KR20080005254A - 대전방지성이 있는 팽창성 폴리스티렌의 제조 방법 - Google Patents

대전방지성이 있는 팽창성 폴리스티렌의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 0.05 내지 6 중량％의 대전방지제 및 팽창제가 스티렌 중합체 용융물에 첨가된 후 상기 용융물이 노즐을 통해 압출되고 과립화되는, 대전방지 팽창성 스티렌 중합체의 제조 방법에 관한 것이다.
대전방지제, 팽창성 스티렌 중합체, 발포제, 펠렛화

Description

대전방지성이 있는 팽창성 폴리스티렌의 제조 방법 {METHOD FOR EQUIPPING EXPANSIBLE POLYSTYRENE WITH ANTISTATIC PROPERTIES}
본 발명은 대전방지 처리된 팽창성 스티렌 중합체의 제조 방법에 관한 것이다.
팽창성 폴리스티렌 (EPS)를 문제없이 이송할 수 있고 예비 발포된 폴리스티렌 발포 입자상의 정전하를 감소시키기 위해, EPS 입자는 일반적으로 대전방지제로 코팅된다. 특히 예비 발포 공정 동안에 코팅제가 마멸되거나 펠렛의 표면으로부터 세척될 수 있기 때문에, EPS 펠렛의 대전방지성을 유지하는 것은 계속적인 문제이다. 이는 또한 불충분한 대전방지성을 초래한다.
따라서, 본 발명의 목적은 심지어 마멸된 경우 및 예비 발포된 후에도 충분한 대전방지성이 유지되는, 대전방지 처리된 팽창성 스티렌 중합체를 제조하는 방법을 발견하는 것이었다.
이에 따라, 본 발명자들은 스티렌 중합체 용융물을 0.05 내지 6 중량％의 대전방지제 및 발포제와 혼합하고 다이를 통해 압출하고 펠렛화하는, 대전방지 처리된 팽창성 스티렌 중합체의 제조 방법을 발견하였다.
스티렌 중합체 용융물은 바람직하게는 0.1 내지 4 중량％의 대전방지제와 혼합된다.
적합한 발포제는 EPS에서 통상적으로 사용되는 물리적 발포제, 예를 들면 탄소 원자수가 2 내지 7인 지방족 탄화수소, 알코올, 케톤, 에테르 또는 할로겐화 탄화수소이다. 이소부탄, n-부탄, 이소펜탄, n-펜탄을 사용하는 것이 바람직하다. 발포제 포함 스티렌 중합체 용융물은 일반적으로 1종 이상의 균질 분포 발포제를 발포제 포함 스티렌 중합체 용융물을 기준으로 2 내지 10 중량％, 바람직하게는 3 내지 7 중량％의 전체 양으로 포함한다.
발포제 포함 용융물을 제조하고 압출하고 펠렛화하기에 적합한 방법은, 예를 들면 국제 특허 공개 제03/06544호에 기재되어 있다.
대전방지제로는, 업계에서 일반적이고 통상적인 물질을 사용하는 것이 가능하다. 예로는 N,N-비스(2-히드록시에틸)-C12-C18-알킬아민, 지방산의 디에탄올아미드, 지방산의 콜린 에스테르 클로라이드, C12-C20-알킬술포네이트, 암모늄 염 등이 있다.
적합한 암모늄 염은 질소상의 알킬기 이외에 히드록시 포함 유기 라디칼을 1 내지 3개 포함한다.
적합한 4차 암모늄 염은, 예를 들면 탄소 원자수가 1 내지 12, 바람직하게는 1 내지 10인 동일한 또는 상이한 알킬 라디칼을 1 내지 3개, 바람직하게는 2개 포함하며, 질소 양이온에 결합되고 임의의 음이온 (예컨대, 클로라이드, 브로마이드, 아세테이트, 메틸술페이트 또는 p-톨루엔술포네이트)이 있는 동일한 또는 상이한 히드록시알킬 또는 히드록시알킬폴리옥시알킬렌 라디칼을 1 내지 3개, 바람직하게는 2개 포함하는 4차 암모늄 염이다.
히드록시알킬 및 히드록시알킬폴리옥시알킬렌 라디칼은 질소 결합된 수소 원자의 옥시알킬화에 의해 형성되며, 1 내지 10개의 옥시알킬렌 라디칼, 특히 옥시에틸렌 및 옥시프로필렌 라디칼로부터 유도되는 라디칼이다.
C12-C20-알칸술포네이트의 4차 암모늄 염 또는 알칼리 금속 염, 특히 나트륨 염, 예를 들면 바스프사(Bayer AG) 제조의 에멀게이터(Emulgator) K30, 또는 이의 혼합물을 대전방지제로 사용하는 것이 특히 바람직하다. 대전방지제는 일반적으로 순수 물질로서 첨가되거나 수용액의 형태로 첨가될 수 있다. 대전방지제를 포함하는 코팅을 펠렛화 후에 펠렛에 부가 적용하는 것이 또한 가능하다.
대전방지제는 상 분리로 인해 EPS 펠렛의 표면으로 점차 확산하며, 이는 펠렛의 잔여 수분 함량 및/또는 대기 습도와 함께 신뢰성 있는 EPS 펠렛의 대전방지성을 확보한다.
대전방지제가 펠렛으로부터 표면으로 계속 확산되기 때문에, 본 발명의 방법에 의해 수득되는 팽창성 스티렌 중합체는 심지어 표면의 대전방지제의 가능한 세척 후에도 재생될 수 있는 신뢰성 있는 대전방지성을 갖는다. 이러한 방식으로, 예비 발포 후에 종종 불충분하였던 대전방지성이 또한 개선될 수 있다.
실시예 1 내지 3, 및 비교 실험 C1 및 C2
대전방지제로서 평균 사슬 길이가 C-15인 주로 2차인 나트륨 알칸술포네이트 (바스프사 제조의 에멀게이터 K30) 하기 표 1의 표시량 및 발포제로서의 n-펜탄 7 중량％의 혼합물을 점도값 VN이 83 ㎖/g인 바스프사 제조의 PS 148G (MW은 220000 g/mol이고, 다분산도 Mw/Mn은 2.8임)로 구성된 폴리스티렌 용융물 내로 혼합하였다.
냉각기에서 발포제 포함 용융 혼합물을 처음 260℃에서 190℃로 냉각시키고, 32홀의 다이판을 통해 60 kg/h의 속도로 압출시켰다 (노즐의 직경은 0.75 mm임). 가압 수중 펠렛화에 의해 크기 분포가 좁은 압밀 펠렛을 제조하였다.
수득된 펠렛을 글리세릴 모노스테아레이트, 글리세릴 트리스테아레이트, 미분 실리카 아에로실(Aerosil) R972, 아연 스테아레이트 및 대전방지제 에멀게이터 K30의 코팅 혼합물 (EPS 펠렛을 기준으로 200 ppm)로 코팅하였다.
그 후, 펠렛을 유동 스팀으로 예비 발포시켜, 발포 비드를 생성시키고 (18 g/ℓ), 24시간 동안 저장한 후, 기밀 금형에서 스팀으로 융합하여, 발포체를 제조하였다.
물로 코팅을 세척하고 건조하기 전의 표면 저항 및 물로 코팅을 세척하고 건조 약 60분 후의 표면 저항을 통해, 대전방지성을 시험 및 평가하였다 (+는 충분이며; -는 불충분임).
실시예 4
대전방지제로서 세사-스타트(Cesa-stat) 3301 (클라리안트(Clariant) 제조) 4 중량％를 폴리스티렌 용융물 내에 혼합한 점에서 차이가 있는, 실시예 1을 반복하였다.
비교 실험 C1
대전방지제를 폴리스티렌 용융물 내에 혼합하지 않는 대신에 단지 대전방지제 에멀게이터 K30을 코팅물을 통해 적용하는 점에서 차이가 있는, 실시예 1을 반복하였다.
Figure 112007078844518-PCT00001

Claims (6)

  1. 스티렌 중합체 용융물을 0.05 내지 6 중량％의 대전방지제 및 발포제와 혼합하고 이를 다이를 통해 압출하고 이를 펠렛화하는 것을 포함하는, 대전방지 처리된 팽창성 스티렌 중합체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 스티렌 중합체 용융물이 0.1 내지 4 중량％의 대전방지제와 혼합되는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 대전방지제로서 4차 암모늄 염이 사용되는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 대전방지제로서 C12-C20-알칸 술포네이트의 알칼리 금속 염이 사용되는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 대전방지제 포함 코팅이 펠렛화 후의 펠렛에 부가 적용되는 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 방법에 따라 수득가능한 대전방지 처리된 팽창성 스티렌 중합체.
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