PL206009B1 - Cząstki spienialnego polimeru styrenu, sposób ich wytwarzania i ich zastosowanie - Google Patents

Cząstki spienialnego polimeru styrenu, sposób ich wytwarzania i ich zastosowanie

Info

Publication number
PL206009B1
PL206009B1 PL369135A PL36913502A PL206009B1 PL 206009 B1 PL206009 B1 PL 206009B1 PL 369135 A PL369135 A PL 369135A PL 36913502 A PL36913502 A PL 36913502A PL 206009 B1 PL206009 B1 PL 206009B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
weight
particles
liter
eps
eps particles
Prior art date
Application number
PL369135A
Other languages
English (en)
Other versions
PL369135A1 (pl
Inventor
Guiscard Glück
Original Assignee
Basf Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Ag filed Critical Basf Ag
Publication of PL369135A1 publication Critical patent/PL369135A1/pl
Publication of PL206009B1 publication Critical patent/PL206009B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/16Making expandable particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F112/00Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F112/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F112/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F112/06Hydrocarbons
    • C08F112/08Styrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066Use of inorganic compounding ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/127Mixtures of organic and inorganic blowing agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/14Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent organic
    • C08J9/141Hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/16Making expandable particles
    • C08J9/20Making expandable particles by suspension polymerisation in the presence of the blowing agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/10Water or water-releasing compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/14Saturated hydrocarbons, e.g. butane; Unspecified hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2325/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2325/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2325/04Homopolymers or copolymers of styrene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są cząstki spienialnego polimeru styrenu (cząstki EPS), sposób ich wytwarzania i ich zastosowanie.
Polistyrenowe tworzywa piankowe w postaci cząstek są znane od dawna i są przydatne w wielu dziedzinach. Tego rodzaju tworzywa piankowe wytwarza się przez spienianie cząstek EPS impregnowanych poroforami, a następnie łączenie tak otrzymanych cząstek pianki z wytworzeniem wyrobów formowanych. Stosuje się je zwłaszcza do izolacji cieplnej w budownictwie.
Płyty z tworzywa piankowego wykonane z cząstek EPS, stosowane do izolacji cieplnej, mają najczęściej gęstość co najmniej 30 g/l, gdyż przewodność cieplna pianki polistyrenowej w postaci cząstek osiąga minimum przy takiej gęstości. Ze względu na zmniejszenie zużycia materiału pożądane jest stosowanie do izolacji cieplnej płyt z tworzyw piankowych o mniejszej gęstości, zwłaszcza < 15 g/l. Wytwarzanie tego rodzaju tworzyw piankowych nie stwarza żadnego problemu technicznego. Jednakże płyty z tworzyw piankowych o stosunkowo małej gęstości wykazują zdecydowanie zmniejszoną termoizolacyjność, tak że nie spełniają one wymagań klasy 035 przewodności cieplnej (DIN 18164, część 1).
Obecnie wiadomo, że przewodność cieplną tworzyw piankowych można zmniejszyć przez wprowadzenie materiałów atermicznych, takich jak sadza, tlenki metali, metale w postaci proszku lub pigmenty. Zgłoszenia patentowe opublikowane jako WO 98/51734, 98/51735 i 99/16817 oraz EP-A 915127 dotyczą cząstek EPS zawierających cząstki grafitu i wytworzonych z nich tworzyw piankowych o zmniejszonej przewodności cieplnej.
Dostępne w handlu cząstki EPS zazwyczaj zawierają pentan jako porofor, w ilości 6 - 7% wag., przy czym odnosi się to również do przykładów we wspomnianych publikacjach. Jednakże z uwagi na problemy związane z ochroną środowiska pożądane jest ograniczenie do minimum stosowania poroforów węglowodorowych. Przykładowo w US-A 5112875 podano, że można wytwarzać cząstki EPS zawierające 2 - 5,5% wag. poroforów węglowodorowych, jeśli polistyren ma pewien określony rozkład masy cząsteczkowej. Zawartość pentanu w zakresie 3 - 4% wag. jest korzystna w przypadku takich „nisko-pentanowych wyrobów. Jednakże wadą takich cząstek EPS jest ich słaba spienialność, co oznacza, że nie można osiągnąć gęstości nasypowej poniżej około 20 g/litr w jednym etapie spieniania. Należy w tym celu stosować drogie regulatory, np. dimeryczny α-metylostyren, albo zmiękczacze, np. wyższe węglowodory, bądź też stosować skomplikowane metody spieniania, np. wstępne formowanie pod ciśnieniem lub powtarzane spienianie.
W US-A 5096931 opisano EPS, który jako porofor zawiera mieszaninę wody i C3-C6 węglowodoru oraz superabsorbent, zwłaszcza częściowo usieciowany polikwas akrylowy. Jednakże wadą polikwasu akrylowego jest to, że przy małej wartości pH powoduje on destabilizację polimeryzacji suspensyjnej. Kwas powoduje również rozgałęzianie łańcucha polistyrenu.
W WO 99/48957 opisano sposób wytwarzania polistyrenu, zawierającego wodę jako jedyny porofor, drogą polimeryzacji styrenu w suspensji wodnej, w obecności sadzy lub grafitu, które działają jako środki ułatwiające emulgowanie silnie rozproszonej wody w zawieszonych kropelkach styrenu. Jednakże otrzymanych cząstek EPS nie można spieniać w zwykłym urządzeniu do spieniania wstępnego, z u ż yciem przegrzanej pary wodnej.
W WO 00/15703 opisano lekko spienione, porowate cząstki EPS o gęstości nasypowej 200 600 g/litr, zawierające środek zarodkujący, nie więcej niż 2% wag. poroforu organicznego, np. pentanu, oraz nie więcej niż 3% wag. wody, w przeliczeniu na masę polimeru styrenu. Porowate cząstki wytwarza się przez zainicjowanie spieniania w odrębnym etapie przetwórstwa.
Istniała zatem potrzeba dostarczenia cząstek EPS o stosunkowo małej zawartości pentanu, ale o dobrej spienialności, które to cząstki można przetwarzać w prosty sposób, z wytworzeniem tworzyw piankowych o niskiej przewodności cieplnej.
Stwierdzono, że takie cząstki EPS można uzyskać dzięki zastosowaniu odpowiedniego porofora.
Wynalazek dotyczy cząstek spienialnego polimeru styrenu (cząstek EPS) o gęstości nasypowej powyżej 600 g/litr, zawierających 0,1 - 25% wagowych cząstek grafitu lub cząstek sadzy, a także lotny porofor, przy czym porofor stanowi mieszanina 2,2 - 6% wagowych pentanu i 1 - 10% wagowych wody, w przeliczeniu na masę cząstek EPS.
Korzystnie cząstki EPS mają gęstość nasypową 650 g/litr.
Korzystnie cząstki EPS zawierają 2,5 - 5,0% wagowych pentanu i od powyżej 3 do 8% wagowych wody.
Korzystniej cząstki EPS zawierają 3,0 - 4,0% wagowych pentanu i 3,5 - 6% wagowych wody.
PL 206 009 B1
Korzystnie cząstki EPS zawierają 0,5 - 8% wagowych grafitu o średniej wielkości cząstek 1 - 25 um.
Korzystnie cząstki EPS zawierają 2 - 10% wagowych sadzy płomieniowej o wielkości cząstek w zakresie 80 - 120 nm.
Korzystnie cząstki EPS mają liczbę lepkościową 75 - 100 ml/g.
Korzystnie cząstki EPS zawierają 0,6 - 5% wagowych, w przeliczeniu na masę polimeru, organicznego związku bromu wybranego z grupy obejmującej heksabromocyklododekan, pentabromomonochlorocykloheksan i eter pentabromofenylowo-allilowy, jako środka ogniochronnego, oraz 0,1 1,0% wagowych, w przeliczeniu na masę polimeru, związku organicznego z labilnym wiązaniem C-Club O-O-, wybranego spośród dikumylu i nadtlenku dikumylu jako związku działającego synergistycznie ze środkiem ogniochronnym.
Wynalazek dotyczy również sposobu wytwarzania cząstek EPS określonych powyżej, polegającego na tym, że polimeryzuje się styren w suspensji wodnej w obecności 0,1 - 25% wagowych cząstek grafitu lub cząstek sadzy i 2,5 - 8% wagowych pentanu, w przeliczeniu na masę monomerów, oraz dwóch nadtlenków rozkładających się w różnych zakresach temperatury, a następnie otrzymane perełki przemywa się i suszy strumieniem powietrza o temperaturze 50 - 100°C w ciągu mniej niż 1 sekundę.
Korzystnie cząstki EPS spienia się w pojedynczym etapie do gęstości nasypowej poniżej 200 g/litr, oraz w dodatkowych etapach do gęstości nasypowej poniżej 50 g/litr.
Korzystnie w pierwszym etapie prowadzi się spienianie do gęstości nasypowej poniżej 150 g/litr, oraz w jednym lub większej liczbie etapów do gęstości nasypowej 5 - 35 g/litr.
Wynalazek dotyczy także zastosowania cząstek EPS określonych powyżej po ich spienieniu do wytwarzania tworzyw piankowych o gęstości 5 - 35 g/litr, spełniających wymagania klasy 035 przewodności cieplnej (DIN 18164, część 1).
Nieoczekiwanie okazało się, że EPS zawierający mieszaninę pentanu i wody jako porofor oraz cząstki grafitu lub cząstki sadzy, w przeciwieństwie do zwykłego EPS nie wykazuje skłonności do wypacania wody przy przechowywaniu, nawet jeśli zawiera wodę wewnętrzną w ilości do 4% wag.
Cząstki EPS praktycznie nie mają porów, a ich gęstość nasypowa wynosi powyżej 600 g/litr, korzystnie powyżej 650 g/litr, a zwłaszcza powyżej 700 g/litr.
Spienialne polimery styrenu według wynalazku zawierają jako matrycę polimerową homopolistyren. Matrycę polimerową mogą stanowić kopolimery styrenu z etylenowo nienasyconymi komonomerami, zwłaszcza alkilostyrenami, diwinylobenzenem, akrylonitrylem lub α-metylostyrenem, stosowanym w ilości do 20% wag., w przeliczeniu na masę polimerów. Możliwe są również mieszanki otrzymane z polistyrenu i innych polimerów, zwłaszcza z kauczukiem i polieterem fenylenowym.
Ze względu na dobrą spienialność cząstek EPS, polimery styrenu mogą mieć stosunkowo wysoką liczbę lepkościową, w zakresie 75 - 100 ml-g'1, bez dodatku zmiękczaczy, które mogą spowodować niepożądane emisje.
Polimery styrenu mogą zawierać zwykłe i znane środki pomocnicze i dodatki, takie jak środki ogniochronne, środki zarodujące, stabilizatory UV i przeciwutleniacze. Polimery styrenu korzystnie nie zawierają usieciowanych lub rozgałęzionych polimerów zawierających grupy karboksylowe, np. polikwasu akrylowego.
Odpowiednimi dodatkami zmniejszającymi przewodność cieplną są cząstki węgla, takiego jak sadza i grafit. Przydatne są wszystkie odpowiednie gatunki sadzy, przy czym korzystnie stosuje się sadzę płomieniową o wielkości cząstek w zakresie 80 - 120 nm. Korzystnie ilość stosowanej sadzy wynosi 2 - 10% wag. Jednakże szczególnie odpowiedni jest grafit, korzystnie o średniej wielkości cząstek 0,5 - 200 um, korzystniej 1 - 25 um, a zwłaszcza 2 - 20 um, o gęstości nasypowej 100 - 500 g/litr, oraz o powierzchni właściwej 5 - 20 m2/g. Stwierdzono, że istnieje zależność pomiędzy średnią wielkością cząstek grafitu i ilością wody, którą wprowadza się do cząstek EPS. Przykładowo, ilość wody wprowadzonej przy średniej wielkości cząstek 30 um wynosi około 2%, około 4% przy średniej wielkości cząstek 10 um i około 8% przy średniej wielkości cząstek 4 um. Można stosować grafit naturalny lub zmielony grafit syntetyczny. Zawartość cząstek grafitu w polimerze styrenu wynosi 0,1 - 25% wag., zwłaszcza 0,5 - 8% wag.
W jednej korzystnej postaci wynalazku spienialne polimery styrenu zawierają środki ogniochronne, zwłaszcza na bazie organicznych związków bromu. Organiczne związki bromu zawierają brom w ilości > 70% wag. Szczególnie odpowiednimi związkami są alifatyczne, cykloalifatyczne i aromatyczne związki bromu, np. heksabromocyklododekan, pentabromomonochlorocykloheksan i eter pentabromofenylowo-allilowy.
PL 206 009 B1
Działanie środków ogniochronnych zawierających brom zostaje znacząco wzmocnione przez dodanie związków organicznych z labilnym wiązaniem C-C- lub O-O-. Do przykładowych dodatków działających synergistycznie ze środkiem ogniochronnym należą dikumyl i nadtlenek dikumylu. Korzystne połączenie stanowi 0,6 - 5% wag. organicznego związku bromu i 0,1 - 1,0% wag. związku organicznego z labilnym wiązaniem C-C- lub O-O-.
Cząstki EPS dogodnie wytwarza się drogą zwykłej polimeryzacji suspensyjnej styrenu, ewentualnie wraz z komonomerami w ilości do 20% jego masy, w obecności 0,1 - 25%, korzystnie 0,5 - 8% wag., cząstek grafitu lub cząstek sadzy oraz 2,5 - 8% wag., korzystnie 3 - 5,5% wag. pentanu, w przeliczeniu na masę monomerów. W takim przypadku porofor można dodawać przed polimeryzacją suspensyjną lub w jej trakcie.
Polimeryzację suspensyjną korzystnie prowadzi się w sposób opisany w WO 99/16817 w obecności dwóch nadtlenków rozkładających się w różnych temperaturach. Nadtlenek A rozkładający się w niższej temperaturze powinien wykazywać okres półtrwania wynoszący 1 godzinę w temperaturze 80 - 100°C, korzystnie w 85 - 95°C. Nadtlenek B rozkładający się w wyższej temperaturze powinien wykazywać okres półtrwania wynoszący 1 godzinę w temperaturze 110 - 140°C, korzystnie w 120 - 135°C. Korzystnie stosuje się nadtlenki A tworzą ce wolne rodniki alkoksylowe w wyniku rozkładu. Przykładowo można wymienić 2-etyloperoksyheksanian t-butylu, 2-etyloperoksyheksanian amylu, dietyloperoksyoctan t-butylu i peroksyizobutanian t-butylu. W zasadzie możliwa jest również polimeryzacja z użyciem nadtlenku dibenzoilu.
Jako nadtlenek B można stosować wszelkie zwykłe nadtlenki rozkładające się we wspomnianej wyższej temperaturze. Korzystnie stosuje się nadtlenki, które nie zawierają grup benzoilowych, jeśli wytwarzany EPS ma być wolny od benzenu. Tak więc do korzystnych nadtlenków B należą nadtlenek dikumylu oraz alifatyczne lub cykloalifatyczne nadketale lub monoperoksywęglany. Poza tym można również stosować np. nadtlenek di-t-amylu.
Polimeryzację suspensyjną dogodnie prowadzi się w dwóch etapach w różnej temperaturze. W tym celu suspensję najpierw ogrzewa się w 90 - 100°C przez okres czasu nie dłuższy niż 2 godziny, i w tym czasie nadtlenek A rozkłada się i zaczyna się polimeryzacja. Następnie umożliwia się wzrost temperatury reakcji, korzystnie z szybkością 8 - 17°C/godzinę, do temperatury w zakresie 120 140°C, i utrzymuje się tę temperaturę aż do spadku zawartości resztkowych monomerów do wartości poniżej 0,1%. W tej temperaturze rozkłada się nadtlenek B. Taki sposób umożliwia wytwarzanie EPS o niskiej resztkowej zawartoś ci monomeru.
Stwierdzono, że z punktu widzenia trwałości suspensji dogodne jest, jeśli na początku polimeryzacji suspensyjnej stosuje się roztwór polistyrenu (lub odpowiedniego kopolimeru styrenu) w styrenie (lub w mieszaninie styrenu z komonomerami). Korzystnie w takim przypadku stosuje się wyjściowy roztwór polistyrenu w styrenie, o stężeniu 0,5 - 30% wag., zwłaszcza 3 - 20% wag. Można w tym celu świeży polistyren rozpuścić w monomerach, ale dogodniej jest stosować składniki określane jako frakcje uboczne, odsiane podczas rozdzielania cząstek otrzymanych podczas wytwarzania spienialnego polistyrenu, z uwagi na to, że są to perełki za duże albo za małe. W praktyce takie nieprzydatne frakcje uboczne zawierają perełki o średnicy powyżej 2,0 mm lub poniżej 0,2 mm. Można także stosować polistyren i piankę polistyrenową z recyklingu. Inną możliwość stanowi prepolimeryzacja styrenu w masie do stopnia przereagowania 0,5 - 70%, a następnie przeprowadzenie prepolimeru wraz z cząstkami sadzy lub czą stkami grafitu w suspensję w fazie wodnej, a nastę pnie dokoń czenie polimeryzacji.
W polimeryzacji suspensyjnej powstają perełki, zasadniczo kuliste cząstki o średniej średnicy 0,2 - 2 mm, w których równomiernie rozmieszczone są cząstki sadzy lub cząstki grafitu. Przemywa się je i uwalnia od wody przywierającej do powierzchni zwykłymi sposobami.
Stwierdzono, że cząstki EPS zawierające zgodnie z wynalazkiem 1 - 10% wag. wody otrzymuje się, gdy stosuje się co najmniej jeden, a ewentualnie dwa lub większą liczbę, następujących środków.
• Sił y ś cinają ce dział ają ce podczas polimeryzacji powinny być bardzo małe, czyli mieszanie powinno być stosunkowo powolne, z bardzo małą mocą pobieraną przez mieszadło.
• Suspensję należy szybko ogrzać do temperatury 90 - 100°C, korzystnie w ciągu 30 - 120 minut.
• Końcowa temperatura powinna być stosunkowo wysoka, korzystnie powyżej 120°C, a zwłaszcza powyżej 130°C.
• Suszenie powinno przebiegać stosunkowo szybko.
Cząstki EPS korzystnie po przemyciu suszy się pneumatycznie, czyli wystawia na okres czasu poniżej 1 sekundy na działanie strumienia powietrza o temperaturze 50 - 100°C, w celu usunięcia
PL 206 009 B1 wody przywierającej do powierzchni. Gdy zawartość wody wewnętrznej wynosi powyżej około 4% wag., na cząstki EPS powinno się nanieść powierzchniową powłokę o wysokiej zdolności do chłonięcia wody, np. z poliakrylanu sodu. Gdy zawartość wody wewnętrznej jest za wysoka, istnieje niebezpieczeństwo niepożądanego wypacania się wody przy przechowywaniu.
Część pentanu może ulotnić się z cząstek EPS przy długotrwałym przechowywaniu, zwłaszcza w swobodnym kontakcie z powietrzem. W procesie spieniania istotne jest, aby zawarto ść pentanu wynosiła co najmniej 2,2% wag.
Cząstki EPS można powlekać zwykłymi środkami powłokowymi, np. stearynianami metali, estrami gliceryny lub krzemianami o drobnych cząstkach.
Spienione cząstki polimeru styrenu wytwarza się przez spienianie perełek EPS według wynalazku, przy czym w pojedynczym etapie spienia się je do gęstości nasypowej poniżej 200 g/litr, korzystnie poniżej 150 g/litr, oraz w jednym lub większej liczbie dodatkowych etapów do gęstości nasypowej poniżej 50 g/litr, korzystnie poniżej 40 g/litr. Najczęściej osiąga się to przez ogrzewanie cząstek EPS i pary wodnej w urządzeniach do wstępnego spieniania.
Tak wytworzone wstępnie spienione cząstki można przetwarzać na pianki polistyrenowe o gęstości 5 - 35 g/litr, korzystnie 8 - 25 g/litr, a zwłaszcza 10 - 15 g/litr. W tym celu wstępnie spienione cząstki umieszcza się w formach bez gazoszczelnego zamknięcia, poddaje się obróbce parą wodną i spajaniu, z wytworzeniem wyrobów formowanych. Takie wyroby formowane można wyjąć po ostygnięciu.
P r z y k ł a d 1
W 419 kg styrenu rozpuszczono 21 kg polistyrenu (PS 158 K z BASF) i 8,5 kg grafitu w postaci proszku (o średniej wielkości cząstek 30 μm) (Graphitwerk Kropfmuhl AG) przeprowadzono w jednorodną suspensję, w mieszaninie z 0,34 kg 2-etyloperoksyheksanianu t-butylu, 2,1 kg nadtlenku dikumylu i 2,9 kg heksabromocyklododekanu. Fazę organiczną wprowadzono do 485 l wody dejonizowanej w szczelnie zamkniętym mieszalniku ciśnieniowym o pojemności 1 m3. Faza wodna zawierała 1,16 kg pirofosforanu sodu i 2,15 kg siarczanu magnezu. Mieszaninę reakcyjną ogrzewano do 95°C w ciągu 75 minut w trakcie łagodnego mieszania. Następnie ogrzewano ją do 132°C w ciągu 4 godzin, przy czym po 2 godzinach dodano 5,8 kg emulgatora K 30/40 (Bayer AG), a po około 2,5 godziny dodano 25 kg pentanu. Polimeryzację ostatecznie zakończono w 137°C. Cząstki EPS przemyto i wysuszono pneumatycznie. Liczba lepkościowa polistyrenu wynosiła 83 ml-g'1.
Frakcję perełek o wielkości 1,6 - 2,5 mm odsiano i oznaczono w niej zawartość pentanu i wody wewnętrznej. Cząstki następnie spieniano przez 3 minuty z użyciem pary wodnej i zmierzono ich gęstość nasypową. Na koniec przeprowadzono spajanie cząstek pianki w zwykłym urządzeniu automatycznym do formowania. Zmierzono czas do wyjęcia wyrobu z formy, czyli czas niezbędny do rozproszenia ciśnienia powstałego w wyrobie i wywieranego na formę po wstrzyknięciu pary wodnej w celu spojenia perełek.
P r z y k ł a d 2 (porównawczy)
Przykład 1 powtórzono, z tym że cząstki EPS suszono przez 8 godzin powietrzem o temperaturze 50°C.
P r z y k ł a d 3
Przykład 1 powtórzono, z tym że zastosowano grafit o średniej wielkości cząstek 10 um oraz dodano tylko 17,5 kg pentanu.
Wyniki podano w poniższej tabeli.
T a b e l a
Przykład Zawartość pentanu (% wag.) Zawartość wody (% wag.) Gęstość nasypowa (g/l) Czas do wyjęcia z formy (s)
1 4,5 1,86 16,1 57
2 4,5 0,19 21,3 87
3 3,5 4,50 18,9 51
Zastrzeżenia patentowe

Claims (12)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Cząstki spienialnego polimeru styrenu (cząstki EPS) o gęstości nasypowej powyżej 600 g/litr, zawierające 0,1 - 25% wagowych cząstek grafitu lub cząstek sadzy, a także lotny porofor, znamienne
    PL 206 009 B1 tym, że porofor stanowi mieszanina 2,2 - 6% wagowych pentanu i 1 - 10% wagowych wody, w przeliczeniu na masę cząstek EPS.
  2. 2. Cząstki EPS według zastrz. 1, znamienne tym, że mają gęstość nasypową 650 g/litr.
  3. 3. Cząstki EPS według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że zawierają 2,5 - 5,0% wagowych pentanu i od powyżej 3 do 8% wagowych wody.
  4. 4. Cząstki EPS według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że zawierają 3,0 - 4,0% wagowych pentanu i 3,5 - 6% wagowych wody.
  5. 5. Cząstki EPS według zastrz. 1-4, znamienne tym, że zawierają 0,5 - 8% wagowych grafitu o średniej wielkości cząstek 1-25 um.
  6. 6. Cząstki EPS według zastrz. 1-4, znamienne tym, że zawierają 2 - 10% wagowych sadzy płomieniowej o wielkości cząstek w zakresie 80 - 120 nm.
  7. 7. Cząstki EPS według zastrz. 1-6, znamienne tym, że mają liczbę lepkościową 75 - 100 ml/g.
  8. 8. Cząstki EPS według zastrz. 1-7, znamienne tym, że zawierają 0,6 - 5% wagowych, w przeliczeniu na masę polimeru, organicznego związku bromu wybranego z grupy obejmującej heksabromocyklododekan, pentabromomonochlorocykloheksan i eter pentabromofenylowo-allilowy, jako środka ogniochronnego, oraz 0,1 - 1,0% wagowych, w przeliczeniu na masę polimeru, związku organicznego z labilnym wiązaniem C-C- lub O-O-, wybranego spośród dikumylu i nadtlenku dikumylu jako związku działającego synergistycznie ze środkiem zmniejszającym palność.
  9. 9. Sposób wytwarzania cząstek EPS określonych w zastrz. 1-8, znamienny tym, że polimeryzuje się styren w suspensji wodnej w obecności 0,1 - 25% wagowych cząstek grafitu lub cząstek sadzy i 2,5 - 8% wagowych pentanu, w przeliczeniu na masę monomerów, oraz dwóch nadtlenków rozkładających się w różnych zakresach temperatury, a następnie otrzymane cząstki przemywa się i suszy strumieniem powietrza o temperaturze 50 - 100°C przez mniej niż 1 sekundę.
  10. 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że cząstki EPS spienia się w pojedynczym etapie do gęstości nasypowej poniżej 200 g/litr, oraz w dodatkowych etapach do gęstości nasypowej poniżej 50 g/litr.
  11. 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że w pierwszym etapie prowadzi się spienianie do gęstości nasypowej poniżej 150 g/litr, oraz w jednym lub większej liczbie etapów do gęstości nasypowej 5-35 g/litr.
  12. 12. Zastosowanie cząstek EPS określonych w zastrz. 1-8 po ich spienieniu do wytwarzania tworzyw piankowych o gęstości 5-35 g/litr, spełniających wymagania klasy 035 przewodności cieplnej (DIN 18164, część 1).
PL369135A 2001-01-13 2002-01-11 Cząstki spienialnego polimeru styrenu, sposób ich wytwarzania i ich zastosowanie PL206009B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10101432A DE10101432A1 (de) 2001-01-13 2001-01-13 Kohlenstoffpartikel enthaltende expandierbare Styrolpolymerisate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL369135A1 PL369135A1 (pl) 2005-04-18
PL206009B1 true PL206009B1 (pl) 2010-06-30

Family

ID=7670512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL369135A PL206009B1 (pl) 2001-01-13 2002-01-11 Cząstki spienialnego polimeru styrenu, sposób ich wytwarzania i ich zastosowanie

Country Status (16)

Country Link
US (1) US20040039073A1 (pl)
EP (1) EP1366110B1 (pl)
JP (1) JP2005506390A (pl)
KR (1) KR100822579B1 (pl)
CN (1) CN1194033C (pl)
AT (1) ATE334164T1 (pl)
AU (1) AU2002234613A1 (pl)
CA (1) CA2434051A1 (pl)
CZ (1) CZ298607B6 (pl)
DE (2) DE10101432A1 (pl)
ES (1) ES2269648T3 (pl)
MX (1) MXPA03005785A (pl)
NO (1) NO331854B1 (pl)
PL (1) PL206009B1 (pl)
RU (1) RU2302432C2 (pl)
WO (1) WO2002055594A1 (pl)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT1431370E (pt) 2002-12-18 2012-04-09 Synbra Tech Bv Materiais resistentes ao fogo
ITMI20030627A1 (it) * 2003-03-31 2004-10-01 Polimeri Europa Spa Polimeri vinilaromatici espandibili e procedimento per la loro preparazione.
DE102004028768A1 (de) * 2004-06-16 2005-12-29 Basf Ag Styrolpolymer-Partikelschaumstoffe mit verringerter Wärmeleitfähigkeit
RU2373233C2 (ru) * 2004-07-13 2009-11-20 Инеос Юроуп Лимитед Вспенивающаяся композиция полистирола и способ ее получения
DE102004034514A1 (de) * 2004-07-15 2006-02-16 Basf Ag Synergistische Flammschutzmischungen für Polystyrolschaumstoffe
ITMI20050666A1 (it) * 2005-04-15 2006-10-16 Polimeri Europa Spa Procedimento per il migoioramento del potere isolante di polimeri vinilaromatici espansi e prodotti cosi'ottenuti
US20060266707A1 (en) * 2005-05-26 2006-11-30 Fisher Jon R Drying method for macroporous polymers, and method of preparation and use of macroporous polymers made using the method
IT1366567B (it) * 2005-10-18 2009-10-06 Polimeri Europa Spa Granulati espandibili a basemdi polimeri vinilaromatici dotati di migliorata espansibilita'e procedimento per la loro preparazione
ATE431376T1 (de) * 2006-03-07 2009-05-15 Basf Se Verfahren zur herstellung von expandierbaren styrolpolymerisaten
WO2007114529A1 (en) * 2006-03-31 2007-10-11 Korea Kumho Petrochemical Co., Ltd Method for manufacturing expandable polystyrene particles with excellent thermal insulation capability
KR100750626B1 (ko) * 2006-12-29 2007-08-20 주식회사 벽산 단열성이 우수한 압출 스티렌 폼 제조방법
US20090030095A1 (en) * 2007-07-24 2009-01-29 Laverdure Kenneth S Polystyrene compositions and methods of making and using same
KR101096798B1 (ko) 2007-10-15 2011-12-22 현대이피 주식회사 발포성 폴리스티렌 비드 및 그 제조방법
SI2274369T2 (sl) * 2008-05-02 2023-08-31 Basf Se Polistirenske pene z majhno vsebnostjo kovine
ITMI20080823A1 (it) * 2008-05-07 2009-11-08 Polimeri Europa Spa Composizioni di polimeri vinilaromatici espansibili a migliorata capacita' di isolamento termico, procedimento per la loro preparazione ed articoli espansi da esse ottenuti
IT1392391B1 (it) * 2008-12-19 2012-03-02 Polimeri Europa Spa Composizioni di polimeri vinilaromatici espansibili a migliorata capacita' di isolamento termico, procedimento per la loro preparazione ed articoli espansi da loro ottenuti
CN101560308B (zh) * 2009-06-02 2011-08-31 吉林大学 一步法合成黑色可发性聚苯乙烯粒子的制备方法
US20120245315A1 (en) * 2009-12-10 2012-09-27 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Process for the polymerization of styrene
NL2004588C2 (nl) * 2010-04-21 2011-10-24 Synbra Tech Bv Deeltjesvormig, expandeerbaar polymeer, werkwijze ter vervaardiging hiervan, alsmede de toepassing.
IT1401950B1 (it) 2010-09-21 2013-08-28 Polimeri Europa Spa Composizioni di (co)polimeri vinilaromatici espansibili autoestinguenti e procedimento per la loro preparazione.
KR101168268B1 (ko) 2011-10-04 2012-07-30 금호석유화학 주식회사 흑연을 함유하는 폴리스티렌 압출 보드의 간편한 제조 방법
WO2013092322A2 (de) 2011-12-21 2013-06-27 Basf Se Verfahren zur herstellung von expandierbaren, graphit- und flammschutzmittelhaltigen styrolpolymerisaten
JP5810007B2 (ja) * 2012-02-29 2015-11-11 積水化成品工業株式会社 スチレン系樹脂粒子、その製造方法、発泡性粒子、発泡粒子及び発泡成形体
CN102977239B (zh) * 2012-12-05 2014-12-03 新疆蓝山屯河新材料有限公司 难燃型可发性聚苯乙烯树脂材料及其生产方法
FR3009561B1 (fr) * 2013-08-06 2017-12-22 Arkema France Procede de preparation de polystyrene expansible noir
JP6031614B2 (ja) * 2013-09-30 2016-11-24 積水化成品工業株式会社 カーボンブラック含有複合樹脂予備発泡粒子とその製造方法及び発泡成形体
MA41344B1 (fr) 2015-01-14 2019-01-31 Synthos Sa Combinaison de silice et de graphite et son utilisation pour réduire la conductivité thermique d'une mousse de polymère aromatique vinylique
KR20170106391A (ko) 2015-01-14 2017-09-20 신도스 에스.에이. 지오폴리머와 이의 복합체 및 팽창성 비닐 방향족 중합체 과립과 이를 포함하는 팽창 비닐 방향족 중합체 발포체
MA41342A (fr) 2015-01-14 2017-11-21 Synthos Sa Procédé pour la production de granulés de polymère vinylique aromatique expansible ayant une conductivité thermique réduite
LT3245242T (lt) 2015-01-14 2018-12-10 Synthos S.A. Mineralo, turinčio perovskito sandarą, panaudojimas aromatinio vinilo polimero putose
US11015033B2 (en) 2015-09-09 2021-05-25 Kaneka Corporation Expandable styrene resin particles, pre-expanded particles of styrene resin, styrene resin foam molded body, and method for producing expandable resin particles
CN105504115B (zh) * 2015-12-18 2018-05-18 武汉轻工大学 消除炭黑或石墨在聚苯乙烯保温材料合成中阻聚效应的原位微胶囊方法
CN105949360A (zh) * 2016-05-30 2016-09-21 日照新三明化工有限公司 含鳞片石墨的阻燃可发性聚苯乙烯及其本体聚合制备方法
CN107141384B (zh) * 2016-08-16 2020-07-14 新疆蓝山屯河新材料有限公司 一种高黑度石墨可发性聚苯乙烯颗粒的生产方法
CN111393549B (zh) * 2018-12-28 2022-06-24 青岛海林港工业有限公司 一种eps泡粒的制备方法及其应用

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH510703A (de) * 1966-06-23 1971-07-31 Basf Ag Schwerentflammbare thermoplastische Formmasse
RU2096427C1 (ru) * 1988-11-25 1997-11-20 Дзе Дау Кемикал Компани Пенополистирол, содержащий углеродную сажу
DE3842305A1 (de) * 1988-12-16 1990-06-21 Basf Ag Verfahren zur herstellung von styrolpolymerisat-schaumstoffpartikeln
DE4014261A1 (de) * 1990-05-04 1991-11-07 Basf Ag Expandierbare styrolpolymerisate
US5112875A (en) * 1990-11-26 1992-05-12 Basf Corporation Polystyrene having high degree of expandability, and formulation having a highly-expandable polymer therein
EP0981574B1 (de) * 1997-05-14 2000-09-06 Basf Aktiengesellschaft Graphitpartikel enthaltende expandierbare styrolpolymerisate
ES2151270T3 (es) * 1997-05-14 2000-12-16 Basf Ag Procedimiento para la obtencion de polimeros de estireno expandibles que contienen particulas de grafito.
DE19742910A1 (de) * 1997-09-29 1999-04-01 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von expandierbaren Styrolpolymerisaten
DE19812856A1 (de) * 1998-03-24 1999-09-30 Basf Ag Verfahren zur Herstellung wasserexpandierbarer Styrolpolymerisate
EP0987293A1 (en) * 1998-09-16 2000-03-22 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Porous polymer particles
HUP0303866A3 (en) * 2000-12-04 2008-03-28 Nova Chem Inc Foamed cellular particles of an expandable polymer composition

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002234613A1 (en) 2002-07-24
EP1366110B1 (de) 2006-07-26
RU2302432C2 (ru) 2007-07-10
MXPA03005785A (es) 2003-09-10
PL369135A1 (pl) 2005-04-18
KR100822579B1 (ko) 2008-04-16
CA2434051A1 (en) 2002-07-18
RU2003125175A (ru) 2005-01-10
NO20033119L (no) 2003-09-12
WO2002055594A1 (de) 2002-07-18
NO20033119D0 (no) 2003-07-08
US20040039073A1 (en) 2004-02-26
DE10101432A1 (de) 2002-07-18
CN1484666A (zh) 2004-03-24
JP2005506390A (ja) 2005-03-03
EP1366110A1 (de) 2003-12-03
DE50207638D1 (de) 2006-09-07
CZ20031877A3 (cs) 2003-12-17
NO331854B1 (no) 2012-04-23
CN1194033C (zh) 2005-03-23
ES2269648T3 (es) 2007-04-01
KR20040073277A (ko) 2004-08-19
ATE334164T1 (de) 2006-08-15
CZ298607B6 (cs) 2007-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL206009B1 (pl) Cząstki spienialnego polimeru styrenu, sposób ich wytwarzania i ich zastosowanie
US6130265A (en) Method for producing expandable styrene polymers containing graphite particles
KR101256271B1 (ko) 감소된 열전도율을 갖는 스티렌 중합체 입자 발포 물질
JP2001525001A (ja) グラファイト粒子を含有する発泡可能のスチレン重合体
JPH05247248A (ja) 発泡剤として二酸化炭素を含有する発泡性スチレンポリマー
PL191465B1 (pl) Sposób wytwarzania polimerów styrenu zdolnych do spieniania
US6414041B1 (en) Expandable styrene polymers containing graphite particles
PL194984B1 (pl) Sposób wytwarzania spienialnych polimerów styrenu zawierających cząstki grafitu, spienialne polimery styrenu oraz zastosowanie spienialnych polimerów styrenu
MXPA06014840A (es) Recipiente y proceso para su fabricacion.
JPH073068A (ja) ビーズ状発泡性スチレン重合体
JP5798554B2 (ja) 断熱性発泡物品及びその調製のための組成物
CA2671396A1 (en) Expandable styrene polymers and foams with decreased water absorption
US6342540B1 (en) Method for producing water expandable styrene polymers
JPH08311281A (ja) 回収ポリスチレン気泡材料含有難燃化ポリスチレン粒状気泡材料の製造法
JPH09157432A (ja) 発泡性ポリスチレンの製造法
JP6010031B2 (ja) 自消性発泡性ビニル芳香族(コ)ポリマーの組成物及びその調製方法
JPS6310181B2 (pl)
JPS63150336A (ja) 膨脹可能なスチロール重合体及びスチロール重合体発泡物質
RU2526045C2 (ru) Способ получения вспениваемых винилароматических полимеров с пониженной теплопроводностью посредством полимеризации в суспензии
JPS5910376B2 (ja) 低密度の泡状物質に膨張可能なスチロ−ル重合物
JPH09278924A (ja) スチレンと1,1−ジフェニルエテンとの共重合体を基礎とする発泡材料
MXPA00011395A (en) Expandable styrene polymers consisting of athermanous particles
KR100742946B1 (ko) 강도가 우수한 발포성 스티렌계 수지 입자, 그 제조방법및 상기 수지입자로 제조된 발포 성형품
JPH0367538B2 (pl)
JPH04189841A (ja) 発泡性スチレン系樹脂粒子及びその製造方法