JP5904345B2 - 高機能性重合用添加剤、及びそれを用いた塩化ビニル系シードの製造方法 - Google Patents

高機能性重合用添加剤、及びそれを用いた塩化ビニル系シードの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5904345B2
JP5904345B2 JP2014525923A JP2014525923A JP5904345B2 JP 5904345 B2 JP5904345 B2 JP 5904345B2 JP 2014525923 A JP2014525923 A JP 2014525923A JP 2014525923 A JP2014525923 A JP 2014525923A JP 5904345 B2 JP5904345 B2 JP 5904345B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vinyl chloride
polymerization
monomer
seed
absorption accelerator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014525923A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014521823A (ja
Inventor
ヒュン・スプ・イ
キュン・ソグ・ユク
ハン・ホン・キム
Original Assignee
エルジー・ケム・リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020120051703A external-priority patent/KR20130127872A/ko
Priority claimed from KR1020120051705A external-priority patent/KR101413780B1/ko
Application filed by エルジー・ケム・リミテッド filed Critical エルジー・ケム・リミテッド
Publication of JP2014521823A publication Critical patent/JP2014521823A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5904345B2 publication Critical patent/JP5904345B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/36Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/41Compounds containing sulfur bound to oxygen
    • C08K5/42Sulfonic acids; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F114/00Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
    • C08F114/02Monomers containing chlorine
    • C08F114/04Monomers containing two carbon atoms
    • C08F114/06Vinyl chloride
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C31/00Saturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C31/02Monohydroxylic acyclic alcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C31/00Saturated compounds having hydroxy or O-metal groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C31/02Monohydroxylic acyclic alcohols
    • C07C31/125Monohydroxylic acyclic alcohols containing five to twenty-two carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F14/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
    • C08F14/02Monomers containing chlorine
    • C08F14/04Monomers containing two carbon atoms
    • C08F14/06Vinyl chloride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/12Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16Aqueous medium
    • C08F2/22Emulsion polymerisation
    • C08F2/24Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/12Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16Aqueous medium
    • C08F2/22Emulsion polymerisation
    • C08F2/24Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
    • C08F2/26Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents anionic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F6/00Post-polymerisation treatments
    • C08F6/001Removal of residual monomers by physical means
    • C08F6/003Removal of residual monomers by physical means from polymer solutions, suspensions, dispersions or emulsions without recovery of the polymer therefrom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F6/00Post-polymerisation treatments
    • C08F6/006Removal of residual monomers by chemical reaction, e.g. scavenging
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05Alcohols; Metal alcoholates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2500/00Characteristics or properties of obtained polyolefins; Use thereof
    • C08F2500/24Polymer with special particle form or size

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

本発明は、塩化ビニル系樹脂製造用モノマー吸収促進剤(monomer absorption accelerator)、及びそれを用いた塩化ビニル系シードの製造方法に係り、より具体的には、塩化ビニル系樹脂製造用モノマー吸収促進剤(monomer absorption accelerator)として作用する脂肪族高級アルコールを重合の前に投入して、残留モノマーの量を最小化することで、より安定したラテックスを得ることができ、付加的には、重合中、モノマーの消費効率及び重合反応性を増加させる塩化ビニル系樹脂製造用モノマー吸収促進剤、及びそれを用いた塩化ビニル系シードの製造方法に関する。
ペースト塩化ビニル系樹脂は、生活及び産業用素材として全世界的に最も広く用いられる汎用樹脂であって、通常、乳化重合、微細懸濁重合、シード乳化重合方法などで製造される。
シード乳化重合法によれば、ペースト塩化ビニル系樹脂は、2種類の平均粒径が異なるシードを重合初期に投入して、塩化ビニル単量体がシードと反応しながら成長して最終ラテックス粒子を製造するものである。
2種類のシードのうち第1シードは、塩化ビニル系単量体、乳化剤、油溶性開始剤を添加し、ローター−ステーター(rotor−stator)タイプのホモジナイザーポンプを用いて均質化した後、重合して製造され、第2シードは乳化重合で製造する。第1シードは、粒子内に油溶性開始剤を含んでいるので、それ自体で反応サイトを有するようになる。したがって、第1シード重合時に開始剤を過剰投入して、重合が完了した粒子内に開始剤の含量を適正量残存させることで、シード乳化重合時に重合開始がよく活性化されるようにする必要がある。
一般に、第1シードの粒子内に分解されていない開始剤を残留させるために、重合温度を50℃以下に低くし、開始剤もLPO(ラウリルパーオキサイド)などの半減期が長いものを使用する。このような第1シードの粒子の大きさ或いは残留開始剤の種類または含量などが、重合反応性に大きな影響を及ぼす要因に該当する。そこで、重合反応性を改善するためには、これらを効果的に制御することができる技術が必要な実情である。
塩化ビニル系樹脂を製造する重合には、モノマー及び乳化剤以外にも、使用用途や所望の物性に応じて様々な添加剤が用いられている。イオン性あるいは非イオン性乳化剤を入れてラテックスの安定性を向上させたり、または水素イオンの濃度調節の目的で酸や塩基を用いたりする。その中でも、非イオン性乳化剤として用いられる物質は種類が非常に多様であり、それによる結果も非常に異なる。したがって、所望の目的によって適切な物質を選択することが非常に重要であり、簡単に所望の物性を容易に発現させることができる。
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、塩化ビニル系樹脂の重合完了後、最終ラテックスの物性に影響を及ぼす残留モノマーの量を最小化して、より安定したラテックスを得ることができ、付加的に、重合中にモノマーの消費効率を増加させ、生産性の向上及びスケール発生量を低減させることができる、塩化ビニル系樹脂の製造方法に用いられる塩化ビニル系樹脂製造用モノマー吸収促進剤を提供するものである。
本発明は、ペースト塩化ビニル系樹脂用塩化ビニル系シードを均質化する前に、特定の種類のモノマー吸収促進剤を投入することで、シード乳化重合に適用する際に重合反応性に優れたシードを製造することを目的とする。
本発明から製造されるシードを使用すると、既に添加して置いたモノマー吸収促進剤がシード乳化重合の途中に液滴(droplet)安定化の効果を付与し、本重合に適用する際に、塩化ビニルモノマーがシード粒子内に入る速度及び濃度を高めて、反応性を強くする役割を果たすことができるので、スケール発生が増加しないながらも平均粒径が大きいペースト塩化ビニル系樹脂を製造することができる。また、これによって、プラスチゾルの粘度物性を改善することができる。
本発明の上記の目的及びその他の目的は、下記に説明する本発明によって全て達成することができる。
本発明によれば、下記化学式1で表される塩化ビニル系樹脂製造用モノマー吸収促進剤を提供する。
Figure 0005904345
前記化学式1中、nは、4〜24の整数である。
そして、本発明は、塩化ビニル単量体、乳化剤、重合開始剤を水性媒体に添加し、ホモジナイザーポンプを用いて液滴を均質化した後、重合して塩化ビニル系シードを製造する方法において、前記均質化の前に、前記化学式1で表される塩化ビニル系樹脂製造用モノマー吸収促進剤を投入し、均質化の後に重合を行うことを特徴とする塩化ビニル系シードの製造方法を提供する。
また、本発明は、上記の塩化ビニル系シードの製造方法によって製造され、前記モノマー吸収促進剤の種類及び使用量によって、同一の均質化条件下で、異なる粒子直径(MV)で収得したことを特徴とする塩化ビニル系シードを提供する。
本発明の実施例及び比較例によってモノマー吸収促進剤を使用した場合と、使用していない場合の重合時間による総累積除熱量グラフを示す図である。 本発明の一実施例に係る塩化ビニル系シードの製造工程を図示化した図である。 モノマー吸収促進剤の種類による平均粒径の変化を示すグラフである。STDは、モノマー吸収促進剤を導入していない場合の粒径を示したものである。
本発明によれば、下記化学式1で表される塩化ビニル系樹脂製造用モノマー吸収促進剤を提供する。
Figure 0005904345
前記化学式1中、nは、4〜24の整数である。
本発明では、モノマー吸収促進剤(monomer absorption accelerator)として作用する脂肪族高級アルコールを重合前に投入して、残留モノマーの量を最小化する。
重合に用いられた脂肪族高級アルコールの構造は、次の通りである。塩化ビニル系樹脂の重合に、下記の脂肪族高級アルコールを投入して重合する。
Figure 0005904345
前記化学式1において、nは4〜24の整数であり、不飽和状態及び飽和状態を全て含む。
上記において、nは、具体的に4〜24の整数であり、より具体的には8〜18の整数であり、この範囲内で、ラテックス粒子内部への浸透を容易にする効果がある。
前記脂肪族高級アルコールは、C〜C18の脂肪族高級アルコールであり、具体的には、C脂肪族高級アルコール、C10脂肪族高級アルコール、C12脂肪族高級アルコール、C14脂肪族高級アルコール、C16脂肪族高級アルコール及びC18脂肪族高級アルコールからなる群から1種以上選択して、単独でまたは混合して使用することができる。
すなわち、高級脂肪族アルコールの一例としては、C脂肪族高級アルコール:C10脂肪族高級アルコール=0〜100:0〜100の重量比で混合された混合物を使用することができ、より具体的には、C:C10=0〜55:0〜45の重量比で混合された混合物を使用することができる。また、C12〜C18脂肪族アルコール化合物単独でまたは混合物を使用することができ、このとき、各脂肪族アルコール化合物の含量比は0〜100重量%であってもよく、特に、C12またはC14の比率が60重量%以上である。
また、本発明は、モノマー吸収促進剤のアルキル鎖長を多様に選択して、水に対する溶解度を調節することができる。PVCの重合に使用される塩化ビニル単量体(vinyl chloride monomer、VCM)は、水にほとんど溶けない油溶性特徴を有しているため、一般的な乳化剤で覆われているPVC粒子の表面或いは内部への浸透が難しい。したがって、モノマー吸収促進剤を使用するようになると、乳化剤の間に脂溶性である促進剤が配置されて、モノマーの表面への接近を容易にする。この時に使用されるモノマー吸収促進剤の鎖長によって、粒子において位置する場所が異なるようになる。したがって、モノマー吸収促進剤の鎖長の調節を通じて溶解度を調節し、最終的に粒子の表面に位置できるようにする。
本発明によれば、各塩化ビニル系樹脂シードの重合時に鎖長が異なるモノマー吸収促進剤を投入して、それぞれ重合する。このとき、ホモジナイザーの循環回数を調節して粒子のサイズを同一に製造することで、粒子サイズの減少による反応時間短縮の効果を排除する。このように重合されたシードを投入した後、シード乳化重合を実施して、鎖長による重合時間短縮の効果を比較する。
すなわち、本発明は、10000〜0.001mg/1Lの水に対する溶解度を有する脂肪族高級アルコールであることを特徴とする塩化ビニル系樹脂製造用モノマー吸収促進剤を提供する。本発明の一例として、前記塩化ビニル系樹脂製造用モノマー吸収促進剤は、800〜0.1mg/Lの水に対する溶解度を有することができる。前記範囲の溶解度を有する脂肪族高級アルコールを使用する場合に、本重合時に反応時間の短縮及び生産性向上の効果を得ることができ、ラテックス安定性もまた向上することができる。
脂肪族高級アルコールの鎖(chain)長が短いほど反応時間の短縮にさらに効果的なことを勘案するとき、8〜14の炭素数を有する脂肪族高級アルコールを使用することが良い。
また、前記塩化ビニル系樹脂製造用モノマー吸収促進剤は、塩化ビニル系重合体の製造時に、0.1〜10phm(塩化ビニルモノマーに対する)使用されて、塩化ビニル系樹脂の重合完了後に、最終ラテックスの物性に影響を及ぼす残留モノマーの量を最小化して、より安定したラテックスを得ることができる。より具体的には、0.5〜3phmを使用する。前記下限値未満では、最終ペースト塩化ビニル系樹脂の粒径調節の効果が極めて小さく、上限値を超えると、既存の乳化剤が位置する場所を占めて、むしろ安定性が低下するため、好ましくない。
Figure 0005904345
具体的には、前記高級アルコールは、C08〜C10アルコール(下記の実施例では、(株)LG生活健康、商品名‘ELOCOL C0810’に該当)、C12〜C14アルコール(下記の実施例では、(株)LG生活健康、商品名‘ELOCOL C1214'に該当)、C12〜C18アルコール(stripped palm kernel lauryl alcohol、(株)LG生活健康、商品名‘ELOCOL C1218’に該当)、或いはステアリルアルコール(C18 99%、solid、(株)LG生活健康、商品名‘ELOCOL C1899’に該当)などが挙げられる。前記塩化パラフィンとしては、下記の実施例で使用したようなHandy chemical corporation社製の商品名‘Plastoil 152’などが挙げられる。
本発明は、塩化ビニル単量体、乳化剤、重合開始剤を水性媒体に添加し、ホモジナイザーポンプを用いて液滴を均質化した後、重合して塩化ビニル系シードを製造する方法において、前記均質化の前に、化学式1のモノマー吸収促進剤(monomer absorption accelerator)を添加し、均質化した後、重合を行うことを特徴とする塩化ビニル系シードの製造方法を提供する。
Figure 0005904345
前記化学式1において、nは4〜24の整数であり、不飽和状態及び飽和状態を全て含む。
前記塩化ビニル系シードの製造方法は、具体的には、重合水、塩化ビニル単量体、乳化剤及び前記モノマー吸収促進剤をプレミキシングタンク(pre−mixing tank)に投入し、撹拌して混合物を得る膨潤促進段階と;前記混合物を回転型ホモジナイザーを通過させる均質化段階と;前記均質化された混合物を反応器で重合させる重合段階と;を含んでなることを特徴とする。
前記製造方法において、回転型ホモジナイザーの回転数を調節して粒子を製造することができる。一次的にモノマー吸収促進剤、副原料及びモノマーをプレミキシングタンクに投入した後、真空状態で一定時間撹拌させる。その後、回転型ホモジナイザーを通過させてドロップレットを形成した後、重合して所望の大きさのシードを作ることができる。このとき、所望の大きさの粒子を作るために、均質化過程で循環回数の調節及びローター−ステーター(rotor stator)の間隙の調節を通じて、所望の粒子サイズの粒子を製造する。ホモジナイザーを通過する前に、脂溶性モノマー吸収促進剤を約0.1〜5kg/cm2の圧力下で、5〜60分程度十分に撹拌させる過程を膨潤促進工程という。このような方法を通じて生成されたラテックスは、液滴の安定性が高く、既存の乳化剤調節方式では安定的に得ることが難しかった大きさの粒子を製造することができる。また、このように製造されたシードを使用してシード乳化重合を実施する場合、約30分以上重合時間を短縮する効果を得ることができる。
前記塩化ビニル単量体100重量部を基準として、前記重合水は20〜150重量部、前記乳化剤は0.1〜10重量部、及び前記モノマー吸収促進剤は0.1〜10重量部を投入する。
前記膨潤促進段階は、0.1〜5kg/cm2の圧力下で、5〜60分間撹拌して進行される。
また、前記均質化段階では、均質化ポンプを用いて1〜3時間の間行われ、前記回転型ホモジナイザーの循環回数は10〜150回であってもよく、具体的には20〜85回であってもよい。また、ローター−ステーター(rotor stator)の間隔は0.05〜10mmであってもよく、具体的に0.1〜1mmであってもよい。循環回数が少なすぎると、粒子の大きさが多少大きくなり、分布が多少広くなることがあり、循環回数が多すぎると、多くの時間がかかり、狭すぎる粒子の分布を得ることがある。間隔の調節もまた、狭くするほど粒子サイズが小さくなり、間隔が広すぎると、均一な粒子を得ることが難しく、安定性が低下することがある。
前記乳化剤は、ラウリル硫酸ナトリウム(sodium lauryl sulfate、SLS)、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(sodium dodecyl benzene sulfonate、SDBS)、ドデシルアルキル硫酸ナトリウム(sodium dodecyl alkylsulfate、SDS)、ラウリル硫酸アンモニウム(ammonium lauryl sulfate、ALS)、セチルステアリル硫酸ナトリウム(sodium cetyl stearyl sulfate)、ラウリルエーテル硫酸ナトリウム(sodium lauryl ether sulfate、SLES)及びスクシナート(succinate)からなる群から1種以上選択することができ、具体的には、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを使用するが、これに限定されるものではない。
前記乳化剤としては、陰イオン(anion)系乳化剤、または非イオン(nonionic)系乳化剤などを単独で、または2種以上混合して使用することができる。
前記陰イオン系乳化剤としては、カルボン酸、アルキルスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、スルホコハク酸、α−オレフィンスルホン酸、またはアルキルリン酸などを使用することができる。前記陰イオン系乳化剤は、塩化ビニル系単量体100重量部に対して最大1重量部を使用することができる。前記含量で使用する場合には、重合及びラテックスの機械的安定性などに優れるという効果がある。
前記非イオン系乳化剤としては、ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、シリコン系乳化剤、ポリエチレングリコール(polyethylene−glycol)及びその誘導体、またはポリプロピレングリコール(polypropylene−glycol)及びその誘導体などを使用することができる。前記非イオン系乳化剤は、その含量が特に制限されず、塩化ビニル系単量体100重量部に対して最大3重量部を使用することができる。
前記乳化剤は、シード乳化重合反応前に水性媒体中に一括投入することができ、重合反応中に水性媒体に連続投入することができ、重合反応の完了後にラテックスに添加することもでき、必要に応じて前記方法を組み合わせて使用することができる。
前記第1シードは、微細懸濁重合により製造することができる。すなわち、塩化ビニルモノマー、乳化剤、重合開始剤及び膨潤促進剤を水性媒体に添加し、ホモジナイザーポンプを用いて液滴を均質化した後、重合反応させることによって得られる。
この時に使用される重合開始剤は、油溶性重合開始剤であり、ジイソプロピルパーオキシジカーボネートなどのパーオキシジカーボネート(peroxy dicarbonate)類;t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエートなどのパーオキシエステル(peroxy ester)類などの有機過酸化物系開始剤、または2,2−アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ(azo)系開始剤などを単独で、または2種以上混合して使用することができる。重合開始剤は、塩化ビニル系モノマー100phmを基準として、0.01〜10phmの範囲内で使用することが好ましい。
上記のような成分を水性媒体に添加して、ローター−ステーター(rotor−stator)タイプのホモジナイザーポンプを用いて液滴を均質化した後、重合して塩化ビニル系シードを製造することができる。
このとき、均質化は、これに限定するものではないが、1時間〜3時間進行することができ、ホモジナイザーポンプはローター−ステーター(rotor−stator)タイプであってもよい。
また、40〜50℃の温度で、9〜12時間の間重合を行うことができる。
そして、本発明の一実施例によって、塩化ビニル系モノマー、乳化剤、開始剤及び重合抑制剤を含む塩化ビニル系樹脂用組成物として、化学式1の脂肪族高級アルコールを含むことを特徴とするモノマー吸収促進剤ベースの塩化ビニル系樹脂用組成物を提供する。
前記脂肪族高級アルコールは、補助乳化剤兼用モノマー吸収促進剤であることを特徴とする。
また、本発明の一実施例によって、塩化ビニル系樹脂用組成物を用いてラテックス重合反応を行っており、ラテックス重合用反応器に反応水、開始剤、重合抑制剤、モノマー吸収促進剤、塩化ビニル系モノマー及び乳化剤を投入して均質化させた後、重合工程を行うことを特徴とするモノマー吸収促進剤ベースの塩化ビニル系樹脂組成物を用いたラテックス重合方法を提供する。
前記モノマー吸収促進剤は、収得しようとする最終ペースト塩化ビニル系樹脂の粒子直径によって種類及び投入量を調節することができる。
本発明の一実施例は、ラテックス重合方法により収得され、前記脂肪族高級アルコールの種類及び使用量によって、同一の均質化条件下で、異なる粒子直径(MV)で収得することができるペースト塩化ビニル系樹脂を提供する。
また、本発明の一実施例は、前記塩化ビニル系シードの製造方法により製造されることを特徴とする塩化ビニル系シードを提供する。そして、上記の塩化ビニル系シードを第1シードとして3〜15phm使用して、50〜65℃の範囲内でシード乳化重合を行うことによって製造されることを特徴とするペースト塩化ビニル系樹脂を提供する。
上記の方法で塩化ビニル系シードを製造すると、平均粒径0.3〜1.5μmの塩化ビニル系シードを製造することができる。このようなシードをペースト塩化ビニル系樹脂のシード乳化重合法に適用すると、重合時間は短縮しながらスケールの発生が増加せず、平均粒径が増加したペースト塩化ビニル系樹脂を製造することができる。また、このような樹脂を使用すると、プラスチゾルの粘度物性の改善を図ることができる。
このようなペースト塩化ビニル系樹脂のシード乳化重合法は、塩化ビニル系単量体を、水性媒体の中で、乳化剤、第1シード、第2シード、緩衝剤、酸化還元触媒などを投入して重合反応させるものである。
このとき、ペースト塩化ビニル系樹脂の重合において使用された塩化ビニル系単量体は、一般的に、80〜98wt%がペースト塩化ビニル系樹脂となり、残りの未反応の単量体は除去する。重合後のペースト塩化ビニル系樹脂のラテックスを噴霧乾燥を通じて得る。乾燥するとき、一般的に脱水、ろ過などを行わないため、乳化剤などの原料は樹脂中に残留する。ペースト塩化ビニル系樹脂は、基本的に粒径が0.1〜50μmであることが可塑剤の分散性が良好であり、ペースト(paste)加工に適する。
また、これをシード乳化重合に適用すると、スケール発生が増加せず、且つ重合安定性に優れた平均粒径0.1〜15μmのペースト塩化ビニル系樹脂を製造することができる。具体的には、これに限定するものではないが、下記の実施例で明らかになったように、本発明によって製造された塩化ビニル系シードを第1シードとして3〜5phm使用して、50〜65℃の範囲内でシード乳化重合させて製造することができる。
前記脂肪族高級アルコールは、収得しようとする最終ペースト塩化ビニル系樹脂の粒子直径によって、種類及び投入量を調節して、同一の循環回数で製造した時、異なる大きさの粒子を得ることができる。
上記の方法で塩化ビニル系シードを製造すると、平均粒径0.4〜1.5μmの塩化ビニル系シードを製造することができる。C810を使用する場合、平均粒径が約25〜6%、C1214は14〜7%、C1218は11〜9%程度減少し、C1899は0.5〜2.5%程度増加した。
以下、本発明を詳細に説明する。
以下、本発明の理解を助けるために好適な実施例を提示するが、下記の実施例は本発明を例示するものに過ぎず、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で様々な変更及び修正が可能であるということは当業者にとって明らかであり、このような変更及び修正が添付の特許請求の範囲に属することも当然なものである。
[実施例]
[第1シード重合関連実験]
実施例1
200Lの高圧反応器に撹拌機(agitator)を40rpmで撹拌しながら、脱イオン水111phm、ラウリルパーオキサイド(lauryl peroxide)1.8phm、パラキノン(paraquinone)0.001phm、モノマー吸収促進剤として高級アルコール((株)LG生活健康、商品名‘ELOCOL C0810’)2phmを投入し、反応器に−730mmHgで真空をかけた。真空状態の反応器に塩化ビニルモノマー100phm及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(sodium dodecyl benzene sulfonate、15%)1.5phmを投入した後、15分間撹拌した。
反応器の内温を20℃以下に下げ、ローター−ステーター(rotor−stator)タイプのホモジナイザーを用いて均質化を2時間の間実施した。均質化が完了すると、反応器の温度を43℃に合わせ、重合を実施した。
反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する652分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、平均粒径は0.52μmである第1シードラテックスを得ることができた。
実施例2
前記実施例1において、ELOCOL C0810 2phmの代わりに、1phmを投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する595分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、平均粒径は0.62μmである第1シードラテックスを得ることができた。
実施例3
前記実施例1において、ELOCOL C0810の代わりにELOCOL C1214((株)LG生活健康、商品名‘ELOCOL C1214’)を2phm投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する568分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、平均粒径は0.59μmである第1シードラテックスを得ることができた。
実施例4
前記実施例3において、ELOCOL C1214 2phmの代わりにELOCOL C1214 1phmを投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する597分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、平均粒径は0.63μmである第1シードラテックスを得ることができた。
実施例5
前記実施例1において、ELOCOL C0810の代わりにELOCOL C1218((株)LG生活健康、商品名‘ELOCOL C1218’)を2phm投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する612分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、平均粒径は0.63μmである第1シードラテックスを得ることができた。
実施例6
前記実施例5において、ELOCOL C1218 2phmの代わりにELOCOL C1218 1phmを投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する526分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、平均粒径は0.62μmである第1シードラテックスを得ることができた。
実施例7
前記実施例1において、ELOCOL C0810の代わりにELOCOL C1899((株)LG生活健康、商品名‘ELOCOL C1899’)を2phm投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する579分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、平均粒径は0.69μmである第1シードラテックスを得ることができた。
実施例8
前記実施例7において、ELOCOL C1899 2phmの代わりにELOCOL C1899 1phmを投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する576分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、平均粒径は0.70μmである第1シードラテックスを得ることができた。
実施例9
前記実施例1において、ELOCOL C0810の代わりに塩化パラフィン(Handy chemical corporation社製、商品名‘Plastoil 152’)を2phm投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する592分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、平均粒径は0.74μmである第1シードラテックスを得ることができた。
実施例10
前記実施例9において、塩化パラフィン2phmの代わりに塩化パラフィン1phmを投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する574分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、平均粒径は0.71μmである第1シードラテックスを得ることができた。
比較例1
前記実施例1において、ELOCOL C0810 2phmを投入していないこと以外は、前記実施例1と同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する558分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、平均粒径は0.68μmである第1シードラテックスを得ることができた。
比較例2
前記比較例1において、ローター−ステーター(rotor−stator)タイプのホモジナイザーを用いて均質化を3時間の間実施したこと以外は、前記比較例1と同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する541分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、平均粒径は0.62μmである第1シードラテックスを得ることができた。
[シード乳化重合(ペースト塩化ビニル系樹脂)関連実験]
実施例11
500Lの高圧反応器に脱イオン水75phm(part per hundred monomer)、実施例2の第1シード4.6phmを投入した後、撹拌しながら反応器に真空をかけた。
真空状態の反応器に塩化ビニル単量体100phmを投入した後、反応器の温度を55℃に昇温させ、シード乳化重合を実施した。前記重合反応が開始されると、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム0.8phmを連続的に反応器に投入して、塩化ビニル系ラテックスを製造した。
260分後、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達すると反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、スケール820gのシード乳化重合ラテックスを得ることができた。その後、ラテックスを噴霧乾燥して、粉体状のペースト塩化ビニル樹脂を製造した。
実施例12
前記実施例11において、実施例2の第1シードの代わりに実施例4の第1シードを投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する300分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、スケール800gのシード乳化重合ラテックスを得ることができた。
実施例13
前記実施例11において、実施例2の第1シードの代わりに実施例5の第1シードを投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する294分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、スケール940gのシード乳化重合ラテックスを得ることができた。
実施例14
前記実施例11において、実施例2の第1シードの代わりに実施例6の第1シードを投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する275分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、スケール780gのシード乳化重合ラテックスを得ることができた。
実施例15
前記実施例11において、実施例2の第1シードの代わりに実施例8の第1シードを投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する326分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、スケール900gのシード乳化重合ラテックスを得ることができた。
実施例16
前記実施例11において、実施例2の第1シードの代わりに実施例10の第1シードを投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する340分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、スケール240gのシード乳化重合ラテックスを得ることができた。
比較例3
前記実施例11において、実施例2の第1シードの代わりに比較例1の第1シードを投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する375分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、スケール630gのシード乳化重合ラテックスを得ることができた。
比較例4
前記実施例11において、実施例2の第1シードの代わりに比較例2の第1シードを投入したこと以外は、同様の実験を繰り返し、反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達する326分後に反応を終結し、未反応の塩化ビニル単量体を回収して除去した後、スケール670gのシード乳化重合ラテックスを得ることができた。
各実験例において、平均粒径及び重合時間を、次のように測定した。
*平均粒径:Microtrac社のNPA150を用いて測定した。
*重合時間:重合反応器の温度heat up完了から反応器の圧力が3.5kg/cm2に到達するまでの時間を測定した。
測定値は、下記表2(第1シード重合の結果)と、表3(シード乳化重合の結果)とに分けて整理した。
Figure 0005904345
Figure 0005904345
前記表2からわかるように、実施例1〜10と比較例1〜2を比較すると、実施例の場合、粒径が減少する結果を確認することができた。なお、表3からわかるように、実施例11〜16と比較例3〜4を比較すると、重合時間が短縮されるという効果を確認することができた。
[モノマー吸収促進剤の添加による残留モノマーの量]
各重合時において投入量を変量し、比較例では脂肪族アルコールを投入しなかった。重合完了後、モノマーリカバリー工程で残留するモノマーの量を確認した。
実施例17
200Lの高圧反応器に脱イオン水110phm、ラウリルパーオキサイド(lauryl peroxide)1.7phm、パラキノン(paraquinone)0.003phm、モノマー吸収促進剤として脂肪族高級アルコール(CO810)0.5phmを投入し、反応器に−730mmHgで真空をかけた後、塩化ビニルモノマー100phmとドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(sodium dodecyl benzene sulfonate)1.6phmを投入した後、3kg/cm2の圧力で20分間撹拌した。その後、ローター−ステーター(rotor−stator)タイプのホモジナイザーを用いて65回循環した。均質化が完了すると、反応器の温度を42℃に合わせ、重合を実施した。このように得られたシードを使用して、61℃でシード乳化重合を行った。
実施例18
前記実施例17において、脂肪族高級アルコールの投入量が1phmであり、循環回数が50回であること以外は、実施例17と同様の方法で塩化ビニル系重合体を製造した。
実施例19
前記実施例17において、脂肪族高級アルコールの投入量が2phmであり、循環回数が40回であること以外は、実施例17と同様の方法で塩化ビニル系重合体を製造した。
比較例5
前記実施例17において、脂肪族高級アルコールを投入せず、循環回数が55回であること以外は、実施例17と同様の方法で塩化ビニル系重合体を製造した。
[試験例]
前記実施例17〜19及び比較例5で製造した塩化ビニル系重合体の残留モノマーの量は、リカバリーラインに設置された流量計を通じて確認した。
*残留モノマー:重合完了後、残留モノマーの回収ラインに設置された流量計を通じて量を確認した。
*累積除熱量:重合中に毎分ごとに除去された熱量を、時間によって反応終了時まで累積グラフを表示した。
Figure 0005904345
前記表4からわかるように、実施例17ないし実施例19によって、脂肪族高級アルコールを使用して塩化ビニル系樹脂を重合した場合、重合完了後に最終ラテックスの物性に影響を及ぼすことがある残留モノマーの量を非常に減少させることができ、重合中にモノマーの消費効率を増加させることができることを確認した。また、モノマー吸収促進剤を使用した場合と、使用していない場合の総累積除熱量グラフを比較して見ても、モノマーの消費効率が改善されることを確認することができるだけでなく、残留モノマーの量の相対的な比較が可能である。
[ローター−ステーターによる均質化]
実施例20
200Lの高圧反応器に脱イオン水105phm、ラウリルパーオキサイド1.7phm、パラキノン(paraquinone)0.003phm、モノマー吸収促進剤として脂肪族高級アルコール1phmを投入し、反応器に−730mmHgで真空をかけた後、塩化ビニルモノマー100phmとドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(sodium dodecyl benzene sulfonate)1.6phmを投入した後、3kg/cm2の圧力で20分間撹拌した。
その後、ローター−ステータータイプのホモジナイザーを用いて、0.5mmの間隔で40回循環した。均質化が完了すると、反応器の温度を40℃に合わせ、重合を実施した。
実施例21
ローター−ステーターの循環回数が80回であること以外は、実施例20と同様の方法で塩化ビニル系ラテックス及び粉体状のペースト塩化ビニル樹脂を製造した。
実施例22
ローター−ステーターの循環回数が20回であること以外は、実施例20と同様の方法で塩化ビニル系ラテックス及び粉体状のペースト塩化ビニル樹脂を製造した。
実施例23
ローター−ステーターの間隔が0.3mmであること以外は、実施例20と同様の方法で塩化ビニル系ラテックス及び粉体状のペースト塩化ビニル樹脂を製造した。
比較例6
膨潤促進工程を実施していないこと以外は、実施例20と同様の方法で塩化ビニル系ラテックス及び粉体状のペースト塩化ビニル樹脂を製造した。
比較例7
膨潤促進工程を実施せず、乳化剤の投入量が0.4phmであること以外は、実施例20と同様の方法で塩化ビニル系ラテックス及び粉体状のペースト塩化ビニル樹脂を製造した。
比較例8
膨潤促進工程を実施せず、ローターとステーターとの間隔を1.5mmに調節したこと以外は、実施例20と同様の方法で塩化ビニル系ラテックス及び粉体状のペースト塩化ビニル樹脂を製造した。
[試験例]
前記実施例20〜23及び比較例6〜8で製造した塩化ビニル系重合体の平均粒径及びスケールの量は、下記のように測定した。
*平均粒径:製造された塩化ビニルラテックスの粒径をMicrotrac社のnanotrac150を用いて測定した。
*スケールの量:重合後にストレーナーにかかる物質の重さを概略的に測定した。
Figure 0005904345
前記表5からわかるように、実施例20〜23を、膨潤促進工程を実施していない比較例6〜8と比較して見ると、スケールが多く発生しないので液滴の安定性が高く、既存の乳化剤調節方式では安定的に得ることが難しかった大きさの粒子を製造することができた。
[モノマー吸収促進剤の鎖長による効果]
各塩化ビニル系樹脂シードの重合時に、鎖長が異なるモノマー吸収促進剤を投入して、それぞれ重合した。このとき、ホモジナイザーの循環回数を調節して粒子サイズを同一に製造することで(鎖長が長いC1899と塩化パラフィンは小さいサイズに製造されなかった)、粒子サイズの減少による反応時間短縮の効果を排除した。このように重合されたシードを投入した後、シード乳化重合を実施して、鎖長による重合時間短縮の効果を比較した。
実施例24
200Lの高圧反応器に脱イオン水110phm、ラウリルパーオキサイド1.7phm、パラキノン(paraquinone)0.003phm、モノマー吸収促進剤として脂肪族高級アルコール(C0810)1phmを投入し、反応器に−730mmHgで真空をかけた後、塩化ビニルモノマー100phmとドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(sodium dodecyl benzene sulfonate)1.6phmを投入した後、3kg/cm2の圧力で20分間撹拌した。その後、ローター−ステーター(rotor−stator)タイプのホモジナイザーを用いて45回循環した。均質化が完了すると、反応器の温度を42℃に合わせ、重合を実施した。このように得られたシードを500Lの反応器に4.6phm投入した後、55℃に昇温した後、シード乳化重合を行った。
実施例25
前記実施例24において、脂肪族高級アルコールがC1214であり、ホモジナイザーの循環回数が50回であること以外は、実施例24と同様の方法で塩化ビニル系重合体を製造した。
実施例26
前記実施例24において、脂肪族高級アルコールがC1218であり、ホモジナイザーの循環回数が55回であること以外は、実施例24と同様の方法で塩化ビニル系重合体を製造した。
実施例27
前記実施例24において、脂肪族高級アルコールがC1299であり、ホモジナイザーの循環回数が70回であること以外は、実施例24と同様の方法で塩化ビニル系重合体を製造した。
実施例28
前記実施例24において、脂肪族高級アルコールが塩化パラフィン(plastoil 152)であり、ホモジナイザーの循環回数が70回であること以外は、実施例24と同様の方法で塩化ビニル系重合体を製造した。
比較例9
前記実施例24において、脂肪族高級アルコールを投入せず、ホモジナイザーの循環回数が60回であること以外は、実施例24と同様の方法で塩化ビニル系重合体を製造した。
[試験例]
前記実施例24〜28及び比較例9で製造した塩化ビニル系重合体の粒子サイズを確認するために、下記の方法を使用し、重合時間を測定した。
*平均粒径:製造された塩化ビニルラテックスの粒径をMicrotrac社のnanotrac150を用いて測定した。
*重合時間:加熱完了時点から反応圧力3.5kg/cm2までかかった時間を測定した。
Figure 0005904345
前記表6からわかるように、実施例24ないし実施例28によって、脂肪族高級アルコールを使用して塩化ビニル系樹脂を重合した場合、反応時間短縮効果を示すので、重合生産性を高めることができる。また、脂肪族高級アルコールの鎖長が短いほど、反応時間の短縮にさらに効果的なことがわかる。
[モノマー吸収促進剤の添加による塩化ビニル系樹脂の粒径調節]
実施例29
200Lの高圧反応器に脱イオン水110phm、ラウリルパーオキサイド1.7phm、パラキノン0.003ppm、モノマー吸収促進剤として、C:C10=55:45(重量比)で混合された脂肪族高級アルコール混合物2phmを投入し、反応器に−730mmHgで真空をかけた後、塩化ビニル系モノマー100phmとドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.6phmを投入した後、3kg/cm2の圧力で20分間撹拌した。その後、ローター−ステーター(rotor−stator)タイプのホモジナイザーを用いて45回循環した。均質化が完了すると、42℃に合わせて重合を実施した。
実施例30
脂肪族高級アルコールの投入量が1phmであること以外は、実施例29と同様の方法で重合した。
実施例31
脂肪族高級アルコールがC12:C14=55:45(重量比)であること以外は、実施例29と同様の方法で重合した。
実施例32
脂肪族高級アルコールの投入量が2phmであること以外は、実施例29と同様の方法で重合した。
実施例33
脂肪族高級アルコールがC1218(C1214 65重量%、C1618 35重量%)であること以外は、実施例29と同様の方法で重合した。
実施例34
脂肪族高級アルコールの投入量が1phmであること以外は、実施例33と同様の方法で重合した。
実施例35
脂肪族高級アルコールがC18=99重量%であること以外は、実施例29と同様の方法で重合した。
実施例36
脂肪族高級アルコールの投入量が2phmであること以外は、実施例35と同様の方法で重合した。
比較例10
脂肪族高級アルコールを投入していないこと以外は、実施例29と同様の方法で重合した。
[試験例]
前記実施例及び比較例でそれぞれ製造した塩化ビニル系重合体の粒子サイズを確認するために、下記の方法を使用した。
*平均粒径:製造された塩化ビニルラテックスの粒径(MV)をMicrotrac社のnanotrac150を用いて測定した。
*粒子の安定性:重合完了したラテックスをブローダウン時にストレーナーに通過させて、それにかかるスケールの量を測定した。
Figure 0005904345
前記表7からわかるように、脂肪族高級アルコールが、塩化ビニル系モノマーの投入前に投入された実施例29〜36の場合には、脂肪族高級アルコールの投入種類及び投入量によって、最終ペースト塩化ビニル系樹脂の粒径(MV)調節を確認することができた。
参考に、脂肪族高級アルコールを投入していない比較例10では粒径が0.688μmであったが、脂肪族高級アルコールの投入によって、同一の均質化条件下で、最終ペースト塩化ビニル系樹脂の粒径(MV)は0.527μmに調節されたことを確認することができた。
また、本発明で製造された最終ペースト塩化ビニル系樹脂粒子は、安定性の面でも、比較例10によって製造された粒子より改善された安定性を有することを確認することができた。
本発明のモノマー吸収促進剤を用いて製造した特定シードを、シード乳化重合の途中に第1シードとして使用した方法によれば、重合反応性が従来技術に比べて優れるので、重合時間が短くなった効果を確認することができる。また、塩化ビニル系樹脂の重合完了後、最終ラテックスの物性に影響を及ぼす残留モノマーの量を最小化して、より重合安定性に優れたラテックスを得ることができ、付加的に、重合中にモノマーの消費効率を増加させ、反応時間の短縮、生産性の向上及びスケール発生量を低減させることができる。
モノマー吸収促進剤の導入を通じて、粒子サイズを調節するために必要であった装置及び循環回数や圧力などの別途の調節なしに粒子の大きさを簡単な方式で調節できるようになって、調節の範囲が広くなる。

Claims (14)

  1. 塩化ビニル単量体、乳化剤、重合開始剤を水性媒体に添加し、ホモジナイザーポンプを用いて液滴を均質化した後、重合して塩化ビニル系シードを製造する方法において、
    前記均質化の前に化学式1で表される、脂肪族飽和高級アルコールである塩化ビニル系樹脂製造用モノマー吸収促進剤を投入し、均質化の後に重合を行うことを特徴とする、塩化ビニル系シードの製造方法。
    Figure 0005904345
    前記化学式1中、nは、4〜7の整数である。
  2. 前記モノマー吸収促進剤は、10000〜0.001mg/1Lの水に対する溶解度を有する脂肪族高級アルコールであることを特徴とする、請求項1に記載の塩化ビニル系シードの製造方法。
  3. 前記モノマー吸収促進剤は、塩化ビニル系重合体の製造時に0.1〜10phmで使用することを特徴とする、請求項1に記載の塩化ビニル系シードの製造方法。
  4. 前記重合は、40〜50℃の温度で、9〜12時間の間行うことを特徴とする、請求項1に記載の塩化ビニル系シードの製造方法。
  5. 前記塩化ビニル系シードの製造方法は、
    重合水、塩化ビニル単量体、乳化剤及び前記モノマー吸収促進剤をプレミキシングタンクに投入し、撹拌して混合物を得る膨潤促進段階と、
    前記混合物を回転型ホモジナイザーを通過させる均質化段階と、
    前記均質化された混合物を反応器で重合させる重合段階と、を含んでなることを特徴とする、請求項1に記載の塩化ビニル系シードの製造方法。
  6. 前記塩化ビニル単量体100重量部を基準として、前記重合水は20〜150重量部、前記乳化剤は0.1〜10重量部及び前記モノマー吸収促進剤は0.1〜10重量部を投入することを特徴とする、請求項5に記載の塩化ビニル系シードの製造方法。
  7. 前記乳化剤は、ラウリル硫酸ナトリウム(sodium lauryl sulfate、SLS)、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(sodium dodecyl benzene sulfonate、SDBS)、ドデシルアルキル硫酸ナトリウム(sodium dodecyl alkylsulfate、SDS)、ラウリル硫酸アンモニウム(ammonium lauryl sulfate、ALS)、セチルステアリル硫酸ナトリウム(sodium cetyl stearyl sulfate)、ラウリルエーテル硫酸ナトリウム(sodium lauryl ether sulfate、SLES)及びナトリウムスクシナート(succinate)からなる群から1種以上選択されることを特徴とする、請求項1に記載の塩化ビニル系シードの製造方法。
  8. 前記膨潤促進段階は、0.1〜5kg/cm2の圧力下で、5〜60分間撹拌することを特徴とする、請求項5に記載の塩化ビニル系シードの製造方法。
  9. 前記均質化段階では、ホモジナイザーポンプを用いて1〜3時間の間行い、前記回転型ホモジナイザーの循環回数は10〜150回であり、ローター−ステーターの間隔は0.05〜10mmであることを特徴とする、請求項5に記載の塩化ビニル系シードの製造方法。
  10. 塩化ビニル系モノマー、乳化剤、開始剤、重合抑制剤及び化学式1で表される、脂肪族飽和高級アルコールであるモノマー吸収促進剤を含むことを特徴とする、モノマー吸収促進剤ベースの塩化ビニル系樹脂用組成物。
    Figure 0005904345
    前記化学式1中、nは、4〜7の整数である。
  11. 前記モノマー吸収促進剤は、補助乳化剤兼用モノマー吸収促進剤であることを特徴とする、請求項10に記載のモノマー吸収促進剤ベースの塩化ビニル系樹脂用組成物。
  12. 前記モノマー吸収促進剤は、塩化ビニル系モノマーに対して0.1phm〜10phm含まれることを特徴とする、請求項10に記載のモノマー吸収促進剤ベースの塩化ビニル系樹脂用組成物。
  13. 請求項12の塩化ビニル系樹脂用組成物を用いてラテックス重合反応を行い、ラテックス重合用反応器に反応水、開始剤、重合抑制剤、モノマー吸収促進剤、塩化ビニル系モノマー及び乳化剤を投入して均質化させた後、重合工程を行うことを特徴とする、モノマー吸収促進剤ベースの塩化ビニル系樹脂組成物を用いたラテックス重合方法。
  14. 前記モノマー吸収促進剤は、収得しようとする最終ペースト塩化ビニル系樹脂の粒子直径によって種類及び投入量を調節したことを特徴とする、請求項13に記載のモノマー吸収促進剤ベースの塩化ビニル系樹脂組成物を用いたラテックス重合方法。
JP2014525923A 2011-09-02 2012-08-06 高機能性重合用添加剤、及びそれを用いた塩化ビニル系シードの製造方法 Active JP5904345B2 (ja)

Applications Claiming Priority (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20110088862 2011-09-02
KR10-2011-0088862 2011-09-02
KR10-2012-0011522 2012-02-03
KR20120011522 2012-02-03
KR20120011621 2012-02-06
KR10-2012-0011621 2012-02-06
KR10-2012-0051705 2012-05-15
KR10-2012-0051703 2012-05-15
KR1020120051703A KR20130127872A (ko) 2012-05-15 2012-05-15 고기능성 중합용 첨가제
KR1020120051705A KR101413780B1 (ko) 2012-05-15 2012-05-15 모노머 흡수 촉진제
PCT/KR2012/006220 WO2013032142A2 (ko) 2011-09-02 2012-08-06 고기능성 중합용 첨가제 및 이를 이용한 염화비닐계 시드의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014521823A JP2014521823A (ja) 2014-08-28
JP5904345B2 true JP5904345B2 (ja) 2016-04-13

Family

ID=47757005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014525923A Active JP5904345B2 (ja) 2011-09-02 2012-08-06 高機能性重合用添加剤、及びそれを用いた塩化ビニル系シードの製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9163134B2 (ja)
JP (1) JP5904345B2 (ja)
CN (1) CN103732668B (ja)
DE (1) DE112012003654B4 (ja)
WO (1) WO2013032142A2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102050618B1 (ko) * 2012-05-10 2019-11-29 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 다중-첨가제 전달 시스템

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL298009A (ja) * 1962-09-20 1965-11-10
JPS5339477B2 (ja) * 1971-12-07 1978-10-21
JPS6173714A (ja) * 1984-09-20 1986-04-15 Mitsui Toatsu Chem Inc 塩化ビニル樹脂の製造方法
JPS6470503A (en) * 1987-08-31 1989-03-16 Goodyear Tire & Rubber Microsuspension polymerization of vinyl chloride
JP3261724B2 (ja) * 1992-02-27 2002-03-04 住友化学工業株式会社 塩化ビニル系重合体の製造方法
JP3419098B2 (ja) * 1994-08-31 2003-06-23 住友化学工業株式会社 塩化ビニル系重合体の製造方法
JPH10120708A (ja) * 1996-10-22 1998-05-12 Sekisui Chem Co Ltd 塩化ビニル系樹脂の製造方法
JP3610179B2 (ja) * 1997-01-29 2005-01-12 新第一塩ビ株式会社 塩化ビニル系重合体ラテックスの製造方法
NO310561B1 (no) * 1999-09-13 2001-07-23 Polymers Holding As Ett trinns seed polymerisasjon for fremstilling av store polymerartikler med en smal storrelsesfordeling
JP4192508B2 (ja) * 2002-06-12 2008-12-10 東ソー株式会社 ペースト加工用塩化ビニル系樹脂の製造方法
KR101154469B1 (ko) * 2008-06-13 2012-06-13 주식회사 엘지화학 저점도 특성이 우수한 염화비닐계 수지 및 그 제조 방법
KR20100042159A (ko) * 2008-10-15 2010-04-23 주식회사 엘지화학 염화비닐계 대구경 시드, 그 제조방법 및 그를 이용하여 제조되는 페이스트 염화비닐계 수지
US20090311531A1 (en) * 2008-06-13 2009-12-17 Lg Chem, Ltd. Large-sized vinyl chloride seed, method of preparing the seed, vinyl chloride resin prepared using the seed, and method of preparing the vinyl chloride resin
JP5003692B2 (ja) * 2009-01-08 2012-08-15 東ソー株式会社 ペースト用塩化ビニル樹脂の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE112012003654B4 (de) 2020-06-18
WO2013032142A9 (ko) 2013-04-04
JP2014521823A (ja) 2014-08-28
US9163134B2 (en) 2015-10-20
WO2013032142A3 (ko) 2013-06-13
DE112012003654T5 (de) 2014-08-14
WO2013032142A2 (ko) 2013-03-07
CN103732668B (zh) 2016-01-20
CN103732668A (zh) 2014-04-16
US20140200309A1 (en) 2014-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102459371B (zh) 用于发泡应用的低粘度氯乙烯系树脂及其制备方法
KR101721295B1 (ko) 염화비닐계 수지의 제조방법
JP5992417B2 (ja) ポリ塩化ビニル(pvc)樹脂を作製する方法
JP5169344B2 (ja) ペースト加工用塩化ビニル系樹脂の製造方法
US9074072B2 (en) Large-sized vinyl chloride seed, method of preparing the seed, vinyl chloride resin prepared using the seed, and method of preparing the vinyl chloride resin
JP5904345B2 (ja) 高機能性重合用添加剤、及びそれを用いた塩化ビニル系シードの製造方法
CN101613429A (zh) 大尺寸氯乙烯种子及其制备方法、使用该种子制备的氯乙烯树脂及制备该氯乙烯树脂的方法
KR20100042159A (ko) 염화비닐계 대구경 시드, 그 제조방법 및 그를 이용하여 제조되는 페이스트 염화비닐계 수지
CN106883331A (zh) 一种微悬浮法制备聚氯乙烯糊树脂的方法
KR101362665B1 (ko) 페이스트 염화비닐 수지 조성물 및 이를 이용하여 중합 제열능이 개선된 페이스트 염화비닐 수지의 제조방법
JP4144322B2 (ja) ペースト加工用塩化ビニル系重合体の製造方法
KR101689425B1 (ko) 염화비닐계 라텍스 및 제조방법
KR101424878B1 (ko) 염화비닐계 시드의 제조방법 및 이를 이용한 페이스트 염화비닐계 수지의 제조방법
KR101563766B1 (ko) 중합도가 개선된 염화비닐 수지의 제조방법
EP3404048B1 (en) Method for preparing vinyl chloride based polymer
JPH0656915A (ja) ペースト加工用ポリ塩化ビニル樹脂の製造方法
KR20130090309A (ko) 페이스트 염화비닐계 수지용 점도저하제 및 페이스트 염화비닐계 수지의 점도조절 방법
KR101450505B1 (ko) 고기능성 중합용 첨가제
KR20150042727A (ko) 페이스트 pvc 중합 방법 및 발포 성형품
KR101713377B1 (ko) 페이스트 pvc 중합 방법 및 발포 성형품
JP2574078B2 (ja) 塩化ビニル系単量体の懸濁重合方法
JP7069834B2 (ja) ペースト加工用塩化ビニル系樹脂の製造方法及びその用途
KR20120003039A (ko) 염화비닐계 중합체의 제조방법
JP5386876B2 (ja) ペースト加工用塩化ビニル系樹脂及びその製造方法
JP3982326B2 (ja) ペースト加工用塩化ビニル系重合体ラテックスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140218

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141105

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150615

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150909

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151009

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160106

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160301

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5904345

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250