JP2000256409A - 乳化重合用界面活性剤組成物 - Google Patents
乳化重合用界面活性剤組成物Info
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Abstract
性が良好で、粒径が小さく、粘度が低い乳化重合用界面
活性剤組成物の提供。 【解決手段】 (a)一般式(I)で表され、臨界ミセル濃
度(CMC)が0.005〜0.1molL-1の範囲にある化合
物、及び(b) 一般式 (II) で表され、CMCが0.0003〜
0.02 molL-1の範囲にある化合物を必須成分とし、(a)
成分と(b) 成分のモル比が、 (a)/(b) =5/95〜75/
25である乳化重合用界面活性剤組成物。 【化1】 R2O-(A2O)n-SO3M3 (II) (式中、R1は2価の脂肪族炭化水素基等、R2は1価の脂
肪族炭化水素基、A1及びA2は炭素数2〜4のアルキレン
基、m 及びn は1〜50の数、M1, M2及びM3はそれぞれ1
価のカチオンを示す。)
Description
剤組成物に関する。
ビニル単量体等の乳化重合の際に、ポリオキシエチレン
アルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニ
ルエーテル等の非イオン界面活性剤や、アルキルベンゼ
ンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシ
エチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、高
級脂肪酸塩等の陰イオン界面活性剤が用いられている。
(以下CMCという)の低い界面活性剤が用いられてき
た。一方、CMCの高い界面活性剤は乳化重合用界面活
性剤としては適していなかった。
性能は、重合時の安定性やエマルジョンの機械的安定性
が良好であること、エマルジョンの粒径が小さく、粘度
が低いこと、更には環境問題が発生しないこと等であ
り、これらの性能を全て満足する界面活性剤は得られて
いない。
いて乳化重合を行うと低粘度のエマルジョンは得られる
が、エマルジョンの粒径を小さくすることができないと
いう問題がある。
乳化重合用界面活性剤組成物を提供することにある。
(I)で表され、CMCが 0.005〜0.1molL-1の範囲に
ある化合物、及び(b) 一般式 (II) で表され、CMCが
0.0003〜0.02 molL-1の範囲にある化合物を必須成分と
し、(a) 成分と(b) 成分のモル比が、 (a)/(b)=5/9
5〜75/25である乳化重合用界面活性剤組成物を提供す
る。
(II) (式中、R1はヒドロキシル基が置換していても良い2
価の飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素基、R2は1価の脂
肪族炭化水素基、A1及びA2はそれぞれ炭素数2〜4のア
ルキレン基、m 及びn はそれぞれアルキレンオキサイド
の平均付加モル数を示す1〜50の数、M1, M2及びM3はそ
れぞれ1価のカチオンを示し、m 個のA1、n個のA2は同
一でも異なっていてもよい。)
(I)で表され、CMCが 0.005〜0.1molL-1、好まし
くは 0.008〜0.06 molL-1の範囲にある化合物であり、
単独でも2種以上を併用してもよい。また(b) 成分は、
一般式(II)で表され、CMCが0.0003〜0.02 molL-1、
好ましくは 0.001〜0.01 molL-1の範囲にある化合物で
あり、単独でも2種以上を併用してもよい。なお本発明
において、CMCは電気伝導度滴定法によって測定され
る値である。
数16〜22、特に18のアルケニレン基、炭素数16〜22、特
に18のヒドロキシアルキレン基が好ましい。R2は炭素数
10〜16の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が好ましい。A1及
びA2はエチレン基又はプロピレン基が好ましい。また2
種以上のアルキレンオキサイドが付加する場合は、ラン
ダム付加、ブロック付加のいずれでも良い。また両者の
付加方法を組み合わせても良い。それぞれ m/2, n/2 以
上のA1,A2がエチレン基であることが好ましく、特に好
ましくはA1及びA2はエチレン基である。m 及びn は3〜
30の数が好ましい。M1, M2及びM3はナトリウム、カリウ
ム等のアルカリ金属;アンモニウム;アルカノールアミ
ン等のアミンが好ましい。
ば、オレイルアルコール等の1価の脂肪族不飽和アルコ
ールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等の
アルキレンオキサイドを付加した後、SO3 ガス等のスル
ホン化剤を、アルキレンオキサイド付加物1モルに対
し、2モル以上添加して硫酸化し、NaOH等で中和するこ
とにより製造することができる。
脂肪族1価アルコールにエチレンオキサイド、プロピレ
ンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加した後、
SO3ガス等のスルホン化剤で硫酸化し、NaOH等で中和す
ることにより製造することができる。
配合割合は、モル比で (a)/(b) =5/95〜75/25、好
ましくは10/90〜50/50である。 (a)/(b) が5/95未
満であるとエマルジョンの粘度が高くなり、また機械的
安定性も十分ではない。75/25を超えると粒径が大きく
なりすぎ、また重合安定性、機械的安定性も十分ではな
い。
合を行い得る単量体の具体例を挙げれば、スチレン、α
ーメチルスチレン、クロロスチレン等の芳香族ビニル単
量体:アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル
酸ブチル等のアクリル酸エステル類:メタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル類:
塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン
化ビニル及びハロゲン化ビニリデン類:酢酸ビニル、プ
ロピオン酸ビニル等のビニルエステル類:アクリロニト
リル、メタクリロニトリル等のニトリル類:ブタジエ
ン、イソプレン等の共役ジエン類等である。これらの単
量体は単独でも、2種以上を併用してもよい。本発明の
界面活性剤組成物は単量体100 重量部に対して 0.1〜20
重量部、特に0.5〜5重量部の範囲で用いるのが好まし
い。
エチレン(エチレンオキサイド付加モル数0〜100)アル
キル又はアルケニル(アルキル又はアルケニル基の炭素
数12〜24)エーテル等の非イオン界面活性剤と併用する
こともできる。更に水溶性保護コロイド等を併用するこ
ともできる。
合条件には特に制限がなく、モノマーの量は全系に対し
て20〜70重量%、特に40〜50重量%が好ましい。またモ
ノマー滴下法、モノマー一括仕込み法、プレエマルジョ
ン法等のいずれの乳化重合法にも用いることができる。
記(b-1) 〜(b-4) 、その他の成分(以下(c) 成分とい
う)として下記(c-1) 及び(c-2) を用い、表1に示す配
合割合で本発明の界面活性剤組成物、及び比較の界面活
性剤組成物を製造した。
キサイド23モル付加物と SO3ガスとの1/2(モル比)
反応物のナトリウム塩 CMC 0.012 molL-1 (a-2) :オレイルアルコールのエチレンオキサイド18モ
ル付加物と SO3ガスとの1/2 (モル比)反応物のナト
リウム塩 CMC 0.011 molL-1 (a-3) :オレイルアルコールのエチレンオキサイド12モ
ル付加物と SO3ガスとの1/2 (モル比)反応物のナト
リウム塩 CMC 0.01 molL-1 (b-1) : C12H25O(CH2CH2O)18SO3Na CMC 0.0046m
olL-1 (b-2) : C14H29O(CH2CH2O)18SO3Na CMC 0.0012m
olL-1 (b-3) : C12H25O(CH2CH2O)12SO3Na CMC 0.004 m
olL-1
MC 0.0002molL-1 (c-2) : C18H35O(CH2CH2O)18SO3Na CMC 0.0002m
olL-1 ここでCMCは下記方法により測定した。
カーにとり、攪拌しながら電気伝導度を測定した(電気
伝導度計は東亜電波工業(株)CM-20S型、セルCG-511
B)。あらかじめ所定濃度に調整した界面活性剤溶液を0.
2mL ずつビーカー内に滴下し、滴下するごとに電気伝導
度を読みとった。滴定液の界面活性剤濃度をx mol
L-1、滴下した滴定液の量をy mL とすると、ビーカー
内の溶液中の界面活性剤濃度Cは、C=x・y/(100+
y)となる。電気伝導度をCに対してプロットしたとき
の屈曲点がCMCである(温度25℃)。
示すモノマー滴下法により乳化重合を行い、得られたポ
リマーエマルジョンを下記方法で評価した。結果を表1
に示す。
網でろ過し、重合後の反応器壁や攪拌羽根等に付着した
凝集物も集めて同様にろ過し、水洗後26.6kPa、105 ℃
で2時間乾燥・秤量して、凝集物量を求めた。使用した
モノマーの総量に対する凝集物の重量%で、重合安定性
を表した。
g、1000r/min の条件で5分間回転させ、生成した凝集
物を 200メッシュのステンレス製金網でろ過し、ろ過残
渣を水洗後に26.6kPa 、105 ℃で乾燥・秤量して、ポリ
マーに対する重量%で表示した。
温度25℃、回転数12r/min で測定した。
用して、ポリマーエマルジョン粒子の平均粒径を測定し
た。
イオン交換水316.25g、界面活性剤組成物8.75g、過硫
酸カリウム0.35gを仕込み、窒素気流中で30分間攪拌し
た。アクリル酸0.9 gとアクリル酸ブチル 174.1gを混
合し、この混合モノマーの8.75gを上記フラスコに仕込
んだ後、60℃の水浴に入れ昇温した。58℃に達したとこ
ろで、残りの混合モノマーを2時間かけて滴下した。こ
の間フラスコ内の温度を60±2℃に保った。滴下終了後
3時間60℃に保ち熟成した後、室温まで冷却し、ポリマ
ーエマルジョンを得た。
上記(b-1) 及び(b-2)、(c) 成分として上記(c-1) 及び
(c-2) を用い、表2に示す配合割合で本発明及び比較の
界面活性剤組成物を製造した。得られた界面活性剤組成
物を用い、下記に示す一括仕込み法により乳化重合を行
い、得られたポリマーエマルジョンを上記方法で評価し
た。結果を表2に示す。
オン交換水316.25g、界面活性剤組成物8.75g、過硫酸
カリウム0.35gを仕込み、窒素気流中で30分間攪拌し
た。スチレンモノマー175 gを上記フラスコに仕込んだ
後、65℃の水浴に入れ昇温した。フラスコ内の温度が約
62℃に達したところで、重合反応が開始した。フラスコ
内の温度を65±2℃に5時間保ち、重合反応を完結さ
せ、ポリマーエマルジョンを得た。
記(b-1)〜(b-4) 、(c)成分として上記(c-1) 及び(c-2)
を用い、表3に示す配合割合で本発明及び比較の界面活
性剤組成物を製造した。得られた界面活性剤組成物を用
い、下記に示すプレエマルジョン法により乳化重合を行
い、得られたポリマーエマルジョンを上記方法で評価し
た。結果を表3に示す。
g、アクリル酸ブチル123.75g、メタクリル酸メチル12
3.75gを混合し、モノマー混合物を調製した。イオン交
換水 107.1gに界面活性剤組成物 5.0g、過硫酸カリウ
ム0.50gを溶解し、これに上記モノマー混合物を混合
し、ホモミキサーにて 5000r/min×10分間乳化し、均一
なモノマー乳化物を得た。セパラブルフラスコにイオン
交換水 137.9g及び上記モノマー乳化物36.2gを仕込
み、窒素気流中で30分間攪拌した。次にフラスコを80℃
の水浴に入れ昇温した。30分間初期重合させ、残りのモ
ノマー乳化物を2時間かけて滴下した。この間フラスコ
内の温度を80±2℃に保った。滴下終了後3時間80℃に
保ち熟成した後、室温まで冷却し、ポリマーエマルジョ
ンを得た。
乳化剤として用いると、重合反応中に発生する凝集物の
量が少なく(即ち重合安定性が良く)、得られるエマル
ジョンの機械的安定性も良く、さらに粒径が小さく、粘
度の低いエマルジョンが得られる。
Claims (1)
- 【請求項1】 (a) 一般式(I)で表され、臨界ミセル
濃度(CMC)が0.005 〜0.1molL-1の範囲にある化合
物、及び(b) 一般式 (II) で表され、CMCが0.0003〜
0.02 molL-1の範囲にある化合物を必須成分とし、(a)
成分と(b) 成分のモル比が、 (a)/(b) =5/95〜75/
25である乳化重合用界面活性剤組成物。 【化1】 R2O-(A2O)n-SO3M3 (II) (式中、R1はヒドロキシル基が置換していても良い2価
の飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素基、R2は1価の脂肪
族炭化水素基、A1及びA2はそれぞれ炭素数2〜4のアル
キレン基、m 及びn はそれぞれアルキレンオキサイドの
平均付加モル数を示す1〜50の数、M1, M2及びM3はそれ
ぞれ1価のカチオンを示し、m 個のA1、n個のA2は同一
でも異なっていてもよい。)
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JP05713099A JP4080094B2 (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 乳化重合用界面活性剤組成物 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001226412A (ja) * | 2000-02-10 | 2001-08-21 | Kao Corp | 乳化重合用界面活性剤組成物 |
JP2010509437A (ja) * | 2006-11-03 | 2010-03-25 | コグニス・アイピー・マネージメント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 非イオン性界面活性剤のアニオン性および他の誘導体、製造方法および乳化重合およびポリマー分散液における使用 |
-
1999
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JP2010509437A (ja) * | 2006-11-03 | 2010-03-25 | コグニス・アイピー・マネージメント・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 非イオン性界面活性剤のアニオン性および他の誘導体、製造方法および乳化重合およびポリマー分散液における使用 |
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