JPH111505A - 分散安定剤 - Google Patents

分散安定剤

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JPH111505A
JPH111505A JP9171141A JP17114197A JPH111505A JP H111505 A JPH111505 A JP H111505A JP 9171141 A JP9171141 A JP 9171141A JP 17114197 A JP17114197 A JP 17114197A JP H111505 A JPH111505 A JP H111505A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 懸濁重合、乳化重合、後乳化に適した、分散
安定剤を提供する。 【解決手段】 ケン化度が65〜85モル%で、側鎖に
オキシアルキレン基を0.1〜10モル%含有し、かつ
陰イオン性親水基を0.02〜10モル%含有する部分
ケン化ポリビニルアルコール系樹脂からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、懸濁重合、乳化重
合又は、後乳化時に用いる分散安定剤に関し、更に詳し
くは塩化ビニル系化合物重合時に用いた場合作業性が良
く、品質の良好な塩化ビニル系化合物(塩化ビニル系重
合体)を得ることができる分散安定剤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、工業的に塩化ビニル系化合物
を製造する場合、水性媒体中で懸濁分散安定剤の存在下
に塩化ビニルモノマーを分散させ、油溶性触媒を用いて
重合を行う懸濁重合法が広く実施されている。一般に該
化合物の品質を支配する要因としては、重合率、水−モ
ノマー比、重合温度、触媒量あるいは分散安定剤の種
類、量等が挙げられるが、この中でも分散安定剤の影響
が最も大きいと言われている。分散安定剤としては、特
定のケン化度と重合度とを有するポリビニルアルコール
系樹脂が用いられるが、該樹脂を用いた場合に、塩化ビ
ニル系化合物の可塑剤吸収性、フィッシュアイ、粒子径
等の性質を制御することができる。
【0003】例えば、側鎖に疎水基を0.01〜5モル
%及び陰イオン性基親水基を0.02〜10モル%含有
するケン化度60〜90モル%の変性ポリビニルアルコ
ールを分散安定剤として用いる方法(特開昭56−55
403号公報)や重合度1500以下、ケン化度90モ
ル%以下で、かつ分子内にカルボニル基と、これに隣接
したビニレン基を特定量有する部分ケン化ポリビニルア
ルコールを用いる方法(特開昭51−45189号公
報)、分子内にカルボニル基とこれに隣接したビニレン
基を特定量有し、かつ特定の残存酢酸基のブロックキャ
ラクターを有するポリビニルアルコール系重合体を用い
る方法(特開平8−283313号公報)、分子内にカ
ルボニル基と、これに隣接したビニレン基を特定量有し
かつ曇点を規定したポリビニルアルコールを用いる方法
(特開平5−105702号公報)、重量平均分子量と
数平均分子量との比を規定し、かつ分子内にカルボニル
基と、これに隣接したビニレン基を特定量有するポリビ
ニルアルコールを用いる方法(特開昭61−10860
2号公報)が提案されている。また本出願人もオキシア
ルキレン基を重合体側鎖に有するビニルエステル系樹脂
又はこれと水溶性高分子物質とからなる分散安定剤(特
開昭60−58402号公報)を提案した。しかしなが
ら、近年では重合器のジャケットの構造の改善や還流凝
縮器の運転技術の進歩などに伴う重合器の重合反応熱の
除去能力の大幅な向上やあらかじめ所定の温度まで加熱
した水性媒体を仕込む方法(ホットウォーターチャージ
法)により昇温時間を短縮したりすることによって、工
業的規模で採用されている40m3以上の大型重合器に
於いても、6時間以内に重合を完結させる高速重合が可
能になってきている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
56−55403号公報開示技術では、塩化ビニル単量
体の懸濁重合時の発泡が激しいことからスケール付着が
多く、又、陰イオン性親水基の導入により曇点の発現が
調整できるのでホットウォーターチャージ仕込みには有
利なものの、モノマー油滴に対する保護コロイド性が弱
く、塩化ビニル系化合物懸濁重合時の重合不安定要因と
なることがある。その結果、塩化ビニル系化合物の粗粒
子の生成やフィッシュアイ発生の原因となったりする
為、いまだ満足のいくものではないという欠点がある。
特開昭51−45189号公報、特開平8−28331
3号公報、特開平5−105702号公報、特開昭61
−108602号公報開示技術では、分散安定剤に水不
溶解分が発生し、溶解槽から反応缶に至るまでのストレ
ーナー等で目詰まりが起こり、生産性、作業性が悪く、
又ポリビニルアルコール系重合体の曇点を任意にコント
ロールすることが困難という欠点があった。特開昭60
−58402号公報開示技術では曇点の発現が適度に調
整できない場合があり、例えば懸濁重合を行う際に、ポ
リビニルアルコール系重合体の変性種(例えば、エチレ
ンオキサイド)や変性量によっては、塩化ビニル系化合
物懸濁重合で得られる塩化ビニル系化合物粒子が著しく
粗大粒子化するという欠点があった。又、従来の未変性
ポリビニルアルコール系重合体からなる懸濁重合用分散
安定剤では、反応缶に仕込む際の温水の温度等の条件
が、ポリビニルアルコール系重合体の曇点を考慮する必
要があり、塩化ビニル系化合物懸濁重合の高速重合化に
対して支障を来すことがあり、改善が望まれていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる事情に鑑みて鋭意
検討した結果、本発明者は、ケン化度が65〜85モル
%で、側鎖に一般式(1)で示されるオキシアルキレン
基を0.1〜10モル%含有し、かつ陰イオン性親水基
を0.02〜10モル%含有する部分ケン化ポリビニル
アルコール系樹脂を、塩化ビニル系化合物等のビニル系
化合物を得るための懸濁重合の分散安定剤として用いる
と、懸濁重合時の発泡に起因するスケール付着がなく、
懸濁重合時の仕込み分散媒の温水温度や本発明の樹脂の
仕込み方法に限定されることがなく、得られるビニル系
化合物の可塑剤吸収性、フィッシュアイの減衰速度等の
性能が良好で、且つビニル系化合物の粗粒子の生成もな
いことを見いだし本発明の完成に至った。
【化2】 [式中R1は水素原子又はアルキル基、R2はアルキル
基、nは正数、Xは水素又はアルキル基、アルキルアミ
ド基、アルキルエステル基のいずれかを表す。]
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いられる部分ケン化ポリビニルアルコール系
樹脂は、ケン化度が65〜85モル%であることが必要
で、好ましくは65〜83モル%、更には70〜83モ
ル%、特に好ましくは73〜83モル%である。ケン化
度が85モル%を越えると、分散安定剤としての界面活
性能が低下して、モノマー油滴に対する分散力が低下す
るので不適当であり、ケン化度が65モル%未満では、
水に不溶となり分散安定剤としては保護コロイド力が不
足し不適当である。
【0007】また本発明の部分ケン化ポリビニルアルコ
ール系樹脂は一般式(1)で示されるオキシアルキレン
基を側鎖に含有することが必要で、かかる一般式(1)
において、nとして好ましくは、2≦n≦60で、更に
は6≦n≦20である。n>60ではポリビニルアルコ
ール系重合体の曇点が発現しやすくなったり、曇点が低
下したりする為、ホットウォーターチャージ仕込みの際
の分散媒の温水温度を分散安定剤の曇点以下にしなけれ
ばならないという制約が生じる為に好ましくない。又、
n<2では、ポリビニルアルコール系重合体の界面活性
能が低下して好ましくない。
【0008】一般式(1)においては、R1は水素原子
又はアルキル基、R2はアルキル基であることが必要
で、R1として好ましくは、水素原子であり、R2として
アルキル基であれば特に限定はないが、好ましくはメチ
ル基である。
【0009】本発明では一般式(1)に示されるオキシ
アルキレン基を0.1〜10モル%を含有することが必
要で、好ましくは0.1〜5モル%、更に好ましくは
0.2〜1モル%、特に好ましくは0.2〜0.8モル
%である。該オキシアルキレン基が0.1モル%未満で
は、充分に界面活性能を発揮できなくなり、逆に10モ
ル%を越えると、部分ケン化ポリビニルアルコール系樹
脂の酢酸ビニル成分のブロック性が低下し、かえって界
面活性能が不足したり又曇点が発現しやすくなる為、ホ
ットウォーターチャージ仕込みの際、モノマーが油滴と
して水性媒体中に均一に懸濁安定化し難くなるために懸
濁重合の重合安定性が不安定になり、得られる(塩化)
ビニル系化合物粒子には粗粒子分が多く、フィッシュア
イが増加し本発明の目的を達しない。
【0010】更に本発明の部分ケン化ポリビニルアルコ
ール系樹脂は陰イオン性親水基も含有することが必要
で、かかる陰イオン性親水基としては、不飽和脂肪族カ
ルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基等があげられる
が、好ましくは不飽和脂肪族カルボン酸である。
【0011】本発明では陰イオン性基を0.02〜10
モル%を含有することが必要で、好ましくは0.02〜
1.0モル%である。陰イオン性基が0.02モル%未
満では、ビニル系化合物、特に塩化ビニルモノマーの懸
濁重合時に温水を仕込む方法を採用する場合に仕込み温
度の制約を受け易くなり、モノマー油滴と分散安定剤が
接触する際の温度条件によっては、塩化ビニル系化合物
粒子のフィッシュアイの減衰速度が低下したり、永久フ
イッシュアイの発生の原因となったり、又、粒子径分布
が大きくなったりして本発明の目的を達しない。又、1
0モル%を越えると分散剤の保護コロイド性が低下する
為に、懸濁重合の重合安定性が低下し、得られる塩化ビ
ニル系化合物粒子に粗粒子が多くなったり、激しい時に
は重合物がブロック化し、好ましくない。更には分散剤
に水不溶解分が多くなり、懸濁重合で得られる塩化ビニ
ル系化合物粒子に永久フィッシュアイが多くなり好まし
くない。
【0012】本発明の部分ケン化度ポリビニルアルコー
ル系樹脂は任意の方法で製造できる。例えばポリオキ
シアルキレンの存在下にビニルエステル、陰イオン性親
水基を有する単量体を共重合した後にケン化する方法、
一般式(1)で示されるオキシアルキレン基を有する
不飽和単量体、陰イオン性親水基を有する単量体をビニ
ルエステル系化合物と共重合した後にケン化する方法、
陰イオン性親水基含有ポリビニルアルコール系樹脂に
酸化アルキレンを後反応させる方法等が挙げられるが、
上記の方法のうちが樹脂の製造面、性能面から実用的
である。以下の方法を中心に説明する。
【0013】オキシアルキレン基を有する不飽和単量体
としては次の様なものが例示される。但し、本発明では
これらのみに限定されるものではない。 [(メタ)アクリル酸エステル型]下記の一般式(3)で
示されるもので、具体的にはポリオキシプロピレン(メ
タ)アクリレート等が挙げられる。
【化3】 (但し、Yは水素又はメチル基、Aはフェニレン基、置
換フェニレン基のいずれか、lは0又は1以上の整数、
1は水素又はアルキル基、R2はアルキル基、nは正数
で、好ましくは2〜60、更に好ましくは6〜20の整
数を示す。)
【0014】[(メタ)アクリル酸アミド型]下記の一般
式(4)で示されるもので、具体的にはポリオキシプロ
ピレン(メタ)アクリル酸アミド等が挙げられる。
【化4】 (但し、Y1は水素又はメチル基を表し、A、Y、R1
2、l、nは前記と同様。)
【0015】[(メタ)アリルアルコール型]下記の一般
式(5)で示されるもので、具体的にはポリオキシプロ
ピレン(メタ)アリルエーテル等が挙げられる。
【化5】 (但しY、R1、R2、nは前記と同様。)
【0016】[ビニルエーテル型]下記の一般式(6)
で示されるもので、具体的にはポリオキシプロピレンビ
ニルエーテル等が挙げられる。
【化6】 (但し、A、R1、R2、l、nは前記と同様。) これらのオキシアルキレン基を含有する単量体の中でも
一般式(5)で示される(メタ)アリルアルコール型の
ものが好適に使用される。
【0017】また、陰イオン性親水基を有する単量体と
しては、不飽和脂肪族カルボン酸、スルホン酸基含有単
量体、リン酸含有単量体、カルボキシル基含有アルコー
ル、アルデヒドあるいはチオール等が挙げられる。不飽
和脂肪族カルボン酸としては、エチレン性不飽和ジカル
ボン酸(マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等)、又は
エチレン性不飽和ジカルボンモノエステル(マレイン酸
モノアルキルエステル、フマル酸モノアルキルエステ
ル、イタコン酸モノアルキルエステル等)又はエチレン
性不飽和ジカルボン酸ジエステル(マレイン酸ジアルキ
ルエステル、フマル酸ジアルキルエステル、イタコン酸
ジアルキルエステル等)又はエチレン性不飽和カルボン
酸無水物(無水マレイン酸、無水イタコン酸等)、ある
いは(メタ)アクリル酸等の単量体およびその塩が挙げら
れ、その中でもエチレン性不飽和カルボン酸、又はエチ
レン性不飽和カルボン酸モノエステルおよびその塩が好
適に使用される。またカルボキシル基含有アルコール、
アルデヒドあるいはチオールとしては、特に連鎖移動効
果の大きいチオールに由来するものが有効で以下のもの
が挙げられる。
【0018】
【化7】HS−(CH2)n−COOH ・・・(7) 及び一般式(7)の塩
【化8】 及び一般式(8)の塩 (但し一般式(7)においてnは0〜5の整数を示し、
一般式(8)において、Yはそれぞれ水素原子又は低級
アルキル基(置換基を含んでもよい)、nは0〜5の整
数を示す。)
【化9】 及び一般式(9)の塩 (但し、nは0〜20の整数を示す。) 具体的にはメルカプト酢酸、2−メルカプトプロピオン
酸、3−メルカプトプロピオン酸、2−メルカプトステ
アリン酸等が挙げられる。
【0019】
【化10】 HS−(CHX1)r−(CHX2)sCOOH ・・・(10) (但し、X1はH又はカルボン酸、X2は水素原子又は5
H、rは0又は正数、sは正数を示す。) 具体的にはジチオコハク酸、チオリンゴ酸等が挙げられ
る。
【0020】スルホン酸基含有単量体としては以下のも
のが挙げられる。 (イ)エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタア
リルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸又はその塩 (ロ)一般式(11)又は一般式(12)で表されるス
ルホアルキルマレート
【化11】
【化12】 (但し一般式(11)又は一般式(12)において、Y
1はアルキル基、nは2〜4の整数、Mは水素又はアル
カリ金属又はアンモニウムイオンを示す。) 上記のスルホアルキルマレートとして具体的には、ナト
リウムスルホプロピル2−エチルヘキシルマレート、ナ
トリウムスルホプロピルトリデシルマレート、ナトリウ
ムスルホプロピルエイコシルマレート等が挙げられる。
【0021】(ハ)一般式(13)〜(15)で表され
るスルホアルキル(メタ)アクリルアミド、スルホアル
キル(メタ)アクリレート
【化13】
【化14】
【化15】 (但し一般式(13)〜(15)において、Y2、Y3
4、Y5、Y7、Y8、Y9は水素又はアルキル基、Y6
アルキル基、nは2〜4の整数、Mは水素、アルカリ金
属又はアンモニウムイオンを示す。) 上記のスルホアルキル(メタ)アクリルアミドとして具
体的には、ナトリウムスルホメチルアクリルアミド、ナ
トリウムスルホt−ブチルアクリルアミド、ナトリウム
スルホS−ブチルアクリルアミド、ナトリウムスルホt
−ブチルメタクリルアミド等が挙げられる。
【0022】
【化16】 (但しY10は水素又はアルキル基、nは2〜4の整数、
Mは水素原子、アルカリ金属又はアンモニウムイオンを
示す。) 上記のスルホアルキル(メタ)アクリレートとして具体
的には、ナトリウムスルホエチルアクリレート等が挙げ
られる。上記スルホン酸基含有単量体の中でもオレフィ
ンスルホン酸、又はその塩が好適に使用される。
【0023】またスルホン酸基を有するアルコール、ア
ルデヒド或いはチオール等の官能基を有するスルホン酸
基含有単量体としては、特に連鎖移動効果の大きいチオ
ールに由来するものが有効で以下のものが挙げられる。
【化17】
【化18】
【化19】
【化20】 (但し一般式(17)〜(20)において、Y11〜Y19
はそれぞれ水素原子又はメチル基、nは2〜4の整数、
Mは水素原子、アルカリ金属又はアンモニウムイオンを
示す。尚、nが整数のときはnの数だけ存在する各
14、Y15、Y17、Y18、Y20は同時に同じものでも異
なるものでもよい。) 具体的には、チオプロピオン酸ナトリウムスルホプロパ
ン等が挙げられる。
【0024】また、スルホン酸基を導入したポリビニル
アルコール系樹脂を得る方法としては、ポリビニルアル
コールを臭素、ヨウ素等で処理した後、酸性亜硫酸ソー
ダ水溶液で加熱する方法、ポリビニルアルコールを濃厚
な硫酸水溶液中で加熱する方法、ポリビニルアルコール
をスルホン酸基を有するアルデヒド化合物でアセタール
化する方法等もある。
【0025】上記の2種の単量体と共重合するビニルエ
ステル系化合物としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、ト
リフルオロ酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニ
ル、カプリン酸ビニル、ラウリル酸ビニル、バーサティ
ック酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニ
ル、ピバリン酸ビニル等が単独又は併用で用いられる
が、工業的には酢酸ビニルが好適である。
【0026】本発明においては、前述した如き一般式
(1)で示されるオキシアルキレン基、陰イオン性基を
有する単量体、ビニルエステル系化合物以外の他の一般
の単量体を10モル%以下、好ましくは2モル%以下共
存せしめて重合を行なっても良い。これらの単量体を次
に例示する。 [エチレン性不飽和カルボン酸のアルキルエステル等]
クロトン酸メチル、クロトン酸エチル、ソルビン酸メチ
ル、ソルビン酸エチル、(メタ)アクリル酸メチル、
(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、
(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチ
ル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オク
チル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ヘキ
サデシル、(メタ)アクリル酸オクタデシル等が挙げられ
る。 [α−オレフィン]エチレン、プロピレン、α−ヘキセ
ン、α−オクテン、α−デセン、α−ドデセン、α−ヘ
キサデセン、α−オクタデセン等。
【0027】[アルキルビニルエーテル]プロピルビニ
ルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエ
ーテル、オクチルビニルエーテル、デシルビニルエーテ
ル、ドデシルビニルエーテル、テトラデシルビニルエー
テル、ヘキサデシルビニルエーテル、オクタデシルビニ
ルエーテル等。 [アルキルアリルエーテル]プロピルアリルエーテル、
ブチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル、オク
チルアリルエーテル、デシルアリルエーテル、ドデシル
アリルエーテル、テトラデシルアリルエーテル、ヘキサ
デシルアリルエーテル、オクタデシルアリルエーテル
等。その他、(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリ
ロニトリル、スチレン、塩化ビニルなどの使用も可能で
ある。
【0028】共重合するに当たっては特に制限はなく公
知の重合方法が任意に用いられるが、普通メタノール、
エタノールあるいはイソプロピルアルコール等のアルコ
ールを溶媒とする溶液重合が実施される。勿論、乳化重
合、懸濁重合等も可能である。かかる溶液重合において
単量体の仕込み方法としては、ビニルエステル系化合物
の重合を開始し、単量体を重合期間中に連続的に又は分
割的に添加する方法、単量体を重合初期に一括仕込み、
又重合初期よりビニルエステル系化合物と単量体を同時
に仕込む方法等任意の手段を用いて良い。連鎖移動剤を
共存させ重合する場合は所定の変性量になるように重合
系のビニルエステル系化合物の反応率に応じて連鎖移動
剤を添加又は滴下することにより、反応系の連鎖移動量
がビニルエステルに対してあまり変化しないようにする
ことが好ましい。共重合反応は、アゾビスイソブチロニ
トリル、過酸化アセチル、過酸化ベンゾイル、過酸化ラ
ウロイルなどの公知のラジカル重合触媒やジ−n−プロ
ピル−ジカーボネート等の低温活性触媒を用いて行われ
る。又反応温度は30℃〜沸点程度の範囲から選択され
る。
【0029】ケン化に当たっては共重合体をアルコー
ル、ベンゼン、酢酸メチル等に溶解しアルカリ触媒の存
在下に行なわれる。アルコールとしてはメタノール、エ
タノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等が挙
げられ、好ましくはメタノールが用いられる。アルコー
ル中の共重合体の濃度は20〜60重量%の範囲から選
ばれる。
【0030】ケン化触媒としては水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチ
ラート、カリウムメチラート等のアルカリ金属の水酸化
物やアルコラートの如きアルカリ触媒を用いることが好
ましい。かかる触媒の使用量はモノマー単位のビニルエ
ステル1モルに対して1〜100ミリモル当量、好まし
くは1〜50ミリモル、更に好ましくは1〜30ミルモ
ルである。また、硫酸、塩酸等の酸触媒を用いてケン化
を行うことも可能である。
【0031】上記の如く、本発明の部分ケン化ポリビニ
ルアルコール系樹脂が得られるわけであるが、該部分ケ
ン化ポリビニルアルコール系樹脂の平均重合度(PA)
としては、特に限定されないが、好ましくは400〜2
000、更に好ましくは500〜1000であり、特に
好ましくは600〜900である。
【0032】本発明では、部分ケン化ポリビニルアルコ
ール系樹脂の平均重合度(PA)と陰イオン性親水基の
含有量a(モル%)との関係が下記(2)式を満足する
と更に好ましい。 0.1<PA×a×10-2<2・・・(2) 該(2)式は、部分ケン化ポリビニルアルコール系樹脂
の重合度に拘わらず、1分子鎖当たりに2個未満の陰イ
オン性親水基を含むことを表している。PA×a×10
-2が2を越えると、ビニルエステル系単量体の懸濁重合
時の重合安定性が低下し、又、得られる(塩化)ビニル
系化合物の粒子径が粗くなったり、重合物がブロック化
する。又、PA×a×10-2が0.1以下の場合は、ビ
ニルエステル系単量体の懸濁重合時に温水を仕込む方法
を取る場合に仕込み温度の制約を受け易くなり、モノマ
ー油滴と分散安定剤が接触する際の温度条件によって
は、フィッシュアイの減衰速度が低下したり、永久フィ
ッシュアイの発生の原因となったり、又、粒子径分布が
大きくなる原因となったりして好ましくない。
【0033】本発明の上記(2)式を満足する分散剤の
陰イオン性基の導入量は、ビニル系化合物の懸濁重合で
通常使用されるポリビルアルコール量(ビニル系化合物
100重量部に対して0.01〜0.2重量部)の範囲
のみでポリビニルアルコール系重合体の曇点の発現が抑
制出来る程度にコントロールされている為、分散安定剤
によるモノマー油滴の分散能に悪影響を与えることな
く、ホットウォターチャージ時に使用される温水の温度
範囲(20℃〜90℃の中より任意に選択が可能)の制
約が無くなっている。その結果塩化ビニル系化合物粒子
中の粗粒子(60メッシュオン)を生成することもな
く、製品の品質特性が良好な塩化ビニル系化合物が得ら
れる。
【0034】更に本発明では、部分ケン化ポリビニルア
ルコール系樹脂の0.1重量%水溶液の紫外線吸収スペ
クトルによる280nmの吸光度を0.1より大きくす
ることも好ましく、特に好ましくは0.2以上、更に好
ましくは0.25以上である。280nmの吸光度を
0.1以上に制御することにより分散剤としてのモノマ
ー油滴に対する吸着能を向上させることができ、更に本
発明の分散剤の界面活性能を向上させることが出来る。
280nmの吸光度はカルボニル基含有中のR−CO−
(CH=CH)−n(R:H又はアルキル基)の構造の
うちn=0及び又はn=2に帰属されるものであり、か
かる構造は、アルデヒドとの共重合にともなうビニルエ
ステル基の脱カルボン酸反応あるいは水酸基の脱水反応
により生成するものである。該吸光度をコントロールす
るためには、ビニルエステル系化合物を重合して調製す
る際のアルデヒドの添加量及び溶媒とビニルエステル系
単量体との比率により制御することができる。
【0035】この場合、用いられるアルデヒドとして
は、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒト、ブチル
アルデヒド、ベンズアルデヒド等が挙げられ、好ましく
はアセトアルデヒドが用いられる。該アルデヒドは、通
常ビニルエステル系単量体に対して0.1〜5重量%、
好ましくは0.5〜3重量%、更に好ましくは0.7〜
1.5重量%用いられる。又、溶媒とビニルエステル系
単量体の比率は、溶媒としてメタノール、ビニルエステ
ル系単量体として酢酸ビニルが使用された場合を例に挙
げると溶媒/酢酸ビニル=0.02〜1、好ましくは、
0.03〜0.5の範囲で、目的とするポリビニルアル
コール系重合体の重合度に応じて任意に選択される。
【0036】本発明の分散安定剤は上述した如き部分ケ
ン化ポリビニルアルコール系樹脂であるが、かかる本発
明の分散安定剤は、ビニル系化合物の懸濁重合、乳化重
合又は後乳化時に用いることができ、特に塩化ビニル系
化合物懸濁重合に有用である。以下、塩化ビニル系化合
物懸濁重合に用いる場合について説明する。本発明の分
散安定剤を懸濁重合に用いる場合は、種々の分散助剤を
併用することも可能で、かかる併用により、塩化ビニル
系化合物粒子表面のスキン層の形成を防止すると共に粒
子内部の1〜数ミクロンオーダーの基本粒子(1次粒
子)の凝集を抑制することにより、得られる塩化ビニル
化合物のポロシティー分布、可塑剤吸収性、脱モノマー
性等の物性が更に改善される。該分散助剤としては、ケ
ン化度65モル%未満、重合度100〜750、中でも
ケン化度30〜60モル%で重合度180〜650の部
分ケン化ポリビニルアルコールが好適に用いられ、分散
安定剤の種類等によって一概に言えないが分散安定剤と
分散助剤の添加量の重量比は90/10〜30/70の
範囲が好ましく、特に80/10〜50/50が好まし
い。分散助剤は、水不溶性、又は水分散性であり、イオ
ン基等を導入することにより、自己乳化性が付与された
ものであっても良い。具体的には、LL−02、L−5
407、L−7514、LS210等(日本合成化学工
業社製)の分散助剤やLM−20、LM−25、LM−
10HD(クラレ社製)、alcotex55−002
H(リバーテックス社製)、Sigma404W、Si
gam202等(Sigma社製)の分散助剤が挙げら
れる。該分散安定剤及び分散助剤は、重合の初期に一括
仕込みしても、又重合率50%までの間で分割して仕込
んでもよい。
【0037】更に、本発明の分散助剤には、本発明の効
果を阻害しない範囲においてメチルセルロース、ヒドロ
キシセルロース、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、などの水溶性セルロ
ースエーテル、ケン化度65〜98モル%のポリビニル
アルコールやゼラチンなどの水溶性ポリマー、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、カチオン
系、アニオン系又はノニオン系の水溶性の乳化剤を併用
してもよい。また、使用される重合開始剤としては、油
溶性の重合開始剤であれば特に限定されず、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
(2−エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、t
−ブチルパーオキシネオデカネート、α−クミルパーオ
キシネオデカネート、t−ブチルパーオキシピバレー
ト、γ−クミルパーオキシネオデカネート、ベンゾール
パーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、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
イソブチロニトリル、α,α′−アゾビス−2,4−ジ
メチルバレロニトリル、アセチルシクロヘキシルスルホ
ニルパーオキサイド或いはこれらの混合物が使用され
る。開始剤の仕込み量としては、使用する開始剤の種
類、及び重合温度などの条件によっても異なるが、通常
単量体100重量部あたり0.01〜2重量部仕込まれ
る。又、スケーリング防止の為に必要に応じて適当量の
チオシアン酸アンモニウムや亜硝酸塩等の水溶性の重合
禁止剤やpH調製剤、架橋剤、重合度調節剤(メルカプ
トエタノール等のチオール類、アセトアルデヒド、ブチ
ルアルデヒド、トリクロロエチレン等)を併用すること
も可能である。
【0038】重合温度は、当業者周知の範囲から、目的
とするビニル系化合物の重合度に応じて任意に選択さ
れ、通常30〜80℃である。単量体/水の重量比が通
常0.5〜1の範囲で実施されるが、重合中に水の追加
注入を行って重合に伴う体積収縮による液面低下を補う
こともでき、その方が、フィッシュアイの生成を抑制す
ることができるので好ましい。
【0039】本発明において水、塩化ビニル系単量体、
分散安定剤、重合開始剤、連鎖移動剤の仕込み手順は塩
化ビニル系単量体の通常の懸濁重合において用いられる
いかなる方法も採用することができる。分散安定剤の使
用量は、特に制限はないが、通常塩化ビニル系単量体1
00重量部に対して5重量部以下で、0.01〜1重量
部が好ましく、更には0.02〜0.2重量部が好まし
い。塩化ビニル系化合物の製造方法において用いる水性
媒体の温度は特に制限はなく、20℃程度の常温水はも
とより、97℃程度の温水も用いられるが、重合時の昇
温時間を短縮するために、重合時に常温の水の代わり
に、あらかじめ加温された水を用いる方法が好ましく、
該方法を取る場合は、水はあらかじめ40℃〜97℃、
好ましくは40℃〜重合開始温度程度(50℃〜65
℃)に加温されたものが好適に用いられ、本発明の分散
安定剤を用いることにより懸濁重合時の仕込み温水の温
度に塩化ビニル系化合物の品質特性(粒径、粒径分布、
可塑剤吸収性)が影響されることがない良好な塩化ビニ
ル系化合物が得られる。
【0040】懸濁重合時の撹拌は特殊なものではなく、
従来塩化ビニル単量体の懸濁重合方法で一般的に採用さ
れている公知の撹拌装置を使用することができ、撹拌翼
としては、ファウドラー翼、パドル翼、タービン翼、フ
ァンタービン翼、ブルマージン翼等汎用的に用いられる
もので良いが、特にファウドラー翼が好ましく用いられ
る。またバッフルとの組み合わせも特に制限はないく、
バッフルとしては板型、円筒型、D型、ループ型及びフ
ィンガー型などが挙げられる。
【0041】懸濁重合の対象となる単量体としては、塩
化ビニル単量体の単独重合のみではなく、これと共重合
可能な単量体、例えばハロゲン化ビニリデン、ビニルエ
ーテル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、アクリル酸、メ
タクリル酸、マレイン酸又はその無水物やエチレン、プ
ロピレン、スチレン等との共重合物にも好適である。以
上主として塩化ビニル系化合物の重合について説明した
が、本発明の分散安定剤は必ずしも塩化ビニル用に限定
されるものではなく、スチレン、酢酸ビニル、メタクリ
ル酸エステル等任意のビニルエステル系単量体の懸濁重
合用に使用される。
【0042】更に本発明の分散安定剤は乳化重合、後乳
化等の方法によりエマルジョンを製造する場合にも有用
である。
【0043】
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお,実施例中「%」、「部」とあるのは、断り
のない限り重量基準を意味する。 実施例1 オキシプロピレンの付加モル数が平均15のポリオキシ
プロピレンモノアリルエーテル15.1kg、マレイン
酸モノメチルエステルを60%含有するメタノール溶液
0.25kgと酢酸ビニル399.8kg、アセトアル
デヒド4.72kgをメタノール40kgに添加し、
2,2’−アゾイソブチロニトリル60.8gを添加
し、1m3重合缶中で内温60℃下で重合を開始した。
尚、更に重合率40%でマレイン酸モノメチルエステル
を60%含有するメタノール溶液0.25kg追加し、
7時間共重合した(重合率95%)。次いで残存モノマ
ー量が4.71×10-4%になるまで残存モノマーを追
い出した後、メタノール溶媒中で7.4ミリモル%(対
酢酸ビニル)の水酸化ナトリウムをメタノール溶液で加
えて、ケン化(35℃で2時間)して乾燥後、表1に示
される如き部分ケン化ポリビニルアルコール系樹脂(分
散安定剤1)を得た。
【0044】次いで、分散安定剤1を用いて、以下の重
合方法A及びBにより塩化ビニル単量体の重合を実施
し、得られたポリ塩化ビニル(塩化ビニル系化合物)粒
子について、後述の如き性能評価を行った。
【0045】(重合方法A)30mmHgまで脱気した
100lオートクレーブ中に、57℃の脱イオン水45
kg、表1の分散安定剤1を18g仕込み、ジャケット
温度を51℃に設定して、撹拌条件下で、塩化ビニル単
量体を30kg仕込んだ。仕込み終了後の内温は50℃
であった。続いて、2,4,4−トリメチルペンチル−
2−パーオキシネオデカネート13g(α−α−ビス−
ネオデカノイルパーオキシン)ジイソプロピルベンゼン
6gを仕込んで、重合温度51℃で重合開始した。5時
間経過後、オートクレーブ内の圧力が重合開始時より
1.5kg/cm2降下したので、2,6−ジ−t−ブ
チル−4−メチルフェノール3gを添加して重合を停止
し、未反応塩化ビニル単量体をパージし、内容物を取り
出して脱水、乾燥し、塩化ビニル系化合物を得、以下の
評価を行い、結果を表2〜5に示した。
【0046】(重合方法B)57℃の脱イオン水の温度
を35℃に代えた以外は重合方法Aと同一条件で重合を
行って塩化ビニル系化合物を得、以下の評価を行い、結
果を表2〜5に示した。
【0047】<平均重合度>JIS K 6721に準
拠した。 <粒子径> 平均粒子径 ロータップ式振動篩(JIS篩を使用)により測定した
粒子径分布より、メジアン径(50%重量径)を求めて
平均粒子径とした。
【0048】粗粒子 得られた塩化ビニル系化合物の粒子の一定量を60メッ
シュ、80メッシュの標準篩で分画し、イ)60メッシ
ュオンとロ)80メッシュオンの重量%を求めた。 <フィッシュアイ>以下の〜の3種の評価を行っ
た。 (評価トリメリット酸エステル法)得られた塩化ビニ
ル系化合物の粒子100部、トリス(2−エチルヘキシ
ル)トリメリテート50部、鉛系粉末安定剤3部を15
5℃で5分間ロール練りして0.3mm厚のシートを作
製し25cm2当たりの3分後、4分後、5分後、7分
後のフィッシュアイの数を測定した。
【0049】(評価ポリエステル法)得られた塩化ビ
ニル系化合物の粒子100部、DOP(フタル酸ジ−エ
チル−ヘキシル)30部、アジピン酸系エステル可塑剤
(商品名「ダイヤサイザーD409」(三菱化学製))
30部を用いて、上記と同様に評価した。
【0050】(評価DOP法)得られた塩化ビニル系
化合物の粒子100部、DOP(フタル酸ジ−2−エチ
ル−ヘキシル)50部、ジオクチル錫ジラウレート3部
及びステアリン酸亜鉛1部、ステアリルアルコール0.
5部を用いて、上記と同様に評価した。
【0051】<スケール付着性>重合体スラリーを重合
缶外に取り出した後、缶内におけるスケールの付着の状
態を目視観察した。評価基準は以下の通り。 A −−− スケールの付着がなく、重合缶内の金属光
沢が見える B −−− 重合缶内の金属光沢が明瞭でない C −−− 重合缶内の全面にフィルム状のスケールが
確認できる
【0052】実施例2〜5、比較例1〜6 実施例1に準じて、表1に示す如き部分ケン化ポリビニ
ルアルコール系樹脂(分散安定剤2〜11)を作製し、
実施例1と同様に塩化ビニル系化合物を得て、実施例1
と同様に評価を行った。重合方法A、Bでの評価結果を
表2〜5に示す。尚、PVA0.1%水溶液の280nm
の吸光度が、0.1未満のものは、部分ケン化ポリビニ
ルアルコール系樹脂の原料となるポリ酢酸ビニルエステ
ル系樹脂を調製する際、アセトアルデヒドを添加しない
で重合を行った。尚、分散安定剤12は水に不溶の為、
評価できなかった。また分散安定剤13は水不溶解分が
多いため分散安定剤としては不適であったので重合は行
わなかった。
【0053】
【表1】 ケン化度 重合度 疎水基* 陰イオン性基** 吸光度 PA 種類 含有量 種類 含有量 (280nm) (モル%) (モル%) (モル%) 分散安定剤1 75.2 720 0.3 0.05 0.307 〃 2 77.3 825 0.2 0.07 0.133 〃 5 76.0 730 0.4 0.40 0.298 〃 3 80.0 730 0.3 0.05 0.290 〃 4 79.5 735 0.3 0.15 0.050 〃 6 75.4 722 0.3 − −− 0.020 〃 7 77.0 730 − −− 0.25 0.308 〃 8 90.0 722 0.3 0.05 0.300 〃 9 75.2 720 0.05 0.05 0.280 〃 10 75.2 180 11 0.05 0.010 〃 11 75.2 720 0.3 0.01 0.302 〃 12 60.0 720 0.4 0.05 −− 〃 13 75.2 720 0.4 15 0.250 *:オキシプロピレン基 :プロピレンオキサイドモノアリルエーテル(付加モル数=15) :プロピレンオキサイドモノアリルエーテル(付加モル数=30) *:イオン性親水基 マレイン酸モノメチルエステル イタコン酸
【0054】
【表2】 実施例1 実施例2 実施例3 重合方法 A B A B A B 分散安定剤 1 1 2 2 3 3 〈平均重合度〉 1270 1271 1278 1275 1259 1257 〈粒子径〉 平均粒子径 119 117 122 121 115 114 粗粒子 60メッシュオン(%) 0 0 0 0 0 0 80メッシュオン(%) 0 0 0 0 0 0 〈フィッシュアイ〉 評価 3分 58 55 60 58 6 5 4分 3 2 8 5 1 1 5分 0 0 0 0 0 0 7分 0 0 0 0 0 0 〈フィッシュアイ〉 評価 3分 21 19 27 25 3.5 2 4分 5 4 7 9 0 0 5分 0 0 0.5 0 0 0 7分 0 0 0 0 0 0 〈フィッシュアイ〉 評価 3分 82 85 100 102 12 11 4分 0 0 5 6 0 0 5分 0 0 0 0 0 0 7分 0 0 0 0 0 0 〈スケール付着性〉 A A A A A A 注)実施例3では、更にLL−02(日本合成化学工業(株)製)を塩化ビニル 単量体に対して300ppm併用。
【0055】
【表3】 実施例4 実施例5 重合方法 A B A B 分散安定剤 4 4 5 5 〈平均重合度〉 1268 1265 1250 1245 〈粒子径〉 平均粒子径 133 134 132 138 粗粒子 60メッシュオン(%) 0 0 0 0 80メッシュオン(%) 0.2 0.1 0.3 0.2 〈フィッシュアイ〉 評価 3分 42 40 40 43 4分 3 2 4 4 5分 0 0 0 0 7分 0 0 0 0 〈フィッシュアイ〉 評価 3分 35 33 35 31 4分 8 5 7 5 5分 1 0.5 1 1 7分 0 0 0 0 〈フィッシュアイ〉 評価 3分 112 110 109 107 4分 10 8 13 7 5分 0.5 0.2 2 0.1 7分 0 0 0 0 〈スケール付着性〉 A A A A
【0056】
【表4】 比較例1 比較例2 比較例3 重合方法 A B A B A B 分散安定剤 6 6 7 7 8 8 〈平均重合度〉 1259 1257 1281 1283 1251 1263 〈粒子径〉 平均粒子径 145 125 138 137 180 185 粗粒子 60メッシュオン(%) 3.5 0 0 0 4.5 5.0 80メッシュオン(%) 5 0 0.5 0 7.5 7.3 〈フィッシュアイ〉 評価 3分 1231 52 70 65 1800 1750 4分 156 11 22 18 350 380 5分 30 2 9 4 200 128 7分 8 0 1 0.5 12 9 〈フィッシュアイ〉 評価 3分 62 29 52 50 300 280 4分 12 8 10 9 162 152 5分 3 0 2 1 120 112 7分 2 0 0 0 21 12 〈フィッシュアイ〉 評価 3分 198 58 65 62 420 450 4分 4 7 10 5 45 38 5分 1 0 2 1 32 28 7分 0 0 0 0 11 9 〈スケール付着性〉 B A B B B B
【0057】
【表5】 比較例4 比較例5* 比較例6 重合方法 A B A B A B 分散安定剤 9 9 10 10 11 11 〈平均重合度〉 1260 1261 重合不可 1262 1260 〈粒子径〉 平均粒子径 148 129 − − 145 127 粗粒子 60メッシュオン(%) 4.0 0 − − 3.2 0 80メッシュオン(%) 6.0 0.2 − − 6.5 0 〈フィッシュアイ〉 評価 3分 1230 67 750 50 4分 126 45 100 10 5分 28 15 28 3 7分 10 8 7 0 〈フィッシュアイ〉 評価 3分 72 35 35 27 4分 15 12 7 6 5分 5 2 4 1 7分 3 0 1 0 〈フィッシュアイ〉 評価 3分 212 65 82 48 4分 25 12 12 3 5分 3 2 0 0 7分 0 0 0 0 〈スケール付着性〉 C B B A *比較例5は、塩化ビニル系化合物懸濁重合中、ブロックを生成し、重合出来な かった。
【0058】
【発明の効果】本発明の分散安定剤としてケン化度が6
5〜85モル%で、側鎖にオキシアルキレン基を0.1
〜10モル%含有し、かつ陰イオン性親水基を0.02
〜10モル%含有する部分ケン化ポリビニルアルコール
系樹脂を用いることは、従来品に比べ、懸濁重合時のホ
ットウォーターチャージ仕込み時の温度条件等の変化に
よるビニル系化合物、特に塩化ビニルの性能変動が少な
いため、得られたビニル系重合体の粒子中には粗粒子が
少なく、粒径分布がシャープで、且つ種々の可塑剤吸収
性が良好な為、加工特性に優れており、フィッシュアイ
が少ない。又、発泡に起因するスケール付着が少ない。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年7月15日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】また、陰イオン性親水基を有する単量体と
しては、不飽和脂肪族カルボン酸、スルホン酸基含有単
量体、リン酸含有単量体、カルボキシル基含有アルコー
ル、アルデヒドあるいはチオール等が挙げられる。不飽
和脂肪族カルボン酸としては、エチレン性不飽和ジカル
ボン酸(マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等)、又は
エチレン性不飽和ジカルボンモノエステル(マレイン酸
モノアルキルエステル、フマル酸モノアルキルエステ
ル、イタコン酸モノアルキルエステル等)又はエチレン
性不飽和ジカルボン酸ジエステル(マレイン酸ジアルキ
ルエステル、フマル酸ジアルキルエステル、イタコン酸
ジアルキルエステル等)又はエチレン性不飽和カルボン
酸無水物(無水マレイン酸、無水イタコン酸等)、ある
いは(メタ)アクリル酸等の単量体およびその塩が挙げら
れ、その中でもエチレン性不飽和カルボン酸、又はエ
チレン性不飽和カルボン酸モノエステルおよびその塩が
好適に使用される。またカルボキシル基含有アルコー
ル、アルデヒドあるいはチオールとしては、特に連鎖移
動効果の大きいチオールに由来するものが有効で以下の
ものが挙げられる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】
【化10】 HS−(CHX1)r−(CHX2)sCOOH ・・・(10) (但し、X1はH又はカルボン酸、X2は水素原子又は
H、rは0又は正数、sは正数を示す。) 具体的にはジチオコハク酸、チオリンゴ酸等が挙げられ
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケン化度が65〜85モル%で、側鎖に
    下記一般式(1)で示されるオキシアルキレン基を0.
    1〜10モル%含有し、かつ陰イオン性親水基を0.0
    2〜10モル%含有する部分ケン化ポリビニルアルコー
    ル系樹脂からなることを特徴とする分散安定剤。 【化1】 [式中R1は水素原子又はアルキル基、R2はアルキル
    基、nは正数、Xは水素又はアルキル基、アルキルアミ
    ド基、アルキルエステル基のいずれかを表す。]
  2. 【請求項2】 部分ケン化ポリビニルアルコール系樹脂
    の平均重合度(PA)が500〜1000で、かつ陰イ
    オン性親水基の含有量a(モル%)との関係が下記
    (2)式を満足することを特徴とする請求項1記載の分
    散安定剤。 0.1<PA×a×10-2<2・・・(2)
  3. 【請求項3】 部分ケン化ポリビニルアルコール系樹脂
    の0.1重量%水溶液の紫外線吸収スペクトルによる2
    80nmの吸光度が0.1より大きいことを特徴とする
    請求項1あるいは2記載の分散安定剤。
  4. 【請求項4】 陰イオン性親水基が不飽和脂肪族カルボ
    キシル基であることを特徴とする請求項1〜3いずれか
    記載の分散安定剤。
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