Спосіб одержання самозатухаючого полістиролу, що спінюється

Изобретение относится к промышленности пластических масс, в частности к получению самозатухающего вспенивающегося полистирола (ПОВ-С), который широко применяется для изготовления теплоизоляционных плит и конструкций, использующихся в строительстве. Известен способ получения самозатухающего полистирола, согласно которому с целью уменьшения времени сушки полимера, в качестве антипирена используют смесь тетрабромпараксилола с триарилфосфатом, взятых в весовом соотношении соответственно 0,47:1-2,5:1, в количестве 0,5-1% от веса стирола [1]. Недостатком этого способа является высокая плотность пеноизделия, низкие физико-механические характеристики, повышено водопоглощение, при изготовлении пеноизделия ограничена производительность оборудования, повышен расход пара, имеет место комкование гранул в процессе предвспенивания и налипание полимера на мешалку и стенки оборудования. В частности, плиты пенополистирольные из ПСВ-С выпускаются по ГОСТ 15588-86 различных марок 15, 25, 35 и 50 в зависимости от плотности. При этом более легкие плиты, например с плотностью до 15 кг/м 3, имеют более чем в два ниже предел прочности при изгибе и прочность на сжатие по сравнению с плитами с большей плотностью марок 25, 35 и 50. Следовательно, при необходимости иметь выше прочностные характеристики вынуждены изготавливать более тяжелые плиты, что приводит к повышению расхода материала. Серийно выпускаемый отечественной промышленностью полимер обеспечивает плотность пеноизделий в пределах 20-26 кг/м 3, прочностные характеристики соответствуют ГОСТ 15588-86, при предвспенивании гранулы комкуются, давление пара при этом находится в пределах 2,3 кгс/см , производительность предэкспандера ограничена номером отверстия· 2-4. Целью изобретения является снижение плотности плит, улучшение показателей предела прочности при изгибе и прочности на сжатие, уменьшение водопоглощения, улучшения технологичности переработки при сохранении свойств по самозатухаемости. Поставленная цель достигается тем, что в качестве антипирена используют синергетическую смесь тетрабромпараксилола (ГБПК), хлорпарафина (ХП) и перекиси декумила (ПДК) в количестве 1,05-1,4% от веса мономера при весовом соотношении соответственно 0,08-0,04 + 0,082-1,1 + 0,15-0,3); в качестве инициатора 0,65% от веса мономера перекиси бензоила, причем 90% от рецептурного количества тетрабромпараксилола вводят в исходн ую смесь, а оставшуюся часть в количестве 10% вводят в суспензию при конверсии 40-45%, 15% от рецептурного количества перекиси бензоила вводят в исходн ую смесь, а оставшуюся часть в количестве 35% вводят при конверсии 35±5%. Предложенный способ получения вспенивающегося полистирола позволяет выпускать плиты с пониженной плотностью, но с улучшенными физико-механическими характеристиками и пониженным водопоглощением. Достигаемый эффект обеспечивает · выпуск плит по ГОСТ 15588-86 низкоплотных марок с физико-механическими характеристиками, удовлетворяющими требованиям стандарта для более высокоплотных марок, что приводит к снижению расхода материала при изготовлении плит с заданными физико-механическими характеристиками. Указанный эффект достигается за счет того, что в отличие от известного способа в предложенном способе используется тройная синергетическая смесь антипирена, подобрано оптимальное соотношение компонентов синергетика и инициатора, найдены наиболее предпочтительные точки ввода компонентов антипирена и инициатора. Совокупность указанных отличительных признаков дает возможность достигать заданный положительный эффект за счет синтеза полимера с повышенной относительной вязкостью по сравнению с известным способом, что приводит наряду с сохранением пластифицирующего эффекта воскообразного компонента синергетической смеси к достижению более высоких физико-механических характеристик. Изменение концентрации компонентов за пределами предложенных соотношений приводит к потере достигаемого эффекта так, при концентрации ТБПК меньше нижнего предела не достигается желаемого эффекта по самозатухаемости, которая возрастает в два или три раза, а при повышенной концентрации ТБПК выше заявленных пределов снижаются прочностные характеристики пеноизделия за счет снижения относительной вязкости полимера. К аналогичному эффекту приводит изменение предложенного соотношения компонентов синергетической смеси или ввод компонентов в исходную рецептуру без разделения на порции. Πример 1. Для проведения опытов использовано сырье: Стирол - ГОСТ 10003-81 с изм. № 1, массовая доля стирола - н/м 99,6-99,8%, массовая доля полимера отсутствует, основность - н/б 0,001 мг НСІ/г, массовая доля п-третбутилпирокатехина - н/б 0,001 %; Перекись бензоила ГОСТ 14888-78 с изм. № 1, массовая доля воды - 25-30%, массовая доля перекиси бензоила - н/м 98,2%, массовая доля общего хлора - н/б 0,3%; Перекись дикумила - импортная, массовая доля основного вещества - н/м 95%, температура плавления 38-41 °С. Тетрабромпараксилол ТУ 6-22-3-76 с изм. № 1, содержание брома-73,5%, содержание летучих ве ществ н/б 0,3%, кислотность-н/б 0,1%. Хлорированный парафин ХП-470 ТУ; Поливиниловый спирт ГОСТ 10779-78, массовая доля летучих - н/б 4,0%, динамическая вязкость 4%-го раствора - 15-20 пас 103 сп, содержание ацетатных групп - 10-14%; Изопентановая фракция ТУ 38-101494-79, массовая доля изопентана - н/м 97,5%, плотность при 20°С 0,6-0,63 г/см 3; Обессоленная вода, жесткость - н/б 0,02 мгэкв/л, содержание хлоридов - н/б 3,55 мг/л, рН - 5,5-7,0. В реактор-полимеризатор с мешалкой объемом 10 м 3 загружают 60 вес.% обессоленной воды, 100 вес.% стирола, 0.1 вес.% перекиси бензоила, 0,15 вес.% перекиси ди-кумила, 0,82% ХП-470, 0,072 ТБПК. Форполимеризацию ведут при температуре 76±2°С до конверсии мономера 35±5%, после чего вводят 0,55% вес перекиси бензоила и заканчивают форполимеризацию при конверсии мрнометра 40-45%. В форполимер вводят 20 вес.% обессоленной воды с температурой 20-30°С, перемешивают в течение 15-20 минут, вводят 20% водной фазы в виде 1% раствора ПСВ, 7,0% изопентано-вой фракции и 0,008 вес.% ТБПК и ведут полимеризацию в суспензии при перемешивании при температуре 80 ±2°С 6-7 час, подъем и выдержка при 105°С - 6-7 час, после охлаждения полимерный бисер отделяют центрифугированием и сушат. Относительную вязкость и самозатухаемость определяют по ОСТ 6-05-202-83 с изм. № 1,2,3. Изготовление плит и их анализ производят по ГОСТ 15588-86. Результаты приведены в таблице. Πример 2. Аналогично примеру 1, количество ТБПК 0,06 вес.%, ХП-470 - 0,96 вес.%, перекиси дикумила 0,225 вес.%, первая порция ТБПК - 0,054 вес.%, вторая порция ТБПК - 0,006 вес.%. Свойства плит и показатели технологии приведены в таблице. Πример 3. Аналогично примеру 1, количество ТБПК 0,04 вес.%, ХП-470 - 1,1 вес.%, перекиси дикумила 0,3 вес.%, первая порция ТБПК - 0,036 вес.%, вторая порция ТБПК-0,004 вес.%. Свойства плит и показатели технологии приведены в таблице. Пример 4(прототип). Аналогично примеру 1, в качестве антипирена в соответствии с прототипом использована двойная смесь ТБПК - 0,03 вес.%, ХП-470 - 0,08 вес.%, первая порция перекиси бензоила 0,08 вес.%, вторая порция перекиси бензоила 0,94 вес.%. Смесь антипирена загружают в форпо-лимер вместе со второй порцией перекиси бензоила. Результаты испытания продукта приведены в таблице. Πример 5 (прототип). Аналогично примеру 4, ТБПК - 0,08 вес.%, ХП-470 - 1.2 вес.%. Результаты испытания приведены в таблице. Приведенные данные показывают, что по сравнению с прототипом (примеры 4-5) в предлагаемым способе (примеры 1-3) достигается получение плит, по плотности соответствующи х требованиям к марке 15 ГОСТ 15588-86, а по пределу прочности при изгибе и по прочности на сжатие эти плиты соответствуют марке 25, в то время как в прототипе плиты не достигли требований марки 15 по плотности и прочностные характеристики ниже. При увеличении плотности плит до требований марки 35 прочностные характеристики улучшены до требований марки 50. Водопоглощение улучшено от 1,261,5 до 0,8-1,3%. Производительность оборудования (предэкспандера) увеличилась в два раза, почти на порядок сокращен расход пара на предвспенивание.