KR890003575B1 - Polymerization of vinylcloride in suspension - Google Patents

Polymerization of vinylcloride in suspension

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KR890003575B1
KR890003575B1 KR1019870003061A KR870000306A KR890003575B1 KR 890003575 B1 KR890003575 B1 KR 890003575B1 KR 1019870003061 A KR1019870003061 A KR 1019870003061A KR 870000306 A KR870000306 A KR 870000306A KR 890003575 B1 KR890003575 B1 KR 890003575B1
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임삼규
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재단법인 한국화학연구소
채영복
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Abstract

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Description

염화비닐 현탁 중합방법Vinyl chloride suspension polymerization method

이 발명은 점토(clay)와 친수성 고분자의 복합체를 현탁제로 사용한 염화비닐 중합방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vinyl chloride polymerization method using a complex of clay and a hydrophilic polymer as a suspending agent.

종래 염화비닐모노머로 구성된 방울들이 유화제와 교반작용으로 수용액상에 분산되는 이 성분계 중합방법인 현탁중합방법으로 대부분의 폴리염화비닐이 생산되고 있다.Conventionally, polyvinyl chloride is produced by suspension polymerization, which is a component polymerization method in which droplets composed of vinyl chloride monomer are dispersed in an aqueous solution by stirring with an emulsifier.

유화제는 수지의 다공성 조절기능과 피쉬아이(Fish eye)의 형성을 억제하는 기능이 있음은 U.S. Patent 2,528,469에 기술되어 있다. 그러나 이 경우에는 다음과 같은 문제점이 있다.The emulsifier has a function of controlling the porosity of the resin and inhibiting the formation of fish eyes. It is described in Patent 2,528,469. However, there are the following problems in this case.

즉 프리래디컬(Free Radical)을 생성하는 중합개시제는 모노머로 구성된 방울속에 녹아있다. 방울들의 현탁제와 프로텍트브 콜로이드로 유지된다.That is, the polymerization initiator that produces free radicals is dissolved in a droplet composed of monomers. The drops are retained as a suspension and a protective colloid.

일반적으로 중합반응은 개시제로부터 프리래티컬을 생성시키는 열에 의하여 활성화 된다.In general, the polymerization is activated by heat to generate free radicals from the initiator.

중합반응은 수용액상에 분산되어 있는 모노머로 구성된 방울안에서 진행되며 반응중 충돌로 고분자상의 합체를 야기시킨다.The polymerization proceeds in droplets consisting of monomers dispersed in an aqueous solution and impinges on the polymer phase due to collisions during the reaction.

기계적인 교반은 방울의 형성과 합체 사이의 동적평형을 이룬다.Mechanical agitation is a dynamic equilibrium between droplet formation and coalescence.

이러한 현탁중합에서 유화제는 수용성 분산매체중의 모노머 방울을 안정화 시키는 역할과 아울러 생성되는 고분자입자를 안정화하여 합체를 방지하는데도 쓰여진다.In this suspension polymerization, the emulsifier is used to stabilize the monomer droplets in the aqueous dispersion medium and to prevent the coalescence by stabilizing the resulting polymer particles.

전형적인 중합계에서 모노머 방울과 고분자입자는 분산 수용액에로 향한 친수성 부분을 갖는 유화제 분자들로 싸여있다.In a typical polymerization system, monomer droplets and polymer particles are enclosed in emulsifier molecules with a hydrophilic portion directed to the aqueous dispersion solution.

중합이 진행됨에 따라 중합계의 점성도는 증가하며 중합매체의 점성 때문에 교반으로는 더욱더 방울내에서 고분자의 분산을 유지 키 가 어렵게 된다.As the polymerization proceeds, the viscosity of the polymerization system increases and, due to the viscosity of the polymerization medium, it is difficult to maintain the dispersion of the polymer in the droplets by stirring.

중합계는 결국 유화제 만으로는 분산을 유지할 수 없게되며 고분자 입자들의 합체를 방지할 수 없는 한계에 이른다.The polymerization system, in turn, cannot maintain dispersion by the emulsifier alone, and reaches a limit that cannot prevent the coalescence of polymer particles.

분산물이 합체되는 경향은 여러가지 형태로 중합에 영향을 미친다.The tendency of the dispersion to coalesce affect the polymerization in various forms.

합체현상은 입도분포 및 고분자 생성물의 형태에 나쁜영향을 주며 중합의 효율에도 좋치않은 결과를 보인다.The coalescence phenomenon adversely affects the particle size distribution and the shape of the polymer product, and also results in poor polymerization efficiency.

분산물이 합체되면 염화비닐 고분자는 반응기의 내벽 방해판이 표면과 교반기의 프로펠러위에 엉겨 모인다. 이러한 조성이 증대되면 교방효율에 나쁜영향을 주므로 고분자의 합체가 가속화 된다.When the dispersion is coalesced, the vinyl chloride polymer collects as the inner wall of the reactor blocks the entanglement on the surface and on the propeller of the stirrer. Increasing such composition adversely affects the efficiency of crosslinking, thereby accelerating the coalescence of the polymer.

중합 반응은 발열반응이므로 반응중 상당한 양의 열이 생성된다.Since the polymerization is exothermic, a significant amount of heat is generated during the reaction.

반응열을 제거하기 위해서 중합매체가 간접적인 열 교환을 하는 것이 일반적이다.In order to remove the heat of reaction, it is common for the polymerization medium to perform indirect heat exchange.

고분자 방울들이 합체됨에 따라 고분자는 반응기의 열교환 표면에 부착된다.As the polymer droplets coalesce, the polymer attaches to the heat exchange surface of the reactor.

따라서 열교환의 효율이 감소되어 온도조절이 실패하게 된다.Therefore, the efficiency of heat exchange is reduced and temperature control fails.

이것이 가속화 현상이며 온도조절의 실패는 분자량과 부반응을 조절할수 없게되며 열교환 표면위의 고분자의 부착속도를 증대신킨다.This is an accelerating phenomenon and the failure to control the temperature can't control the molecular weight and side reactions and increase the adhesion rate of the polymer on the heat exchange surface.

반응기 내분의 고분자 덩어리의 부착물은 반응이 재개되기 전에 반응기로부터 제거되어야 하기 때문에 반응시간의 단축을 방해한다. 그러므로 중합반응중 반응기 표면위에 형성된 고분자 부착물의 양을 최소화 하므로써 중합반응기의 세척시간을 단축시키는 것이 중요하다.The deposit of polymer mass in the reactor hinders the shortening of the reaction time since it must be removed from the reactor before the reaction can be resumed. Therefore, it is important to shorten the washing time of the polymerization reactor by minimizing the amount of polymer deposits formed on the surface of the reactor during the polymerization reaction.

또한 중합시간은 중합공장의 용량에 뚜렷한 영향을 미치므로 중합시간의 단축이 바람직하다.In addition, since the polymerization time has a definite effect on the capacity of the polymerization plant, it is preferable to shorten the polymerization time.

앞선 연구자들은 합체를 방지코져 현탁을 안정화 시키기 위하여 프로텍티브콜로이드를 사용하여 왔다.Earlier researchers have used protective colloids to stabilize the suspension to prevent coalescence.

다양한 친수성 고분자가 염화비닐 현탁중합의 현탁제로써 사용되어 왔다.Various hydrophilic polymers have been used as suspending agents for vinyl chloride suspension polymerization.

U.S Patent 3,205,204에는 수용성 메칠셀루로우즈가 사용되었으며, U.S Patent 4,360,651에는 가교결합된 폴리아클리산이 현탁제로 사용됨을 시사하였다.Water-soluble methylcellulose was used in U.S. Patent 3,205,204, and U.S Patent 4,360,651 suggested that crosslinked polyacrylic acid was used as a suspending agent.

케미컬 어브스트렉트 99 : 3894μ에 보고된 바에 의하면 선호되는 현탁제에는 폴리비닐 알콜, 수용성 세라틴과 폴리아크릴산이 사용됨을 설명하고 있다.Chemical Abst 99: 3894μ reports that polyvinyl alcohol, water soluble seratine and polyacrylic acid are used as preferred suspending agents.

그러나 이들 경우에는 친수성 고분자의 사용으로 중합반응이 약간은 개량 되었지만 더 많은 개선이 요구된다.In these cases, however, the polymerization was slightly improved by the use of hydrophilic polymers, but further improvement is required.

이 발명은 익스팬딩 래티스크레이(Expanding lattice clay : 점토가 물을 흡수하면 격자상을 이루면서 팽창되는 성질을 가진것으로 비껌(Veegum)이라는 상품명으로 시판되고 있음)가 친수성 고분자와 결합되어 현착제의 역할을 하게함을 특징으로 하는 염화비닐 현탁 중합방법에 관한 것으로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Expanding lattice clay (expanding lattice clay, which expands in a lattice form when clay absorbs water, is marketed under the trade name Veegum), and is combined with a hydrophilic polymer to act as a suspending agent. It relates to a vinyl chloride suspension polymerization method characterized in that it makes it as follows.

자연에서 얻은 스메크타이트 크레이(Smectite clay)에서 유래된 복합콜로이드상의 마그네슘 알루미늄 실리케이트인 비껌(Veegum)과 친수성 고분자인 폴리아크릴산, 폴리비닐알콜과 수용성 셀루로우즈 에테르의 혼합물을 현탁제로 사용함을 특징으로 하는 염화비닐 중합방법에 관한 것이다.It is characterized by using a mixture of veegum, a composite colloidal magnesium aluminum silicate derived from nature's smectite clay, and a mixture of hydrophilic polymer polyacrylic acid, polyvinyl alcohol and water-soluble cellulose ether. It relates to a vinyl chloride polymerization method.

위의 혼합물중 약간의 일정량이 중합에 사용되었을때 중합반응기의 표면 엉킴을 뚜렷하게 감소하고 중합반응시간을 단축시킴을 본 발명자들은 여러가지 실험결과 밝혀낼수 있었다.When a certain amount of the above mixture was used for the polymerization, the inventors found that various experiments have shown that the surface entanglement of the polymerization reactor is significantly reduced and the polymerization time is shortened.

더욱 위의 복합체는 반응기내의 방울들의 안정을 증진시켜 임도분포가 벨(Bell)형을 이루도록하며 고분자 방울의 크기를 일정하게 하는 잇점이 있음을 여러가지 실험결과 확인할 수 있었다.In addition, the above complex was confirmed by various experiments to improve the stability of the droplets in the reactor to make the distribution distribution to form a bell (Bell) and the size of the polymer droplets have the advantage.

이 발명에 관한 구체적인 구성과 작용효과를 상술하면 다음과 같다.A detailed configuration and effect of the present invention are as follows.

본 발명은 염화비닐의 수용성 현탁중합방법에 관한 것으로서 전형적인 현탁중합은 염화비닐을 유화제와 교반의 작용으로 수용액 전체에 고루 분산시키는 방범을 특징으로 하는 것인바, 프리래디컬 개시제는 중합계에 포함되며 염화비닐모노머상에 녹는다. 그리고 중합반응을 개시하고 전달하는 프리래디컬을 형성코저 개시제를 열분해 하므로써 중합은 시작된다.The present invention relates to a water-soluble suspension polymerization method of vinyl chloride, a typical suspension polymerization is characterized in that the vinyl chloride is uniformly dispersed throughout the aqueous solution by the action of an emulsifier and agitation, the free radical initiator is included in the polymerization system Soluble on vinyl monomer. The polymerization starts by pyrolyzing the initiator to form free radicals that initiate and deliver the polymerization reaction.

사용될 수 있는 개시제양의 범위는 중합반응기내의 모노머의 무게대비 0.01-2중량%이며, 0.02-1.0중량%가 실제적으로 적용된다.The range of initiator amount that can be used is 0.01-2% by weight relative to the weight of the monomer in the polymerization reactor, 0.02-1.0% by weight is practically applied.

염화비닐에 녹을 수 있는 프리래디컬 전구체들이 개시제로 사용한다.Free radical precursors soluble in vinyl chloride are used as initiators.

적당한 개시제의 보기들은 다음과 같다.Examples of suitable initiators are as follows.

: 디벤조일 퍼옥사이드, 디큐밀 퍼옥사이드(dicumyl peroxide) 2,2-아조(비스) 이소 부티로니트릴(butyronitrile) 2,2-아조비스(디메틸 발레로니트릴(Valeronitrile)) 디에틸퍼옥사이드, 디스테아릴퍼옥사이드, 터어셔리-부틸퍼옥사이드, 디(2,4-디크로로벤조올)퍼옥사이드 디 아세틸 퍼옥사이드, 터어셔리-부틸퍼벤조에이트(Perbenzoate), 터어셔리-아밀 퍼옥토에이트(Peroctoate) 디(터어셔리-부틸퍼옥시 사이크로 헥산, 디(터어셔리-부틸) 퍼옥사이드, 디큐밀(dicumyl) 퍼옥사이드, 아세틸 사이크로헥실 설포닐 퍼옥사이드, 디(2-에틸헥실)퍼옥시 디카본에이트, 디(센컨더리-부틸)퍼옥시디카본에이드, 디이소프로필 퍼옥시디카본에이트, 터어셔리-부틸 퍼옥시피바레이트(Perozypivalate), 로우로일(lauroyl)퍼옥사이드.: Dibenzoyl peroxide, dicumyl peroxide 2,2- azo (bis) isobutyronitrile 2,2- azobis (dimethyl valeronitrile) diethyl peroxide, dis Tearyl Peroxide, Tertary-Butyl Peroxide, Di (2,4-Dichlorobenzool) Peroxide Diacetyl Peroxide, Tertary-Butyl Perbenzoate, Tertary-Amyl Perocto Peroctoate di (Turture-butylperoxy cyclohexane, Di (turture-butyl) peroxide, dicumyl peroxide, acetyl cyclohexyl sulfonyl peroxide, di (2-ethyl Hexyl) Peroxy Dicarbonate, Di (Secondary-Butyl) Peroxy Dicarbonate, Diisopropyl Peroxydicarbonate, Tary-butyl PeroxyPibarate, Lauroyl Per Oxide.

위의 개시제종 디(2-에틸 헥실)퍼옥시 디카본에이트가 가장 바람직한 개시제이다.The above initiator species di (2-ethyl hexyl) peroxy dicarbonate is the most preferred initiator.

모노머를 작은 방울로 분산하는 것과 중합중 분산을 유지시키는 것은 적당한 유화제를 첨가하므로써 용이하게 된다.Dispersing the monomer into small droplets and maintaining the dispersion during polymerization is facilitated by adding a suitable emulsifier.

선택될 수 있는 유화제는 비이온성, 양이온성 및 음이온성 계면 활성제가 있다.Emulsifiers that may be selected include nonionic, cationic and anionic surfactants.

본 발명에서 사용되는 대표적인 비이온성유화제는 지방산, 알콜, 아마이드, 아민, 소비탄(Sorvitan) 지방산과 같은 폴리올에스터와 다양한 종류의 폴리에틸렌의 축 중합물이 잇는바 이겔팔(Igepal), 트리톤, 아트라스, 트윈 계면활성제가 대표적이며 이와 다른 종류의 비이온성 유화제는 설피놀로 명명되어 공업적으로 시판되고 있는 아세틸렌 글리콜의 에틸렌옥사이드 어덕트(adduct)가 있다.Representative nonionic emulsifiers used in the present invention are polyol esters such as fatty acids, alcohols, amides, amines, sorbitan fatty acids and axial polymers of various kinds of polyethylenes, Igepal, Triton, Atlas, Tween. A typical surfactant is another type of nonionic emulsifier, which is the commercially available ethylene oxide adduct of acetylene glycol, named sulfinol.

사용할수 있는 음이온성 유화제는 지방계 유도체의 설포네이션으로 얻어진다.Anionic emulsifiers that can be used are obtained by sulfonation of fatty derivatives.

탈로산(Tallosan)과 모노폴리베일런트(Polyvalent)알콜의설페이티드 또는 설포네이트드 지방산 에스터가 노프코(Nopco), 산도졸, 스탄텍스(Stantex)등의 이름으로 시판되고 있다.Sulfated or sulfonated fatty acid esters of tolosan and monopolyalcohol are commercially available under the names Novop, acidazole, and Stantex.

사용되는 음이온성 계면활성제는 소디움 로우레이트(laurate) 소디움 스테아레이트와 같은 12-18개의 탄소로 구성된 지방산의 알카리메탈염 암모늄염이 있다.Anionic surfactants used are alkali metal salt ammonium salts of fatty acids consisting of 12-18 carbons, such as sodium laurate sodium stearate.

유용한 양이온성 유화제는 에토퀘이드(Xthoquad) 바리퀘이트(Variquat)와 같은 상품명을 가진 폴리에톡시 에이티드(Polyethxylated) 쿼터너리(Quaternary) 암모늄염을 포함한다.Useful cationic emulsifiers include Polyethxylated Quaternary Ammonium Salts with trade names such as Xthoquad Variquat.

유화제는 중합반을 기내의 물대비 0.01-2중량%가 사용되어지며, 0.05-1중량%를 사용하는 것이 바람직하다.The emulsifier is used 0.01-2% by weight relative to the water in the polymerization vessel, it is preferable to use 0.05-1% by weight.

중합반응의 매체는 물이며, 염화비닐모노머는 전술한 유화제 및 교반으로 물에 분산된다.The medium of the polymerization reaction is water, and the vinyl chloride monomer is dispersed in the water by the aforementioned emulsifier and stirring.

평상적으로 염화비닐은 반응매체 대비 약 20-50%의 농도가 사용된다.Normally, vinyl chloride is used at a concentration of about 20-50% of the reaction medium.

더 적은 양의 물의 사용은 중합열을 제거하기 위해 필수적인 열 전달을 방해한다.The use of less water hinders the heat transfer necessary to remove the heat of polymerization.

반대로 더 많은 양의 물의 사용은 생성물의 농도를 감소하고 고분자의 회수를 더욱 어렵고 비용이 비싸게하는 단점이 있다.Conversely, the use of larger amounts of water has the disadvantage of reducing the concentration of the product and making the recovery of the polymer more difficult and expensive.

중합반응은 개시제를 분해하여 프리래디컬을 생성하기 충분한 온도로 반응매체를 가열하므로써 개시된다.The polymerization reaction is initiated by heating the reaction medium to a temperature sufficient to decompose the initiator to produce free radicals.

통상적으로 중합온도의 범위는 25-100℃이며, 30-60℃가 주로 사용된다.Usually, the polymerization temperature is in the range of 25-100 ° C, and 30-60 ° C is mainly used.

중합온도는 고분자의 분자량을 결정한다.The polymerization temperature determines the molecular weight of the polymer.

바꿔말하면 온도가 올라감에 따라 중합속도가 증가하지만 분자량이 적은수지가 생성된다.In other words, as the temperature increases, the polymerization rate increases, but a resin having a lower molecular weight is produced.

적절한 중합속도로 조절하기 위해서는 가장 낮은 온도에서 중합을 실행하는 것이 일반적으로 좋다.It is generally good to carry out the polymerization at the lowest temperature in order to control to an appropriate polymerization rate.

중합은 압력반응기에서 행해진다.The polymerization is carried out in a pressure reactor.

사용된 온도에 따라 대기압에서 115 Psig까지 압력이 올라간다.Depending on the temperature used, the pressure rises from atmospheric pressure to 115 Psig.

예를들어 55℃에서 중합을 개시했을때 반응계의 압력을 거의 115 Psig가 된다.For example, when the polymerization is initiated at 55 ° C., the pressure in the reaction system is almost 115 Psig.

이 압력은 모노머가 약 70%가량 고분자로 변환될때까지 일정하며 그후 중합이 진행되면 압력은 떨어지기 시작한다.This pressure is constant until the monomer is about 70% converted to polymer, and then the pressure begins to drop as the polymerization proceeds.

중합은 통상적으로 한회 16시간이 소요되는 뱃치 반응기에서 행해지며 약13시간이 실제적인 중합반응시간이다. 85%의 변환이 이루워지게 되면 실제적으로 중합반응속도는 감소한다. 그리고 95%전환이 되면 중합은 사실상 종결된다.The polymerization is usually carried out in a batch reactor which takes 16 hours once and about 13 hours is the actual polymerization time. At 85% conversion, the rate of polymerization actually decreases. And at 95% conversion, the polymerization is actually terminated.

전술한 중합반응의 프로텍티브 콜로이드로 사용된 현탁제의 구성은 익스팬딩 래티스 크레이와 친수성 고분자로 되어있다.The composition of the suspending agent used as the protective colloid of the above-mentioned polymerization reaction consists of an expanding lattice cray and a hydrophilic polymer.

익스팬딩 래티스 크레이는 쓰리-레이어 크리스탈(Three layer crystal)로 되어있는 몬트모릴론나이트(Montmorillonite), 스멕그타이트(Smectite), 수신나이트(Sucinite), 운모(Vermiculite), 논트로나이트(Nontronite), 사폰나이트(Saponite), 헥토라이트(Hectorite)를 포함한다.Expanding Lattice Cray is Montmorillonite, Smectite, Sucinite, Vermiculite, Nontronite, Saponite, Hectorite.

위에 열거한 점토들은 약 20%보다 적은 산화알루미늄 양으로 구성된 벤토나이트 크레이의 혼합물에서 산출된다.The clays listed above are produced from a mixture of bentonite crays consisting of less than about 20% aluminum oxide.

또한 벤토나이트크레이는 공기건조된 크레이 100g당 50-150 미리이퀴브랜트(Milliequivalent) 사이의 높은 이온교환능력을 갖고 있다. 다른 종류의 익스팬딩 래티스 크레이는 미국의 와이오밍, 남 다코다, 몬타나, 우타(Utah), 네보다와 캘리포니아 지방에서 산출된다. 전술한 점토는 이온교환 사이트가 알카리 알칼리이어스(earth) 금속(ex, 소디움, 포다시움, 칼슘, 마그네슘)으로 채원진 형태가 발견된다.Bentonitecra also has a high ion exchange capacity between 50-150 Milliequivalent per 100g air dried cray. Other types of expanding lattice cray are produced in Wyoming, South Dakota, Montana, Utah, Nevada and California, USA. In the aforementioned clays, the ion-exchange site is found in the form of alkali alkaline earth metals (ex, sodium, podium, calcium, magnesium).

점토는 자연 그대로 사용될수도 있으나 항상 세척하고 원하는 정도의 크기로 갈아서 사용한다. 전술한 익스팬딩 래티스 크레이중에서 천연 스메크타이트 크레이로부터 획득한 복합 클로이드산 마그네슘 알루미늄 실리케이트인 비껌(Veegum)이 가장 선호되는 점토이다.Clay can be used as it is, but always clean and grind to the desired size. Of the aforementioned expanding lattice cray, Veegum, a complex magnesium aluminum silicate obtained from natural smectite cray, is the most preferred clay.

비껌의 화학적 조성은 아래와 같다.The chemical composition of the gum is as follows.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00001
Figure kpo00001

전술한 익스팬딩 래티스 크레이와 혼합해서 사용되는 친수성 고분자로는 카복시 메틸 셀루로우즈와 같은 셀루로우즈 에티르나 알카리 셀루로우즈를 적당한 할라이드 셀페이트(Halide sulfate)나 에폭사이드(Epoxide)와 반응하여 얻는 하이드록시 메틸 셀루로우즈와 하이드록시에틸셀루로우즈와 같은 하이드록시 알킬셀루로우즈가 있다.Hydrophilic polymers used in combination with the above-described expanding lattice crayes include cellulose ethyr and alkaline cellulose, such as carboxy methyl cellulose, by reacting with a suitable halide sulfate or epoxide. There are hydroxy alkyl celluloses such as hydroxy methyl cellulose and hydroxyethyl cellulose obtained.

프로펠린옥사이드와 염화메틸을 칼카리 셀루로우즈와 반응시켜 얻은 하이드록시 프로필메틸셀루로우즈는 1,2-부틸렌옥사이드와 산화메틸을 알칼리 셀루로우즈와 반응시켜 얻은 하이드록시 부틸 메틸 셀루로우즈처럼 사용될 수 있다.Hydroxypropylmethylcellulose obtained by reacting propelin oxide and methyl chloride with calcareous cellulose is hydroxy butyl methyl cellulose obtained by reacting 1,2-butylene oxide and methyl oxide with alkali cellulose. Can be used as

점토와 함께 사용되는 친수성 고분자물에는 가수분해한 폴리비닐 알코올등이 잇다.Hydrophilic polymers used with clays include hydrolyzed polyvinyl alcohols.

폴리비닐 알콜은 폴리비닐 아세테이트를 가수분해하여 준비되고 아세테이트 그룹의 가수분해 정도에 따라 물성이 변한다. 그러므로 50-90%의 아세테이트 그룹이 가수분해된 폴리비닐 알콜만이 사용된다.Polyvinyl alcohol is prepared by hydrolyzing polyvinyl acetate and changes its physical properties depending on the degree of hydrolysis of the acetate group. Therefore only polyvinyl alcohols with 50-90% acetate groups hydrolyzed are used.

전술한것이외에도 알맞는 친수성 고부자로서 폴리아크릴산과 공중합체나 가교 결합된 폴리아크릴산 등을 사용할 수 있다. 그러나 폴리아크릴산이 좋으며 가교결합된 폴리아크릴산이 크레이와 조합하여 현탁제가 가장좋다.In addition to the foregoing, suitable hydrophilic high-rich polymers include polyacrylic acid and copolymers, cross-linked polyacrylic acid, and the like. However, polyacrylic acid is good and crosslinked polyacrylic acid is best used in combination with cray.

전술한 현탁제는 별개의 부가로 중합반응기 내에서 협동할수도 있으며 중합기에 부가하기 앞서 복합물을 형성하여 결합될수도 있다.The aforementioned suspending agents may cooperate in a polymerization reactor in separate additions or may be combined to form a composite prior to addition to the polymerization reactor.

복합물은 친수성 고분자대 크레이의 무게비를 9 : 1 - 1 : 9의 범위에서 혼합하여 형성될 수 있다. 크레이와 친수성 고분자의 복합물이 미리 혼합되었거나 개개의 화합물로 부가되어 형성된 것에는 이러한 현탁제는 염화비닐 고분자 방울의 합체를 방지하는 프로텍티브 콜로이드를 생성하기 위해 중합지역인 수용상에서 혼합된다.The composite may be formed by mixing a hydrophilic polymer to cray weight ratio in the range of 9: 1-1: 1. In a mixture of cray and hydrophilic polymers, either premixed or added as individual compounds, these suspending agents are mixed in an aqueous phase, the polymerization zone, to produce protective colloids that prevent the coalescence of vinyl chloride polymer droplets.

익스팬딩 래티스 크레이와 친수성 고분자로 구성된 복합물은 모노머 대비 0.01-1중량%의 양이 중합시 사용된다.Composites consisting of an expanding lattice cray and a hydrophilic polymer are used in polymerization amounts of 0.01-1% by weight relative to the monomers.

다음 실시예들은 본 발명을 증명하고 그것에 의해 얻어질 수 있는 결과를 설명하기 위해 실험과정을 약술하면 다음과 같다.The following examples outline the experimental procedure to demonstrate the present invention and explain the results that can be obtained thereby.

다음 실험에서 모든 실험적인 데이타는 1L 용량의 반응기를 사용하여 중합반응을 시키므로써 얻어졌다. 반응기는 세개의 스텐더드 4-브래드 버티컬 커어브드 터어빈 임펠러(Standard 4-blade vertical curved turvine inpeller)가 장착되어 잇다.In the following experiments all experimental data were obtained by subjecting the polymerization to reaction using a 1 L reactor. The reactor is equipped with three standard 4-blade vertical curved turvine impellers.

중합반응은 다음의 과정을 따라 실행되었다.The polymerization reaction was carried out according to the following procedure.

(a) 반응기에 2차 증류수와 현탁제를 넣는다.(a) Add distilled water and suspending agent to the reactor.

(b) 반응기에 비껌을 넣지 않거나 정해진양을 넣는다.(b) Add no gum or a fixed amount to the reactor.

(c) 반응기에 트윈(Tween : 계면활성제중 일종의 상품명인 폴리솔베이트) 8을 넣는다.(c) Tween (polysorbate 8) is added to the reactor.

(d) 반응기에 밀폐하고 30분간 진공을 건다.(d) Sealed in the reactor and vacuumed for 30 minutes.

(e) 모노머와 디-2-에틸헥실 퍼옥시 디카본네이트를 반응기에 넣는다.(e) A monomer and di-2-ethylhexyl peroxy dicarbonate are placed in a reactor.

(f) 15분간 교반을 실시한다.(f) Stir for 15 minutes.

(g) RPM 500으로 유지한다.(g) Maintain RPM 500.

(h) 55℃까지 반응온도를 올린다.(h) Raise the reaction temperature to 55 ° C.

(i) 반응압력이 95 Psig로 떨어질 때까지 반응을 계속한다.(i) The reaction is continued until the reaction pressure drops to 95 Psig.

(j) 반응기의 내용물을 재빨리 냉각시키고 새어 나가게 한다.(j) Quickly cool and leak the contents of the reactor.

(k) 보통의 방법으로 수지를 회수한다.(k) Recover the resin in the usual way.

(l) 세번정도 2차 증류수로 반응기를 세척한다.(l) Wash the reactor with secondary distilled water about three times.

(m) 반응기 내벽, 교반축 및 교반날개에 붙은 고분자 스케일을 제거하고 이의 무게를 평량하여 고분자 build-up을 결정한다.(m) The polymer build-up is determined by removing the polymer scale attached to the reactor inner wall, the stirring shaft, and the stirring blade, and weighing it.

반응 시간은 교반이 시작될때 부터 반응기의 압력이 95 Psig까지 떨어졌을때의 시간을 기준 하였다.The reaction time was based on the time when the pressure of the reactor dropped to 95 Psig from the start of stirring.

고분자 생성물은 ASTM에 의거하여 분석되었으며 아래의 항목을 시험하였다.The polymer product was analyzed according to ASTM and the following items were tested.

입도분포, 가비중(Bulk density), 가소제흡수량, 중합도, 고유점도, 공급속도(Funnel flow time)Particle size distribution, bulk density, plasticizer absorption, degree of polymerization, intrinsic viscosity, feed rate

[실시예 1]Example 1

첫번째 실험에서 사용된 프로텍티브 콜로이드는 가교결합된 폴리아크릴산과 익스팬딩 래티스 크레이를 첨가하는 경우와 안하는 경우로 나누워 일련의 시험을 실험하였는바, 그 결과는 다음표와2와 같다.The protective colloid used in the first experiment was divided into the case of adding crosslinked polyacrylic acid and expanding lattice cray and the case of no test. The results are shown in Table 2 below.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00002
Figure kpo00002

익스팬딩 래티스 크레이와 폴리아크릴산의 조합은 중합반응중 다음과 같은 개선점을 관찰할 수 있었다.The combination of expanding lattice cray and polyacrylic acid was able to observe the following improvements during polymerization.

즉 반응시간이 단축되고 중합시 스케일 형성량이 감소되었으며 입도분포 및 공급속도가 개선되었다.That is, the reaction time was shortened, the amount of scale formation during polymerization was reduced, and the particle size distribution and feed rate were improved.

[실시예 2]Example 2

다음의 예는 실시예 1의 실험과정을 따라 행해졌으며 단지 하이드록시 프로필메칠 셀루로우즈 비껌이 프로텍티브 콜로이드로 사용하였다.The following example was done following the experimental procedure of Example 1 with only hydroxy propylmethyl cellulose gum being used as a protective colloid.

실험결과는 표3과 같다.The experimental results are shown in Table 3.

[표 3]TABLE 3

Figure kpo00003
Figure kpo00003

하이드로옥시프로필메틸 셀루로우즈와 익스팬팅래티스 크레이의 결합은 중합반응 시간을 단축하였다.The combination of hydrooxypropylmethyl cellulose and expanding lattice cray reduced the polymerization time.

[실시예 3]Example 3

실시예 1의 실험과정을 따라 행해 졌으며 비껌과 폴리비닐 알콜이 현탁제로 사용하였는바, 그 결과는 표4와 같다.According to the experimental procedure of Example 1 was used as a suspension and gum and polyvinyl alcohol, the results are shown in Table 4.

[표 4]TABLE 4

Figure kpo00004
Figure kpo00004

히에드록시 프로필메틸 셀루로우즈와 익스팬딩 래티스크레이의 결합은 더 크고 벨형의 생성물을 증가시켰다.The combination of hydroxypropylmethyl cellulose and expanding laticray increased the bell-shaped product.

이것은 입도분포와 평균입자크기의 측정결과로 알수있다. 염화비닐 중합은 본 발명의 현탁제로 사용하므로써 개산되었다. 대부분의 경우 중합시간이 뚜렷하게 단축되었다.This can be seen from the measurement of particle size distribution and average particle size. Vinyl chloride polymerization was estimated by use as a suspending agent of the present invention. In most cases the polymerization time was significantly shortened.

또한 현탁제는 벨형의 고분자 생성물의 형성을 증진하였으며 입자크기를 증가시켰다.Suspensions also enhanced the formation of bell-shaped polymeric products and increased particle size.

반응기 장치의 표면에 부착된 중합시스케일 형성량이 측정된 첫번째 실험에서 프로텍티브 콜로이드가 반응기와 장치의 표면위에 축적된 고분자의 양을 감소시키는 역할을 하였음이 관찰되었다. 게다가 중합전에 필요한 반응기 세척시간을 줄임으로써 효과적인 중합을 할수 있도록 하였다.In the first experiment where the amount of polymerization scale formed on the surface of the reactor apparatus was measured, it was observed that the protective colloid played a role in reducing the amount of polymer accumulated on the surface of the reactor and the apparatus. In addition, the reactor cleaning time required before the polymerization was reduced to allow for an effective polymerization.

Claims (7)

중합개시제를 사용하여 염화비닐현탁중합방법에 있어서 스매크타이트 크레이(Smectite clay)와 친수성 고분자 물과의 혼합물을 사요하여 현탁중합을 행함을 특징으로 하는 염화비닐 현탁중합방법.A vinyl chloride suspension polymerization method using a polymerization initiator using a mixture of smectite clay and hydrophilic polymer water in a vinyl chloride suspension polymerization method. 제 1 항에 있어서, 사용되는 중합개시제와 현탁제가 다음과 같은 것임을 특징으로 하는 염화비닐 현탁중합방법.The vinyl chloride suspension polymerization method according to claim 1, wherein the polymerization initiator and the suspending agent used are as follows. [다음][next] ㄱ. 스메크다이트 크레이(Smectite clay) : 익스팬딩 래티스(Expanding lattice)마그네슘, 알루미늄, 실리케이트 크레이.A. Smectite clay: Expanding lattice magnesium, aluminum, silicate cray. ㄴ. 고분자물 : 폴리아크릴산, 폴리비닐알콜, 카복시알킬 셀루로우즈 에스테로 구성된 군중에서 선택된것.N. Polymers: selected from the group consisting of polyacrylic acid, polyvinyl alcohol and carboxyalkyl cellulose esters. 제 1 항에 있어서, 스메크 타이트의 실험적인 조성은 다음과 같은 특징으로 하는 염화비닐 현탁중합방법.The vinyl chloride suspension polymerization method according to claim 1, wherein the experimental composition of smectite is as follows. ㄱ. 실리콘 디옥사이드 56.9-69.1%A. Silicon dioxide 56.9-69.1% ㄴ. 산화마그네슘 2.9-13.0%N. Magnesium oxide 2.9-13.0% ㄷ. 산화알루미늄 8.9-17.0%C. Aluminum oxide 8.9-17.0% ㄹ. 산화철 0.7- 1.3%D. Iron oxide 0.7- 1.3% ㅁ. 산화칼슘 1.1- 2.0%M. Calcium Oxide 1.1- 2.0% ㅂ. 산화소다 2.1- 3.8%Iii. Sodium Oxide 2.1- 3.8% ㅅ. 산화포타시움 0.2- 1.0%G. Potassium oxide 0.2- 1.0% 제 1 항에 있어서, 친수성 고분자물중 폴리아크릴산은 가교결합된 것임을 특징으로 하는 염화비닐 현탁중합방법.2. The vinyl chloride suspension polymerization method according to claim 1, wherein the polyacrylic acid in the hydrophilic polymer is crosslinked. 제 1 항에 있어서, 중합온도는 30-60℃임을 특징으로 하는 염화비닐 현탁 중합방법.The vinyl chloride suspension polymerization method according to claim 1, wherein the polymerization temperature is 30-60 ° C. 제 1 항에 있어서, 현탁중합의 개시제는 디-2(에틸헥실) 퍼옥시디카본네이트임을 특징으로 하는 염화비닐 현탁 중합방법.The vinyl chloride suspension polymerization method according to claim 1, wherein the initiator of suspension polymerization is di-2 (ethylhexyl) peroxydicarbonate. 제 1 항에 있어서, 크레이와 친수성 고분자는 중합기내에 부가되기전에 복합체를 형성하도록 함을 특징으로 하는 염화비닐 현탁중합방법.4. The method of claim 1, wherein the cray and the hydrophilic polymer form a complex before being added to the polymerization reactor.
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