JPH064717B2 - 発泡性熱可塑性共重合体粒子の製造方法 - Google Patents

発泡性熱可塑性共重合体粒子の製造方法

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JPH064717B2
JPH064717B2 JP59064632A JP6463284A JPH064717B2 JP H064717 B2 JPH064717 B2 JP H064717B2 JP 59064632 A JP59064632 A JP 59064632A JP 6463284 A JP6463284 A JP 6463284A JP H064717 B2 JPH064717 B2 JP H064717B2
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清 森
雅夫 中川
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐熱性、耐溶剤性に優れ、かつ発泡性、成形
性の良好な発泡性熱可塑性共重合体粒子の工業的に有利
な製造方法に関するものである。
発泡性重合体粒子としては、発泡性ポリスチレン樹脂粒
子がよく知られており、該粒子を用いることによって安
価で容易に型発泡成形体を得ることができる。しかしな
がら該発泡成形体は、重合物を構成する単量体がスチレ
ンであるので比較的温度の高い配管の保温材、屋根用断
熱材、自動車部材、ソーラーシステム用保温材等の耐熱
性を要求される用途には使用できない欠点がある。ま
た、特に自動車部材等において、他素材と貼り合わせて
用いる場合、耐溶剤性が劣るため接着材の選択が困難で
あるという欠点も有している。
この為、本発明者らは、実用性において充分な耐熱性と
耐溶剤性を有する発泡性熱可塑性共重合体粒子を得るに
は、重合体を構成する単量体組成として、アルファメチ
ルスチレン10重量%以上、かつアクリロニトリルを5
重量%以上含有してなる共重合体粒子を得、この樹脂粒
子に易揮発性発泡剤を含有せしめる必要があると考え
た。しかるに、かかる観点に基づいて、従来アルファメ
チルスチレンを上記の如く多量使用し、耐熱性の優れた
共重合体を懸濁重合により得るには、t−ブチルパーオ
キシベンゾエート、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t
−ブチルパーオキシアセテート等の有機過酸化物を重合
開始剤として用いる方法があるが、これらの場合、重合
温度の如何に拘らず、はなはだ多量用いることが必要で
あり、従って、得られる共重合体はその重合度が極端に
低くなり、該共重合体粒子に易揮発性発泡剤を含浸せし
め、発泡性熱可塑性樹脂粒子となしたものは、発泡性が
著しく悪く、満足な発泡成形体が得難いのみならず、そ
の成形体も弱いものになってしまう。
更に、これらの開始剤を用いて重合度を上げる為に、そ
の使用量を少なくすると、いわゆるdead end重合とな
り、工業的に高転化率は得られず、従って満足な発泡成
形体は得難い。又、ベンゾイルパーオキサイドの如き有
機過酸化物を使用するときは、これに適する重合温度に
於ても工業的に利用し得る高転化率の共重合体は、全く
得られないのである。
一方、高重合度で、かつ高転化率のアルファメチルスチ
レン−アクリロニトリル系共重合体を得る方法として、
乳化重合法があるが、この方法によって発泡性熱可塑性
重合体粒子を製造するには、特開昭57−65735に
見られるごとく、乳化重合した後、凝固、ペレット化を
行ない、得られたペレットに発泡剤含浸を行なうという
極めて煩雑なプロセスが必要となり、製造コストが高く
なることにみならず、得られる樹脂には乳化剤、凝固剤
等が多量混入してしまう為、発泡性、強度等の劣ったも
のしか得られないという欠点を有する。
本発明者等は、かかる欠点に鑑み、鋭意研究をした結
果、3官能性のトリス(ターシャリーブチルパーオキ
シ)トリアジンを用い、アクリロニトリルを併用するこ
とによって多量のアルファメチルスチレンを用いても高
重合度、かつ高転化率の共重合体が得られる懸濁重合方
法を見出し、得られる共重合体粒子に易揮発性発泡剤を
含浸せしめることによって、耐熱性に優れた発泡性熱可
塑性共重合体粒子を得ることに成功し、本発明をなすに
到った。すなわち本発明は、アルファメチルスチレン1
0〜80重量%、アクリロニトリル5〜50重量%、更
にスチレン、クロルスチレン、パラメチルスチレン、t
−ブチルスチレン、アクリル酸エステル、メタクリル酸
エステルから選ばれた少なくとも1種以上の化合物0〜
70重量%の使用割合にある単量体を用い、3官能性の
トリス(ターシャリーブチルパーオキシ)トリアジン0.
05〜3.0重量%を重合開始剤として重合温度80〜1
50℃で共重合を行なわせ、重合中又は重合後、易揮発
性発泡剤を含浸せしめることを特徴とする発泡性熱可塑
性共重合体粒子の製造方法を要旨とする。
本発明に使用されるアルファメチルスチレンの量は、1
0〜80重量%の範囲で、所望する耐熱性と発泡倍率に
よって決められるが、10重量%未満であると耐熱性向
上の効果が見られなくなり、80重量%を越えると重合
転化率が低下し、樹脂中に多量の単量体が残って耐熱性
が悪化する。50倍発泡成形体で100℃の耐熱性を得
る為には、アルファメチルスチレン20〜50重量%を
用いる必要があり、5〜15倍発泡成形体で110℃の
耐熱性を得る為には50〜80重量%のアルファメチル
スチレンを用いる必要がある。
又、本発明に使用されるアクリロニトリルは、組成物の
重合転化率を向上させる為、及び耐油性を発揮させる為
に必要である。5重量%未満では組成物の重合転化率が
低くなり、かつ耐油性において効果が発揮できなくな
り、好ましくない。又、50重量%をこえると用いても
重合転化率は変らず、樹脂が黄褐色に着色するので好ま
しくない。
アルファメチルスチレン、アクリロニトリル以外の単量
体としては、スチレン、クロルスチレン、パラメチルス
チレン、t−ブチルスチレン等の各種置換スチレン;メ
チルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリ
レート等のアクリル酸エステル;メチルメタクリレー
ト、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート等の
メタクリル酸エステルの中の1種又は2種以上を適宜用
いることができる。
本発明に用いられる開始剤の選択は、重合度が高く、か
つ高い重合転化率の重合体を効率よく得る為に重要であ
る。重合転化率が低く単量体が5%以上樹脂中に残存し
ている場合、満足な発泡成形体を得ることが困難であ
り、かろうじて発泡成形体を得ることが出来ても、著し
く耐熱性の悪いものになってしまう。かかる観点から、
本発明の開始剤は3官能性のトリス(ターシャリーブチ
ルパーオキシ)トリアジンであり、その構造式は下記の
如くである。
これらの使用にあたっては、1種又は2種以上併用する
ことも可能である。その使用量は、用いる単量体に対し
0.05〜30重量%である。0.05重量%未満では、工
業的に実用性のある重合転化率が全く得られないか、も
しくは長時間を要し、著しく生産性の悪いものとなる。
又、3.0重量%をこえると、分子量が著しく低下し満足
な発泡成形が行なえないか、又はかろうじて発泡成形が
行なえても強度が大巾に劣った発泡成形体しか得られな
い。
本発明に於ける開始剤を用いる場合の重合温度は80〜
150℃が採用される。80℃未満では重合転化率が極
めて低くなり、また150℃を越えると分子量が低下し
て満足な発泡成形体が得難い。
本発明に於て、目的とする発泡性熱可塑性共重合体粒子
を得る方法としては、懸濁重合法が採用される。乳化重
合法では先に述べたごとくプロセスの煩雑さによるコス
トアップと、乳化剤、凝固剤の混入による品質の低下が
あり、塊状重合法では重合後ペレット化を行なった後、
発泡剤含浸を行なわなければならないというプロセスの
煩雑さの点で、共に懸濁重合法より劣っている。
ここで、懸濁重合に用いられる分散剤としては、ポリビ
ニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロ
ース等の有機分散剤、又は第三リン酸カルシウム、ピロ
リン酸カルシウム、ケイ酸ソーダ、酸化亜鉛、炭酸マグ
ネシウム等の無機分散剤等を用いることが出来るが、無
機分散剤を用いる場合には、アルキルベンゼンスルフォ
ン酸ソーダ、α−オレフインスルフォン酸ソーダ等のア
ニオン界面活性剤を併用することにより分散剤の効果は
著しく良好となる。しかして、かかる分散剤を用いて、
上記組成の共重合体粒子を懸濁重合にて得ようとする場
合、粒子径が非常に小さくなってしまう傾向にあり、比
較的大粒子を得ようとして分散剤を減少すれば、重合後
半に懸濁異常を起こして、所望する比較的大粒子径の粒
子を得ることが困難である。従って所望する粒子径の粒
子を得ようとする場合には、重合初期に少量の分散剤を
用いて重合を行ない、重合後半に分散剤を追加すること
が好ましい。
本発明に用いられる易揮発性発泡剤としては、プロパ
ン、ブタン、ペンタン等の脂肪族炭化水素;シクロブタ
ン、シクロペンタン、シクロヘキサン等の環式脂肪族炭
化水素及びトリクロルフルオルメタン、ジクロルフルオ
ルメタン、ジクロルジフルオルメタン、メチルクロライ
ド、ジクロルテトラフルオルメタン、エチルクロライド
等のハロゲン化炭化水素があげられる。これら発泡剤の
用いられるべき量は、所望する発泡成形体の発泡倍率に
よって異なるが、2重量%から15重量%を含有せしめ
ることにより2倍から100倍の発泡成形体を得ること
が可能である。これらの発泡剤を添加する時期は、重合
中あるいは重合後、いずれの時期でもよい。
一方、本発明においては、高度に発泡した成形体を目的
とする場合には、トルエン、キシレン、エチルベンゼ
ン、ヘプタン、オクタン等の溶剤、スチレン、アルファ
メチルスチレン、アクリロニトリル等の単量体、又はフ
タル酸エステル、アジピン酸エステル等の可塑剤を該発
泡性熱可塑性共重合体粒子中に含有せしめることが好ま
しい。これらの溶剤、可塑剤を含有せしめる方法として
は、あらかじめ単量体に混合して重合せしめる方法、発
泡剤含浸と同時に含浸せしめる方法等がある。又、単量
体を含有せしめる方法としては、重合後、未反応の単量
体を残こすことになるが、その残存量のコントロールが
難かしい。これら溶剤、可塑剤の使用量は3重量%以下
であることが好ましい。
かくして得られた発泡性熱可塑性樹脂粒子は、水蒸気、
熱風等の加熱媒体により所望する倍率まで予備発泡せし
めた後、閉塞し得るが密閉し得ない型中に充填され、水
蒸気等の加熱媒体によって再び加熱することによって所
望の形状を有する耐熱性発泡体となし得る。
以下、本発明を実施例にて説明する。
実施例1 攪拌機付きオートクレーブに水110重量部、第三リン
酸カルシウム0.08重量部、ドデシルベンゼンスルフォ
ン酸ソーダ0.003重量部、塩化ナトリウム0.2重量部
を入れ、次いで攪拌状態で、トリスー(t−ブチルパー
オキシ)トリアジン0.5重量部と、トルエン1.0重量部
を溶解したアルファメチルスチレン30重量部、アクリ
ロニトリル20重量部、スチレン50重量部の混合系単
量体を該系に導入し、懸濁状態とし、直ちに115℃に
昇温し、3時間後に第三リン酸カルシウム0.3重量部を
追加した。その後、更に4時間の重合を行なった後、更
に130℃に昇温して3時間の後重合を行なった。得られ
た樹脂の重合転化率は99.3%であった。次いで、10
0℃に温度を下げ、ブタン10重量部を加え、100℃
で8時間の発泡剤含浸を行なった。得られた発泡性熱可
塑性樹脂を水蒸気で加熱することにより見掛倍率50倍
に予備発泡した後、閉塞し得るが密閉し得ない金型に充
填し、水蒸気で加熱することにより45cm×30cm×2
cmの板状発泡成形体を得た。この成形体を100℃の熱
風式均熱乾燥機内に1週間放置した後の、初期寸法に対
する寸法変化率は−1.5%であった。
実施例2,3 実施例1に対し、トリス(t−ブチルパーオキシ)トリ
アジンの量を、夫々0.3及び1.0重量部を変え、115
℃での重合時間を、夫々10時間及び5時間とした以外
は実施例1と同様に行なった。結果を表−1に示す。
比較例1〜3 実施例1に対し、トリス(t−ブチルパーオキシ)トリ
アジンを、夫々ベンゾイルパーオキサイド、アセチルパ
ーオキサイド、ラウロイルパーオキサイドに変え、90
℃で7時間の重合を行なった後、更に110℃で3時間
の重合を行なった。結果を表−1に示す。
比較例4,5 実施例1に対して、トリス(t−ブチルパーオキシ)ト
リアジンを2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパー
オキシ)ヘキサン(比較例4)、及び4,4−ジ−t−ブ
チルパーオキシバレリックアシッド−n−ブチルエステ
ル(比較例5)に変えて、90℃で7時間の重合を行っ
た後、更に110℃で3時間の重合を行った結果、表−
1に示す重合転化率の樹脂が得られたので、それぞれ実
施例1と同様にブタン発泡剤含浸と発泡成形を行ない、
耐熱性寸法変化率を測定したが、耐熱性寸法変化率は比
較例4の場合−50〜−60%、比較例5の場合−40
〜−50%と極めて収縮が大きく耐熱性の劣るものであ
った。
比較例4、5の結果から、2官能性の有機過酸化物では
比較例1〜3の1官能性の有機過酸化物に比べて重合転
化率は、かなり向上するが、実施例1〜3に比べるとま
だ残存モノマーの多い状態であり、本発明の効果、即ち
短い重合時間で高重合転化率の樹脂粒子を得て、これに
発泡剤含浸して耐熱性に優れた発泡性熱可塑性共重合体
粒子とすることは困難であることが明らかである。
実施例4〜6,比較例6〜7 単量体組成を、表−2のようにした以外は、実施例1と
同様に行なった。結果を表−2に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−142764(JP,A) 特開 昭57−185328(JP,A) 特開 昭56−67224(JP,A) 特開 昭55−725(JP,A) 特開 昭57−65735(JP,A) 特公 昭45−1825(JP,B1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルファメチルスチレン10〜80重量
    %、アクリロニトリル5〜50重量%、更にスチレン、
    クロルスチレン、パラメチルスチレン、t−ブチルスチ
    レン、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルから
    選ばれた少なくとも1種以上の化合物0〜70重量%の
    使用割合にある単量体を用い、トリス(ターシャリーブ
    チルパーオキシ)トリアジン0.05〜3.0重量%を重合
    開始剤として重合温度80〜150℃で懸濁共重合を行
    なわせ、重合中又は重合後、易揮発性発泡剤を含浸せし
    めることを特徴とする発泡性熱可塑性共重合体粒子の製
    造方法。
JP59064632A 1984-03-30 1984-03-30 発泡性熱可塑性共重合体粒子の製造方法 Expired - Lifetime JPH064717B2 (ja)

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