JPH03265603A

JPH03265603A - 塩化ビニル重合体製造用の重合反応器

Info

Publication number: JPH03265603A
Application number: JP5497390A
Authority: JP
Inventors: Soto Yo; 楊　宗燈; Ichifuku Rin; 林　一福; Kangi Yo; 楊　漢儀
Original assignee: TAIWAN SOKO KOGYO KOFUN YUGENKOSHI
Current assignee: TAIWAN SOKO KOGYO KOFUN YUGENKOSHI
Priority date: 1990-03-08
Filing date: 1990-03-08
Publication date: 1991-11-26
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPH0768289B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の背景〉本発明は、塩化ビニル重合体製造用の重合反応器、及び
重合反応器上でのスケールの蓄積を排除する方法に関し
、特に新しい重合反応器、及び生成したポリ塩化ビニル
の品質を高め得る新しい方法に関する。

塩化ビニル重合体又は共重合体の製造に際して、懸濁重
合、乳化重合、微粒子懸濁重合、溶液重合。

塊状重合及び気体重合のような従来の重合反応において
は、反応体の諸性質、単量体の極性、反応器壁の平滑性
及び攪拌機構の機能のような各種の要素が、重合反応の
結果に影響を及ぼす。しかしながら、公知の方法及び装
置に付随して起きる障害は、壁、バッフル、攪拌軸、攪
拌翼などのような装置の表面に望ましからざる堆積物を
生成することである。かかる堆積物は、（１）反応器内
部への、及び内部からの熱の効率的な移動を不利に妨げ
、（２）反応混合物及びその製品への混入の結果、質を
低下させ、部分的な分解を起こす原因となり、（３）重
合反応器の死角域に生じる堆積物を手作業で除去する必
要を生じ、（４）人の健康に有害である。

重合反応器上での堆積物の蓄積を妨げる過去の標準的な
方法の一つは、単層又は多層のスケール抑制組成物を、
反応混合物が接触する装置の表面に塗布することである
。その他の方法は、スケール抑制組成物を反応混合物に
混合することである。

前者の方法に適したスケール抑制組成物は、有機化合物
、有機染料、及び種々の金属化合物と無機化合物の混合
物、例えば酸化物、水酸化物、オキシ酸及びオキシ酸塩
である。更に、この組成物は、ポリアミド、ポリエチレ
ンイミン、ジアミノナフタレン、ビスフェノールＡ、ピ
リジン、アミノベンゼンスルホン酸、ポリスルフィド、
ベンゾフェノン、ポリアセタール、ポリアクリル酸、ア
ニリンアセテート、ソルビタンへキサメタリン酸塩。

ポリオキシエチレンソルビタン三リン酸塩、ポリアゾ染
料、キノン、アニリンブラック、酸ブラックＮｏ、２．
ホウ酸、リン酸及びそれらの塩から選ばれる。上記の化
合物を混合又は共重合させ、それを水、アルコール又は
アセトンに溶解した後、これらの化合物の一つを、低圧
ガスを用いて、重合反応器の内部表面に塗布する。後者
の方法に用いられる適当なスケール抑制組成物は、分散
助剤及び有機酸、無機酸の塩、例えば硫酸カリウム。

硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硝酸カリウム。

硝酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、リン酸カルシウム
、ヘキサメタリン酸カリウム、トリメタリン酸ナトリウ
ム、塩化鉄、塩化ホウ酸、ステアリン酸カルシウムなど
である。

しかしながら、被覆の方法に使用される製法又は処理方
法が、適当でない場合には、含有される被覆剤が最終製
品に混入し、望ましい目的を達成することができない。

その上、被覆剤及び被覆された表面との間の接着が極め
て弱く、重合工程後、被覆剤を再度施さなければならな
い。反応体にスケール抑制剤を添加すると、最終製品の
性質に悪い影響を及ぼす。重合反応器の内部表面上での
スケールの堆積を妨げるために、多価フェノールの縮合
体を使用することが、米国特許第４，０８０゜１７３号
の明細書に開示されている。その他のスケール抑制化合
物は、米国特許第４，０２４，３３０．４，０８１，２
４８．４，２６７．２９１．４．３２０，２１５．４，
１８１．７８７及び４゜６６１．５９６号の各明細書に
開示されている。

先願の特許に開示されたスケール抑制化合物は、スケー
ルの蓄積を減少させ得るけれども、スケール抑制の被覆
は、工ないし５回の反応後に再度施す必要がある。先行
技術では、反応器と被覆剤の接着力を増加させるために
、被覆剤上に架橋剤を更に用いるものもある。しかし、
架橋剤を含む被覆剤は、反応器の表面に均一に塗布する
ことができない。更に、重合反応器に使用される攪拌機
構も、生成するスケールの量に影響を及ぼす。

（発明の概要〉本発明の主要な目的は、塩化ビニル重合体又は共重合体
製造用の重合反応器、スケールが重合反応器に蓄積する
のを排除する方法を提供することである。本発明の重合
反応器及び新しい方法は、懸濁重合、乳化重合及び溶液
重合のような従来の重合反応に用いるのに適している。

本発明の反応器及び新しい方法は、従来技術の不都合な
点を克服するものである。

本発明の別の目的は、重合反応器内の）くツフルの使用
を省略するものである。重合反応器に配置されるバッフ
ルは不必要となるので、反応器は、上昇及び下降の流動
の対流を増加し、死角域を無くし、反応体と重合反応器
間の衝突力を減少する。

従って、生成するスケールは明らかに減少する。

本発明の、更なる別の目的及び利点は、以下の明細書及
び添付図面によって明らかになるであろう。

（図面の簡単な説明）第１図は、本発明の好適な態様を示す重合反応器の断面
の略正面図である。第２図は、本発明のその他の態様を
示す重合反応器の断面の略正面図である。

（好適な態様の詳細な説明）第１図を参照すると、重合反応器は、反応容器１及び一
端が反応容器１の上部に配置された二つの攪拌軸２．３
よりなる。軸２，３は、反応容器１の垂直軸に平行にな
っている。軸２，３の長さは異なる。攪拌軸２．３間の
距離の、反応ノ１ウジング（容器）１の内径に対する比
は、０．１〜０゜８であり、０．２５〜０，５０が好ま
しい。二つの攪拌翼４，５は、それぞれ回転可能に軸２
，３の他端に固定され、最大の流速が得られるように反
対方向に回転する。従って、攪拌が行なわれている間は
、反応容器１内に生ずる死角及び境界はなくなる。攪拌
翼の直径の、反応容器１の内径に対する割合は０．１〜
０．５であり、０．２〜０゜４が好ましい。スケール抑
制組成物の被覆６が、反応容器１の内部、攪拌軸２，３
及び攪拌ｇ４゜５に施される。加熱ジャケットは反応容
器１の外部に配置される。

スケール抑制組成物の被覆６は、主要な成分として、−
ＮＨ，、−８ｏ、Ｈ及び−ＯＨを含む群から選ばれた、
特異な官能基を有するアリール環の重合体よりなる。本
スケール抑制組底物において使用するに適当な重合体は
、多価フェノール。

ポリアリールアミン、及び多価フェノールとエポキシ体
との混合物から選ばれる。スケール抑制の被覆として使
用するに適した溶媒は、水、アルコール及びケトンのよ
うな有機溶媒から選ばれる。

スケール抑制の被覆溶液濃度は、５〜６０００ｐｐｍで
ある。被覆剤のスケール抑制効果を高めるために、本発
明で使用するに適当な架橋剤は、ＯＣＮ−Ｒ−ＮＣＯ，
Ｒ（ＣＨＯ）ｎ及びＭｅ（ＯＲ）いから戊る群より選ば
れ、上記式中、Ｒは炭素原子数１〜１８の脂肪族基、Ｍ
ｅは金属原子であり、ｎは１〜８の整数である。架橋剤
の例としては、テトライソプロピルチタネート、チタニ
ウムアセチルアセトネート、２，４−ジシアノトルエン
が挙げられる。架橋剤は、被覆組成物の５〜８５重量％
、好適には１０〜４０重量％である。

架橋反応の温度は、３０〜１００℃、好適には５０〜１
００℃の範囲である。

第２図に示した重合反応器は、攪拌軸２′、３がそれぞ
れ反応容器１′の上部及び底部に配置されていることを
除き、第１図のものと本質的に同じである。

本発明の重合反応器は、塩化ビニル重合体又は共重合体
製造用の従来の重合反応、例えば懸濁重合、乳化重合、
微粒子懸濁重合及び溶液重合と共通して使用することが
できる。重合反応の反応体質は、塩化ビニル単量体、重
合した単量体及び脱イオン水である。一般に、単量体及
び脱イオン水の比は、２５〜１００％である。本発明に
おいて用いられるのに適当な単量体、重合開始剤及びそ
の他の反応体は、従来技術でのものと同様である。

実施例１〜７何れの場合にも、第１図に示した重合反応器を使用した
。これらの実施例に使用した重合反応器は、２００Ｊ容
量で、各部の寸法関係を表１に示す。重合開始前、部分
的に鹸化したポリビニルアセテート（ＰＶＡ）［表面長
カニ　４６　ｄｙｎｅ／　ａｍ　；粘度：　６．５ｃｐ
ｓ　（４％）及び塩化ビニル単量体の５００重量ｐｐｍ
］及びヒドロキシメチルプロピルセルロース（ＨＭＰＣ
）［表面長カニ４９ｄｙｎｅ／ｃｍ；粘度：　４００ｃ
ｐｓ　（４％）及び塩化ビニル単量体の３００ｐｐｍｌ
を含む脱イオン水９３眩を、重合反応器に添加した。次
いで、２．２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニ
トリル）及びビス（２−エチルヘキシル）ペルオキシジ
カーボネートの、塩化ビニル単量体の５６０重量ｐｐｍ
を、重合開始剤として重合反応器に加えた。

重合開始剤の添加後、重合反応器の圧力を１００ｍｍＨ
ｇａｂｓに下げ、更に塩化ビニル単量体５６ｋｇを重合
反応器に加えた。重合反応器内の混合物を１０分間攪拌
し、反応器の加熱ジャケットに熱水を通して反応器の反
応温度を５８℃に加熱した。

反応圧が７）ｃｇ／ｃｄＧに低下するまで、この温度を
維持した。重合反応の終了後、未反応の塩化ビニル単量
体残留部の圧力は１５０ｍｍＨｇａｂｓに戻った。

重合反応器に添加したスケール抑制被覆剤及び架橋剤の
影響を比較するため、重合反応器の試験を以下のように
実施した：重合反応前、試験１１重合反応器の内壁にはスケール抑制剤及び架橋
剤のどちらも被覆しなかった。

試験２６重合反応器の内壁をスケール抑制剤の層のみで
被覆し、６０℃で乾燥した。

試験３．最初に、重合反応器の内壁にスケール抑制剤の
層を施し、６０℃で乾燥した。次いで、架橋剤の層をス
ケール抑制剤の層の上に施し、８０℃で乾燥した。

重合反応後、試験１５本試験に使用したすべてのバッチは、次の使用
のために手作業でスケール残渣を除去する必要があった
。

試験２９本試験に使用したすべてのバッチを水洗し、手
作業で四バッチのすべてのスケール残渣を除去する必要
があった。

試験３１本試験に使用した全てのバッチは、水洗によっ
て容易に清浄にすることができた。２０回の反応後、重
合反応器を検査のために開く必要があった。

上記の試験結果を、表２に示す。

比較例１〜６本比較例に使用した重合の方法及び組成物は、実施例１
〜７で用いられたものと同様であった。

但し、攪拌翼の形状及び寸法は異なっており、これらを
表３に示す。また比較例の結果も、表２に示す。

実施例８〜１０重合反応器及び本実施例で使用した攪拌機構は、実施ｆ
ｌＪ　１で用いられたものと同様であった。本実施例は
乳化重合を採用した。本重合操作において、セチル硫酸
ナトリウム３７．５ｇ、重亜硫酸ナトリウム９０ｇ及び
シードラテックス（０，３２μ。

固形分：３２％）１５）ｃｇを含む脱イオン水６０ｋｇ
を反応器に添加した。次いで、反応器の圧力を１５０ｍ
ｍＨｇａｂｓに低下させ、塩化ビニル単量体６５ｋｇを
反応器に加え、１０分間攪拌した。加熱ジャケットに熱
水を通して反応器の温度が反応温度、即ち４９℃に達し
た後、水５００ｇに溶解した過硫酸アンモニウム１５ｇ
を、４時間以内に反応器に連続的に加えた。１時間反応
を行った後、反応器の圧力が１　ｋｇ　／　ｃｊになる
まで水２２．５ｋｇに溶解したミリスチン酸１．２ｋｇ
を加えた。重合反応後、安定な製品が生成するまで、未
添加の石鹸を更に加えた。

これらの実施例の結果を表４に示す。

比較例７〜９重合の方法及び使用した組成物は、実施例８〜１０で用
いられたものと同様であった。攪拌翼の形状は、比較例
１のものと同様であった。反応の結果を表４に示す。

表３

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好適な態様を示す重合反応器の断面
の略正面図である。第２図は、本発明のその他の態様を示す重合反応器の断
面の略正面図である。１・・・・・・・・・反応容器　　　　２，３・・・・
・・攪拌軸４．５・・・・・・攪拌翼

Claims

【特許請求の範囲】

（１）反応容器；該反応容器に配置され、一方の末端が
該反応器に接合し、その内部に向って平行に伸長した二
つの攪拌軸を有する攪拌機構；該攪拌軸の他端に、それ
ぞれ回転可能に配置され、二つの撹拌翼の回転方向が相
互に反対である二つの攪拌翼；及び該反応容器の内部及
び該攪拌機構に塗布して被覆し、−ＮＨ＿２，−ＳＯ＿
３Ｈ及び−ＯＨよりなる群から選ばれた特異な官能基を
有するアリール環の重合体を含む、スケール抑制組成物
、よりなる塩化ビニル重合体の製造用の重合反応器。
（２）該攪拌軸の一方の末端が、それぞれ該反応容器の
上部に配置されている請求項１記載の重合反応器。
（３）該攪拌軸の一方の末端が、それぞれ該反応容器の
上部又は底部に配置されている請求項１記載の重合反応
器。
（４）該二つの攪拌軸間の距離の、該反応容器の内径に
対する比が、１．１０〜０．８０である請求項１記載の
重合反応器。
（５）該攪拌回転翼の直径の、該反応容器の内径に対す
る比が、０．１０〜０．５である請求項１記載の重合反
応器。
（６）スケール抑制剤として、−ＮＨ＿２，−ＳＯ＿３
Ｈ及び−ＯＨより選ばれた特異な官能基を有するアリー
ル環の重合体を含む被覆組成物を、該表面に塗布するこ
とよりなる、二つの攪拌軸を有する塩化ビニル重合体製
造用の重合反応器の内表面で、スケールの蓄積を排除す
る方法。
（７）更に、該被覆組成物に架橋剤を適用する工程より
なる請求項６記載の方法。
（８）該被覆組成物が、更に架橋剤を含む請求項６記載
の方法。
（９）該被覆組成物が、該塩化ビニル単量体の５〜６０
００重量ｐｐｍである請求項６記載の方法。
（１０）該被覆組成物が、該塩化ビニル単量体の１５〜
２０００重量ｐｐｍである請求項６記載の方法。
（１１）該架橋剤が、ＯＣＮ−Ｒ−ＮＣＯ，Ｒ（ＣＯＨ
）＿ｎ及びＭｅ（ＯＲ）＿ｎ（式中、Ｒは炭素原子数１
〜１８の脂肪族基、Ｍｅは金属原子であり、ｎは１〜８
の整数）よりなる群から選ばれる請求項７及び８の何れ
か一に記載の方法。
（１２）該架橋剤が、該被覆組成物の８〜８５重量％で
ある請求項７及び８の何れか一に記載の方法。