JPH032883B2 - - Google Patents
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- JPH032883B2 JPH032883B2 JP57102426A JP10242682A JPH032883B2 JP H032883 B2 JPH032883 B2 JP H032883B2 JP 57102426 A JP57102426 A JP 57102426A JP 10242682 A JP10242682 A JP 10242682A JP H032883 B2 JPH032883 B2 JP H032883B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、重合開始剤を製造後精製することな
く不純物を含んだ状態で使用しても良好な重合体
が得られる塩化ビニル系重合体の製造法に係る。
一般に塩化ビニルまたはそれと共重合可能な単
量体との混合物を重合する場合、重合開始剤とし
てジアシルパーオキサイド、ジアルキルパーオキ
サイド、パーオキシエステル、ジアルキルパーオ
キシジカーボネート等の有機過酸化物が多用され
ている。その中でも特にジアルキルパーオキシジ
カーボネートは、低温活性が高く、生産性に優
れ、得られた重合体は、熱安定性、加工時のゲル
化性、粒度分布などの諸物性に優れており、工業
的に最も有利な重合開始剤であると認識されてい
る。
ジアルキルパーオキシジカーボネート等は、例
えばクロロ蟻酸アルキルエステル、過酸化水素及
び水酸化ナトリウムのようなアルカリ物質を混合
処理して反応せしめ、通常70〜90%の収率で製造
されてはいるが、反応生成物中に含まれる未反応
のクロロ蟻酸アルキルエステル、分解生成物を完
全に除去した状態で市販されている。これらの製
造、精製の二工程がジアルキルパーオキシジカー
ボネートを高価たらしめる主な要因となつてお
り、精製工程を省略することが可能となれば重合
開始剤を安価に供給できる。
また、これら有機過酸化物は、低温活性が高く
なるにつれて室温で不安定になつて爆発等の危険
性が増大する。したがつて、その貯蔵には専用の
冷蔵設備が必要となり、仮に該設備が設けられた
としても実際に使用時の取扱いに危険が伴う。
これらの問題を回避するために、すなわち有機
過酸化物重合開始剤を用いる替りに、アルキルク
ロロフオーメイト、無機過酸化物及びアルカリ金
属の水酸化物または炭酸水素化物などのアルカリ
を同時に重合器中に入れ、パーオキシジカーボネ
ートを生成させながら塩化ビニルを重合する方法
が、例えば米国特許第3022281号、特公昭56−
5242号等に提案されている。しかしながら、該方
法で製造された重合体は、極めて不規則な粒子形
態であり、熱安定性、ゲル化性が劣るという品質
的な欠陥を持つており、商品価値はなく、商業的
実施は困難であつた。この原因は、重合開始剤製
造時に生成するまたは未反応の不純物によるもの
と推察される。
本発明者等は、これらの欠点なしに安価なジア
ルキルパーオキシジカーボネート系の重合開始剤
を用いる塩化ビニル系単量体の重合方法について
鋭意検討した結果、重合開始剤としてハロゲノ蟻
酸アルキル、無機過酸化物、アルカリ水溶液及び
少量の水に不溶の有機溶媒を混合処理して反応せ
しめ、該反応生成物を静置後油水分離した水層の
みを除去して得られる油溶性不純物及びジアルキ
ルパーオキシジカーボネートを含有する有機溶媒
層を使用し、かつ重合系内の重合開始前の酸素濃
度を特定値以下に保つことにより、極めて高品質
の重合体を製造しうることを見い出し、本発明を
完成するに到つた。
すなわち、本発明の目的は、重合開始剤を製造
後精製することなく不純物を含んだ状態で使用し
てもすぐれた重合体が得られる安価な塩化ビニル
系重合体の製造法を提供するにある。
しかして、本発明の要旨は、重合開始剤の存在
下に塩化ビニルまたは塩化ビニルとそれに共重合
可能な単量体の混合物を重合するにあたり、重合
開始剤としてハロゲノ蟻酸アルキル、無機過酸化
物及びアルカリを水及び水に不溶の有機溶媒の存
在下に反応させた反応生成物を含有する有機溶媒
を精製することなく使用し、重合開始前の重合系
の酸素濃度を全単量体に対して100ppm以下とす
ることを特徴とする塩化ビニル系重合体の製造法
に存する。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明方法によつて製造される塩化ビニル系重
合体とは、塩化ビニルのホモポリマー及び塩化ビ
ニルとこれに共重合可能な単量体との混合物を共
重合して得られる共重合体である。塩化ビニルに
共重合しうる単量体ときしては、例えばエチレ
ン、プロピレン、ブテン、ペンテン−1、ブタジ
エン、スチレン、α−メチルスチレン、酢酸、カ
プロン酸、カプリル酸、安息香酸等のビニルエス
テル類またはアリルエステル類、アルキル基の炭
素原子数1〜12(C1〜12)のジアルキルマレイン酸
あるいはフマール酸エステル類、アクリロニトリ
ル、塩化ビニリデン、シアン化ビニリデン、
C1〜12のアルキル基のアルキルビニルエーテル、
N−ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニル
シラン類、アルキル基C1〜16のアクリル酸アルキ
ルエステル類、またはメタクリル酸アルキルエス
テル類があげられ、これらの少なくとも一種を塩
化ビニル100重量部に対して0.01〜40重量部、好
ましくは5〜30重量部の範囲で共重合させること
ができる。
本発明方法で用いられるハロゲノ蟻酸アルキル
は、次の一般式で表わされる。
〔式中、Rは分岐鎖を有していてもよいアルキル
基、Xは塩素原子、息素原子、またはフツ素原子
をそれぞれ示す。〕
アルキル基Rは炭素原子数1〜10、特に2〜4で
あるのが好ましく、またハロゲン原子Xは塩素原
子であるのが一般的である。ハロゲノ蟻酸アルキ
ルとしては、それを例示すればメチルクロロフオ
ーメイト(クロロ蟻酸メチル)、エチルクロロフ
オーメイト、n−プロピルクロロフオーメイト、
イソプロピルクロロフオーメイト、n−ブチルク
ロロフオーメイト、イソブチルクロロフオーメイ
ト、sec−ブチルクロロフオーメイト、tert−ブ
チルクロロフオーメイト、n−アミルクロロフオ
ーメイト、イソアミルクロロフオーメイト、n−
ヘキシルクロロフオーメイト、n−ヘプチルクロ
ロフオーメイト、n−オクチルクロロフオーメイ
ト、2−エチルヘキシルクロロフオーメイト等が
あげられる。しかしこれらに限定されるものでは
ない。
本発明方法に用いる無機過酸化物は、前述のハ
ロゲノ蟻酸アルキル及びアルカリとともに反応し
てジアルキルパーオキシジカーボネートを生成す
るものなら特に制限されるものではないが、例え
ば過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化カリウ
ム、過酸化バリウム、過酸化マグネシウム、過酸
化水素ナトリウムが挙げられ、また過酸化水素化
物(例えばNa2SiO3・H2O2・H2O,NaBO3・
H2O2・3H2O等)も使用できる。この内でも過酸
化水素を用いるのが重合開始剤製造工程で不純物
の混入が少ないので特に好ましい。過酸化水素
は、一般に入手可能な水溶液のものであれば濃度
は特に限定されないが、取扱いの容易さ及び重合
系への余分な水の導入を少なくする点から30〜35
%濃度のものを適宜稀釈して用いるのが望まし
い。
しかして、過酸化水素の使用量は使用するハロ
ゲノ蟻酸アルキル1モルに対し0.1〜5モル特に
0.5〜2.5モルであるのが好ましい。
また、本発明方法に用いるアルカリは、水溶性
のものであれば特に制限されるものではなく、例
えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸
化アルカリ金属類、酸化ナトリウム、酸化カリウ
ム等の酸化アルカリ金属類、アンモニア等が挙げ
られ、これらの少なくとも1つが用いられる。こ
れらのアルカリは必要に応じて水溶液として用い
てもよい。また、アンモニアは一般市販のアンモ
ニア水の状態で用いてもよい。しかしてアルカリ
の使用量は、ハロゲノ蟻酸アルキル1モル当り
0.2〜10モル、特に1〜5モルの範囲であるのが
望ましい。
無機過酸化物及びアルカリの使用量が上述の割
合よりも少ないときは、重合開始剤として作用す
るジアルキルパーオキシジカーボネートへの変化
が十分でなく、逆に上述の使用割合よりも多いと
無機過酸化物及びアルカリの大部分は反応に関与
せずに反応系内に残留することになり、経済性に
不利であるばかりでなく、特にアルカリが多い場
合は合成されたジアルキルパーオキシジカーボネ
ートを分解する傾向があり、結果的に見掛け上得
られる重合開始剤の収率が低下し、また重合体の
品質を低下させる原因にもなり易い。
本発明方法に使用される重合開始剤は、水及び
水に不溶の有機溶媒の存在下で反応して合成され
るが、水は、反応系に別途添加してもよいが、通
常無機過酸化物の水溶液またはアルカルの水溶液
からの水で充分である。また有機溶媒は例えばト
ルエン、ミネラルスピリツト、二塩化エチレン、
四塩化炭素等が使用され、使用量としてはハロゲ
ノ蟻酸アルキル100重量部に対して50〜200重量部
が好ましい。有機溶媒の不存在下でも重合開始剤
は生成するが重合開始剤の濃度が高くなるため爆
発の危険性があり、有機溶媒は重合開始剤合成中
の稀釈剤として作用する。
しかして、重合開始剤は、例えば上記必須成分
を混合処理して室温で5〜20分間合成反応を行
う。反応は油水界面で起り、重合開始剤は有機溶
媒に溶解される。反応温度が高くなると、合成さ
れた重合開始剤の分解が起り易くなるので、反応
温度は30℃程度までが好ましい。反応終了後反応
生成物を静置して水層と有機溶媒層に分離し、ア
ルカリ金属等を溶解した水層を除去する。有機溶
媒層は、未反応のハロゲノ蟻酸アルキル等の不純
物を含有するが、これを精製することなく塩化ビ
ニル系重合体の製造に重合開始剤として使用す
る。重合開始剤を含有する有機溶媒の重合系への
添加は、重合反応前に重合系に添加しても、また
重合開始後連続的に重合系に添加してもよい。要
するに重合開始剤は重合系に重合開始剤が添加さ
れる時期にあわせて調製されるのが好ましく、そ
れによつて重合開始剤を冷却する必要もなく、ま
た急激な自己発熱分解による爆発等のトラブルを
防止することができる。
しかして、重合開始剤の使用量は、重合開始剤
として作用するジアルキルパーオキシジカーボネ
ートのアルキル基の炭素原子数、重合速度等によ
つて異なるけれども、ジアルキルパーオキシジカ
ーボネートの量として塩化ビニルまたは他の単量
体に対して0.005〜0.1重量%、好ましくは0.01〜
0.05重量%の範囲から選択される。
また、本発明方法は、重合開始時の重合系内の
酸素濃度を塩化ビニル単量体または共重合可能な
単量体に対して100ppm以下にすることが必須の
要件であり、特に5〜100ppmの範囲にあるのが
好ましい。重合系内の酸素濃度は、脱気条件によ
つて変り得るが、通常の脱気条件ではせいぜい
100ppm程度までしか低下しない。酸素量をこれ
以上減少させるための方法としては、脱気時の
温度を高める、脱気と窒素ガスによる圧戻しの
繰返しの回数を増す、またはこれらの組合せ等
各種の方法を採用しうる。驚くべきことに、重合
系の酸素濃度を100ppm以下にすることにより、
不純物を含む重合開始剤の有機溶媒を使用して
も、熱的性質、フイツシユアイ特性に優れた重合
体が得られることを見いだした。酸素濃度が極端
に低下すると、すなわち、5ppm未満になると重
合系の懸濁安定性が悪くなる傾向があり、粒度が
荒れ易くなつて、フイツシユアイ特性が悪くなる
傾向が見られる。
本発明方法を実施するには、例えば、重合容器
に懸濁剤または乳化剤を含む水を入れ、該容器内
から上述の方法により該容器内の酸素濃度を
100ppm以下にし、これに塩化ビニルまたはこれ
に共重合可能な単量体を仕込み、次いで上述の方
法で合成した重合開始剤を含む末精製の有機溶媒
を圧入し、30〜70℃の温度で懸濁重合または乳化
重合を行う。本発明方法は、懸濁重合に最も好適
に採用される。本発明方法に使用される懸濁剤
は、特に限定されるものではないが、部分ケン化
ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルメチ
ルセルロース、酢酸ビニル−無水マレイン酸共重
合体、ポリビニルピロリドン、ゼラチン等の水溶
性高分子物質が単独でまたは混合して用いられ
る。また乳化剤としてソルビタンモノラウレー
ト、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモ
ノオレエート、あるいはそれらのポリオキシエチ
レン誘導体、ペンタエリスリトールモノラウレー
ト、ペンタエリスリトールモノオレエートなどの
ノニオン系界面活性剤、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウムなどの
アニオン系界面活性剤等が挙げられる。これら懸
濁剤及び乳化剤は併用することができる。
また、本発明方法は、必要に応じ上述の重合開
始剤系のほかに、通常の、既に製造された重合開
始剤、例えばジアルキルパーオキサイド、ジアシ
ルパーオキサイド、アルキルパーオキシエステ
ル、ジアルキルパーオキシジカーボネート等の有
機過酸化物またはアゾニトリル系化合物を併用し
てもよい。重合開始剤の併用は、重合速度の調節
等で好ましい結果が得られる場合が多い。
本発明方法によれば、ハロゲノ蟻酸アルキル、
無機過酸化物及びアルカリを水及び水に不溶性の
有機溶媒の存在下に反応させて得られるジアルキ
ルパーオキシジカーボネートが有機溶媒層に溶解
されるので、水溶性の副生物は水層の除去ととも
に取り除かれ、重合系に水溶性の不純物は混入さ
れない。有機溶媒層には未反応のハロゲノ蟻酸ア
ルキルまたはジアルキルパーオキシジカーボネー
トの分解物等の不純物が含有されていても、重合
系の重合開始前の酸素濃度を単量体に対して
100ppm以下にすることにより、熱安定性等の熱
的性質やゲル化性等フイツシユアイ特性の優れた
重合体が得られる。そして、本発明によれば、重
合開始剤としてジアルキルパーオキシジカーボネ
ートを用いることに伴なう専用の冷蔵設備は必要
とせず、取扱い時の危険性もなく、しかもジアル
キルパーオキシジカーボネートを用いたものと全
く同質の高品質の塩化ビニル系重合体が得られ
る。
以下に本発明方法を実施例にて詳述するが本発
明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定
されるものではない。
尚、得られた塩化ビニル系重合体の品質評価
は、次の通り行なつた。
〔熱安定性試験〕
塩化ビニル系重合体100重量部、フタル酸ジオ
クチル40重量部、エポキシ化大豆油3重量部、ス
テアリン酸バリウム2重量部及びステアリン酸亜
鉛1重量部を混合し、160℃に温調されたロール
で5分間混練しシートを得た。得られたシートを
170℃に温調されたギヤオーブン中につるし黒色
に変色する迄の時間を測定した。
〔フイツシユアイ試験〕
塩化ビニル系重合体100重量部、フタル酸ジオ
クチル50重量部、ステアリン酸カルシウム1重量
部及びカーボンブラツク1重量部を混合し160℃
に温調されたロールで5分間混練りを行いシート
を取り出す。このシート100cm2のフイツシユアイ
の数を計数した。
重合開始剤の合成法:
重合開始剤〔〕
塩化蟻酸セカンダリーブチルエステル27gr、5
重量%過酸化水素水140gr、5重量%水酸化ナト
リウム水溶液160gr及び二塩化エチレン30grを25
℃に調節された恒温槽中のガラス製ビーカーにと
り15分間撹拌した後静置し、上澄の水相部のみを
分離除去し不純物を含有するジーセカンダリーブ
チルパーオキシジカーボネートの二塩化エチレン
溶液を得た。
この反応の収率は65%であり、投入した塩化蟻
酸セカンダリーブチルエステルの約40%は不純物
として該過酸化物中に包含されている。
重合開始剤〔〕
塩化蟻酸エチルエステル22gr、5重量%過酸化
水素水210gr、5重量%アンモニア水溶液200gr及
びトルエン20grを25℃に調節された恒温槽中のガ
ラス製ビーカーにとり15分間撹拌した後静置し水
層部のみを分離除去し、不純物を含有するジエチ
ルパーオキシジカーボネートのトルエン溶液を得
た。この反応の収率は55%であつた。
実施例 1,2 比較例
内容積300のステンレス製オートクレーブに
部分鹸化ポリ酢酸ビニル110gr、水165を仕込ん
だ後、真空ポンプで重合系内を−700mmHg迄吸引
した後窒素ガスで常圧迄圧戻しを行う操作を6回
くり返して脱気し、重合系内の酸素を充分に除去
したのち表1に記した所定量の酸素濃度となるよ
うに酸素ガスを封入した。
ついで、塩化ビニル単量体(VCM)11Kgを仕
込み、ついで表に示した重合開始剤である二塩化
エチレン溶液及びトルエン溶液を添加し、重合温
度58℃迄昇温し重合反応を行なつた。重合系内の
圧力が2Kg/cm2の降下を示す迄重合継続した後、
未反応の塩化ビニル単量体を回収し脱水乾燥して
塩化ビニル重合体を得た。
これらの品質もあわせて表に示す。比較例に見
られる塩化ビニル重合体は、通常の重合方法に類
似した酸素濃度で、重合開始剤〔〕を適用した
例であるがその品質は熱安定性、フイツシユアイ
共にきわめて劣悪なるものでとても実用に供し得
るものではない。
これに反し実施例1,2が本発明方法で得られ
る塩化ビニル重合体であるが熱安定性、フイツシ
ユアイ共に優れたものとなつている。
【表】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a vinyl chloride polymer in which a good polymer can be obtained even if the polymerization initiator is used in a state containing impurities without being purified after production. Generally, when vinyl chloride or a mixture of vinyl chloride and a monomer copolymerizable with it is polymerized, organic peroxides such as diacyl peroxide, dialkyl peroxide, peroxy ester, and dialkyl peroxydicarbonate are often used as polymerization initiators. ing. Among them, dialkyl peroxydicarbonates in particular have high low-temperature activity and excellent productivity, and the obtained polymers have excellent physical properties such as thermal stability, gelling properties during processing, and particle size distribution, and are suitable for industrial use. is recognized as the most advantageous polymerization initiator. Dialkyl peroxydicarbonates and the like are usually produced in a yield of 70 to 90% by reacting a mixture of alkyl chloroformates, hydrogen peroxide, and alkali substances such as sodium hydroxide. It is commercially available after completely removing unreacted chloroformic acid alkyl ester and decomposition products contained in the reaction product. These two steps of production and purification are the main factors that make dialkyl peroxydicarbonate expensive, and if it were possible to omit the purification step, the polymerization initiator could be supplied at a low cost. Furthermore, as the low-temperature activity of these organic peroxides increases, they become unstable at room temperature, increasing the risk of explosion. Therefore, dedicated refrigeration equipment is required for storage, and even if such equipment were installed, handling during actual use would be dangerous. In order to avoid these problems, i.e. instead of using an organic peroxide polymerization initiator, an alkyl chloroformate, an inorganic peroxide and an alkali such as an alkali metal hydroxide or hydrogen carbonate can be simultaneously added to the polymerization vessel. A method of polymerizing vinyl chloride while producing peroxydicarbonate is described, for example, in U.S. Pat.
It has been proposed in No. 5242, etc. However, the polymers produced by this method have quality defects such as extremely irregular particle morphology and poor thermal stability and gelling properties, so they have no commercial value and are difficult to commercially implement. It was hot. This is presumed to be caused by impurities that are generated or unreacted during the production of the polymerization initiator. The present inventors have conducted intensive studies on a method for polymerizing vinyl chloride monomers using inexpensive dialkyl peroxydicarbonate polymerization initiators without these drawbacks, and have found that alkyl halide formates and inorganic peroxydicarbonate polymerization initiators can be used as polymerization initiators. Oil-soluble impurities and dialkyl peroxydi Discovered that extremely high quality polymers could be produced by using an organic solvent layer containing carbonate and maintaining the oxygen concentration in the polymerization system before the start of polymerization below a specific value, and completed the present invention. I reached it. That is, an object of the present invention is to provide an inexpensive method for producing a vinyl chloride polymer, which allows an excellent polymer to be obtained even if the polymerization initiator is used in a state containing impurities without being purified after production. . Therefore, the gist of the present invention is to polymerize vinyl chloride or a mixture of vinyl chloride and a monomer copolymerizable therewith in the presence of a polymerization initiator, using an alkyl halogenoformate, an inorganic peroxide, and an inorganic peroxide as a polymerization initiator. The organic solvent containing the reaction product obtained by reacting an alkali in the presence of water and a water-insoluble organic solvent is used without purification, and the oxygen concentration in the polymerization system before the start of polymerization is determined relative to the total monomers. A method for producing a vinyl chloride polymer characterized in that the content of the vinyl chloride polymer is 100 ppm or less. The present invention will be explained in detail below. The vinyl chloride polymer produced by the method of the present invention is a copolymer obtained by copolymerizing a homopolymer of vinyl chloride and a mixture of vinyl chloride and a monomer copolymerizable therewith. . Examples of monomers copolymerizable with vinyl chloride include vinyl esters such as ethylene, propylene, butene, pentene-1, butadiene, styrene, α-methylstyrene, acetic acid, caproic acid, caprylic acid, and benzoic acid. or allyl esters, dialkyl maleic acid or fumaric acid esters in which the alkyl group has 1 to 12 carbon atoms (C 1 to 12 ), acrylonitrile, vinylidene chloride, vinylidene cyanide,
Alkyl vinyl ether of C 1-12 alkyl group,
Examples include N-vinylpyrrolidone, vinylpyridine, vinylsilanes, acrylic acid alkyl esters having alkyl groups from C1 to C16 , or methacrylic acid alkyl esters, and at least one of these is added in an amount of 0.01 to 40 parts per 100 parts by weight of vinyl chloride. It can be copolymerized in an amount of 5 parts by weight, preferably 5 to 30 parts by weight. The alkyl halogenoformate used in the method of the present invention is represented by the following general formula. [In the formula, R represents an alkyl group which may have a branched chain, and X represents a chlorine atom, a hydrogen atom, or a fluorine atom, respectively. ] The alkyl group R preferably has 1 to 10 carbon atoms, particularly 2 to 4 carbon atoms, and the halogen atom X is generally a chlorine atom. Examples of the alkyl halogenoformate include methyl chloroformate (methyl chloroformate), ethyl chloroformate, n-propyl chloroformate,
Isopropyl chloroformate, n-butyl chloroformate, isobutyl chloroformate, sec-butyl chloroformate, tert-butyl chloroformate, n-amyl chloroformate, isoamyl chloroformate, n-
Examples include hexyl chloroformate, n-heptyl chloroformate, n-octyl chloroformate, 2-ethylhexyl chloroformate, and the like. However, it is not limited to these. The inorganic peroxide used in the method of the present invention is not particularly limited as long as it reacts with the aforementioned alkyl halogenoformate and alkali to produce dialkyl peroxydicarbonate, but examples include hydrogen peroxide, sodium peroxide, Potassium peroxide, barium peroxide, magnesium peroxide, sodium hydrogen peroxide are mentioned, and hydrogen peroxide (e.g. Na 2 SiO 3 .H 2 O 2 .H 2 O, NaBO 3 .
H 2 O 2 , 3H 2 O, etc.) can also be used. Among these, it is particularly preferable to use hydrogen peroxide because it causes less contamination of impurities in the polymerization initiator manufacturing process. The concentration of hydrogen peroxide is not particularly limited as long as it is a commonly available aqueous solution, but from the viewpoint of ease of handling and reducing the introduction of excess water into the polymerization system, the concentration is between 30 and 35%.
% concentration and diluted appropriately. Therefore, the amount of hydrogen peroxide used is preferably 0.1 to 5 mol per 1 mol of the alkyl halide formate used.
Preferably, it is 0.5 to 2.5 mol. Further, the alkali used in the method of the present invention is not particularly limited as long as it is water-soluble, and examples include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and alkali oxides such as sodium oxide and potassium oxide. Examples include metals, ammonia, etc., and at least one of these is used. These alkalis may be used as an aqueous solution if necessary. Ammonia may also be used in the form of commercially available ammonia water. Therefore, the amount of alkali used is per mole of alkyl halide formate.
A range of 0.2 to 10 mol, particularly 1 to 5 mol is preferred. When the amount of inorganic peroxide and alkali used is less than the above-mentioned ratio, the conversion to dialkyl peroxydicarbonate that acts as a polymerization initiator is not sufficient; Most of the oxides and alkalis remain in the reaction system without participating in the reaction, which is not only disadvantageous economically, but especially when there are a lot of alkalis, the synthesized dialkyl peroxydicarbonate may be decomposed. As a result, the yield of the polymerization initiator apparently obtained is lowered, and the quality of the polymer is also likely to be lowered. The polymerization initiator used in the method of the present invention is synthesized by reacting in the presence of water and an organic solvent insoluble in water.Water may be added separately to the reaction system, but usually inorganic peroxide Water from an aqueous solution of a compound or an alkal is sufficient. Examples of organic solvents include toluene, mineral spirits, ethylene dichloride,
Carbon tetrachloride or the like is used, and the amount used is preferably 50 to 200 parts by weight per 100 parts by weight of alkyl halide formate. Although a polymerization initiator is produced even in the absence of an organic solvent, there is a risk of explosion due to the high concentration of the polymerization initiator, and the organic solvent acts as a diluent during the synthesis of the polymerization initiator. For example, the polymerization initiator is synthesized by mixing the above-mentioned essential components and carrying out a synthesis reaction at room temperature for 5 to 20 minutes. The reaction takes place at the oil-water interface, and the polymerization initiator is dissolved in an organic solvent. As the reaction temperature becomes higher, the synthesized polymerization initiator is more likely to decompose, so the reaction temperature is preferably up to about 30°C. After the reaction is completed, the reaction product is allowed to stand and is separated into an aqueous layer and an organic solvent layer, and the aqueous layer in which the alkali metal and the like are dissolved is removed. Although the organic solvent layer contains impurities such as unreacted alkyl halogenoformate, it is used as a polymerization initiator in the production of a vinyl chloride polymer without being purified. The organic solvent containing the polymerization initiator may be added to the polymerization system before the polymerization reaction, or may be added continuously to the polymerization system after the initiation of the polymerization. In short, it is preferable to prepare the polymerization initiator at the same time as when it is added to the polymerization system, thereby eliminating the need to cool the polymerization initiator and causing problems such as explosions due to rapid self-heating decomposition. can be prevented. Although the amount of the polymerization initiator used varies depending on the number of carbon atoms in the alkyl group of the dialkyl peroxydicarbonate acting as a polymerization initiator, the polymerization rate, etc. 0.005-0.1% by weight relative to other monomers, preferably 0.01-0.01%
Selected from a range of 0.05% by weight. In addition, in the method of the present invention, it is essential that the oxygen concentration in the polymerization system at the start of polymerization be 100 ppm or less relative to the vinyl chloride monomer or copolymerizable monomer, particularly 5 to 100 ppm. It is preferable that it is in the range of . The oxygen concentration within the polymerization system can vary depending on the degassing conditions, but under normal degassing conditions it is at most
It only decreases to about 100ppm. As a method for further reducing the amount of oxygen, various methods can be employed, such as increasing the temperature during degassing, increasing the number of repetitions of degassing and pressure return with nitrogen gas, or a combination thereof. Surprisingly, by reducing the oxygen concentration in the polymerization system to 100 ppm or less,
It has been found that even if an organic solvent containing impurities is used as a polymerization initiator, a polymer with excellent thermal and mechanical properties can be obtained. When the oxygen concentration is extremely reduced, that is, below 5 ppm, the suspension stability of the polymerization system tends to deteriorate, the particle size tends to become rough, and the fisheye properties tend to deteriorate. To carry out the method of the present invention, for example, water containing a suspending agent or emulsifying agent is placed in a polymerization container, and the oxygen concentration in the container is determined from within the container by the method described above.
100 ppm or less, add vinyl chloride or a monomer copolymerizable with it, then pressurize a highly purified organic solvent containing a polymerization initiator synthesized by the method described above, and suspend at a temperature of 30 to 70°C. Perform turbidity polymerization or emulsion polymerization. The method of the present invention is most preferably employed in suspension polymerization. The suspending agent used in the method of the present invention is not particularly limited, but has highly water-soluble materials such as partially saponified polyvinyl alcohol, hydroxypropyl methylcellulose, vinyl acetate-maleic anhydride copolymer, polyvinylpyrrolidone, and gelatin. Molecular substances may be used alone or in mixtures. In addition, as emulsifiers, sorbitan monolaurate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, or their polyoxyethylene derivatives, nonionic surfactants such as pentaerythritol monolaurate, pentaerythritol monooleate, sodium dodecylbenzenesulfonate, etc. , anionic surfactants such as sodium lauryl sulfate, and the like. These suspending agents and emulsifying agents can be used in combination. In addition to the above-mentioned polymerization initiator system, the method of the present invention may also be carried out using conventional polymerization initiators such as dialkyl peroxides, diacyl peroxides, alkyl peroxy esters, dialkyl peroxy dicarbonates, etc., if necessary. Organic peroxides such as or azonitrile compounds may be used in combination. When a polymerization initiator is used in combination, favorable results can often be obtained by controlling the polymerization rate. According to the method of the present invention, alkyl halogenoformate,
Since the dialkyl peroxydicarbonate obtained by reacting an inorganic peroxide and an alkali in the presence of water and a water-insoluble organic solvent is dissolved in the organic solvent layer, water-soluble by-products are removed as the aqueous layer is removed. No water-soluble impurities are introduced into the polymerization system. Even if the organic solvent layer contains impurities such as decomposition products of unreacted alkyl halogenoformate or dialkyl peroxydicarbonate, the oxygen concentration in the polymerization system before the start of polymerization can be adjusted relative to the monomer.
By controlling the amount to 100 ppm or less, a polymer with excellent thermal properties such as thermal stability, and fish eye properties such as gelling property can be obtained. According to the present invention, there is no need for special refrigeration equipment associated with using dialkyl peroxydicarbonate as a polymerization initiator, there is no danger during handling, and moreover, dialkyl peroxydicarbonate is used as a polymerization initiator. A high-quality vinyl chloride polymer that is exactly the same as the original product can be obtained. The method of the present invention will be explained in detail below using examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof. The quality of the obtained vinyl chloride polymer was evaluated as follows. [Thermal stability test] 100 parts by weight of vinyl chloride polymer, 40 parts by weight of dioctyl phthalate, 3 parts by weight of epoxidized soybean oil, 2 parts by weight of barium stearate and 1 part by weight of zinc stearate were mixed and heated to 160°C. The mixture was kneaded for 5 minutes using temperature-controlled rolls to obtain a sheet. the obtained sheet
The sample was hung in a gear oven controlled at 170°C and the time until it turned black was measured. [Fish eye test] Mix 100 parts by weight of vinyl chloride polymer, 50 parts by weight of dioctyl phthalate, 1 part by weight of calcium stearate and 1 part by weight of carbon black and heat at 160°C.
Knead for 5 minutes using temperature-controlled rolls and take out the sheet. The number of fish eyes on this 100 cm 2 sheet was counted. Synthesis method of polymerization initiator: Polymerization initiator [] Chloroformic acid secondary butyl ester 27gr, 5
25g of 140gr of 5wt% hydrogen peroxide solution, 160gr of 5wt% aqueous sodium hydroxide solution and 30gr of ethylene dichloride
The mixture was placed in a glass beaker in a constant temperature bath controlled at ℃, stirred for 15 minutes, allowed to stand, and only the supernatant aqueous phase was separated and removed. Obtained. The yield of this reaction was 65%, and about 40% of the input secondary butyl chloride formate was included in the peroxide as an impurity. Polymerization initiator [] 22gr of chloroformic acid ethyl ester, 210gr of 5wt% hydrogen peroxide solution, 200gr of 5wt% ammonia aqueous solution, and 20gr of toluene were placed in a glass beaker in a constant temperature bath adjusted to 25℃, stirred for 15 minutes, and then allowed to stand still. Only the aqueous layer was separated and removed to obtain a toluene solution of diethyl peroxydicarbonate containing impurities. The yield of this reaction was 55%. Example 1, 2 Comparative Example After charging 110 gr of partially saponified polyvinyl acetate and 165 g of water into a stainless steel autoclave with an internal volume of 300, the inside of the polymerization system was sucked to -700 mmHg with a vacuum pump, and then the pressure was returned to normal pressure with nitrogen gas. This operation was repeated 6 times to fully remove oxygen from the polymerization system, and then oxygen gas was sealed in the polymerization system to achieve the predetermined oxygen concentration shown in Table 1. Next, 11 kg of vinyl chloride monomer (VCM) was charged, and then ethylene dichloride solution and toluene solution as polymerization initiators shown in the table were added, and the temperature was raised to a polymerization temperature of 58°C to carry out a polymerization reaction. After polymerization continued until the pressure within the polymerization system showed a drop of 2 kg/ cm2 ,
Unreacted vinyl chloride monomer was collected and dehydrated and dried to obtain a vinyl chloride polymer. These qualities are also shown in the table. The vinyl chloride polymer seen in the comparative example is an example in which a polymerization initiator [ ] was applied at an oxygen concentration similar to that of a normal polymerization method, but its quality was extremely poor in both thermal stability and durability, making it very difficult to put into practical use. It is not something that can be provided for. On the other hand, Examples 1 and 2, which are vinyl chloride polymers obtained by the method of the present invention, have excellent thermal stability and durability. 【table】
Claims (1)
ビニルとそれに共重合可能な単量体の混合物を重
合するにあたり、重合開始剤としてハロゲノ蟻酸
アルキル、無機過酸化物、アルカリ、水及び水に
不溶の有機溶媒を混合して反応せしめて得た反応
生成物を静置した後に油水分離して調製されたジ
アルキルパーオキシジカーボネート及び油溶性不
純物を含有する有機溶媒を精製することなく使用
し、かつ重合開始前の重合系の酸素濃度を全単量
体に対して100ppm以下とすることを特徴とする
塩化ビニル系重合体の製造法。 2 ハロゲノ蟻酸アルキルがクロロ蟻酸アルキル
である特許請求の範囲第1項記載の塩化ビニル系
重合体の製造法。 3 ハロゲノ蟻酸アルキルのアルキル基が分岐鎖
を有していてもよい炭素原子数1〜10のアルキル
基である特許請求の範囲第1項または第2項記載
の塩化ビニル系重合体の製造法。 4 無機過酸化物が過酸化水素である特許請求の
範囲第1項記載の塩化ビニル系重合体の製造法。[Claims] 1. When vinyl chloride or a mixture of vinyl chloride and a monomer copolymerizable therewith is polymerized in the presence of a polymerization initiator, an alkyl halogenoformate, an inorganic peroxide, an alkali, To purify an organic solvent containing dialkyl peroxydicarbonate and oil-soluble impurities prepared by mixing and reacting water and a water-insoluble organic solvent, allowing the reaction product to stand still, and then separating oil and water. 1. A method for producing a vinyl chloride polymer, characterized in that the oxygen concentration in the polymerization system before the start of polymerization is 100 ppm or less based on all monomers. 2. The method for producing a vinyl chloride polymer according to claim 1, wherein the alkyl halogenoformate is an alkyl chloroformate. 3. The method for producing a vinyl chloride polymer according to claim 1 or 2, wherein the alkyl group of the alkyl halogenoformate is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may have a branched chain. 4. The method for producing a vinyl chloride polymer according to claim 1, wherein the inorganic peroxide is hydrogen peroxide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10242682A JPS58219204A (en) | 1982-06-15 | 1982-06-15 | Preparation of vinyl chloride polymer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10242682A JPS58219204A (en) | 1982-06-15 | 1982-06-15 | Preparation of vinyl chloride polymer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58219204A JPS58219204A (en) | 1983-12-20 |
| JPH032883B2 true JPH032883B2 (en) | 1991-01-17 |
Family
ID=14327126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10242682A Granted JPS58219204A (en) | 1982-06-15 | 1982-06-15 | Preparation of vinyl chloride polymer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58219204A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3799916A (en) * | 1972-06-19 | 1974-03-26 | Air Prod & Chem | Vinyl chloride based polymers prepared by in-situ initiators in acid medium |
-
1982
- 1982-06-15 JP JP10242682A patent/JPS58219204A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58219204A (en) | 1983-12-20 |
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