PL189849B1

PL189849B1 - Sposób wytwarzania spienialnych cząstek polimerówstyrenu

Info

Publication number: PL189849B1
Application number: PL98324479A
Authority: PL
Inventors: Francesco Anfuso; Dario Ghidoni
Original assignee: Enichem Spa
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 2005-09-30
Also published as: PL324479A1; ES2221964T3; TW396184B; HU9800006D0; CZ289346B6; EP0856548A1; DE69823896T2; HRP980007A2; JP2944977B2; TR199800099A2; RU2151153C1; CA2224900A1; IT1289606B1; HU225542B1; HUP9800006A2; BR9800507A; ZA98581B; US5935645A; CA2224900C; CZ27498A3

Abstract

1. Sposób wytwarzania spienialnych czastek polimerów styrenu o ulepszonych charak- terystykach przetwórczych, znamienny tym, ze wytwarza sie spienialne czastki polimerów styrenu zawierajace od 2% do 20% poroforu, pokrywa sie te czastki srodkiem antystatycznym w ilosci mniejszej niz 1% wagowy, czastki poddaje sie intensywnemu tarciu w urzadzeniu mieszajacym, tak aby ogrzac ich powierzchnie w krótkim czasie w wyniku tarcia mechanicz- nego oraz wyladowuje sie poddane obróbce czastki z urzadzenia mieszajacego. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania spienialnych cząstek polimerów styrenu o ulepszonych charakterystykach przetwórczych.

W szczególności wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania spienialnych cząstek polimerów styrenu o wyjątkowej przydatności do formowania wyrobów końcowych i bloków o doskonałym wyglądzie powierzchni, o małym skurczu, o wysokim stopniu spiekania i o stosunkowo krótkim czasie przebywania w formie.

Wytwarzanie spienialnych cząstek polimerów styrenu, zwłaszcza polistyrenu jest dobrze znane. Obejmuje ono zasadniczo następujące fazy:

- wprowadzanie do polimeru, w fazie polimeryzacji lub potem, poroforu wrzącego w temperaturze niższej od temperatury mięknienia polimeru;

- przemycie polimeru i jego odwirowanie;

- wysuszenie powietrzem;

- przesiewanie z rozdziałem na jednorodne frakcje (ewentualnie z pomocą środka antystatycznego);

- nanoszenie powłoki;

- pakowanie.

189 849

Sposób przetwórstwa spienialnych polimerów styrenu jest również dobrze znany. Obejmuje on zasadniczo następujące etapy:

- wstępne spienianie parą w 100-105°C. Spienianie osiąga się w wyniku ogrzewania do temperatury wyższej od temperatury wrzenia poroforu i temperatury mięknienia polimeru styrenowego;

- dojrzewanie wstępnie spienionych cząstek przez 24 godziny w temperaturze pokojowej;

- ostateczne formowanie z wykorzystaniem pary. Przy wytwarzaniu spienionych bloków i produktów końcowych o malej gęstości wstępnie spienione cząstki wprowadza się do gniazda formy określającego kształt pożądanego wyrobu końcowego, po czym ogrzewa się je do temperatury wyższej od temperatury wrzenia poroforu i temperatury mięknienia polimerycznego materiału. Podczas ogrzewania cząstki rozszerzają się i zlepiają, z uwagi na ograniczoną dostępną przestrzeń, tworząc element o kształcie i wymiarach gniazda stosowanej formy. Po uformowaniu ukształtowany element pozostawia się do ostygnięcia w formie na wystarczająco długi okres czasu tak, aby uniknąć jego odkształcenia się po wyjęciu z formy. W związku z tym, że spieniony materiał jest doskonałym izolatorem cieplnym, czasy niezbędne do schłodzenia ukształtowanego elementu w formie są stosunkowo długie;

- ocenę uformowanych wyrobów końcowym pod względem wyglądu, stopnia spiekania, itp.

Znany jest sposób poprawy właściwości przetwórczych spienionych cząstek polistyrenu, zgodnie z którym poddaje się je przed naniesieniem powłoki obróbce cieplnej w obecności co najmniej jednego środka antystatycznego, co wywołuje znaczącą utratę poroforu, ale równocześnie powoduje poprawę takich właściwości jak:

- krótki czas przebywania w formie;

- mały skurcz uformowanych wyrobów końcowych po wyjęciu z formy;

- wysoki stopień spiekania;

- skrócenie czasów dojrzewania;

- duża zdolność wchłaniania pigmentów lub innych dodatków powierzchniowych.

Obróbka taka przede wszystkim powoduje modyfikacje powierzchni polimeru, co z kolei decyduje o wyżej wspomnianych zaletach.

Tak np. w publikowanym zgłoszeniu patentowym europejskim nr 518 140 opisano sposób obróbki cieplnej spienialnych cząstek polimerów styrenu, zawierających 2-20% wagowych wprowadzonego poroforu, polegający na tym, że:

- pokrywa się cząstki środkiem antystatycznym, np. kopolimerami blokowymi tlenek etylenu-tlenek propylenu o zawartości tlenku etylenu w zakresie od 10 do 50% wagowych i o średnim ciężarze cząsteczkowym od 1000 do 5000, w ilości nie większej niż 1% wagowy;

- usuwa się część poroforu wprowadzonego do cząstek ogrzewając je do temperatury niższej od temperatury zeszklenia polimeru styrenowego;

- szybko chłodzi się cząstki w celu przerwania odparowania poroforu; oraz

- osadza się znanymi sposobami powłokę.

Spienione cząstki poddane takiej obróbce charakteryzują się bardzo interesującymi właściwościami, takimi jak:

a) krótki czas przebywania w formie, zazwyczaj stanowiący 50% lub mniej czasu niezbędnego do chłodzenia bloków lub wyrobów końcowych wykonanych z cząstek nie poddanych obróbce lub cząstek poddanych obróbce tradycyjnymi sposobami;

b) skurcz bloków lub produktów końcowych po wyjęciu z formy wynosi poniżej 1%;

c) wysoki stopień spiekania spienionych cząstek;

d) krótkie czasy dojrzewania wstępnie spienionych cząstek;

e) duża chłonność pigmentów lub innych dodatków powierzchniowych.

Jednakże częściowe usuwanie poroforu poprzez ogrzewanie do temperatury niższej od temperatury zeszklenia materiału, np. od 35 do 50°C, wykazuje również wady. W rzeczywistości ubytek poroforu występujący w tej operacji stanowi od 5 do 50% wagowych całkowitej jego ilości wprowadzonej do cząstki.

Ubytek ten zmniejsza możliwość wytwarzania spienionych wyrobów o zmniejszonej gęstości, a także stwarza konieczność odzyskiwania samego poroforu, zazwyczaj w postaci wę4

189 849 glowodoru alifatycznego o niskiej temperaturze wrzenia takiego jak pentan lub heksan, który musi być odzyskany zarówno z uwagi na koszty, jak i ze względu na środowisko naturalne.

Ponadto sama czynność usuwania poroforu wymaga bardzo długich czasów obróbki, co znacznie zmniejsza zdolność produkcyjną.

Znaleziono sposób poprawy właściwości przetwórczych spienionych cząstek polimerów styrenu, eliminujący powyższe wady bez pogorszenia właściwości a)-e), które można osiągnąć znanymi sposobami. Można to było osiągnąć dzięki temu, że nowy sposób według wynalazku umożliwia ograniczenie obróbki cieplnej cząstek jedynie do powierzchni tych cząstek.

W związku z tym przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania spienialnych cząstek polimerów styrenu o ulepszonych właściwościach przetwórczych, polegający na tym, że:

i) wytwarza się spienialne cząstki polimerów styrenu zawierające od 2 do 20% poroforu;

ii) pokrywa się te cząstki środkiem antystatycznym w ilości mniejszej niż 1%o wagowy (bezpośrednio przed lub po przesiewaniu);

iii) cząstki poddaje się intensywnemu tarciu w urządzeniu mieszającym, tak aby ogrzać ich powierzchnię w krótkim czasie w wyniku tarcia mechanicznego;

iv) wyładowuje się poddane obróbce cząstki z urządzenia mieszającego.

Po obróbce w etapach i)-iv) uzyskane spienialne produkty nadają się do powlekania znanymi sposobami.

Z uwagi na specyficzny sposób obróbki według wynalazku, to znaczy proste mechaniczne działanie na powierzchnię cząstek, a także ze względu na słabe przewodnictwo cieplne polimerów styrenu, zwłaszcza polistyrenu, ogrzewanie ogranicza się do małej warstwy powierzchniowej cząstek, tak że wzrost temperatury jest prawie natychmiastowy.

W praktyce nie można zmierzyć wzrostu temperatury na powierzchni perełek, nawet jeśli ocenia się, że może ona wynosić znacznie powyżej 100°C. W praktyce za pomocą termometru mierzy się temperaturę całej masy bezpośrednio po zakończeniu obróbki.

W szczególności stwierdzono, że korzystne właściwości uzyskane w wyniku takiej obróbki są znaczące, gdy temperatura masy cząstek wynosi od 20 do 55°C.

Zgodnie ze sposobem według wynalazku, z uwagi na konkretne warunki obróbki i złe przewodnictwo polimeru wzrost temperatury powoduje zasadniczo częściowe usunięcie poroforu, ograniczające się do powierzchniowej warstwy cząstek. W rzeczywistości polimery styrenu, a zwłaszcza polistyren, charakteryzują się małym przewodnictwem cieplnym i z tego względu, a także z uwagi na krótkie czasy obróbki w warunkach tarcia, wnętrze cząstek nie rozgrzewa się tak, że nie traci ono poroforu.

Cząstki z wprowadzonym poroforem wytwarzać można prowadząc polimeryzację, korzystnie w zawiesinie wodnej, monomerycznego styrenu, samego lub w mieszaninie z innymi kopolimeryzującymi z nim etylenowo nienasyconymi monomerami, w obecności poroforu. Do innych sposobów wytwarzania należy wytwarzanie we wtórnej zawiesinie i w masie.

Polimeryzację prowadzić można w obecności co najmniej jednego inicjatora nadtlenowego lub termicznie, zgodnie ze znanymi i konwencjonalnymi sposobami.

W procesie według wynalazku stosować można środki zawieszające dostępne na rynku. Przykładowo wymienić można rozpuszczalne w wodzie produkty, takie jak polialkohol winylowy), metyloceluloza, poliwinylopirolidon itp. oraz produkty, które mają ograniczoną rozpuszczalność w wodzie, takie jak pirofosforan magnezu lub trójfosforan wapnia.

Porofor można także wprowadzić do wstępnie wytworzonego polimeru styrenu wystawiając cząstki polimeru na działanie par poroforu albo wprowadzając go do wytworzonych cząstek zawieszonych w wodzie lub podczas wytłaczania. Różne sposoby wytwarzania spienialnych cząstek są dobrze znane specjalistom i są opisane w literaturze, np. w brytyjskich opisach patentowych nr 695 826, 715 100, 886 811, 908 089 i 1 048 243 lub w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 983 692.

Określenie „polimery styrenu” użyte w opisie i w zastrzeżeniach obejmuje zarówno homopolimer styrenu, jak i kopolimery styrenu z innymi komonomerami winylowymi i/lub winylidenowymi, zawierające co najmniej 50% wagowych chemicznie związanego styrenu. Jako przykłady takich komonomerów wymienić można a-metylostyren, winylotoluen, p-metylostyren, p-etylostyren, styreny chlorowcowane w pierścieniu, takie jak 2,4-dichlorostyren, akrylonitryl, metakrylonitryl, estry a,P-nienasyconych kwasów karboksylowych z alkoholami

189 849 zawierającymi 1-8 atomów węgla, takie jak estry kwasu akrylowego i/lub metakrylowego, związki N-winylowe, takie jak winylokarbazol, bezwodniki, takie jak bezwodnik maleinowy, ftalowy itp.

Określenie kopolimery styrenu obejmuje również kopolimery zawierające oprócz styrenu i ewentualnie komonomerów winylowych i/lub winylidenowych wspomnianych powyżej, również niewielkie ilości monomerów zawierających dwa podwójne wiązania typu winylowego, takie jak diwinylobenzen.

Spienialne cząstki polimerów styrenu zawierająjako porofory konwencjonalne związki organiczne, łatwo lotne, gazowe lub ciekłe w temperaturze pokojowej, które nie rozpuszczają polimeru, ale spieniają go, przy czym ich temperatura wrzenia jest niższa od temperatury mięknienia polimeru.

Do przykładowych szczególnie przydatnych poroforów należą węglowodory alifatyczne, same lub w postaci mieszanin, zawierające od 2 do 6 atomów węgla, takie jak propan, butan, n-pentan, izopentan, heksan, cykloheksan itp. oraz eter naftowy; chlorowcowane pochodne węglowodorów alifatycznych zawierających od 1do 3 atomów węgla, takie jak różne chlorowe i fluorowe pochodne metanu, etanu lub etylenu, np. dichlorodifluorometan, 1,2,2-trifluoroetan, 1,1,2-trifluoroetan; dwutlenek węgla itp.

Porofor zazwyczaj stosuje się w ilości w zakresie od 2 do 20%, a korzystnie od 4 do 10% wagowych w stosunku do polimeru.

Oprócz poroforów polimery styrenu mogą zawierać inne dodatki, takie jak np. środki zmniejszające palność, organiczne lub nieorganiczne wypełniacze, barwniki, pigmenty, środki zapobiegające sklejaniu się, zmiękczacze itp.

Polimeryzację styrenu, korzystnie w wodnej zawiesinie, dodawanie poroforu, korzystnie w czasie polimeryzacji oraz przekształcanie cząstek w ukształtowane wyroby przez formowanie w zamkniętych formach, prowadzi się sposobami dobrze znanymi specjalistom, obszernie opisanymi w literaturze, np. w publikacji „Rigid Plastic Foams”, T. N. Ferrigno, Reinhold Publishing Corp., New York, USA (1963).

Środki antystatyczne stosowane w procesie według wynalazku stanowią środki powszechnie wykorzystywane w celu poprawy płynności, wykończenia i powierzchniowych właściwości przetwórczych cząstek polimerów styrenu.

Takie środki antystatyczne są dobrze znane i opisane w literaturze, np. w Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 3, 1992, str. 540. Do przykładowych środków antystatycznych, które można zastosować w procesie według wynalazku, należą estry kwasów tłuszczowych, takie jak np. stearynian butylu, alkohole jedno- i wielowodorotlenowe takie jak np. gliceryna, aminy, takie jak np. etoksylowana trzeciorzędowa alkiloamina, dialkanoloamina pochodząca od kwasów tłuszczowych, amidy, takie jak np. N,N-bis(2-hydroksyetylostearamid), pochodne polioksyetylenu lub polioksyalkilenu, takie jak np. eter heksadecylowy glikolu polietylenowego, kopolimery tlenku etylenu z tlenkiem propylenu, mydła aminowe, takie jak np. sól kwasu stearynowego z oktadecyloaminą, sole alkilo siarczanowe z aminami, takie jak sól guanidyny z oktadecylosiarczanem, czwartorzędowe związki amoniowe, takie jak np. chlorek oktadecylotrimetyloamoniowy, alkilofosforany, takie jak np. kwaśny fosforan bisdodecylu, sole kwasów alkilofosfinowych z aminami, takie jak np. sól trietanoloaminy z kwasem oktadecylofosfonowym, itp.

Takie środki antystatyczne można stosować pojedynczo lub w postaci mieszanin różnych środków w dowolnym stosunku.

Do korzystnych środków antystatycznych stosowanych zgodnie ze sposobem według wynalazku należą alkohole tłuszczowe skondensowane z tlenkiem etylenu i tlenkiem propylenu, znane na rynku pod nazwą handlową Dehypon® z Henkel lub etoksylowane alkiloaminy trzeciorzędowe takie jak produkt Hostastat® z Hoechst.

Środek antystatyczny stosuje się zazwyczaj w ilości nie przekraczającej 1% wagowy w stosunku do polimeru, np. od 0,001 do 0,5%, a korzystnie od 0,01 do 0,1%.

Powlekanie cząstek polimeru środkiem antystatycznym przeprowadzić można z wykorzystaniem dowolnego znanego sposobu mieszania. Tak np. spienialne cząstki można poddać obróbce odpowiednią ilością środka antystatycznego w obrotowym bębnie lub w mieszarce ślimakowej.

189 849

Powlekanie cząstek środkiem antystatycznym ułatwia przeprowadzanie następnie przesiewania, czasami niezbędnego do uzyskania różnych frakcji o jednorodnych wymiarach, przeznaczonych do różnych zastosowań.

Operacja intensywnego tarcia polega na wywołaniu silnego tarcia cząstek o siebie oraz 0 ścianki stosowanego w tym celu urządzenia. W procesie prowadzonym sposobem według wynalazku wykorzystać można dowolne urządzenie zdolne do wywołania intensywnego tarcia cząstek polimeru. Odpowiednim urządzeniem może być mieszarka ślimakowa, z obracającymi się łopatkami lub inne podobne urządzenie mogące pracować zarówno w sposób ciągły, jak i periodycznie, stosowane zazwyczaj do mieszania dodatków, takich jak barwniki, stabilizatory, środki powłokowe itp. z polimerami termoplastycznymi, takimi jak PVC, ABS, polietylen, polipropylen, spienialny polistyren itp.

W każdym przypadku stosowane urządzenie musi zapewniać szybkie rozgrzewanie się powierzchni w czasie, który zmienia się w zależności od wymiarów cząstek i typu samego urządzenia (działającego w sposób ciągły lub periodyczny).

W fazie realizacji cząstki polimeru załadowuje się w warunkach intensywnego tarcia, co powoduje wzrost temperatury powierzchni każdej z cząstek, a w efekcie uwolnienie poroforu. W związku z tym, że działanie rozgrzewające, a tym samym i odparowanie poroforu, ogranicza się wyłącznie do powierzchni perełki, ubytek poroforu jest bardzo ograniczony; jednakże zapewnia to uzyskanie pożądanych właściwości.

Pewne przykłady ilustrujące wynalazek, ale nie ograniczające jego zakresu, podano w celu lepszego wyjaśnienia jego istoty.

Przykład I (porównawczy) kg cząstek polistyrenu o wagowo średnim ciężarze cząsteczkowym 180000 i przeciętnej średnicy od 0,2 do 2,7 mm, zawierających wprowadzony porofor w postaci mieszaniny n-pentanu i izopentanu w stosunku wagowym 70/30, uzyskano w wyniku polimeryzacji styrenu w zawiesinie wodnej, w temperaturze 85-120°C, w obecności nadtlenku benzoilu i nadbenzoesanu tert-butylu jako katalizatorów. Cząstki opuszczające reaktor do polimeryzacji przemywano wodą, odwirowywano i suszono w 20°C przez 1 godzinę. Zmierzona zawartość poroforu wynosiła 6,8% wagowych. Do spienialnych cząstek dodano 300 ppm środka antystatycznego w postaci alkoholu tłuszczowego skondensowanego z mieszaniną tlenku etylenu i tlenku propylenu w stosunku molowym 5:4, o ciężarem cząsteczkowym od 500 do 700, znanego na rynku jako Dehypon LS®. Środek ten dodano w mieszarce ślimakowej w temperaturze pokojowej, prowadząc mieszanie przez 10 minut. Cząstki przesiano następnie oddzielając frakcję o przeciętnej średnicy od 0,4 do 0,9 mm. Do cząstek dodano mieszaninę środków powłokowych zawierającą 0,2% wagowe, w stosunku do polimeru, monostearynianu glicerylu i 0,05% stearynianu cynku, po czym cząstki poddane wstępnemu spienianiu parą w temperaturze 95-100°C aż do uzyskania minimalnej gęstości 16 g/litr. Po dojrzewaniu na powietrzu w temperaturze pokojowej przez 24 godziny z cząstek uformowano pojemniki o wymiarach 40 x 60 x 2 cm. Formowanie przeprowadzano stosując parę o nadciśnieniu 0,09 MPa. Uzyskane w ten sposób pojemniki wykazywały stopień spiekania, określany jako procent spienionych cząstek, które odpadły po oderwaniu dna pojemnika, wynoszący 15%. Procent spiekania wyznaczono dla wybranego fragmentu przełomu o powierzchni około 10 cm zliczając całkowitą liczbę spienionych cząstek w tym fragmencie oraz wyliczając stosunek liczby cząstek pękniętych do całkowitej liczby cząstek. Ustalono również czas chłodzenia pojemników jako czas przebywania w formie niezbędny do zachowania wymiarów przez wyrób wyjęty z formy. Ustalono, że czas chłodzenia pojemników wynosił 5 minut.

Przykład II (porównawczy)

Postępowano w taki sam sposób jak w przykładzie I, aż do etapu przesiewania, w którym oddzielono frakcję o przeciętnej średnicy w zakresie od 0,4 do 0,9 mm. Cząstki załadowano następnie do suszarki i ogrzewano do 35°C, aż do obniżenia zawartości poroforu do 5% wagowych. Do cząstek dodano mieszaninę środków powlekających zawierającą 0,2% wagowe, w stosunku do polimeru, monostearynianu glicerylu i 0,05% stearynianu cynku, po czym cząstki poddano wstępnemu spienianiu parą w temperaturze 95-100°C, aż do uzyskania minimalnej gęstości 22 g/litr. Po dojrzewaniu na powietrzu w temperaturze pokojowej przez 24

189 849 godziny cząstki poddano formowaniu jak w przykładzie I. Stwierdzono, że stopień spiekania wynosi 80%, a czas chłodzenia 2 minuty 45 s.

Przykład III

Postępowano w taki sam sposób jak w przykładzie I, aż do etapu przesiewania, w którym oddzielono frakcję o przeciętnej średnicy w zakresie od 0,4 do 0,9 mm. Zawartość pentanu wynosiła 6,8%, a temperatura 23°C. Cząstki wprowadzono do mieszarki z przeciwbieżnymi łopatkami i mieszano je aż do uzyskania temperatury 35°C. Następnie materiał wyładowano i pozostawiono na 20 minut do ostygnięcia do temperatury pokojowej. Zawartość pentanu wynosiła 6,5%. Do poddanych takiej obróbce cząstek dodano mieszaninę środków powlekających zawierającą 0,2% wagowe, w stosunku do polimeru, monostearynianu glicerylu i 0,05% stearynianu cynku, po czym cząstki poddano wstępnemu spienianiu parą w temperaturze 95-100°C, aż do uzyskania minimalnej gęstości (17 g/litr). Po dojrzewaniu na powietrzu w temperaturze pokojowej przez 24 godziny z cząstek uformowano pojemniki o wymiarach 40 x 60 x 2 cm. Formowanie przeprowadzano stosując parę o nadciśnieniu 0,09 MPa. Uzyskano pojemniki o stopniu spiekania 85% i czasie chłodzenia 2 minuty 30 s.

Przykład IV

Postępowano w taki sam sposób jak w przykładzie III, aż do wstępnego spieniania parą w 95-100°C, do uzyskania minimalnej gęstości (17 g/litr). Po dojrzewaniu na powietrzu w temperaturze pokojowej przez 5 godzin z cząstek uformowano pojemniki o wymiarach 40 x 60 x 2 cm. Formowanie przeprowadzano stosując parę o nadciśnieniu 0,09 MPa. Uzyskano pojemniki o stopniu spiekania 70% i czasie chłodzenia 3 minuty.

Przykład V(porównawczy)

Postępowano w taki sam sposób jak w przykładzie I, aż do etapu przesiewania, w którym oddzielono frakcję o przeciętnej średnicy w zakresie od 0,9 do 2,7 mm. Zawartość pentanu wynosiła 6,9%. Do cząstek dodano mieszaninę środków powłokowych zawierającą 0,2% wagowe, w stosunku do polimeru, monostearynianu glicerylu i 0,05% stearynianu cynku, po czym cząstki poddano wstępnemu spienianiu parą w temperaturze 95-100°C, aż do uzyskania minimalnej gęstości (14 g/litr). Po dojrzewaniu na powietrzu w temperaturze pokojowej przez 24 godziny z cząstek uformowano bloki o wymiarach 100 x 100 x 50 cm. Formowanie przeprowadzano stosując parę o nadciśnieniu 0,065 MPa. Uzyskano pojemniki o stopniu spiekania 5% i czasie chłodzenia 20 minut.

Przykład VI (porównawczy)

Postępowano w taki sam sposób jak w przykładzie I, aż do etapu przesiewania, w którym oddzielono frakcję o przeciętnej średnicy w zakresie od 0,9 do 2,7 mm. Zawartość pentanu wynosiła 6,9%. Cząstki załadowano następnie do suszarki i ogrzewano do 35°C, aż do obniżenia zawartości poroforu do 5,1% wagowych. Do cząstek dodano mieszaninę środków powlekających zawierającą 0,2% wagowe, w stosunku do polimeru, monostearynianu glicerylu i 0,05% stearynianu cynku, po czym cząstki poddano wstępnemu spienianiu parą w temperaturze 95-100°C, aż do uzyskania minimalnej gęstości 20 g/litr. Po dojrzewaniu na powietrzu w temperaturze pokojowej przez 24 godziny z cząstek uformowano bloki o wymiarach 100 x 100 x 50 cm. Formowanie przeprowadzano stosując parę o nadciśnieniu 0,065 MPa. Uzyskano pojemniki o stopniu spiekania 50% i czasie chłodzenia 9 minut.

Przykład VII

Postępowano w taki sam sposób jak w przykładzie I, aż do etapu przesiewania, w którym oddzielono frakcję o przeciętnej średnicy w zakresie od 0,9 do 2,7 mm. Zawartość pentanu wynosiła 6,9%, a temperatura 23 °C. Cząstki wprowadzono do mieszarki z przeciwbieżnymi łopatkami i mieszano je aż do uzyskania temperatury 35°C. Następnie materiał wyładowano i pozostawiono na 20 minut do ostygnięcia do temperatury pokojowej. Zawartość pentanu wynosiła 6,6%. Do poddanych takiej obróbce cząstek dodano mieszaninę środków powlekających zawierającą 0,2% wagowe, w stosunku do polimeru, monostearynianu glicerylu i 0,05% stearynianu cynku, po czym cząstki poddano wstępnemu spienianiu parą w temperaturze 95-100°C, aż do uzyskania minimalnej gęstości (15 g/litr). Po dojrzewaniu na powietrzu w temperaturze pokojowej przez 24 godziny z cząstek uformowano bloki o wymiarach 100 x 100 x 50 cm. Formowanie przeprowadzano stosując parę o nadciśnieniu 0,065 MPa. Uzyskano pojemniki o stopniu spiekania 55% i czasie chłodzenia 8 minut 30 s.

189 849

Wyniki uzyskane w przykładach I-VII zestawiono w tabelach 1 i 2.

Tabela 1

	Wyjściowa zawartość pentanu (%)	Końcowa zawartość pentanu (%)	Gęstość minimalna (g/litr)	Spiekanie (%)	Czas chłodzenia	Czas dojrzewania (godziny)
Przykład I (porównawczy)
0,4-0,9 mm	6,8	6, 8	16	15	5 minut (0,09 MPa)	25
Przykład II (porównawczy)
0,4-0,9 mm	6,8	5,0	22	80	2 min. 45 s (0,09 MPa)	24
Przykład III
0,4-0,9 mm	6,8	6,5	17	85	2 min. 30 s (0,09 MPa)	24
Przykład IV
0,4-0,9 mm	6,8	6,5	17	70	3 minuty (0,09 MPa)	5

Tabela 2

	Wyjściowa zawartość pentanu (%)	Końcowa zawartość pentanu (%)	Gęstość minimalna (g/litr)	Spiekanie (%)	Czas chłodzenia	Czas dojrzewania (godziny)
Przykład V (porównawczy)
0,9-2,7 mm	6,9	6,9	14	5	20 minut (0,065 MPa)	24
Przykład VI (porównawczy)
0,9-2,7 mm	6,9	5,1	20	50	9 minut (0,065 MPa)	24
Przykład VIII
0,9-2,7 mm	6,9	6,6	15	55	8 min. 30 s (0,065 MPa)	24

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania spienialnych cząstek polimerów styrenu o ulepszonych charakterystykach przetwórczych, znamienny tym, że wytwarza się spienialne cząstki polimerów styrenu zawierające od 2% do 20% poroforu, pokrywa się te cząstki środkiem antystatycznym w ilości mniejszej niż 1% wagowy, cząstki poddaje się intensywnemu tarciu w urządzeniu mieszającym, tak aby ogrzać ich powierzchnię w krótkim czasie w wyniku tarcia mechanicznego oraz wyładowuje się poddane obróbce cząstki z urządzenia mieszającego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że intensywność tarcia jest taka, iż powoduje ono rozgrzanie się masy cząstek do temperatury w zakresie od 20 do 55 °C.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że cząstki polimerów styrenu zawierające wprowadzony porofor wytwarza się prowadząc polimeryzację w zawiesinie wodnej monomerycznego styrenu, samego lub w mieszaninie z innym lub innymi kopolimeryzującymi z nim etylenowo nienasyconymi monomerami, w obecności poroforu.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się środki zawieszające wybrane spośród produktów rozpuszczalnych w wodzie, korzystnie spośród polialkoholu winylowego, metylocelulozy, poliwinylopirolidonu oraz produktów o ograniczonej rozpuszczalności w wodzie, korzystnie pirofosforanu magnezu lub trójfosforanu wapnia.
5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że porofor wybrany jest spośród alifatycznych węglowodorów, stosowanych pojedynczo lub w mieszaninie, zawierających od 2 do 6 atomów węgla, eteru naftowego, chlorowcowanych pochodnych alifatycznych węglowodorów zawierających od 1do 3 atomów węgla oraz dwutlenku węgla.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środki antystatyczne wybrane są spośród estrów kwasów tłuszczowych, alkoholi jedno- i wielowodorotlenowych, amin, amidów, pochodnych polioksyetylenu lub polioksyalkilenu, kopolimerów tlenku etylenu z tlenkiem propylenu, mydeł aminowych, alkilosiarczanowych soli aminowych, czwartorzędowych związków amoniowych, alkilofosforanów oraz soli z aminami kwasów alkilofosfonowych.
7. Sposób według zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, że środek antystatyczny stosuje się w ilości od 0,001 do 0,5% wagowych.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że intensywne tarcie wywołuje się stosując mieszarkę ślimakową lub mieszarkę z obracającymi się łopatkami.