JP2003268006A - Method for aggregation expanding rubber latex particle - Google Patents

Method for aggregation expanding rubber latex particle

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JP2003268006A
JP2003268006A JP2002072857A JP2002072857A JP2003268006A JP 2003268006 A JP2003268006 A JP 2003268006A JP 2002072857 A JP2002072857 A JP 2002072857A JP 2002072857 A JP2002072857 A JP 2002072857A JP 2003268006 A JP2003268006 A JP 2003268006A
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JP
Japan
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latex
rubber
rubber latex
particle diameter
alkali metal
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JP2002072857A
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Japanese (ja)
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Keisuke Nishii
圭介 西井
Hiroshi Kojima
洋 小島
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Nippon A&L Inc
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Nippon A&L Inc
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new method for expanding rubber latex, keeping a solid content concentration in a practical range without causing occurrence of a solidified material and adhesion to an apparatus and enabling industrial production in large-sized apparatus. <P>SOLUTION: An acidic substance is added to a small particle-diameter rubber latex emulsified by a surfactant having an alkali metal salt of a carboxylic acid as a hydrophilic group and having <0.2 μ number-average particle diameter of rubber particles in the latex. Thereby, liquid property of the latex is acidified and rubber particles in the latex are aggregation expanded to stably provide the rubber particles-containing latex having 0.2-0.6 μ number-average particle diameter. When obtaining the rubber particles-containing latex, an alkali metal salt of an inorganic acid and/or an alkali metal salt of a ≤4C saturated aliphatic carboxylic acid is previously added to the rubber latex having the small particle diameter. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、ゴムラテックスの
粒子を酸性物質の添加により凝集肥大化させる方法に関
するものであり、さらに詳しくは、肥大化工程以前にラ
テックスへ特定物質を添加しておくことにより、凝集物
の発生や装置への付着を防止しうる安定なゴムラテック
ス粒子の凝集肥大化方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来より、ポリブタジエンやスチレン−
ブタジエン共重合体等のジエン系重合体の大粒子径ゴム
ラテックスを製造する方法として、乳化重合にて小粒子
径ゴムラテックスを製造した後、1%硫酸などの酸性物
質を添加しラテックス粒子を肥大化させる方法が提案さ
れている(特公昭42−3112号公報、特公昭55−
19246号公報等)。 【0003】このような粒子肥大化に際し、凝固物の生
成及びそれに伴う装置への付着は製造上及びまたは品質
上好ましくなく、これらを抑制するための技術は非常に
有用である。凝固物の生成及びそれに伴う装置への付着
を抑制するためには、ひとつは酸性物質の濃度を低くす
ることが望ましいが、その結果ゴムラテックスの固形分
を低下させるため生産性が著しく阻害される。一方、生
産性を重視して酸性物質濃度を高くすれば凝固物が多量
発生し、工業生産には適さない。このため、凝固物の発
生を抑制しつつ粒子を肥大化する方法が種々考案され、
例えば酸性物質として乳酸を用いる方法〔特開昭56−
167704号公報(特公昭62−61044号公報)
や、リン酸をシャワー状又は霧状にしてラテックス液面
上へ添加する方法〔特開昭57−212201号公報
(特公平2−9601号公報)〕が提案されているが、
比較的高い固形分濃度を保ちつつ凝固物の発生や装置へ
の付着といった問題を解決するにはまだ不十分であっ
た。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
の問題(凝固物の発生、装置への付着)を生じることが
なく、また実用的な範囲の固形分濃度を保ち、大型装置
での工業的生産を可能とする新たなゴムラテックスの肥
大化方法を提供するものである。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の問
題点に鑑み鋭意研究した結果、肥大化工程以前にラテッ
クスへ特定物質を添加しておくことにより酸性物質を添
加して肥大化する際の効率が改善され、これらの問題が
解決されることを見出し、本発明に到達したものであ
る。 【0006】すなわち、本発明は、親水基としてカルボ
ン酸のアルカリ金属塩を有する界面活性剤で乳化され、
かつラテックス中のゴム粒子の数平均粒子径が0.2μ
未満である小粒子径ゴムラテックスに酸性物質を添加
し、該ラテックスの液性を酸性としてラテックス中のゴ
ム粒子を凝集肥大化させて数平均粒子径0.2〜0.6
μのゴム粒子含有ラテックスを安定下に得るに際し、該
小粒子径ゴムラテックスに予め無機酸のアルカリ金属塩
及び/又は炭素数4以下の飽和脂肪族カルボン酸のアル
カリ金属塩を添加しておくことを特徴とするゴムラテッ
クス粒子の凝集肥大化方法を提供するものである。 【0007】以下、本発明の方法につき詳細に説明す
る。本発明で用いられる数平均粒子径が0.2μ未満の
小粒子径ゴムラテックスとは、ゴム弾性を有する重合体
の水分散体であり、ポリブタジエン、アクリロニトリル
−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムなどのジ
エン系ゴム、ポリブチルアクリレ−トなどのアクリルゴ
ム、エチレン−プロピレンゴム、エチリデンノルボルネ
ンやジシクロペンタジエン等の非共役ジエン成分を導入
してなるエチレン−プロピレン−非共役ジエンゴムなど
のエチレン−プロピレン系ゴム等が挙げられるが、これ
らのうち特にジエン系ゴムが好ましい。ゴムラテックス
の数平均粒子径が0.2μ以上では本発明を適用しても
安定下に小粒子径ラテックスを肥大化させることは困難
である。また、工業生産上、その下限値は0.05μで
あることが好ましい。なお、数平均粒子径の範囲は0.
05〜0.15μであることが特に好ましい。 【0008】肥大化の対象である数平均粒子径0.2μ
未満の小粒子径ゴムラテックスとしては、親水基として
カルボン酸のアルカリ金属塩を有する界面活性剤で乳化
されているものを用いることが必須である。かかる界面
活性剤以外の界面活性剤を用いたラテックスでは、ゴム
ラテックスの凝集肥大化が困難である。親水基としてカ
ルボン酸のアルカリ金属塩を有する界面活性剤として
は、ラウリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、ステ
アリン酸カリウム、混合脂肪酸カリウム、ロジン酸ナト
リウム、不均化ロジン酸カリウムなどが挙げられ、それ
ぞれ単独もしくは2種以上の混合使用が可能である。該
界面活性剤の使用量には何ら制限はないが、ゴムラテッ
クスの重合安定性、その後の凝集肥大化処理効率の面よ
りモノマー100重量部当たり1.0〜5.0重量部で
あることが好ましい。 【0009】凝集肥大化に供する小粒子径ゴムラテック
スは、上述の界面活性剤を乳化剤として使用してなる公
知の乳化重合法により得ることができる。その際、通常
の重合開始剤、分子量調整剤、塩基性物質などを用いる
ことができる。例えば、重合開始剤としては、過硫酸カ
リウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの
過硫酸塩や、t−ブチルヒドロキシペルオキシド、クメ
ンヒドロキシペルオキシドなどの有機過酸化物と還元剤
成分とを組み合わせたレドックス系などが挙げられ、分
子量調整剤としては、メルカプタン類(t−ドデシルメ
ルカプタン、n−ドデシルメルカプタンなど)やターピ
ノレン、α−メチルスチレンダイマーなどが挙げられ、
さらに塩基性物質としては、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化アンモニウムなどが挙げられ、それぞ
れ単独もしくは2種以上の混合使用が可能である。これ
ら重合助剤の使用量にも制限はないが、一般的には、モ
ノマー100重量部当たり、重合開始剤0.1〜1.0
重量部、分子量調整剤0〜1.0重量部、塩基性物質
0.02〜1.0重量部用いられる。また、モノマー、
界面活性剤及び重合助剤の添加方法についても特に制限
はなく、初期一括添加やモノマー及び/又は界面活性剤
の連続もしくは逐次添加等いずれの方法も適用できる。
さらに、重合温度についても特に制限はないが、50〜
80℃の範囲が好ましい。また、凝集肥大化に供する小
粒子径ゴムラテックスは上記の乳化重合にて得ることが
できるが、他の方法として、別途重合された固体のゴム
状重合体を、例えばホモジナイザー等を用い、その際に
上記の界面活性剤を用いて乳化することにより得ること
も可能である。 【0010】上述の小粒子径ゴムラテックスは、酸性物
質と接触することにより凝集肥大化されるが、このよう
な酸性物質としては、硫酸、塩酸、リン酸等の鉱酸や、
硫酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム等の酸性
塩類、及び蓚酸、クエン酸、酢酸、蟻酸などの有機酸や
無水酢酸等の酸無水物の何れでも使用することができ、
これらの2種以上の混合使用も可能であるが、リン酸も
しくは無水酢酸が好ましい。酸性物質の使用量は、小粒
子径ゴムラテックスを酸性(pH7以下)にするに必要
な量であるが、肥大化対象ゴムラテックスの粒子径、乳
化剤の種類や量ならびに目的とする肥大化ゴムラテック
スの粒子径などによって適宜調整される。また、酸性物
質は基本的に脱イオン水で希釈され水溶液として添加さ
れる。またその濃度には何ら制限はないが、凝集肥大化
後のゴムラテックスの固形分濃度の極端な低下防止及び
凝集物の発生や装置への付着防止のため、0.5〜10
重量%であることが好ましく、1.0〜7.0重量%の
範囲が特に好ましい。 【0011】本発明の重要なポイントは、酸性物質によ
る肥大化実施以前に該小粒子径ゴムラテックスに予め無
機酸のアルカリ金属塩及び/又は炭素数4以下の飽和脂
肪族カルボン酸のアルカリ金属塩を添加しておくことで
ある。事前にこの処理を施しておくことにより、凝固物
の発生や装置への付着を抑制・防止することが可能とな
る。 【0012】この事前処理に使用される無機酸のアルカ
リ金属塩としては、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、塩
化ナトリウム、塩化カリウム、リン酸ナトリウム、リン
酸カリウム等が例示される。また、炭素数4以下の飽和
脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩としては、シュウ酸
ナトリウム、シュウ酸カリウム、クエン酸ナトリウム、
クエン酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等が
挙げられ、これらの2種以上の混合使用も可能である
が、硫酸ナトリウムや硫酸カリウム、または酢酸ナトリ
ウムや酢酸カリウムが好ましい。 【0013】無機酸のアルカリ金属塩及び/又は炭素数
4以下の飽和脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩の量に
は特に制限はないが、肥大化対象となる小粒子径ゴムラ
テックス(固形分)100重量部当り、0.01〜1.
0重量部添加が好ましい。添加量が0.01重量部未満
では改良効果を発揮せず、1.0重量部以上では効果は
あるが品質面が悪化するため好ましくない。該物質の小
粒子径ゴムラテックスへの添加時の形態は水溶液が好ま
しいが、その濃度も特に制限はなく、1.0〜7.0重
量%の範囲が好適である。また、肥大化対象となる小粒
子径ゴムラテックスへの該物質の添加は、肥大化実施以
前であることが必須であり、肥大化実施直前に添加され
るのが好ましいが、該ゴムラテックスを重合で得るので
あれば重合完了後、また後乳化で得るのであればその作
成後での添加や、それらをタンクに貯槽するような場合
は移送時や移送後での添加等も可能である。なお、該物
質は重合助剤として重合開始前や途中で添加し使用され
ることもあるが、この時期での添加では酸性物質による
肥大化時の凝集物の発生や装置への付着を防止する効果
を発揮せず、実質的にゴム粒子形成が完了したラテック
スへの添加において始めて効果を発揮するものである。 【0014】本発明においては、酸性物質を添加する前
に、必要に応じゴムラテックスへ予め酸性で良好な界面
活性能を有する界面活性剤を添加しておいてもよい。予
め酸性で良好な界面活性能を有する界面活性剤を添加す
ることにより、凝集肥大化時のラテックスの粒子径制御
が容易となる。酸性で良好な界面活性能を有する界面活
性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アルキ
ルジフェニルエーテルスルホン酸カリウム、ラウリル硫
酸ナトリウムなどが挙げられる。またその添加量は、凝
集肥大化に用いられる酸性物質濃度およびゴムラテック
スの種類、固形分濃度などによって適宜調整できる。好
ましい添加量はゴムラテックス(固形分)100重量部
当り0.2重量部以下である。多過ぎるとその後の凝集
肥大化工程での効果が低下し、目的とする粒子径を有す
る肥大化粒子が得られなくなる傾向がある。 【0015】また、凝集肥大化の後、ゴムラテックスに
塩基性物質を添加し、ゴムラテックスのpHを8以上、
好ましくは8〜11としておくことが、凝集肥大化ラテ
ックスの機械的安定性保持、ならびにかかるゴムラテッ
クスを用いたグラフト重合時の安定性の面より好まし
い。塩基性物質としては、水酸化ナトリウムや水酸化カ
リウムなどが挙げられ、それらは一種または二種以上用
いることができる。塩基性物質の添加方法には何ら制限
はなく、凝集肥大化した後に酸性物質供給に用いられた
インサート管などを利用してゴムラテックス液中へ注入
する方法、攪拌槽の装置外(タンク等)にてゴムラテッ
クス液面にシャワー状、液滴状として添加する方法、静
止型エレメントを有する流通式管型装置内で添加する方
法などが挙げられる。なお、塩基性物質の添加時の攪拌
条件に関しては特に制限はない。 【0016】本発明の方法によって得られた凝集肥大化
ゴムラテックスは、従来より使用されている大粒子径ゴ
ムラテックスと同様に、ABS樹脂等のゴム強化樹脂製
造の際のゴム成分として、スチレンやアクリロニトリル
等を用いるグラフト重合に供することが可能である。 【0017】次に、本発明を実施例をもってより詳細に
説明するが、本発明はかかる実施例によって何ら制限さ
れるものでない。なお、部および%は重量に基づくもの
である。 【0018】〔参考例1〕(小粒子径ゴムラテックスの
製造)100リットルの耐圧容器に、1,3−ブタジエ
ン95部、スチレン5部、n−ドデシルメルカプタン
0.5部、過硫酸カリウム0.3部、ロジン酸ナトリウ
ム2.5部、水酸化ナトリウム0.1部および脱イオン
水170部を仕込み、70℃で15時間反応させた後、
冷却して反応を終了させた。得られたラテックスは、固
形分37%、pH11、数平均粒子径0.1μ、ゲル含
量(溶媒としてトルエンを用い、30℃で48時間浸漬
した後、100メッシュ金網でろ過した際のトルエン不
溶部量)85%であった。 【0019】〔参考例2〕(小粒子径ゴムラテックスの
製造/重合後硫酸ナトリウム添加) 100リットルの耐圧容器に、1,3−ブタジエン95
部、スチレン5部、n−ドデシルメルカプタン0.5
部、過硫酸カリウム0.3部、ロジン酸ナトリウム2.
5部、水酸化ナトリウム0.1部および脱イオン水17
0部を仕込み、70℃で15時間反応させた後冷却し、
4%に濃度調整した硫酸ナトリウム水溶液5部を添加し
て30分混合した。得られたラテックスは、固形分36
%、pH11、数平均粒子径0.1μ、ゲル含量(溶媒
としてトルエンを用い、30℃で48時間浸漬した後、
100メッシュ金網でろ過した際のトルエン不溶部量)
85%であった。 【0020】〔実施例1〕参考例1で得られた小粒子径
ゴムラテックス(固形分)100部を、100リットル
攪拌槽に仕込み、4%に濃度調整した硫酸ナトリウム水
溶液5部を添加して30分混合した。攪拌翼の回転数を
50rpm(周速度0.3m/秒)として攪拌しつつ、
3%リン酸水溶液30部をインサート管を通して攪拌翼
近傍のゴムラテックス液中1箇所に30分に亘り連続的
に供給した。リン酸の供給が終了して10分後に10%
水酸化カリウム水溶液7部を攪拌槽上部より5分間に亘
り液下した。この結果、得られたゴムラテックスは固形
分33%、数平均粒子径0.45μであり、その際生成
した凝固物は0.05%(100メッシュ金網でろ過し
た際のメッシュ上残存物量)であった。肥大化処理後、
攪拌槽の内部を観察したところ、槽壁及び攪拌翼への付
着は認められず、内部を洗浄することなく次の肥大化処
理が行える状態であった。なお、実施例及び比較例にお
ける結果はまとめて表1に示した。 【0021】〔実施例2〕参考例2で得られた硫酸ナト
リウム添加済みの小粒子径ゴムラテックスを用い、4%
に濃度調整した硫酸ナトリウム水溶液の添加操作をしな
かった以外は実施例1と同様の操作で肥大化処理を実施
した。この結果、得られたゴムラテックスは固形分33
%、数平均粒子径0.44μであり、その際生成した凝
固物は0.03%であった。肥大化処理後、攪拌槽の内
部を観察したところ、実施例1と同様に付着は認められ
ず、内部を洗浄することなく次の肥大化処理が行える状
態であった。 【0022】〔実施例3〕参考例1で得られた小粒子径
ゴムラテックスに、4%に濃度調整した硫酸ナトリウム
水溶液5部と共に10%濃度のドデシルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウムの水溶液を0.3部添加して30分混合
した。攪拌翼の回転数を50rpm(周速度0.3m/
秒)として攪拌しつつ、3%リン酸水溶液30部をイン
サート管を通して攪拌翼近傍のゴムラテックス液中1箇
所に30分に亘り連続的に供給した。リン酸の供給が終
了して10分後に10%水酸化カリウム水溶液7部を攪
拌槽上部より5分間に亘り液下した。この結果、得られ
たゴムラテックスは固形分33%、数平均粒子径0.3
7μ、凝固物0.02%であった。肥大化処理後、攪拌
槽の内部を観察したところ、実施例1と同様に付着は認
められず、内部を洗浄することなく次の肥大化処理が行
える状態であった。 【0023】〔実施例4〕小粒子径ゴムラテックスに添
加する塩として硫酸ナトリウムの代わりに酢酸ナトリウ
ムを用いた以外は実施例1と同様の操作で肥大化処理を
実施した。この結果、得られたゴムラテックスは固形分
33%、数平均粒子径0.45μであり、その際生成し
た凝固物は0.03%であった。肥大化処理後、攪拌槽
の内部を観察したところ、実施例1と同様に付着は認め
られず、内部を洗浄することなく次の肥大化処理が行え
る状態であった。 【0024】〔比較例1〕参考例1の小粒子径ゴムラテ
ックスを用い、無機または有機のアルカリ金属塩の添加
操作をしなかった以外は実施例1と同様にして肥大化処
理を行った。この結果、得られたゴムラテックスは固形
分33%、数平均粒子径0.42μであったが、凝固物
は0.7%と多量であった。肥大化処理後、攪拌槽の内
部を観察したところ、槽壁及び攪拌翼への付着が多く認
められ、次の肥大化処理を行うには内部を洗浄する必要
があった。 【0025】〔比較例2〕肥大化時に添加するリン酸水
溶液の濃度を1%、添加量を90部とし、かつ添加時間
を90分とした以外は比較例1と同様にして肥大化処理
を行った。この結果、生成した凝固物は0.1%と比較
的少なく、得られたゴムラテックスの数平均粒子径も
0.44μであったが、固形分は27%と低く、工業的
には生産性の面で支障となるラテックスであった。 【0026】〔参考例3〕参考例1に記載した小粒子径
ゴムラテックスの製造において、用いる乳化剤をドデシ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウムに変更した以外は同一
の操作を実施し、固形分37%、pH11、数平均粒子
径0.1μ、ゲル含量86%の小粒子径ゴムラテックス
を得た。 【0027】〔比較例3〕参考例3で得られた小粒子径
ゴムラテックスを用いた以外は実施例1と同様にして肥
大化処理を行った。この結果、得られたゴムラテックス
の数平均粒子径は0.11μであり、ほとんど肥大化さ
れていなかった。 【0028】〔参考例4〕(小粒子径ゴムラテックスの
製造/重合開始時硫酸ナトリウム添加) 100リットルの耐圧容器に、1,3−ブタジエン95
部、スチレン5部、n−ドデシルメルカプタン0.5
部、過硫酸カリウム0.3部、ロジン酸ナトリウム2.
5部、水酸化ナトリウム0.1部、硫酸ナトリウム0.
2部および脱イオン水170部を仕込み、70℃で15
時間反応させた後、冷却して反応を終了させた。得られ
たラテックスは、固形分37%、pH11、数平均粒子
径0.1μ、ゲル含量(溶媒としてトルエンを用い、3
0℃で48時間浸漬した後、100メッシュ金網でろ過
した際のトルエン不溶部量)84%であった。 【0029】〔比較例4〕参考例4で得られた硫酸ナト
リウムを重合開始前に添加した小粒子径ゴムラテックス
を用いた以外は比較例1と同様の操作で肥大化処理を実
施した。この結果、得られたゴムラテックスは固形分3
3%、数平均粒子径0.45μであったが、凝固物は
0.35%と多量であった。肥大化処理後、攪拌槽の内
部を観察したところ、槽壁及び攪拌翼への付着が多く認
められ、次の肥大化処理を行うには内部を洗浄する必要
があった。 【0030】 【表1】 【0031】 【発明の効果】本発明による肥大化方法を用いれば、凝
固物をほとんど生成することなくゴムラテックス粒子を
肥大化することができ、ABS樹脂製造に最適なゴムラ
テックスを効率的に供給することが可能となる。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for coagulating and expanding rubber latex particles by adding an acidic substance. The present invention relates to a method for stably coagulating and enlarging rubber latex particles by adding a specific substance to latex and thereby preventing generation of aggregates and adhesion to a device. [0002] Conventionally, polybutadiene and styrene-
As a method of producing a rubber latex having a large particle diameter of a diene polymer such as a butadiene copolymer, a rubber latex having a small particle diameter is produced by emulsion polymerization, and then an acid substance such as 1% sulfuric acid is added to enlarge the latex particles. (Japanese Patent Publication No. 42-3112, Japanese Patent Publication No. 55-112)
19246, etc.). [0003] In the case of such particle enlargement, the formation of coagulates and the accompanying adhesion to equipment are not preferable in terms of production and / or quality, and techniques for suppressing these are very useful. In order to suppress the formation of coagulates and the accompanying adhesion to the equipment, it is desirable to reduce the concentration of the acidic substance, but as a result, the solid content of the rubber latex is reduced, which significantly impairs productivity. . On the other hand, if the concentration of the acidic substance is increased with an emphasis on productivity, a large amount of coagulated material is generated, which is not suitable for industrial production. For this reason, various methods of enlarging particles while suppressing the generation of coagulates have been devised,
For example, a method using lactic acid as an acidic substance [Japanese Unexamined Patent Publication No.
167704 (Japanese Patent Publication No. 62-61044)
Alternatively, a method has been proposed in which phosphoric acid is showered or atomized and added to the latex liquid surface (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-212201 (JP-B-2-9601)).
It was still insufficient to solve problems such as generation of coagulated material and adhesion to equipment while maintaining a relatively high solid content concentration. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems (formation of coagulated material and adhesion to an apparatus) and to maintain a solid content concentration in a practical range. An object of the present invention is to provide a new method for enlarging rubber latex which enables industrial production with a large-sized apparatus. Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies in view of the above-mentioned problems, and as a result, by adding a specific substance to latex before the enlargement step, an acidic substance was added. The present inventors have found that the efficiency at the time of hypertrophy is improved and these problems are solved, and arrived at the present invention. That is, the present invention relates to a method of emulsifying a surfactant having an alkali metal salt of a carboxylic acid as a hydrophilic group,
And the number average particle diameter of the rubber particles in the latex is 0.2μ
An acidic substance is added to a rubber latex having a small particle diameter that is less than the number average particle diameter of 0.2 to 0.6 by coagulating and enlarging the rubber particles in the latex by making the liquid property of the latex acidic.
When obtaining a rubber particle-containing latex of μ under a stable condition, an alkali metal salt of an inorganic acid and / or an alkali metal salt of a saturated aliphatic carboxylic acid having 4 or less carbon atoms are added to the small particle size rubber latex in advance. It is intended to provide a method for coagulating and enlarging rubber latex particles characterized by the following. Hereinafter, the method of the present invention will be described in detail. The small particle size rubber latex having a number average particle size of less than 0.2 μm used in the present invention is an aqueous dispersion of a polymer having rubber elasticity, and is a diene such as polybutadiene, acrylonitrile-butadiene rubber, and styrene-butadiene rubber. Rubber, ethylene rubber such as polybutyl acrylate, ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene rubber such as ethylene-propylene-nonconjugated diene rubber obtained by introducing a non-conjugated diene component such as ethylidene norbornene and dicyclopentadiene. And the like. Of these, diene rubber is particularly preferable. If the number average particle diameter of the rubber latex is 0.2 μm or more, it is difficult to enlarge the latex with a small particle diameter stably even if the present invention is applied. Further, from the viewpoint of industrial production, the lower limit is preferably 0.05 μ. Note that the range of the number average particle size is 0.1.
It is particularly preferred that the thickness be from 0.5 to 0.15 μm. [0008] The number average particle size of 0.2 μ
As the rubber latex having a small particle diameter of less than 1, it is essential to use a rubber latex emulsified with a surfactant having an alkali metal salt of a carboxylic acid as a hydrophilic group. In the case of a latex using a surfactant other than such a surfactant, it is difficult to coagulate and enlarge the rubber latex. Examples of the surfactant having an alkali metal salt of a carboxylic acid as a hydrophilic group include potassium laurate, sodium oleate, potassium stearate, mixed fatty acid potassium, sodium rosinate, disproportionated potassium rosinate, and the like. Alternatively, a mixture of two or more types can be used. The amount of the surfactant used is not particularly limited, but may be 1.0 to 5.0 parts by weight per 100 parts by weight of the monomer from the viewpoint of the polymerization stability of the rubber latex and the efficiency of the subsequent aggregation and enlargement treatment. preferable. The rubber latex having a small particle diameter to be subjected to coagulation enlargement can be obtained by a known emulsion polymerization method using the above-mentioned surfactant as an emulsifier. At that time, ordinary polymerization initiators, molecular weight regulators, basic substances and the like can be used. For example, as a polymerization initiator, a redox system in which a persulfate such as potassium persulfate, sodium persulfate, or ammonium persulfate, or an organic peroxide such as t-butylhydroxyperoxide or cumenehydroxyperoxide and a reducing agent component are combined. And the like, and examples of the molecular weight modifier include mercaptans (t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, etc.), terpinolene, α-methylstyrene dimer, and the like.
Further, examples of the basic substance include sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, and the like, and each may be used alone or in combination of two or more. The amount of these polymerization aids is not limited, but is generally 0.1 to 1.0 polymerization initiator per 100 parts by weight of the monomer.
Parts by weight, 0 to 1.0 parts by weight of a molecular weight modifier and 0.02 to 1.0 parts by weight of a basic substance. Also, monomers,
The method of adding the surfactant and the polymerization aid is not particularly limited, and any method such as initial batch addition and continuous or sequential addition of the monomer and / or the surfactant can be applied.
Furthermore, there is no particular limitation on the polymerization temperature,
A range of 80 ° C. is preferred. In addition, the small particle size rubber latex to be subjected to coagulation enlargement can be obtained by the above emulsion polymerization, but as another method, a separately polymerized solid rubbery polymer, for example, using a homogenizer or the like, It can also be obtained by emulsifying with the above-mentioned surfactant. The above-described rubber latex having a small particle diameter is coagulated and enlarged by contact with an acidic substance. Examples of such an acidic substance include mineral acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and phosphoric acid;
Sodium hydrogen sulfate, acid salts such as sodium dihydrogen phosphate, and oxalic acid, citric acid, acetic acid, organic acids such as formic acid or acid anhydrides such as acetic anhydride can be used,
Although a mixture of two or more of these can be used, phosphoric acid or acetic anhydride is preferred. The amount of the acidic substance used is an amount necessary for making the small particle size rubber latex acidic (pH 7 or less). However, the particle size of the rubber latex to be enlarged, the type and amount of the emulsifier, and the intended enlarged rubber latex Is appropriately adjusted depending on the particle size of the particles. The acidic substance is basically diluted with deionized water and added as an aqueous solution. Further, the concentration is not limited at all, but in order to prevent the solid concentration of the rubber latex after coagulation enlargement from extremely lowering and to prevent generation of agglomerates and adhesion to equipment, 0.5 to 10%.
% By weight, and particularly preferably in the range of 1.0 to 7.0% by weight. An important point of the present invention is that an alkali metal salt of an inorganic acid and / or an alkali metal salt of a saturated aliphatic carboxylic acid having 4 or less carbon atoms are added to the small particle size rubber latex before enlarging with an acidic substance. Is added in advance. By performing this processing in advance, it is possible to suppress and prevent the generation of coagulated material and adhesion to the device. Examples of the alkali metal salt of an inorganic acid used in the pretreatment include sodium sulfate, potassium sulfate, sodium chloride, potassium chloride, sodium phosphate, potassium phosphate and the like. Examples of the alkali metal salt of a saturated aliphatic carboxylic acid having 4 or less carbon atoms include sodium oxalate, potassium oxalate, sodium citrate,
Examples thereof include potassium citrate, sodium acetate, and potassium acetate. A mixture of two or more of these can be used, but sodium sulfate or potassium sulfate, or sodium acetate or potassium acetate is preferable. The amount of the alkali metal salt of an inorganic acid and / or the alkali metal salt of a saturated aliphatic carboxylic acid having 4 or less carbon atoms is not particularly limited, but a rubber rubber latex having a small particle diameter to be enlarged (solid content) 0.01 to 1.
0 parts by weight is preferred. If the added amount is less than 0.01 part by weight, no improvement effect is exhibited, and if it is 1.0 part by weight or more, the effect is obtained, but the quality is unfavorably deteriorated. The form of the substance added to the rubber latex having a small particle diameter is preferably an aqueous solution, but the concentration thereof is not particularly limited, and is preferably in the range of 1.0 to 7.0% by weight. Further, the addition of the substance to the rubber latex having a small particle diameter to be enlarged is essential before the enlargement is performed, and it is preferable that the substance is added immediately before the enlargement is performed. It is possible to add after the completion of polymerization if it is obtained by adding it, or after its preparation if it is obtained by post-emulsification, or at the time of transfer or after transfer when storing them in a tank. The substance may be added as a polymerization aid before or during the start of polymerization, and may be used at this time. However, the addition at this time prevents the generation of aggregates and the adhesion to equipment during enlargement due to acidic substances. No effect is exhibited, and the effect is exhibited only when added to the latex in which rubber particle formation is substantially completed. In the present invention, before adding the acidic substance, a surfactant having an acidic and good surface activity may be previously added to the rubber latex, if necessary. By adding an acidic surfactant having good surface activity in advance, it becomes easy to control the particle diameter of the latex during coagulation and enlargement. Examples of the surfactant having acidic and good surface activity include sodium alkylbenzenesulfonate, sodium alkylnaphthalenesulfonate, potassium alkyldiphenylethersulfonate, sodium lauryl sulfate and the like. The amount of addition can be appropriately adjusted depending on the concentration of an acidic substance used for coagulation enlargement, the type of rubber latex, the concentration of solid content, and the like. A preferable addition amount is 0.2 parts by weight or less per 100 parts by weight of the rubber latex (solid content). If the amount is too large, the effect in the subsequent coagulation and enlargement step is reduced, and there is a tendency that enlarged particles having a target particle diameter cannot be obtained. After the coagulation enlargement, a basic substance is added to the rubber latex to adjust the pH of the rubber latex to 8 or more.
It is preferably 8 to 11 from the viewpoint of maintaining the mechanical stability of the coagulated enlarged latex and the stability at the time of graft polymerization using the rubber latex. Examples of the basic substance include sodium hydroxide and potassium hydroxide, and one or more of these can be used. There is no limitation on the method of adding the basic substance, and a method of injecting into a rubber latex liquid using an insert tube or the like used for the supply of an acidic substance after coagulation and enlargement, outside a stirring tank (tank, etc.) And a method of adding it in the form of a shower or a droplet to the liquid surface of the rubber latex in a flow-through tubular device having a stationary element. In addition, there is no restriction | limiting in particular about the stirring conditions at the time of addition of a basic substance. The agglomerated and enlarged rubber latex obtained by the method of the present invention is, as with the conventionally used large particle size rubber latex, styrene or styrene as a rubber component when producing a rubber reinforced resin such as an ABS resin. It can be used for graft polymerization using acrylonitrile or the like. Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited by these examples. Parts and% are based on weight. Reference Example 1 (Production of rubber latex having a small particle diameter) In a 100-liter pressure vessel, 95 parts of 1,3-butadiene, 5 parts of styrene, 0.5 part of n-dodecylmercaptan, and 0.1 part of potassium persulfate. 3 parts, 2.5 parts of sodium rosinate, 0.1 part of sodium hydroxide and 170 parts of deionized water were charged and reacted at 70 ° C. for 15 hours.
The reaction was terminated by cooling. The resulting latex had a solid content of 37%, a pH of 11, a number average particle size of 0.1 μm, and a gel content (toluene insoluble portion when immersed at 30 ° C. for 48 hours using toluene as a solvent and then filtered through a 100 mesh wire netting. Amount) was 85%. [Reference Example 2] (Production of small particle size rubber latex / addition of sodium sulfate after polymerization) In a 100 liter pressure vessel, 1,3-butadiene 95 was added.
Parts, styrene 5 parts, n-dodecyl mercaptan 0.5
Parts, potassium persulfate 0.3 parts, sodium rosinate 2.
5 parts, sodium hydroxide 0.1 part and deionized water 17
0 parts were charged, reacted at 70 ° C. for 15 hours, and then cooled,
5 parts of a 4% aqueous solution of sodium sulfate was added and mixed for 30 minutes. The latex obtained has a solid content of 36.
%, PH 11, number average particle diameter 0.1 μ, gel content (after immersion at 30 ° C. for 48 hours using toluene as a solvent,
Amount of toluene insoluble part when filtered through 100 mesh wire mesh)
85%. Example 1 100 parts of the small particle size rubber latex (solid content) obtained in Reference Example 1 was charged into a 100-liter stirring tank, and 5 parts of a 4% aqueous sodium sulfate solution was added. Mix for 30 minutes. While stirring the rotation speed of the stirring blade at 50 rpm (peripheral speed 0.3 m / sec),
30 parts of a 3% phosphoric acid aqueous solution was continuously supplied to one portion of the rubber latex liquid near the stirring blade through the insert tube for 30 minutes. 10% 10 minutes after supply of phosphoric acid is completed
7 parts of an aqueous potassium hydroxide solution was dropped from the upper portion of the stirring tank over 5 minutes. As a result, the obtained rubber latex had a solid content of 33% and a number average particle size of 0.45 μm, and the coagulated product formed at that time was 0.05% (the amount of residue on the mesh when filtered through a 100 mesh wire mesh). there were. After the bloat treatment,
When the inside of the stirring tank was observed, no adhesion to the tank wall and the stirring blade was observed, and the next enlargement treatment could be performed without washing the inside. In addition, the result in an Example and a comparative example was collectively shown in Table 1. Example 2 Using the small particle size rubber latex added with sodium sulfate obtained in Reference Example 2, 4%
The enlargement treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the operation of adding the aqueous sodium sulfate solution whose concentration was adjusted was not performed. As a result, the obtained rubber latex has a solid content of 33.
%, The number average particle diameter was 0.44 μm, and the coagulated product formed at that time was 0.03%. When the inside of the stirred tank was observed after the enlargement treatment, no adhesion was observed as in Example 1, and the next enlargement treatment could be performed without washing the inside. Example 3 0.3 parts of a 10% strength aqueous solution of sodium dodecylbenzenesulfonate was added to the small particle size rubber latex obtained in Reference Example 1 together with 5 parts of a 4% strength aqueous sodium sulfate solution. Add and mix for 30 minutes. The rotation speed of the stirring blade is 50 rpm (peripheral speed 0.3 m /
While stirring for 30 seconds, 30 parts of a 3% phosphoric acid aqueous solution was continuously supplied to one portion of the rubber latex liquid near the stirring blade through the insert tube for 30 minutes. Ten minutes after the supply of the phosphoric acid was completed, 7 parts of a 10% aqueous potassium hydroxide solution was dropped from the upper portion of the stirring tank over 5 minutes. As a result, the obtained rubber latex had a solid content of 33% and a number average particle size of 0.3.
7μ, 0.02% of coagulated product. When the inside of the stirred tank was observed after the enlargement treatment, no adhesion was observed as in Example 1, and the next enlargement treatment could be performed without washing the inside. Example 4 A thickening treatment was carried out in the same manner as in Example 1 except that sodium acetate was used instead of sodium sulfate as a salt to be added to the small particle size rubber latex. As a result, the obtained rubber latex had a solid content of 33% and a number average particle size of 0.45 μm, and the formed coagulate was 0.03%. When the inside of the stirred tank was observed after the enlargement treatment, no adhesion was observed as in Example 1, and the next enlargement treatment could be performed without washing the inside. Comparative Example 1 Using the small particle size rubber latex of Reference Example 1, an enlargement treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the addition operation of an inorganic or organic alkali metal salt was not performed. As a result, the obtained rubber latex had a solid content of 33% and a number average particle size of 0.42 μm, but the coagulated matter was as large as 0.7%. Observation of the inside of the stirring tank after the enlargement treatment revealed that the adhesion to the tank wall and the stirring blades was large, and it was necessary to wash the inside to perform the next enlargement treatment. [Comparative Example 2] The enlargement treatment was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the concentration of the aqueous phosphoric acid solution added at the time of enlargement was 1%, the amount added was 90 parts, and the addition time was 90 minutes. went. As a result, the formed coagulated material was relatively small at 0.1%, and the number average particle diameter of the obtained rubber latex was 0.44 μm. However, the solid content was as low as 27%, and industrial productivity was low. Latex which hindered the surface. [Reference Example 3] In the production of the rubber latex having a small particle diameter described in Reference Example 1, the same operation was carried out except that the emulsifier used was changed to sodium dodecylbenzenesulfonate. A rubber latex with a small particle diameter having a number average particle diameter of 0.1 μm and a gel content of 86% was obtained. Comparative Example 3 An enlargement treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the rubber latex having a small particle diameter obtained in Reference Example 3 was used. As a result, the number average particle diameter of the obtained rubber latex was 0.11 μm, and the rubber latex was hardly enlarged. Reference Example 4 (Production of rubber latex of small particle diameter / addition of sodium sulfate at the start of polymerization) 1,3-butadiene 95 was placed in a 100-liter pressure vessel.
Parts, styrene 5 parts, n-dodecyl mercaptan 0.5
Parts, potassium persulfate 0.3 parts, sodium rosinate 2.
5 parts, sodium hydroxide 0.1 part, sodium sulfate 0.
Charge 2 parts and 170 parts of deionized water,
After reacting for an hour, the reaction was terminated by cooling. The latex obtained had a solid content of 37%, a pH of 11, a number average particle size of 0.1 μm, and a gel content (toluene was determined using toluene as a solvent.
After immersion for 48 hours at 0 ° C., the amount of toluene-insoluble parts when filtered through a 100-mesh wire gauze was 84%. Comparative Example 4 An enlargement treatment was performed in the same manner as in Comparative Example 1, except that the small particle size rubber latex to which sodium sulfate obtained in Reference Example 4 was added before the start of polymerization was used. As a result, the obtained rubber latex has a solid content of 3
Although the number average particle diameter was 3% and the number average particle diameter was 0.45 μm, the coagulated matter was as large as 0.35%. When the inside of the stirring tank was observed after the enlargement treatment, adhesion to the tank wall and the stirring blades was observed in a large amount, and it was necessary to wash the inside to perform the next enlargement treatment. [Table 1] According to the method for enlarging the rubber according to the present invention, it is possible to enlarge the rubber latex particles almost without producing any coagulated material, and to efficiently supply the rubber latex optimal for producing ABS resin. It is possible to do.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】親水基としてカルボン酸のアルカリ金属塩
を有する界面活性剤で乳化され、かつラテックス中のゴ
ム粒子の数平均粒子径が0.2μ未満である小粒子径ゴ
ムラテックスに酸性物質を添加し、該ラテックスの液性
を酸性としてラテックス中のゴム粒子を凝集肥大化させ
て数平均粒子径0.2〜0.6μのゴム粒子含有ラテッ
クスを安定下に得るに際し、該小粒子径ゴムラテックス
に予め無機酸のアルカリ金属塩及び/又は炭素数4以下
の飽和脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩を添加してお
くことを特徴とするゴムラテックス粒子の凝集肥大化方
法。
Claims: 1. A small particle size emulsified with a surfactant having an alkali metal salt of a carboxylic acid as a hydrophilic group, and wherein the number average particle size of rubber particles in a latex is less than 0.2μ. An acidic substance is added to the rubber latex, and the liquid property of the latex is made acidic to coagulate and enlarge the rubber particles in the latex to obtain a rubber particle-containing latex having a number average particle diameter of 0.2 to 0.6 μm in a stable manner. A method of coagulating and enlarging rubber latex particles, which comprises adding an alkali metal salt of an inorganic acid and / or an alkali metal salt of a saturated aliphatic carboxylic acid having 4 or less carbon atoms to the small particle size rubber latex in advance. .
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