JPH0549687B2 - - Google Patents

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JPH0549687B2
JPH0549687B2 JP8097582A JP8097582A JPH0549687B2 JP H0549687 B2 JPH0549687 B2 JP H0549687B2 JP 8097582 A JP8097582 A JP 8097582A JP 8097582 A JP8097582 A JP 8097582A JP H0549687 B2 JPH0549687 B2 JP H0549687B2
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JP
Japan
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polymerization
vinyl chloride
alkyl
weight
ammonia
Prior art date
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JP8097582A
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English (en)
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JPS58198505A (ja
Inventor
Takayoshi Muramatsu
Katsuro Hidaka
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Vinyl Co
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Kasei Vinyl Co filed Critical Mitsubishi Kasei Vinyl Co
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  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Polymerization Catalysts (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、重合容器内で触媒を生成させながら
塩化ビニル系重合体を製造する改良方法に係る。 一般に塩化ビニルまたはそれと共重合可能な単
量体との混合物を重合する場合、重合開始剤とし
てジアシルパーオキサイド、ジアルキルパーオキ
サイド、パーオキシエステル、ジアルキルパーオ
キシジカーボネート等の有機過酸化物が多用され
ている。その中でも特にジアルキルパーオキシジ
カーボネートは、低温活性が高く、生産性に優
れ、得られた重合体は、熱安定性、加工時のゲル
化性、粒度分布などの諸物性に優れており、工業
的に最も有利な重合開始剤であると認識されてい
る。しかしながらこれら有機過酸化物は、低温活
性が高くなるにつれて室温で不安定になつて爆発
等の危険性が増大する。したがつて、その貯蔵に
は専用の冷蔵設備が必要となり、仮に該設備が設
けられたとしても実際の使用時の取扱いに危険が
伴なう。 この問題を回避するために、すなわち有機過酸
化物重合開始剤を用いる替りに、アルキルクロロ
フオーメイト、無機過酸化物及びアルカリ金属の
水酸化物または炭酸水素化物などのアルカリを同
時に重合器中に入れ、パーオキシジカーボネート
を生成させながら塩化ビニルを重合する方法が、
例えば米国特許第3022281号、特公昭56−5242号
等に提案されている。しかしながら、該方法で製
造された重合体は、極めて不規則な粒子形態であ
り、熱安定性、ゲル化性が劣るという品質的な欠
陥を持つており、商品価値はなく、商業的実施は
困難であつた。 本発明者等は、上記の欠点を克服すべく鋭意研
究を進めた結果、意外にもアルカリとしてアンモ
ニアを用い、かつ重合系内の重合開始前の酸素濃
度を特定値以下に保つことにより、極めて高品質
の重合体を製造しうることを見い出し、本発明を
完成するに到つた。 本発明の目的は、重合器内で重合開始剤を生成
させながら塩化ビニル等を重合する改良方法を提
供するにある。 しかして、本発明の要旨は、ハロゲノ蟻酸アル
キル、無機過酸化物及びアルカリの存在下に塩化
ビニルまたは塩化ビニルとそれに共重合可能な単
量体との混合物を重合するにあたり、前記アルカ
リとしてアンモニアを使用し、重合開始前の重合
系の酸素濃度を全単量体に対して100ppm以下と
することを特徴とする塩化ビニル系重合体の製造
方法に存する。 以下に本発明を詳細に説明する。 本発明方法によつて製造される塩化ビニル系重
合体とは、塩化ビニルのホモポリマー及び塩化ビ
ニルとこれに共重合可能な単量体との混合物を共
重合して得られる共重合体である。塩化ビニルに
共重合しうる単量体としては、例えばエチレン、
プロピレン、ブテン、ペンテン−1、ブタジエ
ン、スチレン、α−メチルスチレン、酢酸、カプ
ロン酸、カプリル酸、安息香酸等のビニルエステ
ル類またはアリルエステル類、アルキル基の炭素
原子数1〜12(C1〜12)のジアルキルマレイン酸あ
るいはフマール酸エステル類、アクリロニトリ
ル、塩化ビニリデン、シアン化ビニリデン、
C1〜12のアルキル基のアルキルビニルエーテル、
N−ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニル
シラン類、アルキル基C1〜16のアルカリ酸アルキ
ルエステル類、またはメタクリル酸アルキルエス
テル類があげられ、これらの少なくとも一種を塩
化ビニル100重量部に対して40重量部以下、好ま
しくは30重量部以下の範囲で共重合させることが
できる。 本発明方法で用いられるハロゲノ蟻酸アルキル
は、次の一般式で表わされる。 〔式中Rは分岐鎖を有していてもよいアルキル
基、Xは塩素原子、臭素原子、またはフツ素原子 をそれぞれ示す。〕 アルキル基Rは炭素原子数1〜8であるのが好
ましく、またハロゲン原子Xは塩素原子であるの
が一般的である。ハロゲノ蟻酸アルキルとして
は、それを例示すればメチルクロロフオーメイト
(クロロ蟻酸メチル)、エチルクロロフオーメイ
ト、n−プロピルクロロフオーメイト、イソプロ
ピルクロロフオーメイト、n−ブチルクロロフオ
ーメイト、イソブチルクロロフオーメイト、sec
−ブチルクロロフオーメイト、tert−ブチルクロ
ロフオーメイト、n−アミルクロロフオーメイ
ト、イソアミルクロロフオーメイト、n−ヘキシ
ルクロロフオーメイト、n−ヘプチルクロロフオ
ーメイト、n−オクチルクロロフオーメイト、2
−エチルヘキシルクロロフオーメイト等があげら
れる。しかしこれらに限定されるものではない。 しかして、ハロゲノ蟻酸アルキルの使用量は、
後述する無機過酸化物またはアンモニアの使用量
によつて異なるが、重合反応を完結させるために
は、単量体100重量部当り0.01重量部以上、特に
0.01〜1重量部の範囲で用いるのが好ましい。1
重量部以上の量を用いる場合は、重合反応の制御
が難しくなり易く、また重合体の品質低下をもた
らしやすいので細心の注意が必要である。 本発明方法に用いる無機過酸化物は、前述のハ
ロゲノ蟻酸アルキル及びアンモニアとともに反応
してジアルキルパーオキシジカーボネートを生成
するものなら特に制限されるものではないが、例
えば過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化カリ
ウム、過酸化バリウム、過酸化マグネシウム、過
酸化水素ナトリウムが挙げられ、また過酸化水素
化物(例えばNa2SiO3・H2O2・H2O,NaBO3
H2O2・3H2O等)等も使用できる。この内でも過
酸化水素を用いるのが重合工程で不純物の混入が
ないので特に好ましい。過酸化水素は、一般に入
手可能な水溶液のものであれば濃度は特に限定さ
れないが、取扱いの容易さ及び重合系への余分な
水の導入を少なくする点から30〜35%濃度のもの
が望ましい。 しかして、過酸化水素の使用量は使用するハロ
ゲノ蟻酸アルキル1モルに対し0.1〜5モルであ
るのが好ましい。 また、本発明方法に用いるアンモニアは、アン
モニアガスの重合系に存在する水への吹き込み、
一般市販のアンモニア水の添加等いかなる状態の
アンモニアでも使用できる。そしてアンモニアの
使用量は、ハロゲノ蟻酸アルキル1モル当り、
0.2〜10モルの範囲であるのが望ましい。 無機過酸化物及びアンモニアの使用量が上述の
割合よりも少ないときは、重合開始剤として作用
するジアルキルパーオキシジカーボネートへの変
化が十分でなく、逆に上述の使用割合よりも多い
と無機過酸化物及びアンモニアの大部分は反応に
関与せずに重合系内に残留することになり、経済
的に不利であるばかりでなく、重合体の品質を低
下させる原因にもなり易い。 本発明方法において、ハロゲノ蟻酸アルキル、
無機過酸化物及びアンモニアの重合系への添加時
期及び順序は特に限定されない。この三者の重合
開始剤系は、共存して初めて重合開始剤として機
能を発揮するから二者をまず重合系内に仕込んで
おき、重合開始直前に残りの成分を仕込むことも
できる。 本発明方法は、重合開始時の重合系内の酸素濃
度を塩化ビニル単量体または共重合可能な単量体
に対して100ppm以下にすることが必須の要件で
ある。重合系内の酸素濃度は、脱気条件によつて
変り得るが、通常の脱気条件ではせいぜい
100ppm程度までしか低下しない。酸素量をこれ
以上減少させるための方法としては、脱気時の
温度を高める、脱気と窒素ガスによる圧戻しの
繰返しの回数を増す、またはこれらの組合せ等
各種の方法を採用しうる。酸素濃度が100ppmを
越えた状態で重合を行うと、得られる重合体は熱
安定性の劣つたものになり易い。 本発明方法を実施するには、例えば、重合容器
に懸濁剤または乳化剤を含む水を入れ、該容器内
から上述の方法により該容器内の酸素濃度を
100ppm以下にし、これに塩化ビニルまたはこれ
に共重合可能な単量体を仕込み、次いでハロゲノ
蟻酸アルキル、無機過酸化物及びアンモニアを圧
入し、30〜70℃の温度で懸濁重合または乳化重合
を行う。本発明方法は、懸濁重合に最も好適に採
用される。本発明方法に使用される懸濁剤は、特
に限定されるものではないが、部分ケン化ポリビ
ニルアルコール、ヒドロキシプロピルメチルセル
ロース、酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、
ポリビニルピロリドン、ゼラチン等の水溶性高分
子物質が単独でまたは混合して用いられる。また
乳化剤としてソルビタンモノラウレート、ソルビ
タンモノステアレート、ソルビタンモノオレエー
ト、あるいはそれらのポリオキシエチレン誘導
体、ペンタエリスリトールモノラウレート、ペン
タエリスリトールモノオレエートなどのノニオン
系界面活性剤、ドデシルベンゼンスルホン酸ナト
リウム、ラウリル硫酸ナトリウムなどのアニオン
系界面活性剤等が挙げられる。これら懸濁剤及び
乳化剤は併用することができる。 また、本発明方法は、必要に応じ上述の重合開
始剤系のほかに、通常の、既に製造された重合開
始剤、例えばジアルキルパーオキサイド、ジアシ
ルパーオキサイド、アルキルパーオキシエステ
ル、ジアルキルパーオキシジカーボネート等の有
機過酸化物またはアゾニトリル系化合物を併用し
てもよい。重合開始剤の併用は、重合速度の調節
等で好ましい結果が得られる場合が多い。 本発明方法では、ジアルキルパーオキシジカー
ボネートが塩化ビニル等単量体中に存在するハロ
ゲノ蟻酸アルキルと水性媒体中に存在する無機過
酸化物とから生成し、副生するハロゲン化水素等
が水性媒体中に併存するアンモニアによつてトラ
ツプされ、好適な重合開始触媒系を形成する。そ
して、本発明によれば、重合開始剤としてジアル
キルパーオキシジカーボネートを用いることに伴
なう専用の冷蔵設備は必要とせず、取扱い時の危
険性もなく、しかもジアルキルパーオキシジカー
ボネートを用いたものと全く同質の高品質の塩化
ビニル系重合体が得られる。 以下に本発明方法を実施例にて詳述するが本発
明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定
されるものではない。 実施例 1 内容積300のステンレス製重合容器に部分ケ
ン化ポリ酢酸ビニル110g、脱イオン水165を仕
込んだ後、重合系内を脱気し、最後にN2で重合
容器内圧が0(ゲージ圧)を微かに超えるまで圧
戻しを行なつた。重合容器内の残存酸素量は、気
相部については重合容器の上部ノズルから採取し
た気体についてガスクロマトグラフイーにて定量
し、液相部については底部ノズルから採取しウイ
ンクラー法にて定量してその合計量から対単量体
濃度を算出した。 次いで、この中に塩化ビニル単量体110Kgを仕
込み、次いでエチルクロロフオーメイト52.8g
(塩化ビニル単量体100重量部に対し0.048重量部
に相当)、35%過酸化水素水47g(H2O2として
0.015重量部に相当)、30%アンモニア水55g
(NH3として0.015重量部に相当)を連続して仕込
んだ。 重合温度58℃にて、重合系内の圧力が2Kg/cm2
の降下を示すまで重合を継続した後、未反応の塩
化ビニル単量体を回収し、脱水乾燥し、塩化ビニ
ル重合体を得た。 この系に於ける重合開始時の重合系内の酸素濃
度は28ppm、反応時間は7時間20分であつた。
(第1表参照) 実施例2、比較例1,2、参考例 実施例1と同様にして、重合系内の酸素濃度及
び重合開始剤系のみ変えて重合を行なつた。この
結果を第1表に示す。尚、重合開始剤系の仕込み
量はいずれも純物質の単量体100重量部に対する
重量部で示してある。
【表】 こうして得られた塩化ビニル重合体について熱
安定性試験、フイツシユアイ試験、粒度分布測定
を行い、その評価結果を第2表に示した。 尚、評価方法は次の通りである。 熱安定性試験:塩化ビニル系重合体100重量部に
対し、フタル酸ジオクチル40重量部、エポキシ
化大豆油3重量部、ステアリン酸バリウム0.4
重量部、ステアリン酸亜鉛0.4重量部、亜リン
酸トリノニルフエニル0.5重量部及びオクチル
錫0.1重量部を添加混合し、ロール混練しシー
トを得る。ロール条件はロールの表面温度160
℃、ロール間隙0.5mm、混練時間5分間である。
得られたシートを170℃のギヤーオーブン中に
つるして黒色に変化するまでの時間を測定して
熱安定性の良否をみた。黒変時間の長いもの程
熱安定性は良い。 フイツシユアイ試験:塩化ビニル系重合体100重
量部に対し、フタル酸ジオクチル50重量部、ス
テアリン酸カルシウム1.0重量部及びカーボン
ブラツク1.5重量部を添加混合し、表面温度160
℃、ロール間隙0.6mmの条件で5分間ロール練
りを行ない、5分後にロール間隙を0.17mmとし
てフイルムを取り出す。このフイルムの任意の
場所の30cm2中のフイツシユアイの数を読み取り
フイツシユアイの良否をみた。 粒度分布測定:Tyler標準篩を用い、各メツシユ
の通過率を累積して示した。
【表】
【表】 この結果から明らかな様に、エチルクロロフオ
ーメイト、過酸化水素及びアルカリの三者を成分
とする重合開始剤系において、アルカリとして水
酸化ナトリウムを用いた場合、得られる重合体の
熱安定性、フイツシユアイは極めて劣るものであ
り、粒度分布も不満足であり、商業的に全く価値
のないものである。 また、アルカリとしてアンモニアを用いても重
合系内の酸素濃度が100ppmより高いと熱安定性
の改良が十分でない。これに対し、アルカリとし
てアンモニアを用い、更に酸素濃度を100ppm以
下とすることで極めて高品質の重合体が得られる
ことが明白である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ハロゲノ蟻酸アルキル、無機過酸化物及びア
    ルカリの存在下に、塩化ビニルまたは塩化ビニル
    とそれに共重合可能な単量体との混合物を重合す
    るにあたり、前記アルカリとしてアンモニアを使
    用し、重合開始前の重合系の酸素濃度を全単量体
    に対して100ppm以下とすることを特徴とする塩
    化ビニル系重合体の製造方法。 2 ハロゲノ蟻酸アルキルがクロロ蟻酸アルキル
    である特許請求の範囲第1項記載の塩化ビニル系
    重合体の製造方法。 3 ハロゲノ蟻酸アルキルのアルキル基が分岐鎖
    を有していてもよい炭素原子数1〜8のアルキル
    基である特許請求の範囲第1項または第2項記載
    の塩化ビニル系重合体の製造方法。 4 無機過酸化物が過酸化水素である特許請求の
    範囲第1項記載の塩化ビニル系重合体の製造方
    法。
JP8097582A 1982-05-14 1982-05-14 塩化ビニル系重合体の製造方法 Granted JPS58198505A (ja)

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JPS58198505A JPS58198505A (ja) 1983-11-18
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