NO122922B

NO122922B -

Info

Publication number: NO122922B
Application number: NO170728A
Authority: NO
Inventors: F Schmidt; R Weyer; W Aumueller; K Muth; H Weber
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1966-11-29
Filing date: 1967-11-28
Publication date: 1971-09-06
Also published as: OA03381A; CH495339A; CS159738B2; DE1568626A1; AT278845B; CH518914A; SU460621A3; CS159737B2; MC696A1; SU473359A3; CH519481A; CY617A; FR8367M; CS159739B2; SE339221B; CH519483A; MY7200011A; NL6716016A; CH518913A; CH518915A

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av kornformig ved oppvarmning ekspanderbart polystyren. Process for the production of granular heat-expandable polystyrene.

Foreliggende oppfinnelse angår en The present invention relates to a

fremgangsmåte til å fremstille polystyren i form av korn eller granuler, som ved oppvarming lar seg ekspandere til sterkt porøse produkter. method for producing polystyrene in the form of grains or granules, which can expand into highly porous products when heated.

Det er kjent å fremstille porøse produkter av polystyren og andre plastmaterialer ved å fordele et drivmiddel i en oppløsning av plastmateriale og derpå la drivmidlet virke efter hel eller delvis avdrivning av oppløsningsmidlet. Imidlertid har man ved forsøk på å fremstille poreplast på denne måte støtt på betydelige vanskeligheter, særlig hinnedannelser under avdrivning av oppløsningsmidlet eller under tørreproses-sen så at en tilfredsstillende tørring og poredannelse ikke kunne oppnåes. Det er såvidt vites hittil ikke funnet noen teknisk brukbar metode til fremstilling av poreplast av plastoppløsninger. It is known to produce porous products from polystyrene and other plastic materials by distributing a propellant in a solution of plastic material and then allowing the propellant to work after complete or partial removal of the solvent. However, attempts to produce foam plastic in this way have encountered considerable difficulties, in particular film formations during the removal of the solvent or during the drying process, so that satisfactory drying and pore formation could not be achieved. As far as is known, no technically usable method has been found to date for the production of foam plastic from plastic solutions.

Det er også foreslått å presse trykkgass inn i det oppvarmede plastmateriale. Ifølge et tidligere forslag (norsk patent 80.496) skjer denne innpresning av gass under anvendelse av findelt, sammenpresset plastmateriale i nærvær av oppløsnings- og mykgjøringsmidler for samme. Videre er det foreslått å fordele gassavspaltende drivmidler som ammoniumbikarbonat eller gassformige drivmidler i fast polystyren og derpå oppvarme dette i gasstette former til temperaturer over polystyrenets myknings-temperatur, henholdsvis å la polystyrenet i høyt viskos tilstand ekspandere efter oppvarming under trykk. It is also proposed to press pressurized gas into the heated plastic material. According to a previous proposal (Norwegian patent 80,496), this pressing of gas takes place using finely divided, compressed plastic material in the presence of dissolving and softening agents for the same. Furthermore, it is proposed to distribute gas-splitting propellants such as ammonium bicarbonate or gaseous propellants in solid polystyrene and then heat this in gas-tight forms to temperatures above the polystyrene's softening temperature, or to allow the polystyrene in a highly viscous state to expand after heating under pressure.

Det er også kjent å tilsette drivmidler It is also known to add propellants

under polymeriseringsprosessen for fremstilling av polystyren så at man får et pro- during the polymerization process for the production of polystyrene so that you get a pro-

dukt som ved oppvarming i nærvær av vann eller damp gir porøst polystyren («Styropor», fremstillet av Badische Anilin - & Soda-Fabrik AG.) duct which, when heated in the presence of water or steam, gives porous polystyrene ("Styropor", manufactured by Badische Anilin - & Soda-Fabrik AG.)

Ifølge andre kjente fremgangsmåter lar man overflaten på korn av plastmaterialer svelle opp i en væske hvorpå kornene presses samen slik at der blir tilbake mel-lomrom mellom dem. I tysk patentskrift 765.225 foreslåes der i slike fremgangsmåter å bruke svellemidler i hvilke vedkom-mende plastmateriale ikke er oppløselige, særlig en passende blanding av aceton og vann. According to other known methods, the surface of grains of plastic materials is allowed to swell up in a liquid, whereupon the grains are pressed together so that spaces remain between them. In German patent document 765,225 it is proposed in such methods to use swelling agents in which the relevant plastic material is not soluble, in particular a suitable mixture of acetone and water.

I svensk patentskrift nr. 150.838 er foreslått å fremstille porøse formlegemer ved at man lar ekspandere finkornet termoplas-tisk materiale som inneholder et drivmiddel bestående av en lett flyktig væske som ikke oppløser det termoplastiske materiale, samt en væske i hvilken dette materiale er opp-løselig. Formålet med sistnevnte væske er å lette drivmidlets inntrengen i det termoplastiske materiale. I alminnelighet anven-der man herved slike betingelser at man først får oppløsninger eller myke masser av det termoplastiske materiale og disse overføres til kompakte masser som males, hvorpå det således erholdte findelte materiale brukes til fremstilling av de porøse formlegemer. Ifølge angivelser i patentskriftets utførelseseksempler kreves der i alminnelighet lang tid til dannelse av nevnte masser (i de fleste tilfelle 2—4 uker), i hverfall må de fremgangsmåter som angis i nevnte patentskrift sies å være temmelig kompliserte. In Swedish patent no. 150,838, it is proposed to produce porous molded bodies by allowing expansion of fine-grained thermoplastic material containing a propellant consisting of a slightly volatile liquid that does not dissolve the thermoplastic material, as well as a liquid in which this material is soluble . The purpose of the latter liquid is to facilitate the penetration of the propellant into the thermoplastic material. In general, such conditions are used here that solutions or soft masses of the thermoplastic material are first obtained and these are transferred to compact masses which are ground, after which the finely divided material thus obtained is used for the production of the porous molded bodies. According to the specifications in the patent specification, a long time is generally required for the formation of said masses (in most cases 2-4 weeks), in any case the methods specified in said patent specification must be said to be rather complicated.

I patentskriftets eksempler angis der anvendelse av væskekombinasjoner som. petroleter — benzoylperoksyd, petroleter — metanol og petroleter — metylenklorid. In the patent's examples, the use of liquid combinations such as petroleum ether — benzoyl peroxide, petroleum ether — methanol and petroleum ether — methylene chloride.

Ved sine forsøk på å finne en effektiv og billig metode til fremstilling av ekspanderbare polystyrenprodukter i form av korn eller granuler valgte oppfinneren å gå veien over en svelleoperasjon av den art som muliggjør en oppblåsning av de enkelte polystyrenkorn med et helt gjennom por-øst materiale som resultat. Han rettet her-under sine bestrebelser på anvendelse av svellemidler bestående av blandinger av én væske i hvilken polystyrener ikke er opp-løselige og en annen væske som er et opp-løsningsmiddel for polystyren. In his attempts to find an efficient and cheap method for the production of expandable polystyrene products in the form of grains or granules, the inventor chose to go the route of a swelling operation of the kind that enables the individual polystyrene grains to be inflated with a completely transparent porous material which result. He directed his efforts here at the use of swelling agents consisting of mixtures of one liquid in which polystyrenes are not soluble and another liquid which is a solvent for the polystyrene.

Anvendelse av blandinger av aceton og vann (fortrinsvis i volumforholdet 50 : 50) viste seg visstnok å gi brukbare helt gjennom porøse produkter, men var beheftet med den ulempe at to gangers oppvarming med et mellomliggende tørretrinn av det svellede materiale viste seg å være nødven-dig for å få et produkt som permanent bibeholdt sin porøsitet uforandret. Ved en-gangs oppvarming bibeholdt nemlig ikke produktet sin porøsitet uforandret, idet porene i noen grad falt sammen. The use of mixtures of acetone and water (preferably in a volume ratio of 50:50) apparently proved to yield usable completely porous products, but was fraught with the disadvantage that heating the swollen material twice with an intermediate drying step proved to be necessary. you to get a product that permanently retained its porosity unchanged. When heated once, the product did not maintain its porosity unchanged, as the pores collapsed to some extent.

Oppfinneren fant så at man kan utføre svellingen i relativt meget korte tidsrom og direkte oppnå ekspanderbare polystyrenkorn av hvilke der kan fremstilles overordentlig porøse produkter med permanent uforandret porøsitet når der som svellemiddel-bestanddel som polystyrenet er oppløse-lig i brukes etyleter — et stoff som såvidt vites ikke tidligere er foreslått eller anvendt i forbindelse med fremstilling av ekspanderbare termoplastiske materialer eller av porøse formlegemer bestående av sådanne materialer. Det viser seg også at der ved anvendelsen av denne svellemiddelbestand-del bare kreves én gangs oppvarming («blåsning») av polystyrenkornene for å oppnå et fullt ut tilfredsstillende produkt med permanent porøsitet. The inventor then found that it is possible to carry out the swelling in a relatively very short period of time and directly obtain expandable polystyrene grains from which extremely porous products with permanently unchanged porosity can be produced when ethyl ether is used as a swelling agent component in which the polystyrene is soluble - a substance that is not known to have previously been proposed or used in connection with the production of expandable thermoplastic materials or of porous molded bodies consisting of such materials. It also turns out that when using this blowing agent component, only one heating ("blowing") of the polystyrene grains is required to obtain a fully satisfactory product with permanent porosity.

Det er videre funnet at en blanding av etyleter og etanol er særlig fordelaktig som svellemiddel. Da nærvær av mindre meng-der vann i eter-etanolblandingen ikke har kunnet påvises å ha noen skadelig virkning kan man i denne bruke vandig etanol, f .eks. It has further been found that a mixture of ethyl ether and ethanol is particularly advantageous as a swelling agent. As the presence of small amounts of water in the ether-ethanol mixture has not been shown to have any harmful effect, aqueous ethanol can be used in this, e.g.

96 pst.'s. 96 percent of

Som det er tilfelle med visse kjente svellevæsker virker også svellevæsker som angitt ovenfor som et tilfredsstillende drivmiddel så at tilsetning av spesielle drivmidler for frembringelse av porene blir unødvendig. As is the case with certain known swelling liquids, swelling liquids as stated above also act as a satisfactory propellant so that the addition of special propellants for creating the pores becomes unnecessary.

Ved en fortrinsvis rask oppvarming av polystyrenkornene som er oppsvellet i svel- By a preferably rapid heating of the polystyrene grains which are swollen in swelling

levæske som angitt, til noe høyere temperaturer, f. eks. 100° C, og som vil være av-hengig av kokepunktet for den høytkokende bestanddel i blandingen, får man efter avdrivning av svellemidlet et produkt som helt gjennom er overordentlig porøst og ensartet. coolant as specified, to somewhat higher temperatures, e.g. 100° C, and which will depend on the boiling point of the high-boiling component in the mixture, after the swelling agent has been removed, a product is obtained which is extremely porous and uniform throughout.

For å oppnå et tilfredsstillende resultat er det selvfølgelig nødvendig at polystyrenkornene helt gjennomtrekkes av svellemidlet. Dette kan man lett forvisse seg om ved å presse sammen et ekspanderbart korn mellom fingrene. Man vil da føle en hård kjerne hvis kornet ikke er fullstendig gj ennomtrukket. In order to achieve a satisfactory result, it is of course necessary that the polystyrene grains are completely permeated by the swelling agent. This can easily be ascertained by squeezing an expandable grain between the fingers. You will then feel a hard core if the grain is not completely pulled through.

Blandinger av eter og etanol i volum-forhold innen området 60—40 etanol til 40—60 eter har vist seg å virke særlig for-delaktige som svellemidler og drivmidler. Mixtures of ether and ethanol in a volume ratio in the range of 60-40 ethanol to 40-60 ether have been shown to be particularly advantageous as blowing agents and propellants.

Forskjellig polystyrener er med fordel anvendt som utgangsmateriale i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fortrinsvis brukes der polystyrener med mykningspunkt på ikke over 95° C, bestemt med Vicafs metode. Således har et polystyren fra Badische Anilin- og Soda-Fabrik AG, som bringes i handelen under betegnelsen BASF nr. VI, og polystyrener fra Koppers Co. Inc. med handelsbetegnelsen «Dylene» «P7» og P8» vist seg godt egnede. Various polystyrenes are advantageously used as starting material in the method according to the invention. Polystyrenes with a softening point of no more than 95° C, determined with Vicaf's method, are preferably used there. Thus, a polystyrene from Badische Anilin- and Soda-Fabrik AG, which is marketed under the designation BASF No. VI, and polystyrenes from Koppers Co. Inc. with the trade name "Dylene" "P7" and P8" proved to be well suited.

En viktig fordel ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er at den tillater fremstilling av produkter med konstant porøsi-tet, dvs. med porøsitet (kubikkmetervekt) som ikke varierer under kontinuerlig drift, heller ikke fra charge til charge ved char-gevis drift. An important advantage of the method according to the invention is that it allows the production of products with constant porosity, i.e. with porosity (cubic meter weight) that does not vary during continuous operation, nor from charge to charge during batch-to-batch operation.

Dessuten kan man som ovenfor nevnt oppnå en tilfredsstillende svelling på relativt meget kort tid, idet svellemidlet meget raskt trenger fullstendig inn i polystyrenkornene, ialminnelighet i løpet av et par døgn. Det er innlysende at dette utgjør en betydelig fordel i teknisk og økonomisk henseende, særlig ved at den mengde materialer som til enhver tid er under behand-ling blir relativt liten, og det nødvendige totalvolum av beholdere osv. for fremgangs-måtens utførelse kan gjøres tilsvarende litet. Moreover, as mentioned above, a satisfactory swelling can be achieved in a relatively very short time, as the swelling agent very quickly penetrates completely into the polystyrene grains, usually within a couple of days. It is obvious that this constitutes a significant advantage in technical and economic terms, particularly in that the quantity of materials that are being processed at any time is relatively small, and the necessary total volume of containers etc. for the implementation of the method can be made correspondingly little.

I det følgende beskrives som eksempel en utførelsesform for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. In the following, an embodiment of the method according to the invention is described as an example.

Eksempel. Example.

1000 kg polystyrengranulat ble i en be-holder med røreverk tilsatt så meget av en blanding av etyleter og etanol (50 : 50) at den dekket granulatet. Efter ca. tre døgns henstand var polystyrenkornene gjennom- 1000 kg of polystyrene granules were added in a container with a stirrer to such an extent that a mixture of ethyl ether and ethanol (50:50) covered the granules. After approx. three days' delay, the polystyrene grains were

trukket med væskeblandingen og noe oppsvellet. Da hadde da absorbert 12—15 pst. drawn with the liquid mixture and slightly swollen. By then, 12-15 per cent had been absorbed.

av væskeblandingen. Materialet ble så tør-ret ved at man lot det ligge i luften i 24 of the liquid mixture. The material was then dried by leaving it in the air for 24

timer ved omgivelsenes temperatur. hours at ambient temperature.

Det ble derpå bragt ned i vann som var It was then brought down into water which was

oppvarmet til ca. 100° C, hvorved «blås-ningen» foregikk. Man fikk da et ensartet heated to approx. 100° C, whereby the "blowing" took place. You then got a uniform

porøst produkt med kubikkmetervekt på 22 kg. porous product with a cubic meter weight of 22 kg.

Claims

1. Process for the production of granular, expandable polystyrene when heated to the temperature range of 80-100° C, by which grains or granules of polystyrene are permeated during swelling with a vaporizable mixture of a liquid in which the polystyrene is soluble and a liquid in which it is practically insoluble and the swollen material is then heated so that traces are formed by evaporation ning of the swelling agent, characterized in that a mixture of ethyl ether is used as the swelling agent with a liquid which is miscible to a significant extent or in any quantity ratio with ethyl ether, preferably ethanol, possibly in the form of 96 percent aqueous ethanol.

2. Method according to claim 1 using ethanol as the second component in the swelling agent mixture, characterized in that the components are used in a quantity ratio within the range of 40-60 parts by volume of ethyl ether to 60-40 parts by volume of ethanol.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that a polystyrene with a softening point of not more than 95° C determined by Vicaf's method is used as starting material.