JPS6042207A - 硫酸水溶液の固形化剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は硫酸水溶′ｔｉ、川の固形化剤に関する。

従来、鉛蓄電池における電解液として希硫酸が用いられ
ていたが、この希硫酸が漏出した場合。

蓄電池自体又は周囲の機器に損傷を与えたり、また安全
衛生上にも問題がめった。このような事故を防止する対
策として、固形電解質の開発及び希硫酸の固形化の開発
が行われた。前者の固形電解質については、　Ｈ３ＭＯ
１２ＰＯ４０・２９Ｈ２０、Ｈ３ＰＷ１２０４Ｇ　・２
９Ｈ２０、ＺｒＯ（ＨｚＰＯ４）ｚ・ｎＨ２Ｏ及び強酸
型陽イオン交換膜が報告ｇｈでいるが、その抵抗値は希
硫酸に比べて著しく大きく、鉛蓄電池用としてけ実用的
でない。希硫酸の固形化剤としては、無機物質が報告さ
れ９例えば特開昭４８−３７６４２号公報には珪酸ナト
リウムが開示されている。

本発明の目的は、有機物質から成る硫酸の固形止剤全提
供するこ七にあり、アクリル重合体又は共重合体によっ
て達成される。

本発明による硫酸水溶液用の固形化剤は、アクリル酸、
その塩及び／又はアクリルアミド’ｔ５０重量％以上含
む組成の重合体又は共重合体がら成金硫酸ばかシでなく
、濃硫酸、無水硫酸９発煙硫酸及びりａルスルホン酸を
も含めて意味するものとする。

本発明による固形化剤として使用する重合体又は共重合
体は、アクリル酸、その塩及び／又はアクリルアミドを
少なくとも５０重量％含むことを必須条件とする。アク
リル酸、その塩及び／又はアクリルアミドから成る単量
体が５０重ｆ％未満であると、硫酸水溶液は全く固形化
しな−か、又は固形化しても、不安定である。即ち、固
形化剤を硫酸水溶液に混合した時点では、硫酸水溶液が
固形化していても１時間の経過と共に、流動性となった
り９重合体と硫酸水溶液との相分離が起こり、固形化物
の安定性が悪い。アクリル酸、その塩及びアクリルアミ
ドけ、それぞれ単独で重合体を構成してもよく、またこ
れらの任意の混合比で共重合体を構成してもよい。この
場合、アクリル酸、その塩及び／又はアクリルアミド５
０重ｊｔ％以上及び他の共重合可能の単量体５０重量％
以下からなる共重合体が使用感れる。共重合可能の単量
体の量は硫酸の固形化全妨害せず、また固形化物の安定
性を悪化させない範囲に適宜選択する。

共重合可能の単量体は、親水性又は疎水性であってよい
。疎水性単量体の場合には、生成した共重合体が硫酸に
対して溶解性を示さなくなる程共重合率を大きくしては
ならない。共重合可能の単量体ＩＩ′ｉ１種又は２種以
上組合せて使用することもできる。

親水性単量体としては１例えばメタクリル酸。

イタコン酸、スチレンスルホン酸及びこれらの塩ＩにＮ
、Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ
、Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート及び
これらの塩類：並びにメタクリルアミド、Ｎ−メチロー
ルアクリルアミド等が挙けられる。

疎水性単量体としては１例えばアクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、アクリル酸ブチルのようなアクリル酸エ
ステル類、同様のメタクリル酸エステル類、スチレン、
ビニルトルエン、塩化ヒニリテン、γクリロニトリル等
が挙げられる。

硫酸水溶液の固形化に必要な重合体の添加量を低減する
ために、前記単量体に架橋性単量体を共重合させてもよ
い。架橋性単量体は、全モノマーに対して１０重量−以
下に畑れるのが好ましく。

特に２重量−以下にするのが好ましい。架橋性単量体が
多すぎると重合体の膨潤度が下がる。架橋性単量体とし
ては、１分子中に２個以上のビニル基を含む単量体及び
加熱等により分子間若しくは分子内で結合を生じる官能
基を有する単量体がある。前者には、ジビニルベンゼン
、エチレングリコールジアクリレート、ポリエチＶ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
アクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、
ポリエチレングリコールジメタクリ１／−ト。

トリメチロールプロパントリメタクリレート等がある。

後者としては９例えばＮ−メチロールアクリルアミド、
アルコキシメチロールアクリルアミド等が挙けられる。

共重合させる割合は、目的により任意に変えることがで
きる。

重合体（共重合体金倉めて）の重量平均分子量は、好ま
しくは５０万以上、特に好ましくは１００万以上である
。分子量が小さすぎると硫酸水溶液の固形化が困難にな
る。硫酸の固形化に必要な重合体の添加量を減少するた
めには、できるだけ分子量は大きい方が好ましい。

上記の重合体は、溶液重合、沈殿重合、逆相懸濁重合等
公知の重合法で合成される。溶液重合とけ、１０から５
０重量％の単量体水溶液に、水溶性の重合開始剤を添加
し、加熱による重合を行う。

水溶性の重合開始剤としては、過硫酸アンモニウム。

過硫酸ソーダ等の過硫酸塩類、過塩素酸カリウム。

過塩素酸ナトリウム等の過塩素酸類、２．２’−アゾビ
ス（２−アミデイノプロパン）二塩酸塩等のアゾ化合物
がある。重合温度は、使用する重合開始剤の分解温度に
あわせるが２合成操作上、５０℃から９０℃が好ましい
。重合液は粘稠な液体でおるが、そのまま使用すること
もあるが、乾燥・脱水させて粉体とする。沈殿重合とけ
、アルコール中に重合開始剤と単量体を溶解嘔せる。加
熱により重合反応が進むと重合体は沈殿物となって析出
する。その沈殿物をｆ別すると粉状のものが得られる。

逆相懸濁重合では、ＨＬＢ値の低い乳化剤、セルロース
誘導体を用い（単量体に対し０．１〜１ＯＮ量係）、連
続相に水と相溶しない有機溶剤を分散相に単量体水溶液
とする分散液を作成し、このまま重合させて重合体ビー
ズを作る方法である。この重合法も重合開始剤としては
溶液重合同様水溶性のものを用いる。重合温度は安定な
重合を行うためには。

使用有機溶剤と水の共沸温度以下で行う。重合反応終了
後９重合体ビーズ”ｋＷ別する。いずれの重合法を採る
かは目的とする重合体、経済性等を考慮して決めれはよ
い。

硫酸水溶液を固形化するには、硫酸水溶液と重合体とを
混合すればよい。均一に、しかも迅速に固形化するには
、攪拌するのが好ましい。添加する重合体は１粒状、粉
末又は水溶液の形で添加することができる。添加量は９
重合体の組成１分子量により異なるが、硫酸水溶液に対
して約１〜２０重せ饅が好ましい。

前記のような重合体から成る１本発明に係る固形化剤は
、９８チ濃硫酸から１チ程度の希硫酸に至る幅広い製置
に適用できる。また、濃硫酸同様の強い酸化性を示す無
水硫酸９発煙硫酸、クロルスルホン酸にも適用でき、好
適に固形化することができる。従って１本発明による固
形化剤は、鉛＠電池用の硫酸固形化はかりでなく、各種
工業における廃硫酸の保管、処分時における安全対策の
だめの固形化にも応用することができる。

次に、実施例に基づいて本発明を詳述するが。

本発明はこれに限定芒れるものではない。

実施例１ ９７チ濃硫酸１００ｇに１重量平均分子量約５００万の
ポリアクリル酸ナトリウム粉末を攪拌しながら少量ずつ
徐々に添加したところ、８９を添加した時点で９７９Ｊ
濃硫酸はゲル化し、流動性がなくなった。

実施例２ 重量平均分子量約５００万のアクリルアミド／アクリル
酸ナトリウム（９０／ｌ　ｏＭＭ比）の共重合体を用い
て実施例１と同様の操作を行ったところ、１０ｇ添加し
た時点で９７チ濃硫酸はゲル化し、流動性がなくなった
。

実施例３ 重量平均分子量１００万のポリアクリルアミドの１０チ
水溶液と１２Ｎ硫酸を１：１の割合で混合したところ、
ゲル化し、流動性のない６Ｎの硫酸が得られた。

本発明に係る硫酸水溶液用の固形化剤は、硫酸水溶液を
効率よく固形化することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アクリル酸、その塩及び／又はアクリルアミド全５０重
   量−以上含む組成の重合体又は共重合体から成ることを
   特徴とする硫酸水溶液用の固形化剤。