【発明の詳細な説明】
本発明は水酸化マグネシウム水分散液の製造方
法に関するものである。詳しくは、特定の不飽和
モノカルボン酸の単独重合体または共重合体のア
ルカリ中和物を用いる、高濃度で安定な水酸化マ
グネシウム微粉末水分散液の製造方法に関するも
のである。
水酸化マグネシウムはカセイソーダや石灰と並
ぶ安価な中和源としての用途が知られている。特
に近年、湿式排煙脱硫装置の吸収液としての需要
が増加している。この目的に使用される水酸化マ
グネシウムは、最終の使用形態が吸収液としての
水分散液であるために、脱硫反応速度からは可能
な限り微粒子であることが好ましい。また、水酸
化マグネシウムの輸送は一般に水分散液の状態で
行なわれるが、この水分散液の濃度は輸送・エネ
ルギーコストの観点からすれば可能な限り高濃度
であり、その粘度も700cp程度以下であることが
好ましい。しかし、粒子径の微細な水酸化マグネ
シウムを用いると水分散液の粘度が上昇するため
に、通常用いられる1μ以下の粒子径をもつ水酸
化マグネシウム微粉末では35％程度がスラリー輪
送可能な濃度の上限であり、従つて水酸化マグネ
シウム水分散液の高濃度化が業界の強い要望であ
つた。
本発明者らは、このような現状に鑑み鋭意研究
の結果、特定の不飽和モノカルボン酸の単独重合
体または共重合体のアルカリ中和物を用いること
により、高濃度の水酸化マグネシウム水分散液を
工業的に製造できることを見出して本発明を完成
させるに至つた。
従つて、本発明の目的は、高濃度且つ低粘度の
水酸化マグネシウム微粉末水分散液の製造方法を
提供する点にあるものである。
即ち、本発明の水酸化マグネシウム水分散液の
製造方法は、アクリル酸及びメタクリル酸からな
る群より選ばれた１種又は２種の不飽和モノカル
ボン酸から導かれる重合度30〜200の範囲の重合
体アルカリ中和物（以下、「重合体アルカリ中和
物」という。）の存在下に水酸化マグネシウム微
粉末を水に分散させることを特徴とするものであ
る。
本発明に用いられる「重合体アルカリ中和物」
の重合度に関しては30〜200の範囲のものが有効
であり、この範囲をはずれたものでは水酸化マグ
ネシウム分散能が低下する傾向にある。アルカリ
物質の使用量に関しては「重合体アルカリ中和
物」の水溶液が中性ないしアルカリ性域となるに
十分な量とすることができる。またアルカリ物質
としては例えば、リチウム、ナトリウムあるいは
カリウムの水酸化物や炭酸塩、またはアンモニア
を用いることができるが、なかでもナトリウムの
水酸化物が特に好ましい。
本発明で用いられる「重合体アルカリ中和物」
の製法に関しては特別な制限はなく、種々の方法
でつくることができる。例えば、50〜120℃に加
熱したイソプロピルアルコール等の有機溶媒中に
アクリル酸及びメタクリル酸からなる群より選ば
れた１種又は２種の不飽和モノカルボン酸を重合
触媒とともに滴下して重合させ、イソプロピルア
ルコール等の有機溶媒を除去したのち水媒体中で
アルカリ物質で中和する方法や、アクリル酸及び
メタクリル酸から成る群より選ばれた１種又は２
種の不飽和モノカルボン酸水溶液にアルカリ物質
を加えて該酸塩の水溶液をつくり、該水溶液を50
〜120℃の水媒体中に重合触媒とともに滴下して
重合させる方法等でつくることができる。更に、
必要ならばこれらの方法で得られた「重合体アル
カリ中和物」の水溶液から水分を除去して、固形
物として得ることも可能である。
本発明で使用される水酸化マグネシウム微粉末
としては、例えば脱硫などの分野で有効に使用さ
れている従来公知のものを使用することができ
る。
本発明に基づけば、水酸化マグネシウム微粉末
の水分散液は、「重合体アルカリ中和物」の存在
下に水酸化マグネシウム微粉末を水に分散させる
ことにより容易に得ることができる。分散手順に
関しては特別な制限はなく、例えば「重合体アル
カリ中和物」が水溶液の状態で得られた場合には
その水溶液を適当に稀釈もしくは濃縮し、必要な
らば更にアルカリ性物質を加えて水溶液PHを中性
ないしアルカリ性域とし、撹拌下に水酸化マグネ
シウム微粉末を加えて分散させることにより容易
につくることができる。又、水酸化マグネシウム
微粉末が、製造後フイルタープレスなどで別さ
れたケーキ状で得られる場合には、「重合体アル
カリ中和物」の固形物を該ケーキ状の水酸化マグ
ネシウムに添加し、必要に応じて水を加えてただ
ちに撹拌し、水分散液をつくることももちろん可
能である。この際「重合体アルカリ中和物」は、
水酸化マグネシウム微粉末に対して重量で0.05〜
５％、好ましくは0.1〜３％の範囲の量で使用で
きる。
本発明に従えば、特に60重量％以上という高濃
度で分散安定性に優れる水酸化マグネシウム水分
散液が得られ、そして得られた水分散液は、長期
間保存後も低粘度で流動性にすぐれているため輸
送や取り扱いが極めて容易なものである。
以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳
しく説明する。しかし、本発明はこれらの例だけ
で制限されるものではないことは云うまでもな
い。尚、例中の％は特にことわりのない限り重量
％を表わすものとする。
実施例 １
内容積１のステンレス鋼製ビーカーにポリア
クリル酸ナトリウム（重合度45、中和率100モル
％）40％水溶液を14.4ｇとり、水226ｇを加えて
均一に混合し、ラボデイスパー（特殊機化社製）
で撹拌しながら水酸化マグネシウム微粉末（一次
粒子径0.3μ）360ｇを約20分間で添加した。添加
終了後5000rpmで30分間撹拌し、水酸化マグネシ
ウム60％の水分散液を得た。
製造直後の水分散液粘度は78cps（25℃、Ｂ型粘
度計、以下、同様）であつた。また、この水分散
液を40℃、14日間静置した後の粘度は490cpsであ
つた。
実施例 ２
実施例１において、ポリアクリル酸ナトリウム
40％水溶液を19.5ｇとり、水を190.5ｇ、水酸化
マグネシウム微粉末を390ｇとした以外は実施例
１と同様にして水酸化マグネシウム65％水分散液
を得た。この水分散液について実施例１における
のと同様にして粘度を測定した。その結果は第１
表に示したとおりであつた。
実施例 ３
実施例１において、ポリアクリル酸ナトリウム
40％水溶液の代りにポリ（アクリル酸−メタクリ
ル酸）ナトリウム（モル比１：１、重合度90、中
和率100モル％）30％水溶液を20.4ｇ使用し、水
を219.6ｇとした以外は実施例１と同様にして水
酸化マグネシウム60％水分散液を得た。この水分
散液について実施例１におけるのと同様にして粘
度を測定した。その結果は第１表に示したとおり
であつた。
実施例 ４
実施例１において、ポリアクリル酸ナトリウム
40％水溶液の代りにポリメタクリル酸アンモニウ
ム（重合度36、中和率100モル％）40％水溶液を
16.2ｇ使用し、水を223.8ｇとした以外は実施例
１と同様にして水酸化マグネシウム60％水分散液
を得た。この水分散液について、実施例１におけ
るのと同様にして粘度を測定した。その結果は第
１表に示したとおりであつた。
比較例 １
水300ｇを実施例１で使用したのと同じラボデ
イスパーを用いて撹拌しながら、その中に水酸化
マグネシウム300ｇを添加して50％水酸化マグネ
シウム水分散液の製造を試みたところペースト状
になり、粘度は11350cpsであつた。
比較例 ２
実施例２におけるポリアクリル酸ナトリウム40
％水溶液の代わりにメチルアクリレート25重量部
およびアクリル酸75重量部から導かれた共重合体
（重合度45）のナトリウム塩（中和率100％）の40
％水溶液を同量用いる以外は、実施例２と同様に
して、水酸化マグネシウム65％水分散液を得た。
この水分散液について実施例１と同様にして粘度
を測定した。その結果は第１表に示したとおりで
あつた。
実施例 ５
実施例１で用いたポリアクリル酸ナトリウム40
％水溶液の代わりにポリアクリル酸ナトリウム
（重合度180、中和率100モル％）40％水溶液を用
いた以外は実施例１と同様にして、水酸化マグネ
シウム60％水分散液を得た。この水分散液につい
て実施例１におけるのと同様にして粘度を測定し
た結果、製造直後で110cps、40℃で14日間静置後
で620cpsであつた。
比較例 ３
実施例１で用いたポリアクリル酸ナトリウム40
％水溶液の代わりにポリアクリル酸ナトリウム
（重合度270、中和率100モル％）40％水溶液を用
いた以外は実施例１と同様にして、水酸化マグネ
シウム60％水分散液を得た。この水分散液につい
て実施例１におけるのと同様にして粘度を測定し
た結果、製造直後で220cps、40℃で14日間静置後
で1400cpsであつた。
【表】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing an aqueous magnesium hydroxide dispersion. Specifically, the present invention relates to a method for producing a highly concentrated and stable aqueous dispersion of fine magnesium hydroxide powder using an alkali-neutralized homopolymer or copolymer of a specific unsaturated monocarboxylic acid. Magnesium hydroxide is known to be used as an inexpensive source of neutralization along with caustic soda and lime. Particularly in recent years, demand has increased as an absorption liquid for wet flue gas desulfurization equipment. Since the magnesium hydroxide used for this purpose is ultimately used in the form of an aqueous dispersion as an absorption liquid, it is preferable that the magnesium hydroxide be as fine as possible from the viewpoint of the desulfurization reaction rate. Additionally, magnesium hydroxide is generally transported in the form of an aqueous dispersion, but the concentration of this aqueous dispersion is as high as possible from the viewpoint of transportation and energy costs, and its viscosity is approximately 700 cp or less. It is preferable that there be. However, when magnesium hydroxide with a fine particle size is used, the viscosity of the aqueous dispersion increases, so the normally used fine magnesium hydroxide powder with a particle size of 1μ or less has a concentration of about 35% at which slurry transport is possible. Therefore, there has been a strong desire in the industry to increase the concentration of the aqueous magnesium hydroxide dispersion. In view of the current situation, the present inventors have conducted intensive research and found that a highly concentrated aqueous dispersion of magnesium hydroxide can be achieved by using an alkali-neutralized product of a homopolymer or copolymer of a specific unsaturated monocarboxylic acid. The present invention was completed by discovering that the liquid can be produced industrially. Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a high concentration and low viscosity aqueous dispersion of fine magnesium hydroxide powder. That is, the method for producing an aqueous magnesium hydroxide dispersion of the present invention is a method for producing an aqueous dispersion of magnesium hydroxide with a degree of polymerization in the range of 30 to 200 derived from one or two unsaturated monocarboxylic acids selected from the group consisting of acrylic acid and methacrylic acid. This method is characterized by dispersing fine powder of magnesium hydroxide in water in the presence of a polymer alkali neutralized product (hereinafter referred to as "polymer alkali neutralized product"). "Polymer alkali neutralized product" used in the present invention
Regarding the degree of polymerization, a range of 30 to 200 is effective, and if it is outside this range, the dispersibility of magnesium hydroxide tends to decrease. The amount of the alkaline substance to be used can be set to a sufficient amount so that the aqueous solution of the "polymer alkali neutralized product" is in the neutral to alkaline range. Further, as the alkaline substance, for example, hydroxide or carbonate of lithium, sodium or potassium, or ammonia can be used, and among them, hydroxide of sodium is particularly preferred. "Polymer alkali neutralized product" used in the present invention
There are no particular restrictions on the manufacturing method, and it can be manufactured by various methods. For example, one or two unsaturated monocarboxylic acids selected from the group consisting of acrylic acid and methacrylic acid are dropped into an organic solvent such as isopropyl alcohol heated to 50 to 120°C together with a polymerization catalyst to polymerize. A method in which an organic solvent such as isopropyl alcohol is removed and then neutralized with an alkali substance in an aqueous medium, or one or two selected from the group consisting of acrylic acid and methacrylic acid.
An aqueous solution of the acid salt is prepared by adding an alkaline substance to an aqueous solution of the unsaturated monocarboxylic acid.
It can be produced by dropping it dropwise together with a polymerization catalyst into an aqueous medium at ~120°C and polymerizing it. Furthermore,
If necessary, it is also possible to remove water from the aqueous solution of the "polymer alkali neutralized product" obtained by these methods to obtain a solid product. As the magnesium hydroxide fine powder used in the present invention, conventionally known powders that are effectively used in the field of desulfurization and the like can be used. According to the present invention, an aqueous dispersion of fine magnesium hydroxide powder can be easily obtained by dispersing fine magnesium hydroxide powder in water in the presence of a "polymer alkali neutralized product." There are no special restrictions on the dispersion procedure; for example, if the "alkali neutralized polymer" is obtained in the form of an aqueous solution, the aqueous solution is appropriately diluted or concentrated, and if necessary, an alkaline substance is added to form an aqueous solution. It can be easily produced by adjusting the pH to a neutral or alkaline range and adding and dispersing fine magnesium hydroxide powder while stirring. In addition, when the magnesium hydroxide fine powder is obtained in the form of a cake that is separated using a filter press or the like after production, a solid substance of "polymer alkali neutralized product" is added to the cake-like magnesium hydroxide, Of course, it is also possible to create an aqueous dispersion by adding water and stirring immediately if necessary. At this time, the "polymer alkali neutralized product" is
0.05~ by weight for magnesium hydroxide fine powder
It can be used in amounts ranging from 5%, preferably from 0.1 to 3%. According to the present invention, a magnesium hydroxide aqueous dispersion having a particularly high concentration of 60% by weight or more and excellent dispersion stability can be obtained, and the obtained aqueous dispersion has low viscosity and fluidity even after long-term storage. Because of its excellent properties, it is extremely easy to transport and handle. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, it goes without saying that the present invention is not limited only to these examples. In addition, % in an example shall represent weight % unless otherwise specified. Example 1 Put 14.4 g of a 40% aqueous solution of sodium polyacrylate (polymerization degree 45, neutralization rate 100 mol%) into a stainless steel beaker with an internal volume of 1, add 226 g of water, mix uniformly, and use a LabDisper (special machine). (manufactured by Kasha)
While stirring, 360 g of fine magnesium hydroxide powder (primary particle size 0.3 μm) was added over about 20 minutes. After the addition was completed, the mixture was stirred at 5000 rpm for 30 minutes to obtain an aqueous dispersion of 60% magnesium hydroxide. The viscosity of the aqueous dispersion immediately after production was 78 cps (25°C, B-type viscometer, hereinafter the same). Further, the viscosity of this aqueous dispersion after being left at 40° C. for 14 days was 490 cps. Example 2 In Example 1, sodium polyacrylate
A 65% magnesium hydroxide aqueous dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that 19.5 g of the 40% aqueous solution, 190.5 g of water, and 390 g of fine magnesium hydroxide powder were used. The viscosity of this aqueous dispersion was measured in the same manner as in Example 1. The result is the first
It was as shown in the table. Example 3 In Example 1, sodium polyacrylate
Except that 20.4 g of 30% aqueous solution of sodium poly(acrylic acid-methacrylate) (molar ratio 1:1, degree of polymerization 90, neutralization rate 100 mol%) was used instead of the 40% aqueous solution, and water was changed to 219.6 g. A 60% aqueous dispersion of magnesium hydroxide was obtained in the same manner as in Example 1. The viscosity of this aqueous dispersion was measured in the same manner as in Example 1. The results were as shown in Table 1. Example 4 In Example 1, sodium polyacrylate
Instead of the 40% aqueous solution, use a 40% aqueous solution of polyammonium methacrylate (degree of polymerization 36, neutralization rate 100 mol%).
A 60% aqueous dispersion of magnesium hydroxide was obtained in the same manner as in Example 1, except that 16.2 g was used and the amount of water was changed to 223.8 g. The viscosity of this aqueous dispersion was measured in the same manner as in Example 1. The results were as shown in Table 1. Comparative Example 1 When an attempt was made to produce a 50% magnesium hydroxide aqueous dispersion by adding 300 g of magnesium hydroxide to 300 g of water while stirring it using the same laboratory dispenser used in Example 1, a paste-like result was obtained. The viscosity was 11,350 cps. Comparative Example 2 Sodium polyacrylate 40 in Example 2
40% of the sodium salt (neutralization rate 100%) of a copolymer (degree of polymerization 45) derived from 25 parts by weight of methyl acrylate and 75 parts by weight of acrylic acid instead of an aqueous solution.
A 65% aqueous dispersion of magnesium hydroxide was obtained in the same manner as in Example 2, except that the same amount of the % aqueous solution was used.
The viscosity of this aqueous dispersion was measured in the same manner as in Example 1. The results were as shown in Table 1. Example 5 Sodium polyacrylate 40 used in Example 1
A 60% aqueous dispersion of magnesium hydroxide was obtained in the same manner as in Example 1, except that a 40% aqueous solution of sodium polyacrylate (degree of polymerization 180, neutralization rate 100 mol%) was used instead of the % aqueous solution. The viscosity of this aqueous dispersion was measured in the same manner as in Example 1, and the viscosity was 110 cps immediately after production, and 620 cps after standing at 40° C. for 14 days. Comparative Example 3 Sodium polyacrylate 40 used in Example 1
A 60% aqueous dispersion of magnesium hydroxide was obtained in the same manner as in Example 1, except that a 40% aqueous solution of sodium polyacrylate (degree of polymerization 270, neutralization rate 100 mol%) was used instead of the % aqueous solution. The viscosity of this aqueous dispersion was measured in the same manner as in Example 1, and the viscosity was 220 cps immediately after production, and 1400 cps after standing at 40° C. for 14 days. 【table】