JPH1129613A - 塩素化塩化ビニル系樹脂の製造方法 - Google Patents

塩素化塩化ビニル系樹脂の製造方法

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JPH1129613A
JPH1129613A JP18500197A JP18500197A JPH1129613A JP H1129613 A JPH1129613 A JP H1129613A JP 18500197 A JP18500197 A JP 18500197A JP 18500197 A JP18500197 A JP 18500197A JP H1129613 A JPH1129613 A JP H1129613A
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JP
Japan
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reaction
chlorine
partial pressure
chlorination
vinyl chloride
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JP18500197A
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English (en)
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Hideaki Yoshitomi
英明 吉富
Yuki Maruyama
由紀 丸山
Keiji Fukuda
啓二 福田
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Tokuyama Sekisui Co Ltd
Original Assignee
Tokuyama Sekisui Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工性に優れ、生産性の高いCPVCの製造
方法を提供する。 【解決手段】 塩化ビニル系重合体を、水懸濁下、温度
60〜100℃で光照射なしに塩素化する際に、反応器
内の塩素分圧を0.01〜0.3MPaで塩素化反応を
開始し、その後塩素化反応が進行するに従い反応器内の
塩素分圧を上昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、塩素化塩化ビニル
系樹脂の製造方法に関し、詳しくは加工性に優れた塩素
化塩化ビニル系樹脂の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】塩素化塩化ビニル系樹脂(以下「CPV
C」という)は、通常塩化ビニル系樹脂(以下「PV
C」という)を後塩素化して得られる。
【0003】CPVCは、PVCの長所といわれる優れ
た特性をそのまま保有し、かつPVCの欠点といわれる
性質が改良されているので、有用な樹脂として多方面の
用途に使用されている。即ち、CPVCは、PVCの長
所といわれる優れた難燃性、耐候性、耐薬品性などを保
有し、さらにPVCよりも熱変形温度が20〜40℃も
高いため、PVCの使用可能な上限温度が60〜70℃
付近であるのに対して、CPVCは100℃近くでも使
用可能であり、耐熱パイプ、耐熱継手、耐熱バルブなど
に好適に使用されている。
【0004】しかしながら、上述したように、CPVC
はPVCより熱変形温度が高いため、PVCより高温で
加熱溶融しなければ成形加工することができない。とこ
ろが、CPVCは一般に熱安定性(初期着色性、耐熱安
定性)等が悪く、このように高い温度で加工しようとす
れば着色が著しく、分解してしまうこともある。そのた
め熱変形温度が高いにも関わらず、PVCと同等の低い
温度で成形加工しなければならない。従って、CPVC
の成形加工はPVCと較べて困難であり、十分にゲル化
させることができず、成形体の衝撃強度が劣るという問
題点があった。
【0005】PVCを後塩素化する方法としては、水懸
濁下で、光照射を行う方法、または、加熱加圧下で光照
射せずに行う方法が一般に行われている。光照射下で塩
素化反応を行う方法は80℃以下の比較的低温で行われ
ているが、加熱加圧下で塩素化反応を行う方法は、一般
にPVCのガラス転移温度よりも高い100℃を超える
温度で反応が行われている。しかしながらPVCのガラ
ス転移温度よりも高い温度で塩素化反応を行うと、PV
C樹脂内部の微細な形態が変化し、得られたCPVCの
成形加工性に悪影響を与えることがあった。そのため、
光照射せずに加熱加圧下で塩素化反応を行う場合でも、
100℃以下の比較的低温で行われることが好ましい。
【0006】一般に、加熱加圧下で光照射せずに塩素化
反応を行う時、反応時の圧力は一定に維持する方法が行
われている。例えば、特公昭48−6194号公報では
100〜140℃で蒸気圧+0.14kg/cm2 以上
の圧力で反応を行う方法が開示されている。ところが、
100℃以下の比較的低温で反応する場合、圧力を一定
で反応を行おうとすると反応時間が長くなるという問題
点があった。
【0007】また、特表昭57−501285号公報で
は65〜125℃で反応器内圧を0.175〜0.7M
Paの範囲で一定に保持して反応しているが、反応促進
のために光照射を行っている。光照射を行ったとき、得
られるCPVCの熱安定性が悪くなるという問題点があ
った。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するものであって、加工性に優れ、熱安定性に優
れたCPVCが高い生産性で得られる製造方法を提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のCPVCの製造
方法は、PVCを、水懸濁下、温度60〜100℃で光
照射なしに塩素化する際に、反応器内の塩素分圧を0.
01〜0.3MPaで塩素化反応を開始し、その後塩素
化反応が進行するに従い反応器内の塩素分圧を上昇させ
ることを特徴とする。
【0010】本発明で用いられるPVCとしては特に制
限はないが、得られるCPVCの加工性が良好なもので
あるためには、水懸濁重合法によって得られた、平均粒
子径が100〜200μmで、空隙率が20容量%以
上、及び、比表面積が1m2 /g以上のPVCが好適に
用いられる。
【0011】水懸濁重合法としては、公知の方法が好適
に用いられる。
【0012】本発明で用いられるPVCは、例えば、以
下の製造方法により得られる。重合器にまず塩化ビニル
系単量体、水性媒体、分散剤を投入し、更に重合開始剤
を投入する。この時水性媒体/塩化ビニル系単量体の重
量比率は1〜2が好ましい。
【0013】次いで、所定の重合温度に昇温して重合反
応を行う。塩化ビニル系単量体の重合転化率が70重量
%以上90重量%以下の所定の割合に達した後、冷却、
排ガス、脱モノマ−の処理を行い、PVCを含むスラリ
−を得る。
【0014】重合器は攪拌器、バッフル、ジャケットを
備えたステンレス製の耐圧容器を使用するのが好まし
い。この時、必要に応じてリフラックスコンデンサーを
備えたものを用いることができる。
【0015】上記塩化ビニル系単量体とは、塩化ビニル
単量体単独、又は塩化ビニル単量体と共重合可能な他の
単量体との混合物のことをいう。上記塩化ビニルと共重
合可能な他の単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン
酸ビニル等のビニルエステル;(メタ)アクリル酸メチ
ル、(メタ)アクリル酸エチル等の(メタ)アクリル酸
エステル;エチレン、プロピレン等のオレフィン;無水
マレイン酸;アクリロニトリル;スチレン;塩化ビニリ
デンなど公知の単量体が例示されるが、これらに限定さ
れるものではない。
【0016】上記分散剤としては一般に塩化ビニルの懸
濁重合に使用されるものが好適に用いられる。このよう
な分散剤としては、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
プロピルメチルセルロース等水溶性セルロース類;部分
ケン化ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイ
ド、アクリル酸重合体、ゼラチン等の水溶性高分子;ソ
ルビタンモノラウレ−ト、ポリオキシエチレンソルビタ
ンモノラウレ−ト等の水溶性乳化剤などが挙げられ、こ
れらは単独で用いられてもよく、2種以上が併用されて
もよい。上記分散剤の使用量としては、塩化ビニル系単
量体の重量に対して0.01〜0.5重量%が好まし
い。
【0017】上記重合開始剤としては一般に塩化ビニル
の懸濁重合に使用される油溶性の開始剤が好適に用いら
れる。このような重合開始剤としては、例えば、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、α−クミルパーオ
キシネオデカーネート、t−ブチルパーオキシネオデカ
ーネート、t−ブチルパーオキシピバレ−ト、t−ブチ
ルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエ−
ト、アセチルシクロヘキシルスルホニルパ−オキサイ
ド、2,4,4−トリメチルペンチル−2−パ−オキシ
フェノキシアセテ−ト、ラウロイルパ−オキサイド等が
挙げられ、これらは単独で用いられてもよく、2種以上
が併用されてもよい。上記重合開始剤の使用量として
は、塩化ビニル系単量体の重量に対して0.001〜2
重量%が好ましい。
【0018】さらに、塩化ビニル系単量体の重合に通常
使用される重合調整剤、連鎖移動剤、pH調整剤、帯電
防止剤、架橋剤、安定剤、充填剤、酸化防止剤、スケ−
ル防止剤等が添加されてもよい。
【0019】本発明においては、上記の方法によって得
られたPVCを、反応器中に懸濁重合で得られたPVC
を水性媒体から分離せずに、または、上記懸濁物からP
VCを分離した後、PVCを再び別の水性媒体中に分散
させて、塩素化反応を行いCPVCを製造する。
【0020】上記塩素化反応は反応器中を真空にして酸
素を除去した後、塩素を所定の圧力まで導入し、60〜
100℃、より好ましくはPVCのガラス転移温度以下
の60〜80℃の範囲に昇温し、塩素化反応を開始す
る。反応温度が100℃を超えると得られるCPVCの
成形加工性が低下し、60℃未満では反応に長時間を要
し、好ましくない。
【0021】上記反応開始時における反応器内の塩素分
圧は0.01〜0.3MPa、より好ましくは0.1〜
0.3MPaである。反応器内の塩素分圧が0.01M
Pa未満では反応の促進効果が得られず、0.3MPa
を超えると反応が急激に進行して温度制御が困難とな
る。
【0022】塩素化反応の進行に伴って反応器内の塩素
分圧を高くしていく。このときの塩素分圧を上げていく
方法は特に限定されないが、塩素化度(重量%)に従っ
て高くしていく方法が好ましい。例えば、塩素化度が、
原料であるPVCよりも2重量%高くなった時の塩素分
圧を0.1〜0.4MPa、PVCよりも4重量%高く
なった時の塩素分圧を0.2〜0.6MPa、PVCよ
りも6重量%高くなった時の塩素分圧を0.3〜0.8
MPa、及び、反応終了時の塩素分圧を0.3〜1MP
aの範囲にすることが好ましい。反応途中の塩素化度は
反応の懸濁水中の塩酸濃度を測定するか、または、反応
塩素消費量より算定するなどの方法により、適宜求めら
れる。
【0023】上記塩素化反応開始時より塩素分圧を0.
3MPaを超える圧力まで一気に高くすると、反応開始
時に急激に反応が進行し、異常高温となるおそれがある
ばかりでなく、反応後期の反応速度が著しく低下し、得
られるCPVCの物性も悪いものとなる、といった問題
点が生ずる。本発明のごとく、反応開始時の塩素分圧を
0.01〜0.3MPaとし、反応の進行に伴い塩素分
圧を高めることで上記問題点は改善される。また塩素分
圧を反応開始時の0.01〜0.3MPaのまま一定と
して反応を行うと、塩素化度が高くなるにつれて、塩素
化反応の速度が低下するため好ましくない。
【0024】塩素化反応終了時の塩素分圧は1MPa以
下とする。塩素分圧が1MPaを超えても反応の促進効
果は見られず、また反応器が高価なものとなり、コスト
が高くなり好ましくない。
【0025】本発明では、60〜100℃という比較的
低温で光照射せずに塩素化反応を行うにあたり、反応開
始時の塩素分圧を0.01〜0.3MPaとし、その後
昇圧しながら反応を継続することを特徴とするものであ
り、その他の反応条件は通常の塩素化反応と同様であ
る。
【0026】本発明では、反応を促進する目的で過酸化
水素等が添加されてもよい。また、水性媒体中に、アセ
トン、メチルエチルケトンのようなケトン類が少量加え
られてもよく、必要に応じて、塩酸、トリクロルエチレ
ン、四塩化炭素のような塩素系溶剤が少量加えられても
よい。
【0027】塩素化反応はCPVC中の塩素含有量が所
定の重量%に到達した時に、残存塩素を排ガスし、冷却
して、反応を停止する。得られたCPVCスラリーを水
洗して塩酸を除去し、必要に応じて中和剤等を加え、脱
水、乾燥の工程を経てCPVC粉末を得る。本発明で得
られるCPVCの塩素含有量は特に限定されないが、6
0〜70重量%とするのが好ましい。
【0028】
【発明の実施の形態】以下に実施例を掲げて本発明を詳
しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定され
るものではない。
【0029】(実施例1)内容積300リットルのグラ
スライニング製反応器に、脱イオン水500重量部と平
均重合度1000のPVC100重量部を投入し、攪拌
してPVCを水中に分散させた後反応器内を加熱して、
65℃に昇温した。次いで、反応器中を真空にして酸素
を除去した後、塩素ガスを塩素分圧が0.1MPaにな
るよう導入し、塩素化反応を開始した。反応懸濁液中の
塩酸濃度を測定して塩素化反応の進行状況を監視し、塩
素含有量が62重量%に達した時点で塩素分圧を0.3
MPaに昇圧し、さらに、塩素含有量が64重量%に達
した時点で塩素分圧を0.5MPaに昇圧し、反応を行
った。塩素含有量が66.5重量%に達した時点で塩素
ガスの供給を停止し、塩素化反応を終了した。次いで、
窒素ガスを通気して、未反応塩素を除去し、得られたC
PVCスラリーを水酸化ナトリウムで中和し、水で洗浄
し、脱水した後、乾燥して粉末状のCPVCを得た。
【0030】(比較例1)実施例1において、反応時の
塩素分圧を反応開始時に0.4MPaとし、その後一定
の圧力で反応を行ったこと以外は、実施例1と同様に行
い、CPVCを得た。
【0031】(実施例2〜4、比較例2〜4)塩素化反
応時の温度、及び塩素分圧を表1、表2に示す通りに反
応を行ったこと以外は、実施例1と同様にして、CPV
Cを得た。
【0032】尚上記実施例及び比較例で得られたCPV
Cの物性評価を以下の通り行い、その結果を表1、表2
に示す。 (1)嵩比重 JIS K 6721に準拠して測定した。 (2)空隙率、比表面積 水銀ポロシメーター(Carloerba社製)で10
〜200MPaまで加圧した時の樹脂内部に圧入された
水銀量に基づいて算出した。さらに200MPaにおけ
る空隙率より、CPVC1g当たりの表面積を計算によ
り求めた。
【0033】(3)ゲル化時間 CPVC100重量部、ブチルステアレ−ト0.5重量
部、MBS樹脂10重量部、加工助剤0.5重量部、及
びマレ−ト錫系安定剤2重量部からなる配合物60gを
プラストミル(東洋精機社製「ラボプラストミル」)を
使用して、回転数40rpm、試験温度190℃で混練
し、混練トルクがピークになる時の時間をゲル化時間と
した。
【0034】(4)抗張力、伸び 上記配合物を2本の8インチロールに供給し、190℃
で3分混練して、厚さ0・5mmのシートを作成した。
このシートを重ね合わせ195℃で5分間プレスして、
厚さ2mmのプレス板を得た。このプレス板より試験片
を切り出し、JIS K 7113に準拠して測定し
た。 (5)シャルピー衝撃値 上記と同様の方法で、厚さ3mmのプレス板を作成し、
このプレス板より試験片を切り出して、JISK 71
11に準拠して測定した。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】
【発明の効果】本発明のCPVCの製造方法は、上述の
通りであり、ゲル化し易く、成形性に優れたCPVCを
効率よく製造することができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塩化ビニル系重合体を、水懸濁下、温度
    60〜100℃で光照射せずに塩素化する際に、反応器
    内の塩素分圧を0.01〜0.3MPaで塩素化反応を
    開始し、その後塩素化反応が進行するに従い反応器内の
    塩素分圧を上昇させることを特徴とする塩素化塩化ビニ
    ル系樹脂の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記塩素化反応終了時の塩素分圧を0.
    3〜1MPaにすることを特徴とする請求項1記載の塩
    素化塩化ビニル系樹脂の製造方法。
JP18500197A 1997-07-10 1997-07-10 塩素化塩化ビニル系樹脂の製造方法 Pending JPH1129613A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109843940A (zh) * 2016-09-02 2019-06-04 韩华化学株式会社 制备氯化氯乙烯树脂的方法
CN110105479A (zh) * 2019-06-06 2019-08-09 金辉 一种低耗环保型水相悬浮法氯化聚氯乙烯制备方法

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