JPS6119643B2 - - Google Patents
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- JPS6119643B2 JPS6119643B2 JP51040536A JP4053676A JPS6119643B2 JP S6119643 B2 JPS6119643 B2 JP S6119643B2 JP 51040536 A JP51040536 A JP 51040536A JP 4053676 A JP4053676 A JP 4053676A JP S6119643 B2 JPS6119643 B2 JP S6119643B2
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- emulsion
- copolymer
- polymerization
- water
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- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
本発明は乳化重合の反応操作が容易で、得られ
たエマルジヨンの粒子径が小さくかつ粘度安定性
や機械安定性が良く加熱や架橋剤の添加によつて
耐水性や耐熱性のすぐれた塗膜にすることができ
るビニル系重合体エマルジヨンの製法に関するも
のである。
先に本発明者らは、主鎖中にマレイン酸イミド
および/またはN−置換マレイン酸イミドに基づ
く単位とα−オレフインに基づく単位とを必須成
分として含有する多元共重合体の水溶化物はビニ
ル系モノマーの乳化安定剤としてすぐれた性質を
有する事を見出し特許出願しているが、その後更
に研究を進めた結果、主鎖中に(A)α−オレフイン
に基づく単位、(B)マレイン酸イミドまたはN−置
換マレイン酸イミドに基づく単位、および(C)不飽
和カルボン酸、そのエステルまたはそのアミドに
基づく単位を構成成分として含有する水溶性多元
共重合体をラジカル存在下で前記多元重合体の重
合度が元の1/2〜1/30となるように加熱開裂した
ものを乳化安定剤としてビニル系モノマーを乳化
重合した結果、簡単な重合操作で粒子径が小さく
低粘度のエマルジヨンが得られ、そのエマルジヨ
ンは粘度の径時変化が少なく放置安定性、顔料混
和性、機械安定性、凍結安定性等のいずれの点に
於てもすぐれた性能を有することを見出し、本発
明の完成に至つた。
すなわち、主鎖中に(A)α−オレフインに基づく
単位、(B)マレイン酸イミドまたはN−置換マレイ
ン酸イミド基に基づく単位、および(C)不飽和カル
ボン酸、そのエステルまたはそのアミドに基づく
単位を構成成分として含有する水溶性多元共重合
体をそのまま保護コロイドとして乳化重合した場
合、得られるエマルジヨンの粘度が上昇し易く、
エマルジヨン自身の機械安定性、放置安定性、凍
結安定性が悪い場合がある。これに対して主鎖中
に(A)α−オレフインに基づく単位、(B)マレイン酸
イミドまたはN−置換マレイン酸イミド基に基づ
く単位、および(C)不飽和カルボン酸、そのエステ
ルまたはそのアミドに基づく単位を構成成分とし
て含有する水溶性多元共重合体をラジカルの存在
下で前記多元重合体の重合度が元の1/2〜1/30と
なるように加熱開裂した後、これを保護コロイド
としてビニル系モノマーなどの不飽和単量体を乳
化重合した結果、簡単な乳化重合操作で機械的安
定性、放置安定性および凍結安定性にすぐれたエ
マルジヨンが得られる以外に開裂の程度や該共重
合体の添加量によつて低粘度から高粘度まで任意
の粘度のエマルジヨンを得ることができ、特に低
粘度にした場合には重合熱の除去が容易で高濃度
のエマルジヨンが得られるため生産能率を高める
ことができる。さらにエマルジヨンの取り出し、
あるいは他の顔料との混合性など作業性も向上す
る。更にはまた本発明の重合系に架橋剤を加えた
り架橋性のモノマーを共存させることによつて保
護コロイドを構成する上記の多元重合体も架橋で
きるのですぐれた耐水、耐熱性の塗膜を得ること
ができる。
本発明方法において使用される、主鎖中に(A)α
−オレフインに基づく単位、(B)マレイン酸イミド
またはN−置換マレイン酸イミドに基づく単位、
および(C)不飽和カルボン酸、そのエステルまたは
そのアミドに基づく単位を含有する水溶性多元共
重合体は、次の一般式で示される。
但し、式中R1およびR2は水素原子、アルキル
基およびアルケニル基なる群より選ばれた同一の
基または異なる基であり、R3は水素原子、ハロ
ゲン原子、水酸基を含んでいてもよいアルキル
基、アルケニル基および芳香族炭化水素残基なる
群より選ばれた基であり、P、Q、RおよびSは
その少なくともひとつがカルボキシル基、そのエ
ステルおよびそのアミドなる群より選ばれた基
で、それと異なる他は水素原子またはアルキル基
である。
前記一般式において(A)を構成しうるα−オレフ
インとはエチレン、プロピレン、1−ブテン、イ
ソブテン、1−ペンテン、1−ヘキサン、1−ヘ
プテン、2−メチル−1−ヘキセン、1−オクテ
ン、1−ノネン、スチレン、α−メチルスチレ
ン、1・3−ブタジエン、イソプレン等をいう。
また(B)を構成しうるN−置換マレイン酸イミド
としては、炭化水素の炭素数が1から18までの飽
和または不飽和の炭化水素基またはその誘導体で
N−置換されたN−置換マレイン酸イミド、ベン
ゼン、ナフタレン骨格をもつ化合物でN−置換さ
れたN−置換マレイン酸イミド、N−ハロゲンマ
レイン酸イミド、N−ヒドロキシアルキルマレイ
ン酸イミド等を含む。
さらに(C)を構成しうる不飽和カルボン酸、その
エステルまたはそのアミドとしてはアクリル酸、
メタアクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、
モノメチルマレイン酸エステル、モノエチルマレ
イン酸エステル、モノブチルマレイン酸エステ
ル、モノヘキシルマレイン酸エステル、モノオク
チルマレイン酸エステル、モノステアリルマレイ
ン酸エステル、フマル酸、モノメチルフマル酸エ
ステル、モノエチルフマル酸エステル、モノブチ
ルフマル酸エステル、モノヘキシルフマル酸エス
テル、モノオクチルフマル酸エステル、モノステ
アリルフマル酸エステル、アクリルアミド、モノ
メチルアクリルアミド、モノエチルアクリルアミ
ド、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリル
アミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド、マレ
イン酸アミド、フマル酸アミド、ヒドロキシエチ
ルアクリレート等の水溶性モノマー誘導体が含ま
れる。
x、y、zの組成については、yがx+y+z
=100とした時55以下の値であり、zは多元共重
合体が水溶性ポリマーになるような値として含ま
れることが多く、その値は特に限定しない。
本発明において使用される上記の多元共重合体
の重合度は乳化重度で得られるエマルジヨンの粘
度に大きく影響するものであるが、本発明では特
に限定しない。
これらの多元共重合体を製造する方法は主に二
つの方法がある。一つはマレイン酸イミドまたは
N−置換マレイン酸イミド、α−オレフイン、お
より不飽和カルボン酸、そのエステルまたはその
アミドを共重合する方法である。すなわち、α−
オレフイン、N−置換マレイン酸イミドまたはN
−置換マレイン酸イミド、および不飽和カルボン
酸、そのエステルまたはそのアミドとをベンゼ
ン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、
ジオキサン、メチルエチルケトン、シクロヘキサ
ノン、アセトン、エタノール、n−ブタノール、
t−ブタノール、エチレングリコール、クロロホ
ルム、酢酸エチル等の溶媒中で、過酸化ベンゾイ
ル、アゾビスイソブチルニトリル等のラジカル開
始剤によつて0〜100℃の温度で重合して得られ
る。もう一つの方法は、無水マレイン酸とα−オ
レフインとの共重合体を作り、アンモニアまたは
アミンと反応させて前記共重合体のアミド、アン
モニウム塩を生成せしめた後に100℃から300℃好
ましくは150℃から250℃で熱処理することによつ
て前記アミド、アンモニウム塩を部分的に閉鎖せ
しめ、イミド基を形成せしめる方法である。な
お、この閉環反応は、アンモニアを使用している
場合、次のようになる。
(但し、式中VはHまたはNH4である)
特に前記多元共重合体に用いられるα−オレフ
インの炭素数が4以上の場合にはこれら共重合体
を水溶化するために塩基性物質を共存させること
が多い。その塩基性物質としては水酸化アルカ
リ、炭酸アルカリ、酢酸アルカリ、水酸化アンモ
ニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、
ヒドラジン、ヒドロキシルアミン、ピリジン等の
塩基性無機物および塩基性有機物である。特にこ
の中で水酸化アルカリ、水酸化アンモニウムが好
ましい。これらの添加量は、α−オレフインが約
50mole%重合された共重合体ではカルボキシル
基1当量に対して0.2当量以上が必要である。0.2
当量以下では完全に水溶化できないことが多い。
また添加量を多くすれば水溶化は容易になるがPH
が高くなつて乳化重合性が悪くなるため通常は
0.3〜0.8当量であることが望ましい。
主鎖中に(A)α−オレフインに基づく単位、(B)マ
レイン酸イミドまたはN−置換マレイン酸イミド
基に基づく単位、および(C)不飽和カルボン酸、そ
のエステルまたはそのアミドに基づく単位とを少
なくとも必須成分として含有する水溶性多元共重
合体をラジカルにより前記多元共重合体を熱分解
する際は専ら過酸化物が使用されるが、この際使
用される過酸化物としては過硫酸アンモニウム等
の無機過硫酸塩、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリ
ウム等のアルカリ金属過硫酸塩、過炭酸ナトリウ
ムまたは過炭酸カリウム等のアルカリ金属過炭酸
塩、過硼酸ナトリウムまたは過硼酸カリウム等の
アルカリ金属過硼酸塩、過リン酸ナトリウムまた
は過リン酸カリウム等のアルカリ金属過リン酸
塩、過酸化水素、t−ブチルハイドロパーオキサ
イド、クメンハイドロパーオキサイドが使われ
る。またこれにl−アスコビン酸、酒石酸、ロン
ガリツト、チオグリコール酸、N−フエニルハイ
ドロキルアミンのごとき還元剤の併用もできる。
これら開裂剤の添加量は上記の共重合体に対し
て0.1〜20重量%、好ましくは、0.5〜10重量%で
あり、これらの添加は上記の共重合体を水溶化す
る際に一括添加して20〜99℃の温度で溶解と同時
に開裂しても良いし、また溶解後、開裂剤を添加
して20〜99℃に再加熱しても良い。過酸化物によ
る上記多元共重合体の開裂反応は20〜99℃で行な
いその反応時間は多元共重合体の種類過酸化物の
種類及び濃度で極めて異なるので限定はしない。
この開裂によつて重合度は、すなわち、平均分子
量は1/2〜1/30程度に低下せしめることができ
る。
本発明に使用される上記の多元共重合体のラジ
カル熱分解物の乳化重合での使用量はエマルジヨ
ン粘度やその物性に大きく影響し、モノマーに対
し2重量%以上好ましくは3重量%以上である。
2重量%以下では安定なエマルジヨンを得ること
が困難となる。
本発明では一般に使用されている乳化安定剤を
併用することができる。また、保護コロイドとし
てセルローズ系誘導体やポリビニルアルコールな
どの水溶性高分子も併用することができる。これ
らの添加量は前記の多元共重合体に対し50重量%
以下が好ましい。50重量%以上添加すると、不安
定なエマルジヨンを与えたり、エマルジヨンの物
性を低下したり、塗膜の耐水性などの性能を低下
させるので好ましくない。また本発明の乳化重合
法において用いることができる不飽和単量体とし
ては、酢酸ビニルを始めプロピオン酸ビニル、酪
酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチツク酸ビ
ニル等の如きビニルエステル類、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アク
リル酸2エチルヘキシル等の如きアクリル酸エス
テル類、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸
エチル、メタアクリル酸ブチル等の如きメタアク
リル酸エステル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン
等の如きハロゲン化ビニルまたはビニリデン化合
物類、エチレン、プロピレン、イソブチレン、オ
クチン等の如きα−オレフイン類、アクリル酸、
メタアクリル酸、クロトン酸、ビニルスルホン
酸、ビニルトルエンスルホン酸等の如き不飽和−
塩基酸およびそれらの塩類、イタコン酸、マレイ
ン酸、フアル酸等の如き不飽和の2塩基酸および
それらの塩類および半エステル類、N−ビニルピ
ロリドン、アクリルニトリル、アクリルアミド等
の如き含窒素ビニル化合物類、β−ヒドロキシエ
チルアクリレート、N−メチロールアクリルアミ
ド等の如き水酸基含有ビニル化合物類、トリアク
リルシアヌレート、トリメチロールプロパンジア
リルエーテル、ジアリルフタレート等の如きアリ
ル化合物類、グリシジルメタアクリレート等の如
きエポキシ基含有不飽和化合物類、ジビニルベン
ゼン、シクロペンタジエン、ブタジエン等の如き
ジビニル化合物類、スチレン、メチルスチレン、
ジメチルスチレン、エチルスチレン、ビニルスチ
レン、イソプロピルスチレン、フエニルスチレ
ン、クロルスチレン等の如きスチレン誘導体の一
種あるいは二種以上の混合物があげられる。
本発明のエマルジヨン組成物を得るための重合
方法は、前記の多元共重合体の水溶液中に重合開
始剤を加えてモノマーを一括初期添加するか、ま
たは滴下重合させる最も一般的な重合方法を採用
することができるので、反応操作が非常に簡単で
ある。重合開始剤としては、過硫酸塩や過酸化水
素の如き過酸化物、ターシヤリーブチルハイドロ
パーオキサイド、キユメンハイドロパーオキサイ
ドの如き有機過酸化物、それらの過酸化物と還元
剤との組合せによるレドツクス系触媒等の周知の
開始剤を用いることができる。
本発明のエマルジヨン濃度は15〜70%の範囲内
で用途に応じて適宜変化させることができる。ま
た必要に応じて乳化重合中やその前後に添加剤を
加えることができる。
これらの添加剤としては可塑性、溶剤、充填剤
や顔料などがあり、場合によつては他の方法で製
造されたラテツクスなどを添加することもでき
る。このようにして得られたエマルジヨン組成物
は架橋剤の添加によつてエマルジヨン皮膜の耐水
性や耐熱性を著しく向上することができる。この
際用いられる架橋剤としては、イソシアネート化
合物、エポキシ化合物、尿素樹脂、メラミン樹脂
または多価金属化合物が有効である。
かくして、本発明のエマルジヨン組成物は、不
織布、塗料などの被覆剤、接着剤、無機物用バイ
ンダー、紙加工、繊維、紙などの硬仕上剤、土質
安定剤、粉じん防止剤などの広い用途に経済的に
供給できるものである。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例により限定さ
れるものではない。
実施例 1
イソブチレン44g、無水マレイン酸70gをトル
エン中で重合触媒(過酸化ベンゾイル)0.6g、
連鎖移動剤を用いて68〜70℃で共重合し、イソブ
チレン:無水マレイン酸のモル比が1:1の共重
合体()粉末110gを得た。該共重合体のジメ
チルホルムアミド(DMF)中、30℃で測定した
極限粘度は0.45dl/gであつた。
上記共重合体()100gを1の3ツ口フラ
スコに入れ撹拌しながら、一方のフラスコ口より
40%のアンモニアガスを含む窒素混合気体を1分
間に30〜50mlを導入し、共重合体中の無水マレイ
ン酸に基づく単位がマレイン酸アミドまたはアン
モニウム塩に基づく単位にかわつた共重合体
()が得られた。該共重合体()を元素分析
および核磁気共鳴法により共重合体中のマレイン
酸アミドまたはアンモニウム塩に基づく単位を調
べたところ、無水マレイン酸に基づく単位の72%
がマレイン酸アミド又はアンモニウム塩に基づく
単位になつていることが判つた。このようにして
得られた共重合体()を冷却器付のフラスコに
入れ、185℃に加熱し、生成した水を留去した。
留出した水が元の重量の6.5%になつたところで
加熱をやめた。このようにして得られた共重合体
()を塩酸酸性下の水溶液で加水分解を行な
い、アミド、アンモニウム塩をカルボン酸にした
後、電位差滴定、核磁気共鳴法および元素分析に
よりその組成を調べたところ、共重合体()は
第1表のような組成になつていることが判つた。
また、ジメチルホルムアミド中における30℃の極
限粘度を測定したところ、それは0.4dl/gであ
り、これより算出した平均分子量は50000であつ
た。
The emulsion polymerization of the present invention is easy to operate, and the obtained emulsion has a small particle size, good viscosity stability and mechanical stability, and a coating film with excellent water resistance and heat resistance by heating or adding a crosslinking agent. The present invention relates to a method for producing a vinyl polymer emulsion that can be made into a vinyl polymer emulsion. Previously, the present inventors discovered that a water-soluble product of a multicomponent copolymer containing as essential components a unit based on maleic imide and/or N-substituted maleic imide and a unit based on α-olefin in the main chain is a vinyl After discovering that the monomer had excellent properties as an emulsion stabilizer, he applied for a patent, but as a result of further research, he found that (A) a unit based on α-olefin, (B) a maleic acid imide in the main chain. Alternatively, a water-soluble multi-component copolymer containing as constituent components a unit based on N-substituted maleic acid imide, and (C) a unit based on an unsaturated carboxylic acid, its ester, or its amide, is added to the multi-component copolymer in the presence of radicals. As a result of emulsion polymerization of a vinyl monomer using a vinyl monomer as an emulsion stabilizer after heat cleavage so that the degree of polymerization is 1/2 to 1/30 of the original, an emulsion with small particle size and low viscosity can be obtained with a simple polymerization operation. It was discovered that the emulsion has excellent performance in terms of storage stability, pigment miscibility, mechanical stability, freezing stability, etc., with little change in viscosity over time, and has led to the completion of the present invention. Ivy. That is, in the main chain, (A) a unit based on an α-olefin, (B) a unit based on a maleic acid imide or an N-substituted maleic acid imide group, and (C) a unit based on an unsaturated carboxylic acid, its ester, or its amide. When a water-soluble multi-component copolymer containing the unit as a constituent component is directly emulsion polymerized as a protective colloid, the viscosity of the resulting emulsion tends to increase;
The emulsion itself may have poor mechanical stability, storage stability, and freezing stability. On the other hand, the main chain contains (A) a unit based on an α-olefin, (B) a unit based on a maleic acid imide or an N-substituted maleic acid imide group, and (C) an unsaturated carboxylic acid, its ester, or its amide. A water-soluble multi-component copolymer containing a unit based on as a constituent component is thermally cleaved in the presence of a radical so that the degree of polymerization of the multi-component polymer becomes 1/2 to 1/30 of the original value, and then this is protected. As a result of emulsion polymerization of unsaturated monomers such as vinyl monomers as colloids, it is possible to obtain emulsions with excellent mechanical stability, storage stability, and freeze stability through simple emulsion polymerization operations. Depending on the amount of copolymer added, it is possible to obtain an emulsion with any viscosity from low to high. Especially when the viscosity is low, the heat of polymerization can be easily removed and a highly concentrated emulsion can be obtained. Efficiency can be increased. Furthermore, removing the emulsion,
Also, workability such as compatibility with other pigments is improved. Furthermore, by adding a crosslinking agent or coexisting a crosslinking monomer to the polymerization system of the present invention, the above-mentioned multi-component polymer constituting the protective colloid can be crosslinked, resulting in a coating film with excellent water resistance and heat resistance. be able to. (A)α in the main chain used in the method of the present invention
- units based on olefins, (B) units based on maleic imides or N-substituted maleic imides,
and (C) a water-soluble multi-component copolymer containing units based on an unsaturated carboxylic acid, its ester, or its amide, represented by the following general formula. However, in the formula, R 1 and R 2 are the same group or different groups selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group, and an alkenyl group, and R 3 is an alkyl group that may contain a hydrogen atom, a halogen atom, or a hydroxyl group. P, Q, R and S are groups selected from the group consisting of a carboxyl group, an alkenyl group and an aromatic hydrocarbon residue, and at least one of P, Q, R and S is a group selected from the group consisting of a carboxyl group, an ester thereof and an amide thereof, Others that are different from this are hydrogen atoms or alkyl groups. In the above general formula, the α-olefins that can constitute (A) include ethylene, propylene, 1-butene, isobutene, 1-pentene, 1-hexane, 1-heptene, 2-methyl-1-hexene, 1-octene, It refers to 1-nonene, styrene, α-methylstyrene, 1,3-butadiene, isoprene, etc. The N-substituted maleic acid imide that can constitute (B) includes N-substituted maleic acid which is N-substituted with a saturated or unsaturated hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms or a derivative thereof. It includes N-substituted maleic imide, N-halogen maleic imide, N-hydroxyalkyl maleic imide, etc., which are N-substituted with a compound having an imide, benzene, or naphthalene skeleton. Furthermore, unsaturated carboxylic acids, esters thereof, or amides thereof that may constitute (C) include acrylic acid,
Methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride,
Monomethyl maleate, monoethyl maleate, monobutyl maleate, monohexyl maleate, monooctyl maleate, monostearyl maleate, fumaric acid, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, mono Butyl fumarate, monohexyl fumarate, monooctyl fumarate, monostearyl fumarate, acrylamide, monomethylacrylamide, monoethylacrylamide, dimethylacrylamide, diethylacrylamide, hydroxyethylacrylamide, maleic acid amide, fumaric acid amide, Included are water-soluble monomer derivatives such as hydroxyethyl acrylate. Regarding the composition of x, y, and z, y is x+y+z
= 100, it is a value of 55 or less, and z is often included as a value such that the multi-component copolymer becomes a water-soluble polymer, and its value is not particularly limited. The degree of polymerization of the multi-component copolymer used in the present invention greatly influences the degree of emulsification and the viscosity of the resulting emulsion, but is not particularly limited in the present invention. There are two main methods for producing these multi-component copolymers. One is a method of copolymerizing maleic imide or N-substituted maleic imide, α-olefin, a more unsaturated carboxylic acid, an ester thereof, or an amide thereof. That is, α−
Olefin, N-substituted maleimide or N
-Substituted maleic acid imide and unsaturated carboxylic acid, its ester or its amide with benzene, toluene, xylene, tetrahydrofuran,
Dioxane, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, acetone, ethanol, n-butanol,
It is obtained by polymerization in a solvent such as t-butanol, ethylene glycol, chloroform, or ethyl acetate using a radical initiator such as benzoyl peroxide or azobisisobutylnitrile at a temperature of 0 to 100°C. Another method is to prepare a copolymer of maleic anhydride and α-olefin, react it with ammonia or amine to produce an amide or ammonium salt of the copolymer, and then heat the copolymer at 100°C to 300°C, preferably at 150°C. This is a method in which the amide or ammonium salt is partially closed by heat treatment at a temperature of .degree. C. to 250.degree. C. to form an imide group. In addition, this ring-closing reaction is as follows when ammonia is used. (However, in the formula, V is H or NH 4. ) In particular, when the α-olefin used in the multi-component copolymer has 4 or more carbon atoms, a basic substance is added to make the copolymer water-soluble. They often coexist. The basic substances include alkali hydroxide, alkali carbonate, alkali acetate, ammonium hydroxide, ammonium carbonate, ammonium acetate,
These are basic inorganic substances and basic organic substances such as hydrazine, hydroxylamine, and pyridine. Among these, alkali hydroxide and ammonium hydroxide are particularly preferred. The amount of these additions is approximately
In a 50 mole% copolymer, 0.2 equivalent or more is required per equivalent of carboxyl group. 0.2
If the amount is less than the equivalent amount, complete water solubilization is often not possible.
Also, increasing the amount added makes water solubilization easier, but the PH
Usually, because the emulsion polymerization property becomes high and the
The amount is preferably 0.3 to 0.8 equivalent. The main chain contains (A) a unit based on an α-olefin, (B) a unit based on a maleic acid imide or an N-substituted maleic acid imide group, and (C) a unit based on an unsaturated carboxylic acid, its ester, or its amide. When a water-soluble multi-component copolymer containing at least as an essential component is thermally decomposed by radicals, a peroxide is exclusively used. Inorganic persulfates, alkali metal persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate, alkali metal percarbonates such as sodium percarbonate or potassium percarbonate, alkali metal perborates such as sodium perborate or potassium perborate. , alkali metal superphosphates such as sodium perphosphate or potassium perphosphate, hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide, and cumene hydroperoxide. In addition, reducing agents such as l-ascobic acid, tartaric acid, Rongarit, thioglycolic acid, and N-phenylhydrokylamine may be used in combination. The amount of these cleavage agents added is 0.1 to 20% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight, based on the above copolymer, and these are added at once when the above copolymer is made water-soluble. It may be cleaved at the same time as melting at a temperature of 20 to 99°C, or it may be reheated to 20 to 99°C with the addition of a cleavage agent after dissolution. The cleavage reaction of the above-mentioned multi-component copolymer with peroxide is carried out at 20 to 99 DEG C., and the reaction time is not limited as it varies greatly depending on the type of multi-component copolymer and the type and concentration of peroxide.
By this cleavage, the degree of polymerization, that is, the average molecular weight can be reduced to about 1/2 to 1/30. The amount used in the emulsion polymerization of the radical thermal decomposition product of the above multi-component copolymer used in the present invention greatly affects the viscosity of the emulsion and its physical properties, and is preferably 2% by weight or more, preferably 3% by weight or more based on the monomer. .
If the amount is less than 2% by weight, it becomes difficult to obtain a stable emulsion. In the present invention, commonly used emulsion stabilizers can be used in combination. Furthermore, water-soluble polymers such as cellulose derivatives and polyvinyl alcohol can also be used as protective colloids. The amount of these added is 50% by weight based on the multi-component copolymer mentioned above.
The following are preferred. Addition of 50% by weight or more is not preferable because it gives an unstable emulsion, deteriorates the physical properties of the emulsion, and deteriorates performance such as water resistance of the coating film. In addition, unsaturated monomers that can be used in the emulsion polymerization method of the present invention include vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl pivalate, vinyl versatate, methyl acrylate, acrylic Acrylic acid esters such as ethyl acid, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, etc., methacrylic acid esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, etc., vinyl chloride, vinylidene chloride, etc. vinyl halides or vinylidene compounds, α-olefins such as ethylene, propylene, isobutylene, octyne, etc., acrylic acid,
Unsaturated substances such as methacrylic acid, crotonic acid, vinylsulfonic acid, vinyltoluenesulfonic acid, etc.
Basic acids and their salts, unsaturated dibasic acids and their salts and half esters such as itaconic acid, maleic acid, falic acid, etc., nitrogen-containing vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone, acrylonitrile, acrylamide, etc. , hydroxyl group-containing vinyl compounds such as β-hydroxyethyl acrylate, N-methylol acrylamide, etc., allyl compounds such as triacryl cyanurate, trimethylolpropane diallyl ether, diallyl phthalate, etc., and epoxy group-containing non-vinyl compounds such as glycidyl methacrylate, etc. Saturated compounds, divinyl compounds such as divinylbenzene, cyclopentadiene, butadiene, etc., styrene, methylstyrene,
Examples include one or a mixture of two or more styrene derivatives such as dimethylstyrene, ethylstyrene, vinylstyrene, isopropylstyrene, phenylstyrene, chlorostyrene, and the like. The polymerization method for obtaining the emulsion composition of the present invention employs the most common polymerization method of adding a polymerization initiator to the aqueous solution of the multi-component copolymer and initially adding monomers all at once, or dropping polymerization. Therefore, the reaction operation is very simple. As a polymerization initiator, peroxides such as persulfates and hydrogen peroxide, organic peroxides such as tertiary butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide, and combinations of these peroxides and reducing agents are used. Known initiators such as redox catalysts can be used. The concentration of the emulsion of the present invention can be changed as appropriate within the range of 15 to 70% depending on the application. Additionally, additives can be added during or before or after emulsion polymerization, if necessary. These additives include plasticizers, solvents, fillers, and pigments, and in some cases, latex produced by other methods may also be added. By adding a crosslinking agent to the emulsion composition thus obtained, the water resistance and heat resistance of the emulsion film can be significantly improved. As the crosslinking agent used in this case, isocyanate compounds, epoxy compounds, urea resins, melamine resins, or polyvalent metal compounds are effective. Thus, the emulsion composition of the present invention can be economically used in a wide range of applications such as non-woven fabrics, coating agents such as paints, adhesives, binders for inorganic materials, hard finishing agents for paper processing, fibers, paper, etc., soil stabilizers, and dust preventive agents. This is something that can be supplied in a timely manner. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Example 1 44 g of isobutylene and 70 g of maleic anhydride were polymerized in toluene with 0.6 g of a polymerization catalyst (benzoyl peroxide),
Copolymerization was carried out at 68 to 70° C. using a chain transfer agent to obtain 110 g of a copolymer powder having a molar ratio of isobutylene to maleic anhydride of 1:1. The intrinsic viscosity of the copolymer measured in dimethylformamide (DMF) at 30°C was 0.45 dl/g. Put 100g of the above copolymer () into a 3-necked flask, and while stirring, pour it into one of the flask openings.
A nitrogen gas mixture containing 40% ammonia gas is introduced at a rate of 30 to 50 ml per minute to form a copolymer () in which units based on maleic anhydride are replaced with units based on maleic acid amide or ammonium salt. Obtained. When the copolymer () was examined for units based on maleic acid amide or ammonium salt in the copolymer by elemental analysis and nuclear magnetic resonance method, 72% of the units based on maleic anhydride were found.
was found to be a unit based on maleic acid amide or ammonium salt. The thus obtained copolymer (2) was placed in a flask equipped with a condenser and heated to 185°C, and the produced water was distilled off.
Heating was stopped when the distilled water amounted to 6.5% of the original weight. The thus obtained copolymer () was hydrolyzed in an aqueous solution under hydrochloric acid acidity to convert the amide and ammonium salt into carboxylic acid, and the composition was then investigated by potentiometric titration, nuclear magnetic resonance, and elemental analysis. As a result, it was found that the copolymer () had a composition as shown in Table 1.
Further, when the intrinsic viscosity at 30°C in dimethylformamide was measured, it was 0.4 dl/g, and the average molecular weight calculated from this was 50,000.
【表】
このようにして得られた多元共重合体400gに
28%のアンモニア水68g、水1300g、35%の過酸
化水素114gを加え、90〜95℃で5時間加熱溶解
した。これにより、前記多元共重合体の平均分子
量は約20000になつた。すなわち、重合度は元の
多元共重合体の2/5になつた。
このようにして得られた水溶液500gと酢酸ビ
ニル100gを2セパラブルフラスコに仕込んだ
後、内温を60℃に保持しながら酢酸ビニル400
g、0.8%過酸化水素120ml、72%ロンガリツト60
mlを各々約1.5時間で連続添加しながら乳化重合
する。このようにして得られたエマルジヨンの物
性を第3表に示す。
実施例 2
実施例1の酢酸ビニルのうち20%をバーサチツ
ク酸ビニルに置きかえて以下実施例1と同様に重
合する。そのエマルジヨン物性を第3表に示す。
実施例 3
実施例1の酢酸ビニルを20%減少さしてオート
クレーブに仕込み、エチレン圧力40Kg/cm2に加圧
し、以下実施例1と同様にして重合を行なう。こ
のエマルジヨン物性を第3表に示す。
実施例 4
実施例1の酢酸ビニルをアクリル酸ブチルに変
えて以下実施例1と同様に重合する。得られたエ
マルジヨンの物性を第3表に示す。
実施例 5
10のオートクレーブヘトルエン5.0Kg、無水
マレイン酸600g、重合開始剤(α・α′−アゾビ
スイソブチロニトリル)4.5gおよび連鎖移動剤
を仕込み、十分溶解し、窒素ガスを吹き込み系中
の酸素を除去した後、エチレンガスを内圧20Kg/
cm2になるまで加え、68℃で10時間重合した。得ら
れた重合体は、エチレン/無水マレイン酸のモル
比が1:1でDMF中の30℃における極限粘度が
0.42dl/gの共重合体であつた。
この共重合体粉末100gへアンモニアガスを導
入し、次いで180〜185℃に加熱をし、下記の構成
成分の多元共重合体を得た。
(但し、式中R′はCH2−CH2を示し、VはHまた
はNH4を示す)
なお、この多元共重合体はDMF中、30℃で測
定した極限粘度が0.40dl/gであつた。これより
算出した平均分子量は64000である。
この平均分子量64000の多元共重合体400gに28
%アンモニア水68g、水1300g、35%過酸化水素
114gを加え、90〜95℃で5時間加熱溶解した。
これにより前記多元共重合体の分子量は24000と
なつた。すなわち、前記多元共重合体は、元の3/
8の平均分子量となつた。
この水溶液500gと酢酸ビニル100gを2セパ
ラブルフラスコに仕込んだ後、内温を60℃に保持
しながら酢酸ビニル400g、0.8%過酸化水素120
ml、72%ロンガリツト60mlを各々約1.5時間で連
続添加しながら重合する。このようにして得られ
たエマルジヨンの物性を第3表に示す。
実施例 6
平均分子量が84000であり、かつ第2表に示す
組成の多元共重合体400gに28%アンモニア水68
%、水1300g、35%過酸化水素114gを加え、90
〜95℃で5時間加熱溶解した。これにより、前記
多元共重合体の分子量は27000になつた。
なお、上記多元共重合体は、イソブチレン355
g、メチルビニルエーテル95gおよび無水マレイ
ン酸700gをトルエン中でベンゾイルパーオキサ
イドおよび連鎖移動剤の存在下に共重合して得ら
れた粉末をアンモニアガスで処理した後、加熱処
理することにより得られたものである。[Table] 400g of the multi-component copolymer thus obtained
68 g of 28% ammonia water, 1300 g of water, and 114 g of 35% hydrogen peroxide were added and dissolved by heating at 90 to 95° C. for 5 hours. As a result, the average molecular weight of the multi-component copolymer was approximately 20,000. In other words, the degree of polymerization was 2/5 that of the original multicomponent copolymer. After charging 500 g of the aqueous solution obtained in this manner and 100 g of vinyl acetate into two separable flasks, 400 g of vinyl acetate was added while maintaining the internal temperature at 60°C.
g, 0.8% hydrogen peroxide 120ml, 72% Rongarit 60
Emulsion polymerization is carried out by continuously adding ml of each sample over a period of about 1.5 hours. Table 3 shows the physical properties of the emulsion thus obtained. Example 2 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that 20% of the vinyl acetate in Example 1 was replaced with vinyl versatate. The physical properties of the emulsion are shown in Table 3. Example 3 The vinyl acetate of Example 1 was reduced by 20%, charged into an autoclave, and the autoclave was pressurized to ethylene pressure of 40 Kg/cm 2 , and polymerization was carried out in the same manner as in Example 1. The physical properties of this emulsion are shown in Table 3. Example 4 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that vinyl acetate in Example 1 was replaced with butyl acrylate. Table 3 shows the physical properties of the emulsion obtained. Example 5 In an autoclave of 10, 5.0 kg of hetoluene, 600 g of maleic anhydride, 4.5 g of polymerization initiator (α・α′-azobisisobutyronitrile) and chain transfer agent were charged, sufficiently dissolved, and nitrogen gas was blown into the system. After removing the oxygen inside, the ethylene gas is heated to an internal pressure of 20Kg/
cm 2 and polymerized at 68°C for 10 hours. The resulting polymer had an ethylene/maleic anhydride molar ratio of 1:1 and an intrinsic viscosity at 30°C in DMF.
It was a copolymer of 0.42 dl/g. Ammonia gas was introduced into 100 g of this copolymer powder and then heated to 180 to 185°C to obtain a multi-component copolymer having the following components. (However, in the formula, R' represents CH 2 - CH 2 , and V represents H or NH 4. ) This multi-component copolymer has an intrinsic viscosity of 0.40 dl/g measured at 30°C in DMF. Ta. The average molecular weight calculated from this is 64,000. 28 to 400g of this multi-component copolymer with an average molecular weight of 64,000
% ammonia water 68g, water 1300g, 35% hydrogen peroxide
114 g was added and dissolved by heating at 90 to 95°C for 5 hours.
As a result, the molecular weight of the multi-component copolymer was 24,000. That is, the multicomponent copolymer has an original 3/
The average molecular weight was 8. After charging 500g of this aqueous solution and 100g of vinyl acetate into two separable flasks, while maintaining the internal temperature at 60℃, add 400g of vinyl acetate and 120g of 0.8% hydrogen peroxide.
ml and 60 ml of 72% Rongalit were polymerized while continuously adding each for about 1.5 hours. Table 3 shows the physical properties of the emulsion thus obtained. Example 6 28% ammonia water was added to 400 g of a multi-component copolymer having an average molecular weight of 84,000 and a composition shown in Table 2.
%, add 1300 g of water, 114 g of 35% hydrogen peroxide, 90
The mixture was heated and dissolved at ~95°C for 5 hours. As a result, the molecular weight of the multi-component copolymer was 27,000. In addition, the above multi-component copolymer is isobutylene 355
g, obtained by copolymerizing 95 g of methyl vinyl ether and 700 g of maleic anhydride in toluene in the presence of benzoyl peroxide and a chain transfer agent, treating the resulting powder with ammonia gas, and then heat-treating it. It is.
【表】
このようにして得られた水溶液500gを用い、
他は実施例1と同じ条件で重合を行なつた。得ら
れたエマルジヨンの物性を第3表に示す。
比較例 1
実施例1の方法において35%過酸化水素114g
を水114gに置き変えて、加熱開裂するしない以
外は実施例1と同様に重合を行なつた。得られた
エマルジヨンの物性を第3表に示す。
比較例 2
実施例1の多元共重合体の水溶液500gのとこ
ろを部分ケン化ポリビニルアルコール(ケン化度
=88%、重合度=500)水溶液(濃度=20%)500
gに置き変えて、以下実施例1と同様に重合を行
なつた。得られたエマルジヨンの物性を第3表に
示す。[Table] Using 500g of the aqueous solution obtained in this way,
Other than that, polymerization was carried out under the same conditions as in Example 1. Table 3 shows the physical properties of the emulsion obtained. Comparative Example 1 114g of 35% hydrogen peroxide in the method of Example 1
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 except that 114 g of water was used instead of 114 g of water. Table 3 shows the physical properties of the emulsion obtained. Comparative Example 2 500 g of the aqueous solution of the multi-component copolymer of Example 1 was replaced with a partially saponified polyvinyl alcohol (degree of saponification = 88%, degree of polymerization = 500) aqueous solution (concentration = 20%) 500 g.
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1, except for replacing with g. Table 3 shows the physical properties of the emulsion obtained.
【表】
第3表に示された結果から明らかなように、本
発明の乳化重合法に基づいて得られたエマルジヨ
ン組成物はいずれも安定性において優れているこ
とがわかる。[Table] As is clear from the results shown in Table 3, all emulsion compositions obtained based on the emulsion polymerization method of the present invention are excellent in stability.
Claims (1)
マレイン酸イミドまたはN−置換マレイン酸イミ
ドに基づく単位、および(C)不飽和カルボン酸、そ
のエステルまたはそのアミドに基づく単位を構成
成分として含有する水溶性多元共重合体をラジカ
ル存在下で前記多元共重合体の重合度が元の1/2
〜1/30となるように加熱開裂した後、これを保護
コロイドとして不飽和単量体を乳化重合すること
を特徴とするエマルジヨン組成物の製造法。1 In the main chain (A) a unit based on α-olefin, (B)
A water-soluble multicomponent copolymer containing as constituent components a unit based on maleic imide or an N-substituted maleic imide, and a unit based on (C) an unsaturated carboxylic acid, an ester thereof, or an amide thereof is prepared in the presence of a radical. The degree of polymerization of the copolymer is 1/2 of the original
1. A method for producing an emulsion composition, which comprises heating to cleave the cleavage to 1/30 and then emulsion polymerizing an unsaturated monomer using the cleavage as a protective colloid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053676A JPS52123478A (en) | 1976-04-09 | 1976-04-09 | Production of emulsion composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053676A JPS52123478A (en) | 1976-04-09 | 1976-04-09 | Production of emulsion composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52123478A JPS52123478A (en) | 1977-10-17 |
| JPS6119643B2 true JPS6119643B2 (en) | 1986-05-19 |
Family
ID=12583167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4053676A Granted JPS52123478A (en) | 1976-04-09 | 1976-04-09 | Production of emulsion composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS52123478A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6054993B2 (en) * | 1980-06-23 | 1985-12-03 | アイカ工業株式会社 | adhesive composition |
| JPS62273274A (en) * | 1986-05-21 | 1987-11-27 | Dainichi Color & Chem Mfg Co Ltd | Aqueous pigment ink composition |
| CA2127919A1 (en) | 1993-09-03 | 1995-03-04 | Jessie Alvin Binkley | Process for producing ultrafine sized latexes |
| US5484840A (en) * | 1993-12-21 | 1996-01-16 | Binkley; Jesse A. | Textile sizes containing ultrafine-sized aqueous polymeric dispersions |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5928201B2 (en) * | 1976-02-25 | 1984-07-11 | 株式会社クラレ | Method of manufacturing emulsion composition |
-
1976
- 1976-04-09 JP JP4053676A patent/JPS52123478A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52123478A (en) | 1977-10-17 |
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