JPH11302321A - 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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JPH11302321A
JPH11302321A JP11680098A JP11680098A JPH11302321A JP H11302321 A JPH11302321 A JP H11302321A JP 11680098 A JP11680098 A JP 11680098A JP 11680098 A JP11680098 A JP 11680098A JP H11302321 A JPH11302321 A JP H11302321A
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JP
Japan
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chlorine
reactor
chlorination reaction
cpvc
chlorination
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JP11680098A
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English (en)
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Hideaki Yoshitomi
英明 吉冨
Ryuji Tamura
柳二 田村
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】 塩素化塩化ビニル系樹脂の製造工程での塩素
含有率のバラツキを小さくし、しかも熱安定性の優れた
塩素化塩化ビニル系樹脂の製造方法を提供する。 【解決手段】 塩化ビニル系樹脂を水懸濁状態で塩素化
反応を行うにあたり、反応器中への塩素供給停止後も塩
素化反応を継続する。

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、詳しくは品質上のバラツキが
少なく、熱安定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】CPVCの耐熱性はその塩素含有率(重量
%)に比例しており、塩素含有率が高くなるほど耐熱温
度も高くなる。CPVCの使用目的によって求められる
耐熱温度により、塩素含有率を選択しており、従って、
塩素含有率は製品品質に最も重要な項目である。
【0005】そのため、CPVCの製造工程では塩素含
有率の管理が重要である。塩素化反応工程での塩素含有
率の測定は、塩素化反応により副生する塩化水素の水性
媒体中の濃度を測定して計算する方法や、反応器中への
塩素供給量から未反応塩素の推定値を差し引き、これを
反応塩素量として塩素含有率とする方法が行われてい
る。しかしながら、塩酸濃度から計算する方法は、仕込
みのPVCと水の量比を誤ると塩素含有率は誤ったもの
となるし、又、投入した塩素供給量から推定する方法は
反応器内の未反応塩素量が反応条件によって異なるた
め、塩素含有率を正確に把握する事は困難であった。そ
のため、得られるCPVC製品の塩素含有率がバラツク
ことがしばしばあった。
【0006】PVCの水懸濁状態での塩素化反応は、
0.02〜0.1MPaの比較的低圧で、50〜80℃
の温度で高圧水銀灯などの紫外線を照射して行われる。
CPVCの塩素化反応の進行度合いは、一般に反応器内
に供給した塩素重量から推定される。この供給塩素重量
が、「PVCを規定の塩素含有率にするのに必要な塩素
重量+反応器内未反応塩素推定重量」となったとき塩素
の供給を停止し、同時に高圧水銀灯を消灯して、塩素化
反応を停止し、反応器内の未反応塩素を系外に排出す
る。反応器内の圧力が大気圧になるまで塩素を排出した
のち、更に反応器内の水性媒体に溶解している塩素を窒
素などの不活性ガスを通気して除去する。
【0007】ところが、この反応器内の未反応塩素量
は、反応器中へのPVC、水系媒体の仕込み量や反応器
内の温度、圧力等の影響で変動するが、これを反応毎に
正確に把握する事は困難である。そのため、この未反応
塩素量は一定量と仮定してため、製品の塩素含有率がバ
ラツクという問題点があった。
【0008】別に、熱安定性が良好なCPVを得る方法
として、特開平9−328518号公報に含有酸素濃度
が200ppm以下の塩素を使用して水懸濁状態で光塩
素化する方法が開示されている。一般的に、塩素中の含
有酸素濃度と得られるCPVCの熱安定性との関係は、
含有酸素濃度の低い方が良好と知られており、通常の塩
素化反応方法であれば200ppm以下の含有酸素濃度
の塩素(通常入手可能な塩素中の含有酸素濃度は100
〜200ppmである)を用いることで熱安定性の良好
なCPVCが得られた。しかしながら、本発明の塩素化
方法においては、上記の様な100〜200ppmの含
有酸素濃度の塩素では、得られるCPVCが着色し熱安
定性の悪いものとなってしまう。そのため、本発明の塩
素化方法では、さらに精製した低含有酸素濃度の塩素が
必要である。
【0009】
【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、CPVCの製造工程での塩素
含有率のバラツキを小さくし、しかも熱安定性の優れた
CPVCの製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、PVCを水懸
濁状態で塩素化反応を行うにあたり、反応器中への塩素
供給停止後も塩素化反応を継続することを特徴とする。
【0011】本発明の方法は、PVC仕込み量に対し
て、得られるCPVCの狙いの塩素含有率から求めた必
要塩素量を供給し、塩素供給を止めた後も光照射は続
け、反応器内に未反応の塩素がなくなるまで反応を継続
した後、光照射を停止して、塩素化反応を終了する方法
である。さらに、含有酸素濃度が10ppm以下の塩素
を使用することで上記の方法においても熱安定性の優れ
たCPVCが得られることを見いだした。
【0012】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
では、塩素化反応を行う反応器としては、グラスライニ
ング製やチタン製のものが用いられる。反応器中に原料
PVC及び水、その他の添加剤を仕込みPVCをスラリ
ー状にする。反応器内を真空にして酸素を除去したのち
50〜80℃の所定の温度に昇温する。0.02〜0.
1MPaの塩素分圧になるように塩素を導入し、高圧水
銀灯を照射し塩素化反応を開始する。塩素化反応中は常
時、一定塩素分圧となる様、塩素を供給し続ける。反応
器内に供給した塩素量は、塩素配管に取り付けた流量計
の測定値や塩素ボンベの重量減少から計測する。塩素供
給量が「PVCを所定の塩素含有量にするのに必要な塩
素量」に到達した時点で塩素の供給を停止するが、高圧
水銀灯は引き続き照射を行い塩素化反応を継続する。反
応器内の塩素分圧が0.01MPa以下に下がった所で
高圧水銀灯を消灯し塩素化反応を停止する。
【0013】上記の方法によると、反応停止した時点で
水系媒体中の残存塩素の濃度は5ppm以下であり、反
応器内に供給した塩素は実質的に全てが反応に使用され
たことになる。従って、仕込みのPVC重量と、塩素重
量を正確に計測する事により、その他の影響を受けず
に、CPVCの塩素含有率は一定となるわけである。従
って、塩素含有率のバラツキが非常に小さい品質の良好
なCPVCを得ることができる。更には、未反応の塩素
を排出する操作が不要となり、又不活性ガスでの処理も
不要となり、結果としてCPVCの製造コストを低減す
る利点もある。
【0014】PVCを水懸濁状態で塩素化反応する方法
には、0.1MPaを超える比較的高圧で100℃以上
の温度で光照射せずに反応する方法、いわゆる熱塩素化
法も行われている。この方法においても、光塩素化法と
同様に、塩素供給を停止した後も塩素化反応を継続する
方法が可能である。ただし、光塩素化法と同程度の圧力
まで塩素分圧を下げることは困難であり、実質的に供給
した塩素を全て反応に使用することは困難である。しか
し、通常の反応方法である、塩素供給を停止すると同時
に塩素化反応を停止し、未反応の塩素を排出する方法に
比較して、塩素含有率のバラツキを小さくする効果があ
る。
【0015】本発明の方法においては、熱安定性の良好
なCPVCを得るために、塩素化に用いられる塩素の含
有酸素の量の極めて少ない塩素が必要であり、含有酸素
濃度として10ppm以下が好ましい。含有酸素濃度が
10ppmを超える塩素を使用すると、得られるCPV
Cが着色し、熱安定性に劣り好ましくない。
【0016】本発明の方法においては、塩素供給停止後
も塩素化反応を継続し塩素分圧が低下する。その為、不
純物として存在する不活性ガスや特に酸素は塩素分圧の
低下と共に相対モル濃度が上昇し、熱安定性に影響を及
ぼすのである。従って、含有酸素濃度の低い塩素が好ま
しいのである。このような低含有酸素濃度の塩素を得る
には、含有酸素濃度が数百ppm程度の塩素を蒸留する
ことにより含有酸素濃度10ppm以下の塩素を得るこ
とができる。このように蒸留された塩素では、その他の
不純物である窒素、二酸化炭素等も少なくなり好まし
い。
【0017】
【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。
【0018】(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200kgと平均
重合度1000のPVC40kgを投入し、攪拌してP
VC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0.05MPaになるよ
う導入し、次いで高圧水銀灯の照射を始め、塩素化反応
を開始した。塩素化反応は65℃、塩素分圧0.05M
Pa一定の条件で行った。塩素供給量が目標の塩素含有
率である66.5重量%のCPVCを得るのに必要な塩
素量22.0kgになったところで塩素の供給を停止し
たが、高圧水銀灯の照射は継続した。塩素分圧が低下し
0.005MPaとなったところで高圧水銀灯を消灯
し、塩素化反応を停止した。得られたCPVC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。
【0019】実施例1と同一の条件で10バッチ反応を
行い、塩素含有率のバラツキを調べその結果を表1に示
した。
【0020】(比較例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200kgと平均
重合度1000のPVC40kgを投入し、攪拌してP
VC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0.05MPaになるよ
う導入し、次いで高圧水銀灯の照射を始め、塩素化反応
を開始した。塩素化反応は65℃、塩素分圧0.05M
Pa一定の条件で行った。塩素供給量が目標の塩素含有
率である66.5重量%のCPVCを得るのに必要な塩
素量22.0kg+未反応塩素0.5kgの22.5k
gとなったところで塩素の供給を停止し、同時に高圧水
銀灯も消灯し、塩素化反応を停止した。反応器内の未反
応塩素を排ガスした後、反応器内を窒素ガスでバブリン
グし脱塩素をおこなった。得られたCPVC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。
【0021】比較例1と同一の条件で10バッチ反応を
行い、塩素含有率のバラツキを調べその結果を表1に示
した。
【0022】
【表1】
【0023】(実施例2)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200kgと平均
重合度1000のPVC40kgを投入し、攪拌してP
VCを水中に分散させた後、反応器中を真空にして酸素
を除去した。反応器を加熱して、110℃に昇温し、次
いで、塩素ガスを塩素分圧が0.5MPaになるよう導
入し、塩素化反応を開始した。塩素化反応は110℃、
塩素分圧0.5MPa一定の条件で行った。塩素供給量
が目標の塩素含有率である66.5重量%のCPVCを
得るのに必要な塩素量22.0kg+未反応塩素0.5
kgの22.5kgになったところで塩素の供給を停止
したが、排ガスせず反応温度を110℃に維持して塩素
化反応を継続した。塩素分圧が低下し0.1MPaとな
ったところで未反応塩素を排ガスし、同時に冷却を開始
し、塩素化反応を停止した。大気圧まで排ガスした後、
反応器内を窒素ガスでバブリングして脱塩素を行った。
得られたCPVC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CPV
Cを得た。
【0024】実施例2と同一の条件で5バッチ反応を行
い、塩素含有率のバラツキを調べその結果を表2に示し
た。
【0025】(比較例2)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200kgと平均
重合度1000のPVC40kgを投入し、攪拌してP
VCを水中に分散させた後、反応器中を真空にして酸素
を除去した。反応器を加熱して、110℃に昇温し、次
いで、塩素ガスを塩素分圧が0.5MPaになるよう導
入し、塩素化反応を開始した。塩素化反応は110℃、
塩素分圧0.5MPa一定の条件で行った。塩素供給量
が目標の塩素含有率である66.5重量%のCPVCを
得るのに必要な塩素量22.0kg+未反応塩素2.5
kgの24.5kgになったところで塩素の供給を停止
し、同時に未反応塩素を排ガスし併せて冷却も開始し、
塩素化反応を停止した。大気圧まで排ガスした後、反応
器内を窒素ガスでバブリングして脱塩素を行った。得ら
れたCPVC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。
【0026】比較例2と同一の条件で5バッチ反応を行
い、塩素含有率のバラツキを調べその結果を表2に示し
た。
【0027】
【表2】
【0028】(実施例3)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200kgと平均
重合度1000のPVC40kgを投入し、攪拌してP
VC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、含有酸素濃度が1ppmの塩素ガスを塩素分圧
が0.05MPaになるよう導入し、次いで高圧水銀灯
の照射を始め、塩素化反応を開始した。塩素化反応は6
5℃、塩素分圧0.05MPa一定の条件で行った。塩
素供給量が目標の塩素含有率である66.5重量%のC
PVCを得るのに必要な塩素量22.0kgになったと
ころで塩素の供給を停止したが、高圧水銀灯の照射は継
続した。塩素分圧が低下し0.005MPaとなったと
ころで高圧水銀灯を消灯し、塩素化反応を停止した。得
られたCPVC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。
【0029】(比較例3)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200kgと平均
重合度1000のPVC40kgを投入し、攪拌してP
VC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、含有酸素濃度が80ppmの塩素ガスを塩素分
圧が0.05MPaになるよう導入し、次いで高圧水銀
灯の照射を始め、塩素化反応を開始した。塩素化反応は
65℃、塩素分圧0.05MPa一定の条件で行った。
塩素供給量が目標の塩素含有率である66.5重量%の
CPVCを得るのに必要な塩素量22.0kgになった
ところで塩素の供給を停止したが、高圧水銀灯の照射は
継続した。塩素分圧が低下し0.005MPaとなった
ところで高圧水銀灯を消灯し、塩素化反応を停止した。
得られたCPVC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CPV
Cを得た。
【0030】(実施例4〜7、比較例4〜7)含有酸素
濃度の異なる塩素を表3の通り使用したこと以外は実施
例3と同様にして塩素化反応を行い、CPVCを得た。
【0031】上記実施例3〜7、及び比較例3〜7で得
られたCPVCの熱安定性評価を以下の通り行い、その
結果を表3に示す。CPVC100重量部、ブチルステ
アリート0.5重量部、MBS樹脂10重量部、アクリ
ル系加工助剤0.5重量部及びマレート錫系安定剤2重
量部からなる配合物を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。このシートをギヤオーブン中で200℃の温度
で加熱し黒化するまでの時間(分)を測定した。
【0032】
【表3】
【0033】
【発明の効果】本発明のCPVCの製造方法は、上述の
通りであり、塩素含有率のバラツキが小さいCPVCが
容易に得られ、含有酸素の少ない塩素を使用することに
より熱安定性に優れたCPVCを製造することができ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 塩化ビニル系樹脂を水懸濁状態で塩素化
    反応を行うにあたり、反応器中への塩素供給停止後も塩
    素化反応を継続す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】 塩化ビニル系樹脂を水懸濁状態で光照射
    し塩素化反応を行うにあたり、反応器中への塩素供給停
    止後も光照射を行い塩素化反応を継続し、反応器内の塩
    素分圧が0.01MPa以下で光照射を停止し、塩素化
    反応を終了す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。
  3. 【請求項3】 酸素含有量が10ppm以下の塩素を用
    いて塩素化することを特徴とする請求項1又は2記載の
    塩素化塩化ビニル系樹脂の製造方法。
JP11680098A 1998-04-27 1998-04-27 塩素化塩化ビニル系樹脂の製造方法 Pending JPH11302321A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101831020A (zh) * 2010-05-14 2010-09-15 泸州北方塑料化工有限公司 一种用混合溶剂生产氯化聚丙烯的方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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