Вспенивающаяся полистирольная композиция, вспененные шарики и сформованные детали

9. Композиция по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что Нефтяной воск практически однородно распределен по всей КОМПОЗИЦИИ, приготовленной полимеризацией стирола в водной суспензии, которая предназначена для получения стирольного полимера,причем полимеризацию проводят в присутствии нефтяного воска, введенного в водную суспензию на первой стадии полимеризации.10. Композиция по п. 9, отличающаяся тем, что нефтяной воск вводят в водную суспензию в момент времени, Который соответствует 0-35 -ной степени превращения стирола в полимер.11. Композиция по п. 9, отличающаяся тем, что нефтяной воск вводят в водную суспензию в момент времени, когда полимеризация только начинается.12. Композиция по п. 11, отличающаяся тем, что нефтяной воск предварительно смешивают со стиролом.13. Композиция по любому из пп. 1-12, отличающаяся тем, что включает 0,050,50 мас. зародышеобразователя.14. Способ предварительного вспенивания композиции вспенивающегося стирольного полимера в форме шариков, заключающийся в том, что полимеризацией стирола в водной суспензии готовят композицию, включающую (а) 100 мас.ч. стирольного полимера, среднемассовая молекулярная масса Мш которого составляет 150000-300000, а содержание остаточного мономера в котором составляет менее 2000 млн 1, (б) 2-9 мас.ч., по меньшей мере, одного газообразующего средства, включающего н-пентан, (в) от 0,1 до менее 1,0 мас.ч. практически равномерно распределенного по композиции нефтяного воска,представляющего собой смесь Сш-Сво -алканов, и (г) 0-1,0 мас.ч. зародь 1 шеобразователя,вь 1 бранного из группы, включающей синтетический воск Фишера-Тропша и полиолефиновь 1 е воски, и приготовленную гомогенную композицию смешивают при одновременном нагревании с водянь 1 м паром за один или несколько проходов через сосуд с мешалкой.15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что нефтяной воск вводят на первой стадии,предпочтительно непосредственно в начале, полимеризации стирола в водной суспензии.16. Способ приготовления композиции по любому из пп. 1-13, включающий полимеризацию в водной суспензии 100 мас.ч. стирола или его смеси с, по меньшей мере, еще одним мономером в присутствии, по меньшей мере, одного растворимого в стироле соединения перекисного типа в качестве инициатора, причем полимеризацию проводят при температуре 80-120 С в присутствии (1) 0,1-1,0 мас.ч. нефтяного воска, вводимого в водную суспензию в момент времени, соответствующий 0-35 -ной степени превращения стирола в полимер, (11) 3-10 мас.ч. газообразующего средства, вводимого в водную суспензию в момент времени, соответствующий 0-95 -ной степени превращения стирола в полимер,и (111) 0-1,0 мас.ч. зародь 1 шеобразователя, вводимого в водную суспензию в момент времени, соответствующий 0-90 -ной степени превращения стирола в полимер, а затем полимеризацию продолжают при температуре от вь 1 ше 120 до ниже 150 С в течение времени,достаточного для достижения содержания остаточного мономера менее 2000 млн 1.17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что перед началом полимеризации нефтяной воск предварительно смешивают со стиролом.18. Вспененнь 1 е шарики, полученнь 1 е из композиции по любому из пп. 1-13, которь 1 е включают на 100 мас.ч. стирольного полимера (1) 0,5-6 мас.ч. газообразующего средства,(11) от 0,1 до менее 1,0 мас.ч. практически равномерно распределенного нефтяного воска и19. Вспененнь 1 е формованнь 1 е детали, изготовленнь 1 е из композиции по любому из пп. 1-13 или из вспененных шариков по п. 18.Настоящее ИЗООРСТСНИВ ОТНОСИТСЯ К КОМПОЗИЦИИ ВСПСНИВЭЮЩСГОСЯ СТИрОЛЬНОГО ПОлимера В фОрМС шариков, К СПОСОбу ПрИГОТОВЛСНИЯ такой КОМПОЗИЦИИ И К материалам, ИЗ 2готовленнь 1 м из этой КОМПОЗИЦИИ, таким как вспененные шарики и формованные детали из пенополистирола.Пенополистирол является примером жесткого ячеистого материала с низкой плотностью, основным назначением которого является теплоизоляция зданий и упаковка пищевых и промышленных продуктов.Особо следует выделить такие свойства пенополистирола, как низкая объемная плотность, которая может находиться в интервале 7-50 кг/м 3, очень низкая теплопроводность,хорошее сопротивление старению и хорошее поведение в воде. Его механические и термические свойства зависят прежде всего от объемной плотности материала, а также от его ячеистой структуры, т.е. от диаметра ячеек, от их распределения и от соответствующей толщины стенок.Пенополистирол получают, в частности, из полистирола, в котором предварительно растворяют газообразующее средство, такое как пентан. Иными словами, он представляет собой то, что называют вспенивающимся полистиролом, который находится в форме шариков и является исходным материалом, используемым для формования деталей или изделий из вспененного полистирола.Вспенивающийся полистирол может быть получен либо в две стадии, которыми являются полимеризация в водной суспензии стирола с последующей пропиткой полистирола газообразующим средством, либо в одну стадию, на которой полимеризацию и пропитку осуществляют одновременно.Получение пенополистирола из шариков вспенивающегося полистирола обычно включает три следующие стадии(а) шарики вспенивающегося полистирола вначале вспенивают путем их смешения с водяным паром в резервуаре с мешалкой этот процесс называют предварительным вспениванием или предварительным пенообразованием, в ходе которого объем шариков может увеличиваться в 50 или 60 раз(б) далее вспененные шарики выдерживают в течение нескольких часов на открытом воздухе эта стадия соответствует стабилизации или созреванию шариков и(в) вспененные и стабилизированные таким образом шарики далее сваривают между собой в формах в ходе проведения новой тепловой операции, которая представляет собой формование.Свойства пенополистирола в течение многих лет подвергают значительному улучшению, прежде всего на стадии формования. Так, например, часто стремятся найти пути повь 1 шения производительности в процессе формования выбором добавок и поверхностной обработкой шариков. Таким образом получают продукты, которые хорошо свариваются между собой и могут быть более быстро извлечены из формы, прежде всего благодаря менее продолжительному охлаждению формованного материала.Однако по усовершенствованию стадии предварительного вспенивания или пенообразования, например, для повышения производительности на этой стадии, прежде всего путем повышения скорости вспенивания шариков, велось сравнительно мало разработок. Объемная плотность готового материала определяется практически при осуществлении именно этой стадии. Таким образом, любое повышение скорости вспенивания предпочтительно должно сопровождаться одновременным сохранением равномерного расширения шариков без влияния на их ячеистую структуру (размеры и распределение ячеек) или стабильность размеров ячеек, а также без снижения производительности при формовании на последней стадии.Более того, в последние годы удалось значительно снизить содержание остаточного мономера во вспенивающемся полистироле. Однако наличие остаточного мономера можно рассматривать как фактор, повышающий скорость расширения шариков. Таким образом, существенное снижение содержания остаточного мономера можно считать дополнительным препятствием на пути к улучшению предварительного вспенивания или предварительного пенообразования и прежде всего к повышению скорости расширения шариков.Таким образом, одной из задач настоящего изобретения является разработка средства или добавки, позволяющей повысить скорость расширения шариков на стадии предварительного вспенивания или предварительного пенообразования вспенивающегося полистирола, обладающего низким содержанием остаточного мономера, однако без влияния на ячеистую структуру вспененных материалов или снижения производительности при формовании на последней стадии.В заявке СВ 1012277 описан способ усовершенствования формования шариков из вспененного полистирола, прежде всего с целью сократить продолжительность охлаждения формованного материала. Этот способ состоит в обработке шариков вспенивающегося полистирола с использованием 0,1-10 мас. воска, по существу, нанесением покрытия. Обработку шариков можно проводить только перед или после завершения полимеризации, т.е., другими словами, в самый ранний момент времени, когда получены шарики при суспензионной полимеризации. Это может происходить, например, на заключительных стадиях процесса суспензионной полимеризации стирола в таких условиях, в которых воск, введенный в полистирол, может мигрировать к поверхности шариков и, таким образом, образовывать покрытие, достаточное для того, чтобы обеспечить более быстрое охлаждение формованного материала на заключительной стадии формования. В этой заявке описано большое количество природных и синтетических восков, температура плавления которых составляет, например, 50-85 С, а шарики рекомендуется покрывать с использованием синтетического воска, в частности полиэтиленового, температура плавления которого составляет приблизительно 70 С, в количестве 1-2 мас. в пересчете на полимер. В соответствии с указанной заявкой этот процесс во всех случаях, по существу, эквивалентен поверхностной обработке шариков. Именно благодаря этому эффекту поверхностной обработки вспененные шарики можно быстрее сваривать между собой. Обработка, ограниченная поверхностью, ни в коем случае не в состоянии оказать ощутимого влияния на расширение шариков во время, предшествующее стадии предварительного вспенивания или предварительного пенообразования, поскольку вспенивание зависит, по существу, от однородного и гомогенного характера структуры шариков.В патенте 115 3060138 описано изготовление шариков вспененного полистирола с использованием изопентана в качестве газообразующего средства. С целью усовершенствовать регулирование размеров ячеек во вспененных материалах в изопентане в количестве 0,5-2 мас. в пересчете на полистирол растворяют парафин на основе СшС 46 углеводородов. В соответствии с этим патентом применение изопентана имеет существенное значение для уменьшения размеров пор, и именно благодаря синергизму между изопентаном и этим парафином возможно как влияние на ячеистую структуру вспененного материала, так и действие парафина в этих условиях, следовательно, как зародышеобразователя. Какие-либо упоминания о влиянии на скорость расширения шариков во время стадии предварительного вспенивания или предварительного пенообразования в этом патенте отсутствуют.В заявке СЭВ 1289466 описан способ повышения скорости формования пенополистирола, прежде всего с целью сократить время охлаждения формованного материала. Этот способ состоит в нанесении после полимеризации на шарики вспенивающегося полистирола покрытия с использованием масла, воска или смеси масла с воском. В этой заявке упомянуто много природных и синтетических восков, а в примере 1 более конкретно представлен парафиновый воск, используемый в количестве 0,01 мас. в пересчете на полимер он представляет собой сырой парафиновый воск, содержащий 25 мас. минерального масла. Наличие покрытия из парафинового воска на этих шариках позволяет усовершенствовать формование и прежде всего позволяет быстрее охлаждать формованнь 1 й материал. Эффект поверхностной обработки, обусловленный нанесением этого покрытия, никоим образом не обеспечивает придания однородного и гомогенного характера,способного усовершенствовать расширение шариков, и прежде всего повысить произво 4дительность на стадии предварительного вспенивания или предварительного пенообразования.В патенте ИЗ 4243717 описан способ повышения скорости формования пенополистирола, прежде всего с целью сокращения времени охлаждения формованного материала и одновременного регулирования ячеистой структуры вспененного материала. Этот способ состоит в добавлении во время полимеризации стирола синтетического воска, назь 1 ваемого воском Фишера-Тропша и характеризующегося температурой застывания 86-110 С и,следовательно, температурой плавления, которая превышает эти значения. Этот воск Фишера-Тропша, используемый в качестве зародышеобразователя, отличается от нефтяных восков, которые, в частности, характеризуются пониженной молекулярной массой.В патенте 115 3224984 описан способ уменьшения размеров пор пенополистирола и одновременного повышения скорости формования путем более быстрого охлаждения. Этот способ состоит в добавлении во время полимеризации стирола синтетического воска,в частности полиолефинового воска, например полиэтиленового воска, плотность которого составляет 0,918-0,960, или полипропиленового воска. Этот полиолефиновый воск используют в качестве зародышеобразователя обычно его средневесовая молекулярная масса составляет 1000-4000. Он отличается от нефтяных восков, которые, в частности, характеризуются уменьшенной молекулярной массой.В заявке ЕР 0409694 описан способ повышения производительности установок для формования пенополистирола, прежде всего путем повышения скорости формования за счет более быстрого охлаждения формованного материала. Этот способ заключается в проведении процесса суспензионной полимеризации стирола в присутствии в пересчете на мономер 0,01-0,6 мас. синтетического воска, выбранного из полиэтиленовых восков,которые характеризуются среднечисленной молекулярной массой 500-5000 или температурой размягчения 90-110 С и, следовательно, температурой плавления, которая превь 1 шает эти значения, или, кроме того, индексом течения расплава (по стандарту АЗТМ В 1238, условие Е) свыше 100 дг/мин. Эти полиэтиленовые воски отличны от нефтяных восков, которые характеризуются, например, меньшей молекулярной массой.В патенте ИЗ 3647723 описан способ усовершенствования стадии предварительного вспенивания или предварительного пенообразования шариков вспенивающегося полистирола, прежде всего путем ослабления тенденции шариков склеиваться между собой. Этот способ заключается в добавлении во время суспензионной полимеризации стирола воска,который характеризуется температурой плавления 70-120 С, кислотным числом 0-45 и числом омыления 3-150. Он представляет собой воск, по существу, состоящий из эфиров спиртов алифатических кислот с длинной цепью и существенно отличающийся от нефтяного воска. В сравнительном примере В описания к этому патенту говорится об использовании 0,1 мас. парафинового воска, температура плавления которого составляет 58-60 С. Этот воск вводят во время полимеризации в тот момент, когда степень превращения стирола в полимер составляет 40 . Недостаток получаемой таким путем композиции состоит в том, что она имеет форму шариков, которые слипаются между собой и препятствуют предварительному вспениванию или предварительному пенообразованию. Какие-либо упоминания в отношении любого возможного влияния на скорость расширения шариков в указанной заявке отсутствуют.В заявке СВ 2110217 описан способ изготовления вспенивающихся полистирольных шариков, содержащих в пересчете на стирол 0,05-0,5 мас. полиэтиленового воска, который является практически линейным и характеризуется плотностью, по меньшей мере,15,4 кг/мз, молекулярной массой 700-1500, полидисперсностью менее 1,2 и температурой плавления по меньшей мере, 102 С. Этот полиэтиленовый воск отличен от нефтяных восков.Настоящее изобретение заключается в применении гомогенной композиции вспенивающегося стирольного полимера в форме шариков, содержащих особый нефтяной воск,представляющий собой смесь алканов в особой пропорции в отношении полимера. Нали