JPH0257567B2 - - Google Patents
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- JPH0257567B2 JPH0257567B2 JP943283A JP943283A JPH0257567B2 JP H0257567 B2 JPH0257567 B2 JP H0257567B2 JP 943283 A JP943283 A JP 943283A JP 943283 A JP943283 A JP 943283A JP H0257567 B2 JPH0257567 B2 JP H0257567B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copolymer
- formaldehyde
- stirring
- cooler
- blades
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- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Description
本発明はホルムアルデヒドコポリマーの製法に
関する。
ホルムアルデヒド及び環状ホルマールを三弗化
ホウ素の存在下に気相で共重合させる方法は知ら
れている(特公昭43−7554号公報参照)。この方
法で得られるコポリマーは、上記公報の実施例の
結果からわかるように、分子量及び塩基性媒質中
での安定性が小さく、実用に供することができな
い。
特公昭44−870号公報には、ホルムアルデヒド
及び共単量体を、回転反応器中でアミンの存在下
に気相で共重合させる方法が開示されている。こ
の方法を工業的に実施する場合、短時間の内に反
応器壁にポリマーが付着し、円滑な運転ができな
くなる。
反応器壁への重合体の付着を防止するために、
トリオキサンと環状ホルマールとの共重合反応機
として提案されている自己清浄式の二軸混合撹拌
機を使用することが考えられる。本発明者らの実
験によると、この二軸混合撹拌機を用いてホルム
アルデヒドと環状ホルマールとを共重合させた場
合、触媒として使用する三弗化ホウ素又はそのエ
ーテル錯体の活性が小さく、生産性が小さいと
か、生成コポリマーの塩基性媒質中での安定性が
悪いとかの問題が生じた。また、ホルムアルデヒ
ドと環状ホルマールとの共重合においては多量の
重合熱が発生するが、二軸混合撹拌機は伝熱面積
が小さいので重合熱を完全に除去することができ
ない。このため、二軸混合撹拌機から排出される
コポリマーを外部循環冷却器に通して冷却した
後、上記撹拌機に戻す外部循環冷却方式を採用す
る必要がある。この目的のため公知の冷却器、例
えば冷却ジヤケツトを有する撹拌冷却器を使用し
た場合、冷却器内壁及び撹拌機にホルムアルデヒ
ドコポリマーが付着し、冷却機能が低下し、かつ
撹拌動力の負荷が増大するという問題が生ずる。
本発明は、ホルムアルデヒドと環状ホルマール
とを共重合させる際の上述の諸問題を一挙に解決
する方法を提供する。
本発明は、ホルムアルデヒド、環状ホルマー
ル、ホルムアルデヒド100重量部当り0.1〜20重量
の不活性有機溶媒及び後記第2工程から循環され
るホルムアルデヒドコポリマーを二軸混合撹拌機
に連続的に供給し、三弗化ホウ素の存在下に上記
ホルムアルデヒドと環状ホルマールとを共重合さ
せ、ホルムアルデヒドコポリマーを連続的に排出
する第1工程、及び
撹拌翼を備えた複数の撹拌軸が下部側壁を貫通
して設けられており、底壁が撹拌翼の先端の軌跡
に沿つた部分円筒で構成されており、内部に冷却
媒体が流通する円盤状の冷却部材を取り付けた回
転軸が上部側壁を貫通して設けられている冷却器
に、第1工程からのホルムアルデヒドコポリマー
を連続的に供給して冷却し、生成量に見合う上記
コポリマーを抜き出し、残余を第1工程に戻す第
2工程からなるホルムアルデヒドコポリマーの製
法である。
本発明によれば、塩基性媒質中での安定性の優
れたホルムアルデヒドコポリマーを高収率で得る
ことができる。さらに、本発明によれば、冷却器
へのコポリマーの付着が著しく抑制されるので、
前記コポリマーの製造を長期間にわたり安定して
行なうことができる。
次に、本発明を図面に示す一実施態様に基づい
て説明する。
第1工程
重合反応器として使用される二軸混合撹拌機1
は、外部ケース2及び多数の惰円形状の混合撹拌
翼3を取り付けた2本の水平撹拌軸4から構成さ
れている。第2図に示すように、撹拌軸4を回転
させた際に、混合撹拌翼3は互に相手の表面及び
外部ケース2内壁との間にわずかの間隙、通常
0.5〜5mmの間隙を形成する。このような二軸混
合撹拌機1は、例えば、(株)栗本鉄工所からKRC
ニーダとして市販されている。
ホルムアルデヒド、環状ホルマール、不活性有
機溶媒及び三弗化ホウ素が、それぞれ、管20,
21,22及び23から供給される。第2工程か
らのホルムアルデヒドコポリマー(以下単に「コ
ポリマー」という。)が管24から供給される。
ホルムアルデヒドの水分含有率は0.1重量%以
下、特に0.01重量%以下であることが好ましい。
ホルムアルデヒドは気相状で反応に供される。
環状ホルマールとしては、
式
The present invention relates to a method for making formaldehyde copolymers. A method of copolymerizing formaldehyde and cyclic formal in the gas phase in the presence of boron trifluoride is known (see Japanese Patent Publication No. 7554/1983). As can be seen from the results of the examples in the above publication, the copolymers obtained by this method have low molecular weights and low stability in basic media, and cannot be put to practical use. Japanese Patent Publication No. 44-870 discloses a method of copolymerizing formaldehyde and a comonomer in the gas phase in the presence of an amine in a rotating reactor. When this method is carried out industrially, the polymer adheres to the walls of the reactor within a short period of time, making it impossible to operate smoothly. To prevent polymer adhesion to the reactor walls,
It is conceivable to use a self-cleaning twin-screw mixer that has been proposed as a copolymerization reactor for trioxane and cyclic formal. According to experiments conducted by the present inventors, when formaldehyde and cyclic formal are copolymerized using this twin-shaft mixer, the activity of boron trifluoride or its ether complex used as a catalyst is low, and productivity is low. Problems arose such as small size and poor stability of the resulting copolymer in basic media. Further, in the copolymerization of formaldehyde and cyclic formal, a large amount of heat of polymerization is generated, but since the heat transfer area of the twin-screw mixer is small, the heat of polymerization cannot be completely removed. Therefore, it is necessary to adopt an external circulation cooling method in which the copolymer discharged from the twin-screw mixer is cooled by passing it through an external circulation cooler and then returned to the above-mentioned stirrer. When a known cooler such as a stirrer cooler with a cooling jacket is used for this purpose, formaldehyde copolymer adheres to the inner wall of the cooler and the stirrer, reducing the cooling function and increasing the load on the stirring power. A problem arises. The present invention provides a method for all at once solving the above-mentioned problems when copolymerizing formaldehyde and cyclic formal. In the present invention, formaldehyde, cyclic formal, an inert organic solvent of 0.1 to 20 weight parts per 100 parts of formaldehyde, and a formaldehyde copolymer recycled from the second step described below are continuously supplied to a twin-shaft mixer, and trifluorinated A first step of copolymerizing the formaldehyde and cyclic formal in the presence of boron and continuously discharging the formaldehyde copolymer, and a plurality of stirring shafts equipped with stirring blades are provided to penetrate the lower side wall, A cooler in which the bottom wall is made up of a partial cylinder that follows the trajectory of the tip of the stirring blade, and a rotating shaft with a disk-shaped cooling member inside which the cooling medium flows passes through the upper side wall. This method for producing formaldehyde copolymers consists of a second step in which the formaldehyde copolymer from the first step is continuously supplied and cooled, the copolymer corresponding to the amount produced is extracted, and the remainder is returned to the first step. According to the present invention, a formaldehyde copolymer having excellent stability in a basic medium can be obtained in high yield. Furthermore, according to the present invention, adhesion of the copolymer to the cooler is significantly suppressed.
The copolymer can be produced stably over a long period of time. Next, the present invention will be explained based on one embodiment shown in the drawings. 1st step: Twin-shaft mixer 1 used as a polymerization reactor
consists of an external case 2 and two horizontal stirring shafts 4 to which are attached a large number of circular mixing and stirring blades 3. As shown in FIG. 2, when the stirring shaft 4 is rotated, the mixing and stirring blades 3 have a small gap between each other and the inner wall of the outer case 2.
Create a gap of 0.5 to 5 mm. Such a twin-shaft mixer 1 is available from KRC, for example, from Kurimoto Iron Works Co., Ltd.
It is commercially available as Kneader. Formaldehyde, cyclic formal, an inert organic solvent and boron trifluoride were added to tube 20, respectively.
21, 22 and 23. The formaldehyde copolymer (hereinafter simply referred to as "copolymer") from the second step is fed through tube 24. The moisture content of formaldehyde is preferably 0.1% by weight or less, particularly 0.01% by weight or less.
Formaldehyde is subjected to the reaction in a gas phase. As a cyclic formal, the formula
【式】 で表わされる化合物、および 式【formula】 A compound represented by, and formula
【式】
で表わされる化合物(上記両式において、R1、
R2、R3およびR4は、それぞれ、水素、アルキル
基、アリル基およびシクロアルキル基を示し、m
は1〜3の整数、nは2〜6の整数を示す。)が
使用される。具体例としては、エチレンオキサイ
ド、プロピレンオキサイド、エピクロルヒドリ
ン、エピブロモヒドリン、ブテン−1−オキサイ
ド、1,3−ブタジエン−1−オキサイド、スチ
レンオキサイド、α−メチルスチレンオキサイ
ド、オキセタン、テトラヒドロフラン、1,3−
ジオキソラン、4−フエニル−1,3−ジオキソ
ラン、2−メチル−1,3−ジオキソラン、2−
フエニル−1,3−ジオキソラン、1,3−ジオ
キソパン、2−ブチル−1,3−ジオキソパン、
1,3,6−トリオキソカン、1,3,5−トリ
オキソパン、ポリエチレングリコールホルマール
が挙げられる。環状ホルマールの使用量は、供給
ホルムアルデヒド1モル当り、0.001〜0.1モル、
特に0.01〜0.04モルであることが好ましい。常温
で液状の環状ホルマールを使用する場合は、予熱
して気相状にして反応に供することが好ましい。
不活性有機溶媒の具体例としては、ペンタン、
ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素、シク
ロヘキサン、シクロペンタンなどの脂環式炭化水
素、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族
炭化水素、これら炭化水素のハロゲン化物が挙げ
られる。不活性有機溶媒は気相状態で反応に供す
ることが好ましい。不活性有機溶媒の使用量は、
供給ホルムアルデヒド100重量部当り、0.1〜20重
量部、好ましくは0.5〜5重量部である。使用量
が下限より少ないと、触媒として使用される三弗
化ホウ素又はそのエーテル錯体の活性低下が大き
くなり、かつ生成共重合体の塩基性媒質中での安
定性が低くなる。使用量を上限より多くしても、
生成共重合体の塩基性媒質中での安定性がより高
まることはなく、不活性有機溶媒の回収費用が大
きくなる。
三弗化ホウ素は、そのまま使用してもよく、ジ
メチルエーテル、ジエチルエーテルなどのエーテ
ルとの錯体として使用することもできる。三弗化
ホウ素の使用量は、供給ホルムアルデヒド1モル
当り、通常1×10-5〜1×10-3モルである。常温
で液状の三弗化ホウ素エーテル錯体を使用する場
合、予め気相状態にして反応に供することが好ま
しい。
三弗化ホウ素は金属キレート化合物と併用する
ことができる。金属キレート化合物としては、例
えば、特公昭40−7073号公報、同42−958号公報、
同42−7629号公報、同42−22068号公報、同42−
19340号公報、同49−35839号公報に記載のキレー
ト化合物が使用される。代表的には、Cu、Co、
Fe、Ni、Vなどの金属を中心原子とし、β−ジ
ケトン類、芳香族オキシアルデヒド類、芳香族オ
キシアルデヒド類とジアミンとの縮合物などを配
位子とするキレート化合物が挙げられる。金属キ
レート化合物の使用量は、三弗化ホウ素1モル当
り、0.5モル以下、特に0.05〜0.5モルであること
が好ましい。金属キレート化合物を併用すること
によつて、生成コポリマーの塩基性媒質中での安
定性がより向上する。金属キレート化合物は、不
活性有機溶媒又は液状の環状ホルマールに溶解し
て反応に供される。
管24から循環供給されるコポリマーの量は、
第2工程において除去すべき重合熱によつて異な
るが、通常、供給ホルムアルデヒド重量の50〜
200倍である。
図示しないモーターで撹拌軸4及び撹拌翼3が
駆動されている二軸混合撹拌機1内で、ホルムア
ルデヒドと環状ホルマールとの共重合反応が行な
われる。重合温度は通常40〜80℃である。撹拌機
1内でのホルムアルデヒドの空間速度は通常300
〜2000h-1であり、コポリマーの平均滞留時間は
通常5〜30秒である。
生成コポリマーは、循環コポリマーと共に、管
25から排出される。
第2工程
冷却器11の下部には2本の撹拌軸12が、平
行に冷却器の側壁13を貫通して設けられてい
る。2本の撹拌軸12の間隔は、軸上に支持体1
4を介して設けられた撹拌翼15の先端の軌跡
(回転円)が接するか、重なる程度であることが
好ましい。撹拌軸は3本以上設けることもできる
が、混合性能上大差はないので、実用上は2軸で
充分である。
撹拌翼15の形状については特に制限はない
が、冷却器11内の粉末状コポリマーを上方に掻
き上げるために、一般にはパドル羽根が使用され
る。粉末状コポリマーを上方に掻き上げる目的に
はパドル羽根を撹拌軸12と平行にすることが好
ましいが、冷却器11全体に緩やかな循環流を生
じさせるために、パドル羽根を傾斜させたり、水
平羽根と傾斜羽根とを組合せたりすることもでき
る。
撹拌翼15は撹拌軸上に複数個対称に取付けら
れる。3枚羽根や4枚羽根も採用し得るが、通常
は180度の間隔での2枚羽根で充分である。軸方
向での撹拌翼15の間隔も任意であるが、撹拌効
果の点からは近接していることが好ましく、通常
羽根巾1.1〜3倍の間隔で取付けられる。2軸間
の撹拌翼15の相対位置は双方の翼が回転によつ
て接触の起らないよう取付けられる。
冷却器11の底部は、撹拌翼15の先端の軌跡
に沿つた部分円筒で構成されている。部分円筒の
限度は1/2円筒までである。すなわち、撹拌翼1
5の先端の軌跡が離れている場合は、その中間部
分の冷却器11底部に、コポリマーの滞留が生じ
ないように、山形の接続部を設ける。冷却器11
の底部と撹拌翼15の先端との間隙は小さいほど
好ましく、一般には10mm以下である。
冷却器11の高さは撹拌され浮上つた粉末状コ
ポリマーの高さより大であることが望ましく、従
つて撹拌翼15の描く最大回転円の直径の1.2倍
以上好ましくは1.5〜3.5倍である。冷却器11の
軸方向の長さは任意であるが、通常回転円の直径
の1〜7倍、特に1.5〜5倍が適当である。
冷却器11の上部には、円盤状の冷却部材16
を取り付けた回転軸17が側壁13を貫通して設
けられている。回転軸17は撹拌軸12と平行に
設置される。また、回転軸17は、それに取り付
けられた冷却部材16の下端が撹拌翼15の軌跡
の最高点の近傍になるように設けられる。冷却部
材16の大きさ、個数などは、除去すべき熱量を
考慮して、当業者が容易に決定することができ
る。
冷却部材16及び回転軸17の内部は、例えば
第4図に示すように、冷却媒体が流通する構造に
なつている。回転軸17の一端にはロータリージ
ヨイント18が取り付けられ、冷却媒体は冷却部
材16に供給され、熱交換した後、回転軸17を
通して排出される。
第1工程からの粉末状コポリマーが管25から
供給される。撹拌軸12は図示しない駆動装置に
よつて駆動される。撹拌翼15の回転速度は、冷
却器11の大きさ、翼の大きさおよび数などを考
慮して決定される。充分な撹拌効果を得るために
は、一般に冷却器11内における粉末状コポリマ
ーのはね上げ高さが、撹拌翼15の上端よりの高
さで撹拌翼15の回転直径の0.5ないし2倍程度
となるような回転速度が採用される。これは、一
般に、撹拌翼15先端における1〜5m/秒の線
速度に対応する。
冷却器11内の粉末状コポリマーの量は、充分
な撹拌効果が得られる限り任意の量でよいが、撹
拌翼15が停止した状態で、撹拌翼15の描く最
高点付近の位置以下の量であることが好ましい。
冷却器11内では、粉末状コポリマーが撹拌翼
15によつて掻き上げられ、強制循環流を形成し
ている。この強制循環流の上面は、冷却部材16
の最高点より上に位置することが、重合熱を効率
よく除去するうえで好ましい。
回転軸17は図示しない駆動装置によつて回転
される。回転軸17の回転速度は、粉末状コポリ
マーと冷却部材16との見掛けの衝突速度を上げ
るために、冷却部材16先端の線速度として0.3
〜3m/秒であることが好ましい。
重合熱は、冷却器11の器壁および冷却部材1
6によつて除去される。特に、本発明において
は、撹拌翼15による激しい掻き上げ、ないしは
はね上げ効果によつて生ずる強制循環流内に、冷
却部材16を設置することによつて、冷却部材1
6全体に粉末状コポリマーが激しく衝突し、さら
に伝熱面自体が回転することにより、粉体のすべ
り力が増加し、しかも伝熱面が一様に流動物と接
触する。このため伝熱面への粉末状コポリマーの
付着が少なく、伝熱面の更新がよく、境界面を乱
すことにより伝熱係数を増大させることができ、
効率よく重合熱を除去することができる。
冷却された粉末状コポリマーは管24から排出
される。生成コポリマーに見合う量のコポリマー
が管26から製品として抜き出され、残余のコポ
リマーは管24を通して第1工程に戻される。
本発明において、粉末状コポリマーの移送管2
4,25及び26としてスクリユーコンベアのよ
うな強制移送管を用いることが好ましい。
つぎに実施例を示す。
コポリマーの極限粘度は、α−ピネンを2重量
%含有するp−クロルフエノールを溶媒として60
℃で測定した。コポリマーの塩基安定度とは、ト
リ−n−ブチルアミンを1重量%含有するベンジ
ルアルコール中で、コポリマー濃度10重量%で
160℃、1時間加熱処理した際のコポリマーの回
収率(%)である。
実施例 1
重合反応器として(株)栗本鉄工所製のホツパー付
KRCニーダ#4を使用し、冷却器として第1図、
第3図及び第4図に示された形状を有し、高さ
475mm、巾440mm、長さ1000mm、内容積約192.3
のSUS304製の冷却器を使用した。冷却器内には
円盤状冷却部材(外径200mm、SUS304製)が平
行に並んだ2本の回転軸上にそれぞれ16枚直列に
取付けられている。それぞれ通水できるようにし
てある。その中に温度調節された水を冷却剤とし
て通した。また冷却器には除熱のためのジヤケツ
ト部が設けてあり、内部冷却器と同様に反応熱の
除去に使用された。
撹拌翼の一方の先端からこれと180度隔てたも
う一方の翼の先端までの長さは270mmである。重
合反応器と冷却器とを連結する各管及びホツパー
から生成共重合体を抜き出す管は、すべてスクリ
ユーコンベアを用いた。
上記装置を使用してホルムアルデヒド(以下
FAという。)と1,3,6−トリオキソカン(以
下TOCという。)との共重合反応を連続的に行な
つた。
FAとTOCとの共重合体約50Kgを装置に入れ、
これを600Kg/hで循環した。水分含有率が50〜
80ppmのガス状FAを6Kg/hで、ガス状TOCを
480g/hで、トルエンを142g/hで、ガス状三
弗化ホウ素を18.0mmole/hで、それぞれ、ホツ
パーの下流に設けられた導入口から供給した。共
重合体のニーダ出口温度を60℃に維持するよう
に、重合反応器及び冷却器のジヤケツト及び円盤
状冷却部材に入る冷却水量を調節した。生成共重
合体は、ホツパーのオーバーフローラインから抜
き出し、ガス状アンモニアによつて三弗化ホウ素
を失活させた。この連続共重合反応を240時間行
なつた。
生成共重合体の極限粘度は1.6、塩基安定度は
90%、1パスのFA収率は99%であつた。共重合
体のTOC単位含量は2.0mole%であつた。
実施例 2
ガス状TOCの供給量を390g/hに変え、ビス
(アセチルアセトン)銅を21.4μmole/gの濃度
で溶解した液状TOCを90g/hで新に供給した
以外は実施例1を繰返した。
生成共重合体の極限粘度は1.7、塩基安定度は
92%、1パスのFA収率は99%であつた。共重合
体のTOC単位含量は2.0mole%であつた。
比較例 1
トルエンを供給しなかつた以外は実施例1を繰
返した。
生成共重合体の極限粘度は1.7、塩基安定度は
81%、収率は95%であつた。[Formula] Compound (in both the above formulas, R 1 ,
R 2 , R 3 and R 4 each represent hydrogen, an alkyl group, an allyl group and a cycloalkyl group, and m
represents an integer of 1 to 3, and n represents an integer of 2 to 6. ) is used. Specific examples include ethylene oxide, propylene oxide, epichlorohydrin, epibromohydrin, butene-1-oxide, 1,3-butadiene-1-oxide, styrene oxide, α-methylstyrene oxide, oxetane, tetrahydrofuran, 1,3 −
Dioxolane, 4-phenyl-1,3-dioxolane, 2-methyl-1,3-dioxolane, 2-
Phenyl-1,3-dioxolane, 1,3-dioxopane, 2-butyl-1,3-dioxopane,
Examples include 1,3,6-trioxocane, 1,3,5-trioxopane, and polyethylene glycol formal. The amount of cyclic formal used is 0.001 to 0.1 mol per mol of formaldehyde supplied.
In particular, it is preferably 0.01 to 0.04 mol. When using a cyclic formal that is liquid at room temperature, it is preferable to preheat it to a gaseous state and use it for the reaction. Specific examples of inert organic solvents include pentane,
Examples include aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and cyclopentane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, and halogenated products of these hydrocarbons. It is preferable that the inert organic solvent is subjected to the reaction in a gaseous state. The amount of inert organic solvent used is
The amount is from 0.1 to 20 parts by weight, preferably from 0.5 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of formaldehyde fed. If the amount used is less than the lower limit, the activity of boron trifluoride or its ether complex used as a catalyst will be greatly reduced, and the resulting copolymer will have low stability in a basic medium. Even if you use more than the upper limit,
The resulting copolymer is not more stable in basic media, and the cost of recovering the inert organic solvent is increased. Boron trifluoride may be used as it is, or may be used as a complex with an ether such as dimethyl ether or diethyl ether. The amount of boron trifluoride used is usually 1 x 10 -5 to 1 x 10 -3 mol per mol of formaldehyde supplied. When using a boron trifluoride ether complex that is liquid at room temperature, it is preferable to bring it into a gas phase beforehand and use it for the reaction. Boron trifluoride can be used in combination with metal chelate compounds. Examples of metal chelate compounds include, for example, Japanese Patent Publication No. 40-7073, Japanese Patent Publication No. 42-958,
Publication No. 42-7629, Publication No. 42-22068, Publication No. 42-
The chelate compounds described in JP 19340 and JP 49-35839 are used. Typically, Cu, Co,
Examples include chelate compounds having a metal such as Fe, Ni, or V as a central atom and a ligand such as β-diketones, aromatic oxyaldehydes, or condensates of aromatic oxyaldehydes and diamines. The amount of metal chelate compound used is preferably 0.5 mol or less, particularly 0.05 to 0.5 mol, per 1 mol of boron trifluoride. By using a metal chelate compound in combination, the stability of the produced copolymer in a basic medium is further improved. The metal chelate compound is dissolved in an inert organic solvent or liquid cyclic formal and subjected to the reaction. The amount of copolymer circulated through tube 24 is
It varies depending on the polymerization heat to be removed in the second step, but usually 50 to 50% of the formaldehyde weight supplied is
200 times more. A copolymerization reaction between formaldehyde and cyclic formal is carried out in the twin-screw mixer 1 in which a stirring shaft 4 and stirring blades 3 are driven by a motor (not shown). Polymerization temperature is usually 40-80°C. The space velocity of formaldehyde in stirrer 1 is usually 300
˜2000 h −1 and the average residence time of the copolymer is typically 5 to 30 seconds. The produced copolymer is discharged through tube 25 together with the circulating copolymer. Second Step Two stirring shafts 12 are provided in the lower part of the cooler 11, penetrating the side wall 13 of the cooler in parallel. The distance between the two stirring shafts 12 is determined by the support 1 on the shaft.
It is preferable that the trajectories (circles of rotation) of the tips of the stirring blades 15 provided through the stirring blades 4 touch or overlap. Three or more stirring shafts may be provided, but since there is no significant difference in mixing performance, two stirring shafts are practically sufficient. Although there are no particular restrictions on the shape of the stirring blades 15, paddle blades are generally used to scrape up the powdered copolymer in the cooler 11. In order to scrape up the powdered copolymer, it is preferable to place the paddle blades parallel to the stirring shaft 12, but in order to create a gentle circulation flow throughout the cooler 11, the paddle blades may be tilted or horizontal blades may be used. It is also possible to combine the blade with an inclined blade. A plurality of stirring blades 15 are mounted symmetrically on the stirring shaft. Three or four blades may also be used, but two blades spaced 180 degrees apart is usually sufficient. The spacing between the stirring blades 15 in the axial direction is also arbitrary, but from the point of view of the stirring effect, it is preferable that they be close to each other, and they are usually installed at intervals of 1.1 to 3 times the width of the blades. The relative position of the stirring blades 15 between the two shafts is such that both blades do not come into contact with each other due to rotation. The bottom of the cooler 11 is formed of a partial cylinder along the trajectory of the tip of the stirring blade 15. The limit for partial cylinders is up to 1/2 cylinder. That is, stirring blade 1
If the trajectories of the tips of the copolymer 5 are far apart, a chevron-shaped connection part is provided at the bottom of the cooler 11 in the middle part thereof to prevent the copolymer from stagnation. Cooler 11
The smaller the gap between the bottom of the stirring blade 15 and the tip of the stirring blade 15, the better, and is generally 10 mm or less. The height of the cooler 11 is desirably greater than the height of the powdered copolymer that has been stirred and floated, and is therefore 1.2 times or more, preferably 1.5 to 3.5 times the diameter of the maximum rotation circle drawn by the stirring blades 15. The length of the cooler 11 in the axial direction is arbitrary, but it is usually 1 to 7 times, particularly 1.5 to 5 times, the diameter of the rotating circle. At the top of the cooler 11, a disk-shaped cooling member 16 is provided.
A rotating shaft 17 with a rotary shaft attached thereto is provided to penetrate through the side wall 13. The rotating shaft 17 is installed parallel to the stirring shaft 12. Further, the rotating shaft 17 is provided so that the lower end of the cooling member 16 attached thereto is near the highest point of the trajectory of the stirring blade 15. The size, number, etc. of the cooling member 16 can be easily determined by those skilled in the art, taking into consideration the amount of heat to be removed. The interiors of the cooling member 16 and the rotating shaft 17 have a structure through which a cooling medium flows, as shown in FIG. 4, for example. A rotary joint 18 is attached to one end of the rotating shaft 17, and the cooling medium is supplied to the cooling member 16 and is discharged through the rotating shaft 17 after exchanging heat. The powdered copolymer from the first step is fed through tube 25. The stirring shaft 12 is driven by a drive device (not shown). The rotational speed of the stirring blades 15 is determined in consideration of the size of the cooler 11, the size and number of blades, etc. In order to obtain a sufficient stirring effect, the height of the powdered copolymer in the cooler 11 is generally set so that the height above the upper end of the stirring blade 15 is approximately 0.5 to 2 times the rotational diameter of the stirring blade 15. The rotation speed is adopted. This generally corresponds to a linear velocity of 1 to 5 m/sec at the tip of the stirring blade 15. The amount of powdered copolymer in the cooler 11 may be any amount as long as a sufficient stirring effect can be obtained, but the amount below the position near the highest point drawn by the stirring blade 15 when the stirring blade 15 is stopped is sufficient. It is preferable that there be. Inside the cooler 11, the powdered copolymer is stirred up by the stirring blades 15 to form a forced circulation flow. The upper surface of this forced circulation flow is connected to the cooling member 16
It is preferable for the polymerization temperature to be located above the highest point in order to efficiently remove the heat of polymerization. The rotating shaft 17 is rotated by a drive device (not shown). The rotational speed of the rotating shaft 17 is set to 0.3 as the linear velocity of the tip of the cooling member 16 in order to increase the apparent collision speed between the powdered copolymer and the cooling member 16.
It is preferable that it is 3 m/sec. The polymerization heat is transferred to the wall of the cooler 11 and the cooling member 1.
removed by 6. In particular, in the present invention, the cooling member 16 is installed in the forced circulation flow generated by the intense scraping or splashing effect of the stirring blades 15.
The powdered copolymer violently collides with the entire surface of the heat transfer surface 6, and the heat transfer surface itself rotates, thereby increasing the sliding force of the powder and bringing the heat transfer surface into uniform contact with the fluid. Therefore, there is less adhesion of the powdered copolymer to the heat transfer surface, the heat transfer surface can be updated easily, and the heat transfer coefficient can be increased by disturbing the boundary surface.
Polymerization heat can be efficiently removed. The cooled powdered copolymer is discharged through tube 24. An amount of copolymer commensurate with the product copolymer is withdrawn as product from tube 26, and the remaining copolymer is returned to the first step through tube 24. In the present invention, the powder copolymer transfer tube 2
Preferably, forced transfer pipes such as screw conveyors are used as 4, 25 and 26. Next, examples will be shown. The intrinsic viscosity of the copolymer is 60% when p-chlorophenol containing 2% by weight of α-pinene is used as a solvent.
Measured at °C. The base stability of a copolymer is defined as the base stability of a copolymer at a concentration of 10% by weight in benzyl alcohol containing 1% by weight of tri-n-butylamine.
This is the recovery rate (%) of the copolymer when heat treated at 160°C for 1 hour. Example 1 A polymerization reactor equipped with a hopper manufactured by Kurimoto Iron Works Co., Ltd.
KRC kneader #4 is used as a cooler, as shown in Figure 1.
It has the shape shown in Figures 3 and 4, and the height
475mm, width 440mm, length 1000mm, internal volume approx. 192.3
A cooler made of SUS304 was used. Inside the cooler, 16 disk-shaped cooling members (outer diameter 200 mm, made of SUS304) are installed in series on two parallel rotating shafts. Each is designed to allow water to flow through it. Temperature-controlled water was passed through it as a coolant. The cooler was also equipped with a jacket for heat removal, which was used to remove reaction heat in the same way as the internal cooler. The length from the tip of one stirring blade to the tip of the other blade 180 degrees apart is 270 mm. Screw conveyors were used for all the tubes connecting the polymerization reactor and the cooler and the tubes for extracting the produced copolymer from the hopper. Formaldehyde (below) using the above equipment
It's called FA. ) and 1,3,6-trioxocane (hereinafter referred to as TOC) were continuously copolymerized. Put about 50 kg of copolymer of FA and TOC into the device,
This was circulated at 600 kg/h. Moisture content is 50~
80ppm gaseous FA at 6Kg/h, gaseous TOC
480 g/h, toluene at 142 g/h, and gaseous boron trifluoride at 18.0 mmole/h were each fed from an inlet provided downstream of the hopper. The amount of cooling water entering the jacket and disc-shaped cooling member of the polymerization reactor and cooler was adjusted so as to maintain the copolymer kneader outlet temperature at 60°C. The resulting copolymer was extracted from the overflow line of the hopper and the boron trifluoride was deactivated with gaseous ammonia. This continuous copolymerization reaction was carried out for 240 hours. The intrinsic viscosity of the resulting copolymer is 1.6, and the base stability is
The FA yield in one pass was 99%. The TOC unit content of the copolymer was 2.0 mole%. Example 2 Example 1 was repeated except that the gaseous TOC feed rate was changed to 390 g/h and liquid TOC in which bis(acetylacetone) copper was dissolved at a concentration of 21.4 μmole/g was newly fed at 90 g/h. . The intrinsic viscosity of the resulting copolymer is 1.7, and the base stability is
The FA yield in one pass was 92% and 99%. The TOC unit content of the copolymer was 2.0 mole%. Comparative Example 1 Example 1 was repeated except that no toluene was fed. The intrinsic viscosity of the resulting copolymer is 1.7, and the base stability is
The yield was 81% and 95%.
第1図は本発明の一実施態様を示す概略図であ
り、第2図及び第3図は、それぞれ、第1図のA
−A線断面図及びB−B線断面図であり、第4図
は、冷却部材の拡大断面図である。
1……二軸混合撹拌機、3……混合撹拌翼、4
……撹拌軸、11……冷却器、12……撹拌軸、
15……撹拌翼、16……冷却部材、17……回
転軸。
FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are respectively A of FIG.
- A sectional view and a BB line sectional view, and FIG. 4 is an enlarged sectional view of the cooling member. 1...Two-shaft mixing agitator, 3...Mixing stirring blade, 4
... Stirring shaft, 11 ... Cooler, 12 ... Stirring shaft,
15... Stirring blade, 16... Cooling member, 17... Rotating shaft.
Claims (1)
アルデヒド100重量部当り0.1〜20重量部の不活性
有機溶媒及び後記第2工程から循環されるホルム
アルデヒドコポリマーを二軸混合撹拌機に連続的
に供給し、三弗化ホウ素の存在下に上記ホルムア
ルデヒドと環状ホルマールとを共重合させ、ホル
ムアルデヒドコポリマーを連続的に排出する第1
工程、及び 撹拌翼を備えた複数の撹拌軸が下部側壁を貫通
して設けられており、底壁が撹拌翼の先端の軌跡
に沿つた部分円筒で構成されており、内部に冷却
媒体が流通する円盤状の冷却部材を取り付けた回
転軸が上部側壁を貫通して設けられている冷却器
に、第1工程からのホルムアルデヒドコポリマー
を連続的に供給して冷却し、生成量に見合う上記
コポリマーを抜き出し、残余を第1工程に戻す第
2工程からなるホルムアルデヒドコポリマーの製
法。[Claims] 1. Formaldehyde, cyclic formal, 0.1 to 20 parts by weight of an inert organic solvent per 100 parts by weight of formaldehyde, and formaldehyde copolymer recycled from the second step described below are continuously fed to a twin-shaft mixer. , a first step of copolymerizing the formaldehyde and cyclic formal in the presence of boron trifluoride and continuously discharging the formaldehyde copolymer;
A plurality of stirring shafts equipped with stirring blades are installed through the lower side wall, and the bottom wall is composed of a partial cylinder that follows the trajectory of the tips of the stirring blades, and a cooling medium flows inside. The formaldehyde copolymer from the first step is continuously supplied and cooled to a cooler in which a rotary shaft to which a disc-shaped cooling member is attached passes through the upper side wall. A method for producing a formaldehyde copolymer comprising a second step of extracting and returning the remainder to the first step.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP943283A JPS59136315A (en) | 1983-01-25 | 1983-01-25 | Production method of formaldehyde copolymer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP943283A JPS59136315A (en) | 1983-01-25 | 1983-01-25 | Production method of formaldehyde copolymer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59136315A JPS59136315A (en) | 1984-08-04 |
| JPH0257567B2 true JPH0257567B2 (en) | 1990-12-05 |
Family
ID=11720163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP943283A Granted JPS59136315A (en) | 1983-01-25 | 1983-01-25 | Production method of formaldehyde copolymer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59136315A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61151218A (en) * | 1984-12-25 | 1986-07-09 | Ube Ind Ltd | Production of formaldehyde copolymer |
| JPS61151219A (en) * | 1984-12-25 | 1986-07-09 | Ube Ind Ltd | Production method of formaldehyde copolymer |
-
1983
- 1983-01-25 JP JP943283A patent/JPS59136315A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59136315A (en) | 1984-08-04 |
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