JPH0987303A - 塩化ビニルの重合方法 - Google Patents

塩化ビニルの重合方法

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JPH0987303A
JPH0987303A JP25090395A JP25090395A JPH0987303A JP H0987303 A JPH0987303 A JP H0987303A JP 25090395 A JP25090395 A JP 25090395A JP 25090395 A JP25090395 A JP 25090395A JP H0987303 A JPH0987303 A JP H0987303A
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JP
Japan
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vinyl chloride
polymerization
monomer
reflux condenser
aqueous medium
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JP25090395A
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English (en)
Inventor
Hideaki Yoshitomi
英明 吉富
Bunji Tanaka
文治 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Tokuyama Sekisui Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
Tokuyama Sekisui Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】塩化ビニル系単量体と水性媒体の両者を加熱し
同時に仕込むことにより、重合1バッチ当たりの仕込み
時間や昇温時間を大幅に短縮することができ、さらに還
流凝縮器を備えた大型重合器で塩化ビニル系樹脂の懸濁
重合を行う際に、還流凝縮器作動時の泡立ちを防止する
と共に、それにより重合器の内壁や還流凝縮器壁へのス
ケール付着を防止し、ガラス玉や粗粒品がなく加工性に
優れた塩化ビニル系樹脂の得られる塩化ビニルの重合方
法を提供する。 【解決手段】塩化ビニル単量体単独又は塩化ビニル単量
体及びこれと共重合可能な単量体を重合する際に、所定
の重合温度±5℃に加温した塩化ビニル単量体又は塩化
ビニル単量体及びこれと共重合可能な単量体の混合物
と、所定の重合温度±5℃に加温した水性媒体とを、還
流凝縮器塔頂部より同時に重合器中に仕込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、塩化ビニルの重合
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、塩化ビニル系単量体の重合は、通
常、回分式の水懸濁重合方法で行われている。即ち、重
合器中に水性媒体及び分散剤を仕込み、次いで重合開始
剤を仕込み、続いて重合器内を真空脱気した後塩化ビニ
ル単量体を仕込み、昇温して重合反応を行う方法であ
る。
【0003】ところで、近年、塩化ビニル系単量体の製
造では、生産性の向上を図るために重合器の大型化と重
合時間の短縮が行われている。その方法の一つとして、
反応熱の除去を効率よく行うために重合器に還流凝縮器
(リフラックスコンデンサー)を付設することが行われ
ている。
【0004】しかし、還流凝縮器による反応熱の除熱を
行おうとすると、特に重合の初期において発泡が著しく
なり、このため重合開始剤を含む重合懸濁液の泡沫が重
合槽の気相部の壁面や還流凝縮器の内壁等に付着し、こ
れがスケールとなって除熱の効率を著しく阻害したり、
重合初期の粒子形成に悪影響を与えるため、ガラス玉と
呼ばれる内部空隙のない粒子が生成したり、泡状で重合
が進行し粗大な重合体粒子が生成したりする等の問題点
があった。
【0005】重合初期に還流凝縮器を起動させたときの
発泡を防止するために様々な重合方法が提案されてい
る。例えば、特開平2−55707号公報では、還流凝
縮器内に窒素ガスを導入し重合を開始した後、重合の進
行に伴い徐々に窒素ガスをパージし還流凝縮器を作動さ
せ発泡を防止する方法が開示されている。しかし、この
方法では非常に複雑な操作を必要とするという問題点が
あった。
【0006】また、例えば、特開平2−47481号公
報、特開昭61−207410号公報、特開昭60−2
38305号公報及び特開昭61−115908号公報
では、特定の乳化剤及び/又は分散剤を使用し発泡を防
止する方法が、さらに特開平3−212409号公報及
び特開平2−180908号公報では、消泡剤を使用す
る方法が開示されている。しかしながら、これらの方法
は、乳化剤、分散剤又は消泡剤を使用することによっ
て、得られるポリ塩化ビニルが着色するという問題点が
あった。
【0007】さらに、重合1バッチ当たりに要する時間
を短縮するために、仕込み時間の短縮や昇温時間の短縮
が検討されている。例えば、特開平4−149204号
公報では、塩化ビニル系単量体と予め加温した水性媒体
を混合した後熱交換器を通して、重合温度−10℃〜重
合温度+5℃の範囲に加熱して仕込む方法;特開昭60
−163906号公報では、水性媒体の一部と塩化ビニ
ル系単量体を仕込んだ後、残りの加熱した水性媒体を重
合温度以上に加熱して仕込み、仕込み終了時に反応温度
にする方法;特公昭60−26488号公報、特公昭6
2−39601号公報及び特開平5−186506号公
報等では、塩化ビニル系単量体と加熱した水性媒体とを
同時に仕込む方法が、それぞれ開示されている。
【0008】しかしながら、このように加熱した水性媒
体と常温の塩化ビニル系単量体を混合することによっ
て、急激に内圧が上昇すると共に発泡が起こり易くな
り、ガラス玉や粗粒品が生成するという問題点があっ
た。
【0009】また、特公平4−12721号公報では、
50℃以下の水性媒体、分散剤、重合開始剤、塩化ビニ
ル系単量体を予め混合した後、熱交換器で速やかに加熱
し、重合槽に投入する方法が開示されている。しかしな
がら、重合開始剤が添加されたいるため予備混合中に重
合が始まる恐れがあった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点に
鑑みてなされたものであり、その目的は、塩化ビニル系
単量体と水性媒体の両者を加熱し同時に仕込むことによ
り、重合1バッチ当たりの仕込み時間や昇温時間を大幅
に短縮することができ、さらに還流凝縮器を備えた大型
重合器で塩化ビニル系樹脂の懸濁重合を行う際に、還流
凝縮器作動時の泡立ちを防止すると共に、それにより重
合器の内壁や還流凝縮器壁へのスケール付着を防止し、
ガラス玉や粗粒品がなく加工性に優れた塩化ビニル系樹
脂の得られる塩化ビニルの重合方法を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の塩化ビニルの重
合方法は、所定の重合温度±5℃に加温した塩化ビニル
単量体又は塩化ビニル単量体及びこれと共重合可能な単
量体の混合物と、重合温度±5℃に加温した水性媒体と
を、還流凝縮器塔頂部より同時に重合器中に仕込むこと
を特徴とするものである。
【0012】本発明で使用される塩化ビニル単量体と共
重合可能な単量体としては、例えば、酢酸ビニル、プロ
ピオン酸ビニル等のビニルエステル;アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル等の(メタ)アクリル酸エステ
ル;エチレン、プロピレン等のオレフィンの他、無水マ
レイン酸、アクリロニトリル、スチレン、塩化ビニリデ
ンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。
【0013】本発明では、還流凝縮器及びジャッケット
を備えた反応器が用いられる。反応器のジャッケットは
重合温度±5℃に加温し、また還流凝縮器は重合温度±
0℃〜+5℃の範囲に加温するのが好ましい。重合器内
を真空脱気した後、予め重合温度±5℃に加温した塩化
ビニル系単量体と水性媒体とを同時に、還流凝縮器塔頂
部より重合器へ投入する。塩化ビニル系単量体と水性媒
体とを投入する際には、重合器は重合温度±5℃に加温
されているのが好ましい。尚、上記重合温度は、通常、
重合度の設定により決定される温度である。
【0014】上記塩化ビニル系単量体としては、塩化
ビニル単量体単独、塩化ビニル単量体及び該塩化ビニ
ル単量体と共重合可能な単量体の混合物が挙げられる。
【0015】上記塩化ビニル系単量体と水性媒体の投入
方法としては、塩化ビニル系単量体と水性媒体とを別々
の配管により導入し還流凝縮器内で混合しながら重合器
内へ投入する方法;塩化ビニル系単量体と水性媒体とを
予め別の容器中、又はライン、スタッティクミキサー、
ラインミキサー等で混合し懸濁液としたものを、還流凝
縮器塔頂部より投入する方法等が挙げられる。
【0016】別々の配管より塩化ビニル系単量体と水性
媒体とを投入する方法としては、両者を同時に投入し始
め同時に終了する方法;先に水性媒体を仕込み始め、次
いで塩化ビニル系単量体を投入し同時に終了する方法;
塩化ビニル系単量体と水性媒体とを同時に仕込み始め、
先に塩化ビニル系単量体の仕込みを終了、次いで水性媒
体の仕込みを終了する方法等が挙げられるが、重合器内
で塩化ビニル系単量体と水性媒体とが同時に存在する一
定の時間があれば、特に限定されない。
【0017】塩化ビニル系単量体と水性媒体との仕込み
を終了した時点で、反応液の温度を重合温度±5℃とな
るように設定する。さらに、好ましくは重合温度±2℃
である。仕込み終了時の反応液の温度は、低くなると所
定の重合温度までの昇温に時間がかかり、重合1バッチ
当たりの時間が短縮できなくなる。また、高くなると続
いて重合開始剤を投入した時に重合反応が急激に進行
し、反応熱の除去が困難となる。
【0018】本発明の重合方法では分散剤が使用され
る。分散剤の投入方法としては、塩化ビニル系単量体、
水性媒体を投入する前に予め投入しておく方法;塩化ビ
ニル系単量体、水性媒体の投入時に同時に投入する方
法;塩化ビニル系単量体の投入後に投入する方法が挙げ
られ、これらのいずれの方法であってもよい。
【0019】また、分散剤の仕込み時には、反応器の攪
拌機を運転しておくのが好ましく、分散剤の仕込み後に
重合開始剤を圧入して重合を開始するのが好ましい。
【0020】上記分散剤としては、通常塩化ビニルの懸
濁重合に用いられるものが挙げられ、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;部分ケン化ポリビニルアルコ
ール、ポリエチレンオキサイド、アクリル酸、ゼラチン
等の水溶性高分子、ソルビタンモノラウレート、ポリオ
キシエチレンソルビタンモノラウレート等の水溶性乳化
剤などが挙げられ、これらは単独で使用されてもよく、
二種以上が併用されてもよい。
【0021】上記分散剤の使用量としては、塩化ビニル
単量体に対して、0.005〜2重量%が好ましい。
【0022】本発明に用いられる重合開始剤としては、
例えば、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネ
ート、ジエトキシエチルパーオキシジカーボネート、α
−クミルパーオキシネオデカネート、t−ブチルパーオ
キシネオデカネート、t−ブチルパーオキシピバレー
ト、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘ
キサノエイト、アセチルシクロヘキシルスルホニルパー
オキシド、2,4,4−トリメチルペンチル−2−パー
オキシフェノキシアセテート、ラウロイルパーオキシド
などが挙げら、これらは単独で用いられてもよく、二種
以上が併用されてもよい。
【0023】さらに、塩化ビニル系単量体の重合に通常
使用される、重合調整剤、重合禁止剤、pH調整剤、安
定剤、スケール防止剤等が添加されてもよい。
【0024】上記重合反応は、重合器内圧が運転時の圧
力より予め定めた圧力より低下した時、又は重合開始時
より一定時間経過した時に停止する。ジャケット及び還
流凝縮器を冷却し、残った未反応の単量体を排ガスし、
得られたスラリーを脱水、乾燥して塩化ビニル系重合体
を得る。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
【0026】(実施例1)内容積2m3 ジャケット及び
攪拌翼を備えたステンレス製重合器のジャケットを57
℃、還流凝縮器60℃に加温した後、ケン化度72モル
%の部分ケン化ポリビニルアルコール(日本合成化学社
製「ゴーセノールKZ−05」)600g、ヒドロキシ
プロピルメチルセルロース(信越化学社製「メトロース
65SH50」)375gを仕込んだ後、重合器内を1
00mmHgまで真空にした。次いで、55℃に加温し
た塩化ビニル単量体750Kgと、60℃に加温したイ
オン交換水900Kgを、別々の配管で還流凝縮器塔頂
部から重合器内に投入した。この時の塩化ビニル単量体
とイオン交換水の投入は、同時に始め同時に終了した。
仕込み後の懸濁液の温度は57℃であった。次いで、重
合開始剤ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネ
ート(日本油脂社製「パーロイルOPP」)600gを
窒素で圧入した後、内温を57.5℃に制御し重合反応
を開始した。4時間後に重合器内の圧力が7.0Kg/
cm 2 Gまで下降したので冷却を開始し、未反応の単量
体を回収し重合反応を停止した。得られた重合体スラリ
ーを脱水乾燥して塩化ビニル樹脂を得た。
【0027】(実施例2)内容積2m3 ジャケット及び
攪拌翼を備えたステンレス製重合器のジャケットを57
℃、還流凝縮器60℃に加温した後、重合器内を100
mmHgまで真空にした。次いで、予め55℃に加温し
た塩化ビニル単量体750Kgと、予め55℃に加温し
たイオン交換水900Kgを、スタティックミキサーで
混合しながら還流凝縮器塔頂部から重合器に投入した。
この時同時にケン化度76モル%の部分ケン化ポリビニ
ルアルコール(クラレ社製「ポバールL−8」)750
gと平均分子量430万のポリエチレンオキサイド(住
友精化社製「PEO−18」)110gを同時に投入し
た。仕込み後の懸濁液の温度は56℃であった。次い
で、重合開始剤ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカ
ーボネート(日本油脂社製「パーロイルOPP」)60
0gを窒素で圧入した後、内温を57.5℃に制御し重
合反応を開始した。4時間後に重合器内の圧力が7.0
Kg/cm 2 Gまで下降したので冷却を開始し、未反応
の単量体を回収し重合反応を停止した。得られた重合体
スラリーを脱水乾燥して塩化ビニル樹脂を得た。
【0028】(比較例1)塩化ビニル単量体を加温せず
に常温(25℃)のまま投入したこと以外は、実施例1
と同様にして重合反応を行い、塩化ビニル樹脂を得た。
【0029】(比較例2)イオン交換水を予め75℃に
加温し、塩化ビニル単量体を加温せずに常温(25℃)
のまま投入したこと以外は、実施例2と同様にして重合
反応を行い、塩化ビニル樹脂を得た。
【0030】(比較例3)イオン交換水を予め75℃に
加温し、塩化ビニル単量体を加温せずに常温(25℃)
のまま投入し、分散剤として平均重合度200、ケン化
度45.3モル%及びブロックキャラクター0.8の部
分ケン化ポリビニルアルコール750gならびに平均分
子量430万のポリエチレンオキサイド(住友精化社製
「PEO−18」)110gを使用したこと以外は、実
施例2と同様にして重合反応を行い、塩化ビニル樹脂を
得た。尚、ブロックキャラクターは、13C−NMRスペ
クトルのメチレン領域のピーク解析により求めた。即
ち、メチレン領域には左側より(OH,OH)、(O
H,OAc)、(OAc,OAc)〔ポバール中の2単
位連鎖のモル数を表す〕の2単位連鎖に相当する3本の
ピークが現れ、その吸収強度は3個の構造に比例してい
る。そしてブロックキャラクターηは、下式により計算
する(文献:「ポバール」高分子刊行会、1981年4
月1日改定新版発行、P246〜249)。 η=(OH,OAc)/2・(OH)(OAc) ここで、(OH)、(OAc)は、ポバール中のビニル
アルコール、酢酸ビニル単位のモル数をそれぞれ表す。
【0031】上記実施例及び比較例で得られた塩化ビニ
ル樹脂につき下記の評価を行い、その結果を表1に示し
た。 (1)重合度 JIS K6721に準拠して測定した。 (2)粒度分布 JIS K8801に準拠して測定した。 (3)嵩比重 JIS K6721に準拠して測定した。 (4)空隙率 水銀圧入ポロシメーターを用いて、2,000Kg/c
2 Gで塩化ビニル樹脂100g当たりに圧入される水
銀の容量を測定して空隙率を求めた。 (5)ガラス玉 42メッシュの標準篩でふるい、篩上に残った粒子を顕
微鏡観察し、半透明の粒子の数を計算した。 (6)ゲル化時間 得られた塩化ビニル樹脂100gに、ジブチル錫メルカ
プト(三共有機合成社製「JF−10B」)2g及びエ
ステル系ワックス(ヘキスト社製「WAX−OP」)
0.5gを加えて樹脂組成物を調製し、この樹脂組成物
65gをハーケ社製プラストグラフ「レオコード90」
に投入し、190℃、50rpmでゲル化するまでの時
間を測定した。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】第1発明の塩化ビニルの重合方法は、上
述の通りであり、回分式の重合において、1バッチ当た
りの時間を大幅に短縮することができると共に、単量体
の発泡によるスラリーの飛散を防止することができるの
で、スケールの付着を防止することができる。また、得
られる塩化ビニル重合体粒子は、ガラス玉の発生がな
く、嵩比重が高い割に空隙率も高く、粒度分布もよく、
ゲル化時間も短い。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】塩化ビニル単量体単独又は塩化ビニル単量
    体及びこれと共重合可能な単量体を重合する際に、所定
    の重合温度±5℃に加温した塩化ビニル単量体又は塩化
    ビニル単量体及びこれと共重合可能な単量体の混合物
    と、所定の重合温度±5℃に加温した水性媒体とを、還
    流凝縮器塔頂部より同時に重合器中に仕込むことを特徴
    とする塩化ビニルの重合方法。
JP25090395A 1995-09-28 1995-09-28 塩化ビニルの重合方法 Pending JPH0987303A (ja)

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JP25090395A JPH0987303A (ja) 1995-09-28 1995-09-28 塩化ビニルの重合方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150038946A (ko) * 2013-10-01 2015-04-09 주식회사 엘지화학 염화비닐 중합체의 제조방법
KR20150038951A (ko) * 2013-10-01 2015-04-09 주식회사 엘지화학 페이스트 염화비닐 중합체의 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150038946A (ko) * 2013-10-01 2015-04-09 주식회사 엘지화학 염화비닐 중합체의 제조방법
KR20150038951A (ko) * 2013-10-01 2015-04-09 주식회사 엘지화학 페이스트 염화비닐 중합체의 제조방법

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