JP2003252920A - 有機過酸化物溶液およびそれを使用する塩化ビニル系重合体の製造方法 - Google Patents

有機過酸化物溶液およびそれを使用する塩化ビニル系重合体の製造方法

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JP2003252920A
JP2003252920A JP2002367788A JP2002367788A JP2003252920A JP 2003252920 A JP2003252920 A JP 2003252920A JP 2002367788 A JP2002367788 A JP 2002367788A JP 2002367788 A JP2002367788 A JP 2002367788A JP 2003252920 A JP2003252920 A JP 2003252920A
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organic peroxide
vinyl chloride
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chloride polymer
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Tomoyuki Suehisa
智之 末久
Akira Kubo
陽 久保
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Arkema Yoshitomi Ltd
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Atofina Yoshitomi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 重合開始剤として使用する有機過酸化物の溶
剤が重合や成型加工後の塩化ビニル系重合体の物性に影
響を与えず、塩化ビニル系重合体からほとんど揮発及び
溶出せず、環境に優しくかつ生産性を上げる有機過酸化
物組成物およびそれを使用する塩化ビニル系重合体の製
造方法を提供すること。 【解決手段】 有機過酸化物と、該有機過酸化物用の溶
剤としての下記一般式(1)で示される化合物とを含有
することを特徴とする有機過酸化物組成物。 【化1】 (式中、R1、R2はそれぞれ炭素数1〜8のアルキル基を示
す。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は塩化ビニル系重合体
を製造するために使用する有機過酸化物溶液に関する。
詳しくは、塩化ビニル系重合体をフィルム、シート、パ
イプ、平板、波板、継手、レザー、導線の被覆材、床
材、繊維、自動車部品等の用途に成型する際に重合開始
剤として使用する有機過酸化物の溶剤がほとんど揮発及
び溶出せず、また成形品においても重合開始剤として使
用する有機過酸化物の溶剤がほとんど揮発及び溶出しな
い塩化ビニル系重合体を提供し得る有機過酸化物溶液、
それを用いる上記塩化ビニル系重合体の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】塩化ビニル系重合体を製造する際の重合
開始剤としては一般的に有機過酸化物が使用されてい
る。その有機過酸化物の多くは、衝撃に敏感であるた
め、安全に取り扱うため有機過酸化物を溶剤で希釈して
輸送、実用しており、その希釈剤としては脂肪族系炭化
水素溶剤として例えばシェルゾール(シェルケミカルズ
ジャパン(株)製)、アイソパー(エッソ化学(株)
製)、日石アイソゾール(日本石油化学(株)製)、I
Pソルベント(出光石油化学(株)製)等や芳香族系炭
化水素溶剤として例えばトルエン、エチルベンゼン等が
使用されている。ところが、これにより、重合開始剤と
しての有機過酸化物の品質、作業環境及び生産性に悪い
影響を及ぼしている。例えば、従来使用されている上記
溶剤は塩化ビニル系重合体成型時に成形品から揮発及び
溶出したり、成型後に揮発及び溶出したりしており、ま
た、成型時に成形品中に残存しているため、成型装置に
べとつきが生じ、定期的に整備しなければならず、その
都度、製造が中断している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、脂肪
族系炭化水素や芳香族系炭化水素を溶剤として使用した
場合、その溶剤は重合や品質に影響しないが成型時及び
成形品から揮発及び溶出してしまう。これらの溶剤を除
去しようとしても高沸点溶剤であるため除去することが
非常に困難であり、除去しようとしても限界がある。ま
た、トルエン、エチルベンゼン等は特定化学物質の環境
への排出量の把握等及び管理の改善の促進に関する法律
(PRTR法)でその使用が規制されているように、成形品
から該溶剤が揮発及び溶出し、また廃液中に含有してい
るため、環境に対して悪影響を及ぼす。また、溶剤が成
型時に成形品中に残存しているため成型装置にべとつき
が生じ、生産性を低下させている。そして、このような
課題に対して従来解決方策が提示されていない。このよ
うな観点から、重合反応や成形品の品質に影響を与え
ず、また成型時及び成形品からの溶剤の揮発及び溶出の
低減された塩化ビニル系重合体を製造し得、かつ成型装
置のべとつきをなくし、生産性を上げる有機過酸化物溶
液を提供すること、それによる塩化ビニル系重合体の製
造方法を提供することが本発明の課題である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題
の解決を図るべく鋭意検討した結果、有機過酸化物の溶
剤として下記一般式(1)で示される化合物を使用する
ことによって、衝撃に敏感な有機過酸化物を安全に取り
扱うことができ、重合や品質に影響を与えず、成型時及
び成形品からの溶剤の揮発及び溶出を低減し、更には成
形品中に残存する溶剤量を低減し、かつ成型装置のべと
つきをなくすことにより生産性を上げることができるこ
とを見出した。すなわち、本発明は、有機過酸化物と、
該有機過酸化物用の溶剤としての下記一般式(1)で示
される化合物とを含有溶剤とする有機過酸化物組成物に
関する。
【0005】
【化4】
【0006】(式中、R1、R2はそれぞれ炭素数1〜8のア
ルキル基を示す。)また、本発明は、上記一般式(1)
で示される化合物に有機過酸化物が溶解されてなる有機
過酸化物溶液に関する。さらに、本発明は、上記一般式
(1)の化合物に有機過酸化物を溶解してなる有機過酸
化物溶液の存在下に、塩化ビニル単量体、あるいは、塩
化ビニル単量体およびこれと共重合されうる単量体を重
合させることを特徴とする塩化ビニル系重合体の製造方
法にも関する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施形態につ
いて詳細に説明する。有機過酸化物用の溶剤としては、
一般式(1)で表される化合物が用いられる。一般式
(1)における炭素数1〜8のアルキル基としては、メチ
ル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、
ヘプチル、n−オクチル、2−エチルヘキシルが例示され
る。一般式(1)で示される化合物としては、マレイン
酸およびフマール酸の両タイプを包含する。一般式
(1)で示される化合物の具体例としては、ジメチルマ
レアート、ジエチルマレアート、ジプロピルマレアー
ト、ジブチルマレアート、ジペンチルマレアート、ジヘ
キシルマレアート、ジヘプチルマレアート、ジ−n−オ
クチルマレアート、ジ−2−エチルヘキシルマレアー
ト、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、ジプロ
ピルフマレート、ジブチルフマレート、ジペンチルフマ
レート、ジヘキシルフマレート、ジヘプチルフマレー
ト、ジ−n−オクチルフマレート、ジ−2−エチルヘキシ
ルフマレート等が挙げられるが、これらに限定されるも
のではない。これら溶剤は有機過酸化物を溶解しうる濃
度で使用でき、好ましくは有機過酸化物の濃度が10〜
90重量%、より好ましくは20〜80重量%で使用さ
れる。
【0008】本発明において塩化ビニル系重合体とは、
塩化ビニル単量体のホモポリマー、または共重合体が挙
げられ、塩化ビニル単量体と共重合される単量体として
は例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペン
テン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1
−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセ
ン、1−トリデセン、1−テトラデセン等のα−オレフ
ィン、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル等のアクリル酸又はそのエステル、メタクリル酸、メ
タクリル酸メチル等のメタクリル酸又はそのエステル、
マレイン酸又はそのエステル、酢酸ビニル、プロピオン
酸ビニル等のビニルエステル、ラウリルビニルエーテ
ル、イソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル、無
水マレイン酸、アクリロニトリル、塩化ビニリデン、ス
チレン等が挙げられるが、これらに限定されるものでは
ない。これらは単独または2種以上の組み合わせで用い
られる。
【0009】本発明における有機過酸化物としては、重
合開始剤として用いられる有機化合物であれば特に限定
はなく、例えば、パーオキシエステル類として、3−ヒ
ドロキシ−1,1−ジメチルブチルパーオキシネオデカノ
エート、α−クミルパーオキシネオデカノエート、ジ−
t−ヘキシルパーオキシジグリコレート、t−ブチルパ
ーオキシネオデカノエート、t−アミルパーオキシネオ
デカノエート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエー
ト、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデ
カノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキ
シネオヘプタノエート、t−ブチルパーオキシネオヘキ
サノエート、t−アミルパーオキシネオヘキサノエー
ト、t−ヘキシルパーオキシネオヘキサノエート、t−
ブチルパーオキシピバレート、t−アミルパーオキシピ
バレート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブ
チルパーオキシネオヘプタノエート、t−アミルパーオ
キシネオヘプタノエート、t−ヘキシルパーオキシネオ
ヘプタノエート、t−ブチルパーオキシ−2−メチル−2
−イソプロピルブチレート、t−アミルパーオキシ−2
−メチル−2−イソプロピルブチレート、t−ヘキシル
パーオキシ−2−メチル−2−イソプロピルブチレート、
t−オクチルパーオキシ−2−メチル−2−イソプロピル
ブチレート、1−メチル−1−シクロヘキシルエチルパー
オキシ−2−メチル−2−イソプロピルブチレート、クミ
ルパーオキシ−2−メチル−2−イソプロピルブチレート
等が挙げられ、パーオキシジカーボネート類として、ジ
イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エチ
ルヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ(セカンダ
リーブチル)パーオキシジカーボネート、ジ−4−t−
ブチルシクロヘキシルパーオキシジカーボネート、ジミ
リスチルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エトキシ
エチル)パーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピル
パーオキシジカーボネート、ジ(3−メトキシブチル)
パーオキシジカーボネート等が挙げられ、ジアシルパー
オキシド類としては、ジラウロイルパーオキシド、ジイ
ソブチリルパーオキシド、ジ(3,5,5−トリメチルヘ
キサノイル)パーオキシド等が挙げられるが、これらに
限定されるものではない。これらは、単独又は2種以上
の複数の有機過酸化物と併用できる。
【0010】本発明における塩化ビニル系重合体の重合
方法は、特に制約はなく、塊状、懸濁、乳化、マイクロ
サスペンジョン、溶液などの形態による方法が挙げら
れ、好ましくは懸濁重合法であるが、これに限定される
ものではない。懸濁重合法においては当該技術分野にお
いて一般的に使用されている分散助剤、例えばメチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプ
ロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロー
ス等の水溶性セルロースエーテル、水溶性あるいは油溶
性の部分けん化ポリビニルアルコール、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
ート、ソルビタントリオレート、グリセリントリステア
レート、エチレンオキシドプロピレンオキシドブロック
コポリマー等の油溶性乳化剤、ポリオキシエチレンソル
ビタンモノラウレート、ポリオキシエチレングリセリン
オレート、ラウリン酸ナトリウム等の水溶性乳化剤など
を1種又は2種以上の組み合わせで使用することもでき
る。更にこの重合系では必要に応じて、塩化ビニル系の
重合に適宜使用される重合調整剤、連鎖移動剤、pH調
整剤、ゲル化改良剤、帯電防止剤、架橋剤、安定剤、充
填剤、酸化防止剤、緩衝剤、スケール防止剤等を添加す
ることも任意である。
【0011】有機過酸化物、即ち重合開始剤の使用量は
塩化ビニル系単量体100重量部に対して、純品換算で0.0
01〜2重量部、好ましくは0.001〜1重量部である。0.001
重量部未満では重合速度が低下し、また2重量部を超え
ると重合速度が大きくなり、その制御が困難になる。
【0012】重合温度は、重合方法や単量体の組み合わ
せによって異なり一様ではないが、10〜80℃、好ましく
は30〜70℃である。10℃未満では重合時間が長くなる傾
向にあり、反応の完結が難しく、重合時間が長くなり生
産性が低下する。80℃を超えると、反応速度が著しく大
きくなり重合反応の制御が困難となり、重合開始剤の寿
命が短くなり、高転化率に到達することが困難となり好
ましくない。
【0013】
【実施例及び比較例】以下実施例及び比較例を示して本
発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限
定されるものではない。
【0014】2Lのステンレス製オートクレーブに、イオ
ン交換水1300mlとポリビニルアルコール0.8gを入れて溶
解し、次に活性酸素ベースで36.5ppmの有機過酸化物組
成物(後述)を添加し、オートクレーブ内を窒素ガスで
十分に置換し、その後オートクレーブ内を真空にし密栓
した。塩化ビニル単量体650gを加熱後、オートクレーブ
に充填した。オートクレーブを温水で加温して、内部温
度を57℃に保ちながら重合を行い、圧力が0.5気圧低下
した後、1時間後に重合を終了させた。重合終了後、オ
ートクレーブを冷却し、未反応の塩化ビニル単量体を除
き、得られた白色の結晶を300mlのイオン交換水で2回洗
浄した後、50℃で乾燥した。溶剤の残存量、重合転化
率、かさ比重の測定を行った結果を表1に示した。
【0015】[溶剤の残存量]乾燥して得られた塩化ビ
ニル重合体5gを100mlのテトラヒドロフランに添加し、
完全に溶解させる。塩化ビニル重合体が完溶したテトラ
ヒドロフラン溶液をガスクロマトグラフィーで分析し、
塩化ビニル重合体中の溶剤含量を算出した。
【0016】[実施例1]有機過酸化物組成物としてt
−ブチルパーオキシネオデカノエートのジブチルマレア
ート70%溶液を塩化ビニル単量体に対し796ppm添加し重
合を行った。
【0017】[実施例2]有機過酸化物組成物としてジ
(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネートのジ
ブチルマレアート70%溶液を塩化ビニル単量体に対し11
30ppm添加し重合を行った。
【0018】[実施例3]有機過酸化物組成物としてα
−クミルパーオキシネオデカノエートのジブチルマレア
ート70%溶液を塩化ビニル単量体に対し450ppm、ジ(2
−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネートのジブチ
ルマレアート70%溶液を塩化ビニル単量体に対し620ppm
それぞれ添加し重合を行った。
【0019】[実施例4]有機過酸化物組成物として3
−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルパーオキシネオデ
カノエートのジブチルマレアート50%溶液を塩化ビニル
単量体に対し590ppm、ジ(2−エチルヘキシル)パーオ
キシジカーボネートのジブチルマレアート70%溶液を塩
化ビニル単量体に対し620ppmそれぞれ添加し重合を行っ
た。
【0020】[比較例1]実施例1の有機過酸化物組成物
の代わりにt−ブチルパーオキシネオデカノエートの脂
肪族系炭化水素70%溶液を添加し重合を行った。
【0021】[比較例2]実施例2の有機過酸化物組成
物の代わりにジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカ
ーボネートの脂肪族系炭化水素70%溶液を添加し重合を
行った。
【0022】[比較例3]実施例3の有機過酸化物組成
物の代わりにα−クミルパーオキシネオデカノエートの
脂肪族系炭化水素70%溶液、ジ(2−エチルヘキシル)
パーオキシジカーボネートの脂肪族系炭化水素70%溶液
を添加し重合を行った。
【0023】[比較例4]実施例4の有機過酸化物組成
物の代わりに3−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルパ
ーオキシネオデカノエートの脂肪族系炭化水素50%溶
液、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネー
トの脂肪族系炭化水素70%溶液を添加し重合を行った。
【0024】
【表1】
【0025】表1に示したように、実施例1〜4で示し
たジブチルマレアートで希釈した有機過酸化物組成物を
使用して重合反応を行った場合には、得られた塩化ビニ
ル重合体中の溶剤の残存量はきわめて低くなり、成型中
や成型後に該溶剤が揮発及び溶出することがほとんどな
い。また、重合転化率やかさ比重は従来と同様であるた
め、重合や品質には悪影響を与えない。一方、比較例1
〜4のように、脂肪族系炭化水素で希釈した有機過酸化
物組成物を使用して製造した塩化ビニル重合体には数百
ppmの溶剤が存在している。このため、成型中や成型後
に該溶剤が揮発及び溶出したり、成形品中に残存してい
る溶剤により、成型装置にべとつきが生じ生産性を低下
させるという弊害がある。
【0026】
【発明の効果】以上記述したように、本発明によれば次
のような優れた効果を奏する。すなわち、本発明の有機
過酸化物組成物は重合や品質に悪影響を与える事なく、
塩化ビニル系重合体中の残存溶媒をかなり低減できる。
そのことにより成型時や成形品から溶剤がほとんど揮発
及び溶出しないため環境に優しい製造工程や成形品を提
供することができる。更に成型装置のべとつきが低減さ
れるため従来より生産性を上げることができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機過酸化物と、該有機過酸化物用の溶剤
    としての下記一般式(1)で示される化合物とを含有す
    ることを特徴とする有機過酸化物組成物。 【化1】 (式中、R1、R2はそれぞれ炭素数1〜8のアルキル基を示
    す。)
  2. 【請求項2】下記一般式(1)で示される化合物に有機
    過酸化物が溶解されてなる有機過酸化物溶液。 【化2】 (式中、R1、R2はそれぞれ炭素数1〜8のアルキル基を示
    す。)
  3. 【請求項3】下記一般式(1)の化合物に有機過酸化物
    を溶解してなる有機過酸化物溶液の存在下に塩化ビニル
    単量体を重合させるか、あるいは、塩化ビニル単量体お
    よびこれと共重合されうる単量体を重合させることを特
    徴とする塩化ビニル系重合体の製造方法。 【化3】 (式中、R1、R2はそれぞれ炭素数1〜8のアルキル基を示
    す。)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7759438B2 (en) 2003-06-27 2010-07-20 Akzo Nobel N.V. Polymerization process for preparing (co)polymers

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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