JPS5946245B2 - 塩化ビニルの懸濁重合法 - Google Patents

塩化ビニルの懸濁重合法

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JPS5946245B2
JPS5946245B2 JP7071676A JP7071676A JPS5946245B2 JP S5946245 B2 JPS5946245 B2 JP S5946245B2 JP 7071676 A JP7071676 A JP 7071676A JP 7071676 A JP7071676 A JP 7071676A JP S5946245 B2 JPS5946245 B2 JP S5946245B2
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JP
Japan
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water
soluble polymer
vinyl chloride
group
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JP7071676A
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英一 村松
修一 清水
国夫 山本
俊明 佐々木
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は重合終了後重合罐から排出されるスラリー中の
塩化ビニル樹脂が含有する塩化ビニル単量体(以下VC
Mと記す)の量の減少とその樹脂を用いて成型加工され
た成型体中に含有されるVCMの量の減少を目的とした
塩化ビニル樹脂の製造法に係るものである。
最近、塩化ビニル樹脂の製造工場におけるVCMの衛生
上の安全性に端を発し、塩化ビニル樹脂工場、成型加エ
工場での作業環境のVCM濃度の低下、工場から大気へ
のVCMの放散負荷量の低減、及び成型体中に含有する
CM濃度の低下などが衛生上の急務とされている。
塩化ビニル樹脂は、工業的には主として懸濁重合法によ
つて製造されるものが最も多く、従来水媒体中でアゾビ
ス系又は有機過酸化物系の油溶性ラジカル重合開始剤の
存在下に、部分ケン化ポリ酢酸ビニル、メチルセルロー
ス、ヒドロオキシメチルセルロース、ポリビニルピロリ
ドン、ポリアクリル酸、酢酸ビニル−マレイン酸共重合
体、スチレン−マレイン酸共重合体等の水溶性合成高分
子、またはゼラチン、デンプン等の水溶性天然高分子、
またはMgCO3、MgSO4、BasO4等水難溶性
無機物を単独又は併用して懸濁安定剤として用い、VC
Mの懸濁重合が行なわれている。
従来の懸濁安定剤を用いる場合、VCM又はこれと共重
合しうるビニル系モノマーとCMの混合物を50〜70
℃で懸濁重合しポリマー転化率が80−90%で未重合
VCMをその温度におけるVCMのガス圧力、更には減
圧下に重合罐より除き、液化回収する操作により重合を
停止し、脱水、乾燥後塩化ビニル樹脂製品を得ている。
しかし未重合VCM回収後重合罐から払出されるスラリ
ー中の塩化ビニル樹脂は1000ppm以上のVCMを
含有しており、又、脱水、乾燥後に得た塩化ビニル樹脂
製品は100ppm以上のVCMを含有する。この事は
塩化ビニル樹脂製造工場、成型加工工場での作業環境で
のVCM濃度を高め、ひいては成型されたブローボトル
、シート、フイルム等の成型体中にCMが残留すること
となる。本発明はこれらの問題を有効に解決する方法に
係るものである。
即ちVCM、又はVCMと共重合しうるビニル単量体と
VCMとの混合物を水媒体中で油溶性ラジカル開始剤の
存在下50−70℃で懸濁重合する際、懸濁安定剤とし
て、0.01重量%水溶液の60℃における比粘度が0
.1以上の水溶性高分子囚を水媒体に対し0.005〜
0.0001部と、0.05重量%水溶液の25℃にお
ける表面張力が55dyne/CTn以下の水溶性高分
子(B)を水媒体に対し0.1〜0.01部と、0.1
重量%水溶液の30℃における表面張力が55dyne
/C7n以下の低分子量ノニオン界面活性剤(0をVC
Mに対し0.1〜0.01部とを併用することを特徴と
し、ポリマー転化率80−90%で未重合VCMをVC
Mのガス圧、さらには減圧下に回収することにより、重
合罐から排出されるスラリー中の塩化ビニル樹脂が含有
するVCMは30ppm以下となり、脱水、乾燥後に得
た塩化ビニル樹脂製品が含有するVCMは1ppm以下
となるという顕著な効果を示す方法であり、先に申請し
た発明(特願昭50−55227)の改良方法である。
また方法は重合罐内に通称[スケール」と呼ばれる重合
物の付着がみられず、スケール除去のための罐内作業を
省くことができ、塩化ビニル樹脂製造工場の作業条件を
改善することになる。
本発明で用いられる懸濁安定剤は3種類に分類される物
質を併用することを特徴としており、0.01重量%水
溶液の60℃における比粘度が0.1以上の水溶性高分
子(5)に分類されるものは界面活性性は必要ではなく
25℃における0.05重量%水溶液の表面張力が55
dyne/CTn以上でもよく、D−マンノース、D−
グルコース、D−グルクロン酸、D−ガラクトース、D
−マンヌロン酸、D−キシロース等を構成糖とする微生
物多糖類,一般式X−(CH2CH2O)n−Y (式中X,.Yは水素、ヒドロオキシ基、アルキル基、
ヒドロオキシアルキル基、ポリプロピレンオキサイド基
で、nは20000以上の整数である)で表わされる化
合物、就中Xがヒドロオキシ基、Yが水素であるポリエ
チレンオキサイド;無水マレイン酸−メチルビニルエー
テルの共重合体;アルギン酸、アルギン酸ソーダ塩また
はアルギン酸のプロピレングリコールエステル等が例示
される。
使用量は水媒体に対し0.005−0.0001部で有
効であることが特徴である。添加量が0.0001部未
満では塩化ビニル樹脂に残留するCMの減少の効果が少
く0.005部以上添加しても減少効果は飽和しており
、コスト面の不利益を招く。
0.05重量%水溶液の25℃における表面張力が55
dyr1e/CWL以下の水溶性高分子(B)として例
示されるものは、鹸化度82モル%以下の部分鹸化ポリ
酢酸ビニル、メチルセルローズ、就中メトキシ基含有量
20重量%以上でヒドロキシプロポキシ基含有量4重量
%以上のメチルセルロース、等がある。
使用量は、水媒体に対し0.1〜0.01部であり、0
.1部を越えるとエマルジヨン粒子が急増し微粉が多く
求める懸濁粒径が得られず、0.01部未満では懸濁安
定性を欠くため重合途中で塊化して重合操作を不能とす
る。0.1重量%水溶液の30℃における表面張力が5
5d37ne/CT!l以下の低分子量ノニオン界面活
性剤(0として例示されるものは、HLB(HydrO
philicllpOphilicbalance)が
5〜20で平均分子量が10000以下のノニオン界面
活性剤、例えばポリオキシエチレン−アルキルエーテル
(アルキル基は、オレイル基、セチル基、ステアリル基
、ラウリル基、ドデシル基等)、ポリオキシエチレンノ
ニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフ
エニルエーテル、飽和又は不飽和脂肪酸とポリエチレン
オキサイドとのモノまたはジエステル、ゾルビタンアル
キルエステル、ゾルビタンアルキルエステルのポリエチ
レンオキサイド付加物、エチレンオキサイドープロピレ
ンオキサイドプロツク共重合体等が掲げられる。
ノニオン界面活剤の量がVCMに対し0,1〜0.01
部であることが特徴である。0,1部を越えると成型品
の着色や未重合VCMの回収時の泡立によるスラリー飛
散を招き、好ましくない。
0.01部以下では残留CM減少効果が認められない。
尚これらの3種類のうちより任意の数を組みあわせて使
用してもよい。CMと共重合しうるビニル単量体として
は、酢酸ビニル、マレイン酸、イタコン酸、塩化ビニリ
デン、エチレン、プロピレン等公知の単量体が掲げられ
る。
また本発明に用いられる油溶性ラジカル開始剤はアゾビ
スイソブチルニトリル、アゾビス2・4−ジメチルバレ
ロニトリル等のアゾ化合物、ラウロイルパーオキサイド
、t−ブチルピバレート、ジ、2−エチルヘキシルパー
オキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカ
ーボネート等の有機過酸化物など公知の開始剤が掲げら
れる。更に本発明の懸濁重合に重合度調節剤としてのメ
ルカプタン、ジスルフイド、トリクロロエチレン等をま
た添加物としてアルコール類、飽和炭化水素類、ベンゼ
ン、トルエンなどの芳香族類、DOP、エポキシ大豆油
等の可塑剤類を併用することは、何らの妨げとならない
。懸濁重合は上述の原料、及び添加物の存在下にポリマ
ー転化率80−90%において設計された転化率での罐
内圧力の低下を基準にして未重合VCMをVCMのガス
圧力で大気圧まで回収除去し真空ポンプにより重合温度
以上で減圧下にスラリー中に残留する未重合VCMを除
去し液化、回収する。
本発明の懸濁重合法はこの回収除去効率を高める懸濁重
合体粒子を与えるものであり、従来の懸濁重合法では重
合罐から排出されるスラリー中の塩化ビニル樹脂が含有
するVCMは1000ppm以上であつたが本発明に従
えば30ppm以下となる。続いて重合罐より排出され
たスラリーを脱水し、気流乾燥機またはロータリー乾燥
機または流動乾燥機で乾燥し、異常粒子を篩別し、得ら
れた塩化ビニル樹脂製品中の残留VCMは通常の重合法
の場合100ppm以上であつたが本発明の場合1pp
m以下となる。
従つて塩化ビニル製造工場で排気されるVCM量は本発
明に従えば、1/30以下となり、乾燥後の塩化ビニル
樹脂製品中の残留CM量は1/100以下となり、成型
加工工程で排気されるVCM量は1/100以下に減少
させることが可能となり画期的な懸濁重合法である。本
発明は囚(B)(O三種類のすべてを併用することに特
徴があり、いずれか一種類でも欠くと不利益を生ずる。
(8と(B)の併用により得た重合体中の残留CMの減
少効果は、本発明に比して小さく、また(8)と(0の
併用は(A)(B)の併用よりも効果が更に少く、(4
)と(0の併用による重合法は懸濁安定性を欠く。更に
具体的に説明するために実施例を示すが、これは本発明
の範囲を限定するものではない。
実施例 120001のステンレス製重合機に4重量%
水溶液の20℃における絶対粘度が35cpsで0.0
5重量%水溶液の表面張力が51dyne/CTLの部
分鹸化ポリ酢酸ビニル4007と0.01重量%水溶液
の60℃における比粘度が0.2のポリエチレンオキサ
イド307と0.1重量%水溶液の30℃における表面
張力が47.2dyne/CfLでHLBが17.8で
あるポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル(分子
量1981)150fとを溶解した脱塩水1000kg
を仕込み開始剤ジ2ーエチルヘキシルパーオキシジカー
ボネートを1257添加し、真空ポンプにて脱気後塩化
ビニル単量体(VCM)500kgを仕込み内温58℃
で重合し重合圧力が重合中の定常圧力より1kg/Cd
低下した時、未重合VCMを回収し、更にスラリー温度
60℃で30分間減圧下にCMを回収除去し、スラリー
を排出した。
引き続きスラリーを脱水し、流動乾燥機で流動層55℃
、1時間の乾燥を行い含水率0.3%の塩化ビニル樹脂
を得た。
実施例 2 懸濁安定剤として実施例1で述べた部分鹸化ポリ酢酸ビ
ニル4007と0.01重量%水溶液の60℃における
比粘度が1.2のメチルビニルエーテル一無水マレイン
酸共重合体5Vと実施例1で述べたポリオキシエチレン
ノニルフエニルエーテル50tを溶解した脱塩水100
0kgを20001ステンレス製重合罐へ仕込み、他の
条件は実施例1と同じようにして塩化ビニル樹脂を得た
実施例 3懸濁安定剤として2重量%水溶液の20℃に
おける粘度が100cpsでメトキシ基含有量21%、
ヒドロキシプロポキシ基含有量6.2%のメチルセルロ
ース350Vと実施例1で述べたポリエチレンオキサイ
ド207と実施例1で述べたポリオキシエチレンノニル
フエニルエーテル507を溶解した脱塩水1000kg
を仕込み、開始剤として22′−アゾビス2・4−ジメ
チルバレニトリル1757を添加し、その後の操作は実
施例1と同様にして塩化ビニル樹脂を得た。
実施例 4 懸濁安定剤として実施例1で述べた部分鹸化ポリ酢酸ビ
ニル400fと実施例2で述べたメチルビニルエーテル
一無水マレイン酸共重合体57と0.1重量%水溶液の
30℃における表面張力47dyne/C7rL′(′
HLBが6.0であるエチレンオキサイドプロピレンオ
キサイドプロツク共重合体(分子量2500)507を
溶解した脱塩水1000k9を仕込み、後は実施例1と
同様な操作をして塩化ビニル樹脂を得た。
実施例 5 実施例2のポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル
50fの代りに30℃で0.1重量%水溶液の表面張力
が51.5dyne/C7!lであるポリオキシエチレ
ンモノステアレート(分子量2044)を507添加し
後はすべて実施例2に従い塩化ビニル樹脂を得た。
比較例 1 実施例1の懸濁安定剤より部分鹸化ポリ酢酸ビニル40
07を除き実施例1と同様の操作をした。
比較例 2実施例1の懸濁安定剤よりポリオキシエチレ
ンノニルフエニルエーテルを除き実施例1と同様な操作
をした。
比較例 3 実施例2の懸濁安定剤より部分鹸化ポリ酢酸ビニル40
07を除き、実施例2と同様な操作をした。
比較例 4 実施例2の懸濁安定剤よりポリオキシエチレンノニルフ
エニルエーテルを除き実施例2と同様な操作をした。
比較例 5 実施例3の懸濁安定剤よりポリオキシエチレンノニルフ
エニルエーテルを除き、実施例3と同様の操作をした。
比較例 6 実施例1の懸濁安定剤よりポリエチレンオキサイドとポ
リオキシエチレンノニルフエニルエーテルとを除き実施
例1と同様の操作をした。
以上の実施例1〜5、比較例1〜6に従い得られた排中
スラリー中の塩化ビニル樹脂が含有するCM濃度、乾燥
後の塩化ビニル樹脂製品が含有する濃度を表−1に示す

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 塩化ビニル単独またはこれと共重合しうる他のビニ
    ル単量体との混合物を水媒体中で油溶性ラジカル開始剤
    を用いて500〜70℃で懸濁重合する際、懸濁安定剤
    として、0.01重量%水溶液の60℃における比粘度
    が0.1以上の水溶性高分子(A)と、0.05重量%
    水溶液の25℃における表面張力が55dyne/cm
    以下の水溶性高分子(B)と、0.1重量%の30℃に
    おける表面張力が55dyne/cm以下の低分子量ノ
    ニオン界面活性剤(C)とを併用することを特徴とする
    塩化ビニルの懸濁重合法。 2 水溶性高分子(A)が微生物多糖類である特許請求
    の範囲第1項記載の重合法。 3 微生物多糖類がD−マンノース、D−グルコース、
    D−グルクロン酸、D−ガラクトース、D−マンヌロン
    酸、D−キシローズまたはこれらの混合物である特許請
    求の範囲第2項記載の重合法。 4 水溶性高分子(A)が、一般式 X−(CH_2CH_2O)n−Y (式中X、Yは水素、ヒドロオキシ基、アルキル基、ヒ
    ドロオキシアルキル基、ポリプロピレンオキサイド基で
    、nは20000以上の整数である)で表わされる化合
    物である特許請求の範囲第1項記載の重合法。 5 Xがヒドロオキシ基、Yが水素である特許請求の範
    囲第4項記載の重合法。 6 水溶性高分子(A)が無水マレイン酸−メチルビニ
    ルエーテルの共重合体である特許請求の範囲第1項記載
    の重合法。 7 水溶性高分子(A)がアルギン酸、アルギン酸ソー
    ダ塩またはアルギン酸のプロピレングリコールエステル
    である特許請求の範囲第1項記載の重合法。 8 水溶性高分子(B)が82mol%以下の部分鹸化
    ポリ酢酸ビニルである特許請求の範囲第1項記載の重合
    法。 9 水溶性高分子(B)がメチルセルロースである特許
    請求の範囲第1項記載の重合法。 10 メトキシ基含有量20重量%以上で、ヒドロオキ
    シプロポキシ基含有量4重量%以上のメチルセルロース
    である特許請求の範囲第9項記載の重合法。 11 低分子量ノニオン界面活性剤(C)がHLB5〜
    20、重量平均分子量10000以下である特許請求の
    範囲第1項記載の重合法。 12 低分子量ノニオン界面活性剤(C)がポリオキシ
    エチレンアルキルエーテルである特許請求の範囲第1項
    記載の重合法。 13 アルキル基がオレイル基、セチル基、ステアリル
    基、ラウリル基またはドデシル基である特許請求の範囲
    第12項記載の重合法。 14 低分子量ノニオン界面活性剤(C)がポリオキシ
    エチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン
    オクチルフェニルエーテル、飽和もしくは不飽和脂肪酸
    とポリエチレンオキサイドとのモノもしくはジエステル
    、ソルビタンアルキルエステルもしくはソルビタンアル
    キルエステルのポリエチレンオキサイド付加物およびエ
    チレンオキサイド−プロピレンオキサイドブロック共重
    合体からなる群より少なくとも1種が選択される特許請
    求の範囲第1項記載の重合法。 15 水溶性高分子(A)が水媒体に対し0.005〜
    0.0001部、水溶性高分子(B)が水媒体に対し0
    .1〜0.01部、低分子量ノニオン界面活性剤(C)
    が塩化ビニル単量体に対し0.1〜0.01部の範囲で
    使用される特許請求の範囲第1項記載の重合法。
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