JP2003516427A - 油中水滴型ポリマーエマルジョン及びその製造方法 - Google Patents
油中水滴型ポリマーエマルジョン及びその製造方法Info
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Abstract
Description
膨潤性又は水溶性ポリマー、油中水滴型乳化剤及び場合により湿潤剤を含有する
油中水滴型ポリマーエマルジョンに関する。本発明は、また、該エマルジョンの
製造方法に関する。
によるこれらの製造方法も公知である。この分野に於ける参考特許である文書米
国特許第3,284,393号を参考にすることができる。
2種以上の水溶性エチレン性不飽和モノマーを、任意に水溶液中で、油中水滴型
乳化剤を使用して乳化させ、次いで開始剤の存在下で乳化重合を実施することか
らなる。過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル及び過硫酸カリウムが、遊離基開
始剤として記載されている。これらの過酸化物は、米国特許第3,920,59
9号にも記載されている。
52号には、重合開始剤として、tert−ブチルヒドロペルオキシド、ジメタ
ンスルホニルペルオキシド及び過硫酸アンモニウムが記載されている。
ビスイソブチロニトリルが最も一般的に使用されていることが見出される(米国
特許第4,024,097号、米国特許第4,713,431号、米国特許第4
,419,344号)。
の植物油又は動物油からなる、油中水滴型ポリマーエマルジョンが開示されてい
る。この文書の比較例1には、55℃で、250gの菜種油中の250gのアク
リルアミド50%水溶液を、開始剤として2,2’−アゾビス(イソ酪酸)ジメ
チルの存在下で、乳化剤として市販のソルビタンモノオレアートを使用して重合
することによって、粒状で且つ濾過できない油中水滴型ポリマーエマルジョンが
形成されることが示されている。
ジョンの製造方法を開発した。更に、これによって、重合の間に遭遇する疑塊又
は粒子の形成の問題を減少させるか又は排除することさえ可能になる。この方法
によって、また、高分子量を有するポリマーを製造することが可能になり、この
特性は、フロキュレーションなどのような応用に於けるそれらの効率を高めるた
めに特に有利である。
化剤を使用して乳化させ、次いで乳化重合を実施することからなる本発明の方法
は、重合を、式(I):
9個の炭素原子、好ましくは1〜4個の炭素原子を含有し、ヒドロキシル、C1 〜C6アルコキシ及びハロゲン置換基から選択された1個又は2個以上の置換基
で任意に置換された、直鎖又は分枝鎖のアルキル;C1〜C6アルキル、C1〜
C6アルコキシ、ヒドロキシル及びハロ基から選択された1個又は2個以上の置
換基で任意に置換されたC3〜C12シクロアルキル;1個又は2個以上の、C 1 〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、ヒドロキシル及びハロ基で任意に置
換されたアラルキル;C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、ヒドロキシ
ル及びハロ基から選択された1個又は2個以上の置換基で任意に置換されたアリ
ールからなる群から独立に選択され、R1−R2及びR3−R4の組合せの少な
くとも一つは脂肪族環を形成することができ、R”及びR’は、同一であるか又
は互いに異なり、そして直鎖又は分枝鎖のC1〜C10、好ましくはC1〜C4 脂肪族基からなる群から独立に選択される] によって表される、アゾカルボン酸エステル類に属する1種又は2種以上の開始
剤の存在下で実施することを特徴とする。
の低い融点である。好ましいアゾカルボン酸エステルは、R”及びR’がメチル
又はエチルを表し、R1、R2、R3及びR4が、有利にC1〜C4アルキル基
を表すものである。
ル、即ち、R1、R2、R3及びR4がメチルを表し、そしてR’及びR”がエ
チルを表すものである。DEABは、また、別のアゾカルボン酸エステルとの混
合物として使用することもできる。例えば、50質量%より大きいDEAB含有
量を有する2,2’−アゾビスイソ酪酸ジエチル(DEAB)及び2,2’−ア
ゾビスイソ酪酸ジメチル(DMAB)の混合物、並びに≦10のCOOCH3/
COOC2H5モル比を有するDEAB、DMAB及びアゾビスイソ酪酸2−メ
チル 2’−エチルの混合物を挙げることができる。
を、HClの存在下でアルコールとの反応により転化して、対応するアゾイミノ
エーテル塩酸塩に至る第一工程、及びこのようにして得られた塩酸塩の存在下で
の加水分解の第二工程を含む標準的二工程方法によって製造することができる。
これらは、また、文書DE第2,254,575号、EP第80,275号及び
EP第230,586号に記載されているような改良された方法によって製造す
ることができる。
塩酸と、アルコールがメタノールであるとき>2の、アルコールがエタノール又
はより高級のアルコールであるとき>3のHCl/アゾニトリルモル比で反応さ
せることによって製造することができる。
エチレン性不飽和モノマーの約0.01〜1重量%、好ましくは、0.02〜0
.5重量%を表す。
水不溶性エチレン性不飽和モノマーを含む水溶性モノマーの混合物が好ましい。
チレン性カルボン酸類、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタ
コン酸及び上記カルボン酸の塩、例えば、ナトリウム、カリウム又はアンモニウ
ム塩、アクリル酸及びメタクリル酸とアミノアルコールとのエステル類、例えば
、プロトン化又は第四級化形態のアクリル酸ジメチルアミノエチル、例えば、ア
クリル酸ジメチルアミノエチル塩酸塩、アクリル酸ジメチルアミノエチル硫酸水
素塩又は重硫酸塩、アクリル酸ジメチルアミノエチルメチルクロリド、アクリル
酸ジメチルアミノエチルメチルスルフェート、メタクリル酸ジメチルアミノエチ
ル塩酸塩、メタクリル酸ジメチルアミノエチル硫酸水素塩又は重硫酸塩、メタク
リル酸ジメチルアミノエチルメチルクロリド、メタクリル酸ジメチルアミノエチ
ルメチルスルフェート、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−アルキル(メ
タ)アクリルアミド、メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリ
ド、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、メタクリルアミ
ドプロピルトリメチルアンモニウムメチルスルフェート、アクリルアミドプロピ
ルトリメチルアンモニウムメチルスルフェート、アクリルアミド−及びメタクリ
ルアミドアルキルスルホン酸類及びそれらの塩、例えば、2−アクリルアミド−
2−メチルプロパンスルホン酸、アクリル酸ヒドロキシアルキル類及びメタクリ
ル酸ヒドロキシアルキル類、ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸、N−ビニル
アミド類、例えば、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビ
ニル−N−メチルアセトアミド及びN−ビニル−N−メチルホルムアミド、ジア
リルジメチルアンモニウムクロリド、N−ビニルピロリドン、N−ビニルイミダ
ゾール、N−ビニルイミダゾリン、2−メチル−1−ビニルイミダゾリン、2−
エチル−スルホンメタクリル酸、スチレンホスホン酸並びにスチレンスルホン酸
が含まれる。N−メチロールアクリルアミド及びN−メチロールメタクリルアミ
ド、並びにモノヒドロキシル化C1〜C4アルコールで部分的に又は全体的にエ
ーテル化されたN−メチロール(メタ)アクリルアミドを挙げることもできる。
、イオン電荷は、モノマーについて非イオン性と考えられるように十分に小さい
。
はジメチルアミノエチルメタクリレート又は第四級塩、例えば、エチルトリメチ
ルアンモニウムアクリレートクロリド、エチルトリメチルアンモニウムメタクリ
レートクロリド、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド及び
ジアリルジメチルアンモニウムクロリドである。
アクリルアミドアルキルスルホン酸及びそれらの塩、ビニルホスホン酸、スチレ
ンスルホン酸並びにスチレンホスホン酸である。
に、エチルトリメチルアンモニウムアクリレートクロリド、エチルトリメチルア
ンモニウムメタクリレートクロリド、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモ
ニウムクロリド、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、アクリル酸及びメタ
クリル酸から選択された少なくとも1種のモノマーからなる。
0%〜49%、好ましくは20%〜40%を表す。
子を含有する、液体炭化水素及び置換された液体炭化水素を含む広範囲の有機液
体から選択することができる。例えば、ベンゼン、キシレン、トルエン、鉱油、
ケロセン、重質スピリット(heavy spirits)及びある場合には石油を使用する
ことができる。石油留分、特に商品名「イソパル(Isopar)M」で販売されてい
る分枝鎖イソパラフィン系留分が、特に有利であることが見出された。
親油バランス)値を有するものである。HLB値の定義について、Journal of S
ociety of Cosmetic Chemist、第1巻、第311頁(1950年)に於けるW.C
.Griffinによる論文を参照することができる。
テル、例えば、モノオレアート、ジオレアート、モノステアラート、ジステアラ
ート及びパルミトステアラートが含まれる。これらのエステルは、例えば、モノ
−、ジ−及びポリグリセロール又はエチレングリコール、ジエチレングリコール
、ジプロピレングリコール、1,4−ブタジエンジオール、1,2,4−ブタン
トリオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、ネオペン
チルグリコール及びペンタエリトリトールのようなポリヒドロキシル化アルコー
ルの混合物をエステル化することによって製造することができる。
ルビタンジオレアート、ソルビタントリオレアート、ソルビタンモノステアラー
ト及びソルビタントリステアラートを挙げることができる。
ンニトールモノパルミタート、ペンタエリトリトールの脂肪酸エステル、例えば
、ペンタエリトリトールモノミリスタート、ペンタエリトリトールモノパルミタ
ート及びペンタエリトリトールジパルミタート、ポリエチレングリコールソルビ
タンの脂肪酸エステル、更に特にモノオレアート、ポリエチレングリコールマン
ニトールの脂肪酸エステル、更に特にモノオレアート及びトリオレアート、グル
コースの脂肪酸エステル、例えば、グルコースモノオレアート及びグルコースモ
ノステアラート、トリメチロールプロパンジステアラート、イソプロピルアミド
とオレイン酸との反応の生成物、グリセロールソルビタンの脂肪酸エステル、エ
トキシル化アルキルアミン、ヘキサデシルフタル酸ナトリウム及びデシルフタル
酸ナトリウムも、乳化剤として適しているであろう。
、好ましくは、30〜90℃である。
る。窒素又はアルゴンのような不活性ガスの流れを、装置をパージするために使
用することができる。反応媒体中の酸素の非存在下で、得られるポリマーは再現
性であり、モル質量はより高く、残留するモノマーの含有量はより低いことが見
出された。
工業に於いて、採鉱、採石及びボーリング泥に於いて、石油の補助回収(assist
ed recovery)に於いて並びに飲料水の処理に於いて、凝集剤として使用するこ
とができる。
素 スパン(Span)80:ICI社から入手したソルビタンモノオレアート ツイーン(Tween)61:ICI社から入手したポリエトキシル化ソルビタンモ
ノステアラート(4モルのPEO) AZDN:エルフ・アトケム社(Elf Atochem)により販売されている2,2’
−アゾビスイソブチロニトリル DMAB:2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル DEAB:2,2’−アゾビスイソ酪酸ジエチル EDTA:エチレンジアミン四酢酸。
する。 −イソパルM 218.67g −スパン80 18.60g −ツイーン61 2.20g。
(Ultra-Turrax)ブレンダーを使用して2分間均質化させる。
ミキサー、凝縮器及び窒素を供給した浸漬チューブを取り付けた重合反応器の中
に注ぐ。次いで、このエマルジョンを30分間、窒素散布下で維持し、47℃に
する。次いで、アゾ開始剤(0.15部)を、反応媒体の温度を47℃±2℃に
維持しながら、2時間30分間で導入する。次いで、52.5℃の定常温度を1
時間維持し、続いて80℃の第二定常温度をこれも1時間維持する。次いで、反
応媒体を室温にまで冷却し、10μmのフィルターを通して混合物を濾過するこ
とによって移す。おそらく生成した粒子の量を、オーブン内で24時間40℃で
乾燥した後測定する。粒子の含有量は得られた粒子の量と生成したポリマーの理
論量との比を決定することによって計算する。
離されたポリマーの固有粘度の測定、次いでポリマーを300mLのアセトン中
に入れて粉末を得、これを24時間オーブン内で40℃で乾燥させる。
せる。この溶液を数回再希釈し、対応する動粘度を各回測定する。次いで、固有
粘度を決定する。
使用した以外は、上記のようにして反応を実施する。
Claims (9)
- 【請求項1】 有機相中で、1種又は2種以上のエチレン性不飽和モノマー
を、油中水滴型乳化剤を使用して乳化させ、次いで乳化重合を実施することから
なる油中水滴型ポリマーエマルジョンの製造方法であって、重合を、式(I): 【化1】 [式中、同一であるか又は異なっていてよいR1、R2、R3及びR4は、 1〜9個の炭素原子、好ましくは1〜4個の炭素原子を含有し、ヒドロキシル、
C1〜C6アルコキシ及びハロゲン置換基から選択された1個又は2個以上の置
換基で置換されていてもよい直鎖又は分枝鎖のアルキル; C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、ヒドロキシル及びハロ基から選択
された1個又は2個以上の置換基で置換されていてもよいC3〜C12シクロア
ルキル; 1個又は2個以上の、C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、ヒドロキシ
ル及びハロ基で置換されていてもよいアラルキル; C1〜C6アルキル、C1〜C6アルコキシ、ヒドロキシル及びハロ基から選択
された1個又は2個以上の置換基で置換されていてもよいアリール からなる群から独立に選択され、R1−R2及びR3−R4の組合せの少なくと
も一つは脂肪族環を形成し得、R”及びR’は、同一であるか又は互いに異なり
、そして直鎖又は分枝鎖のC1〜C10、好ましくはC1〜C4脂肪族基からな
る群から独立に選択される] によって表される、アゾカルボン酸エステル類に属する1種又は2種以上の開始
剤の存在下で実施することを特徴とする方法。 - 【請求項2】 アゾカルボン酸エステルが、R”及びR’がメチル又はエチ
ルを表し、R1、R2、R3及びR4が、C1〜C4アルキル基を表すものであ
ることを特徴とする、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 R”及びR’がエチル基を表し、そしてR1、R2、R3及
びR4がメチル基を表すことを特徴とする、請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 開始剤が、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジエチルであること
を特徴とする、請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 2,2’−アゾビスイソ酪酸ジエチルを、式(I)の別のカ
ルボン酸エステルとの混合物として使用することを特徴とする、請求項4記載の
方法。 - 【請求項6】 酸素の非存在下で実施することを特徴とする、請求項1〜5
の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項7】 重合温度が10〜100℃、好ましくは30〜90℃である
ことを特徴とする、請求項1〜6の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項8】 有機相が不活性疎水性液体からなることを特徴とする、請求
項1〜7の何れか1項に記載の方法。 - 【請求項9】 請求項1〜8の何れか1項に記載のようにして得ることがで
きるエマルジョン。
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