JPS6041081B2 - スチロ−ル懸濁重合物の製法 - Google Patents

スチロ−ル懸濁重合物の製法

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JPS6041081B2
JPS6041081B2 JP52102758A JP10275877A JPS6041081B2 JP S6041081 B2 JPS6041081 B2 JP S6041081B2 JP 52102758 A JP52102758 A JP 52102758A JP 10275877 A JP10275877 A JP 10275877A JP S6041081 B2 JPS6041081 B2 JP S6041081B2
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/16Making expandable particles
    • C08J9/20Making expandable particles by suspension polymerisation in the presence of the blowing agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F12/00Homopolymers and 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
    • C08F12/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F12/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
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    • C08F12/08Styrene
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    • C08J2325/00Characterised 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
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、懸濁重合による粒状スチロール重合物の製法
に関する。
粒状スチロール重合物の製造に適する方法は、単量体を
小滴状で水中に懸濁させ、そして高められた温度で開始
剤の存在下に重合を行う懸濁重合法である。
この方法を工業的に実施する場合には、重合させる単量
体の小滴の集合を防ぐため懸濁安定剤を使用することが
必要である。懸濁安定剤は確実な安定化を可能にしかつ
変化しうる応用範囲を有するものでなければならない。
懸濁安定剤としては、水溶性の又は水に分散しうる多く
の巨大分子有機化合物が実際上用いられる。
その例はビニルピロリドンの単独重合物又は共重合物、
アクリル酸の重合物、ポリビニルアルコール及びセルロ
ースエーテルである。いわゆるピツカーリング分散剤も
用いられる。これは水不溶性の無機化合物であって、そ
の応用はたとえばホゥベンーワィルの著書XW/1巻(
1961年)420頁以下に記載されている。この種の
無機化合物の例は、難溶性のアルカリ士類燐酸塩、炭酸
塩、アルカリ士類硫酸塩及びアルカリ士類珪酸塩である
。燐酸カルシウムの使用が最も普通である。これらの無
機化合物は通常は少量の真正乳化剤又はテンサィドと組
合わせて用いられる(ホウベンーワィルXN/1巻42
5頁)。好ましいテンサィドの例は、ドデシルスルホン
酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、ナトリウムス
ルホこはく酸のジオクチルェステル、アリール硫酸アル
カリ又は脂肪酸のアルカリ塩である。この系の利用は有
機懸濁安定剤に比して制限される。
なぜならば再生可能な取扱い及び懸濁重合の障害のない
進行が比較的狭い範囲においてのみ可能だからである。
これに関しホウベンーワイルの420頁には、「粉末状
分散剤が広範囲で利用可能な条件はほとんどない。」と
説明されている。無機化合物と表面活性剤の組合わせの
場合は、最適の用量を精確に保持せねばならない。なぜ
ならば表面活性剤の用量が少なすぎても多すぎても、混
合物の凝結を来たすからである。そのような混合物の仕
上げ処理が時によって困難を伴うことも知られた。なぜ
ならば表面活性剤の添加は、水相中に多かれ少なかれ強
い泡形成を起こすからである。本発明の課題は、懸濁安
定剤の存在下にスチロールの粒状重合を行うための改善
された方法を開発することであった。
この方法は、表面活性剤又は希釈剤を併用しないで、懸
濁安定剤としての燐酸カルシウムの作業確実が再生可能
な使用を可能にするものである。この議題は本発明によ
れば、水性懸濁液中での沈殿により製造されたのち70
〜130℃で少なくとも2時間加熱された燐酸カルシウ
ムを、懸濁安定剤として0.05〜1重量%使用するこ
とによって解決された。
本発明に用いられる燐酸カルシウムは沈殿により、たと
えば塩化カルシウム、硫酸カルシウム又は硝酸カルシウ
ムの水溶液及び燐酸ナトリウム又は燐酸カリウムの水溶
液を礎浮浪合することにより製造される。
水酸化カルシウムとオルト燐酸を反応させることもでき
る。その際選ばれた条件によって燐酸トリカルシゥム又
は水酸燐灰石が生ずる。燐酸カルシウムの沈殿は好まし
くは60℃以下、特に40℃以下の温度で行われる。熱
すぎる溶液からの沈殿により製造された燐酸カルシウム
は、著しい凝結のおそれがあるので懸濁重合の際に優れ
た安定作用を示さない。沈殿に続いて得られた燐酸カル
シウムの水性分散液を、70〜130℃好ましくは80
〜100℃の温度に2時間以上好ましくは4時間以上加
熱する。
100℃以上の温度を使用するときは、当然密閉した耐
圧容器中で操作せねばならない。
燐酸カルシウムの粒子の大きさは、製造方法及びその粒
子の形状によって、0.01りと100〃の間で広範囲
に変動する。
水酸燐灰石の場合の粒径は、主として0.01〜0.1
仏であることが好ましい。燐酸カルシウムは水性の微細
分散液として使用することが好ましい。
そのほか、粒子を分離して乾燥し、そして適当な粒度分
布になるまで摩砕してもよい。本発明により製造された
燐酸カルシウムは、優れた安定作用を有し、そして再生
可能な結果を与えることが知られた。
燐酸カルシウム分散液の添加は、水相中に懸濁重合の開
始時に行うことができる。しかし添加を粒状重合の間に
変化率5〜40%において行うことも可能であり時によ
って有利である。本発明の方法の実施例に際して安定化
を達成するため表面活性剤又は増量剤の形の共同安定剤
の使用が必要でないことは前述のとおりである。
ただし狭い粒度分布を得る場合には、燐酸カルシウムを
既知の有機保護コロイドと組合わせることが極めて有利
であることが知られた。このためには、特にポリビニル
ピロリドン又はドイツ特許出願公開2548524号明
細書に記載の変性ポリビニルピロリドンを基礎とする保
護コ。ィドが適している。有機保護コロイド対燐酸カル
シウムの重量比は好ましくは20:1ないし1:1であ
る。本方法はスチロールの単独重合、ならびにスチロー
ルは少なくとも5の重量%含有する単量体温合物に適し
ている。コモノマーとしては、たとえばアクリルニトリ
ル、アクリル酸もしくはメタクリル酸と1〜8個の炭素
原子を有するアルコールとのェステル、N−ビニル化合
物たとえばビニルカルバゾール、あるいは少量の2個の
二重結合を有する化合物たとえばブタジェン、ジビニル
ベンゾール又はブタンジオールジアクリレートが用いら
れる。本発明の方法においては微細球状の重合物が得ら
れる。
懸濁重合を適当な発泡剤の存在下に実施すると、膨脹可
能な粒状重合物が得られる。この場合膨脹可能なポリス
チロールは特に重要である。膨脹可能な重合物粒子は、
懸濁液に重合の前途中又は後に発泡剤を添加することに
より得られる。発泡剤としては、標準状態でガス状又は
液状の炭化水素でスチロール重合物を溶解せず、かつ沸
点が重合物の軟化点より低いものが適している。適当な
発泡剤の例はプロパン、ブタン、ベンタン、シクロベン
タン、ヘキサン、シクロヘキサン、ハロゲン化炭化水素
たとえば塩化メチレン、ジクロルジフルオルメタン又は
トレフルオルクロルメタンならびにそれらの混合物であ
る。
多くの場合発泡剤は単量体に対し3〜12重量%の量で
用いられる。重合を開始するためには、熱の影響によっ
て重合開始性ラジカルに分解する有機重合開始剤が用い
られる。
その例は過酸化物たとえば過酸化ペンゾィル、過酸化ラ
ゥロィル、三級プチルパーオクトェート、三級ブチルパ
−ペンゾェート、三級ブチルパーピバレート又は不安定
なァゾ化合物たとえばアゾジィソブチロニトリルである
。開始剤は一般に単量体に対し0.01〜1重量%の量
で用いられる。使用する開始剤の種類は想定した重合温
度に応じて定められる。重合温度を開始剤の相当する半
減期に合わせられる開始剤混合物を使用することは特に
有利である。重合温度は通常60〜150℃好ましくは
80〜120qoである。特に膨脹可能なポリスチロー
ル球の場合は、加工性が細胞構造に強く依存している。
たとえば肋3当たりの細胞数によって特徴づけられる細
胞構造の調整は、細胞調節物質の使用によって行われる
。難然性スチロール重合物を製造するためには難然性が
必要で、これはいよいよ懸濁重合の反応混合物に添加さ
れる。
これには特に有機ハロゲン化合物好ましくは臭素化有機
化合物が適している。その例はへキサプロシクロドデカ
ン又はトリスー(ジブロムプロピル)−ホスフアートで
ある。重合用混合物は他の成分として、有機又は無機の
充填剤、帝電防止剤、軟化剤などを含有しうる。実施例
A 燐酸カルシウム分散液の製造: ‘1} 水1000私中のNa3P04・1汎2022
8夕の溶液に、室温で鷹群下に水500M中のCaC1
2・2LO140夕の溶液を10分間に一様に添加する
(Na3P04・12LO対CaC12・2も0のモル
比は1:1.62)。
この分散液を次いで90℃に6時間加熱する。■ A【
1}と同機に操作し、ただしCaC12・汎30184
夕を使用する(Na3P04・12LO対CaC12・
2LOのモル比は1:2.02)。
B 粒状重合:{1} 櫨洋式容器に水100部を用意
し、これにスチロール10碇都、過酸化ジベンゾィル0
.15部及び三級プチルパーベンゾェート0.3碇部を
添加する。
この混合物を櫨拝しながら90午0で6時間、次いで1
0500で8時間重合させる。90℃になって90分後
にAmで製造された燐酸カルシウム分散液5.6部を添
加し、90qoに達してから3時間後にn−ペンタン7
部を添加する。
粒状重合物は下記の粒度分布を有する。め:2‐5 2
‐0 1‐6 1‐25 1‐0 0−8
0・63 0−4 <○‐4偽 : 1.
0 11.0 29.0 27.0 18
.5 8.5 4.0 1‐〇(2} B
‘1’と同様にして重合を行い、ただしスチ.ロール9
5部及びアクリルニトリル5部を使用する。粒状重合物
は下記の粒度分布を有する。
■:2.5 2.0 1.6 1.25 1.0
0.8 0.63 0.4 <0.4% :
− − 7.0 19.5 19.0
21.5 17.5 14.0 1.5(3
’Bmと同様に操作し、ただしA■による燐酸カルシウ
ム分散液5.6部を、9000に達してから10船ご後
に添加する。
粒状重合物は下記の粒度分布を有する。■:2.5
2.0 1.6 1.25 1.0 0.8
0.63 0.4 <0.4孫: − 1.5
12.0 25.5 21.0 19.0
12.5 8.0 0.5比較例実施例のBO
)と同様に操作し、ただしAO’による燐酸カルシウム
分散液で、室温で沈殿させたのち続いての加熱処理をさ
れないで製造されたものを使用した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 水性懸濁液中での沈殿により製造されたのち70〜
    130℃で少なくとも2時間加熱された燐酸カルシウム
    を、懸濁安定剤として懸濁液に対し0.05〜1重量%
    使用することを特徴とする、懸濁安定剤の存在下に水性
    懸濁液中で単量体を重合させることによるスチロールの
    単独重合物又は共重合物の製法。 2 燐酸カルシウムを懸濁液の水相中に重合の初めから
    存在させることを特徴とする、特許請求の範囲第1項に
    記載の方法。 3 単量体変化率5〜40%において燐酸カルシウムを
    供給することを特徴とする、特許請求の範囲第1項に記
    載の方法。 4 80〜100℃の温度に少なくとも4時間加熱され
    た燐酸カルシウムを使用することを特徴とする、特許請
    求の範囲第1項に記載の方法。 5 60℃以下の温度での沈殿により製造され、続いて
    水性分散液中で加熱された燐酸カルシウムを使用するこ
    とを特徴とする、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 6 燐酸カルシウムを水性分散液として使用することを
    特徴とする、特許請求の範囲第1項に記載の方法。7
    燐酸カルシウムを有機保護コロイドと組合せて使用し、
    その際有機保護コロイド対燐酸カルシウムの重量比を2
    0:1ないし1:1とすることを特徴とする、特許請求
    の範囲第1項に記載の方法。 8 有機保護コロイドとしてポリビニルピロリドンを基
    礎とするものを使用することを特徴とする、特許請求の
    範囲第7項に記載の方法。 9 重合の前、途中又は後に懸濁液を発泡剤を添加する
    ことを特徴とする、特許請求の範囲第1項に記載の方法
JP52102758A 1976-08-28 1977-08-29 スチロ−ル懸濁重合物の製法 Expired JPS6041081B2 (ja)

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JPS5328686A JPS5328686A (en) 1978-03-17
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