Способ получения самозатухающего вспенивающегося полистирола

Способ получения самозатухающего вспенивающегося полистирола путем блочно-суспензионной полимеризации стирола в присутствии антипирена и вспенивающего агента, отличающийся тем, что, с целью повышения самозатухаемости, увеличения относительной вязкости, снижения влажности и удешевления полимера, в качестве антипирена используют синергетическую смесь , , , - тетрабром-п-ксилола и хлорированного дифенила или , , , - тетрабром-п-ксилола и хлорированного парафина в количестве 0,38 1,28% от веса мономера при весовом соотношении соответственно 0,08 0,3 1,2 0,08.

Изобретение относится к производству самозатухающего вспенивающегося полистирола, используемого для изготовления пенопласта, находящего широкое применение в качестве тепло- и звукоизоляционного материала в строительстве, холодильной технике, авиационной, судостроительной и других отраслях промышленности.
Известен способ получения самозатухающего полистирола, где в качестве антипирена используют галогенпроизводные в количестве 0,6-20%
Однако получают полистирол недостаточно огнестойкий.
Известны огнестойкие составы на основе полистирола и антипиренных добавок, состоящие из 2-15 мас.ч. трехокиси сурьмы и 4-30 мас.ч. бромсодержащего антипирена на 100 мас.ч. полимера, а также пламестойкая композиция на основе полистирола, состоящая (на 100 мас.ч. полистирола) из 2-20 мас.ч. бромсодержащих веществ гексабромциклододекана, 3-(2,4,6-трибромфенокси)-2,3- дибром-2-метилпропана, трис-(2,3-дибромпропил)фосфата, гексабромбензола с добавкой бромистого аммония в качестве синергиста.
Но эти самозатухающие композиции тоже не обладают достаточной огнестойкостью.
Известен способ получения самозатухающего полистирола блочно-суспензионной полимеризацией стирола в присутствии антипирена смеси тетрабром-п-ксилола и триарилфосфата в количестве 0,5-1% от массы стирола при массовом соотношении 0,47:1-2,5:1.
Согласно этому способу полистирол общего назначения действительно затухает, а вспененный не затухает.
Ближайшим техническим решением является способ получения самозатухающего вспенивающегося полистирола блочно-суспензионной полимеризацией стирола в присутствии антипирена в количестве 0,5-1% от массы мономера , , ', '-тетрабромдиэтилбензола. Однако , , ', '-тетра -бромдиэтилбензол должен вводиться в полимер в количестве не менее 0,5%
Отсутствие , , ', ' -тетрабромдиэтилбензола в промышленности и большое количество антипиренов, обеспечивающих самозатухаемость полистирола (для , , ', ' -тетрабромдиэтилбензола не менее 0,5%) и в то же время снижающих остальные показатели полистирола, является его основным недостатком.
Цель изобретения повышение самозатухаемости, увеличение относительной вязкости, удешевление полимера.
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения самозатухающего вспенивающегося полистирола путем блочно-суспензионной полимеризации стирола в присутствии антипирена и вспенивающего агента в качестве антипирена используют синергетическую смесь , , ', ' -тетра- бром-п-ксилола и хлорированного дифенила или , , ', '-тетрабром-п-ксилола и хлорированного парафина в количестве 0,38-1,28% от маccы мономера при маccовом cоотношении cоответcтвенно 0,08-0,3-1,2--0,08.
П р и м е р 1. В аппарат емкостью 100 л загружают стирол в количестве 29 л, перекись бензоила 24 г в пересчете на 100%-ную и ведут процесс блочной полимеризации (форполимеризации) при 80^оС до вязкости форполимера 30-50 с по Фордуику. В охлажденный до температуры 15-20^оС форполимер загружают раствор перекиси бензоила и смеси , , ', ' -тетрабром-п-ксилола и совола (хлорированного дифенила) в стироле, приготовленный в следующей пропорции: стирол 3 л, перекись бензоила 250 г (100%-ная), , , ', ' -тетрабром-п-ксилол 23 г, совол 348 г.
Затем смесь перемешивают в течение 30 мин до гомогенной массы, загружают в аппарат 40 л водного раствора стабилизатора сольвара 0,2%-ной концентрации, производят разбивку форполимера работающей мешалкой и загружают вспенивающий агент изопентановую фракцию в количестве 3,2 л, после чего аппарат герметизируют, создают давление 3-4 ати и нагревают. При доведении температуры до 80 2^оС и до конца процесса давление в аппарате поддерживают около 6 ати.
Процесс суспензионной полимеризации стирола ведут при следующем температурно-временном режиме: выдержка при 80 2^оС 3,5 ч, подъем температуры до 87 2^оС и выдержка при этой температуре 1,5 ч, затем доведение температуры до 95 2^оС и выдержка 3 ч. После завершения процесса массу охлаждают и производят выгрузку продукта.
П р и м е р 2. В аппарат емкостью 100 л загружают стирол в количестве 29 л, перекись бензоила 24 г в пересчете на 100%-ную и ведут процесс блочной полимеризации (форполимеризации) при 80^оС до вязкости форполимера 30-50 с по Фордуику. В форполимер, охлажденный до температуры 15-20^оС, загружают раствор перекиси бензоила и смеси , , ', ' -тетрабром-п-ксилола и совола в стироле в следующей пропорции: стирол 3 л, перекись бензоила 250 г (100%), , , ', '-тетрабром-п-ксилол 58 г, совол 116 г. Далее опыт проводят по примеру 1.
П р и м е р 3. После приготовления форполимера по примерам 1 и 2 в него загружают раствор перекиси бензоила и смеси , , ', '-тетрабром-п-ксилола и совола в стиpоле в следующей пропорции: стирол 3 л, перекись бензоила 250 г (100%-ная), , , ', '-тетрабром-п-ксилол 87 г, совол 23 г. Далее опыт проводят, как описано в примерах 1 и 2.
П р и м е р 4. В аппарат емкостью 100 л загружают стирол в количестве 29 л, перекись бензоила 24 г в пересчете на 100%-ную и ведут процесс блочной полимеризации при температуре 80^оС до вязкости форполимера 30-50 с по Фордуику. В форполимер, охлажденный до температуры 15-20^оС, загружают раствор перекиси бензоила и смеси , , ', '-тетрабром-п-ксилола и хлорпарафина ХП-470 в стироле в следующей пропорции: стирол 3 л, перекись бензоила 250 г (100% -ная), тетрабром-п-ксилол 23 г, хлорпарафин ХП-470 348 г. Далее опыт проводят в порядке, описанном в примерах 1-3.
П р и м е р 5. В охлажденный до температуры 15-20^оС форполимер, полученный по примеру 4, загружают раствор перекиси бензоила и смесь , , ', '-тетрабром-п-ксилола и хлорпарафина ХП-470 в стироле в следующей пропорции: стирол 3 л, перекись бензоила 250 г (100%-ная), , , ', '-тетрабром-п-ксилол 58 г, хлорпарафин ХП-470 116 г. Далее опыт проводят в порядке, описанном в примерах 1-4.
П р и м е р 6. В охлажденный до температуры 15-20^оС форполимер, полученный по примеру 4, загружают раствор перекиси бензоила и смесь , , ', '-тетрабром-п-ксилола и хлорпарафина ХП-470 в стироле в следующей пропорции: стирол 3 л, перекись бензоила 250 г (100%-ная), , , ', '-тетрабром-п-ксилол 87 г, хлорпарафин ХП-470 23 г. Далее опыт проводят в порядке, описанном в примерах 1-5.
П р и м е р 7. В охлажденный до температуры 15-20^оС форполимер, полученный по примеру 4, загружают раствор перекиси бензоила и смеси , , ', '-тетрабром-п-ксилола и хлорпарафина ХП-1100 в стироле в следующей пропорции: стирол 3 л, перекись бензоила 250 г (100%-ная), , , ', ' -тетрабром-п-ксилол 23 г, хлорпарафин ХП-1100 348 г. Далее опыт проводят в порядке, описанном в примерах 1-6.
П р и м е р 8. В охлажденный до температуры 15-20^оС форполимер, полученный по примеру 4, загружают раствор перекиси бензоила и смеси , , ', ' -тетрабром-п-ксилола и хлорпарафина ХП-1100 в стироле в следующей пропорции: стирол 3 л, перекись бензоила 250 г (100%-ная), , , ', ' -тетрабром-п-ксилол 58 г, хлорпарафин ХП-1100 116 г. Далее опыт проводят в порядке, описанном в примерах 1-7.
П р и м е р 9. В охлажденный до температуры 15-20^оС форполимер, полученный по примеру 4, загружают раствор перекиси бензоила и смеси , , ', ' -тетрабром-п-ксилола и хлорпарафина ХП-1100 в стироле в следующей пропорции: стирол 3 л, перекись бензоила 250 г (100%-ная), , , ', ' -тетрабром-п-ксилол 87 г, хлорпарафин ХП-1100 23 г. Далее опыт проводят в порядке, описанном в примерах 1-8.
Полистирол, полученный предложенным способом в опытах, описанных в примерах 1-9, испытывали на самозатухаемость, относительную вязкость и влагосодержание, результаты которых в сопоставлении с данными контрольных опытов представлены в таблице.
Как видно из таблицы, компоненты антипиренов, взятые отдельно и введенные в полимер в минимальных (0,28%) количествах (ТБПК, , , ', '-тетрабромдиэтилбензол, хлорпарафин, хлорированный дифенил), не обеспечивают самозатухаемости вспенивающемуся полистиролу, а смеси ТБПК + хлорпарафин и ТБПК + хлорированный дифенил делают его огнестойким.
Не обеспечивает самозатухаемости и загрузка в максимальных количествах (1,2%) хлорпарафина и хлорированного дифенила.
Что касается ТБПК и , , ', ' -тетрабромдиэтилбензола, вводимых в максимальных количествах (1,2%), то они хотя и повышают огнестойкость полистирола, однако ухудшают другие его показатели настолько (увеличение продолжительности полимеризации, снижение молекулярного веса полимера, увеличение влагосодержание), что делают невозможным использование их в указанных количествах.
Не могут быть использованы отдельно для придания свойств самозатухаемости и хлорированные дифенилы и парафины без ТБПК, так как для этого потребовалось бы введение в полимер значительного их количества, что также ухудшало бы качество полистирола (большая усадка пеноизделий при их формовании и потеря товарного вида готовой продукции пенопласта).
Уменьшение загрузки ТБПК при соответствующем увеличении загрузки хлорированных парафинов и дифенилов (синергетическая смесь) позволит не только улучшить показатель по самозатухаемости и повысить огнестойкость вспенивающегося полистирола, но и улучшить другие показатели его качества: увеличить молекулярный вес, снизить влагосодержание готового продукта и улучшить его сушку.
Способ получения самозатухающего вспенивающегося полистирола путем блочно-суспензионной полимеризации стирола в присутствии антипирена и вспенивающего агента, отличающийся тем, что, с целью повышения самозатухаемости, увеличения относительной вязкости, снижения влажности и удешевления полимера, в качестве антипирена используют синергетическую смесь , , , - тетрабром-п-ксилола и хлорированного дифенила или , , , - тетрабром-п-ксилола и хлорированного парафина в количестве 0,38 - 1,28% от веса мономера при весовом соотношении соответственно 0,08 - 0,3 : 1,2 - 0,08.