JPH0124162B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、塩化ビニル系単量体を水性媒体中で
重合させることにより塩化ビニル重合体を得る方
法の改良に関するものであり、特には重合の後半
および重合終了後の未反応単量体回収時の重合系
液面における泡立を抑制する方法に関する。 塩化ビニル単量体または塩化ビニルを主体とす
る単量体混合物（以下単に塩化ビニル系単量体と
いう）を水性媒体中で懸濁重合または乳化重合す
る場合にしばしば重合系液面での泡立が問題とな
る。特に重合末期に著しい泡立現象が現われ、重
合器内壁、配管等に重合体が付着してスケール化
し、製品塩化ビニル樹脂にフイツシユアイの増加
をもたらし、またそのスケールの掃除に多大の時
間を労力を要するなどの不利が生じる。 また、大型重合器には多くの場合重合反応熱を
除熱するためのコンデンサーが付設されている
が、重合時このコンデンサーの作動により前記泡
立現象がさらに助長され、コンデンサー内に重合
体スラリーが泡化されて入り込み閉塞を起こすと
か、スケール生成によりコンデンサーの冷却能力
が低下して危険な状態になることがある。 さらに、重合反応終了後の未反応単量体回収時
にも重合器内の圧力が低下するため泡立が激しく
起こり、場合によつては未反応単量体回収用の配
管内部にまで重合体が泡と共に同伴され、重合収
率の低下をまねくのみならず、配管の閉塞を起こ
すこともある。したがつて、この未反応単量体の
回収は徐々に行う必要があり、これが生産性向上
の妨げとなつていた。 本発明者らは重合の後半におけるこうした泡立
の現象を有利に解決する方法を見出すべく鋭意研
究を重ねた結果、重合系のスラリー混合液を循環
散布することにより重合液面の泡立がきわめて効
果的に抑制されることを確認し、本発明を完成し
た。 すなわち、本発明は重合器中に、水媒体、分散
助剤、塩化ビニルもしくは塩化ビニルを主体とす
る単量体混合物および重合開始剤を仕込んで重合
反応を開始し、重合率が50％に達した後に、重合
系のスラリー混合液を連続的または間欠的に循環
パイプを経て重合器内上部に設けられた少なくと
も１個のノズルから重合系液面に循環散布させな
がら重合反応を完了させることを特徴とする塩化
ビニル系重合体の製造方法に関するものであり、
さらにまた重合反応終了後に行う未反応単量体回
収時にもスラリー混合液の循環散布を行う方法に
関する。 水性媒体中で塩化ビニルを重合する場合、その
単量体の水性媒体中における均一分散が重要な要
件であり、重合進行中にその重合系の混合液を抜
き出し循環して重合液面に散布するという操作を
行うと、重合系の分散状態が不安定となつて生成
重合体粒子が粗い不均一なものになり、良好な品
質の塩化ビニル重合体が得られなくなるおそれが
ある。事実、重合の前半において泡立を抑制する
ために、重合系の混合液を循環散布させると、生
成重合体は粗い粒子を多量に含む、フイツシユア
イの多い低品質のものとなる。しかし、重合率が
50％を越えた（特に60％を越えた）後は、重合系
のスラリー混合液を循環散布させても生成される
重合体の品質に悪影響があらわれないことが確認
された。 本発明の方法を実施するにあたつて、スラリー
混合液を循環散布させるには、重合系の混合液を
循環パイプを経て重合器内上部に設けられたノズ
ルに遠心ポンプ等の送液手段により供給しこのノ
ズルから重合液面に散布させる方法によればよ
い。この循環散布を開始する時期は前記したとお
り重合率が50％に達した後（特に望ましくは60％
に達した後）とすることが必要とされ、これより
も前に開始すると生成重合体の品質に悪影響があ
らわれるし、また循環パイプ中にスケールが多量
に生成し閉塞することがあるので、好ましくな
い。 前記ノズルの形状については特に制限はなく、
要は重合系液面にスラリー混合液を均一に散布す
ることができる構造のものであればよい。このノ
ズルは重合器内上部に重合系液面に向けて設置さ
れるのであるが、その設置数は１本に限られず、
２本または３本の複数本であつてもよく、また重
合系液面と共に液面上の側壁にも同時に散布して
もよい。 重合系の液面における泡立の状態ないし程度
は、重合の処方、かくはん状態、コンデンサーの
作動状態、重合終了後の未反応単量体の回収速度
等により異なる。したがつて重合系のスラリー混
合液を循環させて重合系液面に散布する量割合は
重合条件に応じ定められるので、これを画一的に
論じることはできないが、塩化ビニルの一般的な
懸濁重合、乳化重合においてはスラリー混合液の
循環散布量を0.5m³／hr.m²以上とすることが望ま
しい。もちろん、泡立が激しい場合にはそれに応
じ該循環散布量を大きくする必要がある。しか
し、この循環散布量は過大にしすぎると生成重合
体の品質上好ましくなく、また循環動力の無だで
もあるので、必要最少限の循環量にとどめるべき
である。 なお、この循環にあたつてノズルにかかる圧力
損失は0.5Kg／cm²以上となるようにすることが望
ましく、これ以下では散布による泡の破泡効果が
急速に減少する。一方このノズルからの吹出圧力
があまりに大きすぎると散布物はミスト状となり
気相で飛散し易くなつてこの場合にもやはり破泡
効果が減少するので、この吹出圧力はミスト状に
ならない範囲の大きさとすべきである。 本発明の方法によれば、重合液面上の泡立が抑
制されるので泡立による種々のトラブルを回避す
ることができるほか、重合反応終了後における未
反応単量体回収にあたり、その回収速度を大巾に
大きくすることができるという利点が与えられ
る。 本発明の方法は塩化ビニルもしくは塩化ビニル
を主体とする単量体混合物を水性媒体中で重合
（懸濁重合もしくは乳化重合）する場合に著しい
効果を発揮するが、この場合の重合処方には何ら
制限がない。 なお、塩化ビニルと混合使用される他の単量体
としては、塩化ビニルと共重合可能な単量体たと
えばエチレン、プロピレン、酢酸ビニル、プロピ
オン酸ビニル、ラウリルビニルエーテル、イソブ
チルビニルエーテル、アクリル酸エチル、アクリ
ル酸ブチル、アクリロニトリル、スチレン、塩化
ビニリデン等が例示される。 また、本発明に使用される重合触媒としては通
常塩化ビニルの重合に使用される油溶性触媒ある
いは水溶性触媒が使用できる。たとえば油溶性触
媒としてはアゾビス−α，α′−ジメチルバレロニ
トリル、２，2′−アゾビス−２，４−ジメチル−
４−メトキシバレロニトリル等のアゾ化合物、ジ
イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−２
−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ
−（β−エトキシエチル）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ネート、ア
セチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイ
ド、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、ラウロイ
ルパーオキサイド等の過酸化物等があり、水溶性
触媒としては過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウ
ム、過酸化水素、キユメンハイドロパーオキサイ
ド等があるが、これらに制限されるものではな
い。これらの触媒は単量体に対し0.001〜３重量
％で反応温度や望む反応速度に応じて使用でき
る。 また本発明に使用する分散助剤としては通常の
塩化ビニル樹脂の製造に使用される分散助剤であ
ればよく、たとえばスチレン−マレイン酸コポリ
マー、部分ケン化ポリ酢酸ビニル、メチルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エ
チルセルロース、ゼラチン、炭酸カルシウム、り
ん酸カルシウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ソル
ビタンモノステアレート、ドデシルベンゼンスル
ホン酸ナトリウム等がある。また、本発明におい
てはトリクロルエチレン、メルカプトエタノール
等の重合度調節剤、架橋剤、安定剤、充てん剤、
酸化防止剤、緩衝剤、スケール防止剤等を添加し
重合することも差支えない。 以上のように本発明は塩化ビニル系重合体の製
造時に生成する泡の除去方法を確立したものでそ
の工業的価値は大変大きいものである。 つぎに本発明の実施例をあげるが、本発明はこ
れに制限されるものではない。 実施例 １ 伝熱面積0.5m²のコンデンサーが付設された内
容積1.2m³のステンレス製重合器に、水400Kg、部
分ケン化ポリ酢酸ビニル250ｇ、ジ−２−エチル
ヘキシルパーオキシジカーボネート100ｇを仕込
み、器内を50mmHgになるまで脱気した後塩化ビ
ニル単量体を250Kg仕込み、かくはんしながら57
℃に昇温し重合を行い所定の重合率に達した時点
でスラリーを循環しスプレーを始めた。 重合が終りに近づき内圧が７Kg／cm²Ｇとなつた
ときに反応を停止し未反応単量体をパージし内容
物を取り出した後、かくはんを停止し重合器内お
よびコンデンサー内、循環ラインを観察した。 結果は第１表に示すとおりであつた。 (注) スラリーの循環方式：重合器の底部からスラ
リー混合液を循環パイプ中に抜き出しポンプに
て重合器内上部に設置したスプレーノズル（ス
プレーイングシステム社製1/2HH25を使用）
に供給し、重合系液面に散布させた。 コンデンサーの使用開始時期：重合開始後２時間
目に重合器とコンデンサーとの接続パイプのバ
ルブを開きコンデンサーを作動させた。コンデ
ンサーでの除熱量は１時間あたり約7000Kcal
とした。 重合器内PVC付着高さ：PVC（塩化ビニル重合
体）が付着した高さまで水を張つた場合のその
水の量（）で示した。 排ガス速度：重合反応終了後未反応単量体を排ガ
スラインより回収する速さをm³／分25℃1atm
で示した。

【表】

【表】 第１表において、実験No.１〜３ではスラリーの
循環を全く行わなかつた場合であり、実験No.４は
スラリーの循環開始が早すぎた場合、実験No.５は
スラリー循環量（散布量）が少なすぎた場合をそ
れぞれ示したものである。 また実験No.８はスラリー循環量が大きすぎたた
め、スラリーの散布状態がミスト状となり、消泡
どころか排ガスライン中に同伴される結果となつ
たことを示したものである。 実験No.６および７ではおおむね良好な結果が得
られており、特に実験No.７ではスラリー循環によ
る泡立抑制効果が顕著であるため、排ガス速度を
２m³／分、25℃1atmと大きくしても排ガスライ
ンへのPVC飛散がないなどすぐた結果が得られ
る。 なお、スラリー循環なしで排ガスラインへの
PVC飛散をともなわずに行いうる排ガス速度は
おおむね0.3m³／分25℃1atm以下である。 実施例 ２ 実施例１において、スプレーノズルとしてスプ
レーイングシステム社製1HH4.2を用いたほかは
同例に準じて重合器を運転したところ、第２表に
示す結果が得られた。

【表】

【表】 なお、スラリー循環なしで排ガスラインへの
PVC飛散をともなわずに行いうる排ガス速度は
おおむね0.2m³／分25℃1atm以下である。 実施例 ３ 実施例１と同一の重合装置に、水400Kg、部分
ケン化ポリ酢酸ビニル150ｇ、メチルセルロース
100ｇ、ジイソプロピルパーオキシジカーボネー
ト150ｇを仕込み、重合器内を50mmHgになるまで
脱気した後、塩化ビニル単量体210Kg、酢酸ビニ
ル40Kg仕込み、かくはんしながら58℃に昇温し重
合を行い、内圧が３Kg／cm²Ｇとなつたときに反応
を停止し、未反応単量体をパージし、内容物を取
り出した後、かくはんを停止し、重合器内および
コンデンサー、スラリー循環ラインを観察した。 結果は第３表に示すとおりであつた。

【表】 実施例 ４ 実施例１において、部分ケン化ポリ酢酸ビニル
に変え、ラピゾールB80（日本油脂社製商品名）
1.3Kg、ステアリルアルコール１Kgを仕込んだ場
合の結果を第４表に示す。

【表】

【表】 なお、スラリー循環なしで排ガスラインへの
PVC飛散をともなわずに行いうる排ガス速度は
おおむね0.1m³／分25℃1atm以下である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重合器中に、水媒体、分散助剤、塩化ビニル
   もしくは塩化ビニルを主体とする単量体混合物お
   よび重合開始剤を仕込んで重合反応を開始し、重
   合率が50％に達した後に、重合系のスラリー混合
   液を連続的または間欠的に循環パイプを経て重合
   器内上部に設けられた少なくとも１個のノズルか
   ら重合系液面に循環散布させながら重合反応を完
   了させることを特徴とする塩化ビニル系重合体の
   製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
   重合反応終了後、スラリー混合液の循環散布を行
   いながら未反応単量体を回収することを特徴とす
   る塩化ビニル系重合体の製造方法。