JPS6289703A - 塩素化塩化ビニル系樹脂の製造方法 - Google Patents

塩素化塩化ビニル系樹脂の製造方法

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JPS6289703A
JPS6289703A JP22949185A JP22949185A JPS6289703A JP S6289703 A JPS6289703 A JP S6289703A JP 22949185 A JP22949185 A JP 22949185A JP 22949185 A JP22949185 A JP 22949185A JP S6289703 A JPS6289703 A JP S6289703A
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貞仁 小林
Takanori Kubota
窪田 任孝
Daizo Yamamoto
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Yoshiaki Tsubokura
坪倉 嘉昶
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は塩素化塩化ビニル系樹脂の製造方法に関する。
さらに詳しくは、塩素化塩化ビニル系樹脂を製造するに
あたり、その前工程となる塩化ビニル系樹脂の製造を特
定の重合法で行ない、そののち常法に従うて塩素化して
塩素化塩化ビニル系樹脂を製造する方法に関する。
[従来の技術・発明が解決しようとする問題点]塩化ビ
ニル系樹脂(以下、PvCという)の軟化温度を向上さ
せるという性質を有している塩素化塩化ビニル系樹脂(
以下、cpvcという)は、PvCを後塩素化して製造
されている。
cpvcの原料樹脂としてのPvCは、通常、部分鹸化
ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ヒドロキシ
プロピルメチルセルロースなどの懸濁安定剤およびラウ
ロイルパーオキサイド、ジー2−エチルヘキシルパーオ
キシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオデカ
ノエート、α、α −アゾビス−2,4−ジメチルバレ
ロニトリルなどの油溶性重合開始剤を使用した懸濁重合
法で重合されるのが一般的である。しかるに該懸濁重合
法でえられたPvCは、通常、粒子表面が分散剤皮膜で
覆われているためにゲル化性、可塑剤吸収性などの点に
おいて、乳化重合法によるPvCに劣ることは知られて
いる。
前記懸濁重合法でえられたPvCを用いてcpvcを製
造すると、ゲル化性や初期着色性などの劣るCPVCL
かえられない。
一方、乳化重合法でえられたPVCは、基本粒子が極め
て小さく、ゲル化性、可塑剤吸収性が良く、加工性の点
では懸濁重合法によるPVCより優れているが、塩析操
作を必要とし、塩析によりえられた重合物は微細で嵩比
重が小さく、また不純物の混入も大きく、熱安定性など
がわるいという欠点がある。
前記乳化重合法でえられたPvCを用いてCPVCを製
造すると、PvCの不純物の混入による熱安定性などが
わるい、嵩比重か低いなどの問題がCPVCにものこる
上、PVCをうる際の塩析操作によるコストアップなど
がそのままCPVCのコストなどにも影響する。
したがって、懸濁重合法および乳化重合法の長所を兼ね
備えたPvClすなわち不純物合釘M−が少なく、乳化
重合物のような基本粒子か凝集体をなし、懸濁重合法に
よるばあいのごとき粒子状の外観をHし、該粒子状物の
表面には分散剤皮膜が存在せず、かつ塩析操作などを行
なわなくてもえられるPvCを原料樹脂としたcpvc
は、懸濁重合法や乳化重合法によるPvCを原料樹脂と
したcpvcとは異なる優れた特徴をaし、しかも低コ
ストで製造しうると考えられる。
このような特徴を有するcpvcの原料樹脂の重合方法
として、特公昭45−30833号公報に乳化剤の不存
在下、水性媒体中、該媒体に可溶性の重合開始剤の存在
下で一次粒子(基本粒子)の凝集体よりなる球状PVC
をうる方法(以下、ソープフリー(soap−1’rc
c)乳化重合法という)が開示されている。しかし、該
方法では基本粒子が凝集して球状粒子が生成する際に重
合系が不安定となり、除熱が困難であること、付着スケ
ール量が非常に多いことなどの欠点がある。
本発明はソープフリー乳化重合法の上記問題点、すなわ
ちソープフリー乳化重合法によるPvCを用いたcpv
cの問題点を解決するためになされたものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明者らは重合系内の状態を透視しうる耐圧ガラス製
重合機を用いてソープフリー乳化重合法について鋭意研
究を重ねた結果、基本粒子が凝集し、重合系が不安定化
する前に水難溶性無機リン酸塩を添加すると、重合系の
流動状態を維持しながら球状粒子を生成させることがで
き、付着スケール量を減少させうることを見出した。
本発明は前記知見に基づきなされたものであり、塩化ビ
ニル単量体またはこれと共重合しつる他の単量体との混
合物を水性媒体中で、水溶性過硫酸塩を重合開始剤とし
て乳化剤不存在下で重合を開始し、重合途中で水難溶性
無機リン酸塩を添加【7てえられる塩化ビニル系樹脂を
後塩素化することを特徴とする塩素化塩化ビニル系樹脂
の製造方法に関する。
[実施例] 本発明に用いる塩化ビニル単量体と共重合しうる他の単
量体としては、たとえばエチレン、プロピレンなどのオ
レフィ、ン頌、酢酸ビニル、ステアリン酸ビニルなどの
ビニルエステル類、アクリル酸メチル、メタクリル酸メ
チルなとのアクリル酸エステル類、マレイン酸またはフ
マル酸などの酸のエステル類や無水物類、アクリロニト
リルなどのニトリル化合物類、塩化ビニリデンのごとき
ビニリデン化合物類なとかあげられる。
本発明においては塩化ビニル単量体またはこれと共重合
しうる他の単量体との混合物を水性媒体中で重合する際
に、乳化剤不存在下で水溶性過硫酸塩を重合開始剤とし
て重合が開始せしめられる。
前記水性媒体中とは、水に、重合開始剤である、たとえ
ば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの水溶性過
硫酸塩を加え、さらに要すればトリクロロエチレン、プ
ロピオンアルデヒド、n−ペンタン、2−メルカプトエ
タノールなどの分子量調節剤、亜硫酸ナトリウム、亜硫
酸水素ナトリウムなどの還元剤などを加えた水性液のこ
とである。
前記重合反応に使用される水溶性過硫酸塩、分子量調節
剤、還元剤などは最IJに一括して水に添加してもよい
が、重合反応中、分割して添加してもよい。
前記水溶性過硫酸塩などの水に対する添加量は、生産性
、品質に対する影響などの点から最終的に単量体に対し
て水溶性過硫酸塩のばおいて通常0.01〜1.0%(
重量96、以下同様)、好ましくは0.05〜0.2%
、分子は調節剤のばおいて通常0〜10%、好ましくは
0〜5%、還元剤のばおいて通常θ〜0.5%、好まし
くは0.01−0.1%である。
塩化ビニル単量体またはこれと共重合しうる他の単量体
との混合物の水との比率は、生産性、m合機での除熱な
どの点から最終的に水/単量体−1ll〜5/1が好ま
しく、l/L〜3/lがさらに好ましい。なお塩化ビニ
ル単量体とこれと共重合しうる他の単量体との混合物を
用いるばあいの組成としては、全混合物中に塩化ビニル
単量体が70%以上含まれていることが品質などの点か
ら好ましく、85%以上であることがさらに好ましい。
乳化剤不存在下で重合が進行するメカニズムについては
種々の説が提案されているが、水溶性過流酸塩が分解し
て生成した硫酸根ラジカル(・804− )にモノマー
(M)が反応し、硫酸根を末端に有するオリゴマー(M
M−−MSO4−)が乳化剤的機能をはだすものと考え
られる。したかって重合開始剤分解物を末端に白°する
オリゴマーが乳化剤的機能をはたさないときには、重合
が全く進行しないか、重合速度が非常に小さいものとな
るため、乳化剤不存在下で本発明に用いる重合開始剤と
して、水溶性過硫酸塩を用いることが必須である。
本発明においては重合途中で水難溶性無機リン酸塩が添
加される。
前記水難溶性1!!(機リン酸塩としては、たとえばリ
ン酸のカルシウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩、
マグネシウム塩、アルミニウム塩、鉛塩などがあげられ
、これらのうちではリン酸カルシウムが重合安定性、品
質、コストなどの点から好ましい。
前記水難溶は無機リン酸塩の使用量にはとくに限定はな
いが、塩化ビニル単量体またはその混合物100部(重
量部、以下同様)に対し0.01〜1部使用するのが重
合安定性、品質なとの点から好ましく、0.05〜0.
5部であるのがさらに好ましい。
水難溶性無機リン酸塩の添加は重合初期のラテックス状
のものが不安化する前に添加することが好ましく、重合
条件により異なるが、一般に重合転化率で5〜50%、
さらには10〜30%の範囲である。該無機リン酸塩の
添加は1回だけに限られるものではなく、要すれば2回
以上でもよいが、最初の添加は上記重合転化率の範囲で
行なうことが好ましい。重合初期のラテックス状のもの
に凝集がおこり、不安定化したのちに該無機リン酸塩を
添加しても本発明の効果は少なく、逆に無機リン酸塩を
仕込時に添加すると基本粒子の凝集状態に影響をおよぼ
し、えられる球状粒子の粒子内空隙(ポロシティ−)が
小さくなる傾向が生ずる。
水難溶性リン酸塩の添加と同時またはそののちであれば
界面活性剤、懸濁安定剤、I)11調整剤などを添加し
てもよい。
本発明における重合反応の温度範囲は通常40〜75℃
であるが、とくに限定されるものではない。
以上説明したような本発明に用いる方法によりPvCを
製造すると、粒子表面の分散剤皮膜がなく、基本粒子の
凝集体からなる球状粒子を、重合器内の付着スケール量
を少なく、除熱が容易な状態で重合することができる。
さらに乳化重合法によるばあいのように、塩析操作を必
要としないので工程が短かく、不純物の混入も少なく、
熱安定性も良好なPvCかえられる。
本発明に用いる方法によれば、通常、粒子径1〜8+n
m程度のPvCの球状粒子かえられるが、一旦これを水
性媒体から分離したのち、後塩素化反応によりcpvc
が製造される。
後塩素化反応前に球状粒子を粉砕してもしなくてもよい
が、塩素化反応の均一性を高め、塩素化反応速度を大き
くし、cpvcの初期着色性、熱安定性などの品質を向
上させるという面からすると粉砕する方が好ましい。
球状粒子を粉砕するばあいには、たとえばハンマーミル
、インペラープレカー、ボールミル、チューブミルなど
の粉砕機を用いる通常の固体の粉砕に利用される方法で
粉砕すればよい。
後塩素化反応としては、水性懸濁法、(−j′機溶媒懸
濁法、溶液法、気相法などの方法か知られており、いず
れの方法も採用しうる。これらのうちでは水性懸濁法が
、重合時に添加した水難溶性無機リン酸塩が後塩素化反
応時の強酸性条件下で水性媒体中に溶出し、重合体中に
ほとんど残存しなくなり、CPVCの品質面(とくに透
明性)からみて好ましい。
つぎに本発明の方法を実施例および比較例に基づいて説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、以下の物性評価は下記の方法に従って行なった。
(粒度分布) ふるい振盪法によった。
(h゛、り比重) 月S K 6721によった。
(ポロシティ−) 米国AMINCO社製の水銀圧入式ポロシメーター(5
−7118型)を用いて、絶対圧11−1011psi
(口i10.17〜15.9μIm)の間に樹脂100
g当りに圧入される水銀の容量をΔ−1定してポロシテ
ィ−を求めた。
(ゲル化時間) CPVC100部、カネエ−スB−22(鐘淵化学工業
■製)7部、スズ系安定剤(日東化成■製のTVS−8
831) 2部、ステアリン酸(日本油脂■製)2部を
ホモジナイザーにて5分間攪拌(1010000rp 
して作製したコンパウンド54gをブラベンダー社製プ
ラストグラフ試験機に入れ、ローターの回転数3Orp
m 、チャンバ一温度180’Cの条件下に投入してか
ら最高トルクに達するまでの時間を71p1定した。
(初期着色性) cpvc too部、カネx −ス13−22 10部
、スズ系安定剤(日東化成■製のTVS−8831) 
2部、滑剤VPI+−4(ヘキスト社製)0.7部、ス
テアリン酸(日本油脂■製)1部を混合したのち、18
5℃×3分間混練して厚さlll1fflのロールシー
トを作製し、該ロールシートから厚さ51IIIlのプ
レス阪(プレス条件190℃×10分)を作り、その初
期着色性を評価した。
(熱安定性) 初期6色性評価のために作製したのと同様のロールシー
トを作製し、195℃のギヤーオーブン内に入れて15
分毎にシートを取出し、黒化するまでの時間を測定した
実施例1 内容積1.7m ’の重合機に水200部、過硫酸カリ
ウム0.085部、亜硫酸ナトリウム0.034部を仕
込み、内部の空気を真空ポンプで排除したのち塩化ビニ
ル単量体100部(440kg)を装入し、所定の攪拌
条件下で64℃まで昇温しで重合させた。
重合転化率15%到達時にリン酸カルシウム0.1部を
添加し、内圧が定常圧より 2.5kg/cnf低下し
たとき未反応単量体を回収した(重合時++a 6時間
5分)。重合転化率は85%、重合時のジャケット最低
温度は4 B ’Cであり、缶内付着スケール量はウェ
ット状態て0,1%(対佳込モノマー量)と少なかった
。えられたPvCは、平均粒子I子が5160μmで粒
子径の非常にシャープな球状粒子であり、走査型電子顕
微鏡により観察した結果、その球状粒子は基本粒子(粒
子径的0.1〜2μff1)の凝集体であり、通常の懸
濁重合法によるPvCで観察される分散剤皮膜は認めら
れなかった。
この球状粒子を粉砕機により平均粒子径が250μmの
粒子に粉砕した。ついで粉砕してえられたPVCパウダ
ー900gと水5100gとを内容積8gの攪拌機付反
応器に仕込み、充分攪拌して懸濁液とし、反応器内にチ
ッ素ガスを吹込んで反応器内の空気をチッ素で置換した
そののちこの懸濁液に塩素ガスを導入し、反応系を塩素
で飽和させたのち、反応器を50℃に昇温して塩素ガス
を過剰に供給しながら、高圧水銀灯の照射下でPVCを
塩素化した。3.6時間後に生成物の塩素含有率が64
%に達し、ここで高圧水銀灯照射と塩素の導入とを中止
し、チッ素ガスを通して反応器内の塩素をチッ素で置換
し、スラリー中のcpvcに対して塩酸ヒドロキシルア
ミンを 1.0%加えて攪拌しながら放置して、完全に
塩素を除去した。ついで濾過し、cpvcを充分イオン
交換水で水洗したのち水酸化すトリウム水溶液を加えて
中和し、さらに水洗してから濾過・乾燥してcpvcを
えた。
えられたcpvcは第1表に示すようにゲル化性、初期
着色性、熱安定性共に優れたものであった。
実施例2 実施例1で用いたリン酸カルシウムの添加漬を0.4部
にかえた他は実施例1と同様にして重合、後塩素化反応
を行ない、CPVCをえた。
えられたPVCは第1表に示すごとく、平均粒子径が3
870μmで粒径分布のシャープな球状粒子で、重合時
のジャケット最低温度は45℃と高く、付着スケール量
も少なかった。またえられたcpvcはゲル化性、初期
着色性、熱安定性共に良好なものであった。
比較例1 実施例1で用いた過硫酸カリウムを0.065部、亜硫
酸ナトリウムを0.026部とし、リン酸カルシウムを
添加しない他は実施例1と同様にして(n合、後塩素化
反応を行ない、CPVCをえた。
えられたCPVCは第1表に示すごとく、ゲル化性、初
期着色性、熱安定性共に優れたものであったが、PvC
重合時におけるジャケット最低温度が23℃と低く、ス
ケールアップに際して除熱が困難であり、缶内付着スケ
ール量は4 、596(対仕込モノマー量)と非常に多
かった。したがって、この方法で塩化ビニル単量体から
cpvcを製造する際のスケールアップに問題のあるこ
とがわかる。
比較例2(懸濁重合法) 内容積17m ’の重合機にヒドロキシプロピルメチル
セルロース0.06部を溶解した水200部、重合開始
剤(t−ブチルパーオキシネオデカノエート)  0.
018部、3,5.5−)リメチルヘキサノイルバーオ
キサイド0.024部を仕込み、内部の空気を真空ポン
プで排除したのち塩化ビニル単量体100部(440k
g)を装入し、所定の攪拌条件下で64℃まで昇温しで
懸濁重合を開始させ、内圧が定常圧より 0.5kg/
c−低下した時点で未反応単量体を回収した(重合時間
6時間)。重合転化率は75%、重合時のジャケット最
低温度は47℃、缶内付着スケール量はウェット状態で
0.07%(対仕込モノマー量)であった。
えられたPvCは平均粒子径110μmであり、粒子表
面には特有の分散剤皮膜が認められた。
このPvCパウダーを粉砕せずに実施例1と同様にして
後塩素化反応を行ない、CPVCをえた。
えられたcpvcは第1表に示すごとく、ゲル化性、初
期容色性共にわるかった。
[以下余白] [発明の効果] 本発明に用いる方法によりPvCを製造すると、粒子表
面に分散剤皮膜がなく、基本粒子の凝集体からなるPV
C球状粒子を、組合器内への付着スケール量が少なく、
除熱が容易な状態でうろことかでき、乳化重合法による
ばあいのように塩析をする必要がないので不純物含量の
少ないPVCかえられる。
本発明の方法ではこのようなPVCを後塩素化してCP
VCを製造するため、ゲル化性が良好で、川明jr1色
性が優れ、熱安定性の良好なCPVCを塩析を行なうこ
となく、大規模に製造しうるため、工業的価値はすこぶ
る大きいものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 塩化ビニル単量体またはこれと共重合しうる他の単
    量体との混合物を水性媒体中で、水溶性過硫酸塩を重合
    開始剤として乳化剤不存在下で重合を開始し、重合途中
    で水難溶性無機リン酸塩を添加してえられる塩化ビニル
    系樹脂を後塩素化することを特徴とする塩素化塩化ビニ
    ル系樹脂の製造方法。 2 水溶性過硫酸塩が過硫酸カリウムまたは過硫酸アン
    モニウムである特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 3 水難溶性無機リン酸塩がリン酸のカルシウム塩、ス
    トロンチウム塩、バリウム塩、マグネシウム塩、アルミ
    ニウム塩、鉛塩または亜鉛塩である特許請求の範囲第1
    項記載の製造方法。 4 水難溶性無機リン酸塩の添加時期が、重合転化率で
    5〜50重量%の範囲である特許請求の範囲第1項記載
    の製造方法。
JP22949185A 1985-10-15 1985-10-15 塩素化塩化ビニル系樹脂の製造方法 Granted JPS6289703A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5045611A (en) * 1990-06-25 1991-09-03 Xerox Corporation Processes for the preparation of polymers
CN100367124C (zh) * 2002-11-19 2008-02-06 佳能株式会社 成像设备
JP2012072257A (ja) * 2010-09-28 2012-04-12 Sekisui Chem Co Ltd 中空塩化ビニル樹脂粒子及びその製造方法

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