JPH11217413A - ビニル系化合物の懸濁重合用分散助剤 - Google Patents

ビニル系化合物の懸濁重合用分散助剤

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JPH11217413A
JPH11217413A JP10039765A JP3976598A JPH11217413A JP H11217413 A JPH11217413 A JP H11217413A JP 10039765 A JP10039765 A JP 10039765A JP 3976598 A JP3976598 A JP 3976598A JP H11217413 A JPH11217413 A JP H11217413A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粒径分布がシャープとなり、脱モノマー性、
フィッシュアイの減衰速度、可塑剤吸収性等の性能に優
れるビニル系化合物の懸濁重合用分散助剤を提供するこ
と。 【解決手段】 分子内にカルボニル基を含有し、ビニル
エステル部分のケン化度が20〜65モル%、平均重合
度(PA)が150〜1000のビニルエステル系化合
物からなり、カルボニル基の含有量aモル%と平均重合
度(PA)との関係が特定の関係式を満足させてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビニル系化合物の
粒径分布がシャープで、フィッシュアイの減衰速度、脱
モノマー性、可塑剤吸収性等の性能に優れたビニル系化
合物の懸濁重合用分散助剤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ケン化度が70モル%以下の
ビニルエステル系樹脂は、ビニル系化合物(特にポリ塩
化ビニル)の懸濁重合用分散助剤(以下分散助剤と略記
する)、バインダー、可塑剤、ホットメルト用等の接着
剤として広く利用されて、特に分散助剤として多用され
ている。該用途でのビニルエステル系樹脂は、重合缶へ
の仕込み時の作業性を向上させることが必要とされるた
め、各種変性ポリビニルアルコールが用いられている。
例えば特開平1−95103号公報には、側鎖にアミノ
基、アンモニウム基またはカルボキシル基を0.01〜
10モル%含有し、ケン化度が0〜45モル%である分
散助剤を用いることが開示され、特開平4−15481
0号公報には、側鎖にアミノ基、アンモニウム基、カル
ボキシル基またはスルホン酸基を0.1〜10モル%含
有し、ケン化度が70モル%以下の分散助剤を用いるこ
とが開示され、特開平5−295009号公報には、ポ
リメタクリル酸メチルとポリビニルアセテートのブロッ
ク共重合体などからなる分散助剤を用いることが開示さ
れている。特開平9−100301号公報には、特定の
(ポリ)オキシアルキレン基の含有量が0.5〜10モ
ル%で、ケン化度が70モル%以下のビニルエステル系
樹脂を10〜50重量%含有する水性液からなる分散助
剤を用いることが開示されている。
【0003】しかしながら、上記のいずれの開示技術に
おいても、該変性ビニルエステル系化合物を分散質とす
る水性液又は水性分散液を分散助剤として使用すると、
仕込み時の作業性は向上するものの主分散剤の保護コロ
イド性を低下させるためかポリ塩化ビニル中に粗大粒子
が多くなる問題が残っており、ビニル系化合物の懸濁重
合安定性の向上が更に重要となってきている。更に最近
はリフラックスコンデンサー等を使用してビニル系化合
物の懸濁重合の重合速度が向上しているため、懸濁重合
安定性の向上が更に求められる様になってきた。
【0004】かかる問題点を解決するため、米国特許第
4208499号明細書には、ケン化度21.7〜7
4.8モル%、重合度180〜350で280mμの吸
光度が0.28以上のポリビニルアルコールを分散助剤
として用いることが開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、米国特
許第4208499号明細書開示技術では、分子鎖あた
りのカルボニル基含量が規定されていないため、懸濁重
合安定性はいまだ改善されず、粒径分布がシャープとな
らない場合があり、更に、ビニル系化合物重合後の反応
缶内にスケールが付着しやすいという欠点を有してい
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる事情に鑑みて鋭意
検討した結果、本発明者らは、分子内にカルボニル基を
含有し、ビニルエステル部分のケン化度が20〜65モ
ル%、平均重合度(PA)が150〜1000のビニル
エステル系樹脂からなり、カルボニル基の含有量aモル
%と平均重合度(PA)との関係が下記式(1)を満足
するビニル系化合物の分散助剤が、懸濁重合時の重合安
定性が良好で、しかもポリ塩化ビニル粒子の粒径分布を
シャープにすることを見いだし本発明を完成するに至っ
た。 0.4<PA×a×10-2<3・・・(1)
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いられるビニルエステル系樹脂は、ケン化度
が20〜65モル%であることが必要で、好ましくは2
0〜60モル%、更には30〜50モル%である。ケン
化度が65モル%を越えると、ビニルエステル系樹脂を
分散助剤として用いるとビニル系化合物(ポリ塩化ビニ
ル)の脱モノマー性やポロシティー分布の均一性、可塑
剤吸収性向上の点で不十分となり不適であり、20モル
%未満ではビニルエステル系樹脂を分散助剤として用い
るとビニル系化合物(ポリ塩化ビニル)の脱モノマー性
やポロシティー分布の均一性、可塑剤吸収性向上の点で
不十分であり、更に(ポリ)オキシアルキレン基変性し
て水性液とする場合、変性量を5モル%より多くする必
要がある為、ビニル系化合物の重合安定性を著しく阻害
する結果となり不適である。
【0008】平均重合度(PA)としては150〜10
00であることが必要で、好ましくは180〜750で
あり、更には180〜600である。平均重合度(P
A)が150未満では分散助剤としての効果が低下し、
ビニル系化合物の可塑剤吸収性、フィッシュアイの減衰
速度等が低下するという欠点があり、平均重合度(P
A)が1000を越えるとビニル系化合物に対する分散
助剤の界面張力が上昇する為かビニル系化合物の可塑剤
吸収性が低下したり、分散助剤を多く使用することが必
要となり不適であり、又、後述するようにオキシアルキ
レン基で変性し、水性液として扱う場合、高濃度(40
〜50重量%)での該水性液の粘度が高くなりすぎて、
作業性が悪くなるので不適である。なお平均重合度(P
A)の測定はビニルエステル系樹脂を完全ケン化後、溶
媒として水を用い、JIS K 6726の方法を適用し
た。
【0009】本発明では、平均重合度(PA)とカルボ
ニル基の含有量aモル%との関係が下記式(1)を満足
することが必要であり、 0.4<PA×a×10-2<3・・・(1) 更に、下記式(1−2)を満足することが好ましい。 0.7<PA×a×10-2<2 ・・・(1−2) 上記式(1)はビニルエステル系樹脂の重合度に拘わら
ず、1分子鎖当たりに平均0.4個を越え、3個未満の
カルボニル基を含むことを表しており、また、式(1−
2)は同様に1分子鎖当たりに平均0.7個を越え、2
個未満のカルボニル基を含むことを表している。
【0010】PA×a×10-2が3以上では、分散助剤
としての性能が低下し、可塑剤吸収性やフィッシュアイ
の減衰速度、脱モノマー性が阻害され、又、0.4以下
の場合は分散主剤の保護コロイド性を低下させやすく、
ポリ塩化ビニル中に粗大粒子が増加したり、場合によっ
てはビニル系化合物の懸濁重合時に反応物がブロック化
したりして反応を中断せざるをえない状況に至ることが
ある。特に親水性基(イオン性基)で変性された分散助
剤を使用した場合に上記の現象が認められる。
【0011】上記式(1)をコントロールする方法とし
ては、ビニルエステル系単量体を重合してビニルエス
テル系樹脂を調製する際にアルデヒドを共存させる方
法、ビニルエステル系樹脂を製造した後熱処理する方
法、ビニルエステル系樹脂を製造した後、酸化剤処理
する方法等が挙げられるが、の方法が好ましく、該方
法について以下説明する。
【0012】の方法では、アルデヒドの添加量、溶媒
とビニルエステル系単量体との比率等が制御され重合が
行われる。ビニルエステル系単量体としては、ギ酸ビニ
ル、酢酸ビニル、トリフルオロ酢酸ビニル、プロピオン
酸ビニル、酪酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリル酸
ビニル、バーサティック酸ビニル、パルミチン酸ビニ
ル、ステアリン酸ビニル、ピバリン酸ビニル等が単独又
は併用で用いられるが、工業的には酢酸ビニルが好適で
ある。アルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、アセト
アルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒ
ド、ベンズアルデヒド等が挙げられ、好ましくはアセト
アルデヒドが用いられる。また、溶媒としてはメタノー
ル、エタノール、あるいはイソプロピルアルコール等の
アルコール溶媒、ベンゼン、各種酢酸エステル等が挙げ
られ、好ましくはメタノールが用いられる。
【0013】該アルデヒドは通常ビニルエステル系単量
体に対して、0.1〜10重量%、好ましくは0.5〜
8重量%、更に好ましくは0.7〜7重量%が用いられ
る。又、溶媒とビニルエステル系単量体の比率は、溶媒
としてメタノール、ビニルエステル系単量体として酢酸
ビニルを使用した例を挙げるとメタノール/酢酸ビニル
(重量比)=0.02〜1、好ましくは0.03〜0.
5の範囲で目的とするビニルエステル系樹脂の重合度に
応じて、任意に選択される。
【0014】上記式(1)を満足するための重合方法に
ついては、普通アルコールを溶媒とする溶液重合が実施
される。勿論、乳化重合、懸濁重合等も可能である。か
かる溶液重合において単量体の仕込み方法としては、ビ
ニルエステル系単量体の重合を開始し、上記のアルデヒ
ドや下記に述べるオキシアルキレン基含有単量体あるい
はイオン性基含有単量体等の単量体を重合期間中に連続
的に又は分割的に添加する方法、該単量体を重合初期に
一括仕込み、又重合初期よりビニルエステル系単量体と
オキシアルキレン基含有単量体を同時に仕込む方法等任
意の手段を用いて良い。アルデヒド以外の連鎖移動剤を
共存させ重合する場合は所定の変性量になるように連鎖
移動剤の連鎖移動定数を考慮して、重合系のビニルエス
テル系単量体の反応率に応じて連鎖移動剤を添加するこ
とにより、反応系の連鎖移動剤量がビニルエステル系単
量体に対してあまり変化しないようにすることが好まし
い。重合反応は、アゾビスイソブチロニトリル、アセチ
ルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロ
イルパーオキサイドなどの公知のラジカル重合触媒や低
温活性触媒(例えばジ−n−プロピルカーボネート)を
用いて行われる。又反応温度は30℃〜沸点程度の範囲
から選択される。
【0015】上記の方法により上記式(1)を満足する
様に変性されたビニルエステル系樹脂が得られるのであ
るが、本発明では、更にビニルエステル系樹脂に下記一
般式(2)で示されるオキシアルキレン基含有単量体を
0.5〜5.0モル%含有させると、分散助剤を高濃度
の水性液として取り扱うことが可能となり、ビニル系化
合物の懸濁重合の重合安定性を損なうことなく本来の分
散助剤の性能と分散助剤の仕込み時の作業性の向上を両
立させることができる点で好ましい。
【化2】−(CHR1−CHR2O)n−・・・(2) [式中R1、R2は水素原子又はアルキル基、nは整数を
表す。] 該(ポリ)オキシアルキレン基としては、より具体的に
は(ポリ)オキシエチレン基、(ポリ)オキシプロピレ
ン基、(ポリ)オキシブチレン基等が効果的であるが、
好ましくは(ポリ)オキシエチレン基である。(ポリ)
オキシアルキレン基の含有量として更に好ましくは1.
0〜3.0モル%である。(ポリ)オキシアルキレン基
の含有量が0.5モル%未満では、本発明の分散助剤を
高濃度(10〜50重量%)の水性液とした時、放置安
定性が悪くなる場合があり、5.0モル%を越えると、
分散助剤としての効果(ポロシティー分布の均一性、ポ
ロシティーの向上、脱モノマー性等)が低下する場合が
あり好ましくない。
【0016】nの範囲として好ましくは5≦n≦50
で、更には8≦n≦20である。n<5ではビニルエス
テル系樹脂を水性液とした時、安定性が悪く、例えばケ
ン化度60モル%の該ビニルエステル系樹脂の40重量
%の水溶液を3〜20重量%の低濃度に希釈すると、該
ビニルエステル系樹脂が析出してしまい好ましくない。
又、n>50では親水性が強くなりすぎる為、油溶性成
分としての寄与が発現しがたくなり、分散助剤としての
効果を十分に発揮することができず、又、工業的にも製
造コストが高くなり好ましくない。
【0017】上記一般式(2)で示される官能基を含有
するビニルエステル系樹脂は任意の方法で製造できる。
例えば、アルデヒドとポリオキシアルキレンの存在下
にビニルエステル系単量体を重合する方法、アルデヒ
ドの存在下、上記一般式(2)で示される官能基を有す
る不飽和単量体をコモノマーとしてビニルエステル系樹
脂と共重合する方法、SH−(CHR1−CHR2O)n
−R3〔R1、R2、R3は水素又はアルキル基、nは整数
を表す。〕からなる連鎖移動剤とアルデヒドの存在下、
ビニルエステル系樹脂を重合する方法等が挙げられる
が、の方法が好ましく、以下の方法について述べ
る。
【0018】上記一般式(2)で示される官能基を有す
る不飽和単量体としては次の様なものが例示される。但
し、本発明ではこれらのみに限定されるものではない。 [(メタ)アクリル酸エステル型]下記の一般式(4)
で示されるもので、具体的には(ポリ)オキシエチレン
(メタ)アクリレート、(ポリ)オキシプロピレン(メ
タ)アクリレート等が挙げられる。
【化3】 (但し、Yは水素又はメチル基、Aはフェニレン基、置
換フェニレン基のいずれか、R1、R2、R3は水素又は
アルキル基、mは0又は、1以上の整数、nは5〜50
の整数で、好ましくは8〜20の整数を示す。)
【0019】[(メタ)アクリル酸アミド型]下記の一
般式(5)で示されるもので、具体的には(ポリ)オキ
シエチレン(メタ)アクリル酸アミド、ポリオキシプロ
ピレン(メタ)アクリル酸アミド、ポリオキシエチレン
(1−(メタ)アクリルアミド−1,1−ジメチルプロ
ピル)エステル等が挙げられる。
【化4】 (但し、Y3は水素又はメチル基又は、 −(CHR1
CHR2O)n−R3を表し、A、Y、R1、R2、R3
m、nは前記と同様。)
【0020】[(メタ)アリルアルコール型]下記の一
般式(6)で示されるもので、具体的にはポリオキシエ
チレン(メタ)アリルエーテル、ポリオキシプロピレン
(メタ)アリルエーテル等が挙げられる。
【化5】 (但しY、R1、R2、R3、nは前記と同様。)
【0021】[ビニルエーテル型]下記の一般式(7)
で示されるもので、具体的には(ポリ)オキシエチレン
ビニルエーテル、(ポリ)オキシプロピレンビニルエー
テル等が挙げられる。
【化6】 CH2=CH−O−(A−O)m−(CHR1−CHR2O)n−R3・・・(7) (但し、A、R1、R2、R3、m、nは前記と同様。) これらの(ポリ)オキシアルキレン基を含有する単量体
の中でも一般式(6)で示される(メタ)アリルアルコ
ール型のものが好適に使用される。
【0022】本発明では、更に側鎖又は末端にイオン性
基を含有し、平均重合度(PA)とイオン性基の含有量
bモル%との関係が下記式(3)式を満足すると、水溶
液とした場合、広範囲の希釈率で取扱うことができる点
で好ましく、 0.4<PA×b×10-2<3・・・(3) 更に、下記式(3−2)を満足することが好ましい。 0.4<PA×b×10-2<2 ・・・(3−2) 上記式(3)はビニルエステル系樹脂の重合度に拘わら
ず、1分子鎖当たりに平均0.4個を越え、3個未満の
イオン性基を含むことを表しており、式(3−2)は同
様に、1分子鎖当たりに平均0.4個を越え、2個未満
のイオン性基を含むことを表している。
【0023】PA×b×10-2が3を越えると、ビニル
系化合物の懸濁重合時に主分散剤の保護コロイド性を低
下させる為か、得られる重合物が粗粒子化し、0.4未
満の場合は、ビニルエステル系樹脂の水性液中の樹脂分
を3重量%未満に希釈した場合の放置安定性が低下し好
ましくない。
【0024】上記式(3)を満足するように、イオン性
基を含有させるには、アルデヒドの存在下、ビニルエス
テル系単量体とイオン性基を有する単量体及び上記一般
式(2)で示される(ポリ)オキシアルキレン基含有単
量体とを共重合する方法が主に用いられ、該イオン性基
を有する単量体としては特に限定されず、カルボキシル
基含有単量体、スルホン酸基含有単量体、アミノ基含有
単量体、アンモニウム基含有単量体等が用いられる。
【0025】カルボキシル基含有単量体としては、エチ
レン性不飽和ジカルボン酸(マレイン酸、フマル酸、イ
タコン酸等)、又はエチレン性不飽和ジカルボン酸モノ
エステル(マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸
モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステ
ル等)又はエチレン性不飽和ジカルボン酸ジエステル
(マレイン酸ジアルキルエステル、フマル酸ジアルキル
エステル、イタコン酸ジアルキルエステル等)又はエチ
レン性不飽和ジカルボン酸無水物(無水マレイン酸、無
水イタコン酸等)、あるいは(メタ)アクリル酸等の単
量体およびその塩が挙げられ、その中でもエチレン性不
飽和ジカルボン酸、又はエチレン性不飽和ジカルボン酸
モノエステルおよびその塩が好適に使用される。またカ
ルボキシル基単量体として、カルボキシル基を有するア
ルコール、アルデヒドあるいはチオール等の官能基を有
する化合物を連鎖移動剤として用いてもよく、特に連鎖
移動効果の大きいチオールに由来するものが有効で以下
のものが挙げられる。
【0026】
【化7】HS−(CH2n−COOH・・・(8) 及び一般式(8)の塩(但しnは1〜20の整数を示
す。)
【化8】 及び一般式(9)の塩(但し一般式(9)において、Y
はそれぞれ水素又は低級アルキル基(置換基を含んでも
よい)、nは0〜5の整数を示す。)
【化9】 及び一般式(10)の塩(但し一般式(10)におい
て、nは0〜20の整数を示す。) 具体的にはメルカプト酢酸、2−メルカプトプロピオン
酸、3−メルカプトプロピオン酸、2−メルカプトステ
アリン酸等が挙げられる。
【0027】
【化10】 HS−(CHX3)r−(CHX4)sCOOH・・・(11) (但し一般式(11)において、X3は水素又はカルボ
キシル基、X4は水素又はSH基、rは0又は正数、s
は正数を示す。) 具体的にはチオグリコール酸、チオプロピオン酸、チオ
リンゴ酸等が挙げられる。
【0028】また、スルホン酸基含有単量体としては以
下のものが挙げられる。 (イ)エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタア
リルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸又はその塩 (ロ)一般式(12)又は(13)で表されるスルホア
ルキルマレート
【化11】 (但し一般式(12)又は一般式(13)においてY1
はアルキル基、nは2〜4の整数、Mは水素又はアルカ
リ金属又はアンモニウムイオンを示す。) 上記のスルホアルキルマレートとして具体的には、ナト
リウムスルホプロピル2−エチルヘキシルマレート、ナ
トリウムスルホプロピル2−エチルヘキシルマレート、
ナトリウムスルホプロピルトリデシルマレート、ナトリ
ウムスルホプロピルエイコシルマレート等が挙げられ
る。
【0029】(ハ)下記一般式(14)〜(16)で表
されるスルホアルキル(メタ)アクリルアミド、スルホ
アルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【化13】
【化14】 (但し一般式(14)〜(16)において、Y2、Y3
4、Y5、Y7、Y8、Y9は水素又はアルキル基、Y6
アルキル基、nは2〜4の整数、Mは水素又はアルカリ
金属又はアンモニウムイオンを示す。) 上記のスルホアルキル(メタ)アクリルアミドとして具
体的には、ナトリウムスルホメチルアクリルアミド、ナ
トリウムスルホ−tert−ブチルアクリルアミド、ナ
トリウムスルホ−sec−ブチルアクリルアミド、ナト
リウムスルホ−tert−ブチルメタクリルアミド等が
挙げられる。
【0030】
【化16】 (但しY10は水素又はアルキル基、nは2〜4の整数、
Mは水素又はアルカリ金属又はアンモニウムイオンを示
す。) 上記のスルホアルキル(メタ)アクリレートとして具体
的には、ナトリウムスルホエチルアクリレート等が挙げ
られる。上記スルホン酸基含有単量体の中でもオレフィ
ンスルホン酸、又はその塩が好適に使用される。
【0031】また、スルホン酸基を有するアルコール、
アルデヒド或いはチオール等の官能基を有するスルホン
酸基含有単量体としては、特に連鎖移動効果の大きいチ
オールに由来するものが有効で以下のものが挙げられ
る。
【化17】
【化18】
【化19】
【化20】 (但し一般式(18)〜(21)において、Y11〜Y19
はそれぞれ水素又はメチル基、nは2〜4の整数、Mは
水素又はアルカリ金属又はアンモニウムイオンを示す。
尚、nが整数のときはnの数だけ存在する各Y14
15、Y17、Y18、Y19は同時に同じものでも異なるも
のでもよい。) 具体的には、チオプロピオン酸ナトリウムスルホプロパ
ン等が挙げられる。
【0032】また、スルホン酸基を導入したビニルエス
テル系樹脂を得る方法としては、ビニルエステル系樹脂
を臭素、ヨウ素等で処理した後、酸性亜硫酸ソーダ水溶
液で加熱する方法。ビニルエステル系樹脂を濃厚な硫酸
水溶液中で加熱する方法。ビニルエステル系樹脂をスル
ホン酸基を有するアルデヒド化合物でアセタール化する
方法等もある。
【0033】アミノ基あるいはアンモニウム基を含有す
るイオン性基含有単量体としては以下のものが挙げられ
る。
【化21】 及び一般式(22)の四級化物
【化22】 及び一般式(23)の四級化物
【0034】
【化23】 及び一般式(24)の四級化物
【化24】 及び一般式(25)の四級化物
【化25】 (但し一般式(22)〜(26)において、nは0〜3
の整数、mは1〜10の整数、Y1、Y2、Y5、Y6、Y
7は水素又はメチル基を示し、Y3、Y4はそれぞれ低級
アルキル基(置換基を含んでもよい)、Xはアンモニウ
ム窒素と塩を形成する陰性の基、Aはアミンあるいはア
ンモニウムと一般式(22)のアミド基の窒素原子ある
いは一般式(24)の酸素原子とを連結する基をそれぞ
れ示す。)
【0035】又、アミノ基あるいはアンモニウム基を有
するアルコール、アルデヒドあるいはチオール等の官能
基を有するアミノ基あるいはアンモニウム基含有単量体
を連鎖移動剤として共存させ重合する方法があるが、特
に連鎖移動効果の大きいチオールに由来するものが有効
で以下のものが挙げられる。
【化26】 及び一般式(27)の四級化物
【化27】 及び一般式(28)の四級化物
【0036】 及び一般式(29)の四級化物
【化29】 及び一般式(30)の四級化物 (但し一般式(27)〜(30)において、nは0〜3
の整数、mは1〜10の整数、Y1、Y2、Y5、Y6、Y
7は水素又はメチル基を示し、Y3、Y4はそれぞれ低級
アルキル基(置換基を含んでもよい)、Aはアミンある
いはアンモニウムの窒素と一般式(27)のアミド基の
窒素あるいは一般式(29)の酸素とを連結する基を示
す。)
【0037】本発明において前述したイオン性基の中
で、特にカルボキシル基が分散助剤の性能(フィッシュ
アイの減衰速度、可塑剤吸収性、得られるポリ塩化ビニ
ルの粒径分布の均一性)を損ない難いという点で好まし
い。
【0038】本発明においては、前述した如き(ポリ)
オキシアルキレン基、イオン性基を有する単量体、ビニ
ルエステル以外の他の一般の単量体を50モル%以下共
存せしめて重合を行なっても良い。これらの単量体を次
に例示する。 [エチレン性不飽和カルボン酸のアルキルエステル等]
クロトン酸メチル、クロトン酸エチル、ソルビン酸メチ
ル、ソルビン酸エチル、オレイン酸アルキルエステル、
(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、
(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチ
ル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘプ
チル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸デ
シル、(メタ)アクリル酸ヘキサデシル、(メタ)アクリル
酸オクタデシル等が挙げられる。 [α−オレフィン]エチレン、プロピレン、α−ヘキセ
ン、α−オクテン、α−デセン、α−ドデセン、α−ヘ
キサデセン、α−オクタデセン等。
【0039】[アルキルビニルエーテル]プロピルビニ
ルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエ
ーテル、オクチルビニルエーテル、デシルビニルエーテ
ル、ドデシルビニルエーテル、テトラデシルビニルエー
テル、ヘキサデシルビニルエーテル、オクタデシルビニ
ルエーテル等。 [アルキルアリルエーテル]プロピルアリルエーテル、
ブチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル、オク
チルアリルエーテル、デシルアリルエーテル、ドデシル
アリルエーテル、テトラデシルアリルエーテル、ヘキサ
デシルアリルエーテル、オクタデシルアリルエーテル
等。その他、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリ
ロニトリル、スチレン、塩化ビニルなどの使用も可能で
ある。
【0040】上記のビニルエステル系単量体と各種単量
体が共重合された後、ケン化反応を行ってビニルエステ
ル系樹脂が得られるのであるが、ケン化に当たっては共
重合体をアルコール、ベンゼン、酢酸メチル等に溶解し
アルカリ触媒の存在下に行なわれる。アルコールとして
はメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、
ブタノール等が挙げられ、中でもメタノールが好適に使
用される。アルコール中の該樹脂の濃度は20〜50重
量%の範囲から選ばれる。ケン化触媒としては水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、ナ
トリウムエチラート、カリウムメチラート等のアルカリ
金属の水酸化物やアルコラートの如きアルカリ触媒が用
いられる。かかるアルカリ触媒の使用量はモノマー単位
のビニルエステル系単量体1モルに対して1〜100ミ
リモル、好ましくは1〜50ミリモル、更に好ましくは
1〜15ミルモルである。また、ケン化触媒として硫
酸、塩酸等の酸触媒を用いてケン化を行うことも可能で
あり、その場合、得られたビニルエステル系樹脂を水性
液として使用する場合、水性液の安定性が向上したり、
又ビニル系化合物の懸濁重合時の起泡性を抑制すること
が可能となる点で好ましい。
【0041】本発明の分散助剤の内、(ポリ)オキシア
ルキレン基を含有するビニルエステル系樹脂を水性液と
する場合、かかる水性液を得る方法としては、特に限定
されず、ケン化時のアルコールをスチーム等の吹き込み
により水に置換する方法、撹拌下で水中へビニルエステ
ル系樹脂を投入し、引き続き撹拌する方法、更に加熱を
併用する方法等が挙げられ、好ましくはケン化時の含有
アルコールをスチーム等の吹き込みにより水に置換する
方法が用いられる。本発明の水性液は、分散剤や乳化剤
を特に使用することもなく1年以上の良好な放置安定性
が得られる。
【0042】又水性液にはデヒドロ酢酸ナトリウム、ソ
ルビン酸カリウム、ペンタクロルフェノールナトリウム
塩。アノンLG(日本油脂(株)製)、カチオンF2−
50E(日本油脂(株)製)、ホクスターL−100A
(北興化学製)、ホクスターHP(北興化学製)等の公
知の防腐剤を、分散助剤としての性能を阻害しない範囲
で適当量添加することができる。
【0043】次に上記で得られたビニルエステル樹脂
(分散助剤)を用いたビニル系化合物の懸濁重合法につ
いて説明する。用いる分散助剤は上記のビニルエステル
系樹脂を粉末あるいは水性液として使用でき、水性液特
に、(ポリ)オキシアルキレン変性の該樹脂を水性液と
する場合、該樹脂を水中に50重量%以下の割合で分散
又は溶解させたものが好ましく、更には1〜45重量
%、特には3〜40重量%である。該樹脂の割合が50
重量%を越えると該水性液の流動性が著しく低下したり
或いはゲル状となったりして不適当なことがある。
【0044】ビニル系化合物の懸濁重合を行う際には、
通常、水又は加熱水媒体に本発明の分散助剤と公知の主
分散剤を添加し、ビニル系モノマーを分散させて油溶性
触媒の存在下で重合を行う。かかる主分散剤としては、
メチルセルロース、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、カルボキシメチル
セルロースなどのセルロース誘導体、ゼラチン或いはポ
リビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の水溶性
高分子等が挙げられ、中でもケン化度65〜90モル
%、好ましくは68〜89モル%で重合度500〜35
00のポリビニルアルコールが好適に用いられ、主分散
剤の種類等によって一概に言えないが主分散剤と分散助
剤の添加量の重量比は90/10〜30/70の範囲が
好ましく、特に80/20〜50/50が好ましい。該
主分散剤及び分散助剤は、重合の初期に一括仕込みして
も、又重合の途中で分割して仕込んでもよい。
【0045】更に、本発明の分散助剤には、本発明の効
果を阻害しない範囲においてカチオン系、アニオン系又
はノニオン系の界面活性剤を併用してもよい。また、使
用される懸濁重合用触媒としては、油溶性の触媒であれ
ば特に限定されず、例えば、ジ−2−エチルヘキシルパ
ーオキシジカーボネート、γ−クミルパーオキシネオデ
カネート、ベンゾールパーオキサイド、ラウロイルパー
オキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネー
ト、α,α′−アゾビスイソブチロニトリル、α,α′
−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、アセチ
ルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド或いはこれ
らの混合物が使用される。又、スケーリング防止の為、
適当量のチオシアン酸アンモニウムや亜硝酸塩等の水溶
性の重合禁止剤を添加してもよい。又、「NOXOL
WSW」、「NOXOL ETH」(以上CIRS社
製)等の公知のスケーリング防止剤が反応缶内壁に塗布
されていてもよい。重合温度は、当業者周知の範囲か
ら、目的とするビニル系化合物の重合度に応じて任意に
選択される。
【0046】懸濁重合の対象となるモノマーとしては、
塩化ビニルの単独重合のみではなく、これと共重合可能
なモノマー、例えばハロゲン化ビニリデン、ビニルエー
テル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、アクリル酸、メタ
クリル酸、マレイン酸又はその無水物やエチレン、プロ
ピレン、スチレン等との共重合物にも用いられる。又、
その他の添加剤として、例えば重合度調整剤、加工性改
良剤、帯電防止剤、pH調整剤、酸化防止剤、スケール
防止剤等を1種類又は2種類以上使用できる。
【0047】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお,実施例中「%」、「部」とあるのは、断り
のない限り重量基準を意味する。 実施例1 メタノール溶媒0.35部に、酢酸ビニル7.0部、オ
キシエチレンの付加モル数が平均15のポリオキシエチ
レンモノアリルエーテル〔ユニオックスPKA−S00
4(日本油脂(株)製)1.25部(酢酸ビニルに対し
て2モル%)、アセトアルデヒド0.31部(酢酸ビニ
ルに対して8.7モル%)、アセチルパーオキサイド
0.0014部(酢酸ビニルに対して0.15モル%)
を添加し、沸点下で重合を開始した。重合開始4時間
後、6時間後にアチルパーオキサイドを、酢酸ビニルに
対して各々0.05モル%添加して8時間重合を継続し
た。重合率は97.3%であった。次いで残存酢酸ビニ
ル量が0.06%になるまで残存モノマーを追い出した
後、6.6ミリモル%(対酢酸ビニル)の水酸化ナトリ
ウムをメタノール溶液として加えて、ケン化(35℃で
2時間)し析出したビニルエステル系樹脂を濾別し、乾
燥後、表1に示される如きビニルエステル系樹脂(分散
助剤1)を得た。尚、カルボニル基の定量は分散助剤を
完全ケン化後、高分子化学 第15巻、第156号、第
249〜254頁(1958)に記載の方法に準じて定
量を行った。得られた該樹脂はニーダーにより水に溶解
させて10%の水性液に調製され、以下の要領で分散性
及び放置安定性を調べた。評価結果を表2に示す。
【0048】(分散性)目視により、ビニルエステル系
樹脂水性液中の析出やゲルの発生、相分離の状況を調べ
た。 (各分散剤の使用形態での放置安定性)ビニルエステル
系樹脂水性液を、20℃で12ケ月放置し、放置前後の
水性液の分散(又は溶解)状態を目視観察して、凝集、
沈殿の発生等の変化の有無を調べた。
【0049】次いで、以下に示す様に上記分散助剤1
(水性液)と、主分散剤を用いて、以下の要領でポリ塩
化ビニルの重合を行って、得られたポリ塩化ビニル粒子
について、後述の如き性能評価を行った。撹拌機を備え
たオートクレーブ中に塩化ビニル単量体100部、水1
50部、表1及び表2に示す分散助剤1の水性液0.2
部(ビニルエステル系樹脂として固形分換算で0.03
部含有)及び主分散剤として重合度700,ケン化度7
2モル%のポリビニルアルコール0.07部、更にジ−
2−エチルヘキシルパーオキシカーボネート0.02部
を仕込み、回転数400rpmで撹拌しながら温度57
℃にて懸濁重合を行った。オートクレーブ内の圧力が5
7℃における塩化ビニルの飽和蒸気圧により2kg/c
2に低下したところで重合を停止し、未反応の塩化ビ
ニルを回収して反応を停止し、ポリ塩化ビニル粒子を
得、以下の評価を行い、結果を表3、4に示した。
【0050】<平均粒子径>ロータップ式振動ふるい
(JIS標準ふるい使用)により測定した粒径分布より
メジアン径(50%重量径)を求めて平均粒子径とし
た。 <粒径分布>JIS標準ふるいを用いて測定した。 <可塑剤吸収性>プラストグラフに接続されたプラネタ
リー型ミキサーに得られたポリ塩化ビニル粒子60部と
DOP(ジオクチルフタレート)40部の混合物を投入
して、80℃で撹拌しながら各時間毎の混練トルクを測
定し、混練トルクが低下するまでの経過時間を調べた。
評価基準は以下の通り。 A −−− 3分未満 B −−− 3〜5分未満 C −−− 5分以上
【0051】<残存モノマー>得られたポリ塩化ビニル
粒子の一定量をTHF(テトラヒドロフラン)に溶解さ
せて、ガスクロマトグラフにより残存する塩化ビニルモ
ノマーを定量した。 <フィッシュアイ>得られたポリ塩化ビニル粒子100
部、DOP(ジオクチルフタレート)50部、ジオクチ
ル錫ジラウレート3部及びステアリン酸亜鉛1部を15
5℃で3分間、ロール練りして0.3mm厚のシートを
作製し100mm×100mm当たりのフィッシュアイ
の数を測定した。評価基準は以下の通り。 A −−− 0〜4個 B −−− 5〜10個 C −−− 11個以上 <スケール付着性>重合体スラリーを重合缶外に取り出
した後、缶内におけるスケールの付着の状態を目視観察
した。評価基準は以下の通り。 A −−− スケールの付着がなく、重合缶内の金属光
沢が見える B −−− 重合缶内の金属光沢が明瞭でない C −−− 重合缶内の全面にフィルム状のスケールが
確認できる <ポロシティー>水銀ポロシティーメーターにより測定
した。 <ガラス状粒子の生成>得られたポリ塩化ビニル粒子中
のガラス状粒子の有無を目視で以下の様に判定した。 ○ −−− 生成しない × −−− 生成する
【0052】実施例2 メタノール溶媒3.64部に、酢酸ビニル7.00部、
オキシエチレンの付加モル数が平均15のポリオキシエ
チレンモノアリルエーテル1.25部(酢酸ビニルに対
して2モル%)、アセトアルデヒド0.31部(酢酸ビ
ニルに対して8.7モル%)、マレイン酸モノメチルの
60%メタノール溶液0.056部(酢酸ビニルに対し
て0.32モル%)、アセチルパーオキサイド0.00
065部(酢酸ビニルに対して0.07モル%)を添加
し、沸点下で重合を開始した。重合開始4時間後、6時
間後にアセチルパーオキサイドを、酢酸ビニルに対して
各々0.03モル%添加して7時間重合を継続した。重
合率は95.0%であった。次いで残存酢酸ビニル量が
0.08%になるまで残存モノマーを追い出した後、
6.6ミリモル%(対酢酸ビニル)の水酸化ナトリウム
をメタノール溶液として加えて、ケン化(35℃で2時
間)し析出したビニルエステル系樹脂を濾別し、乾燥
後、表1に示される如きビニルエステル系樹脂(分散助
剤2)を得た。尚、カルボニル基の定量は実施例1と同
様に行った。得られた該樹脂(分散助剤2)は実施例1
と同様の方法で3%の水性液とし、同様に分散性及び放
置安定性を調べた。評価結果を表2に示す。更に実施例
1と同様にポリ塩化ビニルの重合を行って、ポリ塩化ビ
ニルを評価した。評価結果を表3、4に示す。
【0053】実施例3 実施例1において、オキシエチレンの付加モル数が平均
15のポリオキシエチレンモノアリルエーテルを省略し
た以外は同様にして、表1に示される如きビニルエステ
ル系樹脂(分散助剤3)を製造した。尚、分散助剤3は
水に溶けないので、水性液の分散性及び放置安定性は評
価しなかった。次いで実施例1と同様にポリ塩化ビニル
の重合を行って、得られたポリ塩化ビニルを評価した。
評価結果を表3、4に示す。
【0054】実施例4、5 実施例1において、分散助剤1のカルボニル基、(ポ
リ)オキシアルキレン基を表1のように変化させて、分
散助剤4、5を製造し、同様に分散性及び放置安定性を
調べた。その評価結果を表2に示す。次いで実施例1と
同様にポリ塩化ビニルの重合を行って、得られたポリ塩
化ビニルの評価をした。その評価結果を表3、4に示
す。
【0055】実施例6〜10 実施例2に準じて、表1に示す如きビニルエステル系樹
脂(分散助剤6〜10)を製造し、同様に分散性及び放
置安定性を調べた。その評価結果を表2に示す。次いで
実施例1と同様にポリ塩化ビニルの重合を行って、得ら
れたポリ塩化ビニルの評価をした。評価結果を表3、4
に示す。 比較例1〜6 実施例2に準じて、表1に示す如きビニルエステル系樹
脂(分散助剤11〜16)を製造し、同様に分散性及び
放置安定性を調べた。その評価結果を表2に示す。次い
で実施例1と同様にポリ塩化ビニルの重合を行って、得
られたポリ塩化ビニルの評価をした。評価結果を表3、
4に示す。尚、比較例1(分散助剤11使用)及び比較
例4(分散助剤14使用)においては、分散助剤を粉末
状のままポリ塩化ビニルの重合に用いた。
【0056】
【表1】 (分散助剤の組成) ケン化度 重合度 式(1)* 種類 含有量 種類 式(3)** (モル%) PA の値 (モル%) の値 分散助剤1 45 250 1.2 -a 1.8 − −− 〃 2 45 250 1.1 -a 1.4 0.8 〃 3 37 250 1.0 − −− − −− 〃 4 55 300 0.8 -b 2.0 − −− 〃 5 45 250 0.4 -a 1.8 − −− 〃 6 45 165 0.9 -c 1.5 1.0 〃 7 45 800 0.9 -c 1.5 1.0 〃 8 45 250 1.1 -a 0.2 0.8 〃 9 45 250 1.2 -b 5.5 0.8 〃 10 45 250 1.1 -a 1.8 4.0 〃 11 10 250 0.9 -a 1.8 0.8 〃 12 70 250 1.2 -a 1.8 0.8 〃 13 45 100 0.8 -a 1.8 0.8 〃 14 45 1050 1.1 -a 1.8 1.0 〃 15 45 250 0.3 -a 1.8 0.9 〃 16 45 250 3.3 -a 1.8 0.9 *:PA×a×10-2(但し、aはカルボニル基含有量(モル%)) **:PA×b×10-2(但し、bはイオン性基の含有量(モル%)) (ポリ)オキシアルキレン基、イオン性基の種類は、以下の通りで、( )内 は該基の付加モル数の平均値を表す。 −a;ポリオキシエチレンモノアリルエーテル(n=15) −b;ポリオキシエチレンアクリル酸アミド(n=30) −c;ポリオキシエチレンビニルエーテル(n=50) ;マレイン酸モノメチル ;イタコン酸
【0057】
【表2】 **水性液が析出あるいはゲル化したので放置安定性は
評価せず。
【0058】
【表3】 (分散助剤の使用形態とポリ塩化ビニルの性能) 使用形態 平均粒子径 粒径分布(%) 形態 濃度(%) (nm) 60メッシュオン 60■80メッシュ 150メッシュハ゜ス 実施例1 水性液 10 128 0.0 0.2 15 〃 2 〃 3 124 0.0 0.1 16 〃 3 粉末 −− 126 0.0 0.3 12 〃 4 水性液 40 140 0.0 0.6 15 〃 5 〃 10 130 0.0 0.1 16 〃 6 〃 2 124 0.0 0.8 14 〃 7 〃 2 140 0.0 1.0 16 〃 8 〃 1 128 0.0 0.1 14 〃 9 〃 30 150 0.2 1.2 12 〃 10 〃 3 148 0.3 1.3 14 比較例1 粉末 −− 135 0.0 0.2 15 〃 2 水性液 3 150 0.8 1.8 12 〃 3 〃 3 140 0.0 0.4 15 〃 4 粉末 −− 130 0.0 0.4 15 〃 5 水性液 3 128 0.8 1.8 12 〃 6 〃 3 130 0.0 0.2 14
【0059】
【表4】 (ポリ塩化ビニルの性能) 可塑剤 残存モノマー フィッシュアイ スケール ホ゜ロシティー ガラス状 吸収性 (ppm) 付着性 (cc/g) 粒子 実施例1 A 0.1 A A 0.38 ○ 〃 2 A 0.1 A A 0.38 ○ 〃 3 A 0.3 A A 0.39 ○ 〃 4 A 0.2 A A 0.30 ○ 〃 5 A 0.3 B A 0.32 ○ 〃 6 B 0.4 B A 0.32 ○ 〃 7 B 0.3 B A 0.33 ○ 〃 8 A 0.1 A A 0.37 ○ 〃 9 B 0.5 B A 0.29 ○ 〃 10 B 0.3 B B 0.31 ○ 比較例1 B 0.9 C C 0.28 ○ 〃 2 B 0.9 C C 0.26 × 〃 3 B 0.8 C B 0.31 ○ 〃 4 B 0.7 C B 0.27 ○ 〃 5 B 0.3 B A 0.34 ○ 〃 6 C 0.5 C A 0.29 ○
【0060】
【発明の効果】本発明の懸濁重合用分散助剤は、分子内
にカルボニル基を含有し、ビニルエステル部分のケン化
度が20〜65モル%、平均重合度(PA)が150〜
1000のビニルエステル系樹脂からなり、更にはカル
ボニル基の含有量aモル%と平均重合度(PA)との関
係が特定の関係式を満足するため、ビニル系化合物の懸
濁重合用に供した場合、分散助剤本来の性能(フィッシ
ュアイの減衰速度、可塑剤吸収性、脱モノマー性が良
好)とビニル系化合物の懸濁重合安定性を両立させるこ
とができ、大変有用性が高い。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分子内にカルボニル基を含有し、ビニル
    エステル部分のケン化度が20〜65モル%、平均重合
    度(PA)が150〜1000のビニルエステル系樹脂
    からなり、カルボニル基の含有量aモル%と平均重合度
    (PA)との関係が下記式(1)を満足することを特徴
    とするビニル系化合物の懸濁重合用分散助剤。 0.4<PA×a×10-2<3・・・(1)
  2. 【請求項2】 下記一般式(2)で示される(ポリ)オ
    キシアルキレン基を0.5〜5.0モル%含有するビニ
    ルエステル系樹脂からなることを特徴とする請求項1記
    載のビニル系化合物の懸濁重合用分散助剤。 【化1】−(CHR1−CHR2O)n−・・・(2) [式中R1、R2は水素又はアルキル基、nは整数を表
    す。]
  3. 【請求項3】 側鎖又は末端にイオン性基を含有し、平
    均重合度(PA)とイオン性基の含有量bモル%との関
    係が下記式(3)を満足するビニルエステル系樹脂から
    なることを特徴とする請求項1あるいは2記載のビニル
    系化合物の懸濁重合用分散助剤。 0.4<PA×b×10-2<3・・・(3)
  4. 【請求項4】 ビニルエステル系樹脂の含有量が50重
    量%以下の水性液であることを特徴とする請求項1〜3
    いずれか記載のビニル系化合物の懸濁重合用分散助剤。
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