JP2722100B2 - 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

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    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/002Scale prevention in a polymerisation reactor or its auxiliary parts
    • C08F2/004Scale prevention in a polymerisation reactor or its auxiliary parts by a prior coating on the reactor walls

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塩化ビニル系重合体のスケール付着防止剤
(以下、単にスケール付着防止剤ともいう)の製造方法
に関する。
〔従来技術およびその問題点〕
一般に塩化ビニルモノマー単独でまたは、これを主体
とする共重合性モノマーとの混合物(以下、合せて塩化
ビニル系モノマーと総称する)を重合するに際し、重合
槽の内壁、撹拌翼、バッフル、そのほか該モノマーが接
触する装置部分に多量の重合体スケールが付着すること
が知られている。このようなスケールの付着は、得られ
る塩化ビニル系重合体(上記した塩化ビニル系モノマー
の重合体をいう)の収率低下、重合槽における熱伝導
(冷却能力)の悪化を伴うだけでなく、付着後に剥離し
たスケールが製品に混入することにより、所謂フィッシ
ュアイなどとして品質の著しい低下を招く問題があっ
た。したがって、塩化ビニル系モノマーの重合後におけ
る重合槽は、その都度、付着した重合体スケールを除去
し清掃後に再び重合に供されているのが通例であるが、
そのために工業的に要する多大な労力と時間が重合槽の
稼動率を低下させ、ひいては製品コストの増加をもたら
している。
従来より、このような重合槽の内部における塩化ビニ
ル系重合体スケールの付着防止に関しては、多くの方法
が提案されている。例えば、塩化ビニル系モノマーの懸
濁重合にあたり、分散剤としてセルロース誘導体を使用
し、pHを3以上にした後、重合する方法(特公昭45−37
988号)、亜硝酸塩を添加する方法(特公昭47−40462
号、特開昭50−44276号)、アジン化合物を添加する方
法(特公昭46−4733号)、重合触媒としてアゾ系触媒を
用い、かつ水溶性ラジカル重合禁止剤および縮合リン酸
アルカリ金属塩の存在下に重合する方法(特開昭52−87
491号)、ジトラジン酸もしくはその金属塩、メナジオ
ン亜硫酸水素ナトリウムおよびアンモニウムニトロソフ
ェニルヒドロキシルアミンからなる群から選択される少
なくとも1種の化合物を添加する方法(特開昭52−9808
0号)、重合槽内壁に染料か顔料を塗布する方法(特公
昭45−30833号)、同じくフェノールとアルデヒドとの
縮合物を塗布する方法(特開昭54−107991号)、重合槽
内壁等をニッケルとする方法などがある。しかしなが
ら、これらの方法においても重合速度を遅くしたり、得
られる塩化ビニル系重合体の諸物性を損うなどの悪影響
を伴うことなく、充分に重合体スケールの付着防止を達
成し、工業的に満足し得る方法としては未だ確立されて
いない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者らは、上記に鑑み鋭意研究の結果、N−ニト
ロソフェニルヒドロキシルアミンのアンモニウム塩また
は金属塩とアルデヒドとの反応物が塩化ビニル系重合体
のスケール付着防止剤として極めて有効である知見を得
て、既に提案した(特願昭62−26185号)。しかして、
特願昭62−26185号のスケール付着防止剤であるN−ニ
トロソフェニルヒドロキシルアミンのアンモニウム塩ま
たは金属塩とアルデヒドとの反応物を収率よく製造する
ためには、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンの
アンモニウム塩または金属塩1モルに対してアルデヒド
を1モル以上の過剰、一般に1〜10モル、好ましくは1.
5〜3モルが必要であり、通常の酸性触媒を用いる縮合
反応により得ることができる。
このようなN−ニトロソフェニルヒドロキシルアミン
のアンモニウム塩または金属塩とアルデヒドとの反応物
は、そのままでも塩化ビニル重合体のスケール付着防止
剤として有効であるが、過剰のアルデヒドを含有してい
るため、スケール付着防止効果の耐久性において問題が
残る。即ち、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミン
のアンモニウム塩または金属塩とアルデヒドとの反応物
から過剰のアルデヒドを除去することにより、耐久性に
も優れた塩化ビニル重合体のスケール付着防止剤を得る
ことができる。しかしなら、N−ニトロソフェニルヒド
ロキシルアミンのアンモニウム塩または金属塩とアルデ
ヒドとの反応物から過剰のアルデヒドを除去すること
は、工業的に分留など煩雑な手段(工程)を要するばか
りでなく、充分な除去も困難である。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、上記の問題点を解決するために、さら
に鋭意研究を重ねた。その結果、N−ニトロソフェニル
ヒドロキシルアミンのアンモニウム塩または金属塩と反
応させた過剰のアルデヒドが残存する反応物に、次いで
フェノールを反応させることにより、耐久性にも優れた
塩化ビニル重合体のスケール付着防止剤が得られる知見
を得て、本発明を提案するに至った。即ち、本発明によ
れば、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアン
モニウム塩または金属塩とを反応させた後、次いでフェ
ノールを反応させることを特徴とするスケール防止剤の
製造方法が提供される。
本発明において、用いられるN−ニトロソフェニルヒ
ドロキシルアミンのアンモニウム塩はクペロンともい
い、またその金属塩としては例えば、Na、Mg、Caなどの
アルカリ金属塩のほか、Al、Cu、Feなどの金属塩であ
る。また、本発明に用いるアルデヒドは、アルデヒド基
を有する有機化合物であり、例えばホルムアルデヒド、
アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、フルフラールな
どがあげられる。このようなN−ニトロソフェニルヒド
ロキシルアミンのアンモニウム塩または金属塩とアルデ
ヒドとは、前記したように収率よく反応させるために、
N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアンモニウ
ム塩または金属塩1モルに対してアルデヒドを1モル以
上、一般に1.1〜10モル、特に1.5〜3.0モルの範囲が好
ましい。即ち、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミ
ンのアンモニウム塩またせ金属塩に対してアルデヒドを
多過剰に用いて反応させた場合には、該アンモニウム塩
または金属塩の反応収率が向上しても、次に未反応のア
ルデヒドに相当する多量のフェノールを反応に要すると
ともに、得られる反応生成物のスケール付着防止効果が
低下する。なお、N−ニトロソフェニルヒドロキシルア
ミンのアンモニウム塩または金属塩とのアルデヒドと反
応は、通常のリン酸、シュウ酸、硫酸、塩酸などの酸性
触媒を用いる縮合反応に準じた条件が適用される。
本発明においては、上記したN−ニトロソフェニルヒ
ドロキシルアミンのアンモニウム塩または金属塩とアル
デヒドとを反応した後、次いでフェノールを用いて未反
応のアルデヒドと反応させることが最大の特徴であり、
目的とする耐久性にも優れたスケール付着防止剤を得る
ために極めて重要である。本発明に用いるフェノールと
しては、例えば、石炭酸、クレゾール、キシレノール、
エチルフェール等の一価フェノール、ピロカテコール、
レゾルシン、ヒドロキノン等の二価フェノール、ピロガ
ロール、ヒドロキシ、ヒドロキノン、フロログリシノー
ル等の多価フェノール又は、それらの核置換体である。
このようなフェノールの使用量は、N−ニトロソフェニ
ルヒドロキシルアミンのアンモニウム塩または金属塩に
対するアルデヒドの過剰量に応じて決定されるが、一般
にN−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアンモニ
ウム塩または金属塩1モルに対して0.1〜2.0モルに維持
することにより、スケール付着防止剤の効果を低下させ
ることなく耐久性を図ることができる。本発明における
フェノールの反応は、前記反応と同様に酸性触媒を用い
るアルデヒドとの縮合反応が適用される。
本発明により得られる反応生成物は、上記から明らか
なように、主としてN−ニトロソフェニルヒドロキシル
アミンのアンモニウム塩または金属塩とアルデヒドとの
縮合物であり、これにフェノールとアルデヒドとの縮合
物などが混合し、一般に黒褐色の樹脂状の性状を呈して
いる。このような得られた反応生物は、塩化ビニル重合
体のスケール付着防止剤として一般に塗布して用いるた
めに、適当な溶媒に溶解した濃度0.001〜50重量%の溶
液を調製する。溶媒としては、特に制限されないが、例
えばテトラヒドロフラン、メタノール、エタノール、ア
セトン、ジメチルホルムアミドなど及びこれらの混合物
が使用される。
本発明により得られるスケール付着防止剤は、一般に
重合槽の内壁および塩化ビニル系モノマーが接触してス
ケールが発生し易い部位、例えば撹拌翼、コンデンサ
ー、付属配管接続部などに予め塗布することによって使
用される。塗布の方法は特に限定されないが、通常はス
プレー塗布、刷毛塗り等が簡単である。
なお、重合槽の内壁および付属機器におけるスケール
付着防止剤の塗布量は、特に限定されないが、該スケー
ル付着防止剤の効果と生成する塩化ビニル系重合体への
混入を勘案して、一般に0.01〜10g/m2の範囲で用いられ
る。また、上記した如きスケール付着防止剤の塗布は、
塩化ビニル系モノマーの重合を実施する前に行うが、バ
ッチ重合を実施する度毎に予め行ってもよく、また1回
の塗布により数バッチの重合を水洗のみで継続して実施
することも出来る。
本発明のスケール付着防止剤が適用される塩化ビニル
系モノマーの重合は、前記した如く塩化ビニル単独のみ
ならず、該塩化ビニルと共重合可能なモノマー、例えば
酢酸ビニル等の脂肪酸ビニルエステル;アクリル酸、ア
クリル酸メチル等のアクリル酸類;メタクリル酸、メタ
クリル酸メチル等のメタクリル酸類、エチレン、プロピ
レン等のα−オレフィン、スチレンなどの重合に有効で
ある。また、かかる塩化ビニル系モノマーの重合形式
は、水性懸濁重合、水性乳化重合、塊状重合などで、公
知の重合条件、方法が適用される。例えば重合開始剤は
特に制限なく使用され、ジ−2−エチルヘキシルパーオ
キシジカーボネート、イソプロピルパーオキシジカボネ
ート、ラウロイルパーオキサイド、ターシャリブチルパ
ーオキシピバレート、ベンゾイルパーオキサイド等の有
機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、αα′アゾ
ビス4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル等の
アゾ系化合物等が一般的である。また、重合時間は特に
制限はなく、3時間〜15時間が一般的であり、重合温度
は特に制限はなく、30℃〜80℃が一般的である。
〔作用および効果〕
本発明によれば、N−ニトロソフェニルヒドロキシル
アミンとアルデヒドとの反応物から過剰(未反応)のア
ルデヒドを除去することなく、そのままフェノールを反
応させることにより、塩化ビニル重合体の良好なスケー
ル付着防止剤を得ることができる。即ち、本発明により
得られるスケール付着防止剤は、N−ニトロソフェニル
ヒドロキシルアミンとアルデヒドとの反応物から過剰の
アルデヒドを充分に除去して得られたスケール付着防止
剤と同様に、塩化ビニル重合体に対して耐久性も良好な
スケール付着防止剤の効果を発揮する。具体的には、実
施例に示すように塩化ビニル系モノマーの重合に際し、
スケール付着防止剤を重合槽(缶)内壁などに塗布して
用いることにより、該重合体の付着が殆んど防止される
とともに、1回の塗布により断続して10バッチの重合も
実施可能なスケール付着防止効果の耐久性が発揮され
る。したがって、本発明により得られるスケール付着防
止剤によれば、塩化ビニル系モノマーの重合において該
重合体スケールの付着が殆んど完全に防止されるため、
得られる塩化ビニル系重合体へ該スケールの混入がな
く、製品の諸物性を悪化させるなどの影響も全く懸念さ
れず、また重合反応を遅くすることも認められない。
なお、本発明において、上記の効果を発揮する機構は
明らかではないが、本発明者等は塩化ビニルモノマーを
重合するに際し、重合槽内の各部に塗布された反応物が
遊離ラジカルを何らかの作用により捕捉することによる
結果ではないかと推定している。
〔実施例〕
以下に本発明を具体的に説明するために実施例を掲げ
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
実施例−1 還流コンデンサー、撹拌機付の三つ口フラスコに、ク
ペロン31gを水200ccに溶解させ、次にベンズアルデヒド
42gを装入し、内温が95℃まで撹拌しながら徐々に昇温
した。次に、リン酸98gを装入し、この温度で還流下に
6時間反応を続けた。さらに、ピロガロール25gを装入
し、6時間反応を続けることにより、水に不溶で未反応
アルデヒドを4重量%含有する黒褐色樹脂状の反応物を
得た。
ついで、内容積2000のステンレス製重合槽の内壁
に、上記反応物をメタノールに0.5重量%の濃度に溶解
して塗布した。その際の塗布量は0.1g/m2であった。メ
タノールを乾燥させた後、イオン交換水1000Kg、部分ケ
ン化ポリビニルアルコール300g、ジ−2−エチルヘキシ
ルパーオキシジカーボネート250gを装入した後オートク
レーブを脱気し、塩化ビニル600Kgを仕込み、撹拌下に5
7℃で重合を行った。オートクレーブ内の圧力が初期圧
力より2.5Kg/cm2低下した時点で未反応モノマーをパー
ジし、重合を終了させた。内容物を抜き出したところ、
重合槽内壁へのスケール付着は全く認められなかった。
また、1回の塗布により、10バッチの重合を水洗のみ
で継続しても、重合槽内壁へのスケール付着は全く認め
られなかった。
実施例−2 クペロンの代りにN−ニトロソフェニルヒドロキシル
アミンのアルミニウム塩36g用いて、実施例−1と同様
な反応を行い得られた生成物をメタノールに0.5重量%
の濃度に溶解して塗布した。実施例−1と同様な重合操
作を行ったところ、重合槽内壁へのスケール付着は全く
認められなかった。
また、1回の塗布により、10バッチの重合を水洗のみ
で継続しても、重合槽内壁へのスケール付着は全く認め
られなかった。
実施例−3 ピロガロール代りに石炭酸18.8g用いて、実施例−1
と同様な反応を行い、得られた生成物をメタノールに0.
5重量%の濃度に溶解して塗布した。実施例−1と同様
な重合操作を行なったところ、重合槽内壁へのスケール
付着は全く認められなかった。
また、1回の塗布により、10バッチの重合を水洗のみ
で継続しても、重合槽内壁へのスケール付着は全く認め
られなかった。
実施例−4 実施例−1と同様な反応を行い得られた生成物をメタ
ノールに0.5重量%の濃度に溶解して、内容積100のス
テンレス製重合槽の内壁に塗布した。次いで、メタノー
ルを乾燥させた後、オートクレーブを脱気し、ターシャ
リーブチルパーオキシピバレート10gを含む塩化ビニル5
0Kg仕込み、撹拌下に67℃で重合を行った。オートクレ
ープ内の圧力が初期圧力より1.5Kg/cm2低下した時点
で、未反応モノマーをパージし重合を終了させた。内容
物を抜き出したところ、重合槽内壁へのスケール付着は
全く認められなかった。
比較例−1 実施例−1において、重合槽に反応物を塗布すること
なく、同様な重合操作を行なったところ、重合槽内壁へ
のスケール付着量は350g/m2であった。
比較例−2 還流コンデンサー、撹拌機付の三つ口フラスコに、ク
ぺロン31gを水200ccに溶解させ、次にベンズアルデヒド
42gを装入し、内温が95℃まで撹拌しながら徐々に昇温
した。次にリン酸98gを装入し、この温度で還流下に12
時間反応を続けることにより、水に不溶で未反応アルデ
ヒドを32重量%含有する黒褐色オイル状の反応物を得
た。
得られた生成物をメタノールに1重量%の濃度に溶解
して塗布した。その際の塗布量は0.2g/m2であった。実
施例−1と同様な重合操作を行なったところ、重合槽内
壁へのスケール付着は全く認められなかった。しかし、
1回の塗布により2バッチの重合を水洗のみで継続した
ところ、重合槽内壁へのスケール付着量は、7g/m2であ
った。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミン
    のアンモニウム塩または金属塩とアルデヒドと反応させ
    た後、次いでフェノールを反応させることを特徴とする
    塩化ビニル系重合体のスケール付着防止剤の製造方法。
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