JP2018501367A - 微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液、その製造方法、およびその使用 - Google Patents

微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液、その製造方法、およびその使用 Download PDF

Info

Publication number
JP2018501367A
JP2018501367A JP2017533256A JP2017533256A JP2018501367A JP 2018501367 A JP2018501367 A JP 2018501367A JP 2017533256 A JP2017533256 A JP 2017533256A JP 2017533256 A JP2017533256 A JP 2017533256A JP 2018501367 A JP2018501367 A JP 2018501367A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
weight
emulsion polymerization
ethylenically unsaturated
finely divided
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017533256A
Other languages
English (en)
Inventor
チンピャーヌ カルメン−エレナ
チンピャーヌ カルメン−エレナ
メラー クラウス
メラー クラウス
アーノルト ペトラ
アーノルト ペトラ
ゲオルギエヴァ クリスティナ
ゲオルギエヴァ クリスティナ
シュミット−テュメス ユルゲン
シュミット−テュメス ユルゲン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Publication of JP2018501367A publication Critical patent/JP2018501367A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/12Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16Aqueous medium
    • C08F2/22Emulsion polymerisation
    • C08F2/24Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
    • C08F2/28Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents cationic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/12Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16Aqueous medium
    • C08F2/22Emulsion polymerisation
    • C08F2/24Emulsion polymerisation with the aid of emulsifying agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F212/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
    • C08F212/02Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical
    • C08F212/04Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring
    • C08F212/06Hydrocarbons
    • C08F212/08Styrene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/08Copolymers of styrene
    • C08L25/14Copolymers of styrene with unsaturated esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/14Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur, or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • C08L33/16Homopolymers or copolymers of esters containing halogen atoms
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/37Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. polyacrylates
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • D21H19/10Coatings without pigments
    • D21H19/14Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
    • D21H19/20Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • D21H19/36Coatings with pigments
    • D21H19/44Coatings with pigments characterised by the other ingredients, e.g. the binder or dispersing agent
    • D21H19/56Macromolecular organic compounds or oligomers thereof obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H19/58Polymers or oligomers of diolefins, aromatic vinyl monomers or unsaturated acids or derivatives thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/16Sizing or water-repelling agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • C08F220/1804C4-(meth)acrylate, e.g. butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate or tert-butyl (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/50Aqueous dispersion, e.g. containing polymers with a glass transition temperature (Tg) above 20°C

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液、その製造方法、およびその使用を記載する。本発明は、水性液体を含む連続相においてエチレン系不飽和モノマーを乳化重合させることによって得られる微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液に関し、前記乳化重合は、重合開始剤の存在下で実施され、(a)任意で置換されたスチレン少なくとも1種、0〜60質量%未満、(b)少なくとも1種のC1〜C12アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C12アルキルメタクリレート、0超〜80質量%、(c)少なくとも1個の酸基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー、0〜10質量%、(d)カチオン基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー、5〜20質量%、および(e)(a)、(b)、(c)および(d)とは異なる、少なくとも1種の非イオン性エチレン系不飽和モノマー、0〜50質量%、を含有し、(a)+(b)+(c)+(d)+(e)の合計は100質量%となる、モノマーの組み合わせの乳化重合であり、水性液体は、少なくとも1種の乳化剤を、前記モノマーの組み合わせの質量を基準として、0〜4質量%含有し、ここで前記乳化重合は、任意で少なくとも1種のテルペン含有化合物の存在下で行う。また、微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液の製造方法、ならびに紙、板紙およびボール紙をサイジングするための、微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液の使用も記載する。

Description

本発明は、水性液体を含む連続相においてエチレン系不飽和モノマーを重合することによって得られる、微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液に関する。本発明はまた、ポリマー分散液の製造方法、ならびに紙、板紙およびボール紙用のサイズ剤としての、その使用に関する。
米国特許第3174874号明細書(US 3174874)は、核に1個の第四級窒素原子を有する複素環式化合物(ここで複素環式化合物は、N−ビニル置換およびC−ビニル置換された、イミダゾール、ピリジンおよびキノリンの誘導体から選択される)のコポリマーの全質量を基準として15〜50質量%のカチオン活性コポリマーと、コポリマーの全質量を基準として85〜50質量%の難水溶性エチレン系不飽和モノマーとの水性分散液を用いた、紙の表面サイジングを記載している。
英国特許出願公告第1421597号明細書(GB 1421597)は、紙を表面的にサイジングする方法について言及しており、この方法は、2〜12個の炭素原子のαオレフィン1種以上の水溶性コポリマーの水溶液50〜90質量%、および1種以上の第三級もしくは第四級窒素原子を有する1種以上のモノオレフィン不飽和モノマー10〜40質量%、および1種以上の他のオレフィン不飽和モノマー0〜20質量%の適用を伴う。このコポリマーは、20〜45のK値を有する。
米国特許出願第2012/083563号公報(US 2012/083563)は、微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液に関し、これは2段階の重合によって得られる。まず、カチオン性プレポリマーを分散剤として製造し、その後、このプレポリマーの水溶液中で、エチレン系不飽和モノマーの存在下で乳化重合を行う。ポリマー分散液は、紙、板紙およびボール紙のためのサイジング剤として用いられる。
中国特許出願公開第103103878号公報(Chinese published patent application 103103878)は、変性セスバニアガムのカチオン性表面サイズ剤、およびその製造方法を記載している。
中国特許出願公開第102086614号公報(Chinese published patent application 102086614)は、シリコーン、カチオン性モノマー、アクリレートモノマー、架橋性モノマーおよびスチレンを用いて製造される表面サイズ剤を教示している。
中国特許出願公開第101871184号公報(Chinese published patent application 101871184)は、カチオン性のスチレンアクリレート表面サイズ剤に関する。この製造方法は、スチレン、メチルメタクリレート、オクタデシルアクリレート、アリルアルコールおよびメタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドを乳化重合で用いる。
国際公開第12/132044号(WO 12/132044)は、カチオン性表面サイズ剤の製造方法を明らかにしており、この方法は、第三級アミノ基を有するモノマー、(メタ)アクリル酸エステルおよびスチレンを含有するモノマー混合物の溶液重合によってコポリマーを得るための第一の工程を伴う。第二の工程では、第一の工程で得られたコポリマー、および非イオン性親水性モノマーを第二の工程で重合させて、さらなるコポリマーを得る。第三の工程ではこのさらなるコポリマーを、界面活性剤の存在下で疎水性モノマーと重合させる。最後に第四の工程において、コポリマー中に存在する第三級アミノ基を第四級化する。
特開2009−242686号公報(Japanese published patent application 2009 242686)は、第三級アミノ基を含有するモノマー、(メタ)アクリレートエステル型のモノマーおよびスチレン型のモノマーのコポリマーの存在下で疎水性モノマーを重合させることにより製造されるカチオン性表面サイズ剤を提供している。コポリマー中の第三級アミノ基は、第四級アンモニウム塩に変換される。
中国特許出願公開第102140768号公報(Chinese published patent application 102140768)は、カチオン性表面サイズ剤組成物を教示しており、これは天然マクロ分子、天然高分子変性剤、硬質モノマー、軟質モノマーおよびカチオン性モノマーを含めることによって製造される。重合は、開始剤および分子量制御剤を用いて行われる。
カチオン性ポリマーサイズ剤は、紙、板紙およびボール紙に良好な疎水性をもたらすことでよく知られている。通常、カチオン性の表面サイジング剤はしばしば、a)各粒子の外側親水性シェルまたは親水性の外側層を形成する保護コロイドと、b)疎水性コアから成る。このようなカチオン性ポリマーサイズ剤はしばしば、二段階のプロセスで作製され、ここで第一の保護コロイドは、溶液重合に引き続き、保護コロイドの存在下で疎水性モノマーを水性乳化重合することによって製造される。
このようなポリマーサイズ剤のカチオン性成分はしばしば、アミンモノマー、例えばジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドから形成される。このようなアミン基には、アミンがプロトン化されるように酸性pHを維持することによって、カチオン性が付与されるだろう。しかしながら、このようにプロトン化されたアミンポリマーは、比較的高いpH環境において、例えば7超のpH(7を超えるpH)でそのカチオン電荷を失うだろう。このことは、サイズ剤がもはや、紙、板紙またはボール紙の表面をサイジングするのに効果的ではなくなるため、不利である。
第四級アンモニウム基は、pHが上昇するにつれても失われないであろうより持続的なカチオン電荷をもたらす。それにも関わらず、一般的には第四級アンモニウムモノマーと、疎水性モノマーとのコポリマーを製造することは比較的困難であり、第三級アミンまたはその他の遊離アミンを含有するモノマーから形成されたポリマー分散液と同等のサイジング特性を達成可能なポリマー分散液を製造することは、なおさら困難である。
本発明によれば、水性液体を含む連続相においてエチレン系不飽和モノマーを乳化重合させることによって得られる、微粉化されたカチオン性ポリマーの水性分散液が提供され、前記乳化重合は、重合開始剤の存在下で行われ、
(a)少なくとも1種の、任意で置換されたスチレン、0〜60質量%未満、
(b)少なくとも1種のC1〜C12アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C12アルキルメタクリレート、0超〜80質量%(0を超えて80質量%まで)、
(c)少なくとも1個の酸基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー、0〜10質量%、
(d)カチオン基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー、5〜20質量%、および
(e)(a)、(b)、(c)および(d)とは異なる、少なくとも1種の非イオン性エチレン系不飽和モノマー、0〜50質量%、
を含有し、(a)+(b)+(c)+(d)+(e)の合計は100質量%となる、モノマーの組み合わせの乳化重合であり、
水性液体は、少なくとも1種の乳化剤を、前記モノマーの組み合わせの質量を基準として、0〜4質量%含有し、
ここで乳化重合は、任意で少なくとも1種のテルペン含有化合物の存在下で行う。
本発明による、微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液は、7を超えるpHでの著しく増加した安定性によって際立つ一方で、紙、板紙およびボール紙の製造における良好または改善されたサイジング効果は維持される。
群(a)のモノマーは、任意で置換されたスチレンである。この群は、スチレンおよび置換されたスチレン、例えばα−メチルスチレン、環上でハロゲン化されたスチレン、例えばクロロスチレン、またはC1〜C4置換されたスチレン、例えばビニルトルエンを含む。もちろん、任意で置換されたスチレンの混合物も使用できる。この群の好ましいモノマーはスチレンであり、これは好ましくは、この群から単独で使用する。
群(a)のモノマーは、(a)、(b)、(c)、(d)および(e)を含有する反応混合物中に0〜60質量%未満、好ましくは10〜50質量%、より好ましくは15〜50質量%、さらにより好ましくは15〜45質量%の量で存在する。
群(b)の適切なモノマーは、一価のC1〜C12アルコールから誘導されるアクリル酸およびメタクリル酸の全てのエステルであり、例えばメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルアクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルアクリレート、イソブチルメタクリレート、tert−ブチルアクリレート、tert−ブチルメタクリレート、sec−ブチルアクリレート、sec−ブチルメタクリレート、n−ペンチルアクリレート、n−ペンチルメタクリレート、ネオペンチルアクリレート、ネオペンチルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、2−ヘキシルアクリレート、2−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルアクリレート、n−オクチルメタクリレート、イソオクチルアクリレート、イソオクチルメタクリレート、デシルアクリレートおよびデシルメタクリレート、ドデシルアクリレート、ドデシルメタクリレート、2−プロピルヘプチルアクリレートおよび2−プロピルヘプチルメタクリレートである。この群の好ましい有用なモノマーは、アクリル酸およびメタクリル酸とC1〜C8アルコールとのエステルであり、例えばメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、sec−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートおよび2−エチルヘキシルメタクリレートである。アクリル酸とC1〜C4アルコールとのエステル、例えばn−ブチルアクリレート、sec−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレートおよびtert−ブチルアクリレートが、特に好ましい。
本発明によれば、少なくとも1種のC1〜C12アルキルアクリレートおよび/またはC1〜C12アルキルメタクリレートを、例えば上記エステル2種以上の相互の所望の混合物で、群(b)のモノマーとして使用する。群(b)からただ1種のモノマーを、群のモノマーとして使用するのが好ましく、アクリル酸とC1〜C4アルコールとのエステルからなる群からのモノマーを使用するのが、特に好ましい。
群(b)のモノマーは、(a)、(b)、(c)、(d)および(e)を含有する反応混合物中に0超〜80質量%の量で存在し、通常は1〜80質量%、好ましくは10〜75質量%の量で、より好ましくは25〜70質量%の量で、適切には30〜70質量%の量で、例えば35〜70質量%の量で存在する。幾つかの場合、30質量%または35質量%〜65質量%を用いることが望ましいこともある。
群(c)のモノマーの例は、エチレン系不飽和C3〜C6カルボン酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、エタクリル酸、クロトン酸、エチレン系不飽和ジカルボン酸のモノエステル、例えばモノメチルマレエート、モノメチルフマレート、モノエチルマレエート、モノエチルフマレート、モノプロピルマレエート、モノプロピルフマレート、モノ−n−ブチルマレエート、モノ−n−ブチルフマレート、およびスチレンカルボン酸、およびエチレン系不飽和無水物、例えばマレイン酸無水物およびイタコン酸無水物である。重合において使用する溶媒の水含分に応じて、モノマーの無水物基は、カルボキシ基へと加水分解し得る。さらに、スルホン酸および/またはホスホン酸基を有するモノマー、例えば2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸およびビニルホスホン酸は、モノマー(c)として適している。酸基を有するモノマーは、遊離酸基の形で、またアルカリ金属塩基、アルカリ土類金属塩基、アンモニアおよび/またはアミンによって部分的にもしくは完全に中和された形で、使用することができる。例えば、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モルホリン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンまたはジエチレントリアミンを、モノマーの酸基を中和するために使用する。もちろん、中和剤として2種以上の塩基を使用することもできる。
モノマーの群からは、アクリル酸およびメタクリル酸、またはあらゆる所望の比率でのアクリル酸とメタクリル酸との混合物を使用するのが好ましい。群(c)のモノマーは、(a)、(b)、(c)、(d)および(e)を含有する反応混合物中に0〜10質量%の量で存在する。これらのモノマーは望ましくは、0.5〜10質量%、適切には1〜7質量%、例えば1.5〜6質量%の量で含まれていてよい。幾つかの場合、成分(c)のモノマーが存在しないのが望ましいことがある。
群(d)のモノマーは、少なくとも1個のカチオン基を有するエチレン系不飽和モノマーである。適切には、このようなカチオン基は例えば、スルホニウム基またはホスホニウム基であるが、カチオン基は好ましくは第四級アンモニウム基である。
群(d)の適切なモノマーは、エチレン系不飽和エステル、または第四級アンモニウム基を有するアミドを含む。このようなエステルは典型的には、式(III)を有することができる:
Figure 2018501367
上記式中、R7、R8およびR9は同じであるかまたは異なって水素またはメチルであり、Eは、C2〜C3アルキレンであり、R4、R5およびR6は同じであるかまたは異なってC1〜C3アルキルであり、Xは適切なアニオン(メトスルフェートイオン、ハロゲン化物イオンまたはリン酸イオンを含む)である。
第四級アンモニウム基を有するエチレン系不飽和アミドの例は、式(IV)を有することができる:
Figure 2018501367
上記式中、R7、R8、R9、E、R4、R5、R6およびXは、前述と同じ意味を有し、R10は、水素またはメチルである。
2〜C3アルキレンの例は、エチレン、トリメチレンおよびプロピレンである。C1〜C3アルキルの例は、メチル、エチル、プロピルおよびイソプロピルである。
好ましいモノマーは、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩(塩化物塩を含む)、およびメタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩(塩化物塩を含む)を含む。特に好ましいのは、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩であり、特にその塩化物塩である。
群(d)のモノマーは例えば、アクリルアミドから誘導されたカチオンモノマー(式I)、またはアクリレートから誘導された、疎水性鎖を有するカチオン性モノマー(式II)を含み、これは以下の一般式を有する:
Figure 2018501367
上記式中、
1、R2、R3、R4、R5、R6は独立して、水素であってよく、または1〜4個の炭素を有するアルキル鎖であってよく、
Qは、1〜8個の炭素を有するアルキル鎖であり、
7は、6〜30個の炭素を有するアルキルまたはアルケニルまたはアリールアルキル鎖であり、
Xは、適切なアニオンであり、これにはメトスルフェートイオン、リン酸イオン、または塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、フッ化物イオンを含む群から選択されるハロゲン化物イオン、または負の電荷を有する他の対イオンが含まれる。
式(I)の好ましい構造は、R1=R2=R3=R4=Hである場合であり、これによりアクリルアミド部分が生じる。別の好ましい構造は、R1=R2=R4であり、かつR3=CH3の場合に得られる。そうすると、メタクリルアミド誘導体が生じる。
式(I)と同様に、式(II)の好ましい構造は、R1=R2=R3=Hである場合であり、これによりアクリレート部分が生じる。別の好ましい構造は、R1=R2=Hであり、かつR3=CH3の場合に得られる。そうすると、メタクリレート誘導体が生じる。
Qについてのあらゆるアルキル可能性の中でも、Qがエチル基またはプロピル基のいずれかであるのが好ましい。
好ましくは、R5=R6であり、そのいずれかがメチル部分またはエチル部分である。
置換基R7について、好ましい構造は、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシルまたはベンジルである。
式(I)を有する本発明に好ましい構造の例は、N−アクリルアミドプロピル−N,N−ジメチル−N−ドデシルアンモニウムクロリド、N−メタクリルアミドプロピル−N,N−ジメチル−N−ドデシルアンモニウムクロリド、N−アクリルアミドプロピル−N,N−ジメチル−N−ドデシルアンモニウムブロミド、N−メタクリルアミドプロピル−N,N−ジメチル−N−ドデシルアンモニウムブロミド、N−アクリルアミドプロピル−N,N−ジメチル−N−オクタデシルアンモニウムクロリド、N−メタクリルアミドプロピル−N,N−ジメチル−N−オクタデシルアンモニウムクロリド、N−アクリルアミドプロピル−N,N−ジメチル−N−オクタデシルアンモニウムブロミド、N−メタクリルアミドプロピル−N,N−ジメチル−N−オクタデシルアンモニウムブロミド、N−アクリルアミドプロピル−N,N−ジメチル−N−ベンジルアンモニウムクロリド、N−メタクリルアミドプロピル−N,N−ジメチル−N−ベンジルアンモニウムクロリド、N−アクリルアミドプロピル−N,N−ジメチル−N−ベンジルアンモニウムブロミド、N−メタクリルアミドプロピル−N,N−ジメチル−N−ベンジルアンモニウムブロミドである。
式(II)を有する本発明の好ましい構造の例は、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート−N−ドデシルクロリド、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート−N−ドデシルクロリド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート−N−ドデシルブロミド、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート−N−ドデシルブロミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート−N−オクタデシルクロリド、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート−N−オクタデシルクロリド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート−N−オクタデシルブロミド、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート−N−オクタデシルブロミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート−N−ベンジルクロリド、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート−N−ベンジルクロリド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート−N−ベンジルブロミド、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート−N−ベンジルブロミドである。
カチオン基を有するエチレン系不飽和モノマーの他の適切な分類は、ジアリルアンモニウム化合物を含む。このような化合物は通常、式(V)を有することができる:
Figure 2018501367
上記式中、
11およびR12は独立して、水素であるか、またはC1〜C4アルキル、ヒドロキシC1〜C4アルキル、カルボキシC1〜C4アルキル、カルボキサミドC1〜C4アルキル、アルコキシアルキル基であり、ここでアルコキシアルキル基は、アルキル基中に1〜18個の炭素原子を有するものとして規定され、
13およびR15は独立して、水素、メチル、エチルまたはハロゲンであり、
14およびR16は独立して、水素、C1〜C6アルキルまたはハロゲンであり、かつ
-は、アニオンである。
-は好ましくは、ハロゲン化物イオンである。
ジアリルジアルキルアンモニウム塩は好ましくは、ハロゲン化物塩であり、ジアリルジアルキルアンモニウムは、式(V)のモノマーである。最も好ましくは、ジアリルジアルキルアンモニウム塩は、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド(DADMAC)である。
群(d)の適切なモノマーのさらなる分類は、エチレン系不飽和部分により置換されたカチオン性複素環式化合物を含む。特に適切な化合物は、ヘテロ原子として窒素原子のみを核内に有する、N−またはC−ビニル置換された複素環式化合物を含み、これは特に一般式(VI)で示されるイミダゾールのN−ビニル置換された誘導体、および一般式(VII)で示されるピリジンのC−ビニル置換された誘導体であり:
Figure 2018501367
上記式中、
Figure 2018501367
はアニオン、特にハロゲン化物イオンまたはアルキルスルフェートイオン基であり、好ましくは塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、メチルスルフェートイオン、エチルスルフェートイオンおよびプロピルスルフェートイオンのアニオンのいずれかである。Rは、アルキル基、シクロアルキル基またはアラルキル基であり、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、シクロヘキシル基またはベンジル基であり、R1〜R6は水素であるか、かつ/または1〜3個の炭素原子を有するアルキル基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基および/またはイソプロピル基であり、さらに置換基R4〜R6のうちいずれかは、ビニル基でなければならない。置換基R2およびR3はともに、−CH=CH−CH=CH−基でもあり得る。
適切な化合物は、1−メチル−2−ビニルピリジニウムブロミドおよびメトスルフェート、1,2−ジメチル−5−ビニル−ピリジニウムメトスルフェート、1−エチル−2−ビニル−ピリジニウムクロリドおよびブロミド、1−プロピル−2−ビニルピリジニウムクロリド、2−ビニルピリジニウムエチルスルフェート、1−ベンジル−4−ビニルピリジニウムクロリド、N−ビニル−N’−エチルイミダゾリウムクロリド、N−ビニル−N’−イソプロピル−イミダゾリウムクロリド、1−ビニル−3−メチル−ベンゾ−イミダゾリウムメトスルフェート、1−メチル−2−ビニル−キノリニウムメトスルフェートおよび1−ベンジル−4−ビニル−キノリニウムクロリドである。これらのモノマーのうち好ましいのは、N−ビニル−N’−メチルイミダゾリウム塩(メトスルフェート塩を含む)である。
群(d)の最も好ましいモノマーは第一に、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩(塩化物塩を含む)を含み、これはジメチルアミノエチルアクリレートのメチルクロリド第四級アンモニウム塩としても知られ、第二にN−ビニル−N’−メチルイミダゾリウム塩、特にメトスルフェート塩を含み、これは3−メチル−ビニル−1H−イミダゾリウムメチルスルフェートとしても知られる。
群(d)のモノマーがアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドである場合、群(c)のモノマーが含まれるのが好ましい。それにも関わらず、群(d)のモノマーがN−ビニル−N’−メチルイミダゾリウム塩、例えばメトスルフェート塩である場合、群(c)のモノマーが存在しないのが好ましい。また、群(d)のモノマーが、N−ビニル−N’−メチルイミダゾリウム塩、例えばメトスルフェート塩と、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドとの組み合わせである場合、群(c)のモノマーが存在しないのが好ましい。
群(d)のモノマーは、モノマーの組み合わせ中に、モノマー(a)、(b)、(c)、(d)および(e)の合計質量を基準として5〜20質量%の量で存在する。好ましくは、この群のモノマーは、5〜15質量%の量で存在するのが望ましい。群(d)のモノマーが、完全にアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩、例えばアクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロリドである場合、好ましい範囲は、モノマー(a)、(b)、(c)、(d)および(e)の組み合わせの合計質量を基準として9〜15質量%である。群(d)のモノマーが、完全にN−ビニル−N’−メチルイミダゾリウム塩、例えばメトスルフェート塩である場合、好ましい範囲は、モノマー(a)、(b)、(c)、(d)および(e)の組み合わせの合計質量を基準として6〜15質量%である。
群(e)のモノマーは、モノマー(a)、(b)、(c)、および(d)とは異なる、1種以上の非イオン性エチレン系不飽和モノマーを含有する。このようなモノマーの例は、アミド、例えばアクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルアクリルアミドおよびN−エチルメタクリルアミド;ビニル化合物、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルまたはビニルホルムアミド;C1〜30アルキル(メタ)アクリレートである。エステルのアルキル部分は、1〜9個の炭素原子を有することができ、例えばメチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、tertブチルアクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、tertブチルメタクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘキシルメタクリレート、エチルヘキシルアクリレート、エチルヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレートである。しかしながら、アルキル部分が少なくとも10個の炭素原子、例えば10〜24個の炭素原子を有するエステルを用いることが好ましいことがある。適切な化合物は、デシルアクリレート、例えばn−デシルアクリレート、デシルメタクリレート、例えばn−デシルメタクリレート、ウンデシルアクリレート、ウンデシルメタクリレート、ドデシルアクリレート、例えばn−ドデシルアクリレート(ラウリルアクリレート)、ドデシルメタクリレート、例えばn−ドデシルメタクリレート(ラウリルメタクリレート)、トリデシルアクリレート、トリデシルメタクリレート、テトラデシルアクリレート、テトラデシルメタクリレート、ペンタデシルアクリレート、ペンタデシルメタクリレート、ヘキサデシルアクリレート、ヘキサデシルメタクリレート、ヘプタデシルアクリレート、ヘプタデシルメタクリレート、オクタデシルアクリレート、例えばn−オクタデシルアクリレート(ステアリルアクリレート)、オクタデシルメタクリレート、例えばn−オクタデシルアクリレート(ステアリルアクリレート)、ノナデシルアクリレート、ノナデシルメタクリレート、コシルアクリレート、コシルメタクリレート、エイコシルアクリレート、エイコシルメタクリレート、ドコシルアクリレート、ドコシルメタクリレート、トリコシルアクリレート、トリコシルメタクリレート、テトラコシルアクリレート、テトラコシルメタクリレートまたはこれらの混合物を含む。あるいは、アクリル酸またはメタクリル酸のエステルは、少なくとも1個のエチレンオキシド単位、例えばヒドロキシエチルメタクリレートまたはジエチレングリコールモノメタクリレートを反応させることによって製造されている。この群の他の適切なモノマーは、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリルを含む。もちろん、上記モノマーの混合物を使用することもできる。
群(e)のモノマーを使用する場合、これらはモノマー混合物におけるモノマー(a)〜(e)の合計量を基準として50質量%までの量、一般的には20質量%までの量、通常は10質量%以下、例えば5質量%までの量で存在する。適切にはこれらのモノマーは、モノマー混合物におけるモノマー(a)〜(e)を含有するモノマー混合物中に0.5〜5質量%の量、例えば0.7〜3.5質量%の量で含まれていてよい。群(e)のモノマーが存在しないのが好ましい。
モノマー(a)〜(e)について質量%での値の合計は、常に100である。
本発明による微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液は好ましくは、
(a)スチレン10〜50質量%、
(b)少なくとも1種のC1〜C12アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C12アルキルメタクリレート25〜70質量%、
(c)少なくとも1個のカルボン酸基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー0〜10質量%、
(d)少なくとも1個の第四級アンモニウム基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー3〜20質量%未満、
(e)(a)、(b)、(c)および(d)とは異なる、少なくとも1種の非イオン性エチレン系不飽和モノマー、0〜20質量%、
を含有し、(a)+(b)+(c)+(d)+(e)の合計は100質量%となる、モノマーの組み合わせを乳化重合させることによって得られる。
より好ましくは、このモノマー混合物は、
(a)スチレン10〜50質量%、
(b)少なくとも1種のC1〜C4アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C4アルキルメタクリレート25〜70質量%、
(c)アクリル酸またはメタクリル酸0〜10質量%、
(d)ジアルキルアミノアルキルアクリレートの第四級アンモニウム塩、ジアルキルアミノアルキルメタクリレートの第四級アンモニウム塩およびN−ビニルイミダゾールの第四級アンモニウム塩から成る群から選択される、少なくとも1個の第四級アンモニウム基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー5〜15質量%、および
(e)(a)、(b)、(c)および(d)とは異なる、少なくとも1種の非イオン性エチレン系不飽和モノマー、0〜10質量%、
を含有し、(a)+(b)+(c)+(d)+(e)の合計は100質量%となる。
特に好ましいモノマー混合物は、
(a)スチレン10〜50質量%、
(b)少なくとも1種のC1〜C4アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C4アルキルメタクリレート25〜70質量%、
(c)アクリル酸またはメタクリル酸1〜10質量%、
(d)ジメチルアミノエチルアクリレートの第四級アンモニウム塩5〜15質量%、
を含有し、(a)+(b)+(c)+(d)の合計は100質量%となる。
代替的な特に好ましいモノマー混合物は、
(a)スチレン15〜50質量%、
(b)少なくとも1種のC1〜C4アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C4アルキルメタクリレート35〜70質量%、
(d)N−ビニルイミダゾールの第四級アンモニウム塩5〜15%、任意で、ジメチルアミノエチルアクリレートの第四級アンモニウム塩との組み合わせ、
を含有し、(a)+(b)+(d)の合計は100質量%となる。
従って、好ましいポリマー水性分散液は、
(a)スチレン10〜50質量%、
(b)少なくとも1種のC1〜C12アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C12アルキルメタクリレート25〜70質量%、
(c)少なくとも1個のカルボン酸基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー0〜10質量%、
(d)少なくとも1個の第四級アンモニウム基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー3〜20質量%未満、
(e)(a)、(b)、(c)および(d)とは異なる、少なくとも1種の非イオン性エチレン系不飽和モノマー、0〜20質量%、
を含有し、(a)+(b)+(c)+(d)+(e)の合計は100質量%となる、モノマーの組み合わせを乳化重合することによって得られ、
水性液体は、少なくとも1種の乳化剤を、前記モノマーの組み合わせの質量を基準として、0.5〜3.5質量%含有し、
ここで乳化重合は、任意に少なくとも1種のテルペン含有化合物の存在下で行う。
乳化重合により得られるより好ましいポリマー水性分散液は、
(a)スチレン10〜50質量%、
(b)少なくとも1種のC1〜C4アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C4アルキルメタクリレート25〜70質量%、
(c)アクリル酸またはメタクリル酸0〜10質量%、
(d)ジアルキルアミノアルキルアクリレートの第四級アンモニウム塩、ジアルキルアミノアルキルメタクリレートの第四級アンモニウム塩およびビニルイミダゾールの第四級アンモニウム塩から成る群から選択される、少なくとも1個の第四級アンモニウム基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー5〜15質量%、
(e)(a)、(b)、(c)および(d)とは異なる、少なくとも1種の非イオン性エチレン系不飽和モノマー、0〜10質量%、
を含有し、(a)+(b)+(c)+(d)+(e)の合計は100質量%となる、モノマーの組み合わせを乳化重合することによって得られ、
水性液体は、少なくとも1種の乳化剤を、前記モノマーの組み合わせの質量を基準として、0.5〜3.5質量%含有し、
ここで乳化重合は、任意に少なくとも1種のテルペン含有化合物の存在下で行う。
特に好ましいポリマー分散液は、
(a)スチレン10〜50質量%、
(b)少なくとも1種のC1〜C4アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C4アルキルメタクリレート25〜70質量%、
(c)アクリル酸またはメタクリル酸1〜10質量%、
(d)ジメチルアミノエチルアクリレートの第四級アンモニウム塩5〜15質量%、
を含有し、(a)+(b)+(c)+(d)の合計は100質量%となる、モノマーの組み合わせを乳化重合することによって得られ、
水性液体は、少なくとも1種の乳化剤を、前記モノマーの組み合わせの質量を基準として、0.5〜3.5質量%含有し、
ここで乳化重合は、成分(a)+(b)+(c)+(d)の組み合わせの質量を基準として少なくとも0.01質量%の少なくとも1種のテルペン含有化合物の存在下で行う。
代替的な特に好ましいポリマー分散液は、
(a)スチレン15〜50質量%、
(b)少なくとも1種のC1〜C4アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C4アルキルメタクリレート35〜70質量%、
(d)ビニルイミダゾールの第四級アンモニウム塩5〜15%、任意で、ジメチルアミノエチルアクリレートの第四級アンモニウム塩との組み合わせ、
を含有し、(a)+(b)+(d)の合計は100質量%となる、モノマーの組み合わせを乳化重合することによって得られ、
水性液体は、少なくとも1種の乳化剤を、前記モノマーの組み合わせの質量を基準として、0.5〜3.5質量%含有し、
ここで乳化重合は、成分(a)+(b)+(d)の前記組み合わせの質量を基準として、少なくとも0.01質量%の少なくとも1種のテルペン含有化合物の存在下で行う。
分散効果を強化するために、慣用のイオン性、非イオン性または両性の乳化剤を、重合バッチに添加することができる。慣用の乳化剤は、任意でのみ使用する。その使用量は、使用するモノマー(a)、(b)および(c)の合計を基準として0〜3質量%であり、好ましくは0.02〜2質量%の範囲である。慣用の乳化剤は文献に、例えばM. Ash, I. Ash著、Handbook of Industrial Surfactants, third edition, Synapse Information Resources Inc.に詳細に記載されている。慣用の乳化剤の例は、長鎖の一価アルコール(C10〜C22アルコール)と、アルコールまたはエトキシ化されたフェノール1mol当たり4〜50molのエチレンオキシドおよび/またはプロピレンオキシドとの反応生成物であるか、または硫酸でエステル化されたアルコキシ化アルコール(一般的にはアルカリで中和された形態で使用される)である。さらなる慣用の乳化剤は例えば、アルカリ金属スルホン酸ナトリウム、アルキル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スルホコハク酸エステル、第四級アルキルアンモニウム塩、アルキルベンジルアンモニウム塩、例えばジメチルC12〜C18アルキルベンジルアンモニウムクロリド、第一級、第二級および第三級脂肪族アミン塩、第四級アミドアミン化合物、アルキルピリジニウム塩、アルキルイミダゾリウム塩およびアルキルオキサゾリニウム塩である。
適切な乳化剤は例えば、ジエチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウムを含む。これはBASFから、Lumiten(登録商標)l-SCとして得られる。
本発明に従って使用される他の適切な乳化剤は、式:
R−O−(CH2−CH2−O−)x
を有する化合物であってよく、上記式中、Rは、少なくとも12個の炭素原子を有するアルキル基、好ましくは16〜18個の炭素原子を有する直鎖状の飽和アルキル基であり、xは、少なくとも12、好ましくは18〜80である。乳化剤はより好ましくは、Lutensol(登録商標)AT 18、Lutensol(登録商標)AT 25、Lutensol(登録商標)AT 50およびLutensol(登録商標)AT 80を含み、これらは全て、BASF SEから得られる。
幾つかの場合、重合性化合物を含有する乳化剤を用いることが望ましいことがある。このような重合性化合物は、式:
R’(−O−CH2−CH2x
を有することができ、上記式中、R’は、少なくとも1個の炭素原子、好ましくは1〜22個の炭素原子を有するアルキル基であり、Mは、好ましくはアクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、アクリルアミド、メタクリルアミド、およびアリルエーテルから選択される、エチレン系不飽和基を有する重合性部分である。
適切な重合性乳化剤は、Plex(登録商標)6954-O(これは、エトキシ化されたC16〜C18脂肪アルコールのメタクリルエステルであり、Evonikから得られる)、およびBisomer(登録商標)MPEG 350 MA(これはメトキシポリエチレングリコール350メタクリレートであり、GEO Specialty Chemicalsから得られる)を含む。
乳化重合の連続相内に含有される水性液体は、少なくとも1種の乳化剤を、モノマーの組み合わせの質量を基準として、0〜4質量%含有する。適切には、少なくとも1種の乳化剤の量は、0.05〜4質量%、より適切には0.1〜4質量%、例えば0.2〜4質量%、通常0.5〜4質量%であるのが望ましい。少なくとも1種の乳化剤の適切な量は特に、0.5〜3.5質量%であり得る。
本発明による微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液は、任意で少なくとも1種のテルペン含有連鎖移動剤の存在下で、重合を行うことによって得られる。
本発明の文脈において、テルペン含有連鎖移動剤とは、イソプレン単位[H2C=C(CH3)−CH=CH2]から構成される炭化水素を意味すると理解され、従ってイソプレン則から導き出せる。テルペンは、モノテルペン(C10)、セスキテルペン(C15)、ジテルペン(C20)、セスターテルペン(C25)、トリテルペン(C30)およびテトラテルペン(C40)およびポリテルペン(C40超)に区分され、実質的には非環式、単環式、二環式および三環式のテルペンに区分される。テルペンは例えば、Roempp Chemie Lexikon, 9th extended and revised edition, 1989-1992, Georg Thieme Verlag Stuttgartから、当業者に公知である。
より狭い意味においてテルペンは、C1016骨格を有する炭化水素と、その水素化および脱水素誘導体、ならびにこれらから誘導されるアルコール、ケトン、アルデヒドおよびエステルを意味すると理解される。
本発明によれば、単環式のモノテルペンを使用するのが好ましく、二不飽和単環式モノテルペン(いわゆるp−メンタジエン)を使用するのが、特に好ましい。二不飽和単環式モノテルペンの例は、α−、β−およびγ−テルピネン、テルピノレン、(+)−(S)−α−フェランドレン、(−)−(S)−α−フェランドレンおよびリモネンである。α−テルピネンおよびテルピノレンが好ましく、テルピノレンが特に好ましい。
もちろん、これらのテルペン含有連鎖移動剤の混合物も使用することができるが、テルペン含有連鎖移動剤を1種のみ使用するのが好ましく、テルピノレンのみを使用するのが特に好ましい。
テルペン含有連鎖移動剤は重合において、モノマーを基準として少なくとも0.01質量%の量で使用する。その量は実質的に、連鎖移動剤の効率、または各場合において使用する連鎖移動剤による。これらは通常、0.01〜10質量%の範囲、適切には0.05〜5.0質量%の範囲であり、モノマー(a)、(b)、(c)、(d)および(e)を基準として好ましくは0.05〜1質量%である。
重合を開始するため、本発明によればレドックス開始剤を使用する。このレドックス開始剤は好ましくは、グラフト結合性の、水溶性のレドックス系であり、例えば過酸化水素および重金属塩を含むか、または過酸化水素および二酸化硫黄を含むか、または過酸化水素および二亜硫酸ナトリウムを含む。さらなる適切なレドックス系は、tert−ブチルヒドロペルオキシド/二酸化硫黄、過硫酸ナトリウムまたは過硫酸カリウム/重亜硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム/重亜硫酸ナトリウムまたは過硫酸アンモニウム/硫酸鉄(II)の組み合わせである。過酸化水素を、重金属塩、例えば硫酸鉄(II)と組み合わせて使用するのが好ましい。レドックス系はしばしば、さらなる還元剤、例えばアスコルビン酸、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、重亜硫酸ナトリウムまたは亜ジチオン酸ナトリウムを、さらに含有する。レドックス開始剤は例えば、モノマーを基準として0.05〜10質量%の量、好ましくは0.1〜5質量%の量で使用する。
本発明はまた、水性液体を含む連続相においてエチレン系不飽和モノマーを乳化重合させることによって、本発明による微粉化されたカチオン性ポリマーの水性分散液を製造する方法に関し、前記乳化重合は、重合開始剤の存在下で行われ、
(a)任意で置換されたスチレン少なくとも1種、0〜60質量%未満、
(b)少なくとも1種のC1〜C12アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C12アルキルメタクリレート、0超〜80質量%(0を超えて80質量%まで)、
(c)少なくとも1個の酸基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー、0〜10質量%、
(d)カチオン基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー、5〜20質量%、および
(e)(a)、(b)、(c)および(d)とは異なる、少なくとも1種の非イオン性エチレン系不飽和モノマー、0〜50質量%、
を含有し、(a)+(b)+(c)+(d)+(e)の合計は100質量%となる、モノマーの組み合わせの乳化重合であり、
水性液体は、少なくとも1種の乳化剤を、前記モノマーの組み合わせの質量を基準として、0〜4質量%含有し、
ここで乳化重合は、任意で少なくとも1種のテルペン含有化合物の存在下で行う。
前述のより詳細な実施形態は、この方法にも当てはまる。
モノマーは、フィード手順で、またはバッチ手順のいずれかで乳化重合法により重合させることができる。好ましくは、任意で乳化剤を含有する水性液体と、モノマーとを、別個にまたは混合物として添加し、それとは別に、レドックス開始剤の酸化部、好ましくは過酸化水素を、連続的にまたはバッチ式で添加する。国際公開第2002/14393号(WO 2002/14393 A1)に開示された勾配手順は、微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液を製造するためにも使用できる。
この添加は、均一にまたは不均一に、すなわち計量供給時間にわたって計量供給速度を変えながら、行うことができる。
重合は通常、酸素の不在下で行い、好ましくは不活性ガス雰囲気で、例えば窒素のもとで行う。重合の間、成分の充分な混合が保証されるべきである。よって、反応混合物は好ましくは、重合の持続時間全体の間、および引き続く後重合の持続時間全体の間、撹拌する。
重合は通常、30〜110℃の温度、好ましくは50〜100℃の温度で行う。耐圧性反応器の使用、または撹拌槽カスケードもしくは流管における連続的な重合の実施もまた、可能である。
乳化重合の間、モノマーは、当初取得した混合物に直接計量供給することができるか、またはこれらを水性エマルジョンもしくはミニエマルジョンの形態で、重合バッチに添加することができる。この目的のためにモノマーを、水中で上記慣用の乳化剤を用いて乳化させる。
重合は2〜9のpHで、好ましくは2.2〜5.5または3〜5.5の弱酸性の範囲で行う。pHは、重合の前または重合の間に、慣用の酸、例えば塩化水素酸、硫酸または酢酸によって、または塩基、例えば水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液、アンモニア、炭酸アンモニウムなどによって、所望の値に調整することができる。
残りのモノマーをできるだけ実質的に、微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液から無くすために、後重合を行うことが好都合である。この目的のために、過酸化水素、過酸化物、ヒドロペルオキシドおよび/またはアゾ開始剤から成る群からの開始剤を、主重合の終了後、ポリマー分散液に添加する。開始剤と適切な還元剤、例えばアスコルビン酸または重亜硫酸ナトリウムとの組み合わせも、同様にあり得る。僅かに水に可溶性の油溶性開始剤、例えば慣用の有機過酸化物、例えばジベンゾイルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド、tert−ブチルヒドロペルオキシド、クミルヒドロペルオキシドまたはビスシクロヘキシルペルオキソジカーボネートを使用するのが好ましい。
後重合のために、反応混合物を加熱し、例えば主重合を行った温度に相当する温度、またはそれよりも20℃まで、好ましくは10℃まで高い温度に加熱する。主重合は、重合開始剤が消費された場合、またはモノマーの転換が、例えば少なくとも98%、好ましくは少なくとも99.5%に達した場合に、完了する。tert−ブチルヒドロペルオキシドを、後重合のために使用するのが好ましい。後重合は例えば、35〜100℃、一般的には45〜95℃の温度で行う。
重合の終了後、重金属イオンのための錯化剤を、全ての重金属イオンが錯体として結合される量で、ポリマー分散液に添加することができる。
微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液は、20〜500nm、好ましくは50〜250nmの平均粒径を有する分散された粒子を含有する。平均粒径は、当業者に公知の方法、例えばレーザー相関分光分析、超遠心分離またはHDC(ハイドロダイナミッククロマトグラフィー)によって、特定することができる。分散されたポリマー粒子の粒径のさらなる尺度は、LT値である。LT値(light transmittance;光透過性)を特定するために、それぞれの場合において調査すべきポリマー分散液を、0.1質量%の濃度の水性希釈液中、長さ2.5cmの端部を有するセル内で、波長が600nmの光を用いて測定し、これを同じ測定条件での、相応する水の光透過性と比較する。水の光透過性を100%として規定する。より微粉化された分散液ほど、前述の方法により測定されたLT値がより高い。測定された値から、平均粒径を算出することが可能である(例えばB. Verner, M. Barta, B. Sedlacek, Tables of Scattering Functions for Spherical Particles, Prague, 1976, Edice Marco, Rada D-DATA, SVAZEK D-1)参照。
微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液の固体含分は例えば、5〜50質量%であり、好ましくは15〜40質量%の範囲にある。
上述の、微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液は、紙、板紙およびボール紙のためのサイジング剤として使用する。これらは、表面サイズ剤として、またエンジンサイズ剤(engine sizing agents)(内添サイズ剤(internal sizing agents)としても知られる)としても、それぞれの場合において慣用の量で使用できる。表面サイジング剤としての使用が好ましい。ここで、本発明による分散液は、表面サイジングの場合に適切なあらゆる方法によって加工できる。ポリマー分散液は、例えばサイズプレス、フィルムプレスまたはゲートロールアプリケーターによって、サイジングすべき紙の表面に適用することができる。使用するために、分散液は通常、固体物質を基準として0.05〜3質量%の量でサイズプレス液に添加し、これは仕上げるべき紙の所望のサイジング度による。さらに、サイズプレス液は、さらなる物質、例えばデンプン、顔料、染料、増白剤、殺生剤、紙力増強剤、定着剤、消泡剤、歩留まり向上剤および/または濾水剤を含有することができる。紙製品の表面に適用するポリマーの量は例えば、0.005〜1.0g/m2、好ましくは0.01〜0.5g/m2である。本発明によるサイズ剤には、高いpH(例えば7を超える)で安定的であり、なおも良好なサイジング効果をもたらすという利点がある。無機化合物、例えばポリ塩化アルミニウム(PAC)またはポリ硫酸アルミニウムが、サイジング剤調製物に含まれているのが望ましいことがある。
本発明を以下の非限定的な実施例を用いて、より詳細に説明する。
実施例
本実施例におけるパーセンテージのデータは、文脈から明らかにそうでないと記載されていない限り、質量パーセントである。
粒径は、Malvern社製のhigh performance particle sizer(HPPS)により、He−Neレーザーを用いて(633nm)、散乱角度173°で特定した。
実施例1
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド16.25g(80質量%)、GEO Specialty Chemicalsから得られるBisomer(登録商標)MPEG 350 MA(メトキシポリエチレングリコール350メタクリレート)1.00g(100質量%)、および脱塩水240.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン36.00g、tert−ブチルアクリレート48.00g、テルピノレン0.50g(90質量%)およびアクリル酸2.00g(100質量%)の混合物も、150分にわたって供給した。開始剤供給の終了時に、バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および125nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例2
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド16.25g(80質量%)、GEO Specialty Chemicalsから得られるBisomer(登録商標)MPEG 350 MA(メトキシポリエチレングリコール350メタクリレート)3.00g(100質量%)、および脱塩水240.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン34.00g、tert−ブチルアクリレート48.00g、テルピノレン0.50g(90質量%)およびアクリル酸2.00g(100質量%)の混合物も、150分にわたって供給した。開始剤供給の終了時に、バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および104nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例3
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩20.00g(50質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 25 5.00g(20質量%)、および脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン40.00g、tert−ブチルアクリレート40.00g、n−ブチルアクリレート10.00g、テルピノレン0.50g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)、および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および93nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例4
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩20.00g(50質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 25 5.00g(20質量%)および脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン40.00g、tert−ブチルアクリレート50.00g、テルピノレン0.50g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および96nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例5
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩30.00g(50質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 25 5.00g(20質量%)、および脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン35.00g、tert−ブチルアクリレート50.00g、テルピノレン0.50g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および82nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例6
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩24.00g(50質量%)、乳化剤のLutensol AT 25 5.00g(20質量%)、および脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン38.00g、tert−ブチルアクリレート50.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、乳化剤のLumiten l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および89nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例7
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩12.00g(50質量%)、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド5.00g(80質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 25 5.00g(20質量%)、および脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン40.00g、tert−ブチルアクリレート50.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および75nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例8
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩16.00g(50質量%)、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド2.50g(80質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 25 5.00g(20質量%)、および脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン40.00g、tert−ブチルアクリレート40.00g、n−ブチルアクリレート10.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)、および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および88nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例9
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩16.00g(50質量%)、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド2.50g(80質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 25 5.00g(20質量%)、および脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン40.00g、tert−ブチルアクリレート30.00g、n−ブチルアクリレート20.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。26質量%の固体含分および95nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例10
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩10.00g(50質量%)、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド12.50g(80質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 25 5.00g(20質量%)、および脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン40.00g、tert−ブチルアクリレート30.00g、n−ブチルアクリレート15.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および97nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例11
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド16.25g(80質量%)、Evonikから得られるモノマーのPlex(登録商標)6954-O 1.25g(80質量%)、および脱塩水130.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン30.00g、tert−ブチルアクリレート50.00g、アクリル酸6.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および115nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例12
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩26.00g(50質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 50 5.00g(20質量%)、および脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン37.00g、tert−ブチルアクリレート50.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および83nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例13
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩26.00g(50質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 80 5.00g(20質量%)、および脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン37.00g、tert−ブチルアクリレート50.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。24質量%の固体含分および80nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例14
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩26.00g(50質量%)、GEO Specialty Chemicalsから得られるBisomer(登録商標)MPEG 350 MA(メトキシポリエチレングリコール350メタクリレート)1.00g(100質量%)、および脱塩水125.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン36.00g、tert−ブチルアクリレート50.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。24.5質量%の固体含分および202nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例15
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド11.25g(80質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 18 15.00g(20質量%)、および脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン35.00g、tert−ブチルアクリレート51.00g、アクリル酸5.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25.6質量%の固体含分および86nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例16
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸5.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩26.00g(50質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 25 5.00g(20質量%)、および脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン37.00g、tert−ブチルアクリレート50.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および80nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例17
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、ギ酸5.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩26.00g(50質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 25 5.00g(20質量%)、および脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン37.00g、tert−ブチルアクリレート50.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。24.7質量%の固体含分および87nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例18
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、ギ酸10.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩26.00g(50質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 25 5.00g(20質量%)、脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン37.00g、tert−ブチルアクリレート50.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。24.5質量%の固体含分および89nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例19
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩26.00g(50質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 25 5.00g(20質量%)、および脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン37.00g、tert−ブチルアクリレート50.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および82nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例20
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド16.25g(80質量%)、GEO Specialty Chemicalsから得られるBisomer(登録商標)MPEG 350 MA(メトキシポリエチレングリコール350メタクリレート)1.00g(100質量%)、および脱塩水135.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン30.00g、tert−ブチルアクリレート50.00g、アクリル酸6.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および133nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例21
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド11.25g(80質量%)、GEO Specialty Chemicalsから得られるBisomer(登録商標)MPEG 350 MA(メトキシポリエチレングリコール350メタクリレート)1.00g(100質量%)、および脱塩水135.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン34.00g、tert−ブチルアクリレート51.00g、アクリル酸5.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および101nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例22
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド16.25g(80質量%)、GEO Specialty Chemicalsから得られるBisomer(登録商標)MPEG 350 MA(メトキシポリエチレングリコール350メタクリレート)2.00g(100質量%)、および脱塩水240.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン15.00g、tert−ブチルアクリレート48.00g、アクリル酸6.00g、メチルアクリレート9.00g、メチルメタクリレート7.00gおよびテルピノレン0.50g(90質量%)の混合物を、150分にわたって供給した。開始剤供給の終了時に、バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および101nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例23
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド16.25g(80質量%)、GEO Specialty Chemicalsから得られるBisomer(登録商標)MPEG 350 MA(メトキシポリエチレングリコール350メタクリレート)2.00g(100質量%)、および脱塩水240.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン17.00g、tert−ブチルアクリレート48.00g、アクリル酸4.00g、メチルアクリレート9.00g、メチルメタクリレート7.00gおよびテルピノレン0.50g(90質量%)の混合物を、150分にわたって供給した。開始剤供給の終了時に、バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および95nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例24
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩10.00g(50質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 25 15.00g(20質量%)、および脱塩水120.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン45.00g、tert−ブチルアクリレート50.00g、テルピノレン0.56g(90質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLumiten(登録商標)l-SC(ナトリウムジエチルヘキシルスルホスクシネート)0.26g(58質量%)および脱塩水90.00gの混合物も、150分にわたって供給した。開始剤の供給終了後、脱塩水を10.00g、反応器に添加した。バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25.4質量%の固体含分および116nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例25
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸10.00g(100質量%)、ジメチルアミノエチルアクリレートメチルクロリド21.25g(80質量%)、GEO Specialty Chemicalsから得られるBisomer(登録商標)MPEG 350 MA(メトキシポリエチレングリコール350メタクリレート)2.00g(100質量%)、および脱塩水240.00gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.40g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)48.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン31.00g、tert−ブチルアクリレート48.00g、アクリル酸2.00gおよびテルピノレン0.50g(90質量%)の混合物を、150分にわたって供給した。開始剤供給の終了時に、バッチを60分さらに撹拌し(後重合)、それから室温に冷却した。25質量%の固体含分および96nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例26
撹拌機および内部温度測定器を備えるすり合わせ式の2Lのフラスコ内に、酢酸15.00g(100質量%)、1−ビニルイミダゾールジメチルスルフェート第四級塩30.00g(50質量%)、BASF SEから得られる乳化剤のLutensol(登録商標)AT 25 1.50g(20質量%)、および脱塩水97.50gを装入物として添加し、撹拌しながら85℃まで加熱した。それから、硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.60g(10質量%)を添加した。続いて、過酸化水素溶液(開始剤)72.00g(5質量%)の供給を開始し、180分にわたって供給した。これに付随して、スチレン60.00g、tert−ブチルアクリレート60.00g、n−ブチルアクリレート15.00gおよびテルピノレン0.83g(90質量%)の混合物を、150分にわたって供給した。開始剤供給の終了後、脱塩水15.00gを添加し、バッチをさらに30分撹拌し(後重合)、それから30分以内に、重合混合物を50℃に冷却した。その後、t−ブチルヒドロペルオキシド3.00g(10質量%)を添加し、続いて30分、後重合を行った。それから重合混合物を、さらに室温に冷却した。43質量%の固体含分および178nmの粒径を有する、微粉化されたポリマー分散液が得られた。
実施例および比較例によって得られたポリマー分散液の性能特性の試験:
pH安定性試験は、NaOHの溶液(25質量%)をpHが7を超えるまで添加することによって行った。安定的な試料(pH調整の間に、凝集が観察できなかったもの)を、25℃で1時間貯蔵した。分散液は、この処理後に影響を受けていなければ、つまり凝集が観察できなければ、pH安定性である。
ポリマー分散液の性能試験:
使用に際する表面サイジング効果を試験するために、本発明による分散液および比較用の分散液を、実験室用サイズプレスを用いて、試験紙(100%再生紙、坪量80g/m2、サイジングされていないもの)に適用した。分解コーンスターチの水溶液を調整して、所望の濃度にした。サイズプレス液が、分解コーンスターチ60g/l、分散液(表1参照)0.3〜0.5g/l、およびポリ塩化アルミニウム(Sachtleben Wasser Chemieから得られるSachtoklar(登録商標)39)2g/Lを含有するように、試験すべき分散液をデンプン溶液に添加した。
実施例1〜26に記載されたように得られた分散液1〜26および比較例1のサイジング効果は、サイジングされていない試験紙に表面適用することによって特定した。この目的のために、紙をサイズプレス機に二回通し、約65%の平均質量増加が達成された。
表面サイジングされた紙を、乾燥シリンダで、90℃で乾燥させた。この紙を引き続き一晩、温度調整室で一晩保管し(23℃、相対湿度50%)、それからサイジング度を特定した。
表面サイジングされた紙のサイジング度を測定するため、Cobb60値およびCobb120値を、DIN 53 132に従って測定した。Cobb60値は、水と接触して60秒(またはCobb120値の場合には120秒)の接触時間後の、シート紙の吸水性(g/m2)として規定される。Cobb値が低ければ低いほど、使用した分散液のサイジング効果はより良好である。
サイジングおよび安定性の結果は、表1に示されている。
Figure 2018501367
Figure 2018501367

Claims (10)

  1. 水性液体を含む連続相においてエチレン系不飽和モノマーを乳化重合させることによって得られる、微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液であって、前記乳化重合は、重合開始剤の存在下で実施され、
    (a)任意で置換されたスチレン少なくとも1種、0〜60質量%未満、
    (b)少なくとも1種のC1〜C12アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C12アルキルメタクリレート、0超〜80質量%、
    (c)少なくとも1個の酸基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー、0〜10質量%、
    (d)カチオン基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー、5〜20質量%、および
    (e)(a)、(b)、(c)および(d)とは異なる、少なくとも1種の非イオン性エチレン系不飽和モノマー、0〜50質量%、
    を含有し、(a)+(b)+(c)+(d)+(e)の合計は100質量%となる、モノマーの組み合わせの乳化重合であり、
    前記水性液体は、少なくとも1種の乳化剤を、前記モノマーの組み合わせの質量を基準として、0〜4質量%含有し、
    ここで前記乳化重合は、任意に少なくとも1種のテルペン含有化合物の存在下で行う、
    前記微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液。
  2. 前記乳化重合が、
    (a)スチレン10〜50質量%、
    (b)少なくとも1種のC1〜C12アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C12アルキルメタクリレート25〜70質量%、
    (c)少なくとも1個のカルボン酸基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー0〜10質量%、
    (d)少なくとも1個の第四級アンモニウム基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー3〜20質量%未満、
    (e)(a)、(b)、(c)および(d)とは異なる、少なくとも1種の非イオン性エチレン系不飽和モノマー、0〜20質量%、
    を含有し、(a)+(b)+(c)+(d)+(e)の合計は100質量%となる、モノマーの組み合わせの乳化重合であり、
    前記水性液体は、少なくとも1種の乳化剤を、前記モノマーの組み合わせの質量を基準として、0.5〜3.5質量%含有し、
    ここで前記乳化重合は、任意で少なくとも1種のテルペン含有化合物の存在下で行う、
    請求項1記載の微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液。
  3. 前記乳化重合が、
    (a)スチレン10〜50質量%、
    (b)少なくとも1種のC1〜C4アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C4アルキルメタクリレート25〜70質量%、
    (c)アクリル酸またはメタクリル酸0〜10質量%、
    (d)ジアルキルアミノアルキルアクリレートの第四級アンモニウム塩、ジアルキルアミノアルキルメタクリレートの第四級アンモニウム塩およびビニルイミダゾールの第四級アンモニウム塩から成る群から選択される、少なくとも1個の第四級アンモニウム基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー5〜15質量%、
    (e)(a)、(b)、(c)および(d)とは異なる、少なくとも1種の非イオン性エチレン系不飽和モノマー、0〜10質量%、
    を含有し、(a)+(b)+(c)+(d)+(e)の合計は100質量%となる、モノマーの組み合わせの乳化重合であり、
    前記水性液体は、少なくとも1種の乳化剤を、前記モノマーの組み合わせの質量を基準として、0.5〜3.5質量%含有し、
    ここで前記乳化重合は、任意で少なくとも1種のテルペン含有化合物の存在下で行う、
    請求項1または2記載の微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液。
  4. 前記乳化重合が、
    (a)スチレン10〜50質量%、
    (b)少なくとも1種のC1〜C4アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C4アルキルメタクリレート25〜70質量%、
    (c)アクリル酸またはメタクリル酸1〜10質量%、
    (d)ジメチルアミノエチルアクリレートの第四級アンモニウム塩5〜15質量%、
    を含有し、(a)+(b)+(c)+(d)の合計は100質量%となる、モノマーの組み合わせの乳化重合であり、
    前記水性液体は、少なくとも1種の乳化剤を、前記モノマーの組み合わせの質量を基準として、0.5〜3.5質量%含有し、
    ここで前記乳化重合は、成分(a)+(b)+(c)+(d)の組み合わせの質量を基準として、少なくとも0.01質量%の少なくとも1種のテルペン含有化合物の存在下で行う、
    請求項1から3までのいずれか1項記載の微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液。
  5. 前記乳化重合が、
    (a)スチレン15〜50質量%、
    (b)少なくとも1種のC1〜C4アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C4アルキルメタクリレート35〜70質量%、
    (d)ビニルイミダゾールの第四級アンモニウム塩5〜15%、任意で、ジメチルアミノエチルアクリレートの第四級アンモニウム塩との組み合わせ、
    を含有し、(a)+(b)+(d)の合計は100質量%となる、モノマーの組み合わせの乳化重合であり、
    前記水性液体は、少なくとも1種の乳化剤を、前記モノマーの組み合わせの質量を基準として、0.5〜3.5質量%含有し、
    ここで前記乳化重合は、成分(a)+(b)+(d)の前記組み合わせの質量を基準として、少なくとも0.01質量%の少なくとも1種のテルペン含有化合物の存在下で行う、
    請求項1から3までのいずれか1項記載の微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液。
  6. 前記乳化剤が、式:
    R’−O−(CH2−CH2−O−)x
    [上記式中、R’は、少なくとも12個の炭素原子を有するアルキル基、好ましくは16〜18個の炭素原子を有する直鎖状の飽和アルキル基であり、xは、少なくとも12、好ましくは18〜80である]
    を有する化合物を含有する、請求項1から5までのいずれか1項記載の微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液。
  7. 前記乳化剤が、式:
    R’’(−O−CH2−CH2x
    [上記式中、R’ ’は、少なくとも1個の炭素原子、好ましくは1〜22個の炭素原子を有するアルキル基であり、Mは、好ましくはアクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、アクリルアミド、メタクリルアミド、およびアリルエーテルから選択される、エチレン系不飽和基を有する重合性部分である]
    を有する重合性化合物を含有する、請求項1から5までのいずれか1項記載の微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液。
  8. 前記テルペン含有化合物を、成分(a)+(b)+(c)+(d)+(e)の前記組み合わせの質量を基準として、0.01〜5質量%の量、好ましくは0.05〜1質量%の量で使用する、請求項1から7までのいずれか1項記載の微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液。
  9. 水性液体を含む連続相においてエチレン系不飽和モノマーを乳化重合させることによって、請求項1から8までのいずれか1項記載の微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液を製造する方法であって、前記乳化重合は、重合開始剤の存在下で実施され、
    (a)任意で置換されたスチレン少なくとも1種、0〜60質量%未満、
    (b)少なくとも1種のC1〜C12アルキルアクリレートおよび/または少なくとも1種のC1〜C12アルキルメタクリレート、0超〜80質量%、
    (c)少なくとも1個の酸基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー、0〜10質量%、
    (d)カチオン基を有する少なくとも1種のエチレン系不飽和モノマー、5〜20質量%、および
    (e)(a)、(b)、(c)および(d)とは異なる、少なくとも1種の非イオン性エチレン系不飽和モノマー、0〜50質量%、
    を含有し、(a)+(b)+(c)+(d)+(e)の合計は100質量%となる、モノマーの組み合わせの乳化重合であり、
    前記水性液体は、少なくとも1種の乳化剤を、前記モノマーの組み合わせの質量を基準として、0〜4質量%含有し、
    ここで前記乳化重合は、任意に少なくとも1種のテルペン含有化合物の存在下で行う、
    前記製造方法。
  10. 紙、板紙およびボール紙用のサイズ剤としての、請求項1から8までのいずれか1項記載の微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液の使用。
JP2017533256A 2014-12-19 2015-12-16 微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液、その製造方法、およびその使用 Pending JP2018501367A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14199269.3 2014-12-19
EP14199269 2014-12-19
PCT/IB2015/059661 WO2016098006A1 (en) 2014-12-19 2015-12-16 Finely divided, cationic, aqueous polymer dispersions, method for the production thereof, and the use thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018501367A true JP2018501367A (ja) 2018-01-18

Family

ID=52231915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017533256A Pending JP2018501367A (ja) 2014-12-19 2015-12-16 微粉化されたカチオン性ポリマー水性分散液、その製造方法、およびその使用

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20170369604A1 (ja)
EP (1) EP3233931A4 (ja)
JP (1) JP2018501367A (ja)
CN (1) CN107001494A (ja)
WO (1) WO2016098006A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108602921B (zh) * 2015-12-01 2021-05-07 巴斯夫欧洲公司 细碎的阳离子含水聚合物分散体、其制备方法及其用途
WO2019233948A1 (en) * 2018-06-06 2019-12-12 Basf Se Associative copolymers with hydrophobic quaternized (meth)acrylamide and (meth)acrylic acid derivatives
WO2025126082A1 (en) * 2023-12-11 2025-06-19 3M Innovative Properties Company Composition including acrylic copolymer, article including a paper backing and the composition, and related processes

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100022701A1 (en) * 2006-12-14 2010-01-28 Basf Se Finely divided, cationic polymer dispersions
CN101033381A (zh) * 2007-02-01 2007-09-12 常州新区益盛纺织印染有限公司 环保型纳米粘合剂及制备方法和用途
US8901227B2 (en) * 2009-06-04 2014-12-02 Basf Se Fine-particle, cationic, aqueous polymer dispersions, method for the production thereof, and use thereof
PL2483318T3 (pl) * 2009-10-02 2014-12-31 Basf Se Silnie rozdrobnione, zawierające skrobię dyspersje polimerowe, sposób ich wytwarzania i zastosowanie w produkcji papieru jako środków zaklejających
JP5680895B2 (ja) * 2010-07-30 2015-03-04 株式会社ファンケル 高分子乳化剤および乳化組成物
JP2013544934A (ja) * 2010-11-25 2013-12-19 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア 微分散されたカチオン性又は両性の水性ポリマー分散液、その製造方法、その使用、カチオン性又は両性の保護コロイド及びその調製
CN102140768B (zh) * 2010-12-20 2012-04-18 杭州杭化播磨造纸化学品有限公司 新型阳离子表面施胶剂及其制备方法
CN103890020B (zh) * 2011-10-14 2016-10-12 巴斯夫欧洲公司 含淀粉的细碎聚合物分散体、其制备方法以及在造纸中作为胶料的用途
CN102532562A (zh) * 2011-11-22 2012-07-04 上海东升新材料有限公司 阳离子胶乳及制备方法和在制备晒图纸用预涂液中的应用
CN103410050B (zh) * 2013-07-09 2015-11-25 上海东升新材料有限公司 表面施胶剂乳液及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN107001494A (zh) 2017-08-01
WO2016098006A1 (en) 2016-06-23
EP3233931A1 (en) 2017-10-25
US20170369604A1 (en) 2017-12-28
EP3233931A4 (en) 2018-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9315943B2 (en) Finely divided, starch-containing polymer dispersions, processes for their preparation and use as sizes in papermaking
JP6805251B2 (ja) 微細なカチオン性水性ポリマー分散液、その製造方法、およびその使用
CN102656192B (zh) 含淀粉的细碎聚合物分散体、其生产方法及其在造纸中作为施胶剂的用途
JP4881305B2 (ja) 微粒子の両性、水性ポリマー分散液、その製造方法および使用
CN100500995C (zh) 一种纸张表面处理用施胶剂及其制备方法和应用
ES3050623T3 (en) A surface sizing composition, method of production, and use thereof
WO2010139683A1 (de) Feinteilige, kationische, wässrige polymerdispersionen, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
CN108137896A (zh) 作为表面施胶剂的核/壳聚合物颗粒
WO2016098006A1 (en) Finely divided, cationic, aqueous polymer dispersions, method for the production thereof, and the use thereof
CN108431331A (zh) 生产施胶剂组合物的方法,施胶剂组合物及其用途
EP3397810B1 (en) Cationic surface sizing agent
JP7759879B2 (ja) ポリマー分散物、その使用、及びその製造方法