JP2007119764A - Method for production of vinyl chloride polymer - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、塩化ビニル系重合体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a vinyl chloride polymer.
塩化ビニル系樹脂成形体は、パイプや波板、電線等の建材土木材料や、食品用ラッピングフィルム、医療用血液パック等の食品・医療用分野等の幅広い用途に使用されている。 Vinyl chloride-based resin molded products are used in a wide range of applications such as construction materials and civil engineering materials such as pipes, corrugated sheets, and electric wires, food wrapping films, medical blood packs, and other food and medical fields.
この塩化ビニル樹脂成形体は、塩化ビニル系重合体に、可塑剤、熱安定剤、滑剤等の添加物を添加した樹脂混合物である塩化ビニル樹脂を成形したものであり、まず、塩化ビニルやこれを主成分とする単量体混合物を水中で懸濁重合することにより、塩化ビニル系重合体を製造し、次に、この塩化ビニル系重合体に、可塑剤、熱安定剤、滑剤等の添加物を添加し、次いで成形加工することにより得られる。 This vinyl chloride resin molded product is obtained by molding a vinyl chloride resin, which is a resin mixture obtained by adding additives such as a plasticizer, a heat stabilizer, and a lubricant to a vinyl chloride polymer. A vinyl chloride polymer is produced by suspension polymerization of a monomer mixture containing as a main component in water, and then a plasticizer, a heat stabilizer, a lubricant, etc. are added to the vinyl chloride polymer. It is obtained by adding a product and then molding.
このような熱安定剤としては、鉛系の安定剤、錫系の安定剤、カルシウム−亜鉛系の安定剤等が知られており(特許文献1参照)、また、滑剤としては、炭化水素系滑剤等が知られている(特許文献2参照)。 As such heat stabilizers, lead-based stabilizers, tin-based stabilizers, calcium-zinc-based stabilizers and the like are known (see Patent Document 1), and as lubricants, hydrocarbon-based stabilizers are known. Lubricants and the like are known (see Patent Document 2).
ところで、上記塩化ビニル系樹脂成形体は、上記の通り、塩化ビニル系重合体に、可塑剤、熱安定剤、滑剤等の添加物を加え、加熱しながら成形することにより得られるが、上記塩化ビニル系重合体は、粒子として供与されるため、熱安定剤を加えても、粒子の内部まで、熱安定剤が浸透しにくい場合がある。このため、加熱した際、塩化ビニル系重合体粒子の内部で、熱分解が生じて着色するおそれがあり、あまり高温に加熱することが困難であった。 By the way, as described above, the vinyl chloride resin molded body can be obtained by adding an additive such as a plasticizer, a heat stabilizer, and a lubricant to the vinyl chloride polymer and molding it while heating. Since the vinyl polymer is provided as particles, the heat stabilizer may not easily penetrate into the inside of the particles even if a heat stabilizer is added. For this reason, when it heats, there exists a possibility that thermal decomposition may arise inside the vinyl chloride polymer particle, and it may be colored, and it was difficult to heat it too much.
また、塩化ビニル系重合体粒子を用いて成形する場合、加熱された成形機の金属面との接触による剪断力により、塩化ビニル系重合体粒子の階層的粒子構造を破壊し、十分に溶融混練する必要がある。階層的粒子構造中に、滑剤を添加しておくことで、金属面との滑性により剥離を容易にすることができるが、上記塩化ビニル系重合体粒子の成形加工前に滑剤を添加しても、必ずしも、粒子の内部まで、滑剤が浸透しにくい。このため、金属面との滑性が十分でなく、貼り付き、焼けなどが起こる場合があり、成形不良が生じる場合がある。 In addition, when molding using vinyl chloride polymer particles, the hierarchical particle structure of the vinyl chloride polymer particles is destroyed by shearing force due to contact with the metal surface of a heated molding machine, and melt-kneaded sufficiently. There is a need to. By adding a lubricant to the hierarchical particle structure, peeling can be facilitated due to the slipperiness with the metal surface, but the lubricant is added before the molding process of the vinyl chloride polymer particles. However, the lubricant does not necessarily penetrate into the inside of the particles. For this reason, the slipperiness with the metal surface is not sufficient, sticking, burning, etc. may occur, and molding defects may occur.
そこで、この発明は、塩化ビニル系重合体の熱分解を抑制し、かつ、成形性をより良好とすることを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to suppress thermal decomposition of the vinyl chloride polymer and to improve moldability.
この発明は、塩化ビニル系単量体を水性懸濁重合する際に、熱安定剤及び滑剤を添加することにより、上記課題を解決したのである。 The present invention solves the above problems by adding a heat stabilizer and a lubricant when aqueous suspension polymerization of a vinyl chloride monomer is performed.
この発明によると、重合の際に熱安定剤及び滑剤を添加するので、得られる塩化ビニル系重合体中に、熱安定剤及び滑剤を含有させることができる。このため、成形時に加熱しても、内部に存在する熱安定剤で、塩化ビニル系重合体内部の熱分解を抑制し、かつ、内部に存在する滑剤で、金属面との滑性により剥離を容易にし、貼り付きが起こりにくく、熱分解を抑制することができる。 According to this invention, since the heat stabilizer and the lubricant are added during the polymerization, the heat stabilizer and the lubricant can be contained in the obtained vinyl chloride polymer. For this reason, even when heated during molding, the thermal stabilizer present inside suppresses the thermal decomposition inside the vinyl chloride polymer, and the lubricant present inside peels off due to the lubricity with the metal surface. It is easy, sticking hardly occurs, and thermal decomposition can be suppressed.
以下、この発明について詳細に説明する。
この発明は、塩化ビニル系単量体を水性懸濁重合することにより塩化ビニル系重合体を製造する方法であり、この水性懸濁重合の時に、熱安定剤及び滑剤を添加することを特徴とする方法である。
The present invention will be described in detail below.
This invention is a method for producing a vinyl chloride polymer by aqueous suspension polymerization of a vinyl chloride monomer, and is characterized by adding a heat stabilizer and a lubricant during the aqueous suspension polymerization. It is a method to do.
上記塩化ビニル系単量体とは、塩化ビニル単量体単独、又は塩化ビニル単量体を主成分とし、これに共重合可能な単量体を混合した単量体混合物をいう。そして、上記塩化ビニル系重合体とは、上記塩化ビニル系単量体の重合体、すなわち、塩化ビニル単独重合体又は塩化ビニル共重合体をいう。なお、上記の主成分とは、単量体混合物中における塩化ビニル単量体の含有割合が最大であることを意味する。 The vinyl chloride monomer refers to a vinyl chloride monomer alone or a monomer mixture obtained by mixing a vinyl chloride monomer as a main component and a copolymerizable monomer. The vinyl chloride polymer refers to a polymer of the vinyl chloride monomer, that is, a vinyl chloride homopolymer or a vinyl chloride copolymer. In addition, said main component means that the content rate of the vinyl chloride monomer in a monomer mixture is the largest.
この塩化ビニルと共重合可能な単量体としては、塩化ビニル単量体の重合において、従来一般的に用いられてきたものを使用することができ、特に限定されない。この共重合可能な単量体の例としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等のビニルエステル類、エチレン、プロピレン等のα−オレフィン類、(メタ)アクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル類、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、オクチルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル等のビニルエーテル類、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデン等があげられ、これらは一種又は二種以上を用いることができる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」は、「アクリル又はメタクリル」を意味する。 As the monomer copolymerizable with vinyl chloride, those conventionally used in the polymerization of vinyl chloride monomers can be used and are not particularly limited. Examples of this copolymerizable monomer include vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl stearate, α-olefins such as ethylene and propylene, and (meth) methyl (meth) acrylate. Examples thereof include alkyl ethers of acrylic acid, vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, octyl vinyl ether, and lauryl vinyl ether, and vinylidene halides such as vinylidene chloride. These can be used alone or in combination of two or more. In the present specification, “(meth) acryl” means “acryl or methacryl”.
上記の水性懸濁重合とは、水等の水性媒体中に、単量体を分散剤等で分散させ、重合開始剤等を用いて重合する重合方法をいう。 The above aqueous suspension polymerization refers to a polymerization method in which a monomer is dispersed in an aqueous medium such as water with a dispersant and the like and polymerized using a polymerization initiator or the like.
上記重合開始剤としては、特に限定されないが、油溶性の重合開始剤として、過酸化ベンゾイル、ラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシピバレート、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、α−クミルパーオキシネオデカノエート等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル等のアゾ化合物などがあげられる。これらの重合開始剤は、一種又は二種以上を用いることができる。 The polymerization initiator is not particularly limited, but as an oil-soluble polymerization initiator, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, t-butyl peroxypivalate, di (2-ethylhexyl) peroxydicarbonate, diisopropyl peroxy Examples thereof include organic peroxides such as dicarbonate, t-butylperoxyneodecanoate and α-cumylperoxyneodecanoate, and azo compounds such as azobisisobutyronitrile and azobisdimethylvaleronitrile. These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
上記分散剤としては、特に限定はされないが、例えば、水溶性の部分ケン化ポリ酢酸ビニル(いわゆるポリビニルアルコール)、ヒドロキシイソプロピルメチルセルロース等の水溶性セルロース誘導体等があげられ、これらは、一種又は二種以上を用いることができる。また、これらの分散剤に加えて油溶性の部分ケン化ポリ酢酸ビニル、ゼラチン類、非イオン界面活性剤、アニオン界面活性剤等をあげることができる。これらは、一種又は二種以上を用いることができる。 Examples of the dispersant include, but are not limited to, water-soluble partially saponified polyvinyl acetate (so-called polyvinyl alcohol), water-soluble cellulose derivatives such as hydroxyisopropylmethylcellulose, and the like. The above can be used. In addition to these dispersants, oil-soluble partially saponified polyvinyl acetate, gelatins, nonionic surfactants, anionic surfactants and the like can be mentioned. These can use 1 type, or 2 or more types.
上記の水性懸濁重合においては、必要に応じて、通常の塩化ビニル系単量体の重合に用いられる連鎖移動剤、酸化防止剤、架橋剤、pH調整剤、スケール付着防止剤等の各種の重合助剤を適宜使用することができる。 In the above aqueous suspension polymerization, various kinds of chain transfer agents, antioxidants, crosslinking agents, pH adjusting agents, scale adhesion preventing agents, etc., which are used for the polymerization of ordinary vinyl chloride monomers as required. A polymerization aid can be appropriately used.
さらに、塩化ビニル系単量体の仕込み方法、スケール付着防止剤の適用の方法、重合を停止させる方法、塩化ビニル系重合体から残留した塩化ビニル系単量体を除去する方法、生成した塩化ビニル系重合体を水性媒体から分離・乾燥する方法等については、通常の塩化ビニル系単量体の懸濁重合方法において採用されている方法を適用することができる。 Furthermore, a method for charging a vinyl chloride monomer, a method for applying a scale adhesion inhibitor, a method for stopping polymerization, a method for removing residual vinyl chloride monomer from a vinyl chloride polymer, and a produced vinyl chloride For the method of separating and drying the polymer from the aqueous medium, the method employed in the usual suspension polymerization method of vinyl chloride monomers can be applied.
上記の塩化ビニル系単量体の仕込み方法の例としては、初期の仕込み時に、塩化ビニル系単量体の全てを仕込む方法の他、初期の仕込み時に、塩化ビニル系単量体の一部を仕込み、上記水性懸濁重合の途中で、上記塩化ビニル系単量体の残りの一部を、追加して仕込む方法を採用することができる。 As an example of the above-mentioned method of charging the vinyl chloride monomer, in addition to the method of charging all of the vinyl chloride monomer at the initial charging, a part of the vinyl chloride monomer is charged at the initial charging. It is possible to employ a method in which the remaining part of the vinyl chloride monomer is additionally charged in the middle of the charging and aqueous suspension polymerization.
さらにまた、上記の水性懸濁重合に用いられる重合装置の撹拌翼やバッフル等の撹拌装置の形状等は、特に限定されるものではなく、前者としては、タービン翼、ファンタービン翼、ファウドラー翼、及びブルーマージン等があげられ、後者としては、板型、円筒型、D型、ループ型、フィンガー型等があげられる。 Furthermore, the shape of the stirring device such as the stirring blade and baffle of the polymerization apparatus used for the aqueous suspension polymerization is not particularly limited, and the former includes a turbine blade, a fan turbine blade, a Faudler blade, And the blue margin. Examples of the latter include a plate type, a cylindrical type, a D type, a loop type, and a finger type.
上記塩化ビニル系樹脂を構成する塩化ビニル系重合体の平均重合度は、特に限定されないが、500以上1500未満が好ましく、600以上1400以下がより好ましい。500より小さいと、粘度が低く、粘着性が大きくなる傾向がある。一方、1500より大きいと、剪断による発熱が大きくなる傾向がある。この平均重合度を得る方法としては、重合温度を制御する方法があげられる。 The average degree of polymerization of the vinyl chloride polymer constituting the vinyl chloride resin is not particularly limited, but is preferably 500 or more and less than 1500, and more preferably 600 or more and 1400 or less. If it is less than 500, the viscosity tends to be low and the tackiness tends to increase. On the other hand, if it is larger than 1500, there is a tendency for heat generation due to shearing to increase. Examples of a method for obtaining this average degree of polymerization include a method for controlling the polymerization temperature.
上記の水性懸濁重合時において、熱安定剤及び滑剤が添加されることが必須である。この熱安定剤としては、ハイドロタルサイト化合物、エポキシ化合物、亜リン酸エステル、多価アルコール、ケト化合物、鉛系安定剤、有機錫安定剤、金属石鹸系安定剤等があげられる。 In the aqueous suspension polymerization, it is essential to add a heat stabilizer and a lubricant. Examples of the heat stabilizer include hydrotalcite compounds, epoxy compounds, phosphites, polyhydric alcohols, keto compounds, lead stabilizers, organic tin stabilizers, metal soap stabilizers, and the like.
上記ハイドロタルサイト化合物としては、合成ハイドロタルサイト、天然ハイドロタルサイト等があげられる。また、上記エポキシ化合物としては、エポキシ樹脂、エポキシ化アマニ油、エポキシ化大豆油等があげられる。さらに、上記亜リン酸エステルとしては、ポリホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリノニルフェニルホスファイト等があげられる。さらにまた、上記多価アルコールとしては、ソルビトール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等があげられる。また、上記ケト化合物としては、アセト酢酸エステル、デヒドロ酢酸、β−ジケトン等があげられる。 Examples of the hydrotalcite compound include synthetic hydrotalcite and natural hydrotalcite. Examples of the epoxy compound include epoxy resin, epoxidized linseed oil, and epoxidized soybean oil. Furthermore, examples of the phosphite include polyphosphite, triphenyl phosphite, and trinonylphenyl phosphite. Furthermore, examples of the polyhydric alcohol include sorbitol, trimethylolpropane, and pentaerythritol. Examples of the keto compound include acetoacetate ester, dehydroacetic acid, β-diketone and the like.
上記鉛系安定剤としては、ステアリン酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛、三塩基性硫酸鉛等があげられる。また、上記有機錫安定剤としては、ジメチル錫メルカプト、ジブチル錫メルカプト、ジオクチル錫メルカプト、ジブチル錫マレート、ジブチル錫マレートポリマー、ジオクチル錫マレート、ジオクチル錫マレートポリマー、ジブチル錫ラウレート、ジブチル錫ラウレートポリマー等があげられる。さらに、金属石鹸系安定剤としては、カルシウム−亜鉛系安定剤、バリウム−亜鉛系安定剤、バリウム−カドミウム系安定剤等があげられる。これらの熱安定剤は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the lead stabilizer include lead stearate, dibasic lead phosphite, and tribasic lead sulfate. Examples of the organotin stabilizer include dimethyltin mercapto, dibutyltin mercapto, dioctyltin mercapto, dibutyltin malate, dibutyltin malate polymer, dioctyltin malate, dioctyltin malate polymer, dibutyltin laurate, dibutyltin laurate Examples thereof include polymers. Furthermore, examples of the metal soap stabilizer include calcium-zinc stabilizer, barium-zinc stabilizer, barium-cadmium stabilizer and the like. These heat stabilizers may be used alone or in combination of two or more.
これらのなかでも、上記ハイドロタルサイト化合物を用いるのが、この発明の効果をより有効に発揮させ、また、毒性等の観点からもより好ましい。 Among these, it is more preferable to use the hydrotalcite compound because the effects of the present invention are more effectively exhibited and from the viewpoint of toxicity and the like.
上記熱安定剤の添加量は、上記塩化ビニル又は塩化ビニルを主成分とする単量体混合物の全仕込量に対し、50ppm以上5000ppm以下がよく、100ppm以上3000ppm以下が好ましい。50ppm未満だと、熱安定剤の添加効果を発揮し得ない。一方、5000ppmより多いと、重合安定性を阻害し、また粗粒化するため、目的とする品質の塩化ビニル系重合体粒子を得ることが困難となる傾向がある。 The addition amount of the heat stabilizer is preferably 50 ppm or more and 5000 ppm or less, and preferably 100 ppm or more and 3000 ppm or less with respect to the total charge of the monomer mixture containing vinyl chloride or vinyl chloride as a main component. If it is less than 50 ppm, the effect of adding a heat stabilizer cannot be exhibited. On the other hand, if it exceeds 5000 ppm, the polymerization stability is inhibited and the particles are coarsened, so that it tends to be difficult to obtain vinyl chloride polymer particles having the desired quality.
上記滑剤としては、ポリエチレンワックス、パラフィン系ワックス、モンタン酸ワックス、ステアリン酸等の脂肪酸、ステアリルアルコール等の脂肪族アルコール、ステアリン酸ブチル等の脂肪酸のアルコールエステル、脂肪酸のポリグリコールエステル、多価アルコール、ポリグリコール、ポリグリセロール等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the lubricant include polyethylene wax, paraffin wax, montanic acid wax, fatty acid such as stearic acid, fatty alcohol such as stearyl alcohol, alcohol ester of fatty acid such as butyl stearate, polyglycol ester of fatty acid, polyhydric alcohol, Examples thereof include polyglycol and polyglycerol. These may be used alone or in combination of two or more.
上記滑剤の添加量は、上記塩化ビニル又は塩化ビニルを主成分とする単量体混合物の全仕込量に対し、100ppm以上5000ppm未満がよく、200ppm以上3000ppm以下が好ましい。100ppm未満だと、滑剤の添加効果を発揮し得ない。一方、5000ppm以上だと、重合安定性を阻害し、また粗粒化するため、目的とする品質の塩化ビニル系重合体粒子を得ることが困難となる傾向がある。 The addition amount of the lubricant is preferably 100 ppm or more and less than 5000 ppm, and preferably 200 ppm or more and 3000 ppm or less with respect to the total amount of the vinyl chloride or the monomer mixture mainly composed of vinyl chloride. If it is less than 100 ppm, the effect of adding a lubricant cannot be exhibited. On the other hand, when it is 5000 ppm or more, polymerization stability is hindered and the particles are coarsened, so that it is difficult to obtain vinyl chloride polymer particles having a desired quality.
上記熱安定剤や滑剤の添加方法としては、粉体状のまま添加してもよく、水性媒体に微分散させた分散液として添加してもよい。特に、上記熱安定剤や滑剤の少なくとも一方を、分散液として添加すると、重合時において、熱安定剤や滑剤の分散性がよくなるので、得られる塩化ビニル系重合体中への熱安定剤や滑剤の混合状態が均一となりやすく、後の成形加工時における熱分解をより効率的に抑制することができたり、後の成形加工時における滑り性をより均一にしたりすることができる。 As a method for adding the heat stabilizer or the lubricant, it may be added in the form of powder or may be added as a dispersion finely dispersed in an aqueous medium. In particular, when at least one of the heat stabilizer and the lubricant is added as a dispersion, the dispersibility of the heat stabilizer and the lubricant is improved during the polymerization. Therefore, the heat stabilizer and the lubricant in the resulting vinyl chloride polymer are improved. Therefore, the thermal decomposition during the subsequent molding process can be more efficiently suppressed, and the slipperiness during the subsequent molding process can be made more uniform.
上記水性媒体としては、水や、水とメタノールやエタノール等の水溶解性アルコールとの混合溶媒等があげられる。 Examples of the aqueous medium include water and a mixed solvent of water and a water-soluble alcohol such as methanol or ethanol.
上記分散液には、上記の熱安定剤や滑剤を分散させるための分散剤を含有するのが好ましい。この分散剤としては、前記した塩化ビニルの重合に使用される分散剤を用いると、塩化ビニルの重合の分散剤としても利用できるので、効率的である。この場合、塩化ビニルの重合に用いる分散剤の量の全量を、これらの熱安定剤や滑剤の分散剤として用いても、又はその一部を用いてもよいが、操作の簡便さの点と添加効率の点から、全量を用いることが好ましい。 The dispersion preferably contains a dispersant for dispersing the heat stabilizer and the lubricant. As the dispersant, if the dispersant used for the polymerization of vinyl chloride is used, it can be used as a dispersant for the polymerization of vinyl chloride, which is efficient. In this case, the entire amount of the dispersant used for the polymerization of vinyl chloride may be used as a dispersant for these heat stabilizers or lubricants, or a part thereof may be used. From the viewpoint of the addition efficiency, it is preferable to use the entire amount.
この分散剤としては、上記の記載の中でも、水溶性の部分ケン化ポリ酢酸ビニル、油溶性の部分ケン化ポリ酢酸ビニル、水溶性セルロース誘導体が好ましい。また、この水溶性の部分ケン化ポリ酢酸ビニルとしては、ケン化度が60〜100%、平均重合度が500〜3000のものがより好ましく、上記油溶性の部分ケン化ポリ酢酸ビニルとしては、ケン化度が30〜55%、平均重合度が100〜1000のものがより好ましい。 As the dispersant, among the above descriptions, water-soluble partially saponified polyvinyl acetate, oil-soluble partially saponified polyvinyl acetate, and water-soluble cellulose derivatives are preferable. The water-soluble partially saponified polyvinyl acetate preferably has a saponification degree of 60 to 100% and an average polymerization degree of 500 to 3000. A saponification degree of 30 to 55% and an average polymerization degree of 100 to 1000 are more preferred.
上記熱安定剤や滑剤として、水との親和性の低いものを用いる場合、上記分散剤として、油溶性の部分ケン化ポリ酢酸ビニルを用いて分散すると、重合後の塩化ビニル系重合体粒子中に熱安定剤や滑剤がより均一に分散するので、分散性が向上し、より好ましい。 When using a heat stabilizer or a lubricant having a low affinity for water, when dispersed using oil-soluble partially saponified polyvinyl acetate as the dispersant, in the vinyl chloride polymer particles after polymerization, Since the heat stabilizer and the lubricant are more uniformly dispersed, the dispersibility is improved, which is more preferable.
上記の方法で得られる塩化ビニル系重合体は、この塩化ビニル系重合体からなる粒子の内部まで、熱安定剤や滑剤を含有するので、これを用いて成形加工する際の加熱によって、分解が生じるのを効果的に抑制することができると共に、ゲル化の過程や溶融状態で、金属面に樹脂が貼り付くことを抑制し、成形加工性を向上させることができる。 The vinyl chloride polymer obtained by the above method contains a thermal stabilizer and a lubricant up to the inside of the particles made of this vinyl chloride polymer, and therefore, decomposition is caused by heating during molding using this. While being able to suppress effectively, it can suppress that a resin adheres to a metal surface in the process of gelation or a molten state, and can improve moldability.
特に、上記の塩化ビニル系重合体の製造工程で熱安定剤及び滑剤を添加するという本発明の方法を用いると、従来の成形加工工程のみでこれらの両方を加える場合より、熱安定剤や滑剤の添加量を全体で少なくして、同様の効果を得ることができる。 In particular, when the method of the present invention in which a heat stabilizer and a lubricant are added in the production process of the above vinyl chloride polymer is used, the heat stabilizer and the lubricant are more than the case where both of them are added only in the conventional molding process. The same effect can be obtained by reducing the amount of added as a whole.
次に、上記の方法で得られる塩化ビニル系重合体を用いて成形加工する方法について説明する。まず、上記塩化ビニル系重合体に、熱安定剤や滑剤、及び必要に応じて、可塑剤、改質剤、充填剤等を添加して、塩化ビニル系樹脂組成物を得る。次いで、この塩化ビニル樹脂組成物を、押出成形、射出成形、カレンダー成形、プレス成形等にかけることにより成形加工され、成形体を得ることができる。 Next, a method for molding using the vinyl chloride polymer obtained by the above method will be described. First, a heat stabilizer, a lubricant, and, if necessary, a plasticizer, a modifier, a filler and the like are added to the vinyl chloride polymer to obtain a vinyl chloride resin composition. Next, this vinyl chloride resin composition is molded by subjecting it to extrusion molding, injection molding, calendar molding, press molding or the like, and a molded body can be obtained.
上記可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルアジペート等をあげることができる。また、上記改質剤としては、MBS(メチルメタクリレート・ブタジエン・スチレン樹脂)、ABS(アクリロニトリル・ブタンジエン・スチレン樹脂)、塩素化ポリエチレン、アクリル系ポリマー、EVA(エチレン・酢酸ビニル樹脂)、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)、NBR(ニトリルブチレンゴム)等をあげることができる。さらに、上記充填剤としては、炭酸カルシウム、クレー、タルク等をあげることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the plasticizer include dibutyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, di-2-ethylhexyl adipate, and the like. Examples of the modifier include MBS (methyl methacrylate / butadiene / styrene resin), ABS (acrylonitrile / butanediene / styrene resin), chlorinated polyethylene, acrylic polymer, EVA (ethylene / vinyl acetate resin), PMMA (polyethylene). Examples thereof include methyl methacrylate) and NBR (nitrile butylene rubber). Furthermore, examples of the filler include calcium carbonate, clay, and talc. These may be used alone or in combination of two or more.
この成形加工工程において、熱安定剤や滑剤を加えることにより、熱安定剤や滑剤の効果をより的確に発揮させることができる。このとき使用される熱安定剤や滑剤としては、上記したものと同様のものを用いることができる。また、塩化ビニル系重合体の製造工程で使用した熱安定剤や滑剤と同じものを用いてもよく、異なるものを用いてもよい。それらの中でも、水性懸濁重合時に上記ハイドロタルサイト化合物を用い、かつ、成形加工時に金属石鹸系安定剤、特にカルシウム−亜鉛系安定剤(ステアリン酸カルシウム−ステアリン酸亜鉛)を用いるのが、さらに好ましい。 In this molding process, the effects of the heat stabilizer and the lubricant can be more accurately exhibited by adding the heat stabilizer and the lubricant. As the heat stabilizer and lubricant used at this time, the same ones as described above can be used. Further, the same heat stabilizer or lubricant used in the production process of the vinyl chloride polymer may be used, or a different one may be used. Among them, it is more preferable to use the hydrotalcite compound at the time of aqueous suspension polymerization and to use a metal soap stabilizer, particularly a calcium-zinc stabilizer (calcium stearate-zinc stearate) at the time of molding. .
従来において、塩化ビニル系重合体粒子を用いて成形加工を行う場合、熱安定剤や滑剤等を添加するが、その際、110℃程度に加温する、いわゆるホットブレンドが行われる場合がある。この際、鉛系安定剤として一般的に用いられるステアリン酸鉛は、溶融状態となるので、塩化ビニル系重合体粒子の内部に含浸しやすい。また、有機錫安定剤は、液状であるので、塩化ビニル系重合体粒子の内部に含浸しやすい。これに対し、金属石鹸系安定剤、特に一般的に用いられるカルシウム−亜鉛系安定剤(ステアリン酸カルシウム−ステアリン酸亜鉛)は、融点が120℃以上と高いため、従来の方法では、ホットブレンドであっても、塩化ビニル系重合体粒子の内部に含浸し難い。このため、本願発明の方法、すなわち、水性懸濁重合時において、ハイドロタルサイト化合物を用いることは、ブレンド時に塩化ビニル系重合体粒子の内部に含浸し難い金属石鹸系安定剤、特にカルシウム−亜鉛系安定剤を成形加工時に添加・配合して用いる場合でも効果を発揮することができる。 Conventionally, when molding processing is performed using vinyl chloride polymer particles, a heat stabilizer, a lubricant, or the like is added, and at that time, so-called hot blending that is heated to about 110 ° C. may be performed. At this time, since lead stearate generally used as a lead-based stabilizer is in a molten state, it is easily impregnated inside the vinyl chloride polymer particles. Further, since the organic tin stabilizer is in a liquid state, it is easily impregnated inside the vinyl chloride polymer particles. On the other hand, metal soap stabilizers, particularly calcium-zinc stabilizers generally used (calcium stearate-zinc stearate) have a high melting point of 120 ° C. or higher. However, it is difficult to impregnate the inside of the vinyl chloride polymer particles. For this reason, the use of the hydrotalcite compound in the method of the present invention, that is, in the aqueous suspension polymerization, makes it difficult to impregnate the inside of the vinyl chloride polymer particles during blending, particularly calcium-zinc. The effect can be exhibited even when the system stabilizer is added and blended during molding.
上記の通り、塩化ビニル系重合体の製造工程、及び成形加工工程の両方で熱安定剤や滑剤を加えると、従来の成形加工工程のみでこれらを加える場合より、熱安定剤や滑剤の添加量を全体で少なくして、同様の効果を得ることができる。 As mentioned above, when heat stabilizers and lubricants are added in both the vinyl chloride polymer production process and the molding process, the amount of heat stabilizers and lubricants added is higher than when these are added only in the conventional molding process. As a whole, the same effect can be obtained.
上記の成形加工工程においては、上記の添加剤以外に、必要に応じて、安定化助剤、改質剤、加工助剤、酸化防止剤、光安定剤、顔料、充填剤等を添加してもよい。 In the above-described molding process, in addition to the above-mentioned additives, a stabilizing aid, a modifier, a processing aid, an antioxidant, a light stabilizer, a pigment, a filler, and the like are added as necessary. Also good.
以下、実施例によりこの発明を具体的に説明する。まず、下記の実施例及び比較例での物性や評価の方法、及び使用した原材料について記載する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. First, physical properties and evaluation methods in the following Examples and Comparative Examples, and raw materials used are described.
[物性・評価]
(平均重合度)
塩化ビニル系重合体200mgをニトロベンゼン50mlに溶解し、得られた溶液を30℃恒温水槽中に保持したウベローデ型形粘度計へ入れ、標線間の落下秒数を測定し、比粘度から平均重合度を求めた。
[Evaluation of the physical properties]
(Average polymerization degree)
200 mg of a vinyl chloride polymer is dissolved in 50 ml of nitrobenzene, and the resulting solution is put into an Ubbelohde viscometer held in a constant temperature water bath at 30 ° C., and the number of seconds falling between the marked lines is measured. I asked for a degree.
(動的熱分解性)
得られた塩化ビニル系重合体100重量部にステアリン酸カルシウム0.8重量部、ステアリン酸亜鉛0.4重量部、エポキシ化大豆油2重量部、リン系キレーター(旭電化工業製Mark1500)0.5重量部を混合して樹脂組成物を調整した後、この樹脂組成物59gをラボプラストミル(東洋精機製作所(株)製:30C150)R60に充填し、温度170℃、回転数40rpmで混練を行い、樹脂組成物が熱分解しトルクが上昇し始めるまでの時間を測定した。
(Dynamic pyrolysis)
100 parts by weight of the obtained vinyl chloride polymer 0.8 parts by weight of calcium stearate, 0.4 parts by weight of zinc stearate, 2 parts by weight of epoxidized soybean oil, 0.5-phosphorus chelator (Mark 1500, manufactured by Asahi Denka Kogyo) After the resin composition was prepared by mixing parts by weight, 59 g of this resin composition was filled in R60 Plast Mill (Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd .: 30C150) R60 and kneaded at a temperature of 170 ° C. and a rotation speed of 40 rpm. The time until the resin composition was thermally decomposed and the torque began to increase was measured.
(オーブン熱分解性)
動的熱分解性の評価に用いた樹脂組成物を、150℃ロール上で5分混練した後、厚さ0.75mmのシートとして取りだした。このロールシートを190℃のオーブンに入れ、シートが熱分解して黒化するまでの時間を測定した。
(Oven pyrolysis)
The resin composition used for evaluation of dynamic thermal decomposability was kneaded on a 150 ° C. roll for 5 minutes, and then taken out as a sheet having a thickness of 0.75 mm. This roll sheet was placed in an oven at 190 ° C., and the time until the sheet was thermally decomposed and blackened was measured.
[原材料]
(重合開始剤)
・tert−ブチルパーオキシネオデカノエート
[raw materials]
(Polymerization initiator)
・ Tert-Butylperoxyneodecanoate
(分散剤)
・分散剤1…部分ケン化ポリ酢酸ビニル(ケン化度89モル%、重合度2300)
・分散剤2…部分ケン化ポリ酢酸ビニル(ケン化度71モル%、重合度700)
(Dispersant)
Dispersant 1: partially saponified polyvinyl acetate (saponification degree 89 mol%, polymerization degree 2300)
Dispersant 2 ... partially saponified polyvinyl acetate (saponification degree 71 mol%, polymerization degree 700)
(熱安定剤)
・ハイドロタルサイト…協和化学工業(株)製:アルガマイザー
(Heat stabilizer)
・ Hydrotalcite: manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd .: Algamizer
(滑剤)
・脂肪酸ポリオールエステル…コグニス社製:Loxiol G15、以下、「G15」と略する。
・ヒドロキシステアリン酸…コグニス社製:Loxiol G21、以下、「G21」と略する。
(Lubricant)
Fatty acid polyol ester: manufactured by Cognis: Loxiol G15, hereinafter abbreviated as “G15”.
-Hydroxy stearic acid: Cognis Co .: Loxiol G21, hereinafter abbreviated as "G21".
(実施例1〜2、比較例1〜3)
内容積400リットルの撹拌機及びジャケット付のステンレス製重合缶に、表1に記載の仕込1を仕込み、真空ポンプにて脱気した。次いで、分散剤として、仕込2を仕込んだ。その後、仕込3を仕込み、重合缶ジャケットに温水を循環させて、56.5℃に昇温して重合を開始した。なお、実施例2においては、重合転化率が50%に達した時点で、表1に示す量の塩化ビニル単量体を、22kg/hrの添加速度で追加に仕込んだ。
そして、重合缶内圧が、56.5℃での塩化ビニル単量体の飽和蒸気圧より0.15MPa低下したところで、未反応単量体を回収して、重合を終了させた。
得られた塩化ビニル系重合体の粒子について、上記の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Examples 1-2, Comparative Examples 1-3)
The stainless steel polymerization can with a stirrer and jacket with an internal volume of 400 liters was charged with the charge 1 shown in Table 1, and deaerated with a vacuum pump. Next, Charge 2 was charged as a dispersant. Thereafter, Charge 3 was charged, warm water was circulated through the polymerization can jacket, and the temperature was raised to 56.5 ° C. to initiate polymerization. In Example 2, when the polymerization conversion rate reached 50%, an amount of vinyl chloride monomer shown in Table 1 was additionally charged at an addition rate of 22 kg / hr.
When the internal pressure of the polymerization can decreased by 0.15 MPa from the saturated vapor pressure of the vinyl chloride monomer at 56.5 ° C., the unreacted monomer was recovered and the polymerization was terminated.
Said evaluation was performed about the particle | grains of the obtained vinyl chloride type polymer. The results are shown in Table 1.
(比較例4)
比較例1で得られた塩化ビニル系重合体の粒子の一部に、表1に記載の量の熱安定剤及び滑剤を添加した。得られた粒子について、上記の評価を行った。その結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
To a part of the vinyl chloride polymer particles obtained in Comparative Example 1, the heat stabilizers and lubricants in the amounts shown in Table 1 were added. Said evaluation was performed about the obtained particle | grains. The results are shown in Table 1.
(実施例3)
ハイドロタルサイト、G15及びG21を、予め分散剤1及び分散剤2と混合して、水分散液を調製した(配合比率は、実施例1と同様。)。
これの全量を仕込2として用い、仕込1を用いなかったこと以外は、上記実施例1と同様にして、塩化ビニル単量体の重合を実施し、得られた塩化ビニル系重合体の粒子について評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 3)
Hydrotalcite, G15 and G21 were previously mixed with Dispersant 1 and Dispersant 2 to prepare an aqueous dispersion (the blending ratio is the same as in Example 1).
About the vinyl chloride polymer particles obtained by carrying out the polymerization of the vinyl chloride monomer in the same manner as in Example 1 except that the whole amount was used as the charge 2 and the charge 1 was not used. Evaluation was performed. The results are shown in Table 1.
(評価の結果)
表1に示される結果から以下の点が観察される。
(1)熱安定剤及び滑剤を重合時に添加した実施例1の動的熱分解性は、熱安定剤のみ重合添加した比較例2や滑剤のみ重合添加した比較例3よりも良好であり、また、それぞれ単独での熱分解性の向上よりも、両成分を併用して添加した方が向上幅が大きく、相乗効果があることを見出した。また、両成分をブレンド時添加した比較例4よりも実施例1の効果が大きいことが判る。同様の効果がオーブン熱分解性でも確認できた。これらより、熱安定剤と滑剤を重合添加し、塩化ビニル系重合体中に微分散させることで、樹脂組成物の成形機の金属面との貼り付きを抑えて滑性をより均一に発現させることで剪断を抑え、分解した塩酸ガスも微分散させた熱安定剤が極初期に捕捉できるため、初期の熱劣化が抑制され、相乗効果が発現するものと考えられる。
(As a result of evaluation)
The following points are observed from the results shown in Table 1.
(1) The dynamic thermal decomposability of Example 1 in which a heat stabilizer and a lubricant were added at the time of polymerization was better than Comparative Example 2 in which only the heat stabilizer was polymerized and Comparative Example 3 in which only the lubricant was polymerized, and The inventors have found that the addition of both components in combination has a greater improvement range and a synergistic effect than the improvement of thermal decomposability by itself. Moreover, it turns out that the effect of Example 1 is larger than the comparative example 4 which added both components at the time of a blend. A similar effect was confirmed with oven pyrolysis. From these, a heat stabilizer and a lubricant are polymerized and added, and finely dispersed in a vinyl chloride polymer, thereby suppressing the sticking of the resin composition to the metal surface of the molding machine and expressing the lubricity more uniformly. Therefore, it is considered that the thermal stabilizer that suppresses shearing and finely disperses the decomposed hydrochloric acid gas can be captured in the very initial stage, so that the initial thermal deterioration is suppressed and a synergistic effect is exhibited.
(2)実施例2は、塩化ビニル単量体を重合中追加仕込みすることで、追加仕込みをしない実施例1よりも更に熱安定性が良好になっている。これは、重合末期に塩化ビニル単量体を後添加することにより、塩化ビニル系重合体粒子表面に塩化ビニル単量体が存在し、結果として粒子中に微分散している熱安定剤や滑剤が粒子中央側に微分散していると考えられる。このため、成形初期に熱安定効果や滑性が消費されず、粒子が破壊された成形後期に効果を発揮するためと考えられる。 (2) In Example 2, the thermal stability is further improved by adding the vinyl chloride monomer during the polymerization, compared to Example 1 in which the additional charging is not performed. This is because the vinyl chloride monomer is present on the surface of the vinyl chloride polymer particles by post-adding the vinyl chloride monomer at the end of the polymerization, and as a result, a heat stabilizer or lubricant that is finely dispersed in the particles. Are considered to be finely dispersed on the center side of the particles. For this reason, it is considered that the heat stability effect and the slipperiness are not consumed in the early stage of molding, and the effect is exhibited in the later stage of molding when the particles are destroyed.
(3)実施例3は、熱安定剤及び滑剤を分散液中に分散させたものである。これを用いることにより、熱安定剤及び滑剤がより均一に分散され、これにより、上記の(1)と(2)の効果がさらに相乗的に発揮することができたものと考えられる。 (3) In Example 3, a heat stabilizer and a lubricant are dispersed in a dispersion. By using this, it is considered that the heat stabilizer and the lubricant were more uniformly dispersed, and thereby the effects of the above (1) and (2) could be further synergistically exhibited.
Claims (9)
上記水性懸濁重合時に、熱安定剤及び滑剤を添加することを特徴とする塩化ビニル系重合体の製造方法。 In a method for producing a vinyl chloride polymer by aqueous suspension polymerization of a vinyl chloride monomer comprising a vinyl chloride monomer or a monomer mixture mainly composed of a vinyl chloride monomer,
A method for producing a vinyl chloride polymer, comprising adding a heat stabilizer and a lubricant during the aqueous suspension polymerization.
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