JP2003335803A - Process for producing bead polymer - Google Patents

Process for producing bead polymer

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JP2003335803A
JP2003335803A JP2002144713A JP2002144713A JP2003335803A JP 2003335803 A JP2003335803 A JP 2003335803A JP 2002144713 A JP2002144713 A JP 2002144713A JP 2002144713 A JP2002144713 A JP 2002144713A JP 2003335803 A JP2003335803 A JP 2003335803A
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JP
Japan
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polymerization
stirring blade
meth
tip speed
mass
Prior art date
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Application number
JP2002144713A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukinori Okimoto
幸則 沖本
Hiroki Hatakeyama
宏毅 畠山
Takuji Fujii
卓司 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for producing a bead polymer suitable for a raw material for paint, a raw material for ink, a dental material, a binder for a toner in a copying machine, a binder for ceramic calcination, an intermediate raw material for a thermoplastic resin or the like stably even in the case of the use of a large-size apparatus for suspension polymerization. <P>SOLUTION: The process for producing the bead polymer comprises setting a tip speed of a stirring blade to the range of 1-5 m/sec upon the initiation of the suspension polymerization of a vinyl-based monomer and changing the tip speed of the stirring blade in the course of the polymerization, wherein the tip speed of the stirring blade is changed when the polymerization degree of the vinyl-based monomer is in the range of 30-60 mass% and the tip speed of the stirring blade is changed to 1.2-5 times its initial speed in the course of the polymerization. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ビーズ状重合体を
安定して製造する方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for stably producing a beaded polymer.

【0002】[0002]

【従来の技術】懸濁重合法は、特にビニル系単量体の重
合方法として有用な製造技術であり、懸濁重合によって
得られるスラリーから、粒子径が数十〜数百μmのビー
ズ状重合体を製造することができる。このビーズ状重合
体は、塗料原料、インキ原料、歯科材料、複写機トナー
用バインダー、セラミック焼成用バインダー、熱可塑性
樹脂中間原料等の用途に使用されている。
2. Description of the Related Art The suspension polymerization method is a production technique which is particularly useful as a method for polymerizing vinyl-based monomers. Coalescence can be produced. This bead-shaped polymer is used for coating materials, ink materials, dental materials, binders for copier toners, binders for firing ceramics, intermediate materials for thermoplastic resins, and the like.

【0003】このビーズ状重合体は、重合工程後、さら
にスラリーの脱水、洗浄、乾燥等の工程を経て製造され
るが、これら各工程で使用される装置の種類や操作条件
は、製品の品質、製造コスト、消費エネルギー、廃棄物
量等に大きな影響を与えることがある。すなわち、各工
程の最適化は、重要な生産技術的課題である。
This bead-like polymer is produced after the polymerization step and further through steps such as dehydration, washing and drying of the slurry. The type of equipment used in each of these steps and the operating conditions depend on the quality of the product. , The production cost, energy consumption, amount of waste, etc. may be greatly affected. That is, the optimization of each process is an important production technology issue.

【0004】一方、ビーズ状重合体は、その用途拡大と
ともに需要が増大しており、これに対応するため、ビー
ズ状重合体の各製造工程においては、装置の大型化の検
討が種々行われている。
On the other hand, the demand for bead-like polymers is increasing with the expansion of their applications, and in order to respond to this, various studies have been made to increase the size of the apparatus in each step of producing the bead-like polymers. There is.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、懸濁重合にお
いては、規模が大きくなるに従って重合発熱が増大し、
これに伴って充分な除熱が難しくなるため、重合の制御
が困難となることがあった。すなわち、懸濁重合装置を
大型化すると重合安定性が低下するという問題点があっ
た。
However, in suspension polymerization, the heat of polymerization increases as the scale increases,
Along with this, it becomes difficult to sufficiently remove heat, which may make it difficult to control the polymerization. That is, there is a problem that the polymerization stability decreases when the suspension polymerization apparatus is enlarged.

【0006】本発明の目的は、大型の懸濁重合装置を使
用した場合においても、ビーズ状重合体を安定して製造
できる方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a method capable of stably producing a beaded polymer even when a large-sized suspension polymerization apparatus is used.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、懸濁重合時における攪拌条件を最適化すること
によって、上記問題点を解決することを見出し、本発明
を完成した。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the aforesaid problems can be solved by optimizing the stirring conditions during suspension polymerization, and completed the present invention.

【0008】すなわち、本発明は、ビニル系単量体の懸
濁重合時における攪拌翼先端速度を1〜5m/秒の範囲
とするとともに、重合途中で攪拌翼先端速度を変更す
る、ビーズ状重合体の製造方法に関するものである。
That is, according to the present invention, the bead-shaped weight is set so that the tip speed of the stirring blade during the suspension polymerization of the vinyl monomer is in the range of 1 to 5 m / sec and the tip speed of the stirring blade is changed during the polymerization. The present invention relates to a method for manufacturing a united body.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明によって得られるビーズ状
重合体の構成成分であるビニル系単量体としては特に限
定されるものではないが、不飽和脂肪酸エステル、芳香
族ビニル化合物、シアン化ビニル化合物、不飽和二塩基
酸又はその誘導体、不飽和脂肪酸又はその誘導体等を挙
げることができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The vinyl-based monomer which is a constituent of the beaded polymer obtained by the present invention is not particularly limited, but unsaturated fatty acid ester, aromatic vinyl compound, vinyl cyanide Examples thereof include compounds, unsaturated dibasic acids or their derivatives, unsaturated fatty acids or their derivatives, and the like.

【0010】不飽和脂肪酸エステルとしては、(メタ)
アクリル酸エステル類等を使用することができる。な
お、本発明の(メタ)アクリルとは、メタクリルまたは
アクリルを意味する。(メタ)アクリル酸エステル類と
しては、例えば、(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n−プロピル、
(メタ)アクリル酸i−プロピル、(メタ)アクリル酸
n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メタ)
アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸2―エチル
ヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、
(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル
酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ボルニ
ル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリ
ル酸アダマンチル等の(メタ)アクリル酸シクロアルキ
ルエステル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)ア
クリル酸ベンジル等の(メタ)アクリル酸芳香族エステ
ル、(メタ)アクリル酸フルオロフェニル、(メタ)ア
クリル酸クロロフェニル、(メタ)アクリル酸フルオロ
ベンジル、(メタ)アクリル酸クロロベンジル等の(メ
タ)アクリル酸置換芳香族エステル、(メタ)アクリル
酸フルオロメチル、(メタ)アクリル酸フルオロエチル
等の(メタ)アクリル酸ハロゲン化アルキルエステル、
(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、(メ
タ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸エチレ
ングリコールエステル、(メタ)アクリル酸ポリエチレ
ングリコールエステル等を挙げることができる。
The unsaturated fatty acid ester is (meth)
Acrylic acid esters and the like can be used. The (meth) acryl of the present invention means methacryl or acryl. Examples of (meth) acrylic acid esters include methyl (meth) acrylate, (meth)
Ethyl acrylate, n-propyl (meth) acrylate,
I-Propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, (meth)
(Meth) acrylic acid alkyl esters such as t-butyl acrylate and 2-ethylhexyl (meth) acrylic acid,
Cyclohexyl (meth) acrylate, methylcyclohexyl (meth) acrylate, bornyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, cycloalkyl esters of (meth) acrylic acid such as adamantyl (meth) acrylate, (meth) acrylic Acid phenyl, aromatic (meth) acrylic acid esters such as benzyl (meth) acrylate, fluorophenyl (meth) acrylate, chlorophenyl (meth) acrylate, fluorobenzyl (meth) acrylate, chlorobenzyl (meth) acrylate (Meth) acrylic acid substituted aromatic ester such as, (meth) acrylic acid fluoromethyl, (meth) acrylic acid halogenated alkyl ester such as fluoroethyl,
Examples thereof include (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester, (meth) acrylic acid glycidyl, (meth) acrylic acid ethylene glycol ester, and (meth) acrylic acid polyethylene glycol ester.

【0011】芳香族ビニル化合物としては、例えば、ス
チレン、α―メチルスチレン、α―エチルスチレン等の
α―置換スチレン、フルオロスチレン、メチルスチレン
等の核置換スチレン等が挙げることができる。
Examples of the aromatic vinyl compound include α-substituted styrenes such as styrene, α-methylstyrene and α-ethylstyrene, and nucleus-substituted styrenes such as fluorostyrene and methylstyrene.

【0012】シアン化ビニル化合物としては、アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリル等を挙げることができ
る。
Examples of the vinyl cyanide compound include acrylonitrile and methacrylonitrile.

【0013】不飽和二塩基酸又はその誘導体としては、
例えば、N―メチルマレイミド、N−エチルマレイミ
ド、N−プロピルマレイミド、N−シクロヘキシルマレ
イミド、N−フェニルマレイミド、N−クロロフェニル
マレイミド等のN−置換マレイミド、マレイン酸、無水
マレイン酸、フマル酸等を挙げることができる。
As the unsaturated dibasic acid or its derivative,
Examples thereof include N-substituted maleimides such as N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-propylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, N-phenylmaleimide, N-chlorophenylmaleimide, maleic acid, maleic anhydride, and fumaric acid. be able to.

【0014】不飽和脂肪酸又はその誘導体としては、例
えば、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メ
タ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリ
ルアミド等の(メタ)アクリルアミド類、(メタ)アク
リル酸カルシウム、(メタ)アクリル酸バリウム、(メ
タ)アクリル酸鉛、(メタ)アクリル酸スズ、(メタ)
アクリル酸亜鉛等の(メタ)アクリル酸の金属塩、(メ
タ)アクリル酸等を挙げることができる。
Examples of unsaturated fatty acids or derivatives thereof include (meth) acrylamides such as (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, and (meth) acryl. Calcium acid, barium (meth) acrylate, lead (meth) acrylate, tin (meth) acrylate, (meth)
Examples thereof include metal salts of (meth) acrylic acid such as zinc acrylate and (meth) acrylic acid.

【0015】これらビニル系単量体は、ビーズ状重合体
の構成成分として、1種以上を適宜選択して使用するこ
とができるが、中でも、(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n−プ
ロピル、(メタ)アクリル酸i−プロピル、(メタ)ア
クリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、
(メタ)アクリル酸t−ブチルから選ばれる少なくとも
一種を使用するのが好ましい。さらに、ビーズ状重合体
の構成成分として、メタクリル酸メチルを50質量%以
上使用するのが特に好ましい。
One or more of these vinyl-based monomers can be appropriately selected and used as a constituent of the beaded polymer. Among them, methyl (meth) acrylate,
Ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate,
It is preferable to use at least one selected from t-butyl (meth) acrylate. Further, it is particularly preferable to use 50% by mass or more of methyl methacrylate as a constituent component of the beaded polymer.

【0016】上述のビニル系単量体を懸濁重合して製造
される、本発明のビーズ状重合体は、通常は真球に近い
形状をしている。このビーズ状重合体の粒子径には分布
があるが、重量平均での粒子径は10〜1000μmの
範囲に入るのが通常である。
The beaded polymer of the present invention, which is produced by suspension polymerization of the above-mentioned vinyl monomer, usually has a shape close to a true sphere. The particle diameter of this bead-shaped polymer has a distribution, but the weight average particle diameter is usually within the range of 10 to 1000 μm.

【0017】懸濁重合は、上述のビニル系単量体、水、
及び適宜選択された重合開始剤、連鎖移動剤、分散安定
剤、分散安定助剤等を使用し、重合温度制御機能や攪拌
機能等を有する容器内で行うことができる。また、目的
に応じて、酸化防止剤や離型剤等の各種添加剤を懸濁重
合時に添加することもできる。
The suspension polymerization is carried out by using the above-mentioned vinyl monomer, water,
Further, it can be carried out in a container having a polymerization temperature control function, a stirring function, etc., by using a polymerization initiator, a chain transfer agent, a dispersion stabilizer, a dispersion stabilization auxiliary agent or the like selected appropriately. Further, depending on the purpose, various additives such as an antioxidant and a release agent may be added during suspension polymerization.

【0018】本発明で使用できる重合開始剤としては、
例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,
2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル等の
アゾ系開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチル
パーオキシ2−エチルヘキサノエート、1,1−ジ−t
−ブチルパーオキシ−2−メチルシクロヘキサン等の過
酸化物系開始剤等を挙げることができる。重合開始剤の
使用量は、上記のビニル系単量体100質量部に対し
て、0.001〜3質量部の範囲とするのが好ましい。
The polymerization initiator usable in the present invention includes
For example, 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,
Azo initiators such as 2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, benzoyl peroxide, t-butylperoxy 2-ethylhexanoate, 1,1-di-t
Examples thereof include peroxide initiators such as -butylperoxy-2-methylcyclohexane. The amount of the polymerization initiator used is preferably in the range of 0.001 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vinyl monomer.

【0019】本発明で使用できる連鎖移動剤としては、
例えば、t−ブチルメルカプタン、n−ブチルメルカプ
タン、n−オクチルメルカプタン、t−ドデシルメルカ
プタン等を挙げることができる。連鎖移動剤の使用量
は、上記のビニル系単量体100質量部に対して0〜3
質量部の範囲とするのが好ましい。
The chain transfer agent usable in the present invention includes:
For example, t-butyl mercaptan, n-butyl mercaptan, n-octyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, etc. can be mentioned. The amount of the chain transfer agent used is 0 to 3 with respect to 100 parts by mass of the vinyl-based monomer.
It is preferably in the range of parts by mass.

【0020】本発明で使用できる分散安定剤としては、
例えば、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化ア
ルミニウム、澱粉末シリカ等の無機化合物や、ポリビニ
ルアルコール、ポリエチレンオキサイド、セルロース誘
導体等のノニオン系高分子化合物、ポリアクリル酸及び
その塩、ポリメタクリル酸及びその塩、メタクリル酸エ
ステルとメタクリル酸及びその塩との共重合体等のアニ
オン系高分子化合物等を挙げることができる。これら分
散安定剤は、必要に応じて1種以上を適宜選択して使用
することができるが、アニオン系高分子化合物が好まし
い。中でも、メタクリル酸エステルとメタクリル酸及び
その塩との共重合体が特に好ましい。
The dispersion stabilizer that can be used in the present invention includes
For example, calcium phosphate, calcium carbonate, aluminum hydroxide, inorganic compounds such as starch powder silica, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, nonionic polymer compounds such as cellulose derivatives, polyacrylic acid and its salts, polymethacrylic acid and its salts, Examples thereof include anionic polymer compounds such as copolymers of methacrylic acid ester with methacrylic acid and its salts. One or more of these dispersion stabilizers can be appropriately selected and used as needed, but an anionic polymer compound is preferable. Among them, a copolymer of methacrylic acid ester with methacrylic acid and its salt is particularly preferable.

【0021】分散安定剤の使用量は、上記のビニル系単
量体100質量部に対して、0.0005〜1.5質量
部の範囲とするのが好ましい。これは、分散安定剤の使
用量を0.0005質量部以上とすることによって、懸
濁重合の安定性が向上する傾向にあり、1.5質量部以
下とすることによって、重合体の収率が向上し、懸濁重
合後の廃液の処理が容易となる傾向にあるためである。
The amount of the dispersion stabilizer used is preferably 0.0005 to 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vinyl monomer. This is because when the amount of the dispersion stabilizer used is 0.0005 parts by mass or more, the stability of suspension polymerization tends to be improved, and when it is 1.5 parts by mass or less, the yield of the polymer is increased. Is improved, and the waste liquid after suspension polymerization tends to be easily treated.

【0022】本発明で使用できる分散安定助剤として
は、一価〜三価のカチオンを有する電解質等を使用する
ことができる。例えば、リチウム、ナトリウム、カリウ
ム、マグネシウム、カルシウム、マンガン、亜鉛、銅、
ニッケル、鉄、アルミニウム等の金属の塩酸塩、硫酸
塩、リン酸塩、ホウ酸塩、炭素数1〜4の低級カルボン
酸塩、脂肪族スルホン酸塩、芳香族スルホン酸塩等を挙
げることができる。これら分散安定助剤は、必要に応じ
て1種以上を適宜選択して使用することができるが、塩
化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カ
リウム、硫酸マンガン等が好ましい。中でも、硫酸マン
ガン特に好ましい。
As the dispersion stabilizing aid that can be used in the present invention, an electrolyte having a monovalent to trivalent cation can be used. For example, lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, manganese, zinc, copper,
Examples thereof include metal hydrochlorides such as nickel, iron and aluminum, sulfates, phosphates, borates, lower carboxylates having 1 to 4 carbon atoms, aliphatic sulfonates and aromatic sulfonates. it can. If necessary, one or more of these dispersion stabilizing aids can be appropriately selected and used, but sodium chloride, potassium chloride, sodium sulfate, potassium sulfate, manganese sulfate, etc. are preferred. Of these, manganese sulfate is particularly preferable.

【0023】分散安定助剤の使用量は、上記のビニル系
単量体100質量部に対して、0.0005〜3質量部
の範囲とするのが好ましい。
The amount of the dispersion stabilizing aid used is preferably 0.0005 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vinyl monomer.

【0024】本発明においては、上述の分散安定剤や分
散安定助剤等が溶解した攪拌状態の水系媒体中に、上述
のビニル系単量体を添加し、所定の重合温度で懸濁重合
を行うことによって、ビーズ状重合体が製造される。懸
濁重合は、必要に応じて窒素等による不活性雰囲気下で
行うこともできる。
In the present invention, the above vinyl-based monomer is added to an agitated aqueous medium in which the above-mentioned dispersion stabilizer, dispersion stabilizing aid, etc. are dissolved, and suspension polymerization is carried out at a predetermined polymerization temperature. By carrying out, a beaded polymer is produced. Suspension polymerization can be carried out in an inert atmosphere of nitrogen or the like, if necessary.

【0025】懸濁重合時に使用される水の量は、上記の
ビニル系単量体100質量部に対して、100〜500
質量部の範囲とするのが好ましい。より好ましくは、1
50〜300質量部の範囲である。
The amount of water used in the suspension polymerization is 100 to 500 with respect to 100 parts by mass of the vinyl monomer.
It is preferably in the range of parts by mass. More preferably 1
It is in the range of 50 to 300 parts by mass.

【0026】また、懸濁重合の重合温度は、50〜15
0℃の範囲とするのが好ましい。より好ましくは、50
〜130℃の範囲である。
The polymerization temperature of suspension polymerization is 50 to 15
It is preferably in the range of 0 ° C. More preferably 50
It is in the range of to 130 ° C.

【0027】本発明において、懸濁重合時に使用される
容器(重合槽)は、内径が1.5〜3m、高さが2〜4
mの範囲であることが好ましい。これは、重合槽の内径
を1.5m以上かつ重合槽の高さを2m以上とすること
によって、ビーズ状重合体の生産性が優れたものとなる
傾向にあるためである。また、重合槽の内径を3m以下
かつ重合槽の高さを4m以下にすることによって、懸濁
液を充分に攪拌することができ、重合発熱を充分に除去
できる傾向にあるためである。
In the present invention, the container (polymerization tank) used for suspension polymerization has an inner diameter of 1.5 to 3 m and a height of 2 to 4 m.
It is preferably in the range of m. This is because when the inner diameter of the polymerization tank is 1.5 m or more and the height of the polymerization tank is 2 m or more, the productivity of the bead-shaped polymer tends to be excellent. Further, when the inner diameter of the polymerization tank is 3 m or less and the height of the polymerization tank is 4 m or less, the suspension can be sufficiently stirred and the heat of polymerization tends to be sufficiently removed.

【0028】懸濁重合に使用される重合装置としては、
重合槽、攪拌機、温度制御装置を有するものを適宜選択
して使用することができ、例えば、攪拌翼の中心が重合
槽内径の中心にある重合装置、重合槽内に邪魔板を有す
る重合装置、攪拌翼の中心が重合槽内径の中心と異なる
偏心攪拌型重合装置等を挙げることができるが、中で
も、攪拌翼の中心が重合槽内径の中心にあり、重合槽内
に邪魔板を有する重合装置が、気泡を抱き込んだ異形の
ビーズ状重合体が得られにくく、真球のビーズ状重合体
が効率よく得られる傾向にあり好ましい。
The polymerization apparatus used for suspension polymerization is
Polymerization tank, a stirrer, those having a temperature control device can be appropriately selected and used, for example, a polymerization device in which the center of the stirring blade is at the center of the inner diameter of the polymerization tank, a polymerization device having a baffle plate in the polymerization tank, Examples include an eccentric stirring type polymerization device in which the center of the stirring blade is different from the center of the inner diameter of the polymerization tank, but among them, the center of the stirring blade is at the center of the inner diameter of the polymerization tank and a polymerization apparatus having a baffle plate in the polymerization tank. However, it is difficult to obtain a modified bead-shaped polymer enclosing bubbles, and a spherical bead-shaped polymer tends to be efficiently obtained, which is preferable.

【0029】重合槽内に設置できる邪魔板としては、特
に限定されるものではないが、幅が重合槽内径の5〜1
5%、長さが重合槽高さの70%以上のものが、攪拌軸
付近に形成される下降渦巻き流(ボルテックス)が抑制
され、気泡を抱き込んだ異形のビーズ状重合体が得られ
にくくなる点で好ましい。重合槽内に設置する邪魔板の
枚数は、特に限定されないが、攪拌軸付近に形成される
下降渦巻き流(ボルテックス)のが抑制効果の点から2
〜6枚が好ましく、特に好ましいのは2枚である。
The baffle which can be installed in the polymerization tank is not particularly limited, but the width is 5 to 1 of the inner diameter of the polymerization tank.
If the length is 5% or more and the length is 70% or more of the height of the polymerization tank, the downward vortex flow (vortex) formed near the stirring shaft is suppressed, and it is difficult to obtain a deformed bead-shaped polymer enclosing bubbles. It is preferable in that The number of baffles installed in the polymerization tank is not particularly limited, but it is 2 from the viewpoint of the effect of suppressing the downward vortex flow (vortex) formed near the stirring shaft.
-6 sheets are preferable, and 2 sheets are particularly preferable.

【0030】本発明で使用できる攪拌機としては、特に
限定されるものではなく、プロペラ型、スクリュー型、
パドル型、錨型等の攪拌翼を備えたものを適宜選択して
使用することができる。
The stirrer which can be used in the present invention is not particularly limited, and may be a propeller type, screw type,
A paddle type, anchor type, etc. equipped with a stirring blade can be appropriately selected and used.

【0031】攪拌翼の大きさは、特に限定されるもので
はないが、攪拌翼長さが重合槽内径の20〜35%の範
囲にあるのが好ましく、攪拌翼幅が重合槽高さの5〜1
5%の範囲にあるのが好ましい。これは、攪拌翼長さを
重合槽内径の20%以上とすることによって、攪拌翼先
端速度が十分に得られ、懸濁液の攪拌が十分となる傾向
にあり、35%以下とすることによって、攪拌機にかか
る負荷が低減される傾向にあるためである。また、攪拌
翼幅を重合槽高さの5%以上とすることによって、懸濁
液の攪拌が十分となる傾向にあり、15%以下とするこ
とによって、攪拌機にかかる負荷が低減され、攪拌機の
寿命が長くなる傾向にあるためである。
The size of the stirring blade is not particularly limited, but the stirring blade length is preferably in the range of 20 to 35% of the inner diameter of the polymerization tank, and the stirring blade width is 5 times the height of the polymerization tank. ~ 1
It is preferably in the range of 5%. This is because by setting the length of the stirring blade to 20% or more of the inner diameter of the polymerization tank, the tip speed of the stirring blade can be sufficiently obtained, and the stirring of the suspension tends to be sufficient. This is because the load on the stirrer tends to be reduced. Further, by setting the stirring blade width to 5% or more of the height of the polymerization tank, the stirring of the suspension tends to be sufficient, and by setting it to 15% or less, the load on the stirrer is reduced and This is because the life tends to be long.

【0032】攪拌翼の枚数は、特に限定されるものでは
ないが、2〜8枚が好ましく、特に好ましいのは4枚で
ある。攪拌翼は多段階に備わっても良い。また、攪拌翼
の角度は、攪拌翼せん断面と攪拌軸の角度が−45〜4
5°の範囲であるのが好ましい。
The number of stirring blades is not particularly limited, but is preferably 2 to 8 and particularly preferably 4. The stirring blade may be provided in multiple stages. In addition, the angle of the stirring blade is such that the angle between the shear plane of the stirring blade and the stirring shaft is -45 to 4
It is preferably in the range of 5 °.

【0033】本発明においては、ビニル系単量体の懸濁
重合時において、攪拌翼先端速度を1〜5m/秒の範囲
とする必要がある。これは、攪拌翼先端速度が1m/秒
未満であると、懸濁液の混合性が不充分となる傾向にあ
るためである。好ましくは、2m/秒以上である。ま
た、攪拌翼先端速度が5m/秒を超えると、乳化物の生
成量が多くなり、分子量分布の狭いビーズ状重合体を製
造しにくくなる傾向にあるためである。好ましくは、4
m/秒以下である。
In the present invention, it is necessary to set the tip speed of the stirring blade within the range of 1 to 5 m / sec during the suspension polymerization of the vinyl monomer. This is because the mixing speed of the suspension tends to be insufficient when the stirring blade tip speed is less than 1 m / sec. It is preferably 2 m / sec or more. Also, if the tip speed of the stirring blade exceeds 5 m / sec, the amount of emulsion produced increases, and it tends to be difficult to produce a bead-shaped polymer having a narrow molecular weight distribution. Preferably 4
m / sec or less.

【0034】また、本発明においては、ビニル系単量体
の懸濁重合途中で、攪拌翼先端速度を変更する必要があ
る。これは、重合途中で攪拌翼先端速度を変更すること
によって、ビーズ状重合体の製造安定性が良好になる傾
向にあるためである。
Further, in the present invention, it is necessary to change the tip speed of the stirring blade during the suspension polymerization of the vinyl monomer. This is because the production stability of the beaded polymer tends to be improved by changing the tip speed of the stirring blade during the polymerization.

【0035】攪拌翼先端速度を変更する時期は、特に限
定されるものではないが、ビニル系単量体の重合率が3
0〜60質量%の範囲にある時に実施するのが好まし
い。これは、重合率30質量%以上の時に実施すること
によって、乳化物の生成が少なくなり、分子量分布の狭
いビーズ状重合体を製造しやすくなる傾向にあるためで
ある。より好ましくは、40質量%以上である。また、
重合率60質量%以下の時に実施することによって、充
分な重合発熱の除熱が可能となり、重合安定性をより高
めることができる傾向にあるためである。より好ましく
は、50質量%以下である。
The timing of changing the tip speed of the stirring blade is not particularly limited, but the polymerization rate of the vinyl monomer is 3
It is preferably carried out when it is in the range of 0 to 60% by mass. This is because when the polymerization is carried out at a polymerization rate of 30% by mass or more, the production of an emulsion is reduced, and a bead-shaped polymer having a narrow molecular weight distribution tends to be easily produced. More preferably, it is 40 mass% or more. Also,
This is because when the polymerization rate is 60% by mass or less, it is possible to sufficiently remove the heat generated by the polymerization and further improve the polymerization stability. More preferably, it is 50 mass% or less.

【0036】また、本発明においては、重合途中で攪拌
翼先端速度を1.2〜5倍に変更するのが好ましい。こ
れは、攪拌翼先端速度を1.2倍以上に変更することに
よって、充分な重合発熱の除熱が可能となり、重合安定
性をより高めることができる傾向にあるためである。よ
り好ましくは、1.5倍以上である。また、攪拌翼先端
速度を5倍以下に変更とすることによって、乳化物の生
成が少なくなり、分子量分布の狭いビーズ状重合体を製
造しやすくなる傾向にあるためである。より好ましく
は、3倍以下である。
In the present invention, it is preferable to change the tip speed of the stirring blade to 1.2 to 5 times during the polymerization. This is because by changing the tip speed of the stirring blade to 1.2 times or more, it is possible to sufficiently remove the heat generated by the polymerization and to further improve the polymerization stability. More preferably, it is 1.5 times or more. Also, by changing the stirring blade tip speed to 5 times or less, the production of emulsion is reduced, and it tends to be easier to produce a bead-shaped polymer having a narrow molecular weight distribution. More preferably, it is 3 times or less.

【0037】本発明によって得られるビーズ状重合体の
スラリーを濾過することによって、ビーズ状重合体を水
系媒体から分離することができる。分離されたビーズ状
重合体は、さらに洗浄や乾燥することができる。乾燥処
理されたビーズ状重合体は、篩別することによって、所
望の粒子径のものを取り出すことができる。
The beaded polymer can be separated from the aqueous medium by filtering the slurry of the beaded polymer obtained by the present invention. The separated bead-like polymer can be further washed and dried. The bead-shaped polymer which has been subjected to the drying treatment can be taken out with a desired particle size by sieving.

【0038】本発明で得られるビーズ状重合体は、塗料
原料、インキ原料、歯科材料、複写機トナー用バインダ
ー、セラミック焼成用バインダー、熱可塑性樹脂中間原
料等の用途に使用することができる。
The bead-like polymer obtained in the present invention can be used for coating materials, ink materials, dental materials, binders for copying machine toners, binders for firing ceramics, intermediate materials for thermoplastic resins and the like.

【0039】また、本発明で得られるビーズ状重合体
は、射出成形等の賦形工程を経てペレット化することが
可能であり、このペレットは、成形材料用途に使用する
ことができる。このペレット化の際には、必要に応じ
て、例えば、染料、顔料等の着色剤、酸化防止剤、可塑
剤、紫外線吸収剤等の光安定剤等を添加剤として配合す
ることができる。
The beaded polymer obtained in the present invention can be pelletized through a shaping process such as injection molding, and the pellets can be used for molding materials. At the time of pelletizing, for example, colorants such as dyes and pigments, antioxidants, plasticizers, light stabilizers such as ultraviolet absorbers, and the like can be added as additives, if necessary.

【0040】[0040]

【実施例】以下、実施例と比較例を挙げて本発明とその
効果を具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定
されるものではない。なお実施例や比較例により得られ
たビーズ状重合体の物性評価は次の[1]〜[3]の方
法に基づいて実施した。
EXAMPLES The present invention and its effects are specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these. The physical properties of the beaded polymers obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated according to the following methods [1] to [3].

【0041】[1]重合率 懸濁重合中にサンプリングした懸濁液1mlをアセトン
50mlに溶解して、HEWLETT PACKARD
社製 HP−6890+型ガスクロマトグラフで測定し
た残存モノマー量から算出した。
[1] Polymerization rate 1 ml of a suspension sampled during suspension polymerization was dissolved in 50 ml of acetone to obtain a HEWLETT PACKARD.
It was calculated from the amount of residual monomer measured by HP-6890 + type gas chromatograph manufactured by the same company.

【0042】[2]重合時間 重合槽内容物の昇温から重合ピーク発熱の最高温度まで
の時間をストップウォッチで計測した。
[2] Polymerization time The time from the temperature rise of the contents of the polymerization vessel to the maximum temperature of the polymerization peak heat generation was measured with a stopwatch.

【0043】[3]ビーズ状重合体の形状 ビーズ状重合体の形状および凝集の有無を目視で確認し
た。
[3] Shape of bead-shaped polymer The shape of the bead-shaped polymer and the presence or absence of aggregation were visually confirmed.

【0044】(製造例1)攪拌機を備えた重合装置に、
メタクリル酸カリウム水溶液(メタクリル酸カリウム分
30質量%)100質量部、メタクリル酸メチル70質
量部からなる混合物を投入し、攪拌しながら重合槽内容
物を昇温した。重合槽内容物の温度が72℃到達時に、
脱イオン水1.0質量部に過硫酸アンモニウム0.11
質量部を溶解した重合開始剤水溶液を重合槽に投入し、
重合槽内容物の温度が80℃で一定時間保持した。重合
発熱ピークから4時間後に、320質量部の脱イオン水
を重合槽に投入したと同時に、重合槽内容物を冷却し
て、重合槽からアニオン系高分子化合物水溶液(1)を
抜液した。その後、重合槽壁面に付着したアニオン系高
分子化合物水溶液を回収するために、重合槽に脱イオン
水480質量部を投入・攪拌後、重合槽内容物の温度が
60℃で1時間保持した。その後、重合槽内容物の冷却
を行い、アニオン系高分子化合物水溶液(2)を回収
後、先に回収したアニオン系高分子化合物水溶液(1)
と混合攪拌をして、アニオン系高分子化合物水溶液
(3)を得た。
(Production Example 1) A polymerization apparatus equipped with a stirrer was used.
A mixture of 100 parts by mass of an aqueous solution of potassium methacrylate (potassium methacrylate 30% by mass) and 70 parts by mass of methyl methacrylate was added, and the contents of the polymerization tank were heated while stirring. When the temperature of the contents of the polymerization tank reaches 72 ° C,
Ammonium persulfate 0.11 in 1.0 part by weight of deionized water
Put a polymerization initiator aqueous solution in which parts by mass are dissolved into a polymerization tank,
The temperature of the contents of the polymerization tank was maintained at 80 ° C for a certain period of time. Four hours after the peak of the heat of polymerization, 320 parts by mass of deionized water was charged into the polymerization tank, and at the same time, the contents of the polymerization tank were cooled to drain the anionic polymer compound aqueous solution (1) from the polymerization tank. Then, in order to collect the anionic polymer compound aqueous solution adhering to the wall surface of the polymerization tank, 480 parts by mass of deionized water was added to the polymerization tank and stirred, and then the temperature of the contents of the polymerization tank was kept at 60 ° C. for 1 hour. Then, the contents of the polymerization tank are cooled to collect the anionic polymer compound aqueous solution (2), and then the anion polymer compound aqueous solution (1) previously collected.
The mixture was mixed with and stirred to obtain an anionic polymer compound aqueous solution (3).

【0045】(実施例1)攪拌機を備えた容器に、メタ
クリル酸メチル3600kg、アクリル酸メチル400
kgを入れ、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイ
ト(純分75質量%)56kg、離型剤としてセタノー
ル40kgを加え攪拌溶解させた。また、別の攪拌機を
備えた容器に脱イオン水8000kgを入れ、分散安定
剤として(製造例1)で得たアニオン系高分子化合物水
溶液(3)504kg、分散安定助剤として硫酸マンガ
ン0.2kg、過酸化水素水(過酸化水素分35%)
2.8kgを加え攪拌溶解した。それぞれの混合液を、
内径2500mm、高さ3200mmである重合槽、攪
拌翼の中心が重合槽内径の中心にあり、攪拌翼径150
0mm(攪拌翼長さ=600mm)、攪拌翼幅200m
mの2段パドル翼を有する攪拌機、幅180mm、長さ
2500mmの邪魔板が2枚備わった重合装置に投入
し、攪拌翼先端速度2.8m/秒、重合槽内部温度65
℃で重合を開始し、昇温から100分後に攪拌翼先端速
度3.8m/秒に変更した。この時の重合率は、35質
量%であった。その後、重合発熱ピークを確認し、冷却
を行って重合を完結させ、ビーズ状重合体を製造した。
重合ピーク発熱の最高到達温度は88℃、重合時間は1
40分であり、製造されたビーズ状重合体の形状は均一
で真球状であり、重合安定性は良好であった。
(Example 1) In a container equipped with a stirrer, 3600 kg of methyl methacrylate and 400 of methyl acrylate were used.
Then, 56 kg of benzoyl peroxide (75% by mass of pure content) was added as a polymerization initiator, and 40 kg of cetanol was added as a release agent, and the mixture was stirred and dissolved. Further, 8000 kg of deionized water was placed in a container equipped with another stirrer, 504 kg of the anionic polymer compound aqueous solution (3) obtained in (Production Example 1) as a dispersion stabilizer, and 0.2 kg of manganese sulfate as a dispersion stabilizing aid. , Hydrogen peroxide water (hydrogen peroxide content 35%)
2.8 kg was added and dissolved by stirring. Each mixed solution,
A polymerization tank having an inner diameter of 2500 mm and a height of 3200 mm, the center of the stirring blade is at the center of the polymerization tank inner diameter, and the stirring blade diameter is 150.
0 mm (stirring blade length = 600 mm), stirring blade width 200 m
It was put into a polymerization device equipped with a stirrer having a 2-stage paddle blade of m, a width of 180 mm, and a baffle plate of 2500 mm in length, and the stirring blade tip speed was 2.8 m / sec.
Polymerization was started at 0 ° C., and 100 minutes after the temperature was raised, the stirring blade tip speed was changed to 3.8 m / sec. The polymerization rate at this time was 35 mass%. Then, the exothermic peak of polymerization was confirmed, and cooling was performed to complete the polymerization, to produce a beaded polymer.
The maximum temperature reached for the polymerization peak exotherm is 88 ° C, and the polymerization time is 1
It was 40 minutes, the shape of the bead-shaped polymer produced was uniform and spherical, and the polymerization stability was good.

【0046】(実施例2)攪拌翼先端速度変更時の重合
率55質量%とした以外は、実施例1と同様な条件でビ
ーズ状重合体を製造した。重合ピーク発熱の最高到達温
度は90℃、重合時間は137分、製造されたビーズ状
重合体の形状は均一で真球状であり、重合安定性は良好
であった。
(Example 2) A bead-shaped polymer was produced under the same conditions as in Example 1 except that the polymerization rate was changed to 55% by mass when the stirring blade tip speed was changed. The maximum temperature at which the heat of polymerization peak reached was 90 ° C., the polymerization time was 137 minutes, the shape of the bead-shaped polymer produced was uniform and spherical, and the polymerization stability was good.

【0047】(実施例3)変更後の攪拌翼先端速度を
5.2m/秒とした以外は、実施例1と同様な条件でビ
ーズ状重合体を製造した。重合ピーク発熱の最高到達温
度は87℃、重合時間は142分、製造されたビーズ状
重合体の形状は均一で真球状であり、重合安定性は良好
であった。
Example 3 A bead-like polymer was produced under the same conditions as in Example 1 except that the tip speed of the stirring blade after the change was 5.2 m / sec. The maximum temperature at which the heat generated in the polymerization peak reached was 87 ° C., the polymerization time was 142 minutes, the shape of the bead-shaped polymer produced was uniform and spherical, and the polymerization stability was good.

【0048】(比較例1)攪拌翼先端速度を一定とした
以外は、実施例1と同様な条件でビーズ状重合体を製造
した。重合ピーク発熱の最高到達温度は97℃、重合時
間は131分であった。重合中の発熱が増大した結果、
重合安定性が低下し、得られたビーズ状重合体の一部が
凝集し、品質の低下が見られた。
Comparative Example 1 A bead-like polymer was produced under the same conditions as in Example 1 except that the stirring blade tip speed was kept constant. The highest temperature at which the polymerization peak exotherm reached was 97 ° C., and the polymerization time was 131 minutes. As a result of increased heat generation during polymerization,
Polymerization stability was lowered, and a part of the obtained bead-like polymer was aggregated, and the quality was lowered.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明によって、懸濁重合時の除熱が容
易となり、大型の懸濁重合装置を使用した場合において
も、ビーズ状重合体を安定して製造することが可能とな
り、工業上非常に有益なものである。
Industrial Applicability According to the present invention, heat removal during suspension polymerization is facilitated, and a bead-like polymer can be stably produced even when a large-sized suspension polymerization apparatus is used. It is very useful.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J011 AA01 AA08 AB09 BA02 BA04 BA06 BA08 DA03 DB16 JA04 JA06 JA11 JB06 JB07 JB14 JB19 JB26 NB04    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4J011 AA01 AA08 AB09 BA02 BA04                       BA06 BA08 DA03 DB16 JA04                       JA06 JA11 JB06 JB07 JB14                       JB19 JB26 NB04

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ビニル系単量体の懸濁重合時における攪
拌翼先端速度を1〜5m/秒の範囲とするとともに、重
合途中で攪拌翼先端速度を変更する、ビーズ状重合体の
製造方法。
1. A method for producing a beaded polymer, wherein a tip speed of a stirring blade during suspension polymerization of a vinyl-based monomer is set in a range of 1 to 5 m / sec, and a tip speed of the stirring blade is changed during the polymerization. .
【請求項2】 ビニル系単量体の重合率が30〜60質
量%の範囲にある時に、攪拌翼先端速度を変更する、請
求項1記載のビーズ状重合体の製造方法。
2. The method of producing a beaded polymer according to claim 1, wherein the stirring blade tip speed is changed when the polymerization rate of the vinyl monomer is in the range of 30 to 60 mass%.
【請求項3】 重合途中で攪拌翼先端速度を1.2〜5
倍に変更する、請求項1又は2記載のビーズ状重合体の
製造方法。
3. A stirring blade tip speed of 1.2 to 5 during the polymerization.
The method for producing a beaded polymer according to claim 1 or 2, wherein the doubling is changed.
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