JPS6220509A - ビニル系単量体の重合方法 - Google Patents

ビニル系単量体の重合方法

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JPS6220509A
JPS6220509A JP60158587A JP15858785A JPS6220509A JP S6220509 A JPS6220509 A JP S6220509A JP 60158587 A JP60158587 A JP 60158587A JP 15858785 A JP15858785 A JP 15858785A JP S6220509 A JPS6220509 A JP S6220509A
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acid
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polymerizer
vinyl monomer
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清水 敏秀
Ichiro Kaneko
一郎 金子
Mikio Watanabe
幹雄 渡辺
Yoshiteru Shimakura
嶋倉 義輝
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/002Scale prevention in a polymerisation reactor or its auxiliary parts
    • C08F2/004Scale prevention in a polymerisation reactor or its auxiliary parts by a prior coating on the reactor walls

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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は、ビニル系単量体の改良された重合方法に関す
る。
(従来技術と問題点) 従来、ビニル系単量体の重合方法としては、懸濁重合法
、乳化重合法、溶液重合法、気相重合法、あるいは塊状
重合法などが知られているが、これらの重合法において
は、いずれの場合にも重合器内壁その他かくはん装置部
等における重合体スケール付着の問題があった。
すなわち、これらの方法でビニル系単量体を重合すると
9重合器内壁およびかくはん装置部など重合体が接触す
る部分に、重合体スケールが付着し、このため重合体の
収率、重合器冷却能力などが低下するほか、このスケー
ルが剥離して製品中に混入し、製品の品位を低下させる
という不利がもたらされ、他方、またこの付着スケール
を除去するためには、過大な労力と時間とを要するのみ
ならず、このスケール中に未反応の単量体が吸″着され
ているので、近時きわめて重大な問題となっている単量
体(塩化ビニル等)による人体障害の危険性があるとい
う不利がある。
しかして、この重合体スケールの防止方法として重合器
内壁およびかくはん装置部などに、アミン化合物、キノ
ン化合物、アルデヒド化合物などの極性有機化合物を塗
布する方法がすでに公知とされているが、これらの塗布
方法はいずれも有機溶媒に溶解して使用するため、スケ
ール防止効果は認められるが、有機溶媒による毒性およ
び安全性において問題があり、また溶媒に水を使用した
場合、スケール防止効果が小さく、実用性がないという
欠点がある。
一方、これらの極性有機化合物を塗布する方法では、懸
濁重合においては長時間にわたり持続性を示すが、乳化
重合あるいは乳化剤を使用する重合系においては、スケ
ールの付着防止が困難であるという欠点がある。
また、塩化ビニルの重合には、たとえばステンレス重合
缶が使用されているが、この重合缶でスチレン、スチレ
ン−アクリロニトリル等を重合すると、スケール付着が
多いため、この場合にはガラスライニング重合缶が使用
されている。しかしながら、ガラスライニング重合缶は
伝熱係数が低いうえ、破損しやすく、また加工が困難で
特に大型重合缶の製作は困難である。
(発明の構成) 本発明は、このような難点をともなわずに種々のビニル
単量体を重合することができる方法を提供しようとする
もので、これは水性媒体中でビニル系単量体を重合させ
るに際し、重合器内壁その他単量体が接触する部分に、
あらかじめ(イ)けい酸化合物と(ロ)りん化合物との
混合物を塗布し乾燥させることを特徴とするビニル系単
量体の重合方法である。
このような本発明の方法によるときは、重合器内壁ある
いはかくはん翼、かくはん軸などの重量体が接触する部
分における重合体スケールの付着をきわめて少なくする
ことができ、また、この効果は懸濁重合法、乳化重合法
等の水性媒体を用いる重合方法においてビニル単量体の
種類、重合系の組成等による影響を受けることなく発揮
されるという利点がもたらされる。また本発明は、重合
器がステンレス製の重合器あるいはガラスライニングさ
れた重合器のいずれであってもスケールの付着がほとん
ど生じなくなるという効果を与えるので、従来ガラスラ
イニングの重合缶でなければ実質上実施できなかった分
野についてもステンレスの重合缶で実施でき、さらには
、塗布溶剤として安全衛生上無毒、無害である水を使用
できるという特徴を有するものである。
本発明は、塗布剤の溶媒が水である場合、スケール付着
防止は、前記した(イ)および(ロ)成分の組合せより
なるスケール防止剤が有効である。
本発明の方法により、重合体スケールの付着が防止され
る機構は、おそらく前記した水溶液中の(イ)と(ロ)
成分が重合器の壁面で乾燥されると、これらが相互に反
応してもはや水に不溶または難溶性の膜となって壁面へ
の吸着が充分に行われ、この膜が各種の重合に対してそ
の重合系内に存在するあらゆる解離分子、未解離分子の
特異吸着を防ぐ作用をするためであると推定される。
つぎに、本発明の内容をさらに詳しく説明する。
本発明の方法に使用される(イ)成分としてのけい酸化
合物としては、けい酸のコロイド、リチウムシリケート
のコロイドなどのコロイド化合物、オルトけい酸、メタ
けい酸、メソ三けい酸、メソ三けい酸、メソ四けい酸、
メタけい酸ナトリウム、オルトけい酸ナトリウム、二け
い酸ナトリウム、四けい酸ナトリウム、メタけい酸カリ
ウム、二けい酸水素カリウム、オルトけい酸リチウム、
オルトニけい酸六リチウム、水ガラス、12−けいタン
グステン酸、イソ−12けいタングステン酸、10−け
いタングステン酸、12−けいタングステン酸カリウム
、イソ−12−けいタングステン。
酸カリウム、10−けいタングステン酸カリウム、12
−けいタングステン酸ナトリウム、イソ−12−けいタ
ングステン酸ナトリウム、けいモリブデン酸、けいモリ
ブデン酸カリウム、けいモリブデン酸ナトリウムなどの
水溶性けい酸類もしくはけい酸塩などが例示される。
一方、上記(イ)成分と組合せ使用される(口)成分と
しては正りん酸、ピロりん酸、トリメタりん酸、テトラ
メタりん酸、モノ亜りん酸。
ピロ亜りん酸、ポリメタ亜りん酸、ポリりん酸、次りん
酸、正りん酸ナトリウム、第一りん酸カリウム、第二り
ん酸カリウム、第三りん酸ナトリウム、第一りん酸アン
モニウム、第二りん酸アンモニウム、第三りん酸アンモ
ニウム、りん酸マグネシウムアンモニウム、ピロりん酸
ナトリウム、酸性ピロりん酸ナトリウム、中性ピロりん
酸ナトリウム、ポリりん酸ナトリウム、メタりん酸ナト
リウム、次りん酸ナトリウムなどのりんの酸素酸もしく
はりんの酸素酸塩、フィチン酸もしくは6個のりん酸基
における12個のとドロキシ基のうち任意の数が塩とな
った、フィチン酸4プロピルアミン塩、フィチン酸4ブ
チルアミン塩、フィチン酸4モノエタノールアミン塩、
フィチン酸−2−アンモニウム塩、フィチン酸4アンモ
ニウム1ナトリウム、フィチン酸4アンモニウム2ナト
リウムなどのフィチン酸塩、トリエチルホスフィン、酸
化トリメチルホスフィン、酸化トリエチルホスフィン、
エチル亜ホスフィン酸、ジメチルホスフィン酸、ジメチ
ルホスフィン酸、オキシメチルホスホン酸、フェニルホ
スフィン、フェニル亜ホスホン酸ジエチル、フェニル亜
ホスホン酸、フェニルホスホン酸、りん酸−n−ブチル
エステル、りん酸ジフェニルエステル、りん酸トリブチ
ルエステル、りん酸トリメチルエステル、亜りん酸トリ
エチルエステル、亜りん酸トリメチルエステルなどの有
機りん化合物が例示される。
本発明の方法を実施するにあたっては、まず前記した(
イ)成分および(ロ)成分を水に塗布作業上適当とされ
る濃度で溶解させることにより、それら2つの成分を含
む水溶液を調製するが、この2成分の濃度は合計でおお
むね0.01重合%以上となるようにすることがよく、
これよりも低濃度であると重合器内壁面に(イ)および
(ロ)成分からなる水に難溶性の膜を所望の厚さで形成
することが困建となる。一方、この濃度の上限について
は特に制限はないが、必要以上に高濃度にすると経済的
に不利となるほか、極端な場合には塗布作業に支障をき
たすようになるので、一般的には約5重量%以下とすべ
きである。
溶液中における、スケール防止に最も有効な(イ)成分
と(ロ)成分との割合は(イ)成分/(ロ)成分= 1
0015〜100/400、特にはtoo/20〜10
0/300(重量比)とすることが好ましい。
なお、塗布液としての水溶液を調製する際に。
溶媒は水単独と限らず、水と容易に混合可能な有機溶剤
、例えばアルコール系溶剤、エステル系溶剤など水と併
用しても差し支えなく、このような有機溶剤を併用する
と1重合器内壁等への塗布後の乾燥が容易となる。
本発明の方法は、重合器内壁およびその他単量体が接触
する部分に、あらかじめ前記した混合物を塗布し乾燥さ
せるが、この塗布乾燥の手段としては塗布後適宜加温さ
れた空気をその塗布面に送風して乾燥させるか、あるい
は重合器内壁およびその他単量体が接触する部分をあら
かじめ加熱(40〜100℃)し、この加熱面に直接塗
布し、乾燥させるなど、いずれの方法でもよいが、塗布
面は十分に乾燥してから要すれば水洗する。乾燥によっ
て形成される膜は水に不溶性であるので、該水洗によっ
て溶出除去されるようなことはない。
水溶液の重合器内壁等への塗布M′は、乾燥後の状態で
重合器内壁、かくはん機等に対して0.001g / 
n(以上とすればよく、これによりスケール防止の効果
が十分に発揮される。
本発明の方法は、ビニル系単量体の重合に有効な懸濁重
合、乳化重合のいずれの重合形式にも応用でき、さらに
重合系に添加される各種添加剤、たとえば部分けん化ポ
リビニルアルコール、メチルセルロース、などの懸濁剤
、その他各種乳化剤、炭酸カルシウム、酸化チタンなど
の充てん剤、三塩基性硫酸鉛、ステアリン酸カルシウム
、ジブチルすずジラウレート、ジオクチルすずメルカプ
チドなどの安定剤、ライスワックス、ステアリン酸など
の滑剤、DOP、DBPなどの可塑剤、トリクロロエチ
レン、メルカプタン類などの連鎖移動剤、pHW811
!剤、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、α、
α′−アゾビスー2,4−ジメチルバレロニトリル、ラ
ウロイルパーオキサイド、過硫酸カリウム、クメンハイ
ドロパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサ
イドのような重合触媒などが存在する重合系においてス
ケール付着防止の目的が達成される。
本発明の方法は、各種ビニル系単量体の重合に適用され
るが、この単量体の具体的例示としては塩化ビニルなど
のハロゲン化ビニル、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、メタクリル酸ある
いはそれらのエステルまたは塩、マレイン酸またはフマ
ル酸、およびそれらのエステルまたは無水物、ブタジェ
ン、クロロプレン、イソプレンのようなジエン系単量体
、さらにスチレン、アクリロニトリル、ハロゲン化ビニ
リデン、ビニルエーテルなどがあげられる。
本発明の方法が特に好適に実施されるのは、たとえば塩
化ビニルなどのハロゲン化ビニルもしくはハロゲン化ビ
ニリデン、またはそれらを主体とする単量体混合物の懸
濁重合による重合体の製造の場合である。
つぎに、本発明の方法の実施例および比較例をあげる。
ただし、各表において串印を付した実験Nαは比較例を
表わし、それ以外の実験Nαは本発明を表わす。
実施例−1 第1表に示すような(イ)および(ロ)の各成分をそれ
ら2成分の合計での濃度が1.0重量%となるように第
1表に示す溶媒に溶解した。
この塗布液を内容積100Rのかくはん機付ステンレス
製重合器の内壁およびかくはん機の単量体が接触する部
分に塗布し、50℃で10分間加熱乾燥後水洗した。そ
の後、このように塗布された重合器中に塩化ビニル単量
体26kg、水52kg、部分けん化ポリビニルアルコ
ール26gおよびα、α′−ジメチルバレロニトリル8
gを仕込み、かくはんしなから内温57℃で10時間重
合を行なった。重合終了後、スケール付着量(g/rr
l’)を測定したところ、第1表に示すとおりの結果が
得られた。
実施例−2 50Qのステンレス製重合器の内壁およびかくはん器の
単量体が接触する部分に第2表に示す塗布液を塗布した
後、50℃で15分間乾燥後水洗した。ついでこの重合
器中に水を15kg、スチレン単量体15kg、りん酸
カルシウム75g、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ
ー2.4gおよび過酸化ベンゾイル33gを仕込、かく
はんしながら90℃で10時間重合を行った。重合終了
後、スケール量を測定したところ、第2表に示すとおり
であった。
同表中の塗布剤の欄はすでに実施例−1で使用したもの
の実験風でもって示した。
第  2  表 実施例−3 20flのガラスライニング製重合器の内壁およびかく
はん機の単量体が接触する部分に第3表に示す塗布液を
塗布後、60℃で20分間乾燥後水洗した。
ついでこの重合器中に水9.5kg、ドデシルベンゼン
スルホン酸ナトリウム240g、t−ドデシルメルカプ
タン15g、ブタジェン2.1kg、メチルメタクリレ
ート2.8 g 、スチレン320gおよび過硫酸カリ
ウム16gを仕込み60℃で10時間重合した。重合終
了後、スケール量を測定したところ第3表に示すとおり
の結果であった。
同表中の塗布剤の欄の実験Nαは実施例−1で使用した
塗布剤の実験Nαである。
第  3  表

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、水性媒体中でビニル系単量体を重合させるに際し、
    重合器内壁その他単量体が接触する部分に、(イ)けい
    酸化合物と(ロ)りん化合物との混合物を塗布し、乾燥
    することを特徴とするビニル系単量体の重合方法。 2、前記(イ)成分がけい酸のコロイドである特許請求
    の範囲第1項記載のビニル系単量体の重合方法。 3、前記(ロ)成分がフィチン酸もしくはポリりん酸で
    ある特許請求の範囲第1項記載のビニル系単量体の重合
    方法。
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