JPH03109409A - Resin aqueous emulsion - Google Patents

Resin aqueous emulsion

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JPH03109409A
JPH03109409A JP22984790A JP22984790A JPH03109409A JP H03109409 A JPH03109409 A JP H03109409A JP 22984790 A JP22984790 A JP 22984790A JP 22984790 A JP22984790 A JP 22984790A JP H03109409 A JPH03109409 A JP H03109409A
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    • 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
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    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols

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Abstract

PURPOSE:To obtain the subject emulsion, having resin particles prepared by carrying out emulsion copolymerization of a monomer mixture having a specific composition in an aqueous medium, excellent in polymerization stability and dispersion stability of the resin particles and usable in a state of the resin particles stably dispersed in the aqueous medium. CONSTITUTION:The objective emulsion containing resin particles prepared by carrying out emulsion copolymerization of a monomer mixture composed of (A) 30-98.8wt.% acrylic acid ester derivative expressed by the formula CH2= CR<1>COOR<2> (R<1> is H or lower alkyl; R<2> is 1-8C alkyl), (B) 0.1-30wt.% acrylic acid derivative expressed by the formula R<3>CH=CR<4>COOH (R<3> is R<1> or carboxyl; R<4> is R<1>), (C) 0.1-20wt.% sulfone group-containing vinyl monomer and (D) 1-20wt.% polyfunctional monomer for internal crosslinking in an aqueous medium. The aforementioned resin particles have 0.05-2mum average particle diameter and carboxyl groups at 0.7X10<-6> to 60X10<-6>mol/m<2> density.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、樹脂粒子を水性媒体中で安定に分散させた状
態で用いるための樹脂水性エマルジョンに関し、詳しく
は、その製造時には重合安定性にすぐれると共に、得ら
れる樹脂微粒子が水性媒体中で安定な分散状態を保持し
、特に、緩衝液、生理食塩水、高分子溶質を含む水溶液
等に分散させた場合にも、分散安定性にすぐれるアクリ
ル酸アルキルエステル樹脂水性エマルジョンに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an aqueous resin emulsion for use in a state in which resin particles are stably dispersed in an aqueous medium. An aqueous acrylic acid alkyl ester resin that maintains a stable dispersion state of fine particles in an aqueous medium and has excellent dispersion stability, especially when dispersed in buffer solutions, physiological saline, aqueous solutions containing polymeric solutes, etc. Regarding emulsions.

従来の代表的な樹脂水性エマルジョンは、乳化剤及び水
溶性ラジカル重合開始剤の存在下に、例えばスチレンの
ような水難溶性ラジカル重合性単量体を乳化共重合させ
て製造されている。ここに、上記乳化剤は、乳化共重合
時における重合安定性を確保すると共に、得られる樹脂
水性エマルジョンの安定化にも寄与している。このエマ
ルジョンの安定化作用については、必ずしも明らかでは
ないが、一般には、乳化剤の一部がエマルジョン粒子に
吸着されており、残余はエマルジョン中に遊離の状Bで
存在し、このようにエマルシコン中において、これら樹
脂粒子に吸着された乳化剤と遊離の乳化剤との間に吸着
脱着平衡が存在し、かかる平衡の結果として、エマルジ
ョンの安定化が達成されるとされている。従って、この
ように乳化剤を含む水性エマルジョンは、これを緩衝液
や生理食塩水中に分散させたとき、樹脂エマルジョン中
の乳化剤の前記したような吸着脱着平衡がくずれる結果
、樹脂エマルジョンの安定性が損なわれて、樹脂粒子が
凝集し、又は沈降しやすい。更に、ポリスチレンエマル
ジョンは、樹脂粒子が疎水性であるために、これを有機
質の溶質を含有する緩衝液や生理食塩水に分散させた場
合に、容易に凝集を生じる。
A typical conventional resin aqueous emulsion is produced by emulsion copolymerization of a sparingly water-soluble radically polymerizable monomer, such as styrene, in the presence of an emulsifier and a water-soluble radical polymerization initiator. Here, the emulsifier ensures polymerization stability during emulsion copolymerization and also contributes to stabilizing the resulting aqueous resin emulsion. The stabilizing effect of this emulsion is not necessarily clear, but in general, a part of the emulsifier is adsorbed to the emulsion particles, and the remainder exists in the emulsion in the free form B, and in this way, in the emulsion. It is said that an adsorption-desorption equilibrium exists between the emulsifier adsorbed on these resin particles and the free emulsifier, and as a result of this equilibrium, stabilization of the emulsion is achieved. Therefore, when an aqueous emulsion containing an emulsifier is dispersed in a buffer solution or physiological saline, the above-mentioned adsorption-desorption equilibrium of the emulsifier in the resin emulsion is disrupted, and as a result, the stability of the resin emulsion is impaired. As a result, resin particles tend to aggregate or settle. Furthermore, since the resin particles of polystyrene emulsion are hydrophobic, they easily aggregate when dispersed in a buffer solution or physiological saline containing an organic solute.

また、水溶性ラジカル重合開始剤を用いてメタクリル酸
エステルを親水性のメタクリル酸、2−ヒドロキシエチ
ルメタクリレート及び内部架橋用多官能性単量体と共に
、乳化剤の存在下に乳化共重合させて、樹脂水性エマル
ジョンを得る方法も既に知られているが(Polyme
r、 Vol、19. August+867−871
 (197B)) 、この方法により得られるエマルジ
ョンも乳化剤を含有するために、上記と同様の問題を有
し、更に、得られる共重合体粒子が水酸基を有するので
、特に、緩衝液等に分散させたときに、樹脂粒子が容易
に凝集する傾向がみられる。
In addition, methacrylic acid ester is emulsion copolymerized with hydrophilic methacrylic acid, 2-hydroxyethyl methacrylate, and a polyfunctional monomer for internal crosslinking in the presence of an emulsifier using a water-soluble radical polymerization initiator to create a resin. Although methods for obtaining aqueous emulsions are already known (Polyme
r, Vol, 19. August+867-871
(197B)) Since the emulsion obtained by this method also contains an emulsifier, it has the same problems as above, and furthermore, since the obtained copolymer particles have hydroxyl groups, it is especially difficult to disperse them in a buffer solution etc. There is a tendency for the resin particles to easily aggregate when

そのために、近年、乳化剤の不存在下にアクリル酸エス
テルエマルジョンを得る方法が提案されているが(化学
技術研究所報告第75巻第8号341 頁(1980)
)、この方法による樹脂エマルジョンも分散安定性が十
分でなく、特に、機械的な剪断応力下に容易に凝集する
To this end, a method of obtaining an acrylic ester emulsion in the absence of an emulsifier has recently been proposed (Kagaku Gijutsu Kenkyusho Report Vol. 75, No. 8, p. 341 (1980)).
), resin emulsions produced by this method also do not have sufficient dispersion stability and, in particular, easily aggregate under mechanical shear stress.

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので
あって、その製造において、特に乳化剤を用いずとも、
乳化重合時の重合安定性にすぐれると共に、得られる樹
脂粒子が水性媒体中で安定な分散状態を保持し、従って
、樹脂粒子を水性媒体中で安定に分散させた状態で好適
に用いることができるアクリル酸エステル誘導体及びア
クリル酸誘導体を単量体主成分とする樹脂水性エマルジ
ョンに関する。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in its production, it can be produced without using any emulsifier.
It has excellent polymerization stability during emulsion polymerization, and the resulting resin particles maintain a stable dispersion state in an aqueous medium. Therefore, the resin particles can be preferably used in a stable state dispersed in an aqueous medium. The present invention relates to an acrylic acid ester derivative and an aqueous resin emulsion containing the acrylic acid derivative as a main monomer component.

本発明による樹脂粒子を水性媒体中で安定に分散させた
状態で用いるための樹脂水性エマルジョンは、 (a)一般式 %式% (但し、R1は水素又は低級アルキル基を示し、R2は
炭素数が1〜8のアルキル基を示す。)で表わされるア
クリル酸アルキルエステル誘導体30〜98.8重量%
、 (bl一般式 %式% (但し、R3は水素、低級アルキル基又はカルボキシル
基を示し、R4は水素又は低級アルキル基を示し、R3
が水素又は低級アルキル基のときは、R4はカルボ低級
アルコキシ基であってもよい。) で表わされるアクリル酸誘導体0.1〜30重量%、 (C)スルホン酸基を有するビニル単量体0.1〜20
重量%、及び (d)多官能性内部架橋用単量体1〜20重量%、から
なる単量体混合物を水性媒体中で乳化共重合させてなる
樹脂粒子を含有し、この樹脂粒子が平均粒子径0.05
〜2μmを有すると共に、カルボキシル基を密度0.7
xlO−’〜60X10−6モル/dにて有することを
特徴とする。
The resin aqueous emulsion for use in which the resin particles according to the present invention are stably dispersed in an aqueous medium has the following formula: represents an alkyl group of 1 to 8) 30 to 98.8% by weight of an acrylic acid alkyl ester derivative
, (blGeneral formula%Formula% (However, R3 represents hydrogen, a lower alkyl group or a carboxyl group, R4 represents hydrogen or a lower alkyl group, R3
When is hydrogen or a lower alkyl group, R4 may be a carbo-lower alkoxy group. ) 0.1 to 30% by weight of an acrylic acid derivative represented by (C) 0.1 to 20% of a vinyl monomer having a sulfonic acid group
% by weight, and (d) 1 to 20% by weight of a polyfunctional internal crosslinking monomer, the resin particles are formed by emulsion copolymerizing in an aqueous medium, and the resin particles have an average Particle size 0.05
~2 μm and a carboxyl group density of 0.7
It is characterized by having xlO-' to 60X10-6 mol/d.

本発明において、アクリル酸アルキルエステル誘導体は
、一般式 %式% (但し、R1は水素又は低級アルキル基、好ましくは水
素又はメチル基を示し、R2は炭素数が1〜8のアルキ
ル基を示す。) で表わされ、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メ
タ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、
(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシ
ル、(メタ)アクリル酸オクチル等を例示することがで
きる。
In the present invention, the acrylic acid alkyl ester derivative has the general formula % (where R1 represents hydrogen or a lower alkyl group, preferably hydrogen or a methyl group, and R2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms). ), for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate,
Examples include butyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, and the like.

本発明においては、水性媒体中での分散安定性にすぐれ
るアクリル酸エステル誘導体の乳化共重合体エマルジョ
ンを得るために、単量体成分として、アクリル酸エステ
ル誘導体に加えて、カルボキシル基を有するアクリル酸
誘導体及びスルホン酸基を有するビニル単量体を用いる
と共に、多官能性内部架橋用単量体を用いる。かかる単
量体成分の所定の割合の混合物を乳化共重合させること
により、凝集物の発生なしに安定に乳化共重合させると
共に、水性媒体中で分散状態が安定に保持され、例えば
、トリス緩衝液を用いて、pns、。
In the present invention, in order to obtain an emulsion copolymer emulsion of an acrylic ester derivative having excellent dispersion stability in an aqueous medium, in addition to the acrylic ester derivative, an acrylic ester having a carboxyl group is added as a monomer component. A vinyl monomer having an acid derivative and a sulfonic acid group is used, as well as a polyfunctional internal crosslinking monomer. By emulsion copolymerizing a mixture of such monomer components at a predetermined ratio, the emulsion copolymerization is carried out stably without the generation of aggregates, and the dispersion state is stably maintained in an aqueous medium, such as Tris buffer. Using pns,.

であるアルカリ性に維持した場合にも経時的に安定であ
り、且つ、非汚染性、非膨潤性である樹脂水性エマルジ
ョンを得ることができるのである。
It is possible to obtain an aqueous resin emulsion that is stable over time, non-staining, and non-swellable even when maintained at alkalinity.

上記アクリル酸誘導体は、一般式 %式% (但し、R3は水素、低級アルキル基又はカルボキシル
基、好ましくは水素又はメチル基を示し、R4は水素又
は低級アルキル基、好ましくは水素又はメチル基を示し
、R3が水素又は低級アルキル基のときは、R4はカル
ボ低級アルコキシ基であってもよい。) で表わされ、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸
、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、モノアルキルマ
レイン酸、モノアルキルフマル酸、モノアルキルイタコ
ン酸等を好ましい例として挙げることができるが、特に
、(メタ)アクリル酸及びイタコン酸の1種又は2種以
上の混合物が好ましく用いられる。
The above acrylic acid derivative has the general formula % (where R3 represents hydrogen, a lower alkyl group or a carboxyl group, preferably hydrogen or a methyl group, and R4 represents hydrogen or a lower alkyl group, preferably hydrogen or a methyl group). , when R3 is hydrogen or a lower alkyl group, R4 may be a carbo-lower alkoxy group.) For example, (meth)acrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, Preferred examples include monoalkyl maleic acid, monoalkyl fumaric acid, and monoalkyl itaconic acid, and in particular, one or a mixture of two or more of (meth)acrylic acid and itaconic acid is preferably used.

次に、本発明において、スルホン酸基を有するビニル単
量体としては、ビニルスルホン酸、その金属塩やアンモ
ニウム塩、 10式 %式% (但し、R5は水素又は低級アルキル基、好ましくは水
素又はメチル基を示し、Rhは炭素数1〜6のアルキレ
ン基、好ましくは炭素数2〜3のアルキレン基を示し、
Mは水素、アルカリ金属又はアンモニウムを示す。) で表わされるスルホアルキルアクリレート、例えば、ス
ルホプロピル(メタ)アクリレートやそのアルキル金属
塩、一般式 (但し、R7は水素又は低級アルキル基、好ましくは水
素又はメチル基を示し、Mは前記と同じである。) で表わされるスチレンスルホン酸、その誘導体、これら
のアルキル金属塩、例えば、スチレンスルホン酸ナトリ
ウム、一般式 %式% (但し、Raは水素又は低級アルキル基、好ましくは水
素又はメチル基を示し、R9は炭素数1〜6のアルキレ
ン基、好ましくは炭素数3〜4のアルキレン基を示し、
Mは前記と同じである。)で表わされる2−アクリルア
ミドアルカンスルホン酸、その誘導体及びこれらのアル
キル金属塩、例えば、2−アクリルアミド−2−メチル
プロパンスルホン酸等が用いられる。
Next, in the present invention, as the vinyl monomer having a sulfonic acid group, vinyl sulfonic acid, its metal salt or ammonium salt, 10 formula % formula % (However, R5 is hydrogen or a lower alkyl group, preferably hydrogen or represents a methyl group, Rh represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, preferably an alkylene group having 2 to 3 carbon atoms,
M represents hydrogen, alkali metal or ammonium. ) Sulfoalkyl acrylates, such as sulfopropyl (meth)acrylate and its alkyl metal salts, general formula (where R7 represents hydrogen or a lower alkyl group, preferably hydrogen or a methyl group, and M is the same as above) Styrene sulfonic acid, its derivatives, alkyl metal salts thereof, such as sodium styrene sulfonate, represented by the general formula % (where Ra represents hydrogen or a lower alkyl group, preferably hydrogen or a methyl group) , R9 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, preferably an alkylene group having 3 to 4 carbon atoms,
M is the same as above. ) 2-acrylamidoalkanesulfonic acid, derivatives thereof, and alkyl metal salts thereof, such as 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, are used.

内部架橋用多官能性単量体は、特に樹脂粒子を非膨潤化
して、得られる樹脂粒子の水性媒体中での分散安定性を
高めるのに効果がある。かがる多官能性内部架橋用単量
体としては、例えば、脂肪族多価アルコールのポリ (
メタ)アクリレートが好ましく用いられる。具体例とし
て、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、ジ
エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレング
リコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジ
メタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタク
リレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ト
リメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロ
ールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタ
ンテトラアクリレート等が好ましく用いられる。また、
ジビニルベンゼンやN、N”−メチレンビスアクリルア
ミド等も多官能性内部架橋用単量体として用いることが
できる。
The internal crosslinking polyfunctional monomer is particularly effective in non-swelling the resin particles and increasing the dispersion stability of the resulting resin particles in an aqueous medium. Examples of polyfunctional internal crosslinking monomers include aliphatic polyhydric alcohol poly(
Meth)acrylates are preferably used. Specific examples include ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, and trimethylol. Propane triacrylate, tetramethylolmethanetetraacrylate, etc. are preferably used. Also,
Divinylbenzene, N,N''-methylenebisacrylamide, and the like can also be used as polyfunctional internal crosslinking monomers.

本発明による樹脂水性エマルジョンの製造に際しては、
乳化共重合のための単量体組成は、アクリル酸アルキル
エステル誘導体30〜98.8重量%、好ましくは50
〜98重量%、アクリル酸誘導体0.1〜30重量%、
好ましくは0.5〜20重量%、スルホン酸基を有する
ビニル単量体0.1〜20重量%、好ましくは0.5〜
15重量%、内部架橋用多官能性単量体1〜20重量%
、好ましくは1〜15重量%である。
In producing the aqueous resin emulsion according to the present invention,
The monomer composition for emulsion copolymerization is 30 to 98.8% by weight, preferably 50% by weight of the acrylic acid alkyl ester derivative.
~98% by weight, acrylic acid derivative 0.1-30% by weight,
Preferably 0.5 to 20% by weight, vinyl monomer having sulfonic acid group 0.1 to 20% by weight, preferably 0.5 to 20% by weight.
15% by weight, 1-20% by weight of polyfunctional monomer for internal crosslinking
, preferably 1 to 15% by weight.

上記アクリル酸誘導体及びスルホン酸基を有するビニル
単量体は、共にアクリル酸アルキルエステルの乳化共重
合時の重合安定性と、得られるエマルジョンの安定性に
必須の単量体であり、これらの効果を有効に発現させる
ために、単量体組成において、それぞれ少なくとも0.
1重量%を必要とする。しかし、過多に共重合単量体成
分とじて用いるときは、却って重合安定性と、得られる
エマルジョンの安定性を損なうので、それぞれ30重重
景及び20重量%以下の範囲で用いる。
Both the acrylic acid derivative and the vinyl monomer having a sulfonic acid group are essential monomers for the polymerization stability during emulsion copolymerization of acrylic acid alkyl ester and the stability of the resulting emulsion, and these effects In order to effectively express these, the monomer composition should contain at least 0.
1% by weight is required. However, if too much of the copolymerized monomer component is used, the polymerization stability and the stability of the resulting emulsion are adversely affected, so they are used in a range of 30% by weight or less and 20% by weight or less, respectively.

また、内部架橋用多官能性単量体も、前記したように、
重合を安定に進行させ、また、得られる樹脂粒子の安定
な分散状態を保持すると共に、樹脂粒子を非膨潤性とす
るために必要な単量体であり、単量体組成において少な
くとも1重量%が必要であるが、しかし、過多に使用す
ることは、却って重合安定性とエマルジョンの安定性を
損なうので好ましくない。
In addition, as described above, the polyfunctional monomer for internal crosslinking is
A monomer necessary for stably proceeding polymerization, maintaining a stable dispersion state of the resulting resin particles, and making the resin particles non-swellable, and contains at least 1% by weight in the monomer composition. However, it is not preferable to use too much because it will actually impair polymerization stability and emulsion stability.

更に、得られる樹脂水性エマルジョンの用途にもよるが
、個々の単量体の具体的な種類は、得られる共重合体の
ガラス転移点が0℃以上、好ましくは室温以上となるよ
うに選ばれる。樹脂粒子のガラス転移点が0℃よりも低
いときは、樹脂粒子の相互の融着や凝集が生じやすく、
エマルジョンの分散安定性が低下する傾向があるからで
ある。
Further, although it depends on the use of the resulting aqueous resin emulsion, the specific types of individual monomers are selected so that the glass transition point of the resulting copolymer is 0° C. or higher, preferably room temperature or higher. . When the glass transition point of the resin particles is lower than 0°C, mutual fusion and aggregation of the resin particles tend to occur.
This is because the dispersion stability of the emulsion tends to decrease.

本発明においては、以上のような各単量体を水性媒体中
にて、水溶性のラジカル重合開始剤を用いて、通常の方
法にて乳化共重合させることにより、水不溶性のアクリ
ル酸エステル共重合体樹脂水性エマルジョンを得ること
ができるが、得られる水性エマルジョン中に乳化剤が遊
離の状態で、或いは樹脂粒子に吸着された状態にて存在
するとき、前述したように、特に、その使用に際して種
々の有害な影響が現れることがあるので、乳化共重合に
際しては乳化剤を用いないのが好ましい。
In the present invention, a water-insoluble acrylic ester copolymer is obtained by emulsion copolymerizing each of the monomers described above in an aqueous medium using a water-soluble radical polymerization initiator in a conventional manner. It is possible to obtain an aqueous emulsion of a polymer resin, but when the emulsifier is present in the resulting aqueous emulsion in a free state or in a state adsorbed to resin particles, there are various limitations on its use, as mentioned above. It is preferable not to use emulsifiers during emulsion copolymerization because of the deleterious effects that may occur.

本発明による上記単量体組成によれば、特に乳化剤を用
いずして安定に共重合させることができると共に、得ら
れる樹脂エマルジョンの分散状態が安定に保持されるの
が大きい特徴をなす。しかし、前述したように、緩衝液
や生理食塩水に分散させた場合にも、エマルジョン粒子
の凝集や沈降が起こらない範囲において乳化剤を用いる
ことは何ら妨げられず、また、用途によって乳化剤が有
害な影響を与えないときは、必要に応じて、乳化剤を用
いてもよい。
The monomer composition according to the present invention is characterized in that stable copolymerization can be carried out without particularly using an emulsifier, and the dispersed state of the resulting resin emulsion can be stably maintained. However, as mentioned above, even when dispersed in a buffer solution or physiological saline, it is possible to use an emulsifier as long as the emulsion particles do not aggregate or settle. If necessary, an emulsifier may be used if it does not have any effect.

また、本発明による乳化共重合において、単量体成分混
合物の水性媒体中での濃度は、得られるエマルジョンに
おける樹脂粒子の平均粒径とも関連するが、通常、0.
1〜40重量%の範囲である。
In the emulsion copolymerization according to the present invention, the concentration of the monomer component mixture in the aqueous medium is also related to the average particle size of the resin particles in the resulting emulsion, but is usually 0.
It ranges from 1 to 40% by weight.

重合開始剤としては、水溶性ラジカル重合開始剤が用い
られる。通常、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過
硫酸アンモニウム等の過硫酸塩や、これら過硫酸塩とチ
オ硫酸ナトリウム、チオ硫酸カリウム、チオ硫酸水素ナ
トリウム等のようなチオ硫酸塩、又は亜硫酸ナトリウム
、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素ナトリうム等のような亜
硫酸塩とのレドックス系重合開始剤が好ましく用いられ
るが、これらに限定されるものではない。これら重合開
始剤の使用量は、単量体混合物に対して0.01〜1重
量%、の範囲が好適である。重合の雰囲気も、特に制限
されないが、好ましくは酸素を除いた不活性ガス雰囲気
が用いられる。また、重合温度は、特に制限されないが
、通常、20〜100℃、好ましくは50〜90℃の範
囲である。
As the polymerization initiator, a water-soluble radical polymerization initiator is used. Usually, persulfates such as potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, these persulfates and thiosulfates such as sodium thiosulfate, potassium thiosulfate, sodium hydrogen thiosulfate, etc., or sodium sulfite, potassium sulfite. Redox polymerization initiators with sulfites such as sodium hydrogen sulfite and the like are preferably used, but are not limited thereto. The amount of these polymerization initiators used is preferably in the range of 0.01 to 1% by weight based on the monomer mixture. The atmosphere for polymerization is also not particularly limited, but preferably an inert gas atmosphere excluding oxygen is used. Further, the polymerization temperature is not particularly limited, but is usually in the range of 20 to 100°C, preferably 50 to 90°C.

本発明による樹脂水性エマルジョンにおいて、樹脂粒子
の平均粒径は、0.05μ〜2μmの範囲にあることが
必要であり、好ましくは0.1〜1μmの範囲にある。
In the resin aqueous emulsion according to the present invention, the average particle size of the resin particles must be in the range of 0.05 to 2 μm, preferably in the range of 0.1 to 1 μm.

粒径が小さすぎると、これを使用した後、回収するよう
な場合に困難を生じるようになり、一方、粒径が大きす
ぎると、安定な分散状態を保持させるのが困難となるか
らである。
If the particle size is too small, it will be difficult to recover it after use, while if the particle size is too large, it will be difficult to maintain a stable dispersion state. .

また、樹脂粒子の比重は0.9〜1.3の範囲にあるこ
とが好ましい。比重が0.9よりも小さいときは、樹脂
粒子がエマルジョン水性媒体表面に浮遊し、分散安定性
に劣るようになり、一方、1.3よりも大きいときは、
樹脂粒子がエマルジョン水性媒体中に沈降し、同様に凝
集を生じやすくなるからである。
Moreover, it is preferable that the specific gravity of the resin particles is in the range of 0.9 to 1.3. When the specific gravity is smaller than 0.9, the resin particles float on the surface of the emulsion aqueous medium, resulting in poor dispersion stability, whereas when the specific gravity is larger than 1.3,
This is because the resin particles are likely to settle in the emulsion aqueous medium and cause aggregation as well.

更に、本発明においては、樹脂粒子はカルボキシル基を
0.7X10−6〜60xlO−’モル/イの範囲の密
度で有することが必要である。樹脂粒子の有するカルボ
キシル基が0.7X10−6モル/、(よりも少ないと
きは、水分散安定性が十分でなく、一方、60X10”
6モル/Mよりも多いときは、樹脂粒子が特にアルカリ
水溶液中で膨潤性を有するようになり、水分散性に劣る
傾向を生じるからである。
Furthermore, in the present invention, it is necessary that the resin particles have carboxyl groups at a density in the range of 0.7 x 10-6 to 60 x 10-' mol/i. When the carboxyl group possessed by the resin particles is less than 0.7X10-6 mole/(, the water dispersion stability is insufficient; on the other hand, 60X10"
This is because when the amount is more than 6 mol/M, the resin particles become particularly swellable in an alkaline aqueous solution and tend to have poor water dispersibility.

以上のように、本発明によれば、特に、乳化剤を用いる
ことなく、重合安定性を確保しつつ、アクリル酸アルキ
ルエステル誘導体の乳化共重合を行なうことができ、且
つ、得られる共重合体粒子は非膨潤性、非汚染性であっ
て、しかも、水性媒体中で安定にその分散状態を保持す
るのみならず、緩衝液や生理食塩水に分散させた場合に
おいても、安定な分散状態を保持し、従って、本発明に
よる樹脂水性エマルジョンは、樹脂粒子が水性媒体中で
安定に分散された状態を保持することが要求される用途
に好適に用いることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to perform emulsion copolymerization of an acrylic acid alkyl ester derivative while ensuring polymerization stability without using an emulsifier, and to obtain copolymer particles obtained. is non-swellable and non-staining, and not only maintains its dispersion state stably in aqueous media, but also maintains a stable dispersion state when dispersed in buffer solutions and physiological saline. Therefore, the aqueous resin emulsion according to the present invention can be suitably used in applications where resin particles are required to remain stably dispersed in an aqueous medium.

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により限定されるものではない。
The present invention will be described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例1 メチルメタクリレート及びイソブチルメタクリレートの
等重量比混合物91重世%、アクリル酸5重量%、スル
ホプロピルアクリレートナトリウム塩0.5重量%及び
トリエチレングリコールジメタクリレート3.5重量%
よりなる単量体混合物60gを蒸留水330gに加え、
過硫酸カリウム0.3gを水10m1に溶解した重合開
始剤水溶液を75℃の温度で窒素気流下に加え、120
ppmで攪拌しつつ6時間重合させて、重合率98.8
%にて平均粒径0.34μmの樹脂粒子の水性エマルジ
ョンを得た。重合は非常に安定に行われて、凝集物は皆
無であった。このエマルジョンを遠心分離し、樹脂を0
.01N塩酸で酸型とした後、蒸留水で洗浄し、蒸留水
に分散させた。このエマルジョンを0.05N水酸化カ
リウム水溶液にて電導度滴定してカルボキシル基量を求
めた。別にエマルジョン粒子の粒径を電子顕微鏡にて測
定し、これらから樹脂粒子の有するカルボキシル基量を
求めたところ、9.8X10−6モル/dであった。
Example 1 Equal weight ratio mixture of methyl methacrylate and isobutyl methacrylate 91% by weight, 5% by weight of acrylic acid, 0.5% by weight of sulfopropyl acrylate sodium salt and 3.5% by weight of triethylene glycol dimethacrylate
Add 60g of the monomer mixture consisting of the following to 330g of distilled water,
A polymerization initiator aqueous solution prepared by dissolving 0.3 g of potassium persulfate in 10 ml of water was added at a temperature of 75°C under a nitrogen stream, and 120
Polymerization was carried out for 6 hours while stirring at ppm, and the polymerization rate was 98.8.
%, an aqueous emulsion of resin particles having an average particle diameter of 0.34 μm was obtained. Polymerization was very stable and there were no aggregates. This emulsion was centrifuged to remove the resin.
.. After making it into an acid form with 01N hydrochloric acid, it was washed with distilled water and dispersed in distilled water. This emulsion was subjected to conductivity titration with a 0.05N aqueous potassium hydroxide solution to determine the amount of carboxyl groups. Separately, the particle size of the emulsion particles was measured using an electron microscope, and the amount of carboxyl groups possessed by the resin particles was determined from these measurements, and was found to be 9.8×10 −6 mol/d.

また、上で得たエマルジョンを遠心分離し、蒸留水にて
洗浄した後、蒸留水に再分散させ、0.0IN水酸化ナ
トリウム水溶液にてpH7,0に調整した固形分5%の
樹脂エマルジョン1mlを1M塩化カルシウム水溶液(
pH7,0)  10mlに分散させたところ、1か月
後にも安定な分散状態を保持していた。
In addition, the emulsion obtained above was centrifuged, washed with distilled water, redispersed in distilled water, and adjusted to pH 7.0 with 0.0 IN sodium hydroxide aqueous solution to produce 1 ml of a resin emulsion with a solid content of 5%. in 1M calcium chloride aqueous solution (
When dispersed in 10 ml (pH 7.0), a stable dispersion state was maintained even after one month.

尚、以下においても、このようなエマルジョン1mlを
IM塩化カルシウム水溶液10m1に分散させた場合、
1か月後にも安定な分散状態を保つときを分散性が良好
であるとし、数時間以内に樹脂粒子が凝集沈降するとき
を分散性が不良であるとする。
In addition, in the following, when 1 ml of such an emulsion is dispersed in 10 ml of IM calcium chloride aqueous solution,
The dispersibility is considered to be good when a stable dispersion state is maintained even after one month, and the dispersibility is considered to be poor when the resin particles coagulate and settle within several hours.

比較例1 第1表に示すように、多官能性内部架橋用単量体を含ま
ない単量体混合物を用いて、実施例1と同様に乳化共重
合した。結果を第1表に示す。
Comparative Example 1 As shown in Table 1, emulsion copolymerization was carried out in the same manner as in Example 1 using a monomer mixture containing no polyfunctional internal crosslinking monomer. The results are shown in Table 1.

比較例2 第1表に示すように、トリエチレングリコールメタクリ
レート25重量%を含有する単量体混合物を用いて、実
施例1と同様に乳化共重合した。
Comparative Example 2 As shown in Table 1, emulsion copolymerization was carried out in the same manner as in Example 1 using a monomer mixture containing 25% by weight of triethylene glycol methacrylate.

結果を第1表に示す。The results are shown in Table 1.

比較例3 第1表に示す単量体混合物を実施例1と同様に乳化共重
合した。得られたエマルジョン粒子はカルボキシル基を
82.5xlO−6モル/Mの密度で有して、分散性が
不良であった。
Comparative Example 3 The monomer mixture shown in Table 1 was emulsion copolymerized in the same manner as in Example 1. The obtained emulsion particles had carboxyl groups at a density of 82.5xlO-6 mol/M and had poor dispersibility.

比較例4 第1表に示すように、スルホン酸基を有するビニル単量
体を含まない単量体混合物を用いて、実施例1と同様に
乳化共重合した。結果を第1表に示す。
Comparative Example 4 As shown in Table 1, emulsion copolymerization was carried out in the same manner as in Example 1 using a monomer mixture that did not contain a vinyl monomer having a sulfonic acid group. The results are shown in Table 1.

比較例5 第1表に示すように、多官能性内部架橋用単量体を含ま
ない単量体混合物を用いて、実施例1と同様に乳化共重
合した。結果を第1表に示す。
Comparative Example 5 As shown in Table 1, emulsion copolymerization was carried out in the same manner as in Example 1 using a monomer mixture that did not contain a polyfunctional internal crosslinking monomer. The results are shown in Table 1.

比較例6 第1表に示すように、アクリル酸誘導体を含まない単量
体混合物を用いて、実施例1と同様に乳化共重合した。
Comparative Example 6 As shown in Table 1, emulsion copolymerization was carried out in the same manner as in Example 1 using a monomer mixture containing no acrylic acid derivative.

結果を第1表に示す。The results are shown in Table 1.

尚、第1表において、単量体を示す略号は以下を意味す
る。
In addition, in Table 1, the abbreviations indicating monomers have the following meanings.

MMA   メチルメタクリレート IBMA  イソブチルメタクリレートSP   スル
ホプロピルアクリレートナトリウム塩 70M トリエチレングリコールジメタクリ レート A アクリル酸 AA メタクリル酸
MMA Methyl methacrylate IBMA Isobutyl methacrylate SP Sulfopropyl acrylate sodium salt 70M Triethylene glycol dimethacrylate A Acrylic acid AA Methacrylic acid

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)(a)一般式 CH_2=CR^1COOR^2 (但し、R^1は水素又は低級アルキル基を示し、R^
2は炭素数が1〜8のアルキル基を示す。) で表わされるアクリル酸アルキルエステル誘導体30〜
98.8重量%、 (b)一般式 R^3CH=CR^4COOH (但し、R^3は水素、低級アルキル基又はカルボキシ
ル基を示し、R^4は水素又は低級アルキル基を示し、
R^3が水素又は低級アルキル基のときは、R^4はカ
ルボ低級アルコキシ基であつてもよい。) で表わされるアクリル酸誘導体0.1〜30重量%、 (c)スルホン酸基を有するビニル単量体0.1〜20
重量%、及び (d)多官能性内部架橋用単量体1〜20重量%、から
なる単量体混合物を水性媒体中で乳化共重合させてなる
樹脂粒子を含有し、この樹脂粒子が平均粒子径0.05
〜2μmを有すると共に、カルボキシル基を密度0.7
×10^−^6〜60×10^−^6モル/m^2にて
有することを特徴とする樹脂粒子を水性媒体中で安定に
分散させた状態で用いるための樹脂水性エマルジョン。
(1) (a) General formula CH_2=CR^1COOR^2 (However, R^1 represents hydrogen or a lower alkyl group, and R^
2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. ) Acrylic acid alkyl ester derivative 30-
98.8% by weight, (b) General formula R^3CH=CR^4COOH (wherein R^3 represents hydrogen, a lower alkyl group, or a carboxyl group, and R^4 represents hydrogen or a lower alkyl group,
When R^3 is hydrogen or a lower alkyl group, R^4 may be a carbo-lower alkoxy group. ) 0.1 to 30% by weight of an acrylic acid derivative represented by (c) 0.1 to 20% of a vinyl monomer having a sulfonic acid group
% by weight, and (d) 1 to 20% by weight of a polyfunctional internal crosslinking monomer, the resin particles are formed by emulsion copolymerizing in an aqueous medium, and the resin particles have an average Particle size 0.05
~2 μm and a carboxyl group density of 0.7
An aqueous resin emulsion for use in a state in which resin particles are stably dispersed in an aqueous medium, characterized in that the resin particles have an amount of 10^-^6 to 60*10^-^6 mol/m^2.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997042255A1 (en) * 1996-05-03 1997-11-13 Basf Aktiengesellschaft Polymer powders redispersible in aqueous solution

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1997042255A1 (en) * 1996-05-03 1997-11-13 Basf Aktiengesellschaft Polymer powders redispersible in aqueous solution

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