JPH0565307A - 分散剤 - Google Patents

分散剤

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JPH0565307A
JPH0565307A JP3255732A JP25573291A JPH0565307A JP H0565307 A JPH0565307 A JP H0565307A JP 3255732 A JP3255732 A JP 3255732A JP 25573291 A JP25573291 A JP 25573291A JP H0565307 A JPH0565307 A JP H0565307A
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dispersant
vinyl
emulsion
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pva
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健 結城
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  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 下記の化1で示される官能基を0.1〜20
モル%含有する変性PVAからなる分散剤。 【化1】 【効果】 本発明の分散剤は、全ての用途に分散剤とし
て好適に用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、分散剤に関する。さら
に詳しくは、ビニル化合物の乳化重合用分散剤、ビニル
化合物の懸濁重合用分散剤および顔料用分散剤に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ポリビニルアルコール(以下PVAと略
す)はビニル化合物、特に酢酸ビニルに代表されるビニ
ルエステル類の乳化重合用分散剤として広く用いられて
おり、これにより得られた酢ビ系エマルジョンは各種接
着剤、塗料、紙または繊維加工などの分野で広く用いら
れている。ところが該酢酸ビニル系エマルジョンは、接
着性や作業性は優れるが、皮膜の耐水性が悪く、またエ
マルジョン粘度の温度依存性が大きいという欠点を有し
ており、これらの性質は乳化重合に用いた分散剤に依る
ところが大であることが知られている。すなわち、乳化
重合用分散剤としてのPVAは、一般的には、けん化度
98モル%程度の完全けん化PVAとけん化度88モル
%程度の部分けん化PVAがあり、前者を使用した場
合、比較的耐水性は良好なものの、低温時のエマルジョ
ン粘度の上昇が著しく、ゲル化し易いという欠点があ
る。他方、後者のPVAを使用した場合、エマルジョン
の低温時の粘度上昇やゲル化性向は改善されるものの皮
膜の耐水性が劣るという欠点を有している。このような
欠点を改良するために、両者のPVAの併用、両者の中
間的なけん化度のPVAの使用等が行なわれているが、
皮膜の耐水性とエマルジョン粘度の小さな温度依存性の
両者を十分満足するに至っていない。また皮膜の耐水性
を向上させるために、部分けん化PVAを用いたエマル
ジョンに尿素樹脂や各種架橋剤の添加も行なわれている
が、ある程度耐水性は改良されるものの粘度上昇等によ
り、使用時の作業性が低下し、これらの方法も充分満足
すべき結果が得られていない。次に、工業的に塩化ビニ
ル系樹脂を製造する場合、水性媒体中で分散安定剤の存
在下に塩化ビニルモノマーを分散させ、油溶性触媒を用
いて重合を行なう懸濁重合法が広く実施されている。一
般に該樹脂の品質を支配する因子としては重合率、水−
モノマー比、重合温度、触媒の種類および量、重合槽の
型式、撹拌速度あるいは分散安定剤の種類および量等が
挙げられるが、中でも分散安定剤の種類による影響が非
常に大きいことが知られている。塩化ビニル系モノマー
の懸濁重合用分散安定剤に要求される性能としては
(i)少量の使用で高い分散力を示し、得られる塩化ビ
ニル系重合体粒子の粒径分布をできるだけシャープにす
る働きのあること(ii)可塑剤の吸収速度を大きくして
加工性を容易にするためおよび重合体粒子中に残存する
塩化ビニルモノマーの除去を容易にするため更には成型
品中のフィッシュアイ等の生成を防止するために各重合
体粒子をできるだけ均一にしかも多孔性にする働きがあ
ること(iii)充てん比重の大きい重合体粒子をつくる
働きがあることなどが挙げられる。従来、ビニル系化合
物の懸濁重合用分散剤としてはメチルセルロース、カル
ボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体あるいは
部分けん化PVA等がそれぞれ単独または併用して使用
されている。しかし、従来の分散剤は塩化ビニル系重合
体粒子を多孔性にする能力が低く、可塑剤吸収速度が遅
いとか残留塩化ビニルモノマーの除去がしにくいという
欠点があった。次に、顔料用分散剤としては、従来、P
VA系重合体またはポリアクリル酸系重合体が使用され
ていたが、分散液の高濃度化ができないという問題点を
有していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題点がない、ビニル化合物の乳化重合用分散剤、ビ
ニル化合物の懸濁重合用分散剤および顔料用分散剤を提
供するほか、あらゆる用途に好適な分散剤を提供するこ
とが目的である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の酢
ビ系エマルジョンの欠点を克服するために鋭意検討した
結果、特定の変性PVAを分散剤として用いることによ
り、得られたエマルジョンの皮膜の耐水性が優れ、かつ
エマルジョン粘度の温度依存性が小さいビニル化合物系
エマルジョンが得られることを見出し、本発明を完成す
るに至った。以下、発明について詳細に説明する。本発
明の分散剤は、分子内に下記の化2で示される官能基を
0.1〜20モル%含有する変性PVAからなることを
特徴とする。
【化2】 (ここで、R1はHまたは炭素数1〜3のアルキル基を
表し、R2はHまたは炭素数1〜5のアルキル基を表
す)
【0005】本発明の変性PVAの製法については特に
制限はないが、次の2つの方法が挙げられ、なかでも
(1)の方法が容易である。 (1) ビニルエステルと上記の化2で示される官能基
を有するビニル化合物とを共重合して変性ポリビニルエ
ステルを得た後、これを常法によりけん化する。 (2) PVAに上記の化2で示される官能基を高分子
反応により導入する。 (1)の方法におけるビニルエステルとしてはラジカル
重合可能なビニルエステルであれば使用でき、例えばギ
酸ビニル,酢酸ビニル,プロピオン酸ビニル,ピバリン
酸ビニル,バーサチック酸ビニル(Veova10、シ
ェル社の商標),ラウリン酸ビニル,ステアリン酸ビニ
ル等が挙げられる。(1)の方法における化2で示され
る官能基を有するビニル化合物としては、N−ビニルホ
ルムアミド,N−ビニルメチルホルムアミド,N−ビニ
ルアセトアミド,N−ビニルメチルアセトアミド等が挙
げられる。本発明の変性PVAは化2で示される官能基
を0.1〜20モル%、好ましくは0.2〜15モル%
含有するものであり、該官能基の含有量が0.1モル%
を下廻ると、得られるエマルジョン粘度の温度依存性が
大きくなり、20モル%を越えるとビニル化合物系エマ
ルジョンの皮膜の耐水性が低下する。また、本発明の変
性PVAは、本発明の趣旨を損なわない範囲で他の官能
基を含んでも差支えない。例えばカルボキシル基,ラク
トン環,アミド基,アミノ基等である。本発明の変性P
VAのけん化度は、化2で示される官能基の含有量にも
よるが、50モル%〜99モル%の範囲のものが好まし
い。重合度は100〜8000の範囲のなかから、適宜
選択される。本発明の乳化重合用分散剤の対象のビニル
化合物は酢酸ビニル等のビニルエステルの単独重合に限
らず、ビニルエステルと共重合可能な他のコモノマーと
の乳化共重合系においても有用である。このようなコモ
ノマーとしてはエチレン,プロピレン,塩化ビニル,ア
クリル酸エステル類,メタクリル酸エステル類が挙げら
れる。
【0006】本発明の乳化重合用分散剤は、上記ビニル
化合物に対して0.1〜20重量%、好ましくは0.3
〜15重量%使用される。0.1重量%未満では重合安
定性に乏しく、20重量%を越えると得られたエマルジ
ョンの皮膜の耐水性が低下する。本発明の乳化重合用分
散剤は単独使用が望ましいが、本発明の効果を損なわな
い範囲で他の保護コロイドや乳化剤の使用も可能であ
る。例えば、従来のPVA、でんぷん、ポリアクリルア
ミド、ヒドロキシエチルセルロース、ノニオン性乳化
剤、アニオン性乳化剤等である。
【0007】次に、ビニル化合物の懸濁重合分散剤につ
いて説明する。本発明のビニル化合物の懸濁重合用分散
剤は、ビニル化合物の乳化重合用分散剤の欄において記
載した変性PVAが用いられる。上記の変性PVAを分
散安定剤として用いることにより、粒径分布がシャープ
で、かつ多孔性であり、しかも充填比重の大きい塩化ビ
ニル系モノマーの懸濁重合体粒子が得られ、該重合体粒
子の可塑剤吸収速度が大きいこと、また該重合体粒子中
に残存する塩化ビニルモノマーの除去が容易なこと、さ
らに加えて取扱い時の粉の飛散が少なく、かつ成型機等
へのくい込み性が良いことなどの優れた性能を有するこ
とを見出した。また、本発明の分散剤は、塩化ビニルの
懸濁重合用に限定されるものではなく、スチレン、メタ
クリレート等のビニル系化合物の懸濁重合用にも用いら
れる。
【0008】次に、顔料用分散剤について説明する。本
発明の顔料用分散剤は、ビニル化合物の乳化重合用分散
剤の欄において記載した変性PVAが用いられる。本発
明における顔料としては、有機顔料および無機顔料のど
ちらも好適である。本発明の変性PVAを分散剤に用い
ることにより、低粘度で、かつ高濃度の分散液が得られ
ることを見出したものである。
【0009】
【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに詳細に
説明する。以下の実施例において、「部」および「%」
は、特に断りのない限り、「重量部」および「重量%」
をそれぞれ意味する。
【0010】実施例1 <PVAの製造>撹拌機を備えた反応容器に酢酸ビニル
100部,N−ビニルアセトアミド5部,メタノール3
0部を仕込み、窒素ガスバブリングにより、系を窒素置
換した。開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニ
トリルをメタノールに溶解した溶液を調製し、窒素ガス
によるバブリングにより、窒素置換した。反応容器を昇
温し、内温が60℃に達したところで開始剤溶液を注入
し、重合を開始した。反応開始3時間後に重合率が48
%に達したところで冷却した。次いで、減圧下で、未反
応酢酸ビニルモノマーを除去することにより、変性ポリ
ビニルエステルのメタノール溶液を得、これにNaOH
のメタノール溶液を添加し、けん化した。得られた変性
PVAは、重合度1200、けん化度92.0モル%、
であり、アセトアミド基の含有量は4.2モル%であっ
た。 <エマルジョンの製造>撹拌機、還流冷却器、温度計、
滴下ロートを備えた反応器を用いて上記PVA20gを
水240gに溶解する。次に酢酸ビニル20gを添加
し、内温を70℃に昇温後、過酸化水素0.3g、酒石
酸0.5g添加し、重合を開始した。続いて酢酸ビニル
180gと過酸化水素0.3gを3時間かけて連続的に
添加した。添加終了後、内温を80℃に1時間保持し熟
成を行なった。冷却後、ジブチルフタレート20gを添
加し、不揮発分47.9%、30℃での粘度18,00
0cpのエマルジョンを得た。得られたエマルジョンを
以下の試験に供した。 1)エマルジョン粘度の温度依存性評価 30℃および0℃でエマルジョン粘度を測定し、その粘
度比で温度依存性を評価した。 2)低温放置安定性 −5℃で24時間放置し、エマルジョンの変化の有無を
観察。 3)耐水性 次の条件により、紙/紙の接着試験を行ない。24時間
養生乾燥後、30℃の水中に24時間浸漬後剥離し、そ
の接着状態を調べた。 紙 ;Bライナー(25mm×50mm大 各5片) 塗布量;40g(wet)/m2 圧 締;ハンドローラーにて1回圧締 養 生;23℃ 65%RH 24Hr 結果を表1に示す。
【0011】実施例2および3 <PVAの製造>単量体組成を変えた他は実施例1と同
様の操作を行うことにより、2種の変性PVAを製造し
た。 <エマルジョンの製造>上記PVAをそれぞれ用いて、
実施例1と同様の方法により、エマルジョンを得た。結
果を表1に示す。 比較例1および2 <PVAの製造>単量体組成を変えた他は実施例1と同
様の操作でPVAを得た。 <エマルジョンの製造>上記PVAを用いて、実施例1
を同様の方法により、エマルジョンを得た。結果を表1
に示す。以上の結果より、本発明の分散剤を用いると、
耐水性が良好で、かつエマルジョンの粘度の温度依存性
が小さいエマルジョンが得られることが明白である。
【表1】
【0012】実施例4〜6および比較例3 前記の方法に準じて得られた(変性)PVAを単独ない
しは他のPVAと併用して、塩化ビニルの懸濁重合を下
記の方法で実施した。グラスライニングオートクレーブ
に脱イオン水40部、分散安定剤の2%水溶液0.75
部およびジイソプロピルパーオキシジカーボネートの5
0%トルエン溶液0.009部を仕込み、オートクレー
ブ内を50mmHgとなるまで脱気して酸素を除いた
後、塩化ビニルモノマーを30部仕込み、撹拌下に57
℃に昇温して重合を行なった。重合開始時、オートクレ
ーブ内の圧力は8.5kg/cm2Gであったが、重合
開始7時間後に4.5kg/cm2Gとなったので、こ
の時点で重合を停止し、未反応塩化ビニルモノマーをパ
ージし、内容物を取り出し脱水乾燥した。分散安定剤の
物性と使用量を表2に、得られた塩化ビニル樹脂の性能
を表3に示す。塩化ビニル樹脂の重合収率は85%で、
平均重合度は1050であった。本発明の変性PVA単
独あるいはこれに従来公知のPVAを併用すると、すぐ
れた性能の塩化ビニル樹脂が得られることが分かる。
【表2】
【表3】 (1)粒径分布:タイラーメッシュ基準の金網を使用し
て乾式篩分析により測定した。 (2)充てん比重:JIS K6721−1959によ
って測定した。 (3)粒子多孔性の均一性:塩化ビニル樹脂100部、
ジオクチルフタレート50部、ジブチル錫マレエート1
部、セチルアルコール1部、チタン白0.25部、カー
ボンブラック0.1部の混合物を150℃のロールで所
定時間(3分、5分、7分)混練し、肉厚0.2mmの
シートを作成し、これに光を透過させて100cm2
りのシート中に含まれるフィッシュ・アイの数を数え
た。フィッシュ・アイが短時間のうちになくなるものほ
ど粒子多孔性の均一性がよいことを示している。 (4)可塑剤吸収性:プラストグラフに接続させたプラ
ネタリーミキサーを用い、80℃に保った容器内に塩化
ビニル樹脂100部、ジオクチルフタレート50部を投
入し、撹拌しながら各時間毎の混練トルクを記録し、混
練トルクが低下した点における混練時間で表示する。 (5)残留塩化ビニルモノマー:塩化ビニル樹脂の一定
量をテトラヒドロフランに溶解してガスクロマトグラフ
により塩化ビニル樹脂中の塩化ビニルモノマー含有量を
定量した。
【0013】実施例7〜8および比較例4〜5 前記の方法に準じて得られた(変性)PVAまたはポリ
アクリル酸ソーダを用いて炭酸カルシウム(白石工業製
P−3)の濃度60%のペーストを得た。結果を表4
に示す。本発明の変性PVAは、低粘度で、かつ放置安
定性が良好な分散液が得られることが分かる。
【表4】
【0014】
【発明の効果】本発明の分散剤は、全ての用途の分散剤
に好適であり、そのなかでもビニル化合物の乳化重合用
分散剤、ビニル化合物の懸濁重合用分散剤および顔料用
分散剤として特に好適に用いられる。ビニル化合物の乳
化重合用分散剤として用いた場合には、得られたエマル
ジョンは粘度の温度性が小さく、放置安定性が良好であ
る。ビニル化合物の懸濁重合用分散剤として用いた場合
には、得られたビニル化合物系重合体粒子は粒径分布が
シャープで、かつ比重が高く、可塑剤吸収性が高く、残
存ビニルモノマーも少なく、加工特性が良好である。顔
料用分散剤として用いた場合には、分散液の高濃度化が
可能であり分散液の放置安定性も良好である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09C 3/10 PBX 6904−4J

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分子内に下記の化1で示される官能基を
    0.1〜20モル%含有する変性ポリビニルアルコール
    からなる分散剤。 【化1】 (ここで、R1はHまたは炭素数1〜3のアルキル基を
    表し、R2はHまたは炭素数1〜5のアルキル基を表
    す)
  2. 【請求項2】 請求項1記載の変性ポリビニルアルコー
    ルからなるビニル化合物の乳化重合用分散剤。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の変性ポリビニルアルコー
    ルからなるビニル化合物の懸濁重合用分散剤。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の変性ポリビニルアルコー
    ルからなるビニル化合物の顔料用分散剤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002194165A (ja) * 2000-12-26 2002-07-10 Kuraray Co Ltd 水性エマルジョン

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002194165A (ja) * 2000-12-26 2002-07-10 Kuraray Co Ltd 水性エマルジョン

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