JP2831412B2 - 塩化ビニルの重合方法 - Google Patents

塩化ビニルの重合方法

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    • C08F114/02Monomers containing chlorine
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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の改良された単独又は共重合方法
に関し、更に詳しくは重合に際して重合槽内壁等へのポ
リマー付着防止方法に関する。
〔従来技術〕
塩化ビニルを単独で、又はこれと共重合しうるモノマ
ーと共に重合(以下単に重合と略称)するに際し、重合
槽内壁、還流冷却器、撹拌翼、邪魔板及び各種付属配管
接続部等、重合操作中にモノマーが接触する装置部分に
ポリマーが付着する為重合槽の冷却能力が減少したり、
あるいは一旦付着した後剥離したポリマーが塩化ビニル
の単独重合体、又は共重合体(以下製品と省略)中に混
入して製品の品質を低下させる等の問題が生じる。従っ
て重合終了毎回重合槽内を清掃した後再び重合するのが
通列であるが、そのためには多大の労力と時間を必要と
し重合槽の稼働率の低下や製品コストの増加をもたらし
ている。
従って、従来から重合槽内壁その他の部分に薬剤を塗
布してポリマーの付着を防止する方法が提案されてきて
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、それらの方法はポリマー付着防止に効
果はあっても、たとえば重合速度を遅くしたり、製品の
諸物性を悪化させるなど種々の欠点があり、いずれも工
業的に用いる方法としては満足できるものではなかっ
た。叉、重合速度や製品の諸物性に悪影響を与えない方
法も提案されているが、かかる方法はポリマー付着防止
の効果が大きくない。例えばレゾルシンとアルデヒド類
との共縮合物を塗布する方法(公表昭57−502169及び公
表昭57−502170)が提案されているが、ポリマー付着防
止の効果はまだ充分なものではない。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは、前記問題点を解決するため鋭意研究を
行い本発明に到達した。
即ち、本発明の塩化ビニルの重合方法は、塩化ビニル
を水性媒体中に於いて、又は塊状にて重合する際に、重
合槽内壁及び重合操作中にモノマーが接触する装置部
に、予め多価フェノール類と二塩化硫黄とを触媒とし
て、ルイス酸の存在下で縮合反応させ、得られた分子量
量500〜100,000である反応生成物を塗布することを特徴
とするものである。
本発明における塗布薬剤は多価フェノール類と二塩化
硫黄との反応生成物が使用されるが、その化合物の態様
は下記一般式で示される。
(但し、式中Rは水素原子又は炭素数1〜4の低級アル
キル基を示し、mは2または3の整数を示す。nは4〜
700までの整数を示す。)本発明で多価フェノール類と
は例えば2価フェノールとして、カテコール、ヒドロキ
ノン、レゾルシン等であり、叉3価フェノールとしてピ
ロガロール、ヒドロキシヒドロキノン、フロログリシン
等であるが、これらの誘導体として、2−メチルレゾル
シン、4−メチルレゾルシン、4−メチルカテコール、
2−メチルハイドロキノン、2−エチルレゾルシン、4
−tert−ブチルレゾルシン、4−イソプロピルカテコー
ル、1,2,3−トリヒドロキシ−5−メチルベンゼン等が
あるが特に限定されるものではない。二塩化硫黄は粉末
硫黄に塩素ガスを通じて得られる。また触媒はルイス酸
であり、例えば、その化合物として、塩化亜鉛、塩化ア
ルミニウム、塩化錫等が挙げられる。用いる二塩化硫黄
の量は、多価フェノール類1モルに対し、0.5〜2.5モル
の範囲が好ましいが1.0〜2.0モルの範囲での使用が高収
率であり更に好ましい。反応温度については特に限定さ
れなりが0〜40℃の温度が使用される。また溶剤につい
ては反応に不活性な一般的な溶剤が使用出来る。例え
ば、ベンゼン、トルエン、塩化メチレン、ジクロロエタ
ン、クロロベンゼン、テトラヒドロフラン、エチルエー
テル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げ
られるがこれらに限定されるものではない。これらの溶
剤の使用量は原料に対し、1〜20重量倍、好ましくは2
〜10重量倍あれば良い。多価フェノール類と二塩化硫黄
との反応生成物の分子量は好ましくは500〜100,000の範
囲であるが、更に好ましくは1000〜50,000の範囲であ
る。この反応生成物を塩化ビニルの重合内壁等へ塗布す
れば何故ポリマー付着が防止出来るか明らかでないがお
そらく反応生成物の側鎖に位置しているヒドロキシル基
がラジカル捕捉効果を有しており、重合槽内表面の塩化
ビニルの重合防止をする為と考えられる。本発明を実施
するにあたり、多価フェノール類と二塩化硫黄との反応
生成物の溶液を重合槽内壁等へ塗布するのに水溶液とし
て塗布することが有利であるが有機溶剤に溶解して塗布
しても良い。
(1)有機溶剤に溶解して使用する場合 有機溶剤中の、その固形分濃度は0.05〜5wt%であり
塗布後乾燥する。
使用出来る有機溶剤としては上記反応生成物を溶解
し、且つ重合反応、ポリマー物性に影響のないものであ
れば良い。例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、
メタノール、エタノール、アセトン、クロロホルム及び
これらの混合物が好適に使用出来る。
(2)水溶液として使用する場合 0.1〜5wt%のアルカリ金属水酸化物の水溶液に、その
固形分濃度が0.1〜10wt%になるように溶解し、さらに
無機酸または有機酸でPHが8〜3に調整して使用する。
重合槽内壁等へ塗布する際は、壁面が常温、濡れ壁で
もよく、叉、塗布後5分以内に水洗する。固形分溶解用
のアルカリ金属水酸化物は苛性ソーダが一般的であり、
好ましい。
PH調整用の無機酸は塩酸、硫酸、燐酸、硝酸等であ
り、有機酸はアスコルビン酸、酢酸、クエン酸、メルカ
プトプロピロン酸等である。
上記(1)および(2)の何れでも、本発明の方法にお
いては塗布等の方法により多価フェノール類と二塩化硫
黄との反応生成物を、器壁に存在させることが必要であ
り、塗布の方法としては通常は刷毛塗り、あるいはスプ
レー等の方法で行うことが出来、その塗布量も特に限定
はしないが通常は固形分として、0.05〜10g/m2の範囲で
良く、更には0.01〜5g/m2の範囲が好ましい。
塗布は毎バッチ重合開始前に行ってもよく、また塗布
後数バッチ以上簡単な水洗のみで継続して重合を行うこ
ともできる。
本発明が適用できる重合は、塩化ビニルの単独重合の
みならず、塩化ビニルと共重合しうるモノマー、例えば
エチレン、プロピレン等のオレフィン、酢酸ビニル、ス
チレン等のビニル系モノマー、アクリルニトリル、アク
リル酸エステル等のアクリル系モノマー、マレイン酸、
マレイン酸エステル、フマル酸、フマル酸エステル等の
ジカルボン酸系モノマー等の共重合に有効に適用出来
る。これらの共重合すべきモノマーは塩化ビニルに対し
て20wt%を越えない範囲で使用することが出来る。
更に本発明が適用できる重合形式は、上記モノマーの
水性懸濁重合、水性乳化重合及び上記モノマーのみで重
合媒体を含まない所謂塊状重合にも各々の通常の重合条
件下で有効に適用出来る。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
塗布液の製造例1 温度計、撹拌機を備えた反応器にレゾルシンを55g
(0.5モル)、無水塩化亜鉛0.5g(0.004モル)および塩
化メチレン150mlを装入し撹拌して溶解させた。これを
氷冷して内温を0〜5℃に保ちながら二塩化硫黄41.2g
(0.4モル)を5時間かけて滴下した。生成する塩化水
素ガスは系外へ排出した。途中、顆粒状の析出物が生成
するが、そのまた撹拌を続け滴下終了後7時間熟成を行
って反応を終了させた。
反応終了後、析出物を濾過し、湯洗し、乾燥した後粉
砕して黄色粉末状物を得た。
収量は29gでこのものの平均分子量は約1000であっ
た。
この黄色粉末状物をエタノールに溶解し固形分濃度が
0.4wt%になるように調整した。
塗布液の製造例2 塗布液の製造例1における生成物の黄色粉末状物を0.
8wt%NaOH水溶液に溶解し、固形聞濃度が2wt%になるよ
う調節し、さらにアスコルビン酸でPHを7.0に調節し
た。
塗布液の製造例3 温度計、撹拌機をそなえた反応器にレゾルシン55g
(0.5モル)、無水塩化亜鉛0.5%及びテトラヒドロフラ
ン200mlを装入し撹拌して溶解させた。これを氷冷して
内温を5〜10℃に保ちながら二塩化硫黄77.3g(0.75モ
ル)を7時間かけて滴下した。途中生成する塩化水素ガ
スは系外へ排出した。滴下終了後室温下で12時間撹拌し
て反応を完結させた。得られた黄色粘調な液体を水1
で希釈すると二層に分離した。下層の黄色油状層を分離
して得、これを真空乾燥した後、粉砕して黄色粉末状物
を得た。収量は80gでこのものの平均分子量は約4000で
あった。
この黄色粉末状物をメタノールに溶解し、固形分濃度
が0.4wt%になるように調整した。
塗布液の製造例4 塗布液の製造例3における生成物の黄色粉末状物を0.
5wt%NaOH水溶液に溶解し固形分濃度が2wt%になるよう
調節し、さらにクエン酸でPH4.0に調節した。
塗布液の製造例5 ピロガロール/二塩化硫黄=1/1のモル比で塗布液の
製造例3と同様の方法で反応させた。反応生成物の平均
分子量は2800であった。この樹脂を0.5wt%NaOH水溶液
に溶解し、固形分濃度が2wt%になるよう調節し、さら
に燐酸でPH7.0に調節した。
塗布液の製造例6 4−メチルレゾルシン/二塩化硫黄=1.0/1.2のモル
比で塗布液の製造例3と同様の方法で反応させた。反応
生成物の平均分子量は4050であった。この樹脂を0.6wt
%NaOH水溶液に溶解し、固形分濃度が2wt%になるよう
調節し、さらに塩酸でPH6.0に調節した。
実施例1 塗布液の製造例1により調節された塗布液を内容積7
のステンレス製重合槽の内壁に噴霧器でスプレーし、
その後減圧下でメタノールを留去させた。
この様な処置をした後、脱イオン水3000g、t−ブチ
ル−パ−オキシピバレート0.6g、鹸化度80%の部分鹸化
ポリビニルアルコ‐ル2gを装入し、内部の空気を真空ポ
ンプで排除した。しかる後、塩化ビニル2000gを装入し5
7℃で圧力が5kg/cm2Gに達するまで反応を続けた。
反応終了後、未反応モノマーを回収しポリマースラリ
ーを排出後重合槽内表面を水ですすぎ乾燥後、次に再塗
布し、その後減圧下でメタノールを留去させ、第2回目
の装入を行い重合させた。以上の重合を4回繰り返し
た。各回共に重合槽内壁に付着のポリマーの重量を調べ
た。叉、ポリマースラリーは脱水後乾燥し製品として諸
物性を測定した。結果は第1表に示す。
比較例1 塗布液の塗布を全く行わないのでその他は実施例1と
同様にして1回のみの重合を行った。結果は第1表及び
各表に示す如く、内壁へのポリマー付着量は極めて多
い。
実施例2 塗布液の製造例2により調整された塗布液を内容積7
のステンレス製重合槽の内壁に噴霧器でスプレーし、
その直後に水で塗膜を濯いだ。
この様に処理した後、実施例1と同様に重合テストを
行った。反応後終了後未反応モノマーを回収し、ポリマ
ーを排出後、反応槽内表面を水で濯ぎ、次に再塗布し、
その直後に水で塗膜を濯いだ、次に第2回目の装入を行
い重合させた。以上のように重合を4回繰り返した。
各回共に重合槽内壁に付着のポリマーの重量を調べ
た。又、ポリマースラリーは脱水後乾燥して製品とし、
諸物性を測定した。結果は第2表に示す。
第2表に示した如く本発明の方法によればポリマー付
着量が顕著に少なく、叉、付着したポリマーも簡単な水
洗で容易に洗い流すことが出来た。
反応時間の遅延もなく叉、得られた製品の物性も優れ
ている。
実施例3 塗布液の製造例3で得られた塗布液を使用し、他は実
施例1と同様に行った。結果は第3表に示したが本発明
の方法によれば、ポリマー付着量が顕著に少なく、また
付着したポリマーも簡単な水洗で容易に洗い流すことが
出来た。反応時間の遅延もなく、得られた製品の物性も
優れている。
実施例4 塗布液の製造例4で得られた塗布液を使用し、他は実
施例2と同様に行った。結果は第4表に示したが本発明
の方法によればポリマー付着量が顕著に少なく、また付
着したポリマーも簡単な水洗で容易に洗い流すことが出
来た。反応時間の遅延もなく、得られた製品の物性も優
れている。
実施例5 塗布液の製造例5で得られた塗布液を使用し、他は実
施例2と同様に行った。結果は第5表に示したが本発明
の方法によれば、ポリマー付着量が顕著に少なく、また
付着したポリマーも簡単な水洗で容易に洗い流す事が出
来た。反応時間の遅延もなく、得られた製品の物性も優
れている。
実施例6 塗布液の製造例6で得られた塗布液を使用し、他は実
施例2と同様に行った。結果は第6表に示した。
試験法 上記実施例結果に於ける試験、測定法は以下の方法に
よった。
(1)平均重合度:JIS.K−6721による。
(2)見掛比重:JIS.K−6721による。
(3)フィッシュアイ:PVC可塑剤、熱安定剤等を所定混
合したものを150℃で5分間混練し、シートを作成す
る。しかる後に10cm×10cmの面積に存在するフィッシュ
アイを常法に測定した。
(4)ポロシティ:水銀圧入法による。
〔発明の効果〕 本発明の方法により、塩化ビニルの重合槽におけるポ
リマー付着は極端に少なくなり、然も付着した少量のポ
リマーも簡単な水洗で落とすことができる。然も、重合
速度あるいは製品の品質への悪影響は皆無である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−107991(JP,A) 特開 平2−117902(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08F 14/00 - 14/06 C08F 2/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】塩化ビニルを水性媒体中に於いて、又は塊
    状にて重合する際に、重合槽内壁及び重合操作中にモノ
    マーが接触する装置部に、予め多価フェノール類と二塩
    化硫黄とを触媒としてルイス酸の存在下で縮合反応させ
    て得られた分子量500〜100,000の反応生成物を塗布する
    ことを特徴とする塩化ビニルの重合方法。
  2. 【請求項2】請求項(1)記載の塗布する反応生成物を
    アルカリ金属水酸化物の水溶液中に0.1〜10wt%を含む
    溶液とし、更に無機酸又は有機酸でPH8〜3に調製した
    後塗布することを特徴とする塩化ビニルの重合方法。
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