PL219632B1

PL219632B1 - Spreparowane polimery styrenowe i sposób preparacji polimerów styrenowych

Info

Publication number: PL219632B1
Application number: PL390189A
Authority: PL
Inventors: Wiesław Zadęcki; Dariusz Stachura; Witold Rams
Original assignee: Termo Organika Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2015-06-30
Also published as: WO2011087384A1; PL390189A1; EP2523997A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób kinetycznej i statycznej preparacji polimerów styrenowych, zwłaszcza przeznaczonych do spieniania i produkcji przegród termoizolacyjnych o żądanych parametrach mechanicznych, geometrycznych i izolacyjnych. Przedmiotem wynalazku są także tak spreparowane polimery styrenowe.

Polimery styrenu szczególnie spienionego (ekspandowanego) wykazują bardzo małą odporność na strumienie cieplne o temperaturze powyżej 85°C, pod wpływem których polimery te ulegają degradacji fizycznej i chemicznej, co poprzez przejście w fazę ciekłą i utratę izolacyjności termicznej prowadzi do ich zaniku (destrukcji).

Styropian jest najczęściej stosowanym tworzywem polimerowym w izolacji termicznej np.: w budownictwie. Charakteryzuje się m.in. bardzo niskim współczynnikiem przewodności cieplnej oraz małą gęstością. W celu zwiększenia odporności styropianu na działanie promieni i strumieni cieplnych o wysokiej temperaturze stosowane są zasadniczo uniepalniacze organiczne, mineralne a także ich mieszaniny oraz czynniki i związki wydzielane po rozkładzie termicznym komponentów.

Znanych jest wiele sposobów i preparatów ograniczających palność i poprawiających odporność termiczną styropianu w odniesieniu do jego powierzchni i masy jednak ich skuteczność jest niedostateczna. Dodatkowo pod wpływem wysokiej temperatury znane i powszechnie stosowane preparaty ograniczające palność i odporność termiczną ulegają pirolizie prowadząc tym samym do pirolizy styropianu, czego skutkiem jest wydzielanie związków mogących powodować dodatkowo np. korozję metali, będących również katalizatorami procesów spalania.

Znane i powszechnie stosowane rozwiązania dotyczące preparacji tworzyw na bazie polistyrenu, zwiększającej ich odporność na działanie wysokiej temperatury związane są z zastosowaniem, jako uniepalniaczy - związków bądź mieszanin związków zawierających halogenki (np. HBCDD heksabromocyklododekan).

Powyższe związki lub ich proste mieszaniny działają wyłącznie w temperaturze podwyższonej poprzez ich rozkład pirolityczny, który powoduje destrukcję, degradację lub kraking polistyrenu czego efektem jest ograniczenie jego palności.

Ujawnione kanadyjskie zgłoszenie patentowe CA2051774 przedstawia przykład takiego rozwiązania, w którym wodny roztwór opóźniający palenie, stosowany jest między innymi w celu uniepalnienia poliolefin, zawierając w swoim składzie: rozpuszczalną w wodzie sól amoniaku (fosforan amonu lub bromek amonu), fosforany organiczne oraz stabilne spoiwo do żywic.

Podobne rozwiązanie stanowi kanadyjskie zgłoszenie CA2019325, w którym opisano mieszaninę poprawiającą zdolności opóźniające palenie różnorodnych materiałów (papieru, bawełny, drewna, materiałów polimerowych). Korzystny, opisany w powyższym wynalazku, skład mieszaniny to bromek amonu, kwas borowy, alkohol, związek powierzchniowo czynny oraz woda. Dodatki pomocnicze wybierane są spośród: fosforanu sodu, fosforanu monoamonowego, fosforanu diamonowego, fosforanu organicznego, tlenku fosforu, popiołu drzewnego lub metalicznego sodu.

Innym typem rozwiązania jest zastosowanie jako uniepalniacza tworzyw sztucznych substancji bądź mieszaniny wolnej od halogenków, zawierającym sole monoamonowe i/lub różnego rodzaju związki fosforu lub sam fosfor.

Przykładem takiego rozwiązania jest japońskie zgłoszenie JP9296119, w którym twórcy proponują połączenie tworzywa sztucznego, grafitu (ulegającego ekspandowaniu pod wpływem temperatury) z czerwonym fosforem i/lub związkiem fosforu (w szczególności polifosforanem amonu).

W zgłoszeniach US6444714 oraz US6420442 przedstawiono produkcję uniepalnionego polistyrenu, poprzez polimeryzację styrenu w obecności opóźniacza palenia, będącego mieszaniną, o zmiennych proporcjach, ekspandowanego grafitu ze związkami fosforu.

Innym przykładem tego typu rozwiązania jest zgłoszenie EP0814119, w którym ognioodporny polistyren otrzymywany jest przez domieszkowanie mieszaniny wodorotlenku metalu ze związkami fosforu.

Do tej grupy tworzyw należy również opisany w zgłoszeniu CA1201841 uniepalniacz tworzywa sztucznego o składzie: polifosforan amonu, monofosforan amonu, bezwodny boraks, boraks, amidy mocznikowe, melamina.

Znane są również rozwiązania, w których w skład mieszaniny opóźniającej palenie wchodzi kwas askorbinowy. Zgłoszenie KR20010096332 przedstawia kompozycję opartą na polimerze olefinowym wykorzystującą naturalne związki jako przeciwutleniacze i/lub czynniki odporne na działanie

PL 219 632 B1 ognia. W skład takiej kompozycji wchodzą: żywica polimerowa bazująca na poliolefinach, przeciwutleniacz (kwas askorbinowy lub jego pochodne, ekstrakt z jabłek), czynnik odporny na działanie ognia (pochodne kwasu mlekowego), dodatkowo dodatek ograniczający kapanie, wzmacniacz działania, plastyfikator, kompatybilizer, środek koloryzujący, wypełniacz, czynnik antystatyczny, opóźniacz palenia, pigment, i/lub barwnik.

Natomiast w zgłoszeniu CA2146034 twórcy proponują rozwiązanie w postaci stabilizowanej kompozycji o poprawionej stabilności na termiczne utlenianie, składającej się z poliolefin, kwasu askorbinowego i jednego lub więcej tokoferoli.

Innym rozwiązaniem tego typu jest zgłoszenie CA1251034, przedstawiające chemicznie aktywną kompozycję, zawierającą dwuwartościowe jony żelaza, kwas askorbinowy i/lub kwas cytrynowy oraz ałun, gdzie stosunek masowy jonów żelaza(II) do kwasu askorbinowego lub cytrynowego wynosi 1:0.02 i 0.30 (dla kwasu askorbinowego) lub 1:0.01 i 0.80 (dla kwasu cytrynowego).

Podobnym rozwiązaniem jest zgłoszenie CA2517460, przedstawiające opóźniacz palenia do polimerów, tekstyliów i drewna, otrzymywany ze związku żelaza (węglan żelaza(II), węglan wodorotlenek żelaza, wodorotlenek żelaza(II), wodorotlenek żelaza(III), gdzie jako modyfikator opóźniacza zastrzeżono zastosowanie kwasu askorbinowego.

Natomiast zgłoszenia WO0118120 oraz DE19828538 opisują termoplastyczną wypraskę poliwęglanową powstałą w wyniku szczepienia polimerów w obecności nadkwasu askorbinowego, kwaśnego inicjatora redoks bądź kwasu askorbinowego.

W istniejących rozwiązaniach, jako składniki mieszanin opóźniających palenie, zastosowanie mają również substancje „nano”.

Przykładem tego typu rozwiązania jest zgłoszenie CA2516292, opisujące mieszaninę opóźniającą palenie, składającą się z polimeru olefinowego, nano-krzemnianów, wodorotlenku metalu, węglanu wapnia.

Podobnym rozwiązaniem jest zgłoszenie CA2592281, gdzie przedstawiona jest wyprasowana pianka polistyrenowa, zawierająca wielowarstwowy nano-grafit jako dodatek poprawiający właściwości tworzywa.

Biorąc pod uwagę toksyczność produktów rozkładu pod wpływem pirolizy i przemian termicznych części z dotychczasowych modyfikatorów stosowanych np.: jako preparaty ograniczające palność tworzyw polimerowych, pojawiła się konieczność badań nad zastosowaniem związków, których produkty rozkładu byłyby przyjazne dla środowiska naturalnego i człowieka a jednocześnie które spełnią oczekiwania stawiane przy produkcji i modyfikacji polistyrenu.

Celem wynalazku jest dostarczenie sposobu neutralizacyjnej preparacji polimerów styrenowych, zwłaszcza przeznaczonych do spieniania i jednocześnie ograniczenie obecności w polimerach styrenowych dotychczas stosowanych antypirenów, które w trakcie pirolizy i przemian termicznych powodujących ich rozkład, mogą przechodzić w produkty toksyczne.

Celem wynalazku jest również dostarczenie spreparowanego polimeru styrenowego, zwłaszcza przeznaczonego do spieniania, otrzymanego sposobem według wynalazku, w trakcie którego zachodzi neutralizacja centr energetycznych generowanych przez polimer szczególnie w postaci elektrycznych ładunków tarciowych o znanym (+ lub -) jednoimiennym znaku stanowiącym mostek adhezyjny dla warstw ochronnych na danej zmodyfikowanej powierzchni polimerów styrenowych.

Celem wynalazku jest przede wszystkim preparacja polimeru styrenowego poprzez neutralizację elektrostatyczną, homogenizację i aktywację adhezyjną powierzchni polimeru styrenowego zwłaszcza przeznaczonego do spieniania oraz wprowadzenie czynników preparujących do monomeru przed polimeryzacją lub wprowadzenie tych czynników do polimeru po polimeryzacji.

Istotą wynalazku są zatem spreparowane polimery styrenowe, zwłaszcza przeznaczone do spieniania i produkcji przegród termoizolacyjnych, zawierające polimer styrenowy, porofory organiczne, opcjonalnie środki powierzchniowo czynne, lub opcjonalnie dodatki technologiczne, takie jak plastyfikatory, charakteryzujące się tym, że zawierają ponadto organiczny i/lub nieorganiczny preparat neutralizacyjny składający się z bromku amonowego, fosforanu guanidyny i soli monoamonowej kwasu sulfonowego, w formie stałej lub ciekłej w ilości od 0,5 do 20 cz. wag. w stosunku do 100 cz. wag. polimeru, korzystnie z dodatkiem kwasu askorbinowego w ilości od 0,05 do 17 cz. wag. oraz opcjonalnie zawierają dodatek w postaci organicznego preparatu pomocniczego w postaci kopolimeru akrylanowo-fluoroalkilowego zawierającego eter etylowy dipropylenoglikolu, w formie stałej lub ciekłej w ilości od 0,03 do 22 cz. wag. w stosunku do 100 cz. wag. polimeru styrenowego, korzystnie z dodat4

PL 219 632 B1 kiem kwasu askorbinowego w ilości od 0,01 do 23 cz. wag. w stosunku do 100 cz. wag. polimeru styrenowego.

Według wynalazku, preparat neutralizacyjny składa się z bromku amonowego w ilości 0,1 do 18 cz. wag., i/lub fosforanu guanidyny w ilości 0,1 do 19 cz. wag., soli monoamonowej kwasu sulfonowego w ilości 0,1 do 15 cz. wag., oraz opcjonalnie z kwasu askorbinowego w ilości 0,1 do 17 cz. wag. w stosunku do 100 cz. wag. polimeru styrenowego.

Korzystnie, według wynalazku ilość preparatu pomocniczego w spreparowanym polimerze wynosi od 0,1 do 16 cz. wag. w stosunku do 100 cz. wag. polimeru styrenowego.

Korzystnie, według wynalazku ilość kwasu askorbinowego w spreparowanym polimerze wynosi od 0,05-9,5 cz. wag. w stosunku do 100 cz. wag. polimeru styrenowego.

Według wynalazku proporcje składników wchodzących w skład preparatu neutralizacyjnego są zmienne.

Korzystnie, preparat neutralizacyjny stosowany jest w roztworach lub zawiesinach wodnych lub formie stałej; rozdrobnionej np. w postaci proszków o rozdrobnieniu poniżej 1500 ąm.

Korzystnie, rozdrobnienie wykorzystywanego przy preparowaniu polimerów styrenowych preparatu neutralizacyjnego w formie stałej jest w zakresie 2-100 ąm.

Istotą wynalazku jest również sposób preparacji polimerów styrenowych, zwłaszcza przeznaczonych do spieniania, w którym preparaty neutralizacyjne i opcjonalnie preparaty pomocnicze wprowadza się w czasie jednego z poszczególnych etapów otrzymywania polimerów styrenowych takich jak a) polimeryzacja suspensyjna monomeru; b) sezonowanie polimeru styrenowego przed spienieniem; c) wstępne spienienie polimeru styrenowego; d) suszenie i homogenizacja spienionego polimeru styrenowego; e) transport pneumatyczny spienionego polimeru styrenowego przeznaczonego do blokowania charakteryzujący się tym, że w etapie polimeryzacji suspensyjnej monomeru ilość wprowadzanego preparatu neutralizacyjnego zdefiniowanego powyżej wynosi 0,5 do 20 cz. wag., przy czym preparat neutralizacyjny w postaci rozpuszczonej lub w postaci zawiesiny wodnej wprowadza się wraz z typowym wodnym koloidem ochronnym w temperaturze 18-45°C; lub przed spienieniem polimeru styrenowego ilość wprowadzanego preparatu neutralizacyjnego wynosi 0,5 do 20 cz. wag. przy czym preparat neutralizacyjny wprowadza się w temperaturze otoczenia w postaci dyspersji, którą otaczany jest polimer styrenowy przeznaczony do spieniania, następnie całość miesza się do całkowitego pokrycia powierzchni polimeru styrenowego; lub w etapie wstępnego spieniania polimeru styrenowego ilość wprowadzanego preparatu neutralizacyjnego wynosi od 0,5 do 20 cz. wag., przy czym preparat neutralizacyjny wprowadza się w postaci roztworu wodnego lub zawiesiny poprzez natrysk rozpyłowy; lub w etapie suszenia i homogenizacji spienionego polimeru styrenowego ilość preparatu neutralizacyjnego wynosi od 0,5 do 20 cz. wag., przy czym preparat neutralizacyjny wprowadza się w postaci wodnego roztworu lub dyspersji; lub w etapie transportu pneumatycznego spienionego polimeru styrenowego ilość preparatu neutralizacyjnego wynosi od 0,5 do 20 cz. wag.; przy czym preparat neutralizacyjny wprowadza się w postaci roztworu wodnego lub w formie rozdrobnionej przed wejściem spienionego polimeru styrenowego do komory blokującej wytwarzającej bloki polimeru styrenowego w podwyższonej temperaturze i obecności pary wodnej.

Według wynalazku w etapie polimeryzacji suspensyjnej monomeru preparat neutralizacyjny w postaci stałej, o rozdrobnieniu poniżej 1500 ąm lub rozpuszczonej w wodzie lub w postaci zawiesiny w ilości od 0,5 do 20 cz. wag. wprowadza się bezpośrednio do znanego wodnego koloidu ochronnego przed wprowadzeniem monomeru lub wprowadza się bezpośrednio do monomeru przed jego wprowadzeniem do znanego wodnego koloidu ochronnego.

Według wynalazku przed spienieniem polimeru styrenowego, preparat neutralizacyjny w postaci roztworu wodnego lub zawiesiny wprowadza się w postaci dyspersji, którą bezpośrednio pokrywa się powierzchnię polimeru styrenowego w trakcie mieszania w temperaturze 10-35°C.

Korzystnie, według wynalazku w etapie spieniania polimeru styrenowego preparat neutralizacyjny wprowadza się w postaci roztworu wodnego lub zawiesiny poprzez bezpośredni natrysk na spieniany polimer styrenowy zawierający porofor.

Według wynalazku w etapie suszenia i homogenizacji polimeru styrenowego spienionego, preparat neutralizacyjny wprowadza się w postaci dyspersji poprzez natrysk na powierzchnię spienionego polistyrenu.

Według wynalazku w etapie transportu pneumatycznego spienionego polimeru styrenowego, preparat neutralizacyjny wprowadza się w postaci dyspersji i/lub roztworu poprzez natrysk na polimer styrenowy transportowany do komory blokującej.

PL 219 632 B1

Korzystnie według wynalazku, preparat neutralizacyjny stosowany jest w roztworach wodnych i/lub formie stałej.

Korzystnie, rozdrobnienie preparatu neutralizacyjnego w formie stałej jest w zakresie 2-200 ąm.

Wprowadzanie preparatu neutralizującego w postaci stałej, rozdrobnionej w zakresie 2-200 ąm do instalacji transportu pneumatycznego odbywa się z wykorzystaniem różnicy ciśnienia w przewodzie transportu pneumatycznego (rurociąg) w odniesieniu do ciśnienia panującego na zewnątrz rurociągu (zasada inżektora).

Preparat neutralizacyjny jest środkiem ograniczającym początek palenia polimeru styrenowego, jego dodatek w znacznym stopniu pozwala na poprawienie odporności termicznej spienionego polimeru styrenowego oraz ogranicza przejście spienionego polimeru styrenowego w fazę ciekłą (płynięcie, kapanie).

Według wynalazku w etapie polimeryzacji suspensyjnej monomeru preparat pomocniczy zdefiniowany powyżej wprowadza się wraz z preparatem neutralizacyjnym w postaci rozpuszczonej w wodzie w proporcji 3:10 w stosunku do typowego koloidu ochronnego lub w postaci zawiesiny wodnej w ilości od 0,03 do 22 cz. wag. w stosunku do typowego koloidu ochronnego przed wprowadzeniem monomeru.

Według wynalazku przed spienieniem polimeru styrenowego, preparat pomocniczy wraz z preparatem neutralizacyjnym o łącznej ilości 0,03 do 22 cz. wag. wprowadza się w postaci dyspersji, którą bezpośrednio pokrywa się powierzchnię polimeru styrenowego w trakcie mieszania w temperaturze 36°C.

Według wynalazku w etapie spieniania polimeru styrenowego preparat pomocniczy wraz z preparatem neutralizacyjnym o łącznej ilości od 0,03 do 22 cz. wag. wprowadza się w postaci roztworu wodnego lub dyspersji poprzez natrysk na spieniany polimer styrenowy.

Według wynalazku w etapie suszenia i homogenizacji polimeru styrenowego spienionego, preparat pomocniczy wraz z preparatem neutralizacyjnym o łącznej ilości od 0,03 do 22 cz. wag. wprowadza się w postaci dyspersji poprzez natrysk na powierzchnię spienionego polistyrenu.

Według wynalazku w etapie transportu pneumatycznego spienionego polimeru styrenowego, preparat pomocniczy wraz z preparatem neutralizacyjnym o łącznej ilości od 0,03 do 22 cz. wag. wprowadza się w postaci dyspersji poprzez natrysk na polimer styrenowy transportowany do komory blokującej.

Wpływ preparatu neutralizacyjnego na polimery styrenowe polega na wykorzystaniu powstających na powierzchni polimeru zjawisk napięciowych i prądowych (ładunki tarciowe i elektrolitowe) i modyfikację powierzchniową spreparowanego polimeru jednoimiennymi jonami, poprzez dyfuzję jonów w obszarze nadmiaru energii powierzchniowej powstałej w trakcie: spieniania, transportu szczególnie pneumatycznego, sezonowania technologicznego i formowania (blokowania).

Dzięki preparacji polimerów styrenowych według wynalazku, następuje generacja strumieni energetycznych prowadzących do możliwości wykorzystania zjawisk „nano” w odniesieniu do powierzchni polimeru spienionego, wskutek których następuje okludowanie wydzielonych rodników i/lub atomów na powierzchni dendrytycznej spienionego polimeru styrenowego w ilości elementarnej szczególnie do azotu in statu nascendi co prowadzi do neutralizacji centr energetycznych generowanych przez polimer styrenowy i modyfikatory (preparaty neutralizacyjne i pomocnicze) według wynalazku.

Nieoczekiwanie okazało się, że dodatek kwasu askorbinowego do preparatu neutralizacyjnego i/lub preparatu pomocniczego, w postaci roztworu wodnego lub w postaci rozdrobnionej, ma wpływ na zaburzenie indeksu tlenowego spienionych polimerów styrenowych, co skutkuje znacznym ograniczeniem palności styropianu, ograniczając zjawiska przejść fazowych polimeru w fazę ciekłą o niskiej lepkości (tzw. kapanie).

W zależności od etapu w którym preparat neutralizacyjny opcjonalnie wraz z preparatem pomocniczym jest dodawany do polimeru styrenowego, jest on zmodyfikowany powierzchniowo i/lub w całej objętości (w masie).

Nieoczekiwanie okazało się, że skutkiem preparacji według wynalazku może być także poprawa oporu cieplnego (obniżenie współczynnika lambda), parametrów mechanicznych (wytrzymałość na ściskanie, sprężystość) oraz nawrotu sprężystego.

Ponadto zastosowanie w sposobie według wynalazku wtrąceń organicznych preparatów pomocniczych stanowi dodatkową osłonę i przegrodę zabezpieczającą przed działaniem czynników zewnętrznych takich jak woda, ultrafiolet, ozon, gotowych elementów styropianowych w trakcie magazy6

PL 219 632 B1 nowania, transportu i stosowania na budowie (montaż, klejenie i przytwierdzanie do żądanych powierzchni).

Nieoczekiwanie, dzięki preparacji polistyrenu według wynalazku, uzyskano rozwinięcie powierzchni spienionych ziaren styropianu, które po rozcięciu bloku, posiadały bardzo korzystne właściwości geometryczne charakteryzujące się zwiększonym współczynnikiem tarcia (chwyt) oraz możliwością korzystnego magazynowania preparatów adhezyjnych (np. kleje) ograniczających powstawanie pustek między powierzchnią np. styropianowej płyty a zabezpieczaną płaszczyzną (np. murem).

Preparacja polimerów styrenowych, zwłaszcza przeznaczonych do spieniania, sposobem według wynalazku pozwoliła na ograniczenie palności i poprawienie odporności termicznej styropianu a także odporności na działanie ultrafioletu, ozonu i innych niekorzystnych czynników atmosferycznych oraz ustabilizowała wpływ na podstawowe parametry styropianu (współczynnik lambda, ściskanie, szczelność).

Przedmiot według wynalazku został przedstawiony bliżej w przykładach wykonania, nieograniczających jednak jego zakresu, przy czym korzystne proporcje składników w preparacie neutralizacyjnym i preparacie pomocniczym według wynalazku w częściach wagowych, zestawione są w poniższych, poglądowych tabelach:

Nazwa handlowa środków wchodzących w skład preparatu neutralizacyjnego	Części wagowe poszczególnych środków
FLOVAN CWF®	100	100	-	100	100	100	100	100	100
FLOVAN BU®	-	-	100	100	-	-	100	100	100
Kwas askorbinowy	-	-	-	-	10	10	15	20	50
Woda	-	50	100	100	-	50	-	-	20

Nazwa handlowa środków wchodzących w skład preparatu pomocniczego	Części wagowe poszczególnych środków
FLUAL NI®	1	-	1	-	2	-	2	2,5	2,5
DICRYLAN AC®	-	1	1	-	-	2	-	2,5	2,5
Kwas askorbinowy	-	-	0,5	0,5	-	-	0,1	-	0,5
Woda	0,5	0,6	0,5	-	0,5	0,5	-	-	-

Przy czym użyty w preparacie neutralizacyjnym według wynalazku;

_®

- FLOVAN CWF jest nazwą handlową roztworu wodnego produkowanego przez firmę Huntsman Textile Effects z siedzibą w Niemczech, a jego skład chemiczny jest następujący:

a) fosforan guanidyny w ilości: 20-30% wag.

b) sól monoamonowa kwasu sulfonowego w ilości: 5 do 7,5% wag.

Stężenie suchej masy; 48,5-51,5% oraz _®

- FLOVAN BU^® jest nazwą handlową środka chemicznego produkowanego przez firmę Huntsman Textile Effects z siedzibą w Niemczech, a jego skład chemiczny jest następujący:

Bromek amonu w ilości: 50-75% wag.

Natomiast użyty w preparacie pomocniczym według wynalazku _®

- FLUAL NI^® jest nazwą handlową środka chemicznego produkowanego przez firmę OLEA S.A. FRANCJA z siedzibą we Francji; a jego skład chemiczny jest następujący:

ok. 15% roztwór kopolimeru akrylanowo-fluoroalkilowego zawierającego eter etylowy dipropylenoglikolu oraz _®

- DICRYLAN AC^® jest nazwą handlową środka chemicznego produkowanego przez firmę Huntsman Textile Effects z siedzibą w Niemczech składającego się z kopolimeru akrylowego.

PL 219 632 B1

Łączna ilość wymienionych wyżej środków chemicznych zarówno w preparacie neutralizacyjnym jak i preparacie pomocniczym w stosunku do polimeru styrenowego wynosi od 5 g/kg do 200 g/kg.

P r z y k ł a d 1

Do reaktora wypełnionego znanym wodnym koloidem ochronnym stosowanym w polimeryzacji suspensyjnej wprowadza się preparat neutralizacyjny w postaci roztworu wodnego, następnie wprowadza się monomer styrenowy i przeprowadza polimeryzację suspensyjną znanym sposobem. Stosunek ilości monomeru do preparatu neutralizacyjnego jest 1:10, skład preparatu neutralizacyjnego: 100 cz. wag FLOVANU CWF^®, 50 cz. wag FLOVANU BU^® oraz 10 cz. wag. wody. Egzotermiczny proces prowadzi się w temperaturze od 20°C do 110°C, uzyskując spreparowany polimer styrenowy według wynalazku.

P r z y k ł a d 2

Do reaktora wypełnionego znanym wodnym koloidem ochronnym stosowanym w polimeryzacji suspensyjnej wprowadza się preparat neutralizacyjny w postaci stałej o rozdrobnieniu poniżej 1500 gm, następnie wprowadza się monomer styrenowy i przeprowadza polimeryzację suspensyjną znanym sposobem. Stosunek ilości monomeru do preparatu neutralizacyjnego jest 10:0,6, skład preparatu neutralizacyjnego: 0,1 cz. wag. FLOVANU CWF^®, 0,3 cz. wag. FLOVANU BU^®.

Egzotermiczny proces prowadzi się w temperaturze od 20°C do 110°C, uzyskując spreparowany polimer styrenowy według wynalazku.

P r z y k ł a d 3

Do mieszalnika wprowadza się:

100 części wagowych polimeru styrenowego przeznaczonego do spieniania i 10 części wago_® wych preparatu neutralizacyjnego zawierającego: 6,3 cz. wag. FLOVAN CWF^®, 0,6 cz. wag. kwasu askorbinowego, 3,1 cz. wag. wody oraz 0,1 cz. wag. preparatu pomocniczego złożonego z preparatu

FLUVAL NI.

Następnie uruchamia się mieszalnik o prędkości obrotowej 0,5 m/s w czasie 10 minut. Po opróżnieniu mieszalnika, polimer styrenowy o spreparowanej powierzchni, przeznaczony do spieniania znanym sposobem poddaje się sezonowaniu.

P r z y k ł a d 4

Do ekspandera zaopatrzonego w mieszadło, w czasie procesu spieniania dozuje się 100 części wagowych przeznaczonego do spieniania granulatu polistyrenu, poprzez natrysk rozpyłowy 15 części _® wagowych roztworu preparatu neutralizacyjnego o składzie: 5 cz. wag. FLOVAN CWF^®, 5 cz. wag. FLOVAN BU^® oraz 5 cz. wag. wody, oraz 0,1 cz. wag. preparatu pomocniczego złożonego z preparatu FLUVAL NI.

Po zakończeniu procesu spieniania tworzywo poddaje się osuszaniu w temp. 85-95°C, chłodzeniu do temperatury otoczenia i sezonowaniu przez 24 godziny, a następnie po określonym czasie homogenizacji, całość przenosi się do elementu formującego, gdzie po skonsolidowaniu w obecności pary wodnej uzyskuje się gotowe zmodyfikowane według wynalazku tworzywo w postaci styropianu w formie bloku.

P r z y k ł a d 5

Podczas transportu pneumatycznego przed wejściem spienionego i sezonowanego polimeru styrenowego do komory blokującej, na powierzchnię polimeru wprowadza się poprzez natrysk - dyspersję preparatu neutralizacyjnego i pomocniczego, w ilości:

- na 100 cz. wag. wstępnie spienionego polistyrenu, 10 cz. wag. roztworu wodnego preparatu neutralizacyjnego o składzie: 5 cz. wag. FLOVAN CWF^®; 2,5 cz. wag. FLOVAN BU^®; 1,5 cz. wag. kwasu askorbinowego; 1 cz. wag. wody oraz 0,1 cz. wag. preparatu pomocniczego złożonego z DICRYLAN AC^®.

Następnie tworzywo poddaje się blokowaniu, gdzie po skonsolidowaniu w obecności pary wodnej o temp. 105°C uzyskuje się gotowe zmodyfikowane według wynalazku tworzywo w postaci styropianu w formie bloku.

P r z y k ł a d 6

Do mieszalnika wprowadza się:

100 części wagowych spienionego polistyrenu oraz poprzez natrysk rozpyłowy wprowadza się 6 cz. wag. preparatu neutralizacyjnego w formie proszku o rozdrobnieniu 5 gm zawierającego 6 cz. wag. FLOVAN CWF^® oraz 1 cz. wag. preparatu pomocniczego złożonego z mieszaniny 0,45 cz. wag. FLUVAL NI 0,45 cz. wag. DICRYLAN AC^® oraz 0,09 cz. wag. kwasu askorbinowego.

PL 219 632 B1

Po wymieszaniu, całość przenosi się do zbiornika technologicznego, a następnie po określonym czasie homogenizacji, przenosi się do elementu formującego, gdzie po skonsolidowaniu w obecności pary wodnej uzyskuje się gotowe zmodyfikowane według wynalazku tworzywo w postaci styropianu w formie bloku.

Dzięki preparacji polimerów styrenowych według wynalazku uzyskuje się poprawę szczelności tworzywa w bloku i formatach geometrycznych (po rozcięciu), ograniczenie anizotropii ośrodka, poprawę parametrów wytrzymałościowych (zginanie, ściskanie, rozrywanie), elastyczności, pamięci kształtu, tłumienia drgań i hałasu, odporności na depolimeryzację w warunkach tlenowych, ozonowych i promieniowania ultrafioletowego, stabilizację współczynnika lambda.

Polimery styrenowe otrzymane sposobem według wynalazku wykorzystywane są między innymi do izolacji cieplnych, w przegrodach termoizolacyjnych, ekranach wibroakustycznych i hydroizolacyjnych stosowanych w budownictwie, środkach transportu, osłonach, opakowaniach, izolacji rurociągów itp.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Spreparowane polimery styrenowe, zwłaszcza przeznaczone do spieniania i produkcji przegród termoizolacyjnych, zawierające polimer styrenowy, porofory organiczne, opcjonalnie środki powierzchniowo czynne lub opcjonalnie dodatki technologiczne, takie jak plastyfikatory, znamienne tym, że zawierają ponadto organiczny i/lub nieorganiczny preparat neutralizacyjny składający się z bromku amonowego, fosforanu guanidyny i soli monoamonowej kwasu sulfonowego, w formie stałej lub ciekłej w ilości od 0,5 do 20 części wagowych w stosunku do 100 części wagowych polimeru, korzystnie z dodatkiem kwasu askorbinowego w ilości od 0,05 do 17 części wagowych oraz opcjonalnie zawierają dodatek w postaci organicznego preparatu pomocniczego w postaci kopolimeru akrylanowo-fluoroalkilowego zawierającego eter etylowy dipropylenoglikolu, w formie stałej lub ciekłej w ilości od 0,03 do 22 części wagowych w stosunku do 100 części wagowych polimeru styrenowego, korzystnie z dodatkiem kwasu askorbinowego w ilości od 0,01 do 23 części wagowych w stosunku do 100 części wagowych polimeru styrenowego.
2. Spreparowane polimery styrenowe według zastrz. 1, znamienne tym, że ilość poszczególnych składników preparatu neutralizacyjnego jest następująca: bromek amonu w ilości 0,1 do 18 części wagowych, i/lub fosforan guanidyny w ilości 0,1 do 19 części wagowych, sól monoamonowa kwasu sulfonowego w ilości 0,1 do 15 części wagowych, oraz opcjonalnie kwas askorbinowy w ilości 0,1 do 17 części wagowych w stosunku do 100 części wagowych polimeru styrenowego.
3. Spreparowane polimery styrenowe według zastrz. 1, znamienne tym, że ilość preparatu pomocniczego w spreparowanym polimerze wynosi od 0,1 do 16 części wagowych w stosunku do 100 części wagowych do polimeru styrenowego.
4. Spreparowane polimery styrenowe, według zastrz. 1, znamienne tym, że ilość kwasu askorbinowego w spreparowanym polimerze wynosi od 0,05 do 9,5 części wagowych w stosunku do 100 części wagowych do polimeru styrenowego.
5. Spreparowane polimery styrenowe według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że preparat neutralizacyjny stosowany jest w roztworach lub zawiesinach wodnych lub formie stałej o rozdrobnieniu poniżej 1500 μm.
6. Spreparowane polimery styrenowe według zastrz. 5, znamienne tym, że rozdrobnienie preparatu neutralizacyjnego w formie stałej jest w zakresie od 2 do 100 μm.
7. Sposób preparacji polimerów styrenowych, zwłaszcza przeznaczonych do spieniania, w którym preparaty neutralizacyjne i opcjonalnie preparaty pomocnicze wprowadza się w czasie jednego z poszczególnych etapów otrzymywania polimerów styrenowych takich jak a) polimeryzacja suspensyjna monomeru; b) sezonowanie polimeru styrenowego przed spienieniem; c) wstępne spienienie polimeru styrenowego; d) suszenie i homogenizacja spienionego polimeru styrenowego, znamienny tym, że w etapie polimeryzacji suspensyjnej monomeru ilość wprowadzanego preparatu neutralizacyjnego zdefiniowanego w zastrz. 1 wynosi 0,5 do 20 części wagowych, przy czym preparat neutralizacyjny w postaci rozpuszczonej lub w postaci zawiesiny wodnej wprowadza się wraz z typowym wodnym koloidem ochronnym w temperaturze 18-45°C; lub przed spienieniem polimeru styrenowego ilość wprowadzanego preparatu neutralizacyjnego wynosi 0,5 do 20 części wagowych, przy czym preparat neutralizacyjny wprowadza się w temperaturze otoczenia w postaci dyspersji, którą otaczany jest polimer styrenowy przeznaczony do spieniania, następnie całość miesza się do całkowitego poPL 219 632 B1 krycia powierzchni polimeru styrenowego; lub w etapie wstępnego spieniania polimeru styrenowego ilość wprowadzanego preparatu neutralizacyjnego wynosi od 0,5 do 20 części wagowych, przy czym preparat neutralizacyjny wprowadza się w postaci roztworu wodnego lub zawiesiny poprzez natrysk rozpyłowy; lub w etapie suszenia i homogenizacji spienionego polimeru styrenowego ilość preparatu neutralizacyjnego wynosi od 0,5 do 20 części wagowych, przy czym preparat neutralizacyjny wprowadza się w postaci wodnego roztworu lub dyspersji; lub w etapie transportu pneumatycznego spienionego polimeru styrenowego ilość preparatu neutralizacyjnego wynosi od 0,5 do 20 części wagowych; przy czym preparat neutralizacyjny wprowadza się w postaci roztworu wodnego lub w formie rozdrobnionej przed wejściem spienionego polimeru styrenowego do komory blokującej wytwarzającej bloki polimeru styrenowego w podwyższonej temperaturze i obecności pary wodnej.
8. Sposób preparacji polimerów styrenowych według zastrz. 7, znamienny tym, że w etapie polimeryzacji suspensyjnej monomeru preparat neutralizacyjny w postaci stałej, o rozdrobnieniu poniżej 1500 pm lub rozpuszczonej w wodzie lub w postaci zawiesiny w ilości od 0,5 do 20 części wagowych wprowadza się bezpośrednio do znanego wodnego koloidu ochronnego przed wprowadzeniem monomeru lub wprowadza się bezpośrednio do monomeru przed jego wprowadzeniem do znanego wodnego koloidu ochronnego.
9. Sposób preparacji polimerów styrenowych według zastrz. 7, znamienny tym, że przed spienieniem polimeru styrenowego, preparat neutralizacyjny w postaci roztworu wodnego lub zawiesiny wprowadza się w postaci dyspersji, po czym całość miesza się w temperaturze 10-35°C.
10. Sposób preparacji polimerów styrenowych według zastrz. 7, znamienny tym, że w etapie spieniania polimeru styrenowego preparat neutralizacyjny wprowadza się w postaci roztworu wodnego lub zawiesiny poprzez bezpośredni natrysk na spieniany polimer styrenowy.
11. Sposób preparacji polimerów styrenowych według zastrz. 7, znamienny tym, że w etapie suszenia i homogenizacji polimeru styrenowego spienionego, preparat neutralizacyjny wprowadza się w postaci dyspersji poprzez natrysk na powierzchnię spienionego polistyrenu.
12. Sposób preparacji polimerów styrenowych według zastrz. 7, znamienny tym, że w etapie transportu pneumatycznego spienionego polimeru styrenowego, preparat neutralizacyjny wprowadza się w postaci dyspersji i/lub roztworu poprzez natrysk na polimer styrenowy transportowany do komory blokującej.
13. Sposób preparacji polimerów styrenowych według zastrz. 7, znamienny tym, że preparat neutralizacyjny stosowany jest w roztworach wodnych i/lub formie stałej.
14. Sposób preparacji polimerów styrenowych, według zastrz. 13, znamienny tym, że rozdrobnienie jest w zakresie 2-200 pm.
15. Sposób preparacji polimerów styrenowych według zastrz. 7, znamienny tym, że w etapie polimeryzacji suspensyjnej monomeru preparat pomocniczy zdefiniowany w zastrz. 1 wprowadza się wraz z preparatem neutralizacyjnym w postaci rozpuszczonej w wodzie w proporcji 3:10 w stosunku do typowego koloidu ochronnego lub w postaci zawiesiny wodnej w ilości od 0,03 do 22 części wagowych w stosunku do typowego koloidu ochronnego przed wprowadzeniem monomeru.
16. Sposób preparacji polimerów styrenowych według zastrz. 7, znamienny tym, że przed spienieniem polimeru styrenowego, preparat pomocniczy wraz z preparatem neutralizacyjnym o łącznej ilości od 0,03 do 22 części wagowych wprowadza się w postaci dyspersji, po czym całość miesza się w temperaturze 36°C.
17. Sposób preparacji polimerów styrenowych według zastrz. 7, znamienny tym, że w etapie spieniania polimeru styrenowego preparat pomocniczy wraz z preparatem neutralizacyjnym o łącznej ilości od 0,03 do 22 części wagowych wprowadza się w postaci roztworu wodnego lub dyspersji poprzez natrysk na spieniany polimer styrenowy.
18. Sposób preparacji polimerów styrenowych według zastrz. 7, znamienny tym, że w etapie suszenia i homogenizacji polimeru styrenowego spienionego, preparat pomocniczy wraz z preparatem neutralizacyjnym o łącznej ilości od 0,03 do 22 części wagowych wprowadza się w postaci dyspersji poprzez natrysk na powierzchnię spienionego polistyrenu.
19. Sposób preparacji polimerów styrenowych według zastrz. 7, znamienny tym, że w etapie transportu pneumatycznego spienionego polimeru styrenowego, preparat pomocniczy wraz z preparatem neutralizacyjnym łącznej ilości od 0,03 do 22 części wagowych wprowadza się w postaci dyspersji poprzez natrysk na polimer styrenowy.