JPH0559108A - 逆相懸濁重合用分散剤 - Google Patents

逆相懸濁重合用分散剤

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JPH0559108A
JPH0559108A JP22401091A JP22401091A JPH0559108A JP H0559108 A JPH0559108 A JP H0559108A JP 22401091 A JP22401091 A JP 22401091A JP 22401091 A JP22401091 A JP 22401091A JP H0559108 A JPH0559108 A JP H0559108A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 スチレン及び/又は(メタ)アクリル酸プロ
ピルからなる親油性モノマーと、(メタ)アクリル酸ヒ
ドロキシアルキルエステルからなる親水性モノマーとを
共重合して得られる油溶性ノニオン性共重合体からなる
逆相懸濁重合用分散剤。 【効果】 本発明の逆相懸濁重合用分散剤を用いて重合
体を製造する場合には、重合体の凝集物はほとんど認め
られず、又、製造された重合体は、数百μm の平均粒径
を有しており、重合体製造の全工程での作業性、生産性
を著しく向上させることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、重合不活性且つ疎水性
の溶媒中に水溶性のエチレン性不飽和単量体水溶液を加
えて逆相懸濁重合を行う際に使用する分散剤に関するも
のであり、更に詳しくは、重合系を安定に保持すること
のできる逆相懸濁重合用分散剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術】水溶性のエチレン性不飽和単量体を重合
させる方法の1つとして、疎水性溶媒中に単量体水溶液
を懸濁・分散させて重合する、いわゆる逆相懸濁重合法
が周知である。この方法を実施する際には、重合する単
量体の水溶液を疎水性溶媒中に安定に分散し、次いで生
成する重合体粒子の集塊化を防止もしくは低減できる分
散剤を的確に選択することが重要なポイントとなる。換
言すれば、好適な分散剤を選択することにより生産性を
著しく向上させることができ、又、均一な物性の重合体
を得ることが可能となる。
【0003】従来からこのような水溶性のエチレン性不
飽和単量体の逆相懸濁重合に使用される分散剤として
は、例えば、ソルビタンモノステアレート、ソルビタン
モノオレート、エトキシ化された脂肪族アミド、グリセ
リン脂肪酸エステル等の非イオン性界面活性剤が知られ
ている(特公昭54−30710 号公報等)。 又、上記のものの他に、例えばアルキル基の炭素数が8
以上の(メタ)アクリル酸アルキル単量体、(メタ)ア
クリル酸ヒドロキシアルキル単量体、そして上記2つの
単量体と共重合し得る不飽和単量体を構成成分とする共
重合体が知られている(特開昭63−56512 号公報)。 尚、本明細書において、(メタ)アクリル酸とはアクリ
ル酸又はメタクリル酸を意味する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
群である非イオン性界面活性剤類を分散剤として使用し
た場合には、生成した重合体が微粒状となり、分離及び
乾燥工程で粉塵が発生するなどの問題が生じ、その取り
扱いが困難となることがある。後者の群である高分子化
合物類を分散剤として使用した場合には、生成した重合
物が小顆粒状となり、前記の欠点を改良できるが、重合
操作の間に、重合物粒子と重合槽の槽壁や撹拌機との間
で粘着が起こり、反応させた単量体のかなりの部分が使
用不能の重合槽付着物として失われてしまう。一般に水
溶性のエチレン性不飽和単量体の重合槽付着物を除去す
ることには多大の労力を要し、粒状重合体の効率的な生
産の妨げとなっている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意研究を行った結果、スチレン及び/
又は(メタ)アクリル酸プロピルと、(メタ)アクリル
酸ヒドロキシアルキルエステルを共重合することにより
得られる油溶性ノニオン性共重合体を、逆相懸濁重合の
際の分散剤として用いることにより、微粒状重合体を含
まない小顆粒状重合体を安定に得ることができることを
見出し、本発明を完成した。即ち本発明は、スチレン及
び/又は(メタ)アクリル酸プロピルからなる親油性モ
ノマーと、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエス
テルからなる親水性モノマーとを共重合して得られる油
溶性ノニオン性共重合体からなる逆相懸濁重合用分散剤
に係るものである。
【0006】本発明の逆相懸濁重合用分散剤を得るため
に使用できる親油性モノマーとしては、スチレン、アク
リル酸ノルマルプロピル、メタクリル酸ノルマルプロピ
ル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソプロピ
ルなどが例示できる。これらは単独もしくは混合して使
用することができる。また、本発明の逆相懸濁重合用分
散剤を得るために使用できる親水性モノマーとしては、
アクリル酸 2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸 2
−ヒドロキシエチル、アクリル酸 2−ヒドロキシプロ
ピル、メタクリル酸 2−ヒドロキシプロピル、アクリ
ル酸グリセロール、メタクリル酸グリセロールなどが例
示できる。これらの親水性モノマーは、一種を単独で用
いることもでき、また二種以上を混合使用することも可
能である。
【0007】本発明の分散剤では、親水性と親油性のバ
ランスが重要な因子であり、スチレン及び/又は(メ
タ)アクリル酸プロピルと、(メタ)アクリル酸ヒドロ
キシアルキルエステルの種類並びに含有量によりコント
ロール可能であり、懸濁重合に使用される水溶性のエチ
レン性不飽和単量体や重合時の分散媒などにより適合す
るものが選択される。本発明のノニオン性共重合体中の
親油性モノマー単位と親水性モノマー単位との割合は、
前者70〜99.5モル%、後者30〜 0.5モル%が好ましく、
更に好ましくは前者85〜99モル%、後者15〜1モル%で
ある。親水性モノマー単位が30モル%を越えると分散媒
である油性溶剤への溶解性が悪くなること及び親水性サ
イドにかたよりすぎ分散安定性不良となることから好ま
しくない。又、本発明のノニオン性共重合体の分子量と
しては、500 から50万の数平均分子量が好ましい。数平
均分子量が500 未満又は50万を越えると親水性と親油性
のバランスを取っても充分な分散安定効果を示さない。
本発明の油溶性ノニオン性共重合体は、各モノマー及び
生成共重合体を均一溶解できる溶媒の存在下、アゾ系又
は過酸化物系開始剤によりラジカル重合することにより
製造することができる。
【0008】本発明の逆相懸濁重合用分散剤を用いて、
水溶性のエチレン性不飽和単量体を逆相懸濁重合する場
合、使用する分散剤の適切な添加量は、単量体に対して
通常0.1〜10重量%、好ましくは 0.5〜 5.0重量%であ
る。更に、本発明の逆相懸濁重合用分散剤を使用する場
合、逆相懸濁重合時の溶媒としては、原則として、重合
不活性で水を溶解しない性質を有するすべての溶媒が使
用できる。重合熱の除去並びに得られる重合体の乾燥工
程等を考慮すると、沸点が30〜 200℃の脂肪族炭化水素
あるいは脂環式炭化水素あるいは芳香族炭化水素又はこ
れらの混合溶媒が好ましく、特にn−ヘキサン、シクロ
ヘキサン、ベンゼン、トルエン又はこれらの混合溶媒が
好ましく用いられる。
【0009】本発明の分散剤を適用する逆相懸濁重合に
より重合できる水溶性のエチレン性不飽和単量体として
は、各種のものを挙げることができる。例えばアクリル
酸又はメタクリル酸のアルカリ金属塩、アンモニウム
塩、アミン塩や、アクリルアミド又はメタクリルアミド
あるいは水溶性のN−置換のアクリルアミド又はメタク
リルアミドあるいはビニルピロリドンあるいはスルホン
化スチレン、ビニルスルホン酸のアルカリ金属塩等であ
る。これらのものの他に、アクリル酸 2−ヒドロキシ
エチル、メタクリル酸 2−ヒドロキシエチル等を挙げ
ることができる。これらの単量体は、一種以上を任意に
組み合わせて用いることができる。又、親水性を損なわ
ない範囲内でその他の水溶性単量体を共重合させること
もできる。更には、必要に応じて、2個以上の重合性不
飽和基を有する水溶性の架橋剤、例えばメチレンビスア
クリルアミド等、あるいはエチレン性不飽和単量体の官
能基と反応しうる2個以上の官能基を有した水溶性の架
橋剤、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル
等を用いて、上記単量体の(共)重合中もしくは重合後
に架橋反応させることも可能である。
【0010】単量体水溶液の単量体濃度は、広い範囲で
変更が可能であるが、一般的には15〜80重量%のものが
好ましい。又、上記単量体水溶液の量と、重合不活性で
疎水性の溶媒の量との比は、広い範囲に渡って変更する
ことができるが、通常、容量比で1:1〜1:4の範囲
が好適である。単量体の重合のためには、水溶性ラジカ
ル重合開始剤、例えば過酸化物、ハイドロパーオキシ
ド、あるいはアゾ化合物等が既知の量で用いられる。こ
れらの重合開始剤は、二種以上を混合して使用すること
も可能であり、更には、クロムイオン、亜硫酸塩、ヒド
ロキシルアミン、ヒドラジン等を加えてレドックス系重
合開始剤として使用することも可能である。尚、本発明
の油溶性ノニオン性共重合体は、単独で良好な分散剤と
なりうるが、必要に応じて他の乳化剤や分散剤を併用す
ることも可能である。
【0011】
【作用】本発明の逆相懸濁重合用分散剤は、親水部とし
て水酸基を、親油部としてスチレン及び/又は(メタ)
アクリル酸プロピルを選択しているため、逆相懸濁重合
を実施する際に、油/水界面に分散剤が規則正しく配向
し、両界面を安定化させる効果が大きいことが逆相懸濁
重合系を安定に保持できる原因であろうと推察される。
更に、本発明の分散剤をアクリル酸ソーダやメタクリル
酸ソーダなどのアニオン性モノマーの逆相懸濁重合に使
用すると、分散剤とモノマー間の水素結合性相互作用に
より、より大きな安定化効果が発揮できる。
【0012】
【実施例】以下に合成例、実施例及び比較例を挙げて本
発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に
限定されるものではない。
【0013】合成例1 撹拌器、還流冷却器、窒素ガス導入管を付した 300ml四
つ口フラスコに、スチレン 104.2g(1.0モル)、メタク
リル酸グリセロール4.81g(0.03モル) 、アセトニトリ
ル 100g、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル(以下A
IBNと略す)1.3 gを加え混合した後、窒素ガス置換
を充分に行った。温度を80℃まで昇温後、80℃で8時間
重合を行った。アセトンで希釈した後、ポリマー溶液を
n−ヘキサン/水2層溶媒系より沈澱させ、濾過、乾燥
により99.0gの分散剤Aを得た。400MHz−1H-NMRよりメ
タクリル酸グリセロールモノマーユニットの含量は 3.2
モル%となる。又、GPCによる数平均分子量は 3.6万
(pst換算)であった。
【0014】合成例2 スチレン 104.2g(1.0モル)、メタクリル酸グリセロー
ル8.02g(0.05モル)、アセトニトリル 100g、AIB
N 1.3gを使用し、合成例1と同様に重合・ポリマー単
離を行った。98.2gの分散剤Bが得られ、400MHz−1H-N
MRよりメタクリル酸グリセロールモノマーユニットを
5.2モル%含有していた。又、GPCによる数平均分子
量は 3.5万(pst換算)であった。
【0015】合成例3 メタクリル酸 n−プロピル128.2g(1.0モル) 、メタク
リル酸グリセロール3.2g(0.02 モル) 、アセトニトリ
ル 100g、AIBN 1.3gを使用し、合成例1と同様に
重合・単離を行った。 125.3gの分散剤Cが得られ、40
0MHz−1H-NMRよりメタクリル酸グリセロールモノマーユ
ニットを 2.2モル%含有していた。又、GPCによる数
平均分子量は 3.3万(pst換算)であった。
【0016】合成例4 メタクリル酸イソプロピル128.2g(1.0モル)、メタクリ
ル酸グリセロール8.02g(0.05 モル) 、アセトニトリル
100g、AIBN 1.3gを使用し、合成例1と同様に重
合・単離を行った。 127.8gの分散剤Dが得られ、400M
Hz−1H-NMRよりメタクリル酸グリセロールモノマーユニ
ットを 5.1モル%含有していた。又、GPCによる数平
均分子量は 3.7万(pst換算)であった。
【0017】実施例1 500mlの四つ口フラスコに80%アクリル酸水溶液 127.5
gを取り、冷却下で撹拌しながら、30%カセイソーダ水
溶液 140gを滴下し、中和した。次いで、過硫酸カリウ
ム0.23gをイオン交換水 7.5gに溶解した溶液を添加混
合し、窒素ガス吹き込みにより、溶存酸素を除き、モノ
マー・開始剤水溶液を調製した。撹拌機、還流冷却器、
滴下ロート及び窒素ガス導入管を付した1リットル四つ
口フラスコに、シクロヘキサン 400mlと合成例1の分散
剤A1.25gを仕込み、窒素ガスを吹き込んで、溶存酸素
を追い出しながら、75℃まで昇温した。次いで、前記モ
ノマー・開始剤水溶液をシクロヘキサンの還流条件下
で、350rpmの撹拌を行いながら30分間で滴下し、その
後、還流条件下で3時間重合を行った。重合後、生成し
た重合物を濾別し、80℃〜 100℃で減圧乾燥して粒状の
ポリアクリル酸ソーダ86.2gを得た。得られたポリマー
の平均粒径は 290μm で、槽内の付着物はほとんど認め
られなかった。
【0018】実施例2〜4 実施例1の分散剤Aの代わりに、合成例2〜4の分散剤
B、分散剤C及び分散剤Dを用いて、実施例1と同様に
重合を行った。得られたポリアクリル酸ソーダの収量、
粒子の平均粒径を表1に示した。いずれの場合も槽内付
着物はほとんど認められなかった。
【0019】
【表1】
【0020】比較例1 実施例1の分散剤Aの代わりに、メタクリル酸ステアリ
ルとメタクリル酸グリセロールの共重合体(メタクリル
酸グリセロールモノマーユニットを4.5 モル%含有、数
平均分子量 2.7万)1.25gを使用する以外は、実施例1
と同様の操作を行ったところ、モノマー開始剤溶液の滴
下途中に、生成したポリアクリル酸ソーダが塊状となり
撹拌不能となった。
【0021】比較例2 実施例1の分散剤Aの代わりに、ソルビタンモノステア
レート1.25gを使用する以外は、実施例1と同様の操作
を行ったところ、86.5gのポリアクリル酸ソーダ微粒子
が得られ、その平均粒径は50μm であった。更に反応槽
内にかなりの付着物が認められた。
【0022】比較例3 実施例1の分散剤Aの代わりに、合成例1と同様の処方
にて合成したメタクリル酸ラウリル(90重量%) とメタ
クリル酸ヒドロキシエチル(10重量%) の共重合体1.25
gを使用する以外は、実施例1と同様の操作を行ったと
ころ、ビーズ状重合体は得られず、容器内全体で固まっ
てしまった。
【0023】
【発明の効果】実施例において具体的に説明したよう
に、本発明の逆相懸濁重合用分散剤を用いて重合体を製
造する場合には、重合体の凝集物はほとんど認められ
ず、又、製造された重合体は、数百μm の平均粒径を有
しており、重合体製造の全工程での作業性、生産性を著
しく向上させることが可能である。例えば、本発明の分
散剤を使用すると、反応槽内の重合体凝集物がほとんど
ないため、槽内付着物の除去を行わずに長期間の製造が
可能となるなどの効果を有している。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スチレン及び/又は(メタ)アクリル酸
    プロピルからなる親油性モノマーと、(メタ)アクリル
    酸ヒドロキシアルキルエステルからなる親水性モノマー
    とを共重合して得られる油溶性ノニオン性共重合体から
    なる逆相懸濁重合用分散剤。
  2. 【請求項2】 油溶性ノニオン性共重合体が、親油性モ
    ノマー単位70〜99.5モル%、親水性モノマー単位30〜
    0.5モル%を含有するものである請求項1記載の逆相懸
    濁重合用分散剤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3115532A1 (de) * 1980-04-17 1982-01-28 Canon K.K., Tokyo Tintenstrahl-aufzeichnungsverfahren und aufzeichnungstinte fuer die aufzeichnung auf einem bildempfangsmaterial

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3115532A1 (de) * 1980-04-17 1982-01-28 Canon K.K., Tokyo Tintenstrahl-aufzeichnungsverfahren und aufzeichnungstinte fuer die aufzeichnung auf einem bildempfangsmaterial

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