JPH10306105A - 塩化ビニル系重合体の製造方法 - Google Patents

塩化ビニル系重合体の製造方法

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JPH10306105A
JPH10306105A JP3968798A JP3968798A JPH10306105A JP H10306105 A JPH10306105 A JP H10306105A JP 3968798 A JP3968798 A JP 3968798A JP 3968798 A JP3968798 A JP 3968798A JP H10306105 A JPH10306105 A JP H10306105A
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 重合器内に塩化ビニル単量体又は塩化ビ
ニルとこれと共重合し得るモノマーとの混合単量体を仕
込み、水性媒体中で懸濁重合して塩化ビニル系重合体を
製造する方法において、重合率が20%以上で重合器内
圧が降下し始める前に、上記初期仕込み単量体の5〜3
0重量%の割合で単量体を追加し、かつ、初期仕込み単
量体に対する重合率が85%以上に達した時点で、上記
重合器の内圧が重合時の単量体の飽和蒸気圧に比べ0.
3kgf/cm2より小さくならない状態で未反応単量
体の除去を行うことを特徴とする塩化ビニル系重合体の
製造方法。 【効果】 本発明の製造方法によれば、塩化ビニル系重
合体への初期着色性の著しい向上が見られ、品質面の向
上への寄与が大きく、更に単位時間、単位触媒量当たり
の収量の向上につながるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、初期着色性の優れ
た塩化ビニル系重合体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】塩化ビ
ニル系重合体を製造する方法としては、一般に塩化ビニ
ル単量体又は塩化ビニルとこれと共重合し得るモノマー
との混合単量体を水性媒体中に撹拌、懸濁させ、これに
油溶性重合開始剤を添加し、所定の設定温度まで加温し
て重合器内の仕込み単量体を所定の温度に維持させなが
ら重合反応を進め、重合体の収率が上昇すると共に、仕
込み単量体中の未反応分が減少しつつある点で、気相部
の単量体が減少し始め、重合器の内圧が降下し始めるの
で、所定の内圧に到達した時点で重合反応を終了すると
いう方法が採用されている。
【0003】このような塩化ビニル系重合体の製造方法
において、生産性を向上させるために従来から重合時間
を短縮させる試みが続けられているが、重合時間を短縮
させるためには、添加する触媒量を増加させる必要があ
り、その結果、製品重合体より得られる成形品の色目が
悪化する問題があった。
【0004】この解決策としては、重合開始剤の種類を
選定することが重要であり、重合時間の短縮に伴い、例
えばジカーボネート系に代ってパーエステル系の重合開
始剤を併用することにより、色目への悪影響を調整して
いる。
【0005】しかしながら、パーエステル系の重合開始
剤は高価である上、重合時間を更に短縮する場合はパー
エステル系の重合開始剤でも十分とはいえない。
【0006】一方、重合末期において重合器の内圧が降
下することに伴い初期着色性が悪くなる。この原因とし
ては、重合体中に未分解の開始剤或いは開始剤の残渣が
濃縮されるためであると考えられる。
【0007】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであり、重合時間を短縮しても初期着色性
が良好な高品質の塩化ビニル系重合体を製造する方法を
提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成すべく、重合時間を短縮して
も初期着色性が良好な塩化ビニル系重合体を得るべく鋭
意検討した結果、単量体の重合率が20%以上で重合器
内圧が降下し始める前に、単量体を初期仕込み単量体量
の5〜30重量%追加し、かつ初期仕込み単量体に対す
る重合率が85%以上に達した時点で、重合器内圧が重
合温度における単量体の飽和蒸気圧に比べ0.3kgf
/cm2より小さくならない状態で未反応単量体を回収
することにより、初期着色性の優れた塩化ビニル系重合
体を供給し得ることを見出し、本発明をなすに至った。
【0009】即ち、本発明は、重合器内に塩化ビニル単
量体又は塩化ビニルとこれと共重合し得るモノマーとの
混合単量体を仕込み、水性媒体中で懸濁重合して塩化ビ
ニル系重合体を製造する方法において、重合率が20%
以上で重合器内圧が降下し始める前に、上記初期仕込み
単量体の5〜30重量%の割合で単量体を追加し、か
つ、初期仕込み単量体に対する重合率が85%以上に達
した時点で、上記重合器の内圧が重合時の単量体の飽和
蒸気圧に比べ0.3kgf/cm2より小さくならない
状態で未反応単量体の除去を行うことを特徴とする塩化
ビニル系重合体の製造方法を提供するものである。
【0010】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の塩化ビニル系重合体の製造方法は、重合器内に
塩化ビニル単量体又は塩化ビニルとこれと共重合し得る
モノマーとの混合単量体を仕込み、水性媒体中で懸濁重
合するもので、この懸濁重合に用いる単量体、重合開始
剤、懸濁剤などは公知のものを使用することができ、懸
濁重合法も常法を採用し得る。
【0011】即ち、重合原料(単量体)としては、塩化
ビニル単量体単独に限られず、塩化ビニルを主体とする
これと共重合可能なビニル系単量体(コモノマー)との
混合物(塩化ビニルが50重量%以上)であってもよ
く、このコモノマーとしては、酢酸ビニル、プロピオン
酸ビニルなどのビニルエステル;アクリル酸メチル、ア
クリル酸エチルなどのアクリル酸エステルもしくはメタ
アクリル酸エステル;エチレン、プロピレンなどのオレ
フィン;ラウリルビニルエーテル、イソブチルビニルエ
ーテルなどのビニルエーテル;無水マレイン酸;アクリ
ロニトリル;スチレン;塩化ビニリデン;その他塩化ビ
ニルと共重合可能な単量体などが挙げられ、これらは単
独又は2種以上の組み合わせで用いられる。
【0012】本発明で使用される重合開始剤は特に限定
されず、従来塩化ビニル系の重合に使用されているもの
でよく、これには例えば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、ジエトキシエチルパーオキシジカーボネート
などのパーカーボネート化合物;t−ブチルパーオキシ
ネオデカネート、t−ブチルパーオキシピバレート、t
−ヘキシルパーオキシピバレート、α−クミルパーオキ
シネオデカネート、2,4,4−トリメチルペンチル−
2−パーオキシ−2−ネオデカネートなどのパーエステ
ル化合物;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキ
シド、2,4,4−トリメチルペンチル−2−パーオキ
シフェノキシアセテート、3,5,5−トリメチルヘキ
サノイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシドなどの
過酸化物;アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリ
ル、アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロ
ニトリル)などのアゾ化合物、更には過硫酸カリウム、
過硫酸アンモニウム、過酸化水素、キュメンハイドロパ
ーオキシド等を単独又は2種以上の組み合わせで使用す
ることができる。上記例示した重合開始剤の中で、パー
カーボネート化合物及びパーエステル化合物を用いるの
が好ましい。特には、パーカーボネート化合物とパーエ
ステル化合物を併用することが好ましく、併用する場
合、パーカーボネート化合物/パーエステル化合物(重
量比)=1/9〜9/1の範囲で用いるのが好ましい。
【0013】上記重合開始剤の使用量は常用量でよい
が、通常、初期仕込み単量体100部(重量部、以下同
じ)に対して0.01〜3.0部、好ましくは0.2〜
1.0部である。
【0014】本発明で使用される懸濁剤は従来一般に使
用されているものでよく、例えばメチルセルロース、エ
チルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロ
キシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセ
ルロースなどの水溶性セルロースエーテル;アクリル酸
重合体、ゼラチンなどの水溶性ポリマー、水溶性及び油
溶性の部分ケン化ポリビニルアルコールなどがあり、こ
れらは単独又は2種以上の組み合わせで使用される。
【0015】懸濁剤の配合量も常用量でよく、通常、初
期仕込み単量体100部に対して0.01〜5部用いら
れる。
【0016】更に必要に応じて塩化ビニル系の重合に適
宜使用される重合調整剤、連鎖移動剤、pH調整剤、ゲ
ル化改良剤、帯電防止剤、スケール防止剤などを添加す
ることも任意である。
【0017】この重合に際しての条件、例えば、重合器
への水性媒体の仕込み脱気方法、懸濁剤等の仕込み方法
は従来と同様にして行えばよく、これらの仕込み割合、
重合温度などの重合条件も同様でよいが、重合温度は通
常30〜70℃とすることが好ましい。
【0018】而して、本発明は、以上のような塩化ビニ
ル系重合体の懸濁重合法による製造法において、初期着
色性の優れた塩化ビニル系重合体を得るため、重合転化
率20%以上でかつ重合器内圧が降下し始める前に単量
体を初期仕込み単量体の5〜30重量%追加して添加
し、初期仕込み単量体に対する重合率が85%以上に達
した時点で単量体の除去を行うものである。そのとき重
合器内圧は設定温度における一定の飽和蒸気圧に比べ
0.3kgf/cm2より低くなってはならない。
【0019】即ち、一般に塩化ビニル系単量体の懸濁重
合を行った場合、重合末期には重合率が上がるにつれて
仕込み混合物中の未反応の塩化ビニル系単量体が減少し
始め、これにより重合器内の圧力が下がり始める。一方
未反応の重合開始剤及び開始剤残渣は油溶性であり、こ
れらは単量体に溶解した形で存在する。
【0020】重合初期には塩化ビニル系単量体は気相部
及び液相部両方に存在していて、油溶性である未反応の
重合開始剤及び開始剤残渣は液相部の単量体に溶解して
いる。しかし、重合末期において液相部の単量体が少な
くなると、未反応の重合開始剤及び開始剤残渣は濃縮さ
れ、最終的には塩化ビニル系重合体に吸着されることに
なる。重合体内にこの吸着された未反応の重合開始剤及
び開始剤残渣が多い場合、重合体を熱によって加工を行
うと、未反応の重合開始剤及び開始剤残渣が熱分解を受
けるため色目が悪くなることが多い。つまり、重合末期
の反応が進むにつれて製品の初期着色性が悪くなる。
【0021】この事実に着目すると、未反応の重合開始
剤及び開始剤残渣が濃縮していない状態、つまり重合器
内圧が重合温度における飽和蒸気圧であるうちに重合を
終了し単量体の除去を行うことが有効である。しかし、
通常の重合方法において上記の方法を行うとバッチ当た
りの収量が低下する。
【0022】そこで、重合末期において、重合器内圧が
重合温度における飽和蒸気圧であるうちに単量体の追加
を行い、更に重合反応を続行し、重合器内圧が重合温度
における飽和蒸気圧よりもあまり下がらない状態で単量
体の除去を行えば、追加した単量体が未反応の重合開始
剤及び開始剤残渣と反応する上、単量体除去時に重合開
始剤及び開始剤残渣の濃度が希釈されるため、このこと
により、生成重合体における重合開始剤残渣は減少し、
初期着色性が良くなると共に、追加添加した単量体が反
応するため単位触媒量及び単位時間当たりの重合体の収
量は増加するものである。
【0023】ここで、追加仕込みする塩化ビニル系単量
体の量は初期仕込み単量体の量の5〜30重量%、好ま
しくは10〜15重量%程度である。追加仕込みする単
量体の量が初期仕込み単量体の量の5重量%未満である
と単量体の除去を行う時点、つまり単量体重合率が初期
仕込みの85%に達した時点の重合器内の圧力が重合温
度における飽和蒸気圧に比べ0.3kgf/cm2より
下がる可能性がある。また、追加仕込みする単量体の量
が初期仕込み単量体の量の30重量%を超えると、重合
器の充填率等に問題がある上、単量体を除去する操作に
時間がかかり、効率的ではない。
【0024】また、追加仕込みを行う時期は重合転化率
が20%以上でかつ重合器内圧が降下し始める前、好ま
しくは重合転化率が40〜60%程度の時点が望まし
い。追加仕込みを行う時期の重合転化率が20%未満で
ある場合、重合器内に未反応の単量体が多く残存してい
るため、重合器の充填率等に問題がある。追加仕込みを
行う時期に重合器内圧が降下した場合は、残存している
重合開始剤が濃縮され、初期着色性が悪化し、この発明
の目的を達成しない可能性がある。通常の重合は重合転
化率が60〜70%程度で重合器内圧の降下が見られる
ので、遅くともこの時期までには単量体の添加を行わな
ければならない。
【0025】更に、単量体の除去を行う時期は、初期仕
込み単量体の重合転化率が85〜90%程度に達した時
期が望ましい。単量体の除去を行う時における初期仕込
み単量体の重合転化率が85%未満の場合、収量の向上
が期待できない上、単量体を除去する操作に時間がかか
り、コスト的に効率的ではない場合がある。単量体の除
去を行う時における初期仕込み単量体の重合転化率が9
0%を超える場合、重合器内の圧力が重合温度における
飽和蒸気圧に比べ0.3kgf/cm2より下がる可能
性があり、この発明の目的を達成しない可能性がある。
【0026】なお、単量体の除去方法は常法を採用し得
る。
【0027】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。なお、以下の例において部は重量部、%
は重量%を示す。
【0028】〔実施例1〜3〕内容積2000Lの撹拌
機及びジャケット付の重合器に脱イオン水を900k
g、分散剤として部分ケン化ポリビニルアルコールを3
60g、ヒドロキシプロピルメチルセルロースを150
g仕込んだ。次いで重合器内圧が50mmHgになるま
で脱気した後、塩化ビニル単量体を700kg仕込ん
だ。撹拌しながらジエチルヘキシルパーオキシジカーボ
ネート70g、t−ブチルパーオキシネオデカネート2
10g、α−クミルパーオキシネオデカネート200g
を圧入し、同時にジャケットに熱水を通じて57℃まで
昇温させた後、その温度を保ちながら重合させた。次
に、重合転化率が所定の値に達した時点で塩化ビニル単
量体を表1のとおりに添加した。
【0029】それから、更に所定の時間重合を行い、内
圧が下がらない状態で重合禁止剤を100g添加した
後、未反応単量体を回収したのち、反応混合物であるス
ラリーを重合器内から取り出し、遠心分離機で脱水し
た。その脱水ケーキをバッチ式流動乾燥機で70℃,3
時間乾燥して製品とした。
【0030】得られた重合体の嵩比重、粒度分布、フィ
ッシュアイ、初期着色、熱安定性を測定し、その結果を
表1に示した。
【0031】〔比較例〕内容積2000Lの撹拌機及び
ジャケット付の重合器に脱イオン水を900kg、分散
剤として部分ケン化ポリビニルアルコールを360g、
ヒドロキシプロピルメチルセルロースを150g仕込ん
だ。次いで重合器内圧が50mmHgになるまで脱気し
た後、塩化ビニル単量体を700kg仕込んだ。撹拌し
ながらジエチルヘキシルパーオキシジカーボネート70
g、t−ブチルパーオキシネオデカネート210gを圧
入し、同時にジャケットに熱水を通じて57℃まで昇温
させた後、その温度を保ちながら重合させた。
【0032】重合器内圧が7.0kgf/cm2Gに低
下した時点で重合禁止剤を100g添加した後、未反応
単量体を回収したのち、反応混合物であるスラリーを重
合器内から取り出し、遠心分離機で脱水した。その脱水
ケーキをバッチ式流動乾燥機で70℃,3時間乾燥して
製品とした。
【0033】得られた重合体の初期着色、熱安定性、フ
ィッシュアイ、平均重合度、嵩比重、粒度分布、DOP
吸収量を測定し、その結果を表1に示した。
【0034】なお、各物性、特性の評価方法は下記の通
りである。重合度 JIS K−6721の方法に従って測定し
た。フィッシュアイ 〔配合処方〕 得られた重合体 100g スズ系安定剤 2.2g 顔料 0.6g 滑剤 0.8g DOP(ジオクチルフタレート) 50g 上記配合処方に従って調製した配合物を6”ロールを用
いて140℃で5分間混練した後、幅15cm×厚さ
0.22mmのシートに成形した。
【0035】得られたシートの全面について透明粒子数
を計数し、これをフィッシュアイとした。嵩比重 JIS K−6721に準拠して測定した。粒度分布 JIS Z−8801に準拠して測定した。可塑剤吸収量 内径25mm、深さ85mmのアルミニウム合金製容器
の底にグラスファイバーを詰め、これに試料樹脂10g
を採取して投入する。これにDOP(ジオクチルフタレ
ート)15ccを加え、30分放置してDOPを樹脂に
十分浸透させる。その後、1,500Gの加速度で過剰
のDOPを遠心分離し、樹脂に吸収されたDOPの量を
求め、樹脂100部当りの値で表した。初期着色性 塩化ビニル重合体100部にバリウム亜鉛系安定剤2
部、エポキシ化大豆油5部及びジオクチルフタレート4
5部を配合し、2本ロールミルを用いて150℃で5分
間混練した後、厚さ0.8mmのシートを成形した。
【0036】次に、このシートを裁断して重ねて、4×
4×1.5cmの型枠に入れて160℃、65〜70k
gf/cm2で加熱、加圧成形して測定試料を作成し
た。この測定試料について、光電色彩計(日本電色工業
株式会社製)を用いてJISZ−8730(1980)
に記載のハンターの色差式において明度指数Lを求め
た。
【0037】
【表1】
【0038】表1の結果から、本発明の製造方法によれ
ば、バッチ当たりの収量の向上が見られ、従来よりも着
色性の優れた重合体を製造することができ、かつ他の物
性を悪化させることがないことが認められる。
【0039】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、塩化ビニル
系重合体への初期着色性の著しい向上が見られ、品質面
の向上への寄与が大きく、更に単位時間、単位触媒量当
たりの収量の向上につながるものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重合器内に塩化ビニル単量体又は塩化ビ
    ニルとこれと共重合し得るモノマーとの混合単量体を仕
    込み、水性媒体中で懸濁重合して塩化ビニル系重合体を
    製造する方法において、重合率が20%以上で重合器内
    圧が降下し始める前に、上記初期仕込み単量体の5〜3
    0重量%の割合で単量体を追加し、かつ、初期仕込み単
    量体に対する重合率が85%以上に達した時点で、上記
    重合器の内圧が重合時の単量体の飽和蒸気圧に比べ0.
    3kgf/cm2より小さくならない状態で未反応単量
    体の除去を行うことを特徴とする塩化ビニル系重合体の
    製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013537251A (ja) * 2010-09-22 2013-09-30 フィンノリト ゲーエムベーハー ウント ツェーオー. カーゲー ポリ塩化ビニル(pvc)樹脂を作製する方法

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JP2013537251A (ja) * 2010-09-22 2013-09-30 フィンノリト ゲーエムベーハー ウント ツェーオー. カーゲー ポリ塩化ビニル(pvc)樹脂を作製する方法

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