JPS6183207A - ビニルイミダゾリン系重合体の製造法 - Google Patents

ビニルイミダゾリン系重合体の製造法

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JPS6183207A
JPS6183207A JP20508584A JP20508584A JPS6183207A JP S6183207 A JPS6183207 A JP S6183207A JP 20508584 A JP20508584 A JP 20508584A JP 20508584 A JP20508584 A JP 20508584A JP S6183207 A JPS6183207 A JP S6183207A
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JP
Japan
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polymer
hydrocarbon
wax
nitrile
vinylimidazoline
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JP20508584A
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English (en)
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Yoji Fujiura
洋二 藤浦
Yoshitsugu Takai
高井 好嗣
Kimihiko Noda
公彦 野田
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はビニルイミダゾリン系重合体の製造法に関する
〔従来の技術〕
ビニルイミダゾリン系重合体は廃水処理用高分子凝集剤
として古くから知られている。従来ポリビニルイミダゾ
リン系重合体の製法としてニトリル含有重合体をヘキサ
ン、ヘプタン等の非溶剤中に分散剤なしかあるいはコロ
イド状ケイ酸塩で分散させた状態でエチレンジアミンと
反応させる方法が知られている。(たとえば特公昭42
−6271号公報)しかしながらこの方法では反応中に
反応生成物が塊状になり通常の反応槽から取り出せなく
なったり、反応が極度に不均一になり易く低品質のもの
しか得られなかった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明者らはこの様な現状に鑑み作業性がよく且つ高品
質のビニルイミダゾリン系重合体を工業的に製造しうる
方法を検討し本発明に至った。
〔問題を解決するための手段〕
本発明は、ニトリル含有重合体とアルキレンポリアミン
とを反応させてビニルイミダゾリン系重合体を製造する
方法において、ニトリル含有重合体およびアルキレンポ
リアミンを炭化水素系溶剤中でカルボキシル化された炭
化水素ワックスを用いて分散させて反応させることを特
才炊とするポリビニルイミダゾリン系重合体の製造法で
ある。
本発明におけるカルボキシル化された炭化水素ワックス
としては石油系ワックス、ポリオレフィンワックスなど
の炭化水素ワックスを酸化して得られる酸化生成物があ
げられる。
上記において石油系ワックスとしてはパラフィンロウ(
たとえば炭素数通常20以上とくに26〜30、融点3
7〜65°Cのもの)微晶ロウ(炭素数通常30〜70
)、ペトロラタム(融点通常38〜6゜°C)があげら
れる。
また、ポリオレフィンワックスとしては低分子量ポリエ
チレン、低分子量ポリプロピレンおよび低分子量のエチ
レン−〇−オレフィン(炭素数通常3〜8のもの)共重
合体(たとえばエチレン50%以上とくに70%以上の
もの)があげられる。
上記ポリオレフィンワックスの平均分子量は通常500
〜10000 、  好ましくは800〜5ooo  
である。
上記ポリオレフィンワックスは高分子量ポリオレフィン
(分子量通常1万〜200万)を熱的に減成(熱分解)
するか、またはオレフィンを単独または井孔重合させる
ことによって得られる。場合によっては高分子量のポリ
オレフィン製造時に副生する低分子量のポリオレフィン
を使用することもできる。炭化水素ワックスは2種以」
−(たとえばポリエチレンワックスとパラフィンワック
ス)併用してもよい。
石油系ワックスポリオレフィンワックスなどの炭化水素
ワックスの酸化方法としては、炭化水素ワックスを溶融
状態でまたは融点以下、90°C以上の温度で水または
有機分散媒(炭化水素油、ハロゲン化炭化水素等)中に
分散させた状態で酸素または酸素含有ガス(空気)で酸
化する方法、オゾン含有酸素またはオゾン含有ガス(空
気)で酸化する方法があげられる。但し熱減成で得られ
たポリオレフィンワックスの酸化の場合は水添して酸化
するかオゾン含有酸素またはオゾン含有空気で酸化する
ことができ、熱安定性の良好なものが得られる。酸化の
際に有機パーオキシド(ASンゾイルパーオキシド等)
などの触媒を存在させることもできる。また高分子量ポ
リオレフィンを熱減成と同時に酸化を行うこともできる
」−記酸化方法によって得られた炭化水素フックスの酸
化生成物の酸価は通常3〜100、好ましくは15〜5
0である。軟化点は石油系ワックスの酸化生成物の場合
通常40〜85°C1好ましくは50−75°C1ポリ
オレフインワツクスの酸化生成物の場合通常80〜14
0°C1好ましくは90〜120°Cである。また平均
分子量は石油系ワックスの酸化生成物の場合、通常30
0以上好ましくは350〜1000でありまたポリオレ
フィンの酸化生成物の場合通常500〜10000、好
ましくは800〜5000である。
これらのうち好ましいものは低分子量ポリエチレンを酸
化して得られた酸化生成物である。
本発明におけるニトリル含有重合体としては(メタ)ア
クリロニトリル単量体5(1−100モル%と他のエチ
レン性不飽和単量体0−50モル%との(ロ)重合体が
あげられる。
他のエチレン性不飽和単量体としては、油溶性単量体た
とえば脂肪族炭化水素系ビニル単量体(炭素数1〜6の
オレフィン系炭化水素たとえばエチレン、プロピレン、
1−ブテンなど)、芳香族炭化水素系ビニル単量体(ス
チレン、α−アルキルスチレンなど)、ハロゲン含有ビ
ニル単量体(塩化ビニル、塩化ビニリデンなど)、アル
コールからの(メタ)アクリレート系ビニル単量体〔炭
素数1〜20の一価アルコールからの(メタ)アクリレ
ートたとえばメチル(メタ)アクリレート、ブチル(メ
タ)アクリレート、2−エチルへキシル(メタ)アクリ
レート、ラウリル(メタ)アクリレートなど〕、および
ビニルエステル系単量体(酢酸ビニルなど)、水溶性単
量体たとえばアミド基含有単量体〔(メタ)アクリルア
ミド炭素数5〜9のビニルラクタムたとえば N−ビニ
ルピロリドンなど〕、ヒドロキシル基含有単量体〔ポリ
オールのモノエチレン性不飽和エステルたとえばヒドロ
キシエチル(メタ)アクリレート、トリエチレングリコ
ール(メタ)アクリレートなど〕、カルボキシル基含有
単量体〔(メタ)アクリル酸、マレイン酸など〕、アミ
ノ基含有単量体〔モノエチレン性不飽和モノまたはジカ
ルボン酸のアミノ基含有エステルたとえばジメチルアミ
ノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル
フマレート、アミノ基含有複素環式ビニル化合物たとえ
ばN−ビニルピリジンなど〕、オよびスルホン酸(2)
基含有単量体〔3−(メタ)アクリロイルオキシプロパ
ンスルホン酸(2)、2〜(メタ)アクリル□ アミド
−2−メチルプロパンスルホン酸@)、ビニルスルホン
酸臨)など〕があげられる。
ニトリル含有重合体の平均分子量はニトリル含有重合体
の種類により種々変えることができるが、通常50,0
00から6,000,000の範囲好ましくは200,
000から2,000,000の範囲である。
ニトリル含有重合体は粒径ケ通常1000μ以下、好ま
しくは1007z以下に予め調整して反応に供すること
が望しい。粒径が1000μを越えると反応系の分散状
態が不安定で反応が不均一になりやすい、粒径の調整は
固型のニトリル含有重合体の微粉枠によって行ってもよ
く、また水媒体中で単量体の乳化または懸濁(共)重合
を行い所定の粒径のものを得てもよい。
アルキレンポリアミンとしては、炭素数2〜8のアルキ
レンジアミンたとえばエチレンジアミン、1.2−ジア
ミノプロパン、1.2−ジアミノブタン、1.2−ジア
ミノヘキサン、1.3−ジアミノプロパン、■、3−ジ
アミノブタン、1、δ−ジアミノへブタン、2.3−ジ
アミノペンタン、3.4−ジアミノヘキサン、1.2−
ジアミノシクロヘキサン、N−メチルメチレンジアミン
、N−ベンジルエチレンジアミン、N−メチル−1,3
−ジアミノプロパン、N−ブチル−1,3−ジアミノプ
ロパン、N1N−ジメチル−1,3−ジアミノプロパン
およびそれらの二種以上の混合物があげられる。
本発明に用いる炭化水素系溶剤はニトリル含有重合体お
よび生成物のビニルイミダゾリン系重合体のいずれに対
しても非溶媒であるものの限りにおいて特に限定はない
が、代表的なものとしては、脂肪族炭化水素類〔n−ヘ
キサン、n−へブタン、n−オクタン、n−デカンなど
〕、芳香族炭化水素類(o−j F”またはp−キシレ
ン、トルエン、ナフタリン、アントラセンなど)、脂環
式炭化水素類(シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン
、シクロドデカンなど)、市販されている炭化水素混合
物(ミネラルスピリット、ガソリン、灯油、軽油、テル
ペン、ナフテン性のソルベントナフサ、オクタン異性体
の混合物を含むオクタン留分など)および鉱物油ツタ−
ビン油、スピンドル油、流動パラフィン、白灯油などノ
などがあげられる。これらのうち好ましいものは脂肪族
炭化水素類および鉱物油である。
本発明においてアルキレンポリアミンの量はニトリル含
有重合体のニトリル成分に対し化学当量であればよいが
この場合反応は不完全になりがちである。そのためアル
キレンポリアミンの量はニトリル基1モルあたり通常1
.2〜100モル好ましくは2.0〜5.0モルである
カルボキシル化された炭化水素ワックスの量はニトリル
重合体の重量に基づいて、通常1〜200%、好ましく
は5〜100%である。カルボキシル化された炭化水素
ワックスの量が1%未満では反応系の分散状態を保ち難
く、200%をこえるとコスト面で不利になる。
炭化水素系溶剤の量はニトリル含有重合体の重量に基づ
いて通常05倍から20倍の範囲、好ましくは2倍から
10倍の範囲である。この範囲外ではニトリル含有重合
体およびビニルイミダゾリン系重合体の分散が不安定で
反応も不均一になりや工い。
ニトリル含有重合体とアルキレンポリアミンを反応させ
るに際し、反応条件は特に限定はないが、通常ニトリル
含有重合体およびアルキレンポリアミンを炭化水素系溶
剤中に本発明におけるカルボキシル化された炭化水素ワ
ックスを用いて分散させて行う。
反応は触媒の使用により促進される。触媒としてはイオ
ウかまたはチオール基含有化合物および反応条件下にチ
オール基を形成する少なくとも1原子のイオウからなる
分子がよい。代表例としては硫化アルカリ金属(たとえ
ば硫化ナトリウムまたはカリウムおよび他の金属の硫化
物)チオ安息香酸、チオ酢酸、チオプロピオン酸、チオ
アセトアミド、チオベンズアニリド、チオグリコール酸
、硫化水素、硫化アンモニウム、パラトルエンスルホン
酸などがあげられる。好ましくは硫黄である。
反応温度は通常65°C〜130°C1好ましくは75
°C〜110°Cである。反応時間は通常1〜10時間
好ましくは4〜10時間である。
反応が完結しビニルイミダゾリン系重合体の安定なサス
ペンションを与える。これを濾過などの簡単な操作で粉
末状でとり出して使用に供することができる。また必要
であれば一般的な無機酸(塩酸、硫酸など)および有機
酸(ギ酸、酢酸など)の塩にしてもよい。また濾過に際
し必要であれば少量のアセトン、エーテルなどの溶剤で
粉末を洗浄したり、濾過後の粉末を減圧下もしくは常圧
下で乾燥してもよい。
本発明で得られるビニルイミダゾリン系重合体のカチオ
ン度および極限粘度は特に限定なく任意でよいが、高分
子凝集剤としての有用性の点から、カチオン度および極
限粘度は高いものが好ましい。
カチオン度はコロイド当量値(PH= 4で測定)で通
常8.0 meq/g以上好ましくは4.0 meqy
!7以上であり、極限粘度(0,1N  NaC1中、
80’Cで測定)は通常20以上、好ましくは30以」
二である。
〔実施例〕
以下実施例および比較例により本発明をさらに説明する
がこれは本発明を限定するものではない。
実施例1゜ 撹拌器、温度計、窒素吹込管および還流冷却器を備えた
5 00ml四フロフラスコにn−へブタン80g1本
発明におけるカルボキシル化された炭化水素ワックス(
イ)(酸価20、軟化点110°C1平均分子量150
0) 6.4 g、ポリアクリロニトリル(粒径100
7/ 以下、分子量約90万)21.2gおよびエチレ
ンジアミン84ダを攪拌下加え均一に分散させた。
別に硫黄0.4 gを12gのエチレンジアミンに溶解
した溶液を反応系に少量ずつ加え窒素気流下80°Cで
6時間反応を行った。その後過剰のエチレンジアミンを
真空蒸留により回収した後、冷却し室温で硫酸196g
 を加え得られた懸濁液を濾過し粒径500μ 以下の
パール状の粉末であるビニルイミダゾリン系重合体56
yを得た。濾過時重合体は均一な粒状を示し塊化したも
のは認められなかった。
回収した粉末は水に均一にとけコロイド当量値は5.9
 meq−/′−1i’ 、極限粘度(0,IN  N
aC1180°C)は45であった。
実施例2〜4 表−1に記載の条件以外は実施例1と同一条件、同一操
作にて実施した。いずれも反応後は塊化することなく安
定な懸濁状態で濾過時は良好な流動(注)1.カルボキ
シル化された 炭化水素ワックス(イ):酸価30、軟
化点90°C1平均分子量2oootvもの2、カルボ
キシル化された炭化水素ワックス(ロ):酸乍20、軟
化点110°C1平均分子量4.500 のもの8、 
PAN  ポリアクリロニトリル4、極限粘度: d5
/g; 0.IN NaCl 、 80 ’C5、コロ
イド当量値;meq、/ダ; PH4比較例1〜3 実施例1の本発明における分散剤(カルボキシル化され
た炭化水素ワックス)および溶媒を表−2に記載の条件
にかえた以外は同一条件、同一操作にて実施した。
いずれも反応中に重合体が塊化しフラスコがら取り出し
得た重合体は水不溶物が多く、極限粘度、油井イオン系
界面活性剤は/ニルフェノールエチレンオキサイド10
モル付加物である。
〔発明の効果〕
本発明により作業性がよく、高品質のビニルイミダゾリ
ン系重合体を製造することができる。
また本発明の製造法では、ビニルイミダゾリン系重合体
は、反応中にポリマー主鎖がきれて低分子量の重合体し
か得られない等の問題もなく、高分子凝集剤として極め
て有用となる高分子量のものを得ることが容易である。
さらに工業的製法としても、反応溶剤や沈澱溶剤を必要
とせず、用いる反応槽もごく通常のものでよいのでコス
ト面でも大へん優位である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、ニトリル含有重合体とアルキレンポリアミンとを反
    応させてビニルイミダゾリン系重合体を製造する方法に
    おいて、ニトリル含有重合体およびアルキレンポリアミ
    ンを炭化水素系溶剤中でカルボキシル化された炭化水素
    ワックスを用いて分散させて反応させることを特徴とす
    るビニルイミダゾリン系重合体の製造法。
JP20508584A 1984-09-28 1984-09-28 ビニルイミダゾリン系重合体の製造法 Pending JPS6183207A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6294615B1 (en) 1997-12-08 2001-09-25 Tosch Corporation Copolymer, cationic high molecular weight flocculating agent comprising the copolymer, and process for producing the copolymer
US6890996B2 (en) 1999-11-12 2005-05-10 Tosoh Corporation Branched polyvinyl imidazoline acid salt, polymeric flocculant comprising same, and process for preparing same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6294615B1 (en) 1997-12-08 2001-09-25 Tosch Corporation Copolymer, cationic high molecular weight flocculating agent comprising the copolymer, and process for producing the copolymer
US6890996B2 (en) 1999-11-12 2005-05-10 Tosoh Corporation Branched polyvinyl imidazoline acid salt, polymeric flocculant comprising same, and process for preparing same

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