JP2010511081A - 反応器内での触媒の直接製造によるポリ塩化ビニルの懸濁重合法と前記反応のために前記反応器に添加する懸濁安定剤 - Google Patents
反応器内での触媒の直接製造によるポリ塩化ビニルの懸濁重合法と前記反応のために前記反応器に添加する懸濁安定剤 Download PDFInfo
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Abstract
加圧された撹拌反応器内における、水性懸濁液中でのビニルモノマーの重合による、ポリ塩化ビニルの製造方法であって、少なくとも1種類のビニルモノマーを含む水溶液を撹拌しながら反応器内に導入し、a)含水アルコール懸濁液中に少なくともマグネシウムとヒドロキシ基とを含む無機鉱物粉末の懸濁安定剤を添加し、b)前記反応器内にb1)塩基と、b2)A2O2で表され、A=H又はNaである過酸化物と、b3)ClCOOR1で表されるクロロホルマートと、b4)(RCO)2Oの一般式で表され、RがC=1からC=20のアルキルラジカルである有機酸無水物とを加え、c)その場での反応触媒の形成を行うために、前記反応器内でのみb1),b2),b3),b4)を別々に添加することにより、前記触媒を前記懸濁安定剤a)の添加を制御した条件下で徐々に生成させることを特徴とするポリ塩化ビニルの製造方法。
【選択図】なし
【選択図】なし
Description
[対象]
本発明は、主たる請求項の特徴部分に対応する、反応器内での触媒の直接製造と懸濁安定剤の同時使用による、ポリ塩化ビニル(PVC−S)の懸濁重合法に関するものである。
また、得られる前記ポリ塩化ビニルも本発明の一部である。
本発明は、主たる請求項の特徴部分に対応する、反応器内での触媒の直接製造と懸濁安定剤の同時使用による、ポリ塩化ビニル(PVC−S)の懸濁重合法に関するものである。
また、得られる前記ポリ塩化ビニルも本発明の一部である。
[応用分野]
応用分野としては、主に、懸濁ポリ塩化ビニルの製造を対象とする。
応用分野としては、主に、懸濁ポリ塩化ビニルの製造を対象とする。
ポリ塩化ビニルは、特に、塩化ビニルモノマーのみか、あるいは塩化ビニルモノマーと他のビニルモノマーからなる、一般にはPVC又はPVC−Sとの略記で公知の、ビニル系プラスチック材料ポリマーと定義されると解される。
「安定化」の定義は、主に反応物質を安定化すること、及び/又は制御すること、及び/又は抑制すること、及び/又は正常化することであると解される。そのため、この用語は反応の際の極端に広く、非制限的な機能を定義するものと理解でき、ポリマーの熱的安定化も含む。
より詳しくは、本発明は「その場での(in situ)」触媒技術を用いた重合法による懸濁ポリ塩化ビニル(PVC−S)の製造、つまり重合反応に必要な触媒の形成、すなわち重合反応器内における触媒の生成を目的とする。
「懸濁」の定義は、場合によっては、液体中の固体粒子の懸濁を補助する機能を果たす物質として明確に理解されるが、これに限定するものではない。
「懸濁安定化」の定義は、主に、反応及び/又は反応温度を安定化する機能を有し、場合によっては、及び/又は懸濁機能を付随的に有する物質として理解される。それゆえ、前記「懸濁安定化」の定義は、前記重合に関する一般的な機能として、本明細書と特許請求の範囲で理解される。
前記「安定化」と前記「懸濁」の定義は、組み合わせて、前記物質の機能の解釈を厳しく制限するものであると考えてはならない。なぜならば、最も一般的な解釈にあてはまらないにせよ、クレームされ記載された前記物質又は前記生成物が必ずしもその場での触媒生成を伴う反応の成分のような能力を形成しない、他の機能を有する場合もあるからである。
塩化ビニルの懸濁重合において、例えば、反応条件で複数のフリーラジカルを発生させることができる物質など、複数の触媒系又は触媒を使用することは公知である。
長年に渡り用いられてきた過酸化ラウリル系などの過酸化脂肪酸類の典型的な触媒から、新たに生成された触媒生成物への移行が進んでいる。この新たな触媒生成物は、例えば、ジイソプロピルペルオキソ炭酸塩のようなペルオキソ炭酸塩であり、短い反応時間でモノマーからポリマーへの高い転換が可能な高速触媒として定義される。
このような例として、特許文献1から10を引用する。
また、これらの溶液には、懸濁安定剤として以下の一般式で公知のハイドロタルサイトを使用する。
M3+は、Al,B,Bi及びFeからなる群から選択される3価の金属陽イオンを示し、
An−は、例として、HCO3 −,OH−,F−,Cl−,I−,Br−,ClO4 −,CO3 2−,SiO3 2−,HPO4 2−,CH3COO−,C6H5COO−を含む1価から4価の陰イオンを示し、
xとmは、下記の区間
0.2<x≦0.33
m>0
の一部をなす数である。
これに関しては、協和化学工業株式会社(日本)の特許文献11又は12を参照のこと。
一般式(1)のハイドロタルサイト系化合物の製造方法は、特許文献13から18などに記載されている。
特許文献19には、懸濁安定剤と、水に不溶又はわずかに可溶でモノマーに可溶な重合開始剤(触媒)とが存在する条件下で、水性懸濁重合法により、塩化ビニルモノマーのみからなるポリマーを製造する方法と、水性懸濁共重合法により、塩化ビニルモノマーとコモノマーからなるコポリマーを製造する方法とが開示されている。さらに、特許文献19には、前記一般式のハイドロタルサイト系化合物を含む前記懸濁安定剤の存在下で、重合又は共重合を行うという改善点が開示されている。ここで、前記ハイドロタルサイト結晶の平均直径は0.01から1マイクロメートルであり、前記ハイドロタルサイト化合物の量は前記モノマーの重量か、あるいは前記モノマーと前記コモノマーの総重量の約0.05から5重量%である。
しかしながら、前記懸濁安定剤の使用は上記のようないくつかの出願で示唆され、見いだされるものの、それらは、予め過酸化物を調製して重合の準備を行う系のみであり、一般的には過酸化物から予め調製した1種類又は複数の種類の触媒を添加する重合系のみである。そのため、非常に危険で、特定の温度で不安定で、可燃性で、爆発性が高い。
反応に必要な触媒を反応器内で直接製造するという問題を解決するために多くの試みがなされてきたが、実用化の見込みはなく、この方法はいまだに導入されていない。
重合反応器内での触媒生成は、「その場での(in situ)」触媒反応又は「その場での(in situ)」触媒作用として定義される。触媒反応又は触媒作用の定義は、モノマーからポリマーを生成するのに必要な反応を促進する作用と解される。「その場(in situ)」の定義は、作用の起こる反応の場所、すなわち前記反応器の内部と解される。
その場での触媒の一例は、アルキルクロロホルマート+酸化剤から反応を開始したときに生じ、また場合によっては、プロパン酸無水物系の無水物を共に用いて反応を開始したときに生じる。
これに関しては、特許文献20から23を参照のこと。
下記の種類の反応により、触媒の形成が起こる。
クロロホルマート+過酸化水素=過炭酸塩
この化学反応式は、
あるいは、
のように特定される。
クロロホルマート+過酸化水素=過炭酸塩
この化学反応式は、
前記の反応からわかるように、どちらの反応も塩酸などの酸の生成を引き起こすので、これらの酸を中和できる物質が存在し、反応の平衡が好ましい方向に移動するときにのみ反応が起こる。
さらに、前記クロロホルマートの分解を防ぐために、アルカリ度を高くすることはできない。
また、この反応には、一般的には炭酸水素ナトリウムなどの前記アルカリと共に、多量の緩衝物質の使用が必要となる。
しかしながら、前記炭酸水素ナトリウムを使用することで、生成物、すなわち得られるポリ塩化ビニルが汚染され、このポリ塩化ビニルの透明度が低下すると共に、透過性や電気特性などの物理化学的特性も失われることとなる。
工業的用途は、この制約により制限されてきた。
しかしながら、前記の方法は費用がかさむ。
本発明の範囲は、上述の課題と欠点を解決し、さらに、
前記反応の機能性と能力を向上させ、
前記反応の信頼性、質、安全性を高め、
前記生成物の品質を改善し、
生成物の生産費を抑えることである。
前記反応の機能性と能力を向上させ、
前記反応の信頼性、質、安全性を高め、
前記生成物の品質を改善し、
生成物の生産費を抑えることである。
[課題の解決と発明の特徴の特定]
前記の課題は、以下の手段を用いた水性懸濁液中でのビニルモノマーの重合法により、撹拌反応器中でポリ塩化ビニルを生成するという、主たる請求項を構成する方法で解決されるものであり、前記の手段とは、
a)含水アルコール懸濁液中で、少なくともマグネシウムとヒドロキシ基(hydroxylic groups)とを含む無機鉱物粉末の懸濁安定剤を用い、
b)前記反応器に、
b1)塩基と、
b2)過酸化物と、
b3)ClCOOR1で表されるクロロホルマートと、
b4)R2がC=1からC=20のアルキルラジカルである(R2CO)2Oの一般式で表される有機酸無水物とを加えることであり、
その場での反応触媒の形成を行うために、前記反応器内でのみb1),b2),b3),b4)を別々に添加することで、前記懸濁安定剤a)の添加を制御した条件下で前記触媒を徐々に生成させるものである。
前記の課題は、以下の手段を用いた水性懸濁液中でのビニルモノマーの重合法により、撹拌反応器中でポリ塩化ビニルを生成するという、主たる請求項を構成する方法で解決されるものであり、前記の手段とは、
a)含水アルコール懸濁液中で、少なくともマグネシウムとヒドロキシ基(hydroxylic groups)とを含む無機鉱物粉末の懸濁安定剤を用い、
b)前記反応器に、
b1)塩基と、
b2)過酸化物と、
b3)ClCOOR1で表されるクロロホルマートと、
b4)R2がC=1からC=20のアルキルラジカルである(R2CO)2Oの一般式で表される有機酸無水物とを加えることであり、
その場での反応触媒の形成を行うために、前記反応器内でのみb1),b2),b3),b4)を別々に添加することで、前記懸濁安定剤a)の添加を制御した条件下で前記触媒を徐々に生成させるものである。
従属請求項は、最良の結果をもたらす有利で好ましい解決法を記載している。
[優位性]
この方法により、
反応の機能性と能力が向上し、
反応の信頼性、質、安全性が高まり、
生成物の品質が向上するという優位性を得ることが可能となる。
この方法により、
反応の機能性と能力が向上し、
反応の信頼性、質、安全性が高まり、
生成物の品質が向上するという優位性を得ることが可能となる。
特に、記載された請求項によれば、懸濁安定剤が存在し、撹拌条件下で反応にさらされる混合物に分散された酸を中和する作用により、
a)反応がより規則的に起こるように調整、制限、安定化することで、前記懸濁安定化成分により直接、重合反応と触媒の形成の際に生じる塩酸が触媒の形成に伴い徐々に中和され、
b)過度に酸性度が上昇し、過度に最終温度が上昇することによって、生成物が規格から外れることなく、この方法を用いずに行う反応に比べて約4%以上反応を進めることが可能であり、
c)前記の転換が増加することで、除去すべきモノマーの量が減少し、ストリッピング時間が短縮され、
d)反応段階と最終的な脱ガス/ストリッピング段階で発生する気泡の量が減少し、
e)緩衝剤を使用する必要がなくなるため、樹脂自体に含まれる有害な塩の量が減少することにより、得られるPVCの電気特性が改善され、
f)得られるPVCの熱的安定性が改善されるため、配合段階での安定化の費用が抑えられ、
g)反応環境の酸性度が低いことにより、各反応の前に再添加してはならないが、3から4回の添加に耐えなければならない汚れ防止手段の有害な作用を減少させ、
h)危険で処理が非常に難しい予め調製された触媒を取り扱わず、保管しないため、安全性が増すという利点が得られる。
a)反応がより規則的に起こるように調整、制限、安定化することで、前記懸濁安定化成分により直接、重合反応と触媒の形成の際に生じる塩酸が触媒の形成に伴い徐々に中和され、
b)過度に酸性度が上昇し、過度に最終温度が上昇することによって、生成物が規格から外れることなく、この方法を用いずに行う反応に比べて約4%以上反応を進めることが可能であり、
c)前記の転換が増加することで、除去すべきモノマーの量が減少し、ストリッピング時間が短縮され、
d)反応段階と最終的な脱ガス/ストリッピング段階で発生する気泡の量が減少し、
e)緩衝剤を使用する必要がなくなるため、樹脂自体に含まれる有害な塩の量が減少することにより、得られるPVCの電気特性が改善され、
f)得られるPVCの熱的安定性が改善されるため、配合段階での安定化の費用が抑えられ、
g)反応環境の酸性度が低いことにより、各反応の前に再添加してはならないが、3から4回の添加に耐えなければならない汚れ防止手段の有害な作用を減少させ、
h)危険で処理が非常に難しい予め調製された触媒を取り扱わず、保管しないため、安全性が増すという利点が得られる。
[実験の詳細]
撹拌器と、障壁と、加熱/冷却ジャケットとを備えた試験反応器内で、以下のA型添加(標準)と、B型添加(標準であるが緩衝剤なし)と、C型添加(本発明の対象による)とに区別される一連の添加を行った。
A型添加では、
−水
−ポリビニル懸濁剤
−NaOH溶液
−NaHCO3
−塩化ビニルモノマー=(VCM)
−アルキルクロロホルマート
−プロパン酸無水物(K値≦65のみ)
の順に添加された。
B型添加では、
−水
−ポリビニル懸濁剤
−NaOH溶液
−塩化ビニルモノマー=(VCM)
−アルキルクロロホルマート
−プロパン酸無水物(K値≦65のみ)
の順に添加された。
C型添加では、
−水
−ポリビニル懸濁剤
−本発明による懸濁安定剤
−NaOH溶液
−塩化ビニルモノマー=(VCM)
−アルキルクロロホルマート
−プロパン酸無水物(K値≦65のみ)
の順に添加された。
[データ]
前記3種類の方法で得られた主生成物の特徴を添付した表に示す。
撹拌器と、障壁と、加熱/冷却ジャケットとを備えた試験反応器内で、以下のA型添加(標準)と、B型添加(標準であるが緩衝剤なし)と、C型添加(本発明の対象による)とに区別される一連の添加を行った。
A型添加では、
−水
−ポリビニル懸濁剤
−NaOH溶液
−NaHCO3
−塩化ビニルモノマー=(VCM)
−アルキルクロロホルマート
−プロパン酸無水物(K値≦65のみ)
の順に添加された。
B型添加では、
−水
−ポリビニル懸濁剤
−NaOH溶液
−塩化ビニルモノマー=(VCM)
−アルキルクロロホルマート
−プロパン酸無水物(K値≦65のみ)
の順に添加された。
C型添加では、
−水
−ポリビニル懸濁剤
−本発明による懸濁安定剤
−NaOH溶液
−塩化ビニルモノマー=(VCM)
−アルキルクロロホルマート
−プロパン酸無水物(K値≦65のみ)
の順に添加された。
[データ]
前記3種類の方法で得られた主生成物の特徴を添付した表に示す。
K値が65であるPVC−Sを有利に製造する方法は、以下の通りである。適当な撹拌器と、圧力下での操作に適している加熱/冷却ジャケットとを備えた反応器に、下記の成分を下記のパーセントと方法で添加する。
100%になるよう添加体積を算出した。
1番目)純水 54.843%
2番目)第1の初期懸濁剤(4%溶液) 0.020%
3番目)第2の初期懸濁剤(4%溶液) 0.002%
4番目)懸濁安定剤(22%懸濁液) 0.090%
5番目)塩化ビニルモノマー(VCM) 45.000%
6番目)過酸化水素(36%溶液) 0.010%
7番目)水酸化ナトリウム(30%溶液) 0.005%
8番目)エチルクロロホルマート 0.010%
9番目)プロパン酸無水物 0.020%
ここで、混合物を60℃に相当する重合温度に達するまで加熱し、反応を継続している間は常に温度を60℃に保持した。
1番目)純水 54.843%
2番目)第1の初期懸濁剤(4%溶液) 0.020%
3番目)第2の初期懸濁剤(4%溶液) 0.002%
4番目)懸濁安定剤(22%懸濁液) 0.090%
5番目)塩化ビニルモノマー(VCM) 45.000%
6番目)過酸化水素(36%溶液) 0.010%
7番目)水酸化ナトリウム(30%溶液) 0.005%
8番目)エチルクロロホルマート 0.010%
9番目)プロパン酸無水物 0.020%
ここで、混合物を60℃に相当する重合温度に達するまで加熱し、反応を継続している間は常に温度を60℃に保持した。
K値が70であるPVC−Sを有利に製造する方法は、以下の通りである。適当な撹拌器と、圧力下での操作に適している加熱/冷却ジャケットとを備えた反応器に、下記の成分を下記のパーセントと方法で添加する。
100%になるよう添加体積を算出した。
1番目)純水 56.504%
2番目)第1の初期懸濁剤(4%溶液) 0.028%
3番目)第2の初期懸濁剤(4%溶液) 0.005%
4番目)懸濁安定剤(22%懸濁液) 0.129%
5番目)塩化ビニルモノマー(VCM) 43.315%
6番目)過酸化水素(36%溶液) 0.004%
7番目)水酸化ナトリウム(30%溶液) 0.003%
8番目)エチルクロロホルマート 0.012%
9番目)プロパン酸無水物 0.000%
ここで、混合物を54℃に相当する重合温度に達するまで加熱し、反応を継続している間は常に温度を54℃に保持した。
1番目)純水 56.504%
2番目)第1の初期懸濁剤(4%溶液) 0.028%
3番目)第2の初期懸濁剤(4%溶液) 0.005%
4番目)懸濁安定剤(22%懸濁液) 0.129%
5番目)塩化ビニルモノマー(VCM) 43.315%
6番目)過酸化水素(36%溶液) 0.004%
7番目)水酸化ナトリウム(30%溶液) 0.003%
8番目)エチルクロロホルマート 0.012%
9番目)プロパン酸無水物 0.000%
ここで、混合物を54℃に相当する重合温度に達するまで加熱し、反応を継続している間は常に温度を54℃に保持した。
さらなる利点と新しく独創的な特徴は、以下の通りである。
反応器での収量を増加させ、有利にするために、重合水自体を添加し終わったときに、50℃から75℃の特定の重合温度に達するよう、予め十分に高い温度で重合水を導入する。
この系での反応器の加熱時間が短縮されるので、反応器を室温から重合温度まで上げるのに必要な停止時間が完全に確保され、その結果、反応器自体の製造能力が高まる。
従来の(遅い)触媒と併用する場合はこのような技術により問題は引き起こされないが、高速触媒を用いる場合は、通常、一連の問題が引き起こされる。実際、(一般的には≧90℃の)高温で高速触媒を水と接触させると、すぐに多くの活性ラジカルが発生し、このラジカルのうち一部は自己消滅し、一部はラジカル自体が再結合し、また一部はガラス状及び/又は低分子量のポリマー粒子を形成する。
そして、予め製造された高速触媒を使用するよりも、「その場で(in situ)」形成された触媒を使用することが望ましい場合、上述の問題はさらに深刻化する。なぜなら、温度が高いほど、(一般的に、過酸化物とクロロホルマートといった)触媒の形成に用いられる系の成分は非常に不安定となり、すぐに分解してしまうためである。
その結果、反応が不規則となると共に、ポリマー粒子中でのラジカルの均一な分布が非常に難しくなるため、ポリマー自体の粒度分布と、気孔率と、分子量とが不均一になる。
驚くべきことに、本発明の対象とする処方で高温水の導入技術を用いた場合、上述の問題は全く生じないことが明らかとなった。
ある実験室試験の際、前記の成分を以下に記載する順序で添加する。
・ −1:第1の初期懸濁剤
・ −2:第2の初期懸濁剤
・ −3:安定化系REAPAK
・ −4:塩化ビニルモノマー(VCM)
・ −5:高温水
・ −6:「その場での」触媒系の第1成分
・ −7:「その場での」触媒系の第2成分
・ −8:「その場での」触媒系の第3成分
・ −9:「その場での」触媒系の第4成分
この際、
・ a)第1の初期懸濁剤は、66から95、好ましくは88の加水分解度を有するポリビニルアルコール類に属するものであり、VCMの量に対して100から1000ppm、好ましくは500ppmの量で用い、
・ b)第2の初期懸濁剤は、60から80、好ましくは72の加水分解度を有するポリビニルアルコール類に属するものであり、VCMの量に対して500から2000ppm、好ましくは1000ppmの量で用い、
・ c)安定化系REAPACKは国際出願PCT/EP2006/050679号明細書に記載されており、VCMの量に対して500から3000ppm、好ましくは2000ppmの量で用い、
・ d)VCMを水の1/3から1/0.5w/w、好ましくは1/1w/wの比率で添加し、
・ e)重合温度を59℃とするために、前記の水を85℃から98℃、好ましくは95℃で添加し、
・ f)触媒系の第1成分は無水物、好ましくはプロパン酸無水物であり、500から1500ppm、好ましくは700ppmに相当する量で用い、
・ g)触媒系の第2成分は基本的な試薬、好ましくはNaOHであり、水酸化ナトリウムはVCMの量に対して100から1000ppm、好ましくは200ppmに相当する量で用い、
・ h)触媒系の第3成分は過酸化物、好ましくは過酸化水素であり、100から1000ppm、好ましくは200ppmに相当する量で用い、
・ i)触媒系の最終成分はクロロホルマート、好ましくはエチルクロロホルマートであり、200から1500ppm、好ましくは400ppmに相当する量で用い、
・ 上述の方法で反応を行うことで、反応を速やかに開始し、反応器を過熱するのに費やされる標準的な時間を完全に確保し、容量が大きな反応器(100mc)では、確保する時間は約1.5−2.0時間であると予測できる。
・ −1:第1の初期懸濁剤
・ −2:第2の初期懸濁剤
・ −3:安定化系REAPAK
・ −4:塩化ビニルモノマー(VCM)
・ −5:高温水
・ −6:「その場での」触媒系の第1成分
・ −7:「その場での」触媒系の第2成分
・ −8:「その場での」触媒系の第3成分
・ −9:「その場での」触媒系の第4成分
この際、
・ a)第1の初期懸濁剤は、66から95、好ましくは88の加水分解度を有するポリビニルアルコール類に属するものであり、VCMの量に対して100から1000ppm、好ましくは500ppmの量で用い、
・ b)第2の初期懸濁剤は、60から80、好ましくは72の加水分解度を有するポリビニルアルコール類に属するものであり、VCMの量に対して500から2000ppm、好ましくは1000ppmの量で用い、
・ c)安定化系REAPACKは国際出願PCT/EP2006/050679号明細書に記載されており、VCMの量に対して500から3000ppm、好ましくは2000ppmの量で用い、
・ d)VCMを水の1/3から1/0.5w/w、好ましくは1/1w/wの比率で添加し、
・ e)重合温度を59℃とするために、前記の水を85℃から98℃、好ましくは95℃で添加し、
・ f)触媒系の第1成分は無水物、好ましくはプロパン酸無水物であり、500から1500ppm、好ましくは700ppmに相当する量で用い、
・ g)触媒系の第2成分は基本的な試薬、好ましくはNaOHであり、水酸化ナトリウムはVCMの量に対して100から1000ppm、好ましくは200ppmに相当する量で用い、
・ h)触媒系の第3成分は過酸化物、好ましくは過酸化水素であり、100から1000ppm、好ましくは200ppmに相当する量で用い、
・ i)触媒系の最終成分はクロロホルマート、好ましくはエチルクロロホルマートであり、200から1500ppm、好ましくは400ppmに相当する量で用い、
・ 上述の方法で反応を行うことで、反応を速やかに開始し、反応器を過熱するのに費やされる標準的な時間を完全に確保し、容量が大きな反応器(100mc)では、確保する時間は約1.5−2.0時間であると予測できる。
実際、この方法により、前記の時間は温水を添加するのに必要な限られた時間に短縮されるため、水を添加するポンプの能力にのみ依存する。
高温又は低温の添加を伴う前記「その場での」触媒技術は、反応時間の短縮と、高温の添加と、触媒系の費用の削減と、汚れ防止剤の使用の減少から利益が得られるだけでなく、さらに方法の有効性を高めるので、S−PVCの品質を向上させ、粒度分布をより均一にし、気孔率をより均一にし、孔の寸法と数をより一定にし、熱的安定性という点において力学的特性を改善する。
Claims (35)
- 加圧された撹拌反応器内における、水性懸濁液中でのビニルモノマーの重合による、ポリ塩化ビニルの製造方法であって、
少なくとも1種類のビニルモノマーを含む水溶液を撹拌しながら反応器内に導入し、
a)含水アルコール懸濁液中に少なくともマグネシウムとヒドロキシ基とを含む無機鉱物粉末の懸濁安定剤を添加し、
b)前記反応器内に
b1)塩基と、
b2)A2O2で表され、A=H又はNaである過酸化物と、
b3)ClCOOR1で表されるクロロホルマートと、
b4)(RCO)2Oの一般式で表され、RがC=1からC=20のアルキルラジカルである有機酸無水物とを加え、
c)その場での反応触媒の形成を行うために、前記反応器内でのみb1),b2),b3),b4)を別々に添加することにより、前記懸濁安定剤a)の添加を制御した条件下で前記触媒を徐々に生成させることを特徴とする、ポリ塩化ビニルの製造方法。 - ヒドロキシ基と共に、マグネシウムとアルミニウムを含むことを特徴とする、請求項1記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
- マグネシウムとヒドロキシ基とを4−12重量パーセントで含むことを特徴とする、請求項1記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
- マグネシウムとヒドロキシ基とを7−8重量パーセントで含むことを特徴とする、請求項1記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
- アルミニウムとヒドロキシ基とを2−8重量パーセントで含むことを特徴とする、請求項1記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
- アルミニウムとヒドロキシ基とを約4重量パーセントで含むことを特徴とする、請求項1記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
- マグネシウムとヒドロキシ基とを7−8重量パーセントで含み、アルミニウムとヒドロキシ基とを約4重量パーセントで含むことを特徴とする、請求項1記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
- 亜鉛を含むことを特徴とする、請求項1記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
- 請求項1又は8に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤であって、
前記懸濁安定剤は、以下の一般式
を有するハイドロタルサイトを含み、
上記の式において、M2+は、Mg,Ca,Sr,Ba,Zn,Co,Mn及びNiからなる群から選択される2価の金属陽イオンを示し、
M3+は、Al,B,Bi及びFeからなる群から選択される3価の金属陽イオンを示し、
An−は、例えば、HCO3 −,OH−,F−,Cl−,I−,Br−,ClO4 −,CO3 2−,SiO3 2−,HPO4 2−,CH3COO−,C6H5COO−から選択される1価から4価の陰イオンを示し、
xとmは、下記の
0.2<x≦0.33
m>0
の区間の一部をなす数であり、
含水アルコール環境中に懸濁させた状態であることを特徴とする、反応懸濁安定剤。 - 前記反応懸濁安定剤がハイドロタルサイト(1)を含み、前記含水アルコール環境が、ハイドロタルサイトに対し10%から30%の重量比のポリビニルアルコールを含む含水アルコール溶液であることを特徴とする、請求項1又は9に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
- 前記ハイドロタルサイト(1)が前記溶液の約20%の重量比であることを特徴とする、請求項1又は9に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
- 前記含水アルコール環境は、約50%pp+−10%の比を有するポリビニルアルコールを含む含水アルコール溶液であることを特徴とする、請求項1又は9に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
- 前記無機粉末は、直径500から1000オングストロームを有する微粒子で形成されることを特徴とする、請求項1又は9に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
- 前記無機粉末は、直径700から800オングストロームを有する微粒子で形成されることを特徴とする、請求項1又は9に記載のその場での重合を行うための反応懸濁安定剤。
- 前記塩基がNaOHであることを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項1に記載のその場での重合法。
- 前記塩基がNa4OHであることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項1に記載のその場での重合法。
- 前記過酸化物中のAが水素(H)であることを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項1に記載のその場での重合法。
- 前記過酸化物中のAがナトリウム(Na)であることを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項1に記載のその場での重合法。
- 前記クロロホルマート中のRがメチル−、エチル、イソプロピル−、m−プロピル、・・・、2−エチルヘキシル−であることを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項1に記載のその場での重合法。
- 前記無水物がプロパン酸無水物であることを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項1に記載のその場での重合法。
- 前記無水物が無水イソプロピルであることを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項1に記載のその場での重合法剤。
- 前記ビニルモノマーが、塩化ビニルモノマー(VCM)のみか、あるいは塩化ビニルモノマー(VCM)と酢酸ビニル(Vac)であることを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項1に記載のその場での重合法。
- 前記ビニルモノマーが、塩化ビニルモノマー(VCM)と酢酸ビニル(Vac)であることを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載の懸濁安定化剤を用いた請求項1に記載のその場での重合法剤。
- 前記反応が40から75℃で行われることを特徴とする、請求項1,15〜23のいずれかに記載のその場での重合法。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の反応懸濁安定化剤がモノマーに対して0.4から0.8重量%で用いられることを特徴とする、請求項1,15〜24のいずれかに記載のその場での重合法。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の反応懸濁安定化剤がモノマーに対して約0.6重量%で用いられることを特徴とする、請求項1,15〜25のいずれかに記載のその場での重合法。
- 緩衝剤を使用しないことを特徴とする、請求項1,15〜26のいずれかに記載のその場での重合法。
- 請求項1,15〜27のいずれかに記載のその場での重合法であって、
適当な撹拌器と、圧力下での操作に適している加熱/冷却ジャケットとを備えた反応器において、下記の成分を下記のパーセントと方法で添加し、
a)添加した成分が100%になるように添加体積を以下のパラメータにしたがって算出し、
1番目)純水 54.843%
2番目)第1の初期懸濁剤(4%溶液) 0.020%
3番目)第2の初期懸濁剤(4%溶液) 0.002%
4番目)懸濁安定剤(22%懸濁液) 0.090%
5番目)塩化ビニルモノマー(VCM) 45.000%
6番目)過酸化水素(36%溶液) 0.010%
7番目)水酸化ナトリウム(30%溶液) 0.005%
8番目)エチルクロロホルマート 0.010%
9番目)プロパン酸無水物 0.020%
b)混合物を60℃に相当する重合温度に達するまで加熱し、反応を継続している間は常に温度を60℃に保持することを特徴とする、その場での重合法。 - 請求項1,15〜27のいずれかに記載のその場での重合法であって、
適当な撹拌器と、圧力下での操作に適している加熱/冷却ジャケットとを備えた反応器において、以下の成分を下記のパーセントと方法で添加し、
a)添加した成分が100%になるように添加体積を以下のパラメータにしたがって算出し、
1番目)純水 56.504%
2番目)第1の初期懸濁剤(4%溶液) 0.028%
3番目)第2の初期懸濁剤(4%溶液) 0.005%
4番目)懸濁安定剤(22%懸濁液) 0.129%
5番目)塩化ビニルモノマー(VCM) 43.315%
6番目)過酸化水素(36%溶液) 0.004%
7番目)水酸化ナトリウム(30%溶液) 0.003%
8番目)エチルクロロホルマート 0.012%
9番目)プロパン酸無水物 0.000%
b)混合物を60℃に相当する重合温度に達するまで加熱し、反応を継続している間は常に温度を60℃に保持することを特徴とする、その場での重合法。 - 前記環境を約10%含むことを特徴とする、請求項28又は29に記載の重合法。
- 前記重合法において、前記重合水自体を添加し終わったときに、約50℃から75℃の特定の重合温度に達するように、十分高い温度で前記重合水を導入することを特徴とする、請求項1,15〜30のいずれかに記載の重合法。
- a)前記第1の初期懸濁剤が、66から95、好ましくは88の加水分解度を有するポリビニルアルコール類に属し、VCMの量に対して100から1000ppm、好ましくは500ppmに相当する量で用いられ、
b)前記第2の初期懸濁剤が、60から80、好ましくは72の加水分解度を有するポリビニルアルコール類に属するものであり、VCMの量に対して500から2000ppm、好ましくは1000ppmに相当する量で用いられ、
c)前記懸濁安定剤が、VCMの量に対して500から3000ppm、好ましくは2000ppmに相当する量で用いられ、
d)前記VCM(塩化ビニルモノマー)が、水に対して1/3から1/0.5w/w、好ましくは1/1w/wの比率で添加され、
e)前記重合温度を約59℃とし、前記水を85℃から98℃、好ましくは95℃で添加し、
f)前記触媒系の第1成分が無水物、好ましくはプロパン酸無水物であり、500から1500ppm、好ましくは700ppmに相当する量で用いられ、
g)前記触媒系の第2成分が基本的な試薬、好ましくはNaOHであり、水酸化ナトリウムはVCMの量に対して100から1000ppm、好ましくは200ppmに相当する量で用いられ、
h)前記触媒系の第3成分が過酸化物、好ましくは過酸化水素であり、100から1000ppm、好ましくは200ppmに相当する量で用いられ、
i)前記触媒系の最終成分がクロロホルマート、好ましくはエチルクロロホルマートであり、200から1500ppm、好ましくは400ppmに相当する量で用いられることを特徴とする、請求項1〜31のいずれかに記載の重合法。 - 少なくともマグネシウムとヒドロキシ基とを含むことを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載の懸濁安定剤を用いて、請求項1、15〜32のいずれかに記載のその場での重合法により得られるポリ塩化ビニル。
- 少なくともアルミニウムとヒドロキシ基とを含むことを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載の懸濁安定剤を用いて、請求項1、15〜32のいずれかに記載のその場での重合法により得られるポリ塩化ビニル。
- 少なくともマグネシウムと、アルミニウムと、ヒドロキシ基とを含むことを特徴とする、請求項1〜14のいずれかに記載の物質を用いて、請求項1、15〜32のいずれかに記載のその場での重合法により得られることを特徴とするポリ塩化ビニル。
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