particle size distribution at low manufacturing costs. It has begun to develop a method for producing an expandable styrene resin having an excellent size distribution.

본 발명의 목적은 현탁중합법에 의하여 입자 크기가 0.5∼1.2 ㎜인 발포성 스틸렌 수지를 99 % 이상 얻는 입자 크기 분포가 탁월한 발포성 스틸렌 수지의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing an expandable styrene resin having an excellent particle size distribution for obtaining at least 99% of an expandable styrene resin having a particle size of 0.5 to 1.2 mm by suspension polymerization.

본 발명의 다른 목적은 새로운 현탁 안정제 조합을 이용하고, 상기 현탁 안정제 조합을 이루고 있는 각 물질의 화학적인 작용을 통하여 폴리머 유적의 분열 및 생성이 중합 초기에 완결되어 입자 크기 분포가 탁월한 발포성 스틸렌 수지의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to use a new suspension stabilizer combination, and through the chemical action of each material constituting the suspension stabilizer combination, the cleavage and formation of polymer residues is completed at the beginning of the polymerization to provide an excellent styrene foam having excellent particle size distribution. It is to provide a manufacturing method.

본 발명의 또 다른 목적은 현탁중합시 현탁 안정제의 소요량이 적어 비용 절감 효과가 있는 입자 크기 분포가 탁월한 발포성 스틸렌 수지의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method for producing a foamed styrene resin having excellent particle size distribution which has a cost reduction effect due to a small amount of suspension stabilizer during suspension polymerization.

본 발명의 상기의 목적 및 기타의 목적들은 하기 설명에 의하여 모두 달성될 수 있다. 이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.The above and other objects of the present invention can be achieved by the following description. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the contents of the present invention.

제1도는 본 발명의 방법에 의하여 제조된 발포성 스틸렌 수지의 입자 크기 분포를 나타낸 것이다.Figure 1 shows the particle size distribution of the expandable styrene resin produced by the process of the present invention.

본 발명은 스티렌 단량체를 현탁중합할 때, 염화마그네슘(MgCl2) 및 인산나트륨(Na4(P2O7)2)을 중합 중에 반응시켜 제조한 인산마그네슘(Mg(P2O7)2), 수용성 음이온계 계면 흡착성 고분자인 나트륨 폴리아크릴레이트(sodium polyacrylate), 지용성 계면 활성제인 나트륨 알킬나프탈렌 술포네이트의 포름알데하이드축합물(formaldehyde condensate of sodium alkylnaphthalene solfunate) 및 전해질 물질을 첨가하여, 0.5∼1.2 ㎜ 크기의 입자를 99 % 이상 얻는 것을 특징으로 하는 입자 크기 분포가 탁월한 발포성 스틸렌 수지의 제조방법에 관한 것이다.Magnesium phosphate (Mg (P 2 O 7 ) 2 ) prepared by reacting magnesium chloride (MgCl 2 ) and sodium phosphate (Na 4 (P 2 O 7 ) 2 ) during the polymerization during suspension polymerization of the styrene monomer Sodium polyacrylate, a water-soluble anionic interfacial adsorbent polymer, formaldehyde condensate of sodium alkylnaphthalene solfunate and an electrolyte material of sodium alkylnaphthalene sulfonate, a fat-soluble surfactant, were added. The present invention relates to a method for producing an expandable styrene resin having an excellent particle size distribution, characterized by obtaining 99% or more of particles having a size.

본 발명의 입자 크기 분포가 탁월한 발포성 스틸렌 수지의 제조방법은 새로운 현탁 안정제의 조합을 이용하는 것을 포함하며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.The method for producing an expandable styrene resin having excellent particle size distribution of the present invention includes using a new suspension stabilizer, which will be described in detail below.

즉, 새로운 현탁 안정제의 조합은 인산마그네슘(Mg(P2O7)2), 수용성 음이온계 계면 흡착성 고분자인 나트륨 폴리아크릴레이트(sodium polyacrylate), 지용성 계면 활성제인 나트륨 알킬나프탈렌 술포네이트(sodium alkylnaphthalene solfunate)의 포름알데하이드 축합물(formaldehyde condensate) 및 전해질 물질로 이루어진다.The combination of the new suspension stabilizers is magnesium phosphate (Mg (P 2 O 7 ) 2 ), sodium polyacrylate, which is a water-soluble anionic surfactant, and sodium alkylnaphthalene solfunate, an oil-soluble surfactant. ) Formaldehyde condensate and electrolyte material.

본 발명의 제조방법에 이용되는 상기 인산마그네슘(Mg(P2O7)2)은 하기 반응식과 같이 상기 염화마그네슘(MgCl2) 및 인산나트륨(Na4(P2O7)2)을 중합 중에 반응시켜 얻은 것으로 고체미분말 형태로 사용된다.The magnesium phosphate (Mg (P 2 O 7 ) 2 ) used in the production method of the present invention is the polymerization of magnesium chloride (MgCl 2 ) and sodium phosphate (Na 4 (P 2 O 7 ) 2 ) during the polymerization It is obtained by the reaction and used in the form of solid fine powder.

2MgCl2+ Na4(P2O7)2→ 2Mg(P2O7)2)2MgCl 2 + Na 4 (P 2 O 7 ) 2 → 2Mg (P 2 O 7 ) 2 )

이와 같이 제조된 인산마그네슘(Mg(P2O7)2)은 매우 미세하고 균일한 고체미분말로서 본 발명에서는 유적의 평균 크기를 제어하며 중합 초기에 균일하고 입도 크기 분포가 매우 우수한 발포성 스틸렌 수지를 제조하는데 있어서 필수적인 물질이다.Magnesium phosphate (Mg (P 2 O 7 ) 2 ) prepared as described above is a very fine and uniform solid fine powder. It is an essential material for manufacturing.

또한 상기 수용성 음이온계 계면 흡착성 고분자인 나트륨 폴리아크릴레이트(sodium polyacrylate)는 분산매에 용해시켜 사용하고, 상기 지용성 계면활성제인 나트륨 알킬나프탈렌 술포네이트의 포름알데하이드 축합물(Formaldehyde condensate of Sodium Alkylnaphthalene solfunate)은 단량체인 스틸렌 모노머에 첨가하여 사용한다. 이러한 기술의 특징은 수용성 음이온 계면활성제를 분산매에 대한 첨가시키고 지용성 계면활성제를 유기상에 첨가함으로써 미셀(Miscelle)의 화학적 작용에 의한 혼합 효과가 발현되도록 것이다. 이때 유적의 계면은 유적간 척력이 발생하도록 계면 활성되어 있으며 이러한 효과로 입자간 합일이 발생하지 않는다.In addition, sodium polyacrylate, the water-soluble anionic interfacial adsorbent polymer, is used after dissolving in a dispersion medium, and a formaldehyde condensate of Sodium Alkylnaphthalene solfunate is a monomer. It is used in addition to a styrene monomer. A feature of this technique is that the mixing effect by the chemical action of Miscelle is expressed by adding a water soluble anionic surfactant to the dispersion medium and adding a fat soluble surfactant to the organic phase. At this time, the interface of the relics is surface-activated to generate repulsion between the relics, and this effect does not occur between particles.

본 발명에 사용되는 상기 전해질 물질에는 질산염, 황산염, 탄산염 및 벤조산염 등이 있으며, 이 중 벤조산염이 가장 바람직하다. 따라서 이러한 전해질 물질에 이용되는 것으로는 벤조산나트륨(Na-benzoate)이 있으며, 스티렌 단량체 100 중량부에 대하여 0.10∼0.50 중량부로 이용되는 것이 바람직하다. 이처럼 벤조산나트륨을 0.10∼0.50 중량부로 사용하게 되는 경우, 폴리머 유적의 표면 활성은 전해질 물질인 계면에 흡착된 고분자 사슬에 의한 혼합 효과 및 용적 제한 효과를 최적화시켜 이로 인한 유적간 척력이 중합의 시작부터 중합이 완료될 때까지 유지되며, 유적간 충돌이 지속적으로 일어나도 입자의 성장이 일어나지 않는 매우 안정한 현탁중합법을 형성하게 되어 최종수득물의 입자 크기가 0.5∼1.2 ㎜인 발포성 스틸렌 수지 입자를 99% 이상의 수율로 얻을 수 있게 된다.The electrolyte materials used in the present invention include nitrates, sulfates, carbonates and benzoates, among which benzoate is most preferred. Therefore, sodium benzoate (Na-benzoate) is used for such an electrolyte material, and it is preferable to use 0.10 to 0.50 parts by weight based on 100 parts by weight of styrene monomer. In the case of using 0.10 to 0.50 parts by weight of sodium benzoate, the surface activity of the polymer remains optimizes the mixing effect and the volume limiting effect by the polymer chain adsorbed at the interface, which is the electrolyte material. It is maintained until the polymerization is completed and forms a very stable suspension polymerization method in which the growth of particles does not occur even if the collision between the oil droplets is continuously performed. Thus, 99% or more of the expanded styrene resin particles having a particle size of 0.5 to 1.2 mm in the final product are obtained. It can be obtained in yield.

본 발명은 스티렌 단량체를 현탁중합함으로써 입자 크기 분포가 탁월한 발포성 스틸렌 수지를 얻기 위한 제조방법에 관한 것이며, 상기 스틸렌 단량체는 스틸렌 단량체, 또는 스틸렌 단량체를 주성분으로한 아크릴로니트릴 또는 α-메틸스틸렌과의 혼합물이다.The present invention relates to a method for producing an expandable styrene resin having excellent particle size distribution by suspension polymerization of a styrene monomer, the styrene monomer having a styrene monomer or an acrylonitrile or α-methylstyrene mainly composed of styrene monomers. Mixture.

본 발명의 제조방법에 따라 제조된 0.5∼1.2 ㎜의 입자 크기를 갖는 발포성 스틸렌 수지 입자는 발포 및 성형의 가공 공정을 거친 후 건축용 단열재, 사과 상자, 어상자 등의 농·수산물 포장재와 TV 및 VTR 등의 가전제품 포장 완충재로써 다양하게 사용된다.The expandable styrene resin particles having a particle size of 0.5 to 1.2 mm prepared according to the manufacturing method of the present invention are subjected to the processing of foaming and molding, and to agricultural and marine product packaging materials such as building insulation, apple boxes, fish boxes, TVs and VTRs. It is variously used as a packaging buffer for home appliances.

본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.The invention can be better understood by the following examples, which are intended for the purpose of illustration of the invention and are not intended to limit the scope of protection defined by the appended claims.

실시예Example

실시예 1Example 1

예비용해조 1에 스틸렌 단량체 10 kg을 넣고 110 rpm으로 교반하면서 폴리에틸렌 왁스 40 g을 넣은 후 70 ℃로 승온하고 60 분 동안 유지하여 투입한 왁스를 용해시킨 후 상온에 방치하여 냉각시켰다.10 kg of styrene monomer was added to the pre-dissolution tank 1, and 40 g of polyethylene wax was added thereto while stirring at 110 rpm. The temperature was raised to 70 ° C. and maintained for 60 minutes to dissolve the wax, which was then cooled to room temperature.

예비용해조 2에서는 벤조일퍼옥사이드 139 g과 t-부틸퍼벤조에이트 50 g을 스틸렌 단량체 30 kg에 넣고 30 분 동안 용해시킨 후, 지용성 계면활성제인 나트륨알킬나프탈렌 술포네이트의 포름알데하이드 축합물(formaldehyde condensate of sodium alkylnaphthalene solfunate) 1.2 g을 넣고 용해시킨 다음 예비용해조 1에서 만든 용액을 붇고 다시 30 분간 교반하여 분산액을 제조하였다.In pre-dissolution tank 2, 139 g of benzoyl peroxide and 50 g of t-butylperbenzoate are added to 30 kg of styrene monomer and dissolved for 30 minutes, and then a formaldehyde condensate of sodium soluble sodium alkylnaphthalene sulfonate is used. 1.2 g of sodium alkylnaphthalene solfunate) was added thereto, dissolved, and then dissolved in a solution prepared in pre-dissolution tank 1, followed by stirring for 30 minutes to prepare a dispersion.

별도로, 100 L의 내압 반응조에서 순수 40 kg을 넣고 분산제로 염화마그네슘 160 g, 인산나트륨 240 g, 수용성 계면활성제인 나트륨 아크릴레이트(sodium acrylate) 3 g, 벤조산염(Na-benzoate) 80 g을 가하여 현탁액을 제조한 후 예비용해조 2에서 만든 분산액을 넣고 60 분간 110 rpm으로 교반하였다. 그 후 반응기의 온도를 90 ℃로 승온, 유지시키면서 중합율이 95 %가 될 때까지 중합시켰다.Separately, add 40 kg of pure water in a 100 L pressure vessel, add 160 g of magnesium chloride, 240 g of sodium phosphate, 3 g of sodium acrylate, and 80 g of benzoate as a dispersant. After preparing the suspension was added to the dispersion prepared in pre-dissolution tank 2 and stirred at 110 rpm for 60 minutes. Thereafter, the polymerization was carried out until the polymerization rate reached 95% while maintaining the temperature of the reactor at 90 ° C.

그 후 반응조를 밀폐한 후 110 ℃로 승온시키면서 3500 g의 펜탄을 1 g/분의 속도로 일정량씩 투입하였다. 투입이 완료되고 온도가 110 ℃에 이르게 되면 6 시간 동안 유지시켜 미반응된 스틸렌 단량체의 함량이 3000 ppm 이하까지 되도록 하였다.Thereafter, the reactor was sealed and 3500 g of pentane was added at a rate of 1 g / min, while the temperature was raised to 110 ° C. When the addition was completed and the temperature reached 110 ℃ was maintained for 6 hours to the content of unreacted styrene monomer up to 3000 ppm or less.

이때 투입된 발포제는 유리전이된 폴리스틸렌 수지 입자 내에 함침되어 발포성 스틸렌 수지 입자로 만들어지게 된다. 이후 45℃ 이하까지 냉각시킨 후 잔류 발포제를 벤트시켰다. 이때 반응조의 압력이 상압까지 떨어지면 배출하여 슬러리 상태로 발포성 스틸렌 수지 입자를 수득할 수 있다.In this case, the introduced blowing agent is impregnated into the glass transition polystyrene resin particles to be made into expandable styrene resin particles. After cooling to 45 ° C. or below, the residual blowing agent was vented. At this time, when the pressure of the reactor drops to normal pressure, it can be discharged to obtain expandable styrene resin particles in a slurry state.

수득된 중합물은 탈수를 통하여 물과 분리시킨 후 유동층 건조를 통하여 입자 표면의 물기를 0.3% 이하까지 제거시킨 다음 입자 크기별로 선별하였다.The obtained polymer was separated from the water by dehydration, and then the water on the surface of the particle was removed to 0.3% or less through fluid bed drying, and then screened by particle size.

이와 같이 얻어진 최종 결과를 바탕으로 각 현탁 분산계별 입도 크기 조정의 효과를 비교하였다.Based on the final results thus obtained, the effects of particle size adjustment for each suspension dispersion system were compared.

비교실시예 1Comparative Example 1

실시예 1과 동일하게 진행하되 분산제로 염화마그네슘 160 g, 인산나트륨 240 g을 투입하는 대신 트리칼슘포스페이트 150 g를 투입하여, 염화마그네슘 및 인산나트륨으로 제조된 고체미분말인 인산마그네슘의 입자 제어 효과 및 입도 크기 분포를 상대 비교하였다Proceed in the same manner as in Example 1, but instead of adding 160 g of magnesium chloride and 240 g of sodium phosphate as a dispersant, 150 g of tricalcium phosphate was added to control particles of magnesium phosphate, which is a solid fine powder prepared of magnesium chloride and sodium phosphate, and Relative comparison of particle size distribution

비교실시예 2Comparative Example 2

지용성 계면활성제인 나트륨 알킬나프탈렌 술포네이트의 포름알데하이드 축합물(formaldehyde condensate of sodium alkylnaphthalene solfunate) 1.2 g를 투입하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that 1.2 g of a formaldehyde condensate of sodium alkylnaphthalene solfunate of sodium alkylnaphthalene sulfonate as an oil-soluble surfactant was not added.

비교실시예 3Comparative Example 3

수용성 계면활성제인 나트륨 폴리아크릴레이트(sodium polyacrylate) 3.0 g을 투입하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.It carried out similarly to Example 1 except not adding 3.0 g of sodium polyacrylate which is a water-soluble surfactant.

비교실시예 4Comparative Example 4

현탁액 제조에 있어서 현탁 안정제로 트리칼슘포스페이트 150 g, 하이드록시셀룰로스 120 g, 폴리비닐알코올 30 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The suspension was prepared in the same manner as in Example 1 except that 150 g of tricalcium phosphate, 120 g of hydroxycellulose, and 30 g of polyvinyl alcohol were used as suspension stabilizers.

비교실시예 5Comparative Example 5

현탁액 제조에 있어서 현탁 안정제로 트리칼슘포스페이트 150 g, 하이드록시셀룰로스 240 g, 폴리비닐알코올 30 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The preparation was carried out in the same manner as in Example 1 except that 150 g of tricalcium phosphate, 240 g of hydroxycellulose, and 30 g of polyvinyl alcohol were used as suspension stabilizers.

하기 표 1은 실시예 1 및 비교실시예 1∼5에서 사용된 각 구성 성분의 함량을 나타낸 것이다.Table 1 below shows the contents of each component used in Example 1 and Comparative Examples 1 to 5.

성 분 (중량부)Component (parts by weight) 실시예 1Example 1 비교실시예 1Comparative Example 1 비교실시예 2Comparative Example 2 비교실시예 3Comparative Example 3 비교실시예 4Comparative Example 4 비교실시예 5Comparative Example 5 염화마그네슘 (MgCl2)Magnesium Chloride (MgCl 2 ) 0.65000.6500 0.65000.6500 0.65000.6500 -- -- 인산나트륨 (Na4(P2O7)2)Sodium Phosphate (Na 4 (P 2 O 7 ) 2 ) 0.60000.6000 0.60000.6000 0.60000.6000 -- -- 수용성 계면활성제Water soluble surfactant 0.00750.0075 0.00750.0075 0.00750.0075 -- -- -- 지용성 계면활성제Fat-soluble surfactant 0.00300.0030 0.00300.0030 -- 0.00300.0030 -- -- 트리칼슘포스페이트Tricalcium phosphate 0.37500.3750 -- -- 0.37500.3750 0.37500.3750 벤조산염 (Na-benzoate)Benzoate (Na-benzoate) 0.20000.2000 0.20000.2000 0.20000.2000 0.20000.2000 -- -- 하이드록시에틸셀룰로스Hydroxyethylcellulose -- -- 0.30000.3000 0.60000.6000 폴리비닐알코올Polyvinyl alcohol -- -- 0.07500.0750 0.07500.0750

하기 표 2는 실시예 1 및 비교실시예 1∼5에서 제조된 발포성 스틸렌 수지의 입자 크기 분포 및 0.50∼1.20 ㎜의 입자 크기를 갖는 최종 수득물의 수율을 나타낸 것이다.Table 2 below shows the particle size distribution of the expandable styrene resins prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 5 and the yield of the final product having a particle size of 0.50 to 1.20 mm.

구 분division 실시예 1Example 1 비교실시예 1Comparative Example 1 비교실시예 2Comparative Example 2 비교실시예 3Comparative Example 3 비교실시예 4Comparative Example 4 비교실시예 5Comparative Example 5 입자 크기분포(%)Particle Size Distribution (%) 2.00 ㎜이상2.00 mm or more -- 0.050.05 0.990.99 44.7544.75 0.360.36 0.010.01 1.20 ㎜이상1.20 mm or more 0.010.01 0.780.78 4.264.26 51.0851.08 3.653.65 0.420.42 1.10 ㎜이상1.10 mm or more 0.360.36 2.022.02 7.877.87 3.413.41 4.904.90 2.252.25 0.90 ㎜이상0.90 mm or more 18.0518.05 20.3720.37 14.5914.59 0.760.76 15.2615.26 13.5413.54 0.70 ㎜이상0.70 mm or more 61.9961.99 57.5957.59 42.0042.00 -- 46.4946.49 49.1249.12 0.50 ㎜이상0.50 mm or more 20.2820.28 17.6317.63 20.1720.17 -- 19.1219.12 26.3126.31 0.30 ㎜이상0.30 mm or more 0.300.30 1.011.01 6.376.37 -- 5.755.75 6.036.03 passpass 0.010.01 0.50.5 3.753.75 -- 4.474.47 2.322.32 0.50∼1.20 ㎜사이의 수율(%)Yield (%) between 0.50 and 1.20 mm 99.6899.68 97.6197.61 84.6384.63 4.174.17 85.7785.77 91.2291.22

상기 표 2의 실시예 1과 비교실시예 1∼5에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따라 현탁 안정제를 바람직하게 조합한 결과 0.5∼1.2 ㎜의 입자 크기를 갖는 발포성 스틸렌 수지를 99% 이상 얻을 수 있었다.As can be seen in Example 1 and Comparative Examples 1 to 5 of Table 2 above, as a result of the preferred combination of the suspension stabilizers according to the present invention, 99% or more of an expandable styrene resin having a particle size of 0.5 to 1.2 mm was obtained. .

본 발명의 입자 크기 분포가 탁월한 발포성 스틸렌 수지의 제조방법은 새로운 현탁 안정제 조합을 이용하고, 상기 현탁 안정제 조합을 이루고 있는 각 물질의 화학적인 작용을 통하여 폴리머유적의 분열 및 생성이 중합 초기에 완결되어 입자 크기 분포가 탁월하고, 현탁중합시 현탁 안정제의 소요량이 적어 비용 절감 효과가있는 유용한 효과를 갖는다.The method for producing an expanded styrene resin having excellent particle size distribution according to the present invention utilizes a new suspension stabilizer combination, and through the chemical action of each material constituting the suspension stabilizer combination, cleavage and formation of polymer droplets are completed at the beginning of the polymerization. Excellent particle size distribution, less suspension stabilizer requirements during suspension polymerization, has a cost-effective effect.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included in the scope of the present invention.

Claims (4)

스티렌 단량체를 현탁중합할 때, 염화마그네슘(MgCl2) 및 인산나트륨(Na4(P2O7)2)을 중합 중에 반응시켜 제조한 인산마그네슘(Mg(P2O7)2), 수용성 음이온계 계면 흡착성 고분자인 나트륨 폴리아크릴레이트(sodium polyacrylate), 지용성 계면 활성제인 나트륨 알킬나프탈렌 술포네이트(sodium alkylnaphthalene solfunate)의 포름알데하이드 축합물(formaldehyde condensate) 및 전해질 물질을 첨가하여, 0.5∼1.2 ㎜ 크기의 입자를 99 % 이상 얻는 것을 특징으로 하는 입자 크기 분포가 탁월한 발포성 스틸렌 수지의 제조방법.In suspension polymerization of styrene monomer, magnesium phosphate (Mg (P 2 O 7 ) 2 ), water-soluble anion, prepared by reacting magnesium chloride (MgCl 2 ) and sodium phosphate (Na 4 (P 2 O 7 ) 2 ) during polymerization 0.5 to 1.2 mm in size, by adding sodium polyacrylate as an interfacial adsorptive polymer, formaldehyde condensate of sodium alkylnaphthalene solfunate as an oil-soluble surfactant, and an electrolyte material A method for producing an expandable styrene resin having excellent particle size distribution, characterized in that 99% or more of particles are obtained. 제1항에 있어서, 상기 전해질 물질은 질산염, 황산염, 탄산염 및 벤조산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 입자 크기 분포가 탁월한 발포성 스틸렌 수지의 제조방법.The method of claim 1, wherein the electrolyte material is selected from the group consisting of nitrates, sulfates, carbonates, and benzoates. 제1항에 있어서, 상기 벤조산염은 스티렌 단량체 100 중량부에 대하여 0.10∼0.50 중량부로 이용되는 것을 특징으로 하는 입자 크기 분포가 탁월한 발포성 스틸렌 수지의 제조방법.The method of claim 1, wherein the benzoate is used in an amount of 0.10 to 0.50 parts by weight based on 100 parts by weight of the styrene monomer. 제1항에 있어서, 상기 스틸렌 단량체는 스틸렌 단량체, 또는 스틸렌 단량체를 주성분으로한 아크릴로니트릴 또는 α-메틸스틸렌과의 혼합물인 것을 특징으로 하는 입자 크기 분포가 탁월한 발포성 스틸렌 수지의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the styrene monomer is a styrene monomer or a mixture with acrylonitrile or α-methylstyrene mainly composed of styrene monomers.
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