JPS582962B2 - 塩化ビニル系樹脂の製造方法 - Google Patents

塩化ビニル系樹脂の製造方法

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JPS582962B2
JPS582962B2 JP49118929A JP11892974A JPS582962B2 JP S582962 B2 JPS582962 B2 JP S582962B2 JP 49118929 A JP49118929 A JP 49118929A JP 11892974 A JP11892974 A JP 11892974A JP S582962 B2 JPS582962 B2 JP S582962B2
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vinyl chloride
polyvinyl alcohol
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saponification
acetate
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克己 石川
修平 野田
義昭 徳田
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、塩化ビニル単量体単独、またはこれを主体と
するビニル単量体の混合物を懸濁重合する場合において
、分散安定性のよい変性ポリビニルアルコールを用いて
、多孔性に富み、かつ粗大粒子が少な《良好な粒子径を
有する塩化ビニル系樹脂を製造する方法に関するもので
ある。
塩化ビニル単量体または、塩化ビニル単量体と共重合し
得る単量体との混合物を懸濁重合する場合において、通
常ポリビニルアルコール、メチルセルローズ、酢酸ビニ
ル、無水マレイン酸共重合物、ゼラチン等の分散安定剤
が用いられることは公知である。
また、ポリビニルアルコールのWに関しても、平均重合
度、平均ケン化度等に分散安定剤として適した範囲があ
り、更にはアルテヒド類または、ケトン類の存在下にお
いて重合して得られたポリビニルエステルを加水分解し
て得られる分子内にカルボニル基を有する変性ポリビニ
ルアルコールが上記の塩化ビニル系の懸濁重合用分散安
定剤として適していることも特開昭49一9488号お
よび特開昭49−53270号などにより知られている
しかし、かかる分散安定剤で製造された塩化ビニル系の
樹脂は、樹脂粒子の多孔性、粒径分布において満足出来
るものではなく、塩化ビニルXm脂に残存する塩化ビニ
ル単量体も多く、がっ、樹脂の加工性も悪い(可塑剤の
吸収速度が遅い)という難点があり、これらの問題点の
解決が強《要請されている。
本発明者らはこのような事情に鑑み、種々検討した
結果、塩化ビニルまたはこれを主体とするビニル単量体
混合物を懸濁重合するに際して、分散安定剤として、ア
ルテヒド類またはケトン類の存在下において酢酸ビニル
を重合し、得られたポリ酢酸ヒニルをケン化してポリビ
ニルアルコールな得、さらに該ポリビニルアルコールを
該ポリビニルアルコールに対して0.2〜2.0重量%
の酢酸ナトリウムの存在下に100〜150℃で1〜3
時間加熱処理して得られた、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を0
.03モル%以上含有し、これに隣接して2個のビニレ
ン基および3個のビニレン基を有し、かつ0.2%水溶
液の紫外吸収スペクトルによる280mμと320mμ
の吸光度がそれぞれ0.20および0.05以上で28
0mμに対する320mμの吸光度の比(320mμ/
280mμ)が0.30〜1.00である部分ケン化ポ
リビニルアルコールを用いることにより、多孔性に富み
、適当な平均粒子径を持った粗大粒子のきわめて少ない
均一な粒度分布で、しかも加工性のすぐれた、さらに残
存する塩化ビニル単量体の少ない優れた塩化ビニル樹脂
が得られ、従来の分散安定剤では得られなかった利点が
利点が付与されることがわかり、本発明を完成するに至
った。
本発明で使用されるポリビニルアルコールの原科である
ポリ酢酸ビニルは、一般に公知である酢酸ビニルの単量
体を用いて、連鎖移動剤としてアルデヒド類または、ケ
トン類を重合反応系に加え、重合率が40〜95%とな
るように部分重合を行なうことにより得られる。
そしてこのように重合することにより分子内にカルボニ
ル基を導入させることができる。
連鎖移動剤としてのアルデヒド類としてはアセトアルデ
ヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、ベン
ズアルデヒドなどがあげられ、ケトン類としてはアセト
ン、メチルエチルケトン、ヘキサノン、シクロヘキサノ
ンなどがあげられる。
連鎖移動剤の添加量は、添加する連鎖移動剤の連鎖移動
定数によって異なり、また目的とするポリビニルアルコ
ールの重合度によっても差異があり、重合系の状態によ
り適当な量が決定されるが、アセトアルデヒドを使用す
る場合には酢酸ビニルに対して0.1〜5重量%が望ま
しい。
重合の形態は通常の方法である限り特に拘束されない。
また、重合反応時にメタノール、エタノール、酢酸メチ
ル、酢酸エチル等の溶剤を適宜加えても良いが、分子内
のカルボニル基導入量を上げるためには添加量は少ない
方が望ましい。
この時のポリ酢酸ヒニル中のカルボニル基は0,03モ
ル%以上、望ましくは0.10モル%以上である。
次に重合系中に存在する未反応の酢酸ビニルを除いた後
、ケン化を行なうとポリビニルアルコールが得られる。
ケン化触媒は酸、アルカリのいずれでもよく特に限定さ
れない。
ケン化の方法はスラリーケン化、ベルトケン化、スクリ
ューケン化、懸濁ケン化、パイプケン化、ドラムケン化
などいずれの方法も利用できる。
ケン化方式は連続方式でも回分方式でもよい。
ポリビニルアルコールは、その後洗浄、脱液、乾燥され
、ケン化反応時に使用された溶剤およびケン化反応によ
って副生じた反応物質を除去して純粋なものを得る。
以上により得られた部分ケン化ポリビニルアルコールは
、重合度が1500以下、望まし《は500〜l000
、平均ケン化度が90モル%以下、望ましくは69〜7
5モル%であることが必要である。
しかし、このままで部分ケン化ポリビニルアルコールを
塩化ビニル系単量体の懸濁重合用分散安定剤として用い
たのでは、多孔性に富み、粗大粒子が少なく、平均粒子
径の良好な塩化ビニル系樹脂を製造することはできない
このことは後述する対照例Bから明らかである。
そこで本発明では、この部分ケン化ポリビニルアルコー
ルに酢酸ナトリウムをポリビニルアルコールに対して0
.2〜2.0重量%を加えて、100〜150℃、望ま
しくは120〜130℃で1〜3時間加熱処理すること
によって、ポリビニルアルコール中に重合反応時に導入
したカルボニル基に隣接する分子鎖に脱酢酸または、脱
水反応を起さしめ、ビニレン基の鎖を生成させることが
必須の条件である。
通常、分子鎖にカルボニル基を有するポリ酢酸ビニルを
ケン化した場合、カルボニル基に共役して2個のビニレ
ン基(一c−(CH=CH)2−)が生成して紫外吸収
スペクトルの280mμに吸収が現われるが、3個のビ
ニレン基は生成しない。
しかし上記の如く酢酸ナトリウムを加え、上記特定の条
件下において加熱処理を行なうと3個のビニレン基{−
C−(CH=CH)3−)が生成し、320mμに吸収
が現われる。
酢酸ナトリウムを加えず、上記特定の条件下での加熱処
理を経ないで320mμに吸収の見られない部分ケン化
ポリビニルアルコールを用いたのでは、得られる塩化ビ
ニル系樹脂は多孔性には富むが、粗大粒子の多い、粒度
分布の不均一なものとなり十分でない。
また、過剰な加熱処理により280mμに対する320
mμの吸収度の比が1.00以上になると、加熱処理が
不足したものと同じように粒子形状が不均一な塩化ビニ
ル系樹脂しか得られない。
このことは後述する対照例Cから明らかである。
加熱処理の効果的な理由については、親水性の水酸基、
カルボニル基と疎水性の残存酢酸基、ビニレン鎖とのバ
ランスや残存酢酸基の分布の状態が最適のHLB(hy
drophile−1ipophile balanc
e)条件を与え、塩化ビニル系単量体および重合体の水
中への分散を望ましい状態に変化させるためと推定され
るが明確でない。
かかる懸濁重合用分散安定剤を用いた塩化ビニル系単量
体の懸濁重合は従来公知の重合方法と同様に行なってよ
い。
すなわち攪拌反応器中に上記の分散安定剤と塩化ビニル
系単量体、水およびペンゾイルパーオキサイド、α・α
′−アンビスイソブチロニトリル、ラウロイルパーオキ
サイド、ジイソフロビルパーオキシジカーボネートなど
の単量体可溶性重合開始剤を仕込み、40〜70℃の温
度ではげし《攪拌しながら反応させる。
なお、本発明の懸濁重合用分散安定剤は必ずしも塩化ビ
ニル系単量体単独の懸濁重合用に限定されるものではな
く、塩化ビニルを主体とし、これと共重合しうるスチレ
ン、メチルメタクリレ−トなどのビニル系単量体混合物
の懸濁重合用にも使用することができる。
以下に実施例をあげて説明する。
実施例 酢酸ビニルとアセトアルデヒドを1時間でそれぞれ30
kg、0.15k9の割合で同時に重合反応槽へ仕込み
、それと同時にα・α′−アゾビスイソブチロニトリル
0.2重量%を溶解したメタノール溶液を0.3kg/
時間で加え、重合率70%で重合し、未反応酢酸ビニル
を分離して50重量%のポリ酢酸ビニルのメタノール溶
液を42kg/時間で得た。
このポリ酢酸ビニル溶液100kgに対して4重量%の
水酸化ナトリウムを溶解したメタノール水溶液を、水酸
化ナトリウムとして0.5kg連続的に加え、通常用い
られている連続ケン化装置でケン化を行ない、粉砕、洗
浄、脱液、乾燥を行なって、重合度760、ケン化度7
1.3モル%、紫外吸収スペクトルの280mμの吸光
度が0.29、320mμのそれが0.03の部分ケン
化ポリビニルアルコールを得た。
これを用いて塩化ビニルの懸濁重合を行った結果を第1
表のB欄に示す。
上記の部分ケン化ポリビニルアルコールに、酢酸ナトリ
ウムをポリビニルアルコールに対して10重量%になる
ように加えて、常法により127℃で2時間熱処理を行
ない、重合度760、ケン化度71.5モル%、紫外吸
収スペクトルの280mμの吸光度0.27、320m
μの吸光度0.15、280mμに対する320mμの
吸光度の比が0.55の部分ケン化ポリビニルアルコー
ルを得た。
これを用いて塩化ビニルの懸濁重合を行った結果をA欄
に示す。
同様にして、127℃で5時間の熱処理を行ったところ
、重合度750、ケン化度71.6モル%、紫外吸収ス
ペクトル320mμの吸光度0.25、280mpの吸
光度0.2]、280mμに対する320mμの吸光度
の比が120の部分ケン化ポリビニルアルコールが得ら
れた。
これを用いて、塩化ビニルの懸濁重合を行った結果をC
欄に示す。
なお、比較例としてアセトルテヒドを含まないメタノー
ルの存在下で酢酸ビニルを重合し、メタノール系で通常
のケン化を行って同一重合度、同一ケン化度のカルボニ
ル基含有量の少ない、加熱処理を行なっていないため、
紫外吸収スペクトルの小さい部分ケン化ポリビニルアル
コールを得た。
更にこれにポリビニルアルコールに対して1%となるよ
うに酢酸ナトリウムを加えて127℃で2時間熱処理を
行った。
この2種類の部分ケン化ポリビニルアルコールを用いて
、塩化ビニルの懸濁重合を行った。
結果をD欄、E欄に示す。なお塩化ビニルの懸濁重合は
次の条件により行なった。
容量5lのステンレス製オートクレープ中に下記の割合
で懸濁剤水溶液および触媒を仕込み、器内の空気を窒素
ガスで置換した後、塩化ビニル単量体を仕込み、攪拌し
なから内温を57℃に上昇して重合を行ない、重合後の
重合液を濾過水洗して乾燥した。
重合時の配合剤の割合は下記のとおりである。
第1表から、アルデヒドを用いないで重合し、さらにケ
ン化して得た部分ケン化ポリビニルアルコール(D,E
)では、熱処理の有無に拘らず、得られた塩化ビニル樹
脂の品質は悪く実用的でないこと、またアルデヒドを用
いて重合しているが、ケン化して得た部分ケン化ポリビ
ニルアルコールに酢酸ナトリウムを加えずに加熱処理も
しないもの(B)でも、さらにはアルデヒドを用いて重
合*しており、さらにケン化して得た部分ケン化ポリビ
ニルアルコールに酢酸ナトリウムを加えているが、その
加熱処理が過度で、そのために吸光度の比(320mμ
/280mμ)が太きすぎるもの(C)でも、得られた
塩化ビニル樹脂は粗大粒子が多《、品質は悪いことがわ
かる。
一方本発明のアルテヒドを用いて重合し、さらにケン化
して得た部分ケン化ポリビニルアルコールに酢酸ナトリ
ウムを加えて適当な熱処理を行って得た部分ケン化ポリ
ビニルアルコール(A)では多孔性に富み、かつ粗大粒
子も少なく、望ましい粒子径を有し、さらに可塑剤の吸
収速度の早い、しかも残存する塩化ビニル単量体の少な
い塩化ビニル樹脂が得られていることが分かる。
(1)可塑剤吸収速度: ポリ塩化ビニル1001に対し501のジオクチルフタ
レー}(DOP)を加え、75℃ので定温度に於で」入
型ヘンシエルミキサータイプのミキサー中で攪拌、時々
サンプルを採り、ライスペーパーにはさんで500gの
重錘で圧迫する。
DOPの汚染があれば、まだ完全に吸収されていない訳
である。
この時間(DOPの汚染がなくなるまでの時間)を可塑
剤吸収速度として測定した。
なお可塑剤吸収速度が早いということは得られたポリ塩
化ビニルの加工性が優れていることを示している。
(2)ポリ塩化ビニル中に残存する塩化ビニル単量体: ポリ塩化ビニルをテトラヒド口フランに溶かし、ガスク
ロマトグラフィーにて測定した。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 塩化ビニルまたはこれを主体とするビニル単量体混
    合物を懸濁重合するに際して、分散安定剤として、アル
    デヒド類またはケトン類の存在下において、酢酸ビニル
    を重合し、得られたポリ酢酸ビニルをケン化してポリビ
    ニルアルコールを得、さらに該ポリビニルアルコールヲ
    該ポリビニルアルコールに対して02〜2.0重量%の
    酢酸ナトリウムの存在下において100〜150℃で1
    〜3時間加熱処理して得られた、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を
    0.03モル%以上含有し、これに隣接して2個のビニ
    レン基および3個のビニレン基を有し、かつ0.2%水
    溶液の紫外吸収スペクトルによる280mμと320m
    μの吸光度がそれぞれ0.20および0.05以上で、
    280mμに対する320mμの吸光度の比が0.30
    〜1.00である部分ケン化ポリビニルアルコールを用
    いることを特徴とする塩化ビニル系樹脂の製造方法。
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