JPH07268017A - 熱可塑性重合体粉末の製造方法 - Google Patents

熱可塑性重合体粉末の製造方法

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JPH07268017A
JPH07268017A JP6063783A JP6378394A JPH07268017A JP H07268017 A JPH07268017 A JP H07268017A JP 6063783 A JP6063783 A JP 6063783A JP 6378394 A JP6378394 A JP 6378394A JP H07268017 A JPH07268017 A JP H07268017A
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JP
Japan
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polymer
thermoplastic polymer
tgmax
latex
polymer powder
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Application number
JP6063783A
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English (en)
Inventor
Harumoto Sato
晴基 佐藤
Masaki Sugihara
昌樹 杉原
Wataru Hatano
渉 波多野
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 熱可塑性重合体粉末の粉体特性の向上。 【構成】 乳化重合により得られたガラス転移温度Tg
(A)が40℃以上である熱可塑性重合体(A)のラテ
ックスから重合体粉末を回収するに際し、凝析剤を用い
てラテックス中の重合体を凝析し、得られた凝析スラリ
ーを(Tg(A)−10)〜(Tg(A)+40)℃で
示すの温度範囲で固化した後脱水・乾燥させ、乾燥した
重合体粉末をさらに(Tgmax+10)〜(Tgmax+8
0)℃で示す温度範囲で加熱することを特徴とする熱可
塑性重合体粉末の製造方法。 Tg(A)=W1×Tg1+W2×Tg2+・・・+Wn×Tgn−−(X) [nは(A)を形成する単量体の数、W1、W2・・・W
nは各単量体i(i=1、2・・・、n)の重量分率、
Tg1、Tg2・・・、Tgnは各単量体iから成る重合
体のガラス転移温度(℃)] Tgmax:(A)を形成する単量体から得られる重合体
の中で最も高い温度を示すガラス転移温度。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は粒径分布がシャープで且
つ高嵩比重を有する熱可塑性重合体粉末の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来より熱可塑性重合体粉末の粉体特性
を向上させる方法が種々検討されている。例えば、凝析
操作を工夫した方法として重合体ラテックスを特定の凝
析剤濃度で凝析させる方法(特開昭60−217224
号公報)や凝固剤の添加を2段階以上で行う方法(特開
昭59−91100号公報)、シード凝集させた後焼結
させる方法(特開昭62−236829号公報、特開昭
63−165438号公報)がある。
【0003】また、凝固後の操作として粉体改質用の重
合体や無機微粉体を添加することにより嵩比重を向上さ
せる方法(特開昭55−90520号公報、特開昭58
−1742号公報、特開昭64−26663号公報)が
提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特定の凝析剤
濃度で凝析させる方法はゴム含有グラフト共重合体を対
象とした方法であり、ガラス転移温度の高い硬質の重合
体では嵩比重を向上させることはできない。凝固剤の添
加を2段階以上で行う方法についても同様であり、球状
の粒子ができたとしても高嵩比重の粉粒体を得ることは
できない。またこの2つの方法は、1段目の析出量やp
Hを制御してもラテックス中に存在する界面活性剤の種
類・量等により、全く凝析が起こらない場合や局部的に
凝析が完結して、良好な粉粒状重合体が得られないとい
う欠点を有している。
【0005】粉体改質用の重合体や無機微粉体を添加す
る方法は、重合体粉末の表面を改質することにより、粒
子群の充填構造を密にして嵩比重を上昇させる方法であ
る。従って、個々の粒子内部の空隙に関してはなんら着
目しておらず、このため、嵩比重が充分に向上した熱可
塑性重合体粉末を得るのが困難であった。
【0006】シード凝集させた後焼結させる方法は、凝
固操作が複雑で、また粒径が1mm以下の場合には凝固
後の分離が難しいという問題がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決することを目的として鋭意検討した結果、特定の
工程を、特定の温度条件に制御することによって、粒径
分布がシャープで高嵩比重を有する熱可塑性重合体粉末
が得られることを見い出し本発明に到達した。
【0008】本発明の要旨は、乳化重合により得られた
ガラス転移温度Tg(A)が40℃以上である熱可塑性
重合体(A)のラテックスから重合体粉末を回収するに
際し、 1)凝析剤を用いてラテックス中の全重合体に対し40
〜80重量%の重合体を凝析させ、 2)さらに凝析剤を添加して凝析を完結させ、 3)得られた凝析スラリーを(Tg(A)−10)〜
(Tg(A)+40)℃で示す温度範囲で固化した後脱
水・乾燥させ、 4)乾燥した重合体粉末をさらに(Tgmax+10)〜
(Tgmax+80)℃で示す温度範囲で加熱することを
特徴とする熱可塑性重合体粉末の製造方法にある。
【0009】 Tg(A)=W1×Tg1+W2×Tg2+・・・+Wn×Tgn−−(X) [ここで、nは熱可塑性重合体(A)を形成する単量体
の数であり、W1、W2・・・Wnは各単量体i(i=
1、2・・・、n)の重合体(A)中の重量分率を表
し、Tg1、Tg2・・・、Tgnは各単量体iから成る
重合体のガラス転移温度(℃)を表す。] Tgmax:熱可塑性重合体(A)を形成する単量体から
得られる重合体の中で最も高い温度を示すガラス転移温
度。
【0010】以下、本発明についてさらに詳しく説明す
る。
【0011】本発明における熱可塑性重合体(A)を形
成する単量体としては、例えばブタジエン、イソプロピ
レン、クロロプロピレン等のジエン系単量体;ブチルア
クリレート、オクチルアクリレート等のアクリル酸アル
キルエステル系単量体;メチルメタクリレート、エチル
メタクリレート等のメタクリル酸アルキルエステル系単
量体;アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のシ
アン化ビニル系単量体;スチレン、ジクロロスチレン、
α−メチルスチレン等の芳香族ビニル系単量体;塩化ビ
ニル、臭化ビニル等のハロゲン化ビニル系単量体;エチ
レングリコール等グリコール単量体;ジメチルシロキサ
ン等種々の共重合可能な単量体が挙げられ、これらは2
種類以上を併用することもできる。
【0012】本発明における熱可塑性重合体(A)とし
ては、式(X)に示されるTg(A)が40℃以上のも
のが用いられる。
【0013】本発明における乳化重合方法は通常行われ
ている方法でよく、開始剤及びその他の重合助剤等に関
しては特に制限はなく、通常使用されているものでよ
い。
【0014】本発明では重合体ラテックスの凝析を上述
の第1段目の凝析条件で行うことにより、酸に対して安
定な界面活性剤による乳化状態保持作用と酸の乳化状態
破壊作用を調節することができ、粒径分布のシャープな
粉粒状重合体を得ることができる。熱可塑性重合体ラテ
ックスに凝析剤を添加すると、該ラテックスの乳化状態
が破壊され該ラテックスに乳化分散していた微細な重合
体粒子が凝集して凝集体粒子(以下、凝析粒子とい
う。)を形成する。
【0015】使用する凝析剤としては、例えば塩酸、硫
酸、リン酸等の無機酸、ギ酸、酢酸等の有機酸が該当
し、これらを単独又は混合して用いられる。
【0016】1段目の凝析として、ラテックス中の全重
合体に対し40〜80重量%の重合体を凝析させる必要
がある。ここで凝析した重合体量は、凝析スラリーを東
洋濾紙No.131(JIS P3801の第3種)で
濾過し、濾液中の重合体濃度を測定して得られた未凝析
重合体量より換算した。凝析した重合体量が40重量%
未満では凝析完結時に多くの重合体ラテックスが乳化状
態破壊作用が強い状態で凝析してしまい、粒径分布のシ
ャープな粉粒状重合体を得ることが困難になり好ましく
ない。また、80重量%を超える場合は乳化状態破壊作
用が強すぎるために、粒径分布のシャープな粉粒状重合
体を得ることが難しい。
【0017】また本発明を実施するにあたり凝析粒子の
析出状態を安定に制御するため、必要であれば上記重合
体ラテックス中に硫酸エステル系及び/又はスルホン酸
系アニオン界面活性剤が熱可塑性重合体100重量部当
たり、0.05〜0.2重量部存在することが好まし
い。該界面活性剤のうち硫酸エステル系アニオン界面活
性剤としては、例えば高級アルコール硫酸エステル塩、
ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等があげら
れ、スルホン酸系アニオン界面活性剤としては、例えば
アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸
塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェニルエ
ーテルスルホン酸塩等があげられる。該界面活性剤は重
合前、重合中、重合後いずれの時期に添加されてもかま
わない。
【0018】また、第2段目の凝析では凝析粒子を完全
に析出させる。この時凝析スラリーのpHを2以上にす
ることが好ましい。凝析スラリーのpHが2未満の場合
は製品粉体の熱安定性が悪化するため好ましくなく、ア
ルカリ性薬剤等でpHを2〜4程度に中和することが望
ましい。
【0019】得られた凝析スラリーは凝析粒子の保形力
を高め、後の工程等で壊れにくくするために(Tg
(A)−10)〜(Tg(A)+40)℃の温度範囲で
熱処理し、その後脱水・乾燥させる。固化温度を熱可塑
性重合体のガラス転移温度Tg(A)付近以上まで上げ
ると凝析粒子の融着が進み堅固な粒子として回収するこ
とできる。また熱処理時間等を長くすると融着が進み、
脱水時の含水率をさらに低減することができる。
【0020】ガラス転移温度Tg(A)が40℃以上で
ある熱可塑性重合体では固化処理だけでは十分な嵩比重
を達成し得る凝析粒子自体の融着は進みにくい。これに
対して、この乾燥した重合体粉末を(Tgmax+10)
〜(Tgmax+80)℃の温度範囲でさらに加熱するこ
とにより嵩比重の高い熱可塑性重合体粉末を得ることが
できる。乾燥後の凝析粒子に熱を加えて融着を進めるた
め温度条件として、熱可塑性重合体を構成する単量体か
ら得られる重合体の中で最も高い温度を示す成分のガラ
ス転移温度(Tgmax)以上にすることが好ましい。
(Tgmax+10)℃未満であると凝析粒子を構成する
微細粒子の融着が充分でなく満足な嵩比重を得ることが
できない。また、(Tgmax+80)℃を越えた温度で
加熱すると、融着力が強すぎて凝析粒子同士が一体化し
てしまい好ましくない。加熱範囲がTgmax以上が好ま
しい理由として、乾燥した凝析粒子を融着させるには熱
可塑性重合体を構成するすべての成分がゴム状であるこ
とが必要であるためと考えられる。
【0021】加熱して熱可塑性重合体の融着を進める
と、凝析粒子同士も融着するため、重合体粉末はブロッ
ク状となる。このブロック状物は簡単に元の凝析粒子単
位に解砕されるが、加熱条件が強すぎると嵩比重は上が
るものの解砕が困難となる場合がある。この場合は凝析
粒子同士の融着を防ぐためにあらかじめ粉体改質用の無
機化合物を添加しておいてもよい。粉体改質用の無機化
合物としてはSi、Mg、Al、Ca、Ba、Zn及び
Tiからなる群より選ばれた1種又は2種以上の元素の
酸化物、塩化物、水酸化物、炭酸塩及び硫酸塩の単独又
はそれらの混合物が挙げられ、その具体例としては、例
えば、SiO2、MgO、Mg(OH)2、MgCO3、
Al2O3、Al(OH)3、Al2(CO3)3、CaO、
CaCO3、TiO2、タルク、クレー、けいそう土、メ
タケイ酸カルシウム等が挙げられる。これらの無機化合
物は平均粒径が10μm以下が好ましく、凝析以降、乾
燥粉の加熱融着工程前までの工程で添加すればよい。
【0022】本発明の実施に使用される代表的な装置を
図1を参照しながら説明する。重合体ラテックスは定量
ポンプ(1)から、凝析剤は定量ポンプ(2)から第1
槽(4)に送られる。重合体の回収率を高めるために追
加する凝析剤は定量ポンプ(3)から第2槽(5)に送
られる。スラリーを第3槽(6)で熱処理した後、図示
していないがさらに水洗、脱水、乾燥し、粉粒状重合体
を得る。
【0023】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定
されるものではない。なお、実施例は図1に示す装置を
用いて凝析を行った。
【0024】実施例1 メチルメタクリレート85%とブチルアクリレート15
%を乳化重合させ共重合体ラテックス(固形分28%)
を得た。得られたラテックスの平均粒径は0.105μ
m、PHは8.0であり、ラテックス中に存在する界面
活性剤の種類及び量は表1に示す通りである。このラテ
ックスのTg(A)は81℃、Tgmaxは105℃であ
った。
【0025】上記ラテックスと表1に示す種類の酸を第
1槽のpH及び凝析した重合体量(%)が表1に示す値
になるように供給した。第2槽に表1に示す種類の酸を
pHが表1に示す値になるように供給した。第3槽では
表1に示す熱処理条件で凝析スラリーを固化した。第3
槽から排出されたスラリーを水洗、脱水、乾燥し、粉粒
状重合体を得た。この重合体をさらに150℃の熱風乾
燥機の中で10分間静置させると重合体粉末はもろいブ
ロック状となった。このブロック状物を取り出し解砕し
て重合体粉末を得た。
【0026】得られた粉粒状重合体の粒径分布を篩分法
により測定した。また粒子の均整度を、以下に示す式よ
り求めた。
【0027】N=D75/D25 (式中D75は積算重量分布曲線の75%にある粒子径
(μm)、D25は粒子群の積算重量分布曲線の25%に
ある粒子径(μm)を表わす。) また得られた粉粒状重合体の嵩比重をJIS K−67
21により測定した。
【0028】評価結果を表2に示す。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】実施例2 後段の乾燥温度を170℃に変えた他は実施例1と同様
にして粉粒状重合体を得た。このときの粒径分布は実施
例1とほぼ同様であり、嵩比重は0.50であった。
【0032】実施例3 実施例1の熱可塑性重合体ラテックスを用い、1段目の
乾燥後にアエロジルR972(日本アエロジル(株))
を熱可塑性重合体100重量部に対して0.5重量部添
加した後ドライブレンドした。この粉体状重合体を、2
段目の乾燥温度を170℃に変えた以外は実施例1と同
様に処理した。乾燥後のブロックは容易に解砕可能であ
った。このときの粒径分布は実施例1とほぼ同様であ
り、嵩比重は0.50であった。
【0033】比較例1 2段目の乾燥温度を200℃にした他は実施例1と同様
にして処理したが、乾燥後ブロックが堅すぎたため、解
砕が困難となり粉粒状重合体を得ることができなかっ
た。
【0034】比較例2 2段目の乾燥温度を100℃、60分に変えた他は実施
例1と同様にして処理し、粉粒状重合体を得た。このと
きの粒径分布は実施例1とほぼ同様であったが、嵩比重
は0.38であった。
【0035】実施例4 固化温度を98℃に変えた他は実施例1と同様にして処
理し、粉粒状重合体を得た。このときの粒径分布は実施
例1とほぼ同様であったが、脱水後の含水率は35%に
減少し、嵩比重は1段目の乾燥後で0.39、2段目の
乾燥後で0.47であった。
【0036】比較例3 固化温度を70℃に変えた他は実施例1と同様にして処
理し、粉粒状重合体を得た。脱水後に粒子が崩れて微粉
の発生が認められた。1段目の乾燥後に粒径分布を測定
した結果、105μm以下の割合が22.3%と増加し
ていた。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、ガラス転移温度が40
℃以上である熱可塑性重合体ラテックスを特定の条件で
凝固を行い、通常よりも高い温度で乾燥することによっ
て、粒径分布のシャープな嵩比重の高い粉粒状重合体を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に使用される装置例である。
【符号の説明】
1 定量ポンプ 2 定量ポンプ 3 定量ポンプ 4 第1槽 5 第2槽 6 第3槽

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 乳化重合により得られたガラス転移温度
    Tg(A)が40℃以上である熱可塑性重合体(A)の
    ラテックスから重合体粉末を回収するに際し、1)凝析
    剤を用いてラテックス中の全重合体に対し40〜80重
    量%の重合体を凝析させ、 2)さらに凝析剤を添加して凝析を完結させ、 3)得られた凝析スラリーを(Tg(A)−10)〜
    (Tg(A)+40)℃で示す温度範囲で固化した後脱
    水・乾燥させ、 4)乾燥した重合体粉末をさらに(Tgmax+10)〜
    (Tgmax+80)℃で示す温度範囲で加熱することを
    特徴とする熱可塑性重合体粉末の製造方法。 Tg(A)=W1×Tg1+W2×Tg2+・・・+Wn×Tgn−−(X) [ここで、nは熱可塑性重合体(A)を形成する単量体
    の数であり、W1、W2・・・Wnは各単量体i(i=
    1、2・・・、n)の重合体(A)中の重量分率を表
    し、Tg1、Tg2・・・、Tgnは各単量体iから成る
    重合体のガラス転移温度(℃)を表す。] Tgmax:熱可塑性重合体(A)を形成する単量体から
    得られる重合体の中で最も高い温度を示すガラス転移温
    度。
  2. 【請求項2】 (Tgmax+10)〜(Tgmax+80)
    ℃で示す温度範囲で加熱する前に、無機化合物を重合体
    粉末100重量部に対し0.1〜10重量部添加するこ
    とを特徴とする請求項1記載の熱可塑性重合体粉末の製
    造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002265743A (ja) * 2001-03-15 2002-09-18 Mitsubishi Rayon Co Ltd グラフト共重合体混合粉体およびグラフト共重合体の粉体特性改良方法
KR100385725B1 (ko) * 2001-01-04 2003-05-27 주식회사 엘지화학 다단조 연속 응집 공정
KR100559307B1 (ko) * 1996-06-13 2006-05-25 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니 유화 중합 라텍스를 가공하여 수지를 형성하는 방법
JP2009013318A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Sumitomo Chemical Co Ltd 多段重合体の製造方法

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