NO142036B - Preparat for fremstilling av stoepte gjenstander bestaaende av styrenpolymerpartikler, samt fremgangsmaate for fremstilling derav - Google Patents
Preparat for fremstilling av stoepte gjenstander bestaaende av styrenpolymerpartikler, samt fremgangsmaate for fremstilling derav Download PDFInfo
- Publication number
- NO142036B NO142036B NO761693A NO761693A NO142036B NO 142036 B NO142036 B NO 142036B NO 761693 A NO761693 A NO 761693A NO 761693 A NO761693 A NO 761693A NO 142036 B NO142036 B NO 142036B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- preparation
- surfactant
- polymer particles
- monomer units
- particles
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 37
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000005266 casting Methods 0.000 title description 15
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 25
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 22
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 21
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 20
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 15
- 239000003380 propellant Substances 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 10
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 10
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 8
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 claims description 4
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 24
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 11
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 5
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 5
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 5
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 5
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000005702 oxyalkylene group Chemical group 0.000 description 3
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 3
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 description 3
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 description 3
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 3
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 229920006248 expandable polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- SBYMUDUGTIKLCR-UHFFFAOYSA-N 2-chloroethenylbenzene Chemical class ClC=CC1=CC=CC=C1 SBYMUDUGTIKLCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DXIJHCSGLOHNES-UHFFFAOYSA-N 3,3-dimethylbut-1-enylbenzene Chemical class CC(C)(C)C=CC1=CC=CC=C1 DXIJHCSGLOHNES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CEBRPXLXYCFYGU-UHFFFAOYSA-N 3-methylbut-1-enylbenzene Chemical compound CC(C)C=CC1=CC=CC=C1 CEBRPXLXYCFYGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000637252 Acacia harpophylla Species 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical group CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000005250 alkyl acrylate group Chemical group 0.000 description 1
- XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N alpha-Methylstyrene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1 XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000012431 aqueous reaction media Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 239000007771 core particle Substances 0.000 description 1
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006353 oxyethylene group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- HJWLCRVIBGQPNF-UHFFFAOYSA-N prop-2-enylbenzene Chemical compound C=CCC1=CC=CC=C1 HJWLCRVIBGQPNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 description 1
- 150000003440 styrenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYRMSUTZVYGINF-UHFFFAOYSA-N trichlorofluoromethane Chemical compound FC(Cl)(Cl)Cl CYRMSUTZVYGINF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940029284 trichlorofluoromethane Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/0061—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/16—Making expandable particles
- C08J9/18—Making expandable particles by impregnating polymer particles with the blowing agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2483/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår et preparat for fremstilling av støpte gjenstander bestående av styrenpolymerpartikler inneholdende i seg i dispergert tilstand et overflateaktivt middel og et drivmiddel, og oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for fremstilling av ét slikt preparat.
Fremstillingen av cellulære, formede, plastgjenstander med lav tetthet fra ekspandere partikler av styrenpolymerer er kjent. Slike partikler inneholder genereit et drivmiddel som koker under mykningspunktet for polymerer og som forårsaker at partiklene ekspanderer når- de oppvarmes. Når de ekspanderte partikler oppvarmes i et formhulrom, ekspanderes partiklene ytterligere for å fylle formen og smelte sammen for å danne en formet gjenstand.
Dannelsen av formgjenstander fra ekspanderbare styrenpolymerpartikler gjennomføres i to trinn: (1) forvarming av skumbare styrenpolymerpartikler til en tetthet på mellom 16 og 32 kg/m^ og (2) ytterligere oppvarming av de forekspanderte partikler i en lukket form for å forårsake ytterligere ekspandering og for å oppnå en sammensmeltet gjenstand i et stykke med en form tilsvarende støpeformen. Det andre trinn er det som vanligvis kalles "støping".
Forekspansjonstrinnet kan gjennomføres ved oppvarming
av de ekspanderbare. polymerpellets ved hjelp av et hvilket som helst egnet oppvarmingsmedium slik som damp, varmluft, varmt vann eller strålingsvarme. En utmerket fremgangsmåte for forekspandering av partikler er den fremgangsmåte som er beskrevet i U.S. patent nr. 3.023.175. En annen utmerket måte er beskrevet i U.S. patent nr. 3.577.360 der det beskrives en forekspansjon av polymerkuler ved oppvarming i en tørr atmosfære fulgt av anvendelsen av vakuum for å bringe partiklene til å
ekspandere til den ønskede tetthet.
Støpetrinnet omfatter vanligvis fire cykler:
(1) forvarmingscyklen der den tomme form forvarmes med damp; (2) fyllingscyklen der formen fylles med forekspanderte polymerpartikler; (3) smeltecyklen der formen lukkes og oppvarmes med damp for ytterligere å ekspandere partiklene i formen og for å bringe partiklene til sammensmelting; og (4) avkjølingscyklen der formen avkjøles, vanligvis ved vannsirkulasjon eller anvendelse av vakuum, for å avkjøle polymeren til under sitt mykningspunkt hvoretter formen åpnes og den støpte skummede gjenstand fjernes fra formen.
Støping av stykker med stort tverrsnitt av skummede styrenpolymerer, større enn ca. 30 cm over minste dimensjon, representerer mange problemer som ikke oppstår ved støping av tynne og smale gjenstander.
Et av disse problemer er det faktum at når partiklene ekspanderer i smeltecyklusen mot de varme formvegger, smeltes overflaten av den ønskede gjenstand til en fast overflate som isolerer kjernen eller de sentrale deler fra oppvarmingsmediet. Den resulterende formede gjenstand har således en godt smeltet overflate, men progressivt redusert smelting etter hvert
som man nærmer seg kjernen. Denne reduserte indre smelting
av gjenstanden er meget uønsket fordi kjernepartiklene har en tendens til å løsne fra hverandre når gjenstanden skjæres opp til mindre stykker.
Et ytterligere problem ved støping av store stykker
er at store mengder damp er nødvendig for å oppvarme de massive former under forvarmingscyklene. Forvarmingscyklene skjer med åpne kraner i formen for å tillate drenering av kondensert
•vann. Forvarmingscyklen er normalt nødvendig fordi hvis
formen er kald når smeltecyklen begynner, kondenserer dampen som benyttes for ekspansjon av partiklene på overflaten av den kalde form, noe som forårsaker at for mye vann er tilstede under smeltecyklen. Det således dannede vann har en tendens til å forhindre smelting mellom partiklene og gir vannvåte
former.
Problemene i forbindelse med smelte- og.forvarmingsr: .. cyklene kan elimineres ved, den. fremgangsmåte i.for fordajiipbere-.p-.-handling som er beskrevet i U.S. patent nr. 3-855• 377 * c ■-Etter at granulatet...er oppvarmett.i fprmeni;til.cformen,;..: av den ønskede gjenstand -må;denne , avkjøleS ji^ relativt lång.tid,. avhengig av gjenstandens-tykkelse, før den kan fjernes fra.-;; formen ,i,tftorm av et: selvbær.endet.st.ykke, som-.behplder sin^form. •".
Skummede plastgj.enstander, har; gode fisolasjonsegen- v: skader , slik at .avkjølingst^iden^.f.Qr gjenstanden-forbruker . ■ en stor del av,-støpecyklen og b^egrens.er sterkt antallet gjenstander som kan fremstilles^fra en [form i et gitt ..tidsrom.-! .>■•(•;; %■. j.:;.'.:-~
■ Avkjølingstiden blir. ikke vesentlig . f orkor,te.t oye.dv.anvendelse av ^.et avkjø.l-ingsmedium på overflaten-av ;goens.t.anden-eller på; -fpr^py.errf laten f ordi .varmeoverf øringen, gjennom cg jsen-standen er ekstremt langsom. -. Denne;-:lav.e varmeoverførings-hastighet. er -en av de egenskaper - som gjør.<-disse gjénstander brukbare,- f. eks. for isolerings formål..Hvis. gjenstanden.,, fjernes fra formen .for tidlig, vil kombinasjonen av det termo- ' plastiske -materialets.mykhet og trykket på grunn av det>yarme indre i gjenstanden forårsake, at denne , slår seg, og den-jvil deretter_ikke ha den ønskede form.,-.-..•--«, r. ■ .-Foreliggende oppfinnelse, har til hensikt, å .avhjelpe manglene ved den kjente teknikk.og. angår således et preparat for fremstilling av støpte gjenstander.,bestående av styrenpolymerpartikler. inneholdende, i seg i dispergert tilstand-, -.
et overflateaktiyt middel, pg 3 - 20 vekt-Æ av et drivmiddel,.,..., og dette preparat karakteriseres ved at det overflateaktiye. middel er tilstede,:i en, mengde av 0,05 - P,^. vekt-# og(er en siloksan-oksyalkylen-kopolymer med (1) minst én polysiloksan-^, blokk som inneholder monomerenheter med den generelle formel. , -.. -R2SiO- der R er valgt blant alkyl.med 1 - 4 karbonatomer og halogener t alkyl med ,1.- M karbonat omer, j og. (2)., en pply- - ?0l oksyalkylenblokk bundet til .polysiloksanblokken og avsluttet.-;-..-^, av hydroksylgrupper og inneholdende monomerenheterrmedYden,'., ..
generelle formel ~cnH2n°" deF-.-P.a<e>?iv2,;> 3 eller 4-. , .........
Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte^for fremstilling av et preparat av den ovenfor angitte type, hvorved styrenpolymerpartikler suspenderes i vann ved hjelp av et suspensjonsmiddelsystem, det tilsettes 3-20 vekt-? av et drivmiddel, suspensjonen oppvarmes til en temperatur i området 80 - 150°C for å impregnere polymerpartiklene, og de impregnerte partikler separeres fra det vandige system, og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at suspensjonen tilsettes sammen med drivmidlet 0,05 - 0,4 vekt-? av en siloksan-oksyalkylen-kopolymer med (1) minst én polysiloksanblokk som inneholder monomerenheter med den generelle formel -F^SiO- der R er valgt blant gruppen bestående av alkyl med 1-4 karbonatomer og halogenert alkyl med 1-4 karbonatomer, og (2) minst In polyoksyalkylenblokk bundet til nevnte polysiloksanblokk, avsluttet av hydroksylgrupper, og inneholdende monomerenheter med den generelle formel "cnH2n°~ der n er 2» 3 eller 4.
Ifølge oppfinnelsen kan et stort antall ekspanderbare termoplastiske homopolymerer og kopolymerer gjøres hurtigav-kjølende. Polymerene kan stamme fra vinylaromatiske monomerer inkludert styren, vinyltoluen, isopropylstyren, alfa-metylstyren, kjernemetylerte styrener, klorstyren, tertiært butyl-styren osv. såvel som kopolymerer fremstilt ved kopolymerisering av vinylaromatiske monomerer med monomerer slik som butadien, alkylmetakrylater, alkylakrylater, akrylnitril og maleinsyreanhydrid hvori den vinylaromatiske monomer er tilstede i en mengde på minst 50 vekt-? av kopolymeren. Por hensiktmessig-hetens skyld angis disse polymerer og kopolymerer heretter som styrenpolymerer.
Spesielt brukbare er polystyren og kopolymerer av styren med 5-30 vekt-? akrylnitril, maleinsyreanhydrid eller metylsurt maleat.
Styrenpolymerene kan være i form av kuler, granulat eller andre hensiktsmessige partikler for støping. Spesielt brukbare er de kuler som dannes ved suspensjonspolymerisering av vinylarylmonomerer alene eller i kombinasjon med den mindre mengde av kopolymeriserbare monomerer.
Styrenpolymerene kan selvfølgelig fremstilles ved en hvilken som helst kjent teknikk. Den foretrukne fremgangsmåte for.fremstilling er suspensjonsteknikken som gir et kule-eller pelletformet produkt.
Det silikonholdige overflateaktive middel kan tilsettes til polymerpartiklene etter at partiklene helt er polymerisert (dvs. som "hard bead"-impregnering). Tilsetningen av silikonholdig overflateaktivt stoff før i det vesentlige fullstendig polymerisering, kan resultere i forstyrring av den fine balanse som er nødvendig for polymeriseringsreaksjonen og vil resultere i innblanding i reaksjonen. Tilsetningen i dette tilfellet skjer til den vandige suspensjon hvori partiklene fremstilles og før separering av disse fra det vandige reaksjonsmedium. Drivmidlet kan tilsettes enten før dannelsen av faste kuler eller samtidig med et overflateaktive stoff.
Alternativt kan partikler av styrenpolymerer re-suspenderes i et vandig medium og impregneres med drivmiddel og silikonholdig overflateaktivt middel. I dette tilfellet tilsettes suspensjonsmidler til vannet for å forhindre partiklene fra agglomerering ved de forhøyede temperaturer som benyttes under impregneringen. Egnede suspensjonsmiddelsystemer er f.eks. de som er beskrevet i U.S. patent nr. 2.983.692
slik som trikalsiumfosfat kombinert med et anionaktivt overflateaktivt middel.
Impregneringen gjennomføres hensiktsmessig ved temperaturer i området 80 - 150°C. Ved økning av temperaturen skjer impregnering hurtigere.
Drivmidlene er forbindelser som er gasser eller som
gir gasser ved oppvarming. Foretrukne drivmidler inkluderer alifatiske hydrokarboner med fra 4-7 karbonatomer i mole-
kylet slik som butan, pentan, heksan, heptan, cykloheksan og halogenerte hydrokarboner som koker ved en temperatur under mykningspunktet for polymeren. Blandinger av disse stoffer kan også benyttes slik som f.eks. en blanding av 40 - 60? n-pentan og 60 - 40? triklorfluormetan. Vanligvis innarbeides 3 - 20? drivmiddel pr. 100 deler polymer ved impregneringen.
Det silikonholdige overflateaktive middel som er
egnet ifølge foreliggende oppfinnelse er de siloksan-oksyalkylen-kopolymerer som har minst én polysiloksanblokk som inne-
holder monomerenheter med den generelle formel -RgSiO-, der R
er valgt blant alkyl med 1-4 karbonatomer og halogenert alkyl med 1-4 karbonatomer, og minst én polyoksyalkylenblokk inneholdende monomerenheter med den generelle formel ~^ r^ 2rP~' der n er 2, 3 eller 4, bundet til polysiloksanblokken og avsluttet av hydroksylgrupper.
Oksyalkylenmonomerenheten ~Cn<H>2<n>°~ kan f.eks. være oksyetylen, oksy-1,2-propylen, oksy-1,3-pi*opy len, oksy-1,2-butylen eller oksy-1,4-butylen. Blokken (^nH2n°^m kan ^v^s den er polymerisk være en homopolymer eller kopolymer inneholdende forskjellige oksyalkylenomonomerenheter.
Foretrukne siloksan-oksyalkylen-kopolymerer som er egnet ifølge oppfinnelsen, er dimetylsiloksan-oksyalkylen-kopolymerer med en gjennomsnittlig molekylvekt på 1400 - 3000 hvorav polyoksyalkylenblokken utgjør mellom 90 og 1000, der polyoksyalkylenblokkene i den ene ende er avsluttet av polysiloksanblokken og i den andre ende- av en hydroksygruppe, og der polyoksyalkylenblokkene inneholder minst 75 vekt-? etylenoksyd, mens resten fortrinnsvis er propylenoksyd.
Siloksan-oksyalkylen-kopolymerer kan fremstilles
ved en hvilken som helst av de kjente fremgangsmåter slik som f.eks. de som er beskrevet i de amerikanske patenter nr. 2.834.748, 2.917.480, 3-518.288, 3.541.127, 3-560.544 eller 3-563-924.
Det silikonholdige overflateaktive middel kan tilsettes til suspensjonen av polymerpartikler samtidig med drivmidlet. De beste resultater oppnås når mengder av overflateaktivt stoff på mellom 0,05 og 0,4 deler pr. 100 deler polymer tilsettes. Mindre enn 0,05 deler overflateaktivt stoff gir ikke tilstrekkelige lave avkjølingstider og mer enn 0,4 deler overflateaktivt stoff tjener ingen hensikt og øker kun pro-duktets kostnadsnivå.
Oppfinnelsen skal illustreres nærmere ved de følgende eksempler der alle deler er angitt som vektdeler hvis ikke annet er angitt.
Eksemp_el_la_- Impregnering med dimetylpolysiloksan ifølge yi§i_E§tent_nr_1_3i505i253.
Til en reaktor ble det etter hverandre chargert 100 deler vann, 0,025 deler natriumdocedylbenzensulfonat, 2,0 deler trikalsiumfosfat, 100 deler polystyrenkuler med en partikkel-størrelse hovedsaklig gjennom 16, men ikke gjennom 35 mesh (U.S.-Standard Siev), 8,5 deler n-pentan og 0,25 deler dimetylpolysiloksan. Blandingen ble omrørt og oppvarmet i 1 time til 90°C for å oppnå en suspensjon. Suspensjonen ble holdt ved 90°C i 3timer og deretter ble temperaturen hevet til 115°C og holdt ved denne temperatur i ytterligere 6 timer. Suspensjonen ble avkjølt til romtemperatur og surgjort til en pH-verdi på 1,5 med HC1. Kulene ble separert fra den vandige,
fase ved sentrifugering, vasket med vann og lufttørket ved romtemperatur. Et kontrollforsøk ble gjennomført ved bruk av den ovenfor angitte fremgangsmåte, men uten dimetylpolysiloksan. Kuleprøvene ble merket prøve A og prøve B (kontroll). Eksemgel_lB_-_Imgregnering_med
Til en reaktor ble det etter hverandre chargert 100 deler vann, 0,025 deler natriumdodecylbenzensulfonat, 2,0
deler trikalsiumfosfat, 100 deler polystyrenkuler med en par-tikkelstørrelse hovedsakelig gjennom 16, men ikke gjennom 35 mesh (U.S.-Standard Siev), 8,5 deler n-pentan og 0,25 silikon-overflateaktivt stoff (dimetylsiloksan-oksyetylen-kopolymer med en gjennomsnittlig molekylvekt på omkring 2400 med poly-oksyetylenkjeder med en total gjennomsnittlig molekylvekt på omkring 900, et hydroksytall på 70 og en viskositet på omkring 350 centistoke ved 25°C). Blandingen ble omrørt og oppvarmet i 1 time til 90°C for å oppnå en suspensjon. Suspensjonen ble holdt ved 90°C i 3 timer og deretter ble temperaturen hevet til 115°C og holdt ved denne temperatur i ytterligere 6 timer. Suspensjonen ble avkjølt til romtemperatur og surgjort til en pH-verdi på 1,4 med HC1. Kulene ble separert fra den vandige fase ved sentrifugering, vasket med vann og lufttørket ved romteperatur. Et kontrollforsøk ble gjennom-ført ved bruk av den ovenfor angitte fremgangsmåte,' men uten siloksan-oksyetylen-kopolymeren. Kuleprøvene ble merket prøve C og prøve D (kontroll).
Kulene fra den ovenfor angitte impregneringsprosess ble forekspandert til en tetthet på omkring 16 kg/m^. De forekspanderte kuler ble deretter støpt til stykker med omtrentlige dimensjoner 2,5 m x 63- cm x 45 cm ved å anbringe kulene i en konvensjonell form bestående av et porøst formhulrom omgitt av en dampkappe. Damp med et trykk på 2,1 kg/cm 2 manometer-trykk ble innført til dampkappen for å bringe granulatet til ekspansjon og til sammensmelting. Etter at dampen var av-stengt ble avkjølt vann sirkulert gjennom dampkappen (slik det heretter benyttes angir uttrykket "skumavkjølingstid" de-finert som den tid som det er nødvendig med sirkulering av kjølevann ved 30°C gjennom dampkappen før stykket er selvbærende og ikke ekspandere når det fjernes fra formhulrommet). Dé støpte stykker fra prøvene A, B, C og D var selvbærende og kunne fjernes fra formen etter de nedenfor angitte skumav-kjølingstider:
♦selv om skumavkjølingstiden ble redusert, hadde de forekspanderte kuler en tendens til "pruning", dvs. en sammenfalling av celleveggene, noe som gjorde dem uakseptable for kommersiell bruk.
Fra den ovenfor angitte prøver kan man trekke følgende
konklusjoner:
Skumavkjølingstiden for kopolymeren ifølge foreliggende,
søknad er 77,8? sammenlignet med prøve D;
skumavkjølingstiden for dimetylpolysiloksan ifølge den kjente teknikk er 11% for prøve A sammenlignet med prøve B, og at selv om dimetylpolysiloksanet viser en viss effektivitet med henblikk på avkjølingstiden oppnås det allikevel ikke noe aksepterbart produkt fordi det jo oppstår en sammenfalling av celleveggene ved de mengder polysiloksan som er nødvendig for å oppnå den ønskede reduksjon av avkjølingstiden.
Eksemgel_lC
Ved gjentagelse av denne fremgangsmåte, med ved bruk av konsentrasjoner på 0,15 og 0,40 deler av den samme dimetylsiloksan-oksyetylen-kopolymer oppnådde man produkter med skum-avkjølingstider på 15 henholdsvis 18 minutter. Dette representerte innsparinger i den totale støpecyklustid på 58 henholsvis 81*.
Eksemj>el_II
Impregneringen i eks. 1 ble gjentatt bortsett fra at det silikonholdige overflateaktive stoff ble erstattet med 0,25 deler dimetylsiloksan-oksalkylen-kopolymer med en gjennomsnittlig molekylvekt på omkring 1600, et hydroksyltall på 65 og en viskositet på 250 centistoke ved 25°C, men en polyoksy-alkylenkjede med 75? oksyetylenmonomerenheter og 25? oksypropyl-enmonomerenheter og en total gjennomsnittlig molekylvekt på omkring 500.
De ekspanderbare polystyrenkuler fra denne prosess ble deretter forekspandert og støpt på samme måte som i eks. 1. De støpte stykker hadde en skumavkjølingstid på 11 min., noe som representerte en innsparing på 66? av den totale støpe-cyklustid.
Gjentagelse av denne fremgangsmåte, men ved bruk av konsentrasjoner på 0,15 og 0,40 deler dimetylsiloksan-oksyalkylen-kopolymer ga produkter med en skumavkjølingstid på 13 min. for begge konsentrasjoner, en innsparing på 62?.
Eksemp_el_III
For å vise nødvendigheten av innføringen av siloksan-oksyalkylen-kopolymerene ved impregneringsfremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ble silikonholdige overflateaktive stoffer ifølge eks. 1 og eks. II tilsatt til polystyrenkuler som følger: Ekspanderbare polystyrenkuler med 8,0? pentan som drivmiddel ble tørrblandet med 0,25 deler silikonholdig overflateaktivt middel pr. 100 deler polymer. Blandingen ble ut-ført i 30 sek. i en Henschelblander for helt dekke polymer-kulene med overflateaktivt stoff. Ved forekspansjon og støping i former for gjenstander med stort tverrsnitt ga de belagte kuler produkter med heller økede enn reduserte skumavkjølings-tider. Således hadde kuler som var belagt med dimeylsiloksan-oksyetylen-kopolymeren ifølge eks. 1 en skumavkjølingstid på 40 min. sammenlignet med 35 min. for de ikke-belagte polystyrenkuler, en økning på 5 min. i avkjølingstid, og tilsvarende 5 min. økning i den totale støpetid. På samme måte hadde kuler belagt med dimetylsiloksan-oksyalkylen-kopolymeren som. ble benyttet i eks. II som resultat en skumavkjølingstid på 45 min., igjen en økning i den totale støpetid.
Dette viser at kun belegning av styrenpolymerpartiklene med det silikonholdige overflateaktive stoff ikke er tilstrekke-lig til å gi ekspanderbare kuler av hurtigavkjølende type.
Det overflateaktive middel må dispergeres inn i polymeren
ved impregnering.
Fremstillingen av gjenstander med en skummet polymer-struktur medfører generelt en støpecyklus som ikluderer forvarming av formen, chargering av formen med ekspanderbare polymerpartikler, oppvarming av granulatet i formen og deretter avkjøling av den resulterende skummede gjenstand til en temperatur ved hvilken materialet er selvbærende og formbevar-ende. Tiden som går med i en typisk støpeprosess som gjennom-ført ovenfor, kan deles opp som følger:
forvarming av formen omkring 0,25 min.
fylling av formen omkring 1-3 min.
oppvarming av formen for smelting omkring 0,5 min. avkjøling av den ferdige gjenstand 35 - 45 min.
Fra dette er det åpenbart at hoveddelen av den med-gåtte tid ligger i avkjølingstrinnet.
Ifølge oppfinnelsen er skumavkjølingstiden redusert
til 9 min. Fordi de andre tre tidsrom forblir de samme, redu-seres den totalte støpetid med helt opptil 70%. Dette betyr ' at man ved bruk av foreliggende oppfinnelse kan fremstille over dobbelt så mange gjenstander fra samme støpeform i et gitt tidsrom sammenlignet med fremstillingen av gjenstander ved bruk av til nå kjente ekspanderbare polymerer.
Claims (4)
1. Preparat for fremstilling av støpte gjenstander, bestående av styrenpolymerpartikler inneholdende i seg i dispergert tilstand et overflateaktivt middel og 3 - 20 vekt-? av et drivmiddel, karakterisert ved at det overflateaktive middel er tilstede i en mengde av 0,05 - 0,4 vekt-? og er en siloksan-oksyalkylen-kopolymer med (1) minst én polysiloksanblokk som inneholder monomerenheter med den generelle formel -R2SiO- der R er valgt blant alkyl med 1-4 karbonatomer og halogenert alkyl -med 1-4 karbonatomer, og (2) en polydksyalkylenblokk bundet til polysiloksanblokken og avsluttet av hydroksylgrupper og inneholdende monomerenheter med den generelle formel ~Cn<H>2<n>0- der n er 2, 3 eller 4.
2. Preparat ifølge krav 1, karakterisert ved at det overflateaktive middel er en dimetylsiloksan-oksyalkylen-kopolymer med en gjennomsnittlig molekylvekt mellom 1400 og 3000 hvorav polyoksyalkylenblokkene utgjør mellom 90" og 1000, og polyoksyalkylenblokkene inneholder minst 75 vekt-? etylenoksyd.
3. Fremgangsmåte for fremstilling av et preparat som er angitt i krav 1 til bruk ved fremstilling av støpte gjenstander, hvorved styrenpolymerpartikler suspenderes i vann ved hjelp av et Suspensjonsmiddelsystem, det tilsettes 3-20 vekt-? av et drivmiddel, suspensjonen oppvarmes til en temperatur i området 80 - 150°C for å impregnere polymerpartiklene,°<g >de impregnerte partikler separeres fra det vandige system, karakterisert ved at suspensjonen tilsettes sammen med drivmidlet 0,05 - 0,4 vekt-? av en siloksan-oksyalkylen-kopolymer med (1) minst én polysiloksanblokk som inneholder monomerenheter med den generelle formel -R2SiO-der R er valgt blant gruppen bestående av alkyl med 1-4 karbonatomer og halogenert alkyl med 1-4 karbonatomer,
og (2) minst én polyoksyalkylenblokk bundet til nevnte polysiloksanblokk, avsluttet av hydroksylgrupper, og inneholdende monomerenheter med den generelle formel "CnH2n0- der n er 2, 3 eller 4.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 3jkarakterisert ved at det som overflateaktivt middel tilsettes en dimetylsiloksan-oksyalkylen-kopolymer med en gjennomsnittlig molekylvekt på mellom 1400 og 3000 hvorav polyoksyalkylenblokkene utgjør mellom 90 og 1000 og polyoksyalkylenblokkene inneholder minst 75 vekt-? etylenoksyd.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/582,332 US4017427A (en) | 1975-05-30 | 1975-05-30 | Fast cooling styrene polymer foams |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO761693L NO761693L (no) | 1976-12-01 |
| NO142036B true NO142036B (no) | 1980-03-10 |
| NO142036C NO142036C (no) | 1980-06-18 |
Family
ID=24328722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO761693A NO142036C (no) | 1975-05-30 | 1976-05-18 | Preparat for fremstilling av stoepte gjenstander bestaaende av styrenpolymerpartikler, samt fremgangsmaate for fremstilling derav |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4017427A (no) |
| JP (1) | JPS51146566A (no) |
| CA (1) | CA1054299A (no) |
| DE (1) | DE2624014A1 (no) |
| FI (1) | FI761319A7 (no) |
| FR (1) | FR2312528A1 (no) |
| GB (1) | GB1545603A (no) |
| IT (1) | IT1065883B (no) |
| NO (1) | NO142036C (no) |
| SE (1) | SE415663B (no) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4302549A (en) * | 1980-04-18 | 1981-11-24 | Crowley Richard P | Method of preparing expandable polystyrene |
| JPS5765735A (en) | 1980-09-13 | 1982-04-21 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Heat-resistant expandable synthetic resin particle and molded article thereof |
| JPS58208332A (ja) | 1982-05-28 | 1983-12-05 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 良好な成形性を有する発泡性熱可塑性重合体粒子 |
| US4547527A (en) * | 1984-12-10 | 1985-10-15 | Atlantic Richfield Company | Impregnation suspension system for expandable styrene/maleic anhydride particles |
| DE10326666A1 (de) * | 2003-02-24 | 2004-09-02 | Bayer Ag | Stoffgemische |
| JP5545988B2 (ja) * | 2010-06-23 | 2014-07-09 | 積水化成品工業株式会社 | 発泡性樹脂粒子及びその製造方法、予備発泡粒子ならびに発泡成形体 |
| EP3670586A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-24 | SABIC Global Technologies B.V. | Micro, sub-micron, and/or nano-cellular foams based on siloxane containing (co)polymers and blends |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE936955C (de) * | 1953-09-25 | 1955-12-22 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von schaumfaehigen Styrolpolymerisaten |
| US3086885A (en) * | 1960-09-22 | 1963-04-23 | Dow Chemical Co | Non-clumping foamable thermoplastic polymer granules and method of making |
| GB1058159A (en) * | 1964-09-14 | 1967-02-08 | Ici Ltd | Organosilicon polymers |
| US3471588A (en) * | 1964-12-29 | 1969-10-07 | Union Carbide Corp | Silicone ether-olefin graft copolymers and process for their production |
| US3280160A (en) * | 1965-03-30 | 1966-10-18 | Union Carbide Corp | Siloxane-oxyalkylene block copolymers |
| US3505253A (en) * | 1967-09-14 | 1970-04-07 | Arnold B Finestone | Expandable alkenyl aromatic polymers containing incorporated expandable alkenyl aromatic polymers and polysiloxane |
| NL153911B (nl) * | 1968-05-24 | 1977-07-15 | Hoechst Ag | Werkwijze voor het bereiden van opschuimmiddelhoudende polymeerparels, de aldus verkregen parels en uit dit soort parels vervaardigde schuimstofvoorwerpen. |
| US3635852A (en) * | 1969-12-15 | 1972-01-18 | Foster Grant Co Inc | Process of making a general purpose expandable alkenyl aromatic polymer containing di-alkyl polysiloxane internally |
| BE755075A (en) * | 1970-08-20 | 1971-02-22 | Basf Ag | Expandible coated styrene polymers |
| US3793242A (en) * | 1972-08-17 | 1974-02-19 | Dow Chemical Co | Foamable thermoplastic polymer granules and method for making |
| AU469838B2 (en) * | 1972-12-05 | 1976-02-26 | MITSUBISHI GAS CHEMICAL COMPANY INC. and JAPAN STYRENE PAPER INCORPORATION | Process for producing foamed thermoplastic resin articles |
| GB1411444A (en) * | 1972-12-14 | 1975-10-22 | Monsanto Ltd | Suspension polymerisation process |
-
1975
- 1975-05-30 US US05/582,332 patent/US4017427A/en not_active Expired - Lifetime
-
1976
- 1976-03-29 CA CA249,016A patent/CA1054299A/en not_active Expired
- 1976-05-11 FI FI761319A patent/FI761319A7/fi not_active Application Discontinuation
- 1976-05-18 GB GB20515/76A patent/GB1545603A/en not_active Expired
- 1976-05-18 NO NO761693A patent/NO142036C/no unknown
- 1976-05-20 IT IT49571/76A patent/IT1065883B/it active
- 1976-05-25 FR FR7615770A patent/FR2312528A1/fr active Granted
- 1976-05-26 SE SE7606010A patent/SE415663B/xx unknown
- 1976-05-28 JP JP51062185A patent/JPS51146566A/ja active Pending
- 1976-05-28 DE DE19762624014 patent/DE2624014A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4017427A (en) | 1977-04-12 |
| CA1054299A (en) | 1979-05-08 |
| IT1065883B (it) | 1985-02-25 |
| SE415663B (sv) | 1980-10-20 |
| FI761319A7 (no) | 1976-12-01 |
| FR2312528B1 (no) | 1979-06-29 |
| SE7606010L (sv) | 1976-12-01 |
| JPS51146566A (en) | 1976-12-16 |
| NO761693L (no) | 1976-12-01 |
| NO142036C (no) | 1980-06-18 |
| GB1545603A (en) | 1979-05-10 |
| FR2312528A1 (fr) | 1976-12-24 |
| DE2624014A1 (de) | 1976-12-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3224984A (en) | Process of preparing expanded polystyrene containing a polyolefin | |
| US4272469A (en) | Method and apparatus for forming expanded foam articles | |
| US3759641A (en) | Process and apparatus for pre-expanding polymer particles | |
| US3503908A (en) | Method of making expandable polymers | |
| US3963816A (en) | Process for molding expandable thermoplastic material | |
| EP0049171B1 (en) | Expandable styrene polymer particles, a method of producing the particles and foamed styrene polymer articles obtained from the particles | |
| NO142036B (no) | Preparat for fremstilling av stoepte gjenstander bestaaende av styrenpolymerpartikler, samt fremgangsmaate for fremstilling derav | |
| JP3281412B2 (ja) | 加工性及び機械的性質が改良されたスチレン性ポリマーの発泡性粒子の製造方法 | |
| US3826765A (en) | Process of making antilumping expandable styrene polymers | |
| US3956203A (en) | Manufacture of particulate expandable styrene polymers requiring shot minimum residence times in the mold | |
| JP3474995B2 (ja) | 発泡性スチレン系重合体粒子の製法 | |
| US3398105A (en) | Expandable poly (vinylaromatic) compositions and process of making same | |
| US3520833A (en) | Method of making expandable polymers | |
| GB2110217A (en) | Expandable polystyrene beads | |
| KR840000070B1 (ko) | 성형용 열가소성 물질을 팽창시키는 방법 | |
| CA1054300A (en) | Fast cooling styrene polymer foams | |
| US4073843A (en) | Process of partially expanding thermoplastic particles using a mixture of steam and a hot dry gas | |
| JP2632389B2 (ja) | 熱可塑性樹脂予備発泡粒子及び同粒子を用いる発泡成形体の製造法 | |
| US3819546A (en) | Antilumping expandable styrene polymers | |
| US4439547A (en) | Anti-lumping and fast-cool vinyl aromatic expandable polymer particles | |
| JP3597109B2 (ja) | 発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法、発泡性スチレン系樹脂粒子および発泡成形体 | |
| JP3026235B2 (ja) | 発泡性スチレン系樹脂予備発泡粒子の製造方法 | |
| JP3010315B2 (ja) | 予備発泡スチレン系樹脂粒子の製造方法 | |
| JPS597730B2 (ja) | 発泡性熱可塑性重合体粒子の製造方法 | |
| JP3865937B2 (ja) | 発泡成形体の成形方法 |