JP2003192754A - スケール付着防止剤の製造方法 - Google Patents
スケール付着防止剤の製造方法Info
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Abstract
く、且つ該皮膜の剥離物によるトラブルが極めて少ない
塩化ビニル系重合体の重合反応器用のスケール付着防止
剤の製造方法を提供する。 【解決手段】下記(1)式で示される水酸基含有芳香族
化合物、1−ナフトール類、アルデヒド類及び塩基性触
媒を水系溶媒中にて、80℃以下の温度で混合後、該混
合物の温度を2℃/分以下の昇温速度で、90〜150
℃まで昇温する。 【化1】 (但し、R1、R2は、ヒドロキシ基、炭素数が1〜8
のアルキル基、ハロゲン、アルキル基部の炭素数が1〜
8のアルコキシカルボニル基及びフェニル基より選ばれ
た同種又は異種の基であり、一方の基が水素であっても
良く、且つ、1つのヒドロキシ基に対してオルト位及び
/又はパラ位の少なくとも2箇所に置換基が無い構造を
有する。)。
Description
体製造時の重合反応器内壁におけるスケール発生を防止
するためのスケール付着防止剤の新規な製造方法に関す
る。
ための重合反応器内壁に塗布して形成される被膜のスケ
ール付着防止性が極めて高く、また、該皮膜の剥離物が
得られる塩化ビニル系重合体に混入した場合のトラブル
が極めて少ないスケール付着防止剤を製造することが可
能な製造方法を提供する。
ノマーを水性媒体中で懸濁または乳化重合する際に重合
容器内部や攪拌翼などにスケールが付着し、これが生産
性や得られる重合体の品質低下を招いていた。そこで、
これまで種々のスケール付着防止成分を予め重合器内面
に塗布する方法(例えばスケール付着防止成分として、
特開昭62−201832号公報記載のフェノール類/
アルデヒド縮合物、特公昭62−3841号公報に記載
の多官能フェノール類の自己縮合物など)が提案されて
きた。
部などに塗布する時間を短縮する場合に水蒸気気流を用
いる方法(特公昭64−5044号公報)があり、この
場合にはスケール付着防止成分が水性媒体に可溶である
ことが求められている。たとえばアルカリ水溶液に可溶
なタイプとしては特公平1−31523号公報には1−
ナフトール/ホルムアルデヒド縮合物などが提案されて
いる。
合、得られる塩ビ系重合体の成形品の色調に影響を与え
ることがある。さらに、スケール付着防止成分が着色異
物やフィッシュアイの原因になることもある。
るスケール付着防止技術は未だ開発されるに至っていな
いのが現状である。
発明者らは、1−ナフトール類、水酸基含有芳香族化合
物及びアルデヒド類の縮合反応せしめて得られる縮合生
成物が、塩化ビニル系重合体を製造する際に、予め重合
反応容器内に塗布して被膜を形成することにより、優れ
たスケール付着防止効果を発揮し、しかも、得られる塩
化ビニル系重合体の成形物の色調に影響を与え難く、さ
らには着色異物やフィッシュアイも少ないことを見い出
し、既に提案した。
た結果、上記縮合生成物を特定の条件下で製造すること
により、上記性能が一層向上することを見い出し、本発
明を提案するに到った。
水酸基含有芳香族化合物、1−ナフトール類、アルデヒ
ド類及び塩基性触媒を水系溶媒中にて、80℃以下の温
度で混合後、該混合物の温度を2℃/分以下の昇温速度
で、90〜150℃まで昇温することを特徴とするスケ
ール付着防止剤の製造方法である。
アルキル基、ハロゲン、アルキル基部の炭素数が1〜8
のアルコキシカルボニル基及びフェニル基より選ばれた
同種又は異種の基であり、一方の基が水素であっても良
く、且つ、1つのヒドロキシ基に対してオルト位及び/
又はパラ位の少なくとも2箇所に置換基が無い構造を有
する。)
類としては下記(2)式で示される化合物を使用するこ
とができる。
3及びR4は、同じであっても異なっていてもよく、ヒ
ドロキシ基または水素を示す。) 上記1−ナフトール類を具体的に例示すれば、1−ナフ
トール、1,3ジヒドロキシナフタレン、1,5ジヒド
ロキシナフタレン、1,6ジヒドロキシナフタレンなど
が挙げられる。
トールが好ましく用いられ、単独で使用することもでき
るし、2種類以上を混合して使用することもできる。
としては、(1)式で示される化合物が使用される。
アルキル基、ハロゲン、アルキル基部の炭素数が1〜8
のアルコキシカルボニル基及びフェニル基より選ばれた
同種又は異種の基であり、一方の基が水素であっても良
く、且つ、1つのヒドロキシ基に対してオルト位及び/
又はパラ位の少なくとも2箇所に置換基が無い構造を有
する。) 上記水酸基含有芳香族化合物において、アルキル基は炭
素数が1〜8であれば特に制限されないが、特にメチル
基、t−ブチル基が好ましい。また、ハロゲンとして
は、塩素が好適である。
記R1、R2が共に水素以外の置換基である場合に、1
つのヒドロキシ基に対してオルト位及び/又はパラ位の
少なくとも2箇所に置換基が無い構造を有することが必
要である。
場合、(1)式に表示のヒドロキシ基か該R1のヒドロ
キシ基の何れか1つが、オルト位及びパラ位の1カ所に
置換基を有するか、又はオルト位及びパラ位に置換基を
有さない条件を満足すればよい。
せば、石炭酸、o−クレゾール、p−クレゾール、p−
t−ブチルフェノール、o−t−ブチルフェノール、m
−クロロフェノール、サリチル酸メチルなど一価フェノ
ール類、カテコール、レゾルシノール、2−メチルレゾ
ルシノールなどの二価フェノール類、ピロガロール、フ
ロログルシノール、ヒドロキシヒドロキノンなどの三価
フェノール類、及びo−ヒドロキシビフェニル、2,6
ジヒドロキシビフェニルなどのビフェニル類などが挙げ
られる。これらは2種類以上を混合して用いることもで
きる。
フェノール類は、特にスケール付着防止効果に優れるた
め、好適に使用することができる。
具体的には、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベ
ンズアルデヒド、フルフラールなどが挙げられる。これ
ら単独または2種類以上の混合物でも使用できる。
水酸基含有芳香族化合物は、アルデヒド類との縮合物を
生成することは勿論、アルデヒド類を介して1−ナフト
ール類とも縮合反応が可能で、比較的高い比率で共縮合
物を生成することができるものと推定される。
芳香族化合物を使用した場合や、水酸基含有芳香族化合
物と1−ナフトール類をアルデヒド類とそれぞれ単独で
縮合せしめて混合した混合縮合物とは全く異なる効果、
即ち、優れたスケール付着防止効果、塩化ビニル系重合
体の成形物におけるフィッシュアイや着色異物の数及び
優れた非着色性を発揮することができる。
フトール類をアルデヒド類とそれぞれ単独で縮合せしめ
て混合した場合、スケール付着防止効果が低下するか、
もしくは塩化ビニル系重合体の成形体に着色異物が増加
する。
ホン酸基やカルボン酸基などの酸性を示す基、またはア
ミノ基、アミン基など塩基性を示す基を持つものを用い
た場合、スケール付着防止効果の低下、または/及び、
塩化ビニル系重合体の成形物の色調への影響が比較的大
きい。
基含有芳香族化合物との組成比は、1−ナフトール類に
対して水酸基含有芳香族化合物が0.01〜2倍モル、
より好ましくは0.3〜0.8倍モルが適当である。即
ち、水酸基含有芳香族化合物の割合が0.01倍モルよ
り少ない場合、着色異物やフィッシュアイが増加する傾
向がある。また、水酸基含有芳香族化合物が2倍モルよ
り多い場合、スケール付着防止効果が低下する傾向があ
る。
トール類と水酸基含有芳香族化合物の合計モル数に対し
て、0.2〜2倍モル、さらに好ましくは0.5〜1.
2倍モルが適当である。即ち、アルデヒド類が2倍モル
より多い場合、レゾール型の反応物が増えたり、これが
未反応物として残るため好ましくない。また、アルデヒ
ド類が0.2倍モルより少ない場合、縮合反応が十分に
起こらず、スケール付着防止効果が低下する傾向があ
る。
ホルムアルデヒドを用いた場合は、着色異物、フィッシ
ュアイがより一層少なくなり好ましい。この場合、ホル
ムアルデヒドは単独で使用しても、他のアルデヒドと併
用しても良いが、併用する場合にはホルムアルデヒドが
全アルデヒド中の10モル%以上、好ましくは、40モ
ル%以上含まれることが好ましい。
際のスケール付着防止効果の持続性が良く、好適に使用
される。この場合、ベンズアルデヒドは単独で使用して
も、他のアルデヒド類と併用しても良いが、この場合に
はベンズアルデヒドが全アルデヒド類中の10モル%以
上となるように使用することが好ましい。但し、70モ
ル%を超えると得られる共縮合物を後記のアルカリ水溶
液に溶解する際均質な組成物を得ることが困難となるお
それがあるため、70モル%以下で使用することが望ま
しい。
のが特に制限なく使用される。例えば、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、アンモニアなどが挙げられる。ま
た、該塩基性触媒は、1−ナフトール類1モルに対し
て、0.70〜1.70モルの割合で存在せしめること
が好ましい。
酸基含有芳香族化合物、1−ナフトール類、アルデヒド
類及び塩基性触媒を水系溶媒中にて、80℃以下の温度
で混合後、該混合物の温度を2℃/分以下の昇温速度
で、90〜150℃まで昇温することにある。
反応を行う際、縮合反応を実質的に完結せしめる温度
は、比較的高温であることが、皮膜の均一性及びステン
レス表面への皮膜の密着性が向上し、スケール付着防止
剤として使用した場合のスケール付着防止効果を向上さ
せるために有効であるが、反面縮合反応開始時の温度
は、比較的低温であることが縮合反応をマイルドに進行
させるために必要であるという知見を得た。更に、上記
低温域から高温域に達するまでの昇温速度が、安定して
縮合生成物を得るために極めて重要であることを見い出
したのである。
フトール類、アルデヒド類及び塩基性触媒を水系溶媒中
にて混合する際の温度が80℃を超える場合は、得られ
る縮合生成物をスケール付着防止剤として使用した場
合、反応が急速に進行するため、縮合生成物が不均一と
なり着色異物が増加する。
の高温域への昇温に時間がかかるため、工業的には、6
0℃以上とすることが好ましい。かかる混合時の温度
は、特に、65〜75℃が好適である。
制限されないが、水性溶媒中に水酸基含有芳香族化合
物、1−ナフトール類及び塩基性触媒を存在せしめた
後、アルデヒド類を徐々に添加する方法が推奨される。
ことが一般的ではあるが、スケール付着防止剤を塗布後
の乾燥時間を短縮するなどの目的で、縮合生成物の分散
性(溶解性)を悪化させない範囲で、メタノールのよう
な水と混合可能な有機溶媒を含んでいてもよい。この場
合、該有機溶媒は30重量%以下が好ましい。
が、2℃/分を超える場合、縮合生成物の生成が不均一
となり易く、得られる縮合生成物をスケール付着防止剤
として使用した場合、着色異物の発生を招く。上記昇温
温度は、好ましくは1℃/分以下であることが好まし
い。
度が90℃より低い場合、縮合生成物の縮合反応が十分
に進行することができず、得られる縮合生成物をスケー
ル付着防止剤として使用した場合、スケール付着防止効
果の低下を招く。一方、該到達温度が150℃より高い
場合、縮合生成物の分解が起こり、得られる縮合生成物
をスケール付着防止剤として使用した場合、着色異物や
フィッシュアイの発生を招く。好適な到達温度は、90
〜150℃、特に、95〜110℃である。
前記反応液は、縮合反応をより進行せしめるため、該到
達温度を維持することが好ましい。かかる維持時間は、
2分〜72時間、好ましくは、1〜10時間、さらに好
ましくは3〜8時間である。
精製して未反応物を除去してもよいし、未反応物を含ん
だそのままのものを使用してスケール付着防止剤として
も差し支えない。
よりなるスケール付着防止剤が適用できるポリ塩化ビニ
ル製造用の重合反応器の構造、材質等は、特に制限され
るものではなく、公知の構造、材質を使用することがで
きる。例えば、ステンレス等の金属製容器、内面にガラ
スライニングを施した該金属製容器、ガラス容器などで
構成され、かかる容器に、必要に応じて攪拌機や邪魔
板、還流コンデンサーなどを設けたものが一般的であ
る。
の内壁以外に、必要に応じて設けられる、攪拌機や邪魔
板、還流コンデンサーなどの壁面も含まれる。
が重合反応器の内壁に形成されることにより効果を発揮
する。また、この場合、本発明のスケール付着防止剤を
塗布後これを乾燥し、必要に応じて水洗することによっ
て、迅速に且つ容易に縮合物の被膜を形成することが可
能である。
防止剤には、スケール付着防止効果を妨げない範囲で、
前記水溶液に任意の添加物を必要に応じて添加しても良
い。例えば、ポリビニルアルコール、部分ケン化ポリビ
ニルアルコール、メチルセルロース、ポリアクリル酸ナ
トリウムなどの水溶性高分子化合物、ドデシル硫酸ナト
リウムのような陰イオン界面活性剤、シリカゾル、アル
ミナゾルのような水分散性固体、及び、炭酸ナトリウ
ム、ケイ酸ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウム、ク
エン酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜ジチオン
酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、リン酸水素ナト
リウム、酢酸カリウムなどの水溶性アルカリ金属塩であ
る。
内面への塗布量としては特に限定されないが、縮合生成
物の重量として、0.001g〜10g/m2の範囲が
好ましい。かかる重合反応器を使用した塩化ビニル系重
合体の製造は、水性媒体中において実施される既知の方
法が特に制限なく採用される。例えば、塩化ビニル単
独、或いは塩化ビニル及び塩化ビニルと共重合可能なモ
ノマーとを水性媒体中で懸濁重合または乳化重合するこ
とにより行う方法が挙げられる。
に説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定さ
れるものではない。
法によって行った。
評価した。
ス製)内に、イオン交換水28kg、部分ケン化ポリビ
ニルアルコール(KH−20;日本合成化学工業(株)
社製)の4wt%水溶液485g、ラジカル開始剤(K
S−23;化薬アクゾ(株)社製)5.1g、(PS−
N;日本油脂(株)社製)6.1gを仕込み、次いで塩
化ビニルモノマー18.65kgを仕込んだ。3段のブ
ルーマージン翼により700rpmで攪拌しながら、6
3.5℃で約4時間重合した。重合後に重合体及び水媒
体を取り出し、反応器を軽く水洗した。
る場合は、引き続き次の仕込みを行う。3バッチ後に気
液界面付近の内面(20cm×20cm)に付着してい
るスケールを黄銅製のへらで採取し、40℃で12hr
真空乾燥させた重量を換算して、スケール付着量A(g
/m2)として示した。引き続き同操作により仕込みを
行い、5バッチ後のスケールを同方法で採取して、スケ
ール付着量B(g/m 2)として示した。
ス製)内に、イオン交換水25kg、ラウリル硫酸ナト
リウム75g、過硫酸カリウム4gを仕込み、次いで塩
化ビニルモノマー12kgを仕込んだ。ファウドラー翼
を用いて900rpmで攪拌しながら、70℃で8時
間、乳化重合を行った。重合後に重合体及び水媒体を取
り出し、反応器を軽く水洗した。
る場合は、引き続き次の仕込みを行う。3バッチ後の気
液界面付近の内面(20cm×20cm)に付着してい
るスケールを黄銅製のへらで採取し、40℃で12hr
真空乾燥させた重量を換算してスケール付着量C(g/
m2)として示した。引き続き同操作により仕込みを行
い、5バッチ後のスケールを同方法で採取して、スケー
ル付着量D(g/m2)として示した。
性 上記懸濁重合により得られたポリ塩化ビニル100重量
部に、三塩基性硫酸鉛2重量部、ステアリン酸鉛1.5
重量部、ステアリン酸カルシウム0.5重量部、ステア
リン酸0.2重量部を(株)東洋精機製作所製プラスト
ミルにて185℃で15分間混合した後、175℃の1
0分間加熱プレスして、厚さ5mmのシートを得た。日
本電色工業(株)性Z−Σ80型色差計にて明度指数
(L値)を測定した。L値が大きいほど白色度が高い
(非着色性が優れる)と言える。
異物 上記懸濁重合により得られたポリ塩化ビニル100重量
部に、ジブチル錫マレエート4重量部を添加して、20
mmφの一軸押し出し機(185℃)を用いてTダイに
て幅約70mm、厚さ約0.2mmのシートに成形し
た。このシート100m中の着色異物の数を目視で数え
た。
1−ナフトール25g、カテコール10g、水酸化ナト
リウム7g、蒸留水300gを仕込んだ。窒素ガスで系
内を置換した後、攪拌しながら湯浴で70℃に昇温し
た。次いで、かかる温度を保ったまま、攪拌下に37w
t%ホルムアルデヒド水溶液13gをゆっくり入れた。
0.7℃/分の昇温速度で、100℃まで上昇させ、こ
の温度で撹拌下に5時間縮合反応させた。
なるスケール付着防止剤が得られた。
液を、縮合物の濃度0.5重量%、アルカリ濃度0.5
重量%となるように調整した後、内容積約50Lの塩化
ビニル重合用の反応器内面(ステンレス)にスプレーに
より塗布した。
を形成した。重合反応器に供給した縮合物の量と、排水
として出てきた縮合物の重量差から推定される形成され
た皮膜は、約0.1g/m2であった。
着防止性試験に供すると共に、得られた塩ビ系重合体の
成形物を着色性および着色異物試験に供した。
試験の付着量Aは、1g/m2、付着量Bは2g/m2
、付着量Cは1g/m2、付着量Dは3g/m2であ
り、着色性は、L=73、着色異物は、0個であった。
ド類の種類及び使用量は実施例1と同様にし、縮合条件
を表1及び2に示すように代えた以外は実施例1と同様
にして縮合物及び皮膜形成重合反応器を得た。形成され
た皮膜の量を表2に示す。
着防止性試験に供すると共に、得られた塩ビ系重合体の
成形物を着色性および着色異物試験に供した。
族化合物、アルデヒド類の種類及び使用量を表1及び2
に示すように代えた以外は実施例1と同様にして、縮合
物及び皮膜形成重合反応器を得た。形成された皮膜の量
を表2に示す。
着防止性試験に供すると共に、得られた塩ビ系重合体の
成形物を着色性および着色異物試験に供した。上記各種
試験の結果を表3に示す。
1と同様にして、皮膜形成重合反応器を得た。形成され
た皮膜の量を表2に示す。
着防止性試験に供すると共に、得られた塩ビ系重合体の
成形物を着色性および着色異物試験に供した。
た以外は実施例1と同様にして、皮膜形成重合反応器を
得た。形成された皮膜の量を表2に示す。
着防止性試験に供すると共に、得られた塩ビ系重合体の
成形物を着色性および着色異物試験に供した。
化合物を使用した場合は、スケール付着防止効果の低下
や成形物へ着色が起こる。
す。 A1:1−ナフトール A2:1,6−ジヒドロキシナフタレン A3:1,3−ジヒドロキシナフタレン B1:カテコール B2:レゾルシノール B3:ハイドロキノン B4:ピロガロール B5:o−クレゾール B6:p−ブチルフェノール B7:o−ヒドロキシビフェニル B8:2−メチルレゾルシノール B9:m−クロロフェノール B10:p−アミノフェノール C1:ホルムアルデヒド37wt%水溶液 C2:90%アセトアルデヒド液 C3:ベンズアルデヒド Na:水酸化ナトリウム (試薬類はすべて和光純薬工業株式会社製を使用)
明の方法によって得られるスケール付着防止剤は、塩化
ビニル系重合体を製造するための重合反応器内壁に塗布
して形成される被膜のスケール付着防止性が極めて優れ
ており、また、得られる塩化ビニル系重合体の成形物へ
の着色性が低く、しかも、成形品のフィッシュアイ、着
色異物など表面外観を低下する等の問題が極めて少ない
という特徴を有する。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記(1)式で示される水酸基含有芳香
族化合物、1−ナフトール類、アルデヒド類及び塩基性
触媒を水系溶媒中にて、80℃以下の温度で混合後、該
混合物の温度を2℃/分以下の昇温速度で、90〜15
0℃まで昇温することを特徴とするスケール付着防止剤
の製造方法。 【化1】 (但し、R1、R2は、ヒドロキシ基、炭素数が1〜8
のアルキル基、ハロゲン、アルキル基部の炭素数が1〜
8のアルコキシカルボニル基及びフェニル基より選ばれ
た同種又は異種の基であり、一方の基が水素であっても
良く、且つ、1つのヒドロキシ基に対してオルト位及び
/又はパラ位の少なくとも2箇所に置換基が無い構造を
有する。) - 【請求項2】 水酸基含有芳香族化合物がカテコールで
ある請求項1に記載のスケール付着防止剤の製造方法。
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- 2001-10-22 JP JP2001323185A patent/JP3899249B2/ja not_active Expired - Lifetime
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