RU2799780C2 - Expandable vinyl aromatic polymer composition with improved mechanical and insulating properties - Google Patents
Expandable vinyl aromatic polymer composition with improved mechanical and insulating properties Download PDFInfo
- Publication number
- RU2799780C2 RU2799780C2 RU2021106191A RU2021106191A RU2799780C2 RU 2799780 C2 RU2799780 C2 RU 2799780C2 RU 2021106191 A RU2021106191 A RU 2021106191A RU 2021106191 A RU2021106191 A RU 2021106191A RU 2799780 C2 RU2799780 C2 RU 2799780C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vinyl aromatic
- copolymer
- polymer
- aromatic polymer
- composition
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Краткое раскрытие сути изобретенияBrief summary of the invention
Настоящее изобретение относится к экспандируемой винилароматической полимерной композиции, обладающей улучшенными механическими и изолирующими свойствами, которая содержит:The present invention relates to an expandable vinyl aromatic polymer composition having improved mechanical and insulating properties, which contains:
а) от 60% до 96% мас. винилароматического полимера (а);a) from 60% to 96% wt. vinyl aromatic polymer (a);
b) от 3% до 10% мас. экспандирующего агента (b);b) from 3% to 10% wt. expanding agent (b);
c) от 1% до 30% мас. винилароматического сополимера (с), содержащего от 1% до 10% мас. каучукового компонента в качестве дисперсной фазы;c) from 1% to 30% wt. vinylaromatic copolymer (c), containing from 1% to 10% wt. a rubber component as a dispersed phase;
при условии, что сумма (а), (b) и (с) составляет 100% мас.; а также способ ее получения и соответствующе применение, и изделия, которые могут быть получены из данной композиции.provided that the sum of (a), (b) and (c) is 100% wt.; as well as the method of its preparation and the corresponding use, and products that can be obtained from this composition.
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Настоящее изобретение относится к экспандируемой винилароматической полимерной композиции, обладающей улучшенными механическими и теплоизоляционными свойствами, способу производства для ее получения, а также к изделиям, которые могут быть получены из такой композиции.The present invention relates to an expandable vinyl aromatic polymer composition having improved mechanical and thermal insulation properties, a production method for obtaining it, as well as to products that can be obtained from such a composition.
Упомянутые композиции придают конечным изделиям, их содержащим, высокую интенсивность поглощения энергии удара, такую как эффект «демпфирования», гибкость, превосходные свойства при сжатии и мягкость на ощупь, а также хорошие теплоизоляционные характеристики. Основной сферой применения описанных и заявленных композиций является сфера применения в качестве гибкого упаковочного материала как в пищевом, так и в промышленном секторах, где требуется мягкость на ощупь, свойства демпфирования при ударах и теплоизоляция.Said compositions impart to final articles containing them a high impact energy absorption rate such as "damping" effect, flexibility, excellent compressive properties and a soft feel, as well as good thermal insulation characteristics. The main field of application of the described and claimed compositions is the field of application as a flexible packaging material in both the food and industrial sectors, where softness to the touch, shock damping properties and thermal insulation are required.
Для композиции, соответствующей изобретению, достигается баланс между механическими свойствами (гибкостью), изолирующей способностью, приятностью (мягкостью) на ощупь и высокой степенью спекания, что открывает новые сегменты рынка, из которых в настоящее время исключается стандартный экспандируемый полистирол (EPS).The composition according to the invention achieves a balance between mechanical properties (flexibility), insulating ability, pleasantness (softness) to the touch and a high degree of sintering, which opens up new market segments from which standard expandable polystyrene (EPS) is currently excluded.
В настоящей патентной заявке все рабочие условия, включенные в текст, следует рассматривать в качестве предпочтительных условий, даже в случае отсутствия однозначного указания на этот факт.In this patent application, all operating conditions included in the text should be considered as preferred conditions, even in the absence of an unambiguous indication of this fact.
Для целей данного описания термины «содержит» или «включает» также охватывают термины «состоит из» или «по существу состоит из».For the purposes of this description, the terms "comprises" or "includes" also encompass the terms "consists of" or "essentially consists of".
Для целей данного описания раскрытие диапазонов всегда будет включать граничные точки, если только не будет указано обратное.For the purposes of this description, range expansions will always include endpoints unless otherwise noted.
Экспандируемые полимеры обычно производят в форме зерен или гранул, которые в результате воздействия тепла, подводимого, например, водяным паром, сначала экспандируются до желаемой плотности, а после этого по истечении определенного времени старения спекаются в закрытых пресс-формах для получения блоков или желаемых конечных продуктов.Expandable polymers are usually produced in the form of grains or granules, which, as a result of the action of heat supplied, for example, with water vapor, are first expanded to the desired density, and then, after a certain aging time, sintered in closed molds to obtain blocks or desired end products.
Экспандируемые бисерины могут быть получены с использованием способа периодической полимеризации в водной суспензии. Данный процесс, хорошо известный специалистам в соответствующей области техники, включает следующие далее стадии:Expandable beads can be prepared using an aqueous suspension batch polymerization process. This process, well known to those skilled in the art, includes the following steps:
диспергирование жидкого винилароматического мономера в водной среде с использованием суспендирующих агентов;dispersing the liquid vinyl aromatic monomer in an aqueous medium using suspending agents;
добавление катализаторов полимеризации и полимеризация винилароматического мономера в перемешиваемом обогреваемом реакторе;adding polymerization catalysts and polymerizing the vinyl aromatic monomer in a stirred heated reactor;
добавление экспандирующего агента при определенном уровне конверсии мономера;adding an expanding agent at a certain level of monomer conversion;
завершение полимеризации;completion of polymerization;
выгрузка, промывка, сушка и просеивание получающихся в результате зерен. Диаметр зерен обычно варьируется в диапазоне от 0,1 до 3 мм.unloading, washing, drying and screening of the resulting grains. The grain diameter usually ranges from 0.1 to 3 mm.
В результате осуществления данного процесса в суспензии может быть получен продукт хорошего качества, но ему свойственно несколько недостатков, таких как:This slurry process can produce a good quality product, but it has several disadvantages, such as:
очень широкое распределение зерен по размерам, из чего следует необходимость разделять различные фракции путем просеивания и отбрасывания продуктов неподходящего размера;a very wide distribution of grain sizes, which implies the need to separate different fractions by sieving and discarding products of the wrong size;
значительные ограничения на производство специальных продуктов, таких как окрашенные зерна и/или зерна, содержащие гетерогенные наполнители или добавки, например, зародышеобразующие агенты и/или антипирены, поскольку их затруднительно включать в зерна или они могут ингибировать полимеризацию.significant restrictions on the production of specialty products, such as colored grains and/or grains containing heterogeneous fillers or additives, such as nucleating agents and/or fire retardants, because they are difficult to include in grains or they can inhibit polymerization.
На современном уровне техники подходящие композиции для формирования упаковки получают с использованием очень дорогостоящих способов - водное суспендирование или гранулирование, за которым следует последующее импрегнирование в водной суспензии.In the state of the art, suitable packaging compositions are prepared using very costly methods of aqueous suspension or granulation followed by subsequent aqueous suspension impregnation.
Водный суспензионный способ обеспечивает производство партий гранул, характеризующихся конкретным средним диаметром в диапазоне от наимельчайших фракций (0,1 - 0,3 мм) до наиболее крупных фракций (более чем 2 мм). Более мелкие фракции используются в отраслях промышленности, связанных с формованием по газифицируемым моделям, как для пищевой, так и для промышленной упаковки. Крупные фракции используют для теплоизоляции. Для гибкой упаковки, представляющей собой область применения продуктов, содержащих композиции, к которым относится данная патентная заявка, используются только фракции, характеризующиеся средневзвешенными диаметрами в диапазонах 0,4 - 0,6 мм, 0,6 - 0,9 мм, 0,9 - 1,2 мм и 1,2 - 1,6 мм в зависимости от типа продукта.The aqueous slurry process produces batches of granules having a specific average diameter ranging from the smallest fractions (0.1-0.3 mm) to the largest fractions (greater than 2 mm). Finer fractions are used in gasified molding industries for both food and industrial packaging. Large fractions are used for thermal insulation. For flexible packaging, which is the scope of products containing the compositions to which this patent application relates, only fractions are used, characterized by weighted average diameters in the ranges of 0.4 - 0.6 mm, 0.6 - 0.9 mm, 0.9 - 1.2 mm and 1.2 - 1.6 mm, depending on the type of product.
Водный суспензионный способ обеспечивает производство больших количеств нежелательных фракций даже при использовании усложненных технологий, таких как применение сульфата Na и других добавок для уменьшения распределения частиц по размерам. Фракции, менее или более крупные, чем фракция в диапазоне от 0,4 до 1,6 мм, неизбежно производимые при использовании суспензии, не могут быть использованы.The aqueous slurry process produces large quantities of undesirable fractions even when sophisticated techniques are used such as the use of Na sulfate and other additives to reduce the particle size distribution. Fractions smaller or larger than the fraction in the range of 0.4 to 1.6 mm inevitably produced when using a suspension cannot be used.
Гранулирование, за которым следует последующее импрегнирование, также является дорогостоящим, поскольку для проникновения экспандирующего агента в центр гранулы требуется использовать продолжительные циклы импрегнирования в реакторе. При использовании такой технологии получают только желательную фракцию гранул, но требуются для этого две установки: установка для полимеризации и гранулирования и установка для последующего импрегнирования. Система для импрегнирования очень похожа на суспензионную систему с тем отличием, что суспендируются гранулы, а не капли стирольного мономера. Поэтому импрегнирование экспандирующим агентом является намного более дорогостоящим, поскольку в наличии уже имеется полимерная гранула, которую необходимо размягчить выше температуры размягчения или Tg (температуры стеклования), после чего сделать сферической, а затем импрегнировать. Данная стадия критически важна, поскольку в случае недостижения экспандирующим агентом центра гранулы финальный пеноматериал будет иметь центр, который лишь в малой степени экспандирован или в некоторых случаях все еще уплотнен. Присутствие такого плохо экспандированного центра приводит к разрыву тросиков для режущих головок со следующей далее аварийной остановкой технологической установки.Granulation followed by subsequent impregnation is also costly, since long impregnation cycles in the reactor are required to penetrate the expanding agent into the center of the granule. Using this technology, only the desired fraction of granules is obtained, but two installations are required for this: a polymerization and granulation installation and a post-impregnation installation. The impregnation system is very similar to the slurry system, with the difference that granules are suspended rather than droplets of styrene monomer. Therefore, impregnation with an expander is much more costly, since the polymer pellet is already present, which must be softened above the softening point or Tg (glass transition temperature), then spherical, and then impregnated. This step is critical because if the expander does not reach the center of the pellet, the final foam will have a center that is only slightly expanded or in some cases still compacted. The presence of such a poorly expanded center leads to breakage of the cables for the cutting heads, followed by an emergency stop of the process plant.
Значение Tg полимерного материала определяется температурой, при которой имеет место фазовый переход второго рода между твердым и жидким состояниями полимерной композиции, что соответствует, например, описанию в публикации «Principles and applications of Thermal Analysis», Paul Gabbott, Blackwell Publishing Ltd., 2008.The Tg value of a polymeric material is determined by the temperature at which a second-order phase transition between the solid and liquid states of the polymeric composition occurs, which corresponds, for example, to the description in "Principles and applications of Thermal Analysis", Paul Gabbott, Blackwell Publishing Ltd., 2008.
В публикации US 6,232,358 (опубликовано в 1999 году) раскрывается композиция стирольной смолы, модифицированная каучуком, которая способна давать вспененный материал с высокой степенью экспандирования, превосходной стойкостью к ударным нагрузкам и гибкостью и удовлетворительным внешним видом. В качестве способа получения в данном документе предлагается пример гранулирования, за которым следует последующее импрегнирование, но данный способ является дорогостоящим, поскольку стирольную смолу сначала получают, после этого экструдируют, а затем гранулы суспендируют в воде и импрегнируют на протяжении 5 часов.US 6,232,358 (published 1999) discloses a rubber-modified styrene resin composition that is capable of producing a foam with a high degree of expansion, excellent impact resistance and flexibility, and satisfactory appearance. As a production method, this document provides an example of granulation followed by impregnation, but this method is expensive because the styrene resin is first obtained, then extruded, and then the granules are suspended in water and impregnated for 5 hours.
Проникновение экспандирующего агента в центр гранулы требует использования продолжительных циклов импрегнирования (5 часов) в реакторе. При использовании данной технологии получают только желательную фракцию, но требуется использовать две установки - установку для полимеризации/гранулирования и установку для последующего импрегнирования. Поэтому импрегнирование экспандирующим агентом является намного более дорогостоящим, поскольку уже имеются в наличии полимерные гранулы, которые необходимо размягчить при температуре, большей, чем Tg, после чего сделать их сферическими, а затем импрегнировать. Данная стадия критически важна, поскольку в случае недостижения экспандирующим агентом центра гранул финальный экспандированный материал будет иметь центр, который экспандирован лишь в малой степени или в некоторых случаях все еще уплотнен. Присутствие такого плохо экспандированного центра приводит к разрыву тросиков для режущих головок со следующей далее аварийной остановкой технологической установки.The penetration of the expanding agent into the center of the granule requires the use of long impregnation cycles (5 hours) in the reactor. Using this technology, only the desired fraction is obtained, but two units are required - a polymerization/granulation unit and a post-impregnation unit. Therefore, impregnation with an expander is much more costly, since polymer pellets are already available, which must be softened at a temperature higher than Tg, then made spherical, and then impregnated. This step is critical because if the expanding agent does not reach the center of the pellets, the final expanded material will have a center that is only slightly expanded or in some cases still compacted. The presence of such a poorly expanded center leads to breakage of the cables for the cutting heads, followed by an emergency stop of the process plant.
Еще одним примером того же самого технологического процесса получения является документ ЕР 0722974 (опубликован в 1996 году), в котором раскрываются экспандированные стирольные бисерины, модифицированные каучуком, и изделия из стирольной смолы, модифицированной каучуком.Another example of the same manufacturing process is EP 0722974 (published 1996) which discloses expanded rubber modified styrene beads and rubber modified styrene resin products.
Одним дополнительным примером является документ ЕР 1266929 (опубликованный в 2012 году), в котором раскрываются частицы экспандируемой полистирольной смолы, которые являются частицами экспандируемой полистирольной смолы (d), включающей частицы модифицированной полистирольной смолы (с), содержащие экспандирующий агент (е), частицы модифицированной полистирольной смолы (с), содержащие полистирольную смолу и частицы каучукового полимера (b), диспергированные в этой смоле, где частицы каучукового полимера (b) равномерно диспергированы в непрерывной фазе полистирольной смолы или находятся в состоянии, в котором плотность частиц (b) является более высокой в центральной части частицы смолы, чем в ее поверхностном слое, и частицы модифицированной полистирольной смолы (с) являются частицами модифицированной полистирольной смолы, полученными в результате импрегнирования смеси из мономеров, по существу содержащей стирольный мономер и сопряженный диеновый мономер, и содержащей стирольный мономер в большем количестве, чем количество сопряженного диенового мономера в частицах полистирольной смолы (а), и проведение сополимеризации.One further example is EP 1266929 (published in 2012) which discloses expandable polystyrene resin particles which are expandable polystyrene resin particles (d) comprising modified polystyrene resin particles (c) containing an expanding agent (e), modified polystyrene resin particles (c) containing polystyrene resin and rubber polymer particles (b), dispersed in this resin, wherein the rubber polymer particles (b) are uniformly dispersed in the continuous phase of the polystyrene resin or are in a state in which the density of the particles (b) is higher in the core of the resin particle than in its surface layer, and the modified polystyrene resin particles (c) are modified polystyrene resin particles obtained by impregnating a mixture of monomers substantially containing styrene monomer and conjugated a diene monomer, and containing a styrene monomer in a larger amount than the amount of the conjugated diene monomer in the polystyrene resin particles (a), and carrying out copolymerization.
Еще одним примером является документ DE 19710442 (опубликован в 1998 году), в котором описывается экспандируемый стирольный полимер (I), содержащий:Another example is DE 19710442 (published in 1998), which describes an expandable styrenic polymer (I) containing:
(А) полимерную матрицу, содержащую от 70 до 95% мас. полистирола или стирольного сополимера, включающего вплоть до 50% сомономеров, и от 5 до 30% мас. стирол-бутадиенового блок-сополимера;(A) a polymer matrix containing from 70 to 95% wt. polystyrene or styrene copolymer, comprising up to 50% comonomers, and from 5 to 30% wt. styrene-butadiene block copolymer;
(В) 1 - 15% мас. (по отношению к (А)) летучего экспандирующего агента; и, необязательно, (С) обычные добавки.(B) 1 - 15% wt. (with respect to (A)) a volatile expanding agent; and optionally (C) conventional additives.
В противоположность этому, в публикации US 5,166,221 (EP 0425973, опубликован в 1991 году) раскрываются экспандируемые стирольные полимеры, включающие от 10 до 90% мас. стирол-диенового звездообразного блок-сополимера, включающего от 2 до 45% мас. диена, и от 1 до 10% мас. С3 - С6 углеводорода в качестве экспандирующего агента, которые могут быть переработаны для получения пеноматериалов, которые характеризуются высокой стойкостью к ароматическим соединениям. В качестве одного примера в документе предлагается способ получения, который включает полимеризацию в водной суспензии, но с использованием данной технологии получают большие количества нежелательных фракций, даже несмотря на использование усложненных технологий для уменьшения распределения (например, использование сульфата Na и других добавок). Менее или более крупные фракции, неизбежно производимые при использовании суспензии, не могут быть использованы.In contrast, US publication 5,166,221 (EP 0425973, published in 1991) discloses expandable styrenic polymers comprising from 10 to 90% wt. styrene-diene star-shaped block copolymer, comprising from 2 to 45% wt. diene, and from 1 to 10% wt. C3-C6 hydrocarbons as an expanding agent, which can be processed to produce foams that are highly resistant to aromatics. As one example, the document proposes a production process that involves aqueous suspension polymerization, but using this technology produces large amounts of undesirable fractions, even though sophisticated techniques are used to reduce distribution (for example, the use of Na sulfate and other additives). Smaller or larger fractions, inevitably produced when using a suspension, cannot be used.
Еще одним примером полимеризации в водной суспензии является публикация ЕР 0872513 (опубликован в 1998 году), в которой описывается стирольный полимер, экспандируемым образом модифицированный каучуком (I), включающий:Another example of aqueous suspension polymerization is EP 0872513 (published in 1998), which describes a styrenic polymer expandably modified with rubber (I) comprising:
(А) непрерывную фазу полистирола или стирольного сополимера, включающего вплоть до 50% мас. сомономера;(A) a continuous phase of polystyrene or styrene copolymer, including up to 50% wt. comonomer;
(В) 5 - 30% мас. (в расчете на сырьевую полимерную смесь) диспергированных частиц каучука и (С) 2 - 15 массовых частей (в расчете на 100% массовых частей полимерной смеси) плохо связывающегося экспандирующего агента.(B) 5 - 30% wt. (based on the raw polymer mixture) of dispersed rubber particles and (C) 2 to 15 parts by weight (based on 100% by weight of the polymer mixture) poorly bonding expanding agent.
В противоположность этому, в публикации WO 1994/025516 (опубликована в 1994 году) описываются экспандированные частицы для стирольного полимера, модифицированного каучуком, включающие множество закрытых ячеек, образуемых стенками ячеек, которые формируют матрицу для частиц, у которых каждая из стенок ячеек включает две поверхности, разделенные расстоянием, равным толщине стенки ячейки. Способ получения включает экструдирование совместно с гранулированием в воде.In contrast, WO 1994/025516 (published in 1994) describes expanded particles for a rubber-modified styrenic polymer comprising a plurality of closed cells formed by cell walls that form a matrix for the particles, where each of the cell walls includes two surfaces separated by a distance equal to the thickness of the cell wall. The production method includes extruding together with granulation in water.
Одним примером того же самого технологического процесса получения является документ US 3,558,534 (опубликован в 1971 году), в котором описываются экспандируемые ароматические алкенильные полимеры, которые не приобретают или не сохраняют статический заряд и образуются в результате включения маленького количества каучукового полимера в экспандируемый полимер.One example of the same manufacturing process is US 3,558,534 (published 1971), which describes expandable aromatic alkenyl polymers that do not acquire or retain a static charge and are formed by incorporating a small amount of rubber polymer into the expandable polymer.
Одним дополнительным примером является публикация JP 2004115690 (опубликована в 2004 году), в которой описывается способ изготовления экспандируемой частицы хорошего качества, которая не содержит пеноматериал, с использованием смолы, относящейся к стирольному типу, в частности продукта из вторичной (т.е. переработанной) смолы, относящейся к стирольному типу.One further example is JP 2004115690 (published 2004) which describes a method for making a good quality expandable particle that does not contain foam using a styrenic type resin, in particular a recycled (i.e. recycled) styrene type resin product.
Также известна и технология непрерывного получения в массе (например, публикация ЕР 1541621, опубликованная в 2005 году) в соответствии со следующими далее стадиями:Also known is the technology of continuous production in mass (for example, the publication EP 1541621, published in 2005) in accordance with the following steps:
1. включение экспандирующего агента в винилароматический полимер, содержащий каучук, при использовании статического или динамического смесителя;1. incorporating an expanding agent into the rubber-containing vinyl aromatic polymer using a static or dynamic mixer;
2. охлаждение расплавленного полимера до 150 - 200°С;2. cooling the molten polymer to 150 - 200°C;
3. выгрузка через пластину матрицы (мундштука) с соплами, имеющими диаметр по меньшей мере 1,5 мм;3. discharge through a die plate (mouthpiece) with nozzles having a diameter of at least 1.5 mm;
4. гранулирование под водой при давлении в диапазоне между 5 и 20 бар.4. granulation under water at a pressure between 5 and 20 bar.
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
Цель настоящего изобретения заключается в получении композиции винилароматического полимера, подходящей для использования для получения гибкой упаковки.The purpose of the present invention is to provide a vinyl aromatic polymer composition suitable for use in flexible packaging.
В одном предпочтительном аспекте настоящего изобретения возможно получать такие композиции за одну стадию с использованием технологии непрерывной переработки в массе.In one preferred aspect of the present invention, it is possible to obtain such compositions in a single step using continuous bulk processing technology.
Таким образом, предмет настоящего изобретения представляет собой композицию экспандируемого винилароматического полимера с улучшенными механическими и изолирующими свойствами, содержащую:Thus, the subject of the present invention is an expandable vinyl aromatic polymer composition with improved mechanical and insulating properties, comprising:
а) от 60% до 96% мас. винилароматического полимера (а);a) from 60% to 96% wt. vinyl aromatic polymer (a);
b) от 3% до 10% мас. экспандирующего агента (b);b) from 3% to 10% wt. expanding agent (b);
c) от 1% до 30% мас. винилароматического сополимера (с), содержащего от 1% до 10% мас. каучукового компонента в качестве дисперсной фазы;c) from 1% to 30% wt. vinylaromatic copolymer (c), containing from 1% to 10% wt. a rubber component as a dispersed phase;
при условии, что сумма (а), (b) и (с) составляет 100% мас.provided that the sum of (a), (b) and (c) is 100% wt.
Термин «содержащий» и его производные не предназначен для исключения возможности присутствия каких-либо дополнительных компонентов, стадий или методик, вне зависимости от того, будут они раскрыты в данном тексте или нет. Во избежание каких-либо сомнений все композиции, заявленные в данном тексте с использованием термина «содержащий», могут включать любые добавки, вспомогательные активаторы или другие дополнительные соединения, относящиеся к полимерному или другому типу, если только не будет указано обратное.The term "comprising" and its derivatives is not intended to exclude the possibility of the presence of any additional components, steps or techniques, whether they will be disclosed in this text or not. For the avoidance of any doubt, all compositions claimed in this text using the term "comprising" may include any additives, auxiliary activators or other additional compounds of a polymeric or other type, unless otherwise indicated.
Дополнительные цели и преимущества настоящего изобретения станут яснее после ознакомления со следующим далее описанием изобретения, представленным исключительно в качестве примера и не как ограничение, которое иллюстрирует предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.Additional objects and advantages of the present invention will become clearer upon reading the following description of the invention, presented by way of example only and not as a limitation, which illustrates the preferred embodiments of the present invention.
Фиг. 1 иллюстрирует испытания на демпфирование, относящиеся к примерам изобретения и сравнительным примерам.Fig. 1 illustrates damping tests related to the invention examples and comparative examples.
Свойство демпфирования упаковки выражает ее способность поглощать энергию после удара. Эксплуатационные характеристики выражаются в терминах «коэффициента ударной нагрузки» (максимальное замедление, выраженное в кратных величинах ускорения силы тяжести g (в м/сек2), после удара в зависимости от «статического напряжения» (силы в расчете на единичную площадь поверхности в кПа)).The damping property of a package expresses its ability to absorb energy after an impact. Performance is expressed in terms of "shock load factor" (maximum deceleration expressed in multiples of the acceleration of gravity g (in m/s 2 ) after impact as a function of "static stress" (force per unit surface area in kPa)).
Для целей данного изобретения термин «винилароматический полимер (а)» будет означать полимер, полученный из по меньшей мере 65% мас. винилароматического мономера.For the purposes of this invention, the term "vinyl aromatic polymer (a)" will mean a polymer obtained from at least 65% wt. vinyl aromatic monomer.
Винилароматические мономеры, которые могут быть использованы для получения винилароматического полимера (а), использованного в композициях, описанных и заявленных в настоящем изобретении, описываются общей формулой (I):Vinyl aromatic monomers that can be used to produce vinyl aromatic polymer (a) used in the compositions described and claimed in the present invention are described by the general formula (I):
В формуле (I) R представляет собой атом водорода или метильную группу; n представляет собой ноль или целое число в диапазоне от 1 до 3, Y выбирается из атома галогена, предпочтительно атомов хлора или брома, хлорметила, алкильной группы или алкоксильной группы, содержащих от 1 до 3 атомов углерода.In formula (I), R represents a hydrogen atom or a methyl group; n is zero or an integer in the range from 1 to 3, Y is selected from a halogen atom, preferably chlorine or bromine atoms, chloromethyl, an alkyl group or alkoxy group containing from 1 to 3 carbon atoms.
Предпочтительные винилароматические мономеры, описывающиеся формулой (I), выбираются из стирола, α-метилстирола, метилстирола, этилстирола, винилтолуольных изомеров, этилстирольных изомеров, пропилстирольных изомеров, хлорстирольных изомеров, метилхлорстирольных изомеров, метоксистирольных изомеров, ацетоксистирольных изомеров, гидроксистирольных изомеров, метилгидроксистирольных изомеров и их смесей. Более предпочтительно стирол и α-метилстирол могут быть выбраны из данных винилароматических мономеров. Стирол представляет собой преобладающий винилароматический мономер и предпочтительно составляет по меньшей мере 50% от смеси винилароматических мономеров, использованных для получения винилароматического полимера (а), более предпочтительно по меньшей мере 75%, еще более предпочтительно по меньшей мере 85%. Другой предпочтительный сомономер представляет собой α-метилстирол.Preferred vinylaromatic monomers of formula (I) are selected from styrene, α-methylstyrene, methylstyrene, ethylstyrene, vinyltoluene isomers, ethylstyrene isomers, propylstyrene isomers, chlorostyrene isomers, methylchlorostyrene isomers, methoxystyrene isomers, acetoxystyrene isomers, hydroxystyrene isomers , methylhydroxystyrene isomers and mixtures thereof. More preferably, styrene and α-methylstyrene may be selected from these vinyl aromatic monomers. Styrene is the predominant vinyl aromatic monomer and preferably makes up at least 50% of the mixture of vinyl aromatic monomers used to produce the vinyl aromatic polymer (a), more preferably at least 75%, even more preferably at least 85%. Another preferred comonomer is α-methylstyrene.
Винилароматические мономеры, описывающиеся общей формулой (I), могут быть использованы индивидуально, в смеси или в смеси, содержащей вплоть до 35% мас. других сополимеризуемых винильных мономеров.Vinyl aromatic monomers described by the general formula (I) can be used individually, in a mixture or in a mixture containing up to 35% wt. other copolymerizable vinyl monomers.
Предпочтительные сополимеризуемые винильные мономеры выбираются из числа (мет)акриловой кислоты, малеинового ангидрида, алкиловых сложных эфиров (мет)акриловой кислоты, содержащих от 1 до 18 атомов углерода, амидов и нитрилов (мет)акриловой кислоты. В числе упомянутых сложных эфиров (мет)акриловой кислоты предпочтительные соответствующие соединения являются соединениями, выбираемыми из числа этилакрилата, метилметакрилата, бутилакрилата, 2-этилгексилакрилата, додецилакрилата, додецилметакрилата, стеарилакрилата, стеарилметакрилата, глицидилметакрилата, этиленгликольдиметакрилата и их смесей.Preferred copolymerizable vinyl monomers are selected from (meth)acrylic acid, maleic anhydride, (meth)acrylic acid alkyl esters containing from 1 to 18 carbon atoms, amides and (meth)acrylic acid nitriles. Among the (meth)acrylic acid esters mentioned, preferred corresponding compounds are those selected from ethyl acrylate, methyl methacrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, dodecyl acrylate, dodecyl methacrylate, stearyl acrylate, stearyl methacrylate, glycidyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate and mixtures thereof.
В числе упомянутых нитрилов (мет)акриловой кислоты предпочтительные соответствующие соединения являются соединениями, выбираемыми из числа акриламида, метакриламида, диметиламиноэтилметакрилата, акрилонитрила, метакрилонитрила. Другие сополимеризуемые винильные сомономеры могут представлять собой бутадиен и дивинилбензол.Among the (meth)acrylic acid nitriles mentioned, the preferred corresponding compounds are those selected from acrylamide, methacrylamide, dimethylaminoethyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile. Other copolymerizable vinyl comonomers may be butadiene and divinylbenzene.
Среднемассовая молекулярная масса МW полимера и/или сополимера (а) согласно измерению с использованием методики гельпроникающей хроматографии (ГПХ), описанной в экспериментальной части (ASTM method D5296-11 GPC PS), находится в диапазоне между 90 кДа и 300 кДа.The weight average molecular weight MW of the polymer and/or copolymer (a) as measured using the gel permeation chromatography (GPC) technique described in the experimental part (ASTM method D5296-11 GPC PS) is in the range between 90 kDa and 300 kDa.
Значение МW, составляющее менее, чем 90 кДа, приводит к чрезмерно высокой текучести, что приводит к схлопыванию зерен в ходе способа экспандирования. Значение МW, составляющее более чем 300 кДа, приводит к недостаточной степени экспандирования и неподходящей для использования конечной плотности вспененной части.An MW value of less than 90 kDa results in excessively high fluidity, which results in grain collapse during the expansion process. An MW value of more than 300 kDa results in insufficient expansion and an unusable final density of the foam portion.
Композиции, соответствующие настоящему изобретению, могут включать количество винилароматического полимера (а) в диапазоне от 60 до 96% мас., предпочтительно от 67 до 88% мас., более предпочтительно от 69 до 83% мас., по сравнению с суммой (а), (b) и (с), как они определены выше.Compositions according to the present invention may include an amount of vinyl aromatic polymer (a) in the range of 60 to 96 wt%, preferably 67 to 88 wt%, more preferably 69 to 83 wt%, as compared to the sum of (a), (b) and (c) as defined above.
Для целей данного изобретения винилароматический сополимер (с) определяется как сополимер, полученный из по меньшей мере одного винилароматического мономера, как он определен выше, и содержащий каучуковый компонент в качестве дисперсной фазы.For the purposes of this invention, a vinyl aromatic copolymer (c) is defined as a copolymer derived from at least one vinyl aromatic monomer as defined above and containing a rubber component as a discontinuous phase.
Некоторыми примерами винилароматического сополимера (с) являются продукты «Edistir®850E», «Edistir®ICE R830D», «Edistir®RC600», производимые и предлагаемые на рынке компанией Versalis s.p.a.Some examples of vinyl aromatic copolymer (c) are Edistir®850E, Edistir®ICE R830D, Edistir®RC600 manufactured and marketed by Versalis s.p.a.
Каучуковый компонент, использованный в винилароматическом сополимере (с), присутствует в количестве в диапазоне от 1% до 10% мас. и может быть выбран из полибутадиена, полиизопрена, бутадиенового и/или изопренового сополимеров со стиролом или другими винильными мономерами. The rubber component used in the vinyl aromatic copolymer (c) is present in an amount ranging from 1% to 10% wt. and may be selected from polybutadiene, polyisoprene, butadiene and/or isoprene copolymers with styrene or other vinyl monomers.
Некоторыми примерами подходящих каучуковых компонентов являются полибутадиен, такой как продукты «Intene® 40», «Intene® 50» и «Intene® 60», производимые и предлагаемые на рынке компанией Versalis s.p.a.Some examples of suitable rubber components are polybutadiene, such as the products "
В альтернативном варианте на рынке также представлены стирол-диеновые блок-сополимеры, такие как продукты «SOLPRENE® 1205», «SOLPRENE® S1430», «SOLPRENE® 308» и «SOLPRENE® 314», производимые и предлагаемые на рынке компанией Dynasol, или продукт «Europrene® SOL B 183», производимый и предлагаемый на рынке компанией Versalis s.p.a.Alternatively, styrene-diene block copolymers are also on the market, such as the products "SOLPRENE® 1205", "SOLPRENE® S1430", "SOLPRENE® 308" and "SOLPRENE® 314" manufactured and marketed by Dynasol, or the product "Europrene® SOL B 183" manufactured and marketed by Versalis s.p.a.
Сополимер (с) может быть получен любым известным способом суспензионной полимеризации, блочно-эмульсионной полимеризации или непрерывной полимеризации в массе.The copolymer (c) can be obtained by any known method of suspension polymerization, block emulsion polymerization or continuous bulk polymerization.
В случае, когда количество диспергированного полибутадиена не указано, оно может быть подходящим образом определено с использованием метода иодометрического титрования, описанного ниже в экспериментальной части.In the case where the amount of polybutadiene dispersed is not specified, it can be suitably determined using the iodometric titration method described below in the experimental section.
В одном предпочтительном аспекте настоящего изобретения винилароматический сополимер (с) получают путем форполимеризации винилароматического мономера в присутствии подходящих свободно-радикальных инициаторов и каучукового компонента в первом реакторе до достижения степени превращения, составляющей менее чем 50% мас. подаваемых мономеров. Затем полимеризацию завершают в одном или нескольких последовательных реакторах вплоть до полной полимеризации мономеров. После этого из получающегося в результате полимера удаляют летучие компоненты и его гранулируют.In one preferred aspect of the present invention, the vinyl aromatic copolymer (c) is obtained by prepolymerization of the vinyl aromatic monomer in the presence of suitable free radical initiators and a rubber component in the first reactor until a conversion of less than 50% wt. supplied monomers. The polymerization is then completed in one or more successive reactors until the complete polymerization of the monomers. The resulting polymer is then devolatized and granulated.
Композиции, соответствующие настоящему изобретению, могут содержать от 1 до 30% мас., предпочтительно от 9 до 25% мас., более предпочтительно от 13 до 24% мас., даже более предпочтительно от 15 до 25% мас., а еще более предпочтительно от 17 до 22% мас. винилароматического сополимера (с), по сравнению с суммой (а), (b) и (с), как они определены выше.Compositions according to the present invention may contain from 1 to 30% by weight, preferably from 9 to 25% by weight, more preferably from 13 to 24% by weight, even more preferably from 15 to 25% by weight, and even more preferably from 17 to 22% by weight. vinyl aromatic copolymer (c) compared to the sum of (a), (b) and (c) as defined above.
Количество каучукового компонента, диспергированного в винилароматическом сополимере (с), может варьироваться в диапазоне между 1 и 10% мас., предпочтительно между 2 и 10% мас., более предпочтительно между 3 и 9% мас., даже более предпочтительно между 4 и 9% мас., еще более предпочтительно между 5 и 9% мас., даже более предпочтительно между 6 и 8,5% мас., а еще более предпочтительно между 7 и 8,5% мас.The amount of the rubber component dispersed in the vinyl aromatic copolymer (c) may vary between 1 and 10 wt.%, preferably between 2 and 10 wt.%, more preferably between 3 and 9 wt. .
Поэтому отсюда следует, в случае, когда сополимер (с) присутствует в количестве 1% мас., каучуковый компонент, присутствующий в количестве от 1% до 10% мас. по сравнению с сополимером (с), может присутствовать в количестве в диапазоне между 0,01% и 1% мас. по сравнению с суммой (а), (b) и (с), как они определены выше.Therefore, it follows that in the case where the copolymer (c) is present in an amount of 1% by mass, the rubber component present in an amount of 1% to 10% by mass. compared with the copolymer (c), may be present in an amount in the range between 0.01% and 1% wt. compared to the sum of (a), (b) and (c) as defined above.
Аналогичным образом, в случае, когда сополимер (с) присутствует в количестве 30% мас., каучуковый компонент, присутствующий в количестве от 1% до 10% мас. по сравнению с сополимером (с), может присутствовать в количестве от 0,3% до 3% мас. по сравнению с суммой (а), (b) и (с), как они определены выше.Similarly, in the case where the copolymer (c) is present in an amount of 30% wt., the rubber component present in an amount of from 1% to 10% wt. compared with the copolymer (c), may be present in an amount of from 0.3% to 3% wt. compared to the sum of (a), (b) and (c) as defined above.
Аналогичным образом, как это продемонстрировано в примерах, в случае, когда сополимер (с) присутствует в количестве 15%, 20%, 25% мас. от суммы (а), (b) и (с), как они определены выше, каучуковый компонент, присутствующий в количестве 7%, 7,5%, 8,5%, будет соответствовать следующим далее значениям по отношению к сумме (а), (b) и (с), как они определены выше.Similarly, as demonstrated in the examples, when the copolymer (c) is present in an amount of 15%, 20%, 25% wt. from the sum of (a), (b) and (c) as defined above, the rubber component present at 7%, 7.5%, 8.5% will correspond to the following values with respect to the sum of (a), (b) and (c) as defined above.
В одном предпочтительном аспекте настоящего изобретения каучуковый компонент, диспергированный в винилароматическом сополимере (с), представляет собой полибутадиен (РВ) и/или стирол-диеновые блок-сополимеры.In one preferred aspect of the present invention, the rubber component dispersed in the vinyl aromatic copolymer (c) is polybutadiene (PB) and/or styrene-diene block copolymers.
Композиции, соответствующие настоящему изобретению, могут включать от 3% до 10% мас., предпочтительно от 3% до 8% мас., по меньшей мере одного экспандирующего агента (b). Compositions according to the present invention may comprise from 3% to 10% by weight, preferably from 3% to 8% by weight, of at least one expanding agent (b).
В композициях, к которым относится изобретение, может быть использован любой экспандирующий агент, который может быть включен в полимер.In the compositions to which the invention relates, any expanding agent that can be included in the polymer can be used.
Предпочтительно экспандирующие агенты могут представлять собой жидкие вещества, характеризующиеся температурой кипения в диапазоне между 10°С и 100°С при атмосферном давлении; предпочтительно между 20°С и 60°С. Экспандирующие агенты, которые могут быть использованы в данном изобретении, выбираются из алифатических или циклоалифатических углеводородов, содержащих от 3 до 6 атомов углерода; например н-пентана, изопентана, циклопентана, бутана, изобутана и их смесей; или галогенированных производных алифатических углеводородов, содержащих от 1 до 3 атомов углерода, таких как дихлордифторметан, 1,2,2-трифторэтан и 1,1,2-трифторэтан; или диоксида углерода.Preferably, the expanding agents may be liquid substances having a boiling point in the range between 10° C. and 100° C. at atmospheric pressure; preferably between 20°C and 60°C. Expanding agents that can be used in this invention are selected from aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons containing from 3 to 6 carbon atoms; for example n-pentane, isopentane, cyclopentane, butane, isobutane and mixtures thereof; or halogenated derivatives of aliphatic hydrocarbons containing from 1 to 3 carbon atoms, such as dichlorodifluoromethane, 1,2,2-trifluoroethane and 1,1,2-trifluoroethane; or carbon dioxide.
Композиции, соответствующие настоящему изобретению, могут включать экспандирующий агент (b) в количестве от 3 до 10% мас., предпочтительно от 3 до 8% мас., более предпочтительно от 4 до 7% мас., по отношению к сумме (а), (b) и (с), как они определены выше.Compositions according to the present invention may include expanding agent (b) in an amount of 3 to 10 wt%, preferably 3 to 8 wt%, more preferably 4 to 7 wt%, relative to the sum of (a), (b) and (c) as defined above.
Для содействия удерживанию экспандирующего агента в полимерной матрице (а) могут быть использованы добавки, которые могут образовывать с экспандирующим агентом слабые связи (например, водородные связи) или сильные связи (например, в случае аддуктов кислота-основание). Предпочтительно данные добавки выбираются из метилового спирта, изопропилового спирта, диметилкарбоната или производных, содержащих аминогруппу. К композициям, соответствующим настоящему изобретению, могут быть добавлены дополнительные добавки (обычно вводимые традиционные винилароматические полимеры), такие как зародышеобразующие агенты, например, полиэтиленовые воска или тальк, антиоксиданты, пигменты, стабилизаторы, антистатики и противоадгезионные агенты.To help retain the expander in the polymer matrix (a), additives can be used that can form weak bonds (eg, hydrogen bonds) or strong bonds (eg, in the case of acid-base adducts) with the expander. Preferably, these additives are selected from methanol, isopropyl alcohol, dimethyl carbonate, or derivatives containing an amino group. Additional additives (typically traditional vinyl aromatic polymers) can be added to the compositions of the present invention, such as nucleating agents such as polyethylene waxes or talc, antioxidants, pigments, stabilizers, antistatic agents, and anti-adhesion agents.
В одном предпочтительном аспекте настоящего изобретения полимерные композиции, обладающие улучшенными механическими и изолирующими свойствами, содержат:In one preferred aspect of the present invention, polymeric compositions having improved mechanical and insulating properties comprise:
а) от 67% до 88% мас. винилароматического полимера (а);a) from 67% to 88% wt. vinyl aromatic polymer (a);
b) от 3% до 8% мас. экспандирующего агента (b);b) from 3% to 8% wt. expanding agent (b);
c) от 9% до 25% мас. винилароматического сополимера (с), содержащего от 2% до 10% каучукового компонента в качестве дисперсной фазы;c) from 9% to 25% wt. a vinyl aromatic copolymer (c) containing 2% to 10% rubber component as a dispersed phase;
при условии, что сумма (а), (b) и (с) составляет 100% мас.provided that the sum of (a), (b) and (c) is 100% wt.
В одном дополнительном предпочтительном аспекте настоящего изобретения полимерные композиции содержат:In one further preferred aspect of the present invention, the polymeric compositions comprise:
а) от 69% до 83% мас. винилароматического полимера (а);a) from 69% to 83% wt. vinyl aromatic polymer (a);
b) от 4% до 7% мас. экспандирующего агента (b);b) from 4% to 7% wt. expanding agent (b);
c) от 13% до 24% мас. винилароматического сополимера (с), содержащего от 3% до 9% каучукового компонента в качестве дисперсной фазы;c) from 13% to 24% wt. a vinyl aromatic copolymer (c) containing 3% to 9% of a rubber component as a dispersed phase;
при условии, что сумма (а), (b) и (с) составляет 100% мас.provided that the sum of (a), (b) and (c) is 100% wt.
В еще одном предпочтительном аспекте настоящего изобретения полимерные композиции содержат:In yet another preferred aspect of the present invention, the polymeric compositions comprise:
а) от 69% до 81% мас. полистирола;a) from 69% to 81% wt. polystyrene;
b) от 4% до 6% мас. экспандирующего агента (b);b) from 4% to 6% wt. expanding agent (b);
c) от 15% до 25% мас. сополимера, состоящего из ударостойкого полистирола, содержащего от 4% до 9% мас. каучукового компонента;c) from 15% to 25% wt. copolymer consisting of high-impact polystyrene containing from 4% to 9% wt. rubber component;
при условии, что сумма (а), (b) и (с) составляет 100% мас.provided that the sum of (a), (b) and (c) is 100% wt.
В еще одном другом аспекте настоящего изобретения полимерные композиции содержат:In yet another aspect of the present invention, the polymeric compositions comprise:
а) от 72% до 79% мас. полистирола;a) from 72% to 79% wt. polystyrene;
b) от 4% до 6% мас. смеси из экспандирующих агентов (b);b) from 4% to 6% wt. mixtures of expanding agents (b);
c) от 17% до 22% мас. сополимера, состоящего из ударостойкого полистирола, содержащего от 7% до 8,5% мас. каучукового компонента;c) from 17% to 22% wt. copolymer consisting of impact-resistant polystyrene containing from 7% to 8.5% wt. rubber component;
при условии, что сумма (а), (b) и (с) составляет 100% мас.provided that the sum of (a), (b) and (c) is 100% wt.
Полимерные композиции, соответствующие настоящему изобретению, могут быть получены способами, известными на современном уровне техники.Polymer compositions corresponding to the present invention can be obtained by methods known in the state of the art.
В одном аспекте настоящего изобретения полимерные композиции, соответствующие настоящему изобретению, обычным образом получают непрерывным способом в массе, включающим следующие стадии в указанной последовательности:In one aspect of the present invention, the polymeric compositions of the present invention are conventionally produced in a continuous bulk process comprising the following steps in this order:
i. смешивание винилароматического полимера (а), как он определен выше, и винилароматического сополимера (с) в виде гранул, порошкообразных или предварительно расплавленных,i. mixing a vinyl aromatic polymer (a) as defined above and a vinyl aromatic copolymer (c) in the form of granules, powdered or pre-melted,
ii. при необходимости, в случае, если расплавления еще не было, доведение полимерной смеси до температуры, которая выше или равна температуре плавления винилароматического полимера (а) и сополимера (с);ii. optionally, if melting has not yet occurred, bringing the polymer mixture to a temperature that is higher than or equal to the melting point of the vinyl aromatic polymer (a) and copolymer (c);
iii. включение по меньшей мере одного экспандирующего агента (b) в расплавленную полимерную смесь, образующую винилароматическую полимерную композицию, соответствующую настоящему изобретению;iii. the inclusion of at least one expanding agent (b) in the molten polymer mixture forming a vinyl aromatic polymer composition corresponding to the present invention;
iv. смешивание полученной таким образом полимерной композиции с использованием статических или динамических смесительных элементов;iv. mixing the polymer composition thus obtained using static or dynamic mixing elements;
v. подачу полученной после смешивания полимерной композиции к пластине матрицы с резкой под давлением.v. supplying the polymer composition obtained after mixing to the matrix plate with cutting under pressure.
Одна использованная пластина матрицы с резкой является, например, соответствующей пластиной, описываемой в публикации US 7,320,585 совместно с системой резки, относящейся к типу «Система распылительных сопел». Экспандирумые гранулы/зерна, к которым относится изобретение, также могут быть получены с использованием и другого типа пластины матрицы, где полимер режут в грануляционной камере, полной воды, - системе, известной под наименованием «подводной» резки. В таком случае полимер остается полностью погруженным в воду во время стадии резки, и давление воды в грануляционной камере составляет более чем 300 кПа.One cutting die plate used is, for example, the corresponding plate described in US 7,320,585 in conjunction with a cutting system of the "Spray Nozzle System" type. The expandable granules/grains to which the invention relates can also be made using another type of die plate where the polymer is cut in a granulation chamber full of water, a system known as "underwater" cutting. In such a case, the polymer remains completely immersed in water during the cutting step and the water pressure in the granulation chamber is more than 300 kPa.
В конце непрерывного процесса в массе полученные конечные композиции, соответствующие настоящему изобретению, имеют форму полимерных гранул, характеризующихся сфероидальным профилем и различными средними диаметрами, которые могут быть использованы в соответствии с природой отдельного изделия и обычно находятся в диапазоне 0,4 - 0,6 мм, 0,6 - 0,9 мм, 0,9 - 1,2 мм или 1,2 - 1,6 мм.At the end of the continuous bulk process, the resulting final compositions of the present invention are in the form of polymer pellets having a spheroidal profile and various average diameters which can be used according to the nature of the individual product and are typically in the range of 0.4-0.6 mm, 0.6-0.9 mm, 0.9-1.2 mm or 1.2-1.6 mm.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения полимерные композиции, соответствующие настоящему изобретению, содержащие:In one embodiment of the present invention, the polymeric compositions of the present invention, comprising:
а) от 60% до 96% мас. винилароматического полимера (а);a) from 60% to 96% wt. vinyl aromatic polymer (a);
b) от 3% до 10% мас. экспандирующего агента (b);b) from 3% to 10% wt. expanding agent (b);
c) от 1% до 30% мас. винилароматического сополимера (с), содержащего от 1% до 10% мас. каучукового компонента в качестве дисперсной фазы;c) from 1% to 30% wt. vinylaromatic copolymer (c), containing from 1% to 10% wt. a rubber component as a dispersed phase;
при условии, что сумма (а), (b) и (с) составляет 100% мас., могут быть получены с использованием непрерывного способа в массе, включающего следующие стадии в указанной последовательности:provided that the sum of (a), (b) and (c) is 100 wt.%, can be obtained using a continuous method in bulk, comprising the following steps in this order:
i. смешивание одного полимера (а), как он определен выше, и/или винилароматического сополимера (с) в виде гранул, порошкообразных или предварительно расплавленных,i. mixing one polymer (a) as defined above and/or a vinyl aromatic copolymer (c) in the form of granules, powder or pre-melted,
ii. при необходимости, в случае, если расплавления еще не было, доведение полимерной смеси до температуры, более высокой или равной температуре плавления винилароматического полимера (а) и сополимера (с);ii. optionally, if melting has not yet occurred, bringing the polymer mixture to a temperature higher than or equal to the melting point of the vinyl aromatic polymer (a) and copolymer (c);
iii. включение по меньшей мере одного экспандирующего агента (b) в расплавленную полимерную смесь, образующую винилароматическую полимерную композицию, соответствующую настоящему изобретению;iii. the inclusion of at least one expanding agent (b) in the molten polymer mixture forming a vinyl aromatic polymer composition corresponding to the present invention;
iv. смешивание полимерной композиции, полученной таким образом, с использованием статических или динамических смесительных элементов;iv. mixing the polymer composition thus obtained using static or dynamic mixing elements;
v. подачу полученной после смешивания полимерной композиции к пластине матрицы с резкой под давлением.v. supplying the polymer composition obtained after mixing to the matrix plate with cutting under pressure.
Ниже предлагается несколько демонстрационных примеров для лучшего понимания изобретения и сферы его применения. Данные примеры никоим образом не ограничивают объем настоящего изобретения.Several illustrative examples are provided below to better understand the invention and its scope. These examples do not limit the scope of the present invention in any way.
Экспериментальная частьexperimental part
Определение молекулярной массы (МW) и молекулярно-массового распределения (ММР) с использованием метода ГПХDetermination of molecular weight (MW) and molecular weight distribution (MWD) using the GPC method
Композиции, соответствующие настоящему изобретению, характеризуются среднемассовой молекулярной массой (МW) в диапазоне между 90 и 300 килодальтон согласно измерению с использованием высокоэффективной молекулярной эксклюзионной хроматографии по размерам в соответствии с документом ASTM D5296-11 и демонстрируют индекс текучести (индекс текучести расплава ИТР при 200°С, 5 кг) в диапазоне между 2,5 и 50.The compositions of the present invention are characterized by a weight average molecular weight (MW) in the range between 90 and 300 kilodaltons as measured using high performance molecular size exclusion chromatography in accordance with ASTM D5296-11 and exhibit a flow index (melt flow index MFI at 200°C, 5 kg) in the range between 2.5 and 50.
Индекс текучести измеряют в соответствии с документом ISO 1133, четвертая редакция, 2005.The flow index is measured in accordance with ISO 1133, fourth edition, 2005.
Молекулярно-массовое распределение измеряют с использованием высокоэффективной молекулярной эксклюзионной хроматографии по размерам в соответствии с документом ASTM D5296-11, используя рефрактометрический детектор (РД), и измерение проводят в отношении полимера после отделения от сухого остатка и последующего осаждения.Molecular weight distribution is measured using high performance molecular size exclusion chromatography in accordance with ASTM D5296-11 using a refractive index detector (RD), and the measurement is carried out on the polymer after separation from the dry residue and subsequent precipitation.
Определение уровня содержания полибутадиена с использованием иодометрического титрованияPolybutadiene level determination using iodometric titration
Иодометрическое титрование проводят с использованием устройства 785 DMP Titrino Metrohm Titrator в соответствии с данным методом.Iodometric titration is carried out using a 785 DMP Titrino Metrohm Titrator according to this method.
(а) Анализ холостого образца следующим образом(a) Analysis of a blank sample as follows
1) Получение (время 15 мин)1) Receipt (time 15 min)
Добавление 20 мл CHCl3 и магнитной мешалки в колбу Эрленмейера на 100 мл.Add 20 ml CHCl 3 and a magnetic stirrer to a 100 ml Erlenmeyer flask.
2) Добавление реагента Вийса (время 15 мин)2) Addition of Weiss reagent (time 15 min)
Добавление 2,5 мл реагента Вийса с использованием титратора.Addition of 2.5 ml Wijs reagent using a titrator.
Заполнение горлышка иодидом калия и встряхивание на вращающейся плите на протяжении 10 мин, возможно в темноте.Filling the neck with potassium iodide and shaking on a rotating plate for 10 minutes, possibly in the dark.
3) Определение (время 15 мин)3) Definition (time 15 min)
Удаление крышки для впуска иодида калия, смешивание и добавление Н2О.Removing the potassium iodide inlet cap, mixing and adding H 2 O.
Титрование по тиосульфату натрия при интенсивном перемешивании.Titration with sodium thiosulfate with vigorous stirring.
Для начала титрования нажатие на клавишу START, ввод величины аликвоты реагента Вийса, добавленной к холостому образцу, и изменение единицы измерения с граммов на мл.To start the titration, press the START key, enter the amount of Weiss reagent aliquot added to the blank, and change the unit from grams to ml.
Определение Vb = мл раствора тиосульфата, использованного при испытании для холостого образца.Determination Vb = ml of thiosulfate solution used in the blank test.
(b) Анализ образца(b) Sample analysis
1) Получение (время 25 мин)1) Receipt (time 25 min)
Отвешивание приблизительно 0,25 г винилароматического сополимера (с) и приблизительно 0,05 г (полибутадиена) в колбу Эрленмейера на 100 мл при регистрации Р = массы образца полимера (г).Weigh approximately 0.25 g of vinyl aromatic copolymer (c) and approximately 0.05 g (polybutadiene) into a 100 ml Erlenmeyer flask while recording P=mass of polymer sample (g).
Добавление 20 мл CHCl3 и магнитной мешалки.Adding 20 ml CHCl 3 and a magnetic stirrer.
Расположение колбы Эрленмейера на вращающейся плите для растворения полимера (~ 20 мин).Arrangement of an Erlenmeyer flask on a rotating plate to dissolve the polymer (~20 min).
2) Добавление реагента Вийса (время 20 мин)2) Addition of Weiss reagent (
Добавление 5 мл реагента Вийса с использованием титратора.Addition of 5 ml Wijs reagent using a titrator.
Заполнение горлышка иодидом калия и встряхивание на вращающейся плите на протяжении 15 мин, возможно в темноте.Filling the neck with potassium iodide and shaking on a rotating plate for 15 minutes, possibly in the dark.
3) Определение (время 15 мин)3) Definition (time 15 min)
Удаление крышки для впуска иодида калия, смешивание и добавление Н2О.Removing the potassium iodide inlet cap, mixing and adding H 2 O.
Титрование по тиосульфату натрия при интенсивном перемешивании.Titration with sodium thiosulfate with vigorous stirring.
Для начала титрования нажатие на клавишу START, ввод наименования образца (ID 1), величины добавленной аликвоты реагента Вийса (ID 2) и массы образца.To start the titration, press the START key, enter the name of the sample (ID 1), the value of the added aliquot of the Weiss reagent (ID 2) and the mass of the sample.
Определение Vс = мл раствора тиосульфата, использованного для образца.Definition Vc = ml of thiosulfate solution used for the sample.
Выражение результата (% РВ) Result Expression (% RV)
, ,
где:Where:
Vb = мл раствора тиосульфата, использованного при испытании для холостого образцаV b = ml of thiosulfate solution used in the blank test
Vс = мл раствора тиосульфата, использованного для образцаV c = ml of thiosulfate solution used for the sample
= нормальность тиосульфатного раствора (0,1 н.) = normality of thiosulfate solution (0.1 N)
РЕPBu = эквивалентная масса полибутадиена ()PE PBu = equivalent weight of polybutadiene ( )
р = полимерный образец при отвешивании (г)p = polymer sample when weighed (g)
Пример 1Example 1
Получение композиции с использованием непрерывного способа в массеObtaining the composition using a continuous method in mass
В перемешиваемый реактор подавали 90 частей этилбензола и 910 частей стирола для получения в совокупности 1000 частей. Реакцию проводили при 125°С при среднем времени пребывания 2 часа. После этого композицию текучей среды из выпускного отверстия подавали во второй реактор, где реакцию завершали при 135°С при среднем времени пребывания 2 часа.90 parts of ethylbenzene and 910 parts of styrene were fed into a stirred reactor to give a total of 1000 parts. The reaction was carried out at 125°C with an average residence time of 2 hours. After that, the composition of the fluid from the outlet was fed into the second reactor, where the reaction was completed at 135°C with an average residence time of 2 hours.
Реакционную полимерную композицию при степени превращения 72% нагревали до 240°С, а после этого подавали в дивертер для удаления растворителя и остаточного мономера.The reactive polymer composition at a conversion of 72% was heated to 240°C, and then served in a diverter to remove the solvent and residual monomer.
Получающаяся в результате композиция характеризовалась температурой стеклования 101°С, индексом текучести расплава (ИТР 200°С, 5 кг) 5 г/10 мин, молекулярной массой МW 210000 г/моль и соотношением MW/Mn 2,2, где MW представляет собой среднемассовую молекулярную массу, и Mn представляет собой среднечисленную молекулярную массу. Винилароматическую композицию подавали в теплообменник для уменьшения ее температуры до 200°С (компонент (а) по изобретению).The resulting composition was characterized by a glass transition temperature of 101° C., a melt flow index (MFI 200° C., 5 kg) of 5 g/10 min, a MW molecular weight of 210,000 g/mol, and an MW/Mn ratio of 2.2, where MW is the weight average molecular weight and Mn is the number average molecular weight. Vinyl aromatic composition was fed into the heat exchanger to reduce its temperature to 200°C (component (a) according to the invention).
В экструдер подавали 200 частей ударостойкого полистирола (HIPS, очень ударопрочного полистирола), содержащего 7% полибутадиена, как определено методом иодометрии, (доступного на коммерческих условиях, Edistir® 850E, Versalis spa) в качестве винилароматического сополимера (с). Шестеренчатый насос увеличивал давление подачи пластифицированного материала HIPS до 260 бар абсолютного давления: после этого добавляли 60 частей смеси из н-пентана (70%) и изопентана (30%) - экспандирующего агента (b) - и 750 частей винилароматической композиции (а) из теплообменника. После этого ингредиенты смешивали с использованием статических смесительных элементов на протяжении среднего рассчитанного времени (пребывания) 7 минут.The extruder was fed with 200 parts of high impact polystyrene (HIPS, very high impact polystyrene) containing 7% polybutadiene as determined by iodometry (commercially available, Edistir® 850E, Versalis spa) as the vinyl aromatic copolymer (c). A gear pump increased the feed pressure of the plasticized HIPS material to 260 bar absolute pressure: after that, 60 parts of a mixture of n-pentane (70%) and isopentane (30%) - expanding agent (b) - and 750 parts of a vinyl aromatic composition (a) from a heat exchanger were added. The ingredients were then mixed using static mixing elements for an average calculated residence time of 7 minutes.
Финальная композиция содержала 20% мас. сополимера (с), содержащего 7% полибутадиена, 6% мас. смеси н-пентана (70%) и изопентана (30%) (компонента (b)) и 74% мас. полистирола (компонента (а)). Поэтому количество полибутадиена соответствовало 1,4% мас. от совокупной композиции.The final composition contained 20% wt. copolymer (c) containing 7% polybutadiene, 6% wt. a mixture of n-pentane (70%) and isopentane (30%) (component (b)) and 74% wt. polystyrene (component (a)). Therefore, the amount of polybutadiene corresponded to 1.4% wt. from the total composition.
После этого композицию направляли на пластину матрицы, где ее экструдировали через несколько отверстий диаметром 0,6 мм, незамедлительно охлаждали струей воды и резали с использованием последовательности вращающихся ножей (как описано в US 2005/0123638). Давление гранулирования составляло 500 кПа абсолютного давления, и скорость сдвигового смещения выбирали таким образом, чтобы получить гранулы, имеющие средний диаметр 1,1 мм. В качестве распыляемой жидкости использовали воду, а в качестве газообразного носителя использовали азот. Температура воды составляла 45°С.The composition was then directed onto a die plate where it was extruded through several 0.6 mm holes, immediately cooled with a water jet, and cut using a rotating knife sequence (as described in US 2005/0123638). The granulation pressure was 500 kPa absolute pressure, and the shear rate was chosen so as to obtain granules having an average diameter of 1.1 mm. Water was used as the spray liquid, and nitrogen was used as the gaseous carrier. The water temperature was 45°C.
Получающиеся в результате гранулированные бисерины сушили с использованием центробежной сушилки, а затем на них наносили покрытие. Покрытие получали путем добавления 1 части глицерилмоностеарата, 1 части глицерилтристеарата. 1 части стеарата цинка в расчете на 1000 частей высушенных гранулированных зерен. Добавки для нанесения покрытия смешивали с гранулятом с использованием червячного смесителя непрерывного действия. Размер экспандируемых гранул, подвергнутых процессу экспандирования, понимаемый как средневзвешенный диаметр, находился в диапазоне между 0,9 и 1,2 мм.The resulting granulated beads were dried using a spin dryer and then coated. The coating was obtained by adding 1 part glyceryl monostearate, 1 part glyceryl tristearate. 1 part zinc stearate per 1000 parts dried granulated grains. The coating additives were mixed into the granulate using a continuous screw mixer. The size of the expandable granules subjected to the expansion process, understood as the weighted average diameter, ranged between 0.9 and 1.2 mm.
Продукт подвергали предварительному экспандированию в предэкспандере дискретного действия, произведенном компанией AMD, model P125 D (используемый объем на уровне: 125 литров), с использованием водяного пара при температуре 100°С. Давление паров, использованное для предварительного экспандирования полимерных гранул, устанавливали на 1,1 бар абсолютного давления (110 кПа). Количество экспандируемых гранул, подаваемых в предэкспандер, составляло 1000 г. Экспандированные зерна оставляли для созревания на протяжении 12 часов, а после этого использовали для формования блоков (размер 1040х1030х550 мм).The product was pre-expanded in a discrete pre-expander manufactured by AMD, model P125 D (usable volume: 125 liters) using steam at 100°C. The vapor pressure used to pre-expand the polymer beads was set to 1.1 bar absolute pressure (110 kPa). The amount of expandable granules fed into the pre-expander was 1000 g. The expanded grains were left to mature for 12 hours and then used to form blocks (size 1040x1030x550 mm).
Некоторые пласты, полученные из блока экспандированного материала, помещали в печь при 70°С на протяжении 3 дней (остаточный пентан составлял менее, чем 0,15%): после этого получали образцы для испытаний на изгиб, сжатие, демпфирование и теплопроводность.Some of the sheets obtained from the block of expanded material were placed in an oven at 70° C. for 3 days (less than 0.15% residual pentane), after which samples were obtained for bending, compression, damping and thermal conductivity tests.
Теплопроводность при 15,8 г/л согласно измерению в соответствии с документом ISO 8301 (1991) составляла 36,7 мВт/м-К.The thermal conductivity at 15.8 g/l measured according to ISO 8301 (1991) was 36.7 mW/m-K.
Изгибающее усилие согласно измерению при 30 мм (5%-ном деформировании) в соответствии с документом ISO 1209-2 составляло 209 кПа (размер образца - 350х100х25 мм).The bending force measured at 30 mm (5% strain) according to ISO 1209-2 was 209 kPa (sample size 350 x 100 x 25 mm).
Напряжение сжатия при 10% в соответствии с документом ISO 844 (2007) составляло 110 кПа при 17,4 г/л (размер образца = 50х50х50 мм).The compression stress at 10% according to ISO 844 (2007) was 110 kPa at 17.4 g/l (sample size = 50x50x50 mm).
Плотность экспандированных пластов составляла 18,0 г/л, а спекание составляло 90% (количество разрушенных зерен в расчете на 100 изученных зерен).The density of the expanded layers was 18.0 g/l, and the sintering was 90% (number of broken grains per 100 grains studied).
Испытания на демпфирование проводили в соответствии с документом ISO 4651 (1988). На фиг. 1 продемонстрированы значения максимального замедления, выраженные в кратных величинах ускорения силы тяжести (g в м/сек2), в зависимости от приложенного усилия в кПа.Damping tests were carried out in accordance with ISO 4651 (1988). In FIG. 1 shows the maximum deceleration values expressed as multiples of the acceleration due to gravity (g in m/s 2 ) as a function of the applied force in kPa.
Данная композиция характеризовалась превосходным балансом механических свойств (в отношении как изгиба, так и сжатия, а также демпфирования), спекания и теплоизоляции.This composition was characterized by an excellent balance of mechanical properties (in terms of both bending and compression, as well as damping), sintering and thermal insulation.
Пример 2Example 2
Получение композиции с использованием непрерывного способа в массеObtaining the composition using a continuous method in mass
Повторяли пример 1 с использованием 25% сополимера (с).Example 1 was repeated using 25% copolymer (c).
Финальная композиция содержала 25% мас. сополимера (с), 7% полибутадиена, 5% мас. смеси н-пентана (70%) и изопентана (30%) (компонента (b)) и 70% мас. полистирола (компонента (а)). Поэтому количество полибутадиена соответствовало 1,75% мас. от совокупной композиции.The final composition contained 25% wt. copolymer (c), 7% polybutadiene, 5% wt. a mixture of n-pentane (70%) and isopentane (30%) (component (b)) and 70% wt. polystyrene (component (a)). Therefore, the amount of polybutadiene corresponded to 1.75% wt. from the total composition.
Теплопроводность составляла 38 мВт/м-K при 16,50 г/л. Напряжение сжатия при 10% составляло 100 кПа. Изгибающее усилие согласно измерению при 30 мм (5%-ном деформировании) составляло 204 кПа. Плотность экспандированных листов составляла 18,0 г/л, а спекание составляло 80%.The thermal conductivity was 38 mW/m-K at 16.50 g/l. The compression stress at 10% was 100 kPa. The bending force measured at 30 mm (5% deformation) was 204 kPa. The density of the expanded sheets was 18.0 g/l and the sintering was 80%.
Пример 3Example 3
Получение композиции с использованием непрерывного способа в массеObtaining the composition using a continuous method in mass
Повторяли пример 1 с использованием 15% сополимера (с).Example 1 was repeated using 15% copolymer (c).
Конечная композиция содержала 15% мас. сополимера (с), 7% полибутадиена, 6% мас. смеси н-пентана (70%) и изопентана (30%) (компонента (b)) и 79% мас. полистирола (компонента (а)). Поэтому количество полибутадиена соответствовало 1,05% мас. от совокупной композиции.The final composition contained 15% wt. copolymer (c), 7% polybutadiene, 6% wt. a mixture of n-pentane (70%) and isopentane (30%) (component (b)) and 79% wt. polystyrene (component (a)). Therefore, the amount of polybutadiene corresponded to 1.05% wt. from the total composition.
Теплопроводность составляла 36 мВт/м-K при 16,40 г/л. Напряжение сжатия при 10% составляло 110 кПа.The thermal conductivity was 36 mW/m-K at 16.40 g/l. The compression stress at 10% was 110 kPa.
Изгибающее усилие согласно измерению при 30 мм (5%-ном деформировании) составляло 215 кПа. Плотность экспандированных листов составляла 18,2 г/л, а спекание составляло 85%.The bending force measured at 30 mm (5% deformation) was 215 kPa. The density of the expanded sheets was 18.2 g/l and the sintering was 85%.
Пример 4Example 4
Получение композиции с использованием непрерывного способа в массеObtaining the composition using a continuous method in mass
Повторяли пример 1 с использованием другого сополимера (с), то есть ударостойкого полистирола, содержащего 8,5% полибутадиена (РВ), как определяли иодометрически, (доступного на коммерческих условиях, Edistir® ICE R830D, Versalis spa).Example 1 was repeated using another copolymer (c), i.e. high impact polystyrene containing 8.5% polybutadiene (PB) as determined iodometrically (commercially available, Edistir® ICE R830D, Versalis spa).
В конце процесса, описанного в примере 1, получали композицию, характеризующуюся теми же самыми значениями уровней процентного содержания, но сополимер с), использованный в данном примере, характеризовался более высоким процентным содержанием полибутадиена - 8,5% вместо 7%. Поэтому количество полибутадиена составляло 1,7% мас. от совокупной композиции.At the end of the process described in Example 1, a composition was obtained having the same percentage levels, but the copolymer c) used in this example had a higher polybutadiene percentage of 8.5% instead of 7%. Therefore, the amount of polybutadiene was 1.7% wt. from the total composition.
Теплопроводность составляла 34,8 мВт/м-K при 16,5 г/л. Изгибающее усилие согласно измерению при 30 мм (5%-ном деформировании) составляло 198 кПа. Напряжение сжатия при 10% составляло 99,5 кПа. Плотность экспандированных листов составляла 18,3 г/л, а спекание составляло 85%.The thermal conductivity was 34.8 mW/m-K at 16.5 g/L. The bending force measured at 30 mm (5% deformation) was 198 kPa. The compression stress at 10% was 99.5 kPa. The density of the expanded sheets was 18.3 g/l and the sintering was 85%.
Пример 5Example 5
Получение композиции с использованием непрерывного способа в массеObtaining the composition using a continuous method in mass
Повторяли пример 1 с использованием ударостойкого полистирола, содержащего 7,5% РВ, как определяли иодометрически, (доступного на коммерческих условиях, Edistir®RС600, Versalis spa). В данном случае количество компонента (b) составляло 4,7%.Example 1 was repeated using high impact polystyrene containing 7.5% PB as determined iodometrically (commercially available, Edistir® RC600, Versalis spa). In this case, the amount of component (b) was 4.7%.
В конце процесса, описанного в примере 1, получали композицию, характеризующуюся теми же самыми значениями уровней процентного содержания сополимера (с), но сополимер с), использованный в данном примере, характеризовался более высоким процентным содержания полибутадиена - 7,5% вместо 7%. Поэтому количество полибутадиена составляло 1,5% мас. от совокупной композиции.At the end of the process described in Example 1, a composition was obtained having the same percentage levels of copolymer (c), but copolymer c) used in this example had a higher polybutadiene percentage of 7.5% instead of 7%. Therefore, the amount of polybutadiene was 1.5% wt. from the total composition.
Теплопроводность составляла 35 мВт/м-K при 15,60 г/л. Изгибающее усилие согласно измерению при 30 мм (5%-ном деформировании) составляло 191 кПа. Напряжение сжатия при 10% составляло 90 кПа. Плотность экспандированных листов составляла 18,0 г/л, а спекание составляло 80%. Испытания на демпфирование представлены на фиг. 1.The thermal conductivity was 35 mW/m-K at 15.60 g/l. The bending force measured at 30 mm (5% deformation) was 191 kPa. The compression stress at 10% was 90 kPa. The density of the expanded sheets was 18.0 g/l and the sintering was 80%. Damping tests are shown in Fig. 1.
Пример 6Example 6
Получение композиции с использованием суспензионного способаGetting the composition using the suspension method
В герметизированную перемешиваемую емкость загружали смесь 150 массовых частей воды, 0,2 части пирофосфата натрия, 80 частей стирола, 0,25 части трет-бутилперокси-2-этилгексаноата, 0,25 части трет-бутилпербензоата и 20 частей сополимера (с), использованного в примере 1. Эту загрузку нагревали до 90°С при перемешивании. По истечении приблизительно 2 часов при 90°С добавляли 4 части 10%-ного раствора поливинилпирролидона. При постоянном перемешивании смесь нагревали на протяжении еще 2 часов при 100°С; добавляли 7 частей смеси н-пентана и изопентана с составом 70/30, полученное нагревали на протяжении еще 4 часов при 125°С, после чего охлаждали и выгружали. Гранулы экспандированного полимера, произведенные таким образом, содержали 20% сополимера (с), содержащего 7% полибутадиена, 6% смеси н-пентана (70%) и изопентана (30%) (компонента b) и 74% полистирола (компонента а).A mixture of 150 parts by weight of water, 0.2 parts of sodium pyrophosphate, 80 parts of styrene, 0.25 parts of tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate, 0.25 parts of tert-butylperbenzoate and 20 parts of the copolymer (c) used in Example 1 was charged to a sealed stirred container. This charge was heated to 90°C with stirring. After approximately 2 hours at 90° C., 4 parts of a 10% polyvinylpyrrolidone solution were added. With constant stirring, the mixture was heated for another 2 hours at 100°C; added 7 parts of a mixture of n-pentane and isopentane with a composition of 70/30, the resulting was heated for another 4 hours at 125°C, then cooled and unloaded. The expanded polymer pellets thus produced contained 20% copolymer (c) containing 7% polybutadiene, 6% mixture of n-pentane (70%) and isopentane (30%) (component b) and 74% polystyrene (component a).
После этого гранулы извлекали и промывали деминерализованной водой, содержащей 0,05% неионного поверхностно-активного вещества, состоящего из жирного спирта, конденсированного с этиленоксидом и пропиленоксидом, и продаваемого компанией Huntsman под торговым наименованием Empilan 2638. Вслед за этим гранулы сушили в тепловатом потоке воздуха, добавляли 0,02% неионного поверхностно-активного вещества, состоящего из конденсата этиленоксида и пропиленоксида на основе глицерина и продаваемого компанией Dow (Voranol CP4755), а после этого гранулы просеивали путем отделения фракции, имеющей диаметр в диапазоне между 0,9 и 1,2 мм.After that, the pellets were removed and washed with demineralized water containing 0.05% non-ionic surfactant consisting of a fatty alcohol condensed with ethylene oxide and propylene oxide and sold by the company Huntsman under the trade name Empilan 2638. Following this, the pellets were dried in a lukewarm air stream, 0.02% non-ionic surfactant consisting of ethylene oxide condensate was added. and propylene oxide based on glycerol and sold by the Dow company (Voranol CP4755), and then the granules were sieved by separating a fraction having a diameter in the range between 0.9 and 1.2 mm.
Эта фракция составляла 50%, при этом 20% представляли собой фракцию в диапазоне между 0,4 и 0,9 мм, 5% - фракцию в диапазоне между 0,2 и 0,4 мм, а 25% - крупную фракцию в диапазоне между 1,5 и 3 мм.This fraction was 50%, with 20% being a fraction in the range between 0.4 and 0.9 mm, 5% being a fraction in the range between 0.2 and 0.4 mm, and 25% being a coarse fraction in the range between 1.5 and 3 mm.
Затем к фракции в диапазоне между 0,9 и 1,2 мм добавляли то же самое покрытие, что и в примере 1. Проводили предварительное экспандирование полученного продукта, формование и определение характеристик тем же самым образом, что и в примере 1. Теплопроводность составляла 37,5 мВт/м-K при 15,9 г/л. Изгибающее усилие, всегда согласно измерению при 30 мм (5%-ном деформировании), составляло 205 кПа. Напряжение сжатия, опять-таки при 10%, составляло 100 кПа. Плотность экспандированных пластов составляла 18,3 г/л, а спекание составляло 80%.The same coating as in Example 1 was then added to a fraction between 0.9 and 1.2 mm. The resulting product was pre-expanded, molded and characterized in the same manner as in Example 1. The thermal conductivity was 37.5 mW/m-K at 15.9 g/L. The bending force, always measured at 30 mm (5% deformation), was 205 kPa. The compression stress, again at 10%, was 100 kPa. The density of the expanded layers was 18.3 g/l, and the sintering was 80%.
Как можно видеть, и механические свойства, и проводимость были сопоставимы сопоставимыми с таковыми в примере 1, но подходящая фракция (0,9 - 1,2 мм) составляла только 50%. Выход составлял лишь 50%, при этом остаток представлял собой отходы.As can be seen, both the mechanical properties and the conductivity were comparable to those of Example 1, but the suitable fraction (0.9-1.2 mm) was only 50%. The yield was only 50%, with the remainder being waste.
Пример 7 (пример сравнения)Example 7 (comparison example)
Получение сравнительной композиции, содержащей 94% полимера (с)Preparation of Comparative Composition Containing 94% Polymer (c)
940 частей винилароматической композиции продукта Edistir® R850 E (использованного в приведенном выше примере 1), имеющего своим происхождением секцию полимеризации, размещали в обогреваемой емкости и подавали в теплообменник для уменьшения ее температуры до 200°С.940 parts of the vinyl aromatic composition of the product Edistir® R850 E (used in Example 1 above), originating from the polymerization section, were placed in a heated vessel and fed into a heat exchanger to reduce its temperature to 200°C.
Шестеренчатый насос увеличивал давление при подаче пластифицированного материала HIPS до 260 бар: после этого, как и в примере 1, добавляли 60 частей смеси н-пентана (70%) и изопентана (30%).The gear pump increased the pressure while supplying the plasticized HIPS material to 260 bar: after that, as in example 1, 60 parts of a mixture of n-pentane (70%) and isopentane (30%) were added.
Вслед за этим композицию смешивали с использованием статических смесительных элементов на протяжении рассчитанного среднего времени (пребывания) 7 минут. После этого композицию распределяли в системе, где ее экструдировали через несколько отверстий, имеющих диаметр 0,6 мм, незамедлительно охлаждали струей воды и резали c использованием последовательности вращающихся ножей тем же самым образом, что и в примере 1.Following this, the composition was mixed using static mixing elements for a calculated average residence time of 7 minutes. Thereafter, the composition was distributed in a system where it was extruded through several holes having a diameter of 0.6 mm, immediately cooled with a jet of water, and cut using a series of rotating knives in the same manner as in example 1.
Таким образом, количество полибутадиена соответствовало 6,58% мас. от совокупной композиции, поскольку полимер (с) представлял собой единственный компонент композиции.Thus, the amount of polybutadiene corresponded to 6.58% wt. from the total composition, since polymer (c) was the only component of the composition.
Проводили предварительное экспандирование продукта, формование и определение характеристик тем же самым образом, что и в примере 1.The product was pre-expanded, molded and characterized in the same manner as in Example 1.
Теплопроводность составляла 39 мВт/м-K при 16 г/л. Изгибающее усилие всегда согласно измерению при 30 мм (5%-ном деформировании) составляло 180 кПа.The thermal conductivity was 39 mW/m-K at 16 g/l. The bending force was always 180 kPa measured at 30 mm (5% deformation).
Напряжение сжатия, опять-таки при 10%, составляло 70 кПа. Плотность экспандированных пластов составляла 18,1 г/л, а спекание составляло 60%. Испытания на демпфирование представлены на фиг. 1.The compression stress, again at 10%, was 70 kPa. The density of the expanded layers was 18.1 g/l, and the sintering was 60%. Damping tests are shown in Fig. 1.
Пример 8Example 8
Получение композиции с использованием непрерывного способа в массеObtaining the composition using a continuous method in mass
Пример 5 повторяли с использованием 9% сополимера (с) или продукта Edistir®RC600. Финальная композиция содержала 9% мас. сополимера с), содержащего 7,5% полибутадиена, 5% мас. пентана (компонента b)) в виде смеси н-пентана (70%) и изопентана (30%) и 86% мас. полистирола (компонента (а)). Поэтому количество полибутадиена составляло 0,675% мас. от совокупной композиции.Example 5 was repeated using 9% copolymer (c) or Edistir®RC600 product. The final composition contained 9% wt. copolymer c) containing 7.5% polybutadiene, 5% wt. pentane (component b)) in the form of a mixture of n-pentane (70%) and isopentane (30%) and 86% wt. polystyrene (component (a)). Therefore, the amount of polybutadiene was 0.675% wt. from the total composition.
Теплопроводность составляла 34,1 мВт/м-K при 18,1 г/л. Изгибающее усилие согласно измерению при 30 мм (5%-ном деформировании) составляло 234 кПа. Напряжение сжатия, опять-таки при 10%, составляло 112 кПа. Плотность экспандированных пластов составляла 18,0 г/л, а спекание составляло 75%. Испытания на демпфирование представлены на фиг. 1.The thermal conductivity was 34.1 mW/m-K at 18.1 g/l. The bending force measured at 30 mm (5% deformation) was 234 kPa. The compression stress, again at 10%, was 112 kPa. The density of the expanded layers was 18.0 g/l, and the sintering was 75%. Damping tests are shown in Fig. 1.
Пример 9 (пример сравнения)Example 9 (comparison example)
Получение композиции с использованием непрерывного способа в массеObtaining the composition using a continuous method in mass
В перемешиваемый реактор подавали 90 частей этилбензола и 910 частей стирола для получения в совокупности 1000 частей. Реакцию проводили при 125°С при среднем времени пребывания 2 часа. После этого композицию текучей среды из выпускного отверстия подавали во второй реактор, где реакцию завершали при 135°С при среднем времени пребывания 2 часа.90 parts of ethylbenzene and 910 parts of styrene were fed into a stirred reactor to give a total of 1000 parts. The reaction was carried out at 125°C with an average residence time of 2 hours. After that, the composition of the fluid from the outlet was fed into the second reactor, where the reaction was completed at 135°C with an average residence time of 2 hours.
Реакционную полимерную композицию при степени превращения 72% нагревали до 240°С, а после этого подавали в устройство для удаления летучих компонентов в целях удаления растворителя и остаточного мономера.The reactive polymer composition at a conversion of 72% was heated to 240° C. and then fed into a devolatizer to remove the solvent and residual monomer.
Получающаяся в результате композиция характеризовалась температурой стеклования 101°С, индексом текучести расплава (ИТР 200°C, 5 кг) 5,3 г/10 мин, молекулярной массой MW 208000 г/моль и соотношением MW/Mn 2,2, где MW представляет собой среднемассовую среднюю молекулярную массу, а Mn представляет собой среднечисленную молекулярную массу. Винилароматическую композицию подавали в теплообменник для уменьшения ее температуры до 200°С (компонент (а) по изобретению). Шестеренчатый насос увеличивал давление подаваемого компонента (а); после этого, как и в примере 1, добавляли 60 частей смеси (компонент (b)) н-пентана (70%) и изопентана (30%). Затем ингредиенты смешивали с использованием статических смесительных элементов на протяжении среднего рассчитанного времени (пребывания) 7 минут. Конечная композиция содержала 6% мас. смеси пентана (компонента (b)) и 94% мас. полистирола (компонента (а)). Таким образом, количество полибутадиена соответствовало 0% мас. от совокупной композиции.The resulting composition had a glass transition temperature of 101° C., a melt flow index (MFI 200° C., 5 kg) of 5.3 g/10 min, an MW molecular weight of 208,000 g/mol, and an MW/Mn ratio of 2.2, where MW is the weight average molecular weight and Mn is the number average molecular weight. Vinyl aromatic composition was fed into the heat exchanger to reduce its temperature to 200°C (component (a) according to the invention). The gear pump increased the pressure of the supplied component (a); then, as in Example 1, 60 parts of a mixture (component (b)) of n-pentane (70%) and isopentane (30%) were added. The ingredients were then mixed using static mixing elements for an average calculated residence time of 7 minutes. The final composition contained 6% wt. a mixture of pentane (component (b)) and 94% wt. polystyrene (component (a)). Thus, the amount of polybutadiene corresponded to 0% wt. from the total composition.
Проводили предварительное экспандирование продукта, формование и определение характеристик тем же самым образом, что и в примере 1.The product was pre-expanded, molded and characterized in the same manner as in Example 1.
Теплопроводность составляла 38,6 мВт/м-K при 17,2 г/л. В испытании на напряжение при изгибе образец не достигал 30 мм (что соответствует 5%-ному деформированию), но разрывался раньше - при 20,7 мм. Напряжение сжатия, опять-таки при 10%, составляло 75 кПа. Плотность экспандированных пластов составляла 18,2 г/л, а спекание составляло 25%.The thermal conductivity was 38.6 mW/m-K at 17.2 g/l. In the bending stress test, the sample did not reach 30 mm (corresponding to 5% strain), but broke earlier at 20.7 mm. The compression stress, again at 10%, was 75 kPa. The density of the expanded layers was 18.2 g/l, and the sintering was 25%.
Анализ фиг. 1Analysis of FIG. 1
Как можно видеть из фиг. 1, кривые демпфирования для примера 1 и примера 8 почти идентичны соответствующей кривой из примера сравнения 7, несмотря на другой уровень содержания каучукового компонента в совокупной композиции (1,4% в примере 1 и 0,675% в примере 8 по сравнению с 6,58% в сравнительном примере 7). Не следует забывать о том, что свойство демпфирования упаковки выражает ее способность поглощать энергию удара в зависимости от приложенного статического напряжения (силы в расчете на единичную площадь поверхности). Данную способность измеряют с использованием коэффициента ударной нагрузки, выраженного в кратных величинах земного ускорения g, и представляет собой замедление, обусловленное поглощением энергии удара продуктом.As can be seen from FIG. 1, the damping curves for Example 1 and Example 8 are almost identical to the corresponding curve from Comparative Example 7, despite the different level of rubber content in the total composition (1.4% in Example 1 and 0.675% in Example 8 compared to 6.58% in Comparative Example 7). It should not be forgotten that the damping property of a package expresses its ability to absorb impact energy depending on the applied static stress (force per unit surface area). This capability is measured using an impact factor expressed in multiples of the earth's acceleration g and represents the deceleration due to the absorption of impact energy by the product.
Величины спекания для примеров 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 8 больше, чем соответствующие значения для примеров сравнения 7 (6,58% каучукового компонента) и 9 (0% каучукового компонента).The sintering values for examples 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 8 are greater than the corresponding values for comparative examples 7 (6.58% rubber component) and 9 (0% rubber component).
Величины теплопроводности для примеров 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 8 больше, чем соответствующие значения для примеров сравнения 7 (6,58% каучукового компонента) и 9 (0% каучукового компонента).The thermal conductivity values for examples 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 8 are greater than the corresponding values for comparative examples 7 (6.58% rubber component) and 9 (0% rubber component).
Поведение при изгибе для примеров 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8 лучше, чем соответствующее поведение для примера 9 (0% каучукового компонента).The bending behavior for examples 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8 is better than the corresponding behavior for example 9 (0% rubber component).
Поведение при сжатии для примеров 1, 2, 3, 4, 5, 6 и 8 лучше, чем соответствующее поведение для примеров сравнения 7 (6,58% каучукового компонента) и 9 (0% каучукового компонента).The compression behavior for examples 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 8 is better than the corresponding behavior for comparative examples 7 (6.58% rubber component) and 9 (0% rubber component).
Claims (48)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT102018000008073 | 2018-08-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021106191A RU2021106191A (en) | 2022-09-15 |
RU2799780C2 true RU2799780C2 (en) | 2023-07-11 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5525639A (en) * | 1993-04-27 | 1996-06-11 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Expanded foamed bead of a rubber-modified styrene polymer |
RU2327711C2 (en) * | 2003-03-31 | 2008-06-27 | Полимери Эуропа С.П.А. | Expandable vinyl aromatic polymers and method of making them |
US8268902B2 (en) * | 2007-05-18 | 2012-09-18 | Polimeri Europa S.P.A. | Composite material based on vinylaromatic polymers having enhanced thermal insulation properties and process for the preparation thereof |
RU2510406C2 (en) * | 2008-12-19 | 2014-03-27 | Полимери Эуропа С.П.А. | Compositions of expandable vinyl aromatic polymers with improved thermal insulation capacity, method for preparation thereof and expanded articles obtained therefrom |
US9169638B2 (en) * | 2010-09-10 | 2015-10-27 | Total Research & Technology Feluy | Expandable vinyl aromatic polymers |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5525639A (en) * | 1993-04-27 | 1996-06-11 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Expanded foamed bead of a rubber-modified styrene polymer |
RU2327711C2 (en) * | 2003-03-31 | 2008-06-27 | Полимери Эуропа С.П.А. | Expandable vinyl aromatic polymers and method of making them |
US8268902B2 (en) * | 2007-05-18 | 2012-09-18 | Polimeri Europa S.P.A. | Composite material based on vinylaromatic polymers having enhanced thermal insulation properties and process for the preparation thereof |
RU2510406C2 (en) * | 2008-12-19 | 2014-03-27 | Полимери Эуропа С.П.А. | Compositions of expandable vinyl aromatic polymers with improved thermal insulation capacity, method for preparation thereof and expanded articles obtained therefrom |
US9169638B2 (en) * | 2010-09-10 | 2015-10-27 | Total Research & Technology Feluy | Expandable vinyl aromatic polymers |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101554377B1 (en) | Elastic particle foam made from polyolefin/styrol polymer mixtures | |
EP2092002B1 (en) | Expandable vinyl aromatic polymers with enhanced heat insulation and process for the preparation thereof | |
US5525636A (en) | Expandable styrene polymers | |
EP1607436B2 (en) | Expandable resin beads of styrene-modified linear low-density polyethylene | |
AU2004311958A1 (en) | Interpolymer resin particles | |
EP3491051B1 (en) | Expandable vinyl aromatic composition containing functionalized ethylene-vinyl acetate copolymer | |
JP3653393B2 (en) | Expandable rubber-modified styrenic resin composition | |
EP0722974B1 (en) | Expandable rubber-modified styrene resin beads, expanded beads thereof, and expanded molded articles obtained therefrom | |
EP3491061B1 (en) | Expandable polymeric composition comprising a block copolymer | |
US7868053B2 (en) | Expandable polystyrene granulates with a bi- or multi-modal molecular-weight distribution | |
RU2799780C2 (en) | Expandable vinyl aromatic polymer composition with improved mechanical and insulating properties | |
JPH0790105A (en) | Expandable styrene resin particle and molded styrene resin foam produced therefrom | |
EP3837314B1 (en) | Expandable vinyl aromatic polymer composition with improved mechanical and insulating properties | |
JP4653321B2 (en) | Expandable rubber-modified acrylonitrile / styrene-based resin particles, process for producing the same, and foam molded article | |
JP3436816B2 (en) | Expandable rubber-modified styrenic resin particles, expanded resin particles comprising the same, and expanded molded article | |
BR112021002795B1 (en) | Expandable vinyl aromatic polymer composition, continuous mass process for preparing the same and expanded article | |
JP4101379B2 (en) | Rubber-modified styrene resin foam molding | |
JP4782371B2 (en) | Styrene polymer expanded particle, styrene polymer expanded particle molded body, and method for producing styrene polymer expanded particle | |
JPH0586975B2 (en) | ||
GOUGEON | ROLF-DIETER KLODT | |
JPS6140701B2 (en) | ||
JPH1121367A (en) | Expandable rubber-modified styrenic resin particle and its production | |
JPH06345895A (en) | Production of foamable vinylic resin pellet |