JP2005008724A - Method for producing additive-containing polymer particle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、添加剤含有重合体粒子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
重合体粒子に添加剤が含有された添加剤含有重合体粒子は、熱可塑性樹脂フィルムの改質剤などとして有用である。かかる添加剤含有重合体粒子の製造方法として、特許文献1〔特開平11−12327号公報〕には、添加剤を溶解させた溶媒に重合体粒子を浸漬させることで、重合体粒子に添加剤を含浸させる方法が開示されており、得られた添加剤含有重合体粒子は、浸漬後、直ちに濾別により溶媒から取り出されている。
【0003】
しかし、かかる従来の製造方法では、溶媒に溶解させた添加剤のうち、重合体粒子に含浸させうる添加剤の割合が少なく、溶媒に溶解させた添加剤の多くが無駄になってしまうという問題があった。
【0004】
【特許文献1】特開平11−012327号公報
【特許文献2】特開平10−218935号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者は、溶媒に溶解させた添加剤を無駄なく重合体粒子に含浸させて、効率よく添加剤含有重合体を製造できる方法を開発するべく鋭意検討した結果、添加剤として疎水性のものを用い、有機溶媒に、この添加剤が溶解され、重合体粒子が分散された有機溶媒混合物から、有機溶媒を除去するとともに水を添加することとすれば、より多くの添加剤を重合体粒子に容易に含浸させ得ることを見出し、本発明に至った。
【0006】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、有機溶媒に重合体粒子が分散され、疎水性添加剤が溶解された有機溶媒混合物から、有機溶媒を除去しながら水を添加して、疎水性添加剤を重合体粒子に含浸させることを特徴とする添加剤含有重合体粒子の製造方法を提供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法で用いる有機溶媒混合物は、重合体粒子が有機溶媒に分散されたものである。
【0008】
重合体粒子とは粒子状の重合体であり、重合体としては、例えば分子内にラジカル重合可能な二重結合を有するビニル単量体を重合させて得られる重合体が挙げられる。
【0009】
ビニル単量体としては、例えば分子内にラジカル重合可能な二重結合を一つ有するビニル単官能単量体が挙げられる。ビニル単官能単量体としては、例えばメタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチルなどのメタクリル酸系単量体、
アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸2−ヒドロキシエチルなどのアクリル酸系単量体、
スチレン、α−メチルスチレン、エチルスチレンクロロスチレン、ビニルピリジンなどの芳香族ビニル単量体、
メタクリロニトリル、アクリロニトリルなどのアミド系ビニル単量体、
マレイン酸、イタコン酸などのカルボン酸、
無水マレイン酸、無水イタコン酸などのカルボン酸無水物などが挙げられる。かかるビニル単官能単量体はそれぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いられる。
【0010】
重合体は、かかるビニル単官能単量体を単独で用いて重合させることで得られるものであってもよいし、ビニル単官能単量体をビニル多官能単量体と共重合させて得られる共重合体であってもよい。
【0011】
ビニル多官能単量体としては、例えばジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジメタクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、メタクリル酸アリル、アクリル酸アリル、桂皮酸アリル、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメリット酸トリアリル、マレイン酸ジアリル、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いられる。
【0012】
かかる重合体粒子の粒子径は、通常0.1μm〜5mm程度であり、均一に含浸し得る点では1mm以下程度であることが好ましい。かかる重合体粒子は、例えば分散重合法、乳化重合法、懸濁重合法などの方法によって製造されたものをそのまま用いてもよい。また、上記の方法や、キャスト重合法などの方法で得られた重合体を粉砕して得てもよい。重合体を加熱溶融してペレットなどのような粒状に成形して製造してもよい。重合体粒子の形状は、真球状であってもよいし、円柱状であってもよい。また不定形に粉砕された形状であってもよい。
【0013】
有機溶剤としては、重合体粒子を溶解しないものが用いられ、好ましくは重合体粒子を膨潤させうるものが用いられ、重合体粒子の種類に応じて適宜選択して用いられる。かかる有機溶媒として具体的には、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノールなどのアルコール類、
メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブなどのエーテルアルコール類、
アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、
ヘキサン、オクタン、石油エーテル、ベンゼン、トルエンなどの炭化水素類などが挙げられ、それぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いられ、2種以上を組み合わせて用いる場合には通常、それぞれ相互に溶解し得る有機溶媒が用いられる。
【0014】
有機溶媒の使用量は、重合体粒子に対して通常は1質量倍〜100質量程度、好ましくは2質量倍〜30質量倍程度である。
【0015】
かかる有機溶媒混合物は、疎水性添加剤が有機溶媒に溶解されている。疎水性添加剤は、水に対する溶解度よりも有機溶剤に対する溶解度の方が大きな添加剤であり、目的とする物性に応じて適宜選択されて用いられる。例えば重合体粒子に耐熱安定性を付与したい場合には、酸化防止剤、好ましくはフェノール系酸化防止剤が用いられる。重合体粒子を着色したい場合には、染料が用いられる。難燃性を付与したい場合には難燃剤が用いられる。可塑性を付与したい場合には、可塑剤が用いられる。紫外線を吸収させたい場合には、紫外線吸収剤が用いられる。
【0016】
疎水性のフェノール系酸化防止剤としては、例えば1,3,5−トリス[(4−t−ブチル−3−ヒドロキシ−2,6−キシリル)メチル]−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリトール テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、エチレンビス(オキシエチレン)ビス[3−(5−t−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)プロピオネート]、3,3’,3”,5,5’,5”−ヘキサ−t−ブチル−a,a’,a”−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、ヘキサメチレン ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、チオジエチレン ビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,2’−メチレンビス(6−t−ブチル−4−メチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)、4,4’−チオビス(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)、3,9−ビス[2−〔3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニロキシ〕−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5・5]ウンデカン、2−t−ブチル−6−(3−t−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ−t−ペンチルフェニルアクリレートなどが挙げられ、それぞれ単独で、または2種以上を組み合わせて用いられる。なお、重合体粒子に含有させて用いられる添加剤の多くは疎水性添加剤である。
【0017】
疎水性添加剤の使用量は、用いる疎水性添加剤の種類、目的などにより異なるが、重合体粒子100質量部あたり通常は0.001質量部〜30質量部程度であり、例えばフェノール系酸化防止剤の場合は、好ましくは0.01質量部〜1質量部程度である。
【0018】
かかる有機溶媒混合物は、例えば有機溶媒中でビニル単量体を分散重合させる方法によって得られた重合体粒子を含む重合混合物であってもよい。有機溶媒中でビニル単量体を分散重合させるには、例えば有機溶媒としてビニル単量体を溶解し得、重合体粒子は溶解しない有機溶媒を用い、この有機溶媒中でビニル単量体を重合させればよい。
【0019】
有機溶媒としては、有機溶媒混合物において上記したと同様の有機溶媒が挙げられる。
【0020】
重合は、例えば有機溶媒およびビニル単量体を混合し、重合温度まで加熱したのち、重合温度で重合開始剤を添加すればよい。
【0021】
重合開始剤としては、例えばラジカル重合開始剤を用いることができる。ラジカル重合開始剤とは、自ら分解してラジカルを生ずる化合物であって、生じたラジカルによってビニル単量体の重合を開始するものである。
【0022】
かかるラジカル重合開始剤としては、例えばラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシアセテート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジsec−ブチルパーオキシジカーボネートなどの過酸化物系ラジカル重合開始剤、
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)などのアゾ系ラジカル重合開始剤などが通常用いられ、その使用量はビニル単量体100質量部あたり通常1質量部〜5質量部である。
【0023】
重合は通常、分散安定剤の共存下に行われる。分散安定剤は、重合により生成した重合体粒子が有機溶媒中で互いに凝集することを防止するものであり、水の中では重合体粒子を凝集させるものであることが好ましい。かかる分散安定剤は、用いる有機溶媒の種類、ビニル単量体の種類などに応じて適宜選択して用いられ、例えば有機溶媒として炭素数1〜4程度のアルコールを用い、ビニル単量体としてメタクリル酸単量体を主成分として用いる場合には、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メトキシセルロースなどのセルロース誘導体などを用いることができる。
【0024】
重合開始剤は、全量を一時に添加してもよいし、徐々に添加してもよい。重合温度は、用いた有機溶媒の種類、ビニル単量体の種類、重合開始剤の種類や使用量などにより異なるが、通常は50℃〜100℃程度である。ビニル単量体は、水の共存下に重合させてもよい。
【0025】
かくしてビニル単量体が重合して重合体が得られるが、生成した重合体は、有機溶媒に溶解しないので、粒子状となって有機溶媒中に分散する。ビニル単量体は全量(100質量%)が重合していてもよいが、実用的には、その70質量%以上、好ましくは90質量%以上が重合していればよい。
【0026】
かくして有機溶媒中でビニル単量体が重合して重合体粒子が生成し、スラリー状の重合混合物を得ることができる。得られた重合混合物は、そのまま疎水性添加剤を添加して、本発明の製造方法に用いる混合物とすることができる。また、分散重合に際して、有機溶媒およびビニル単量体と共に疎水性添加剤を含有させもよい。疎水性添加剤を含有させて分散重合させることで、重合後の重合混合物として、本発明の製造方法で用いる有機溶媒混合物を得ることができる。
【0027】
本発明で用いる有機溶媒混合物は、別途に重合して得た重合体粒子を疎水性添加剤と共に有機溶媒と混合する方法によっても得ることができる。
【0028】
本発明の製造方法では、かかる有機溶媒混合物から有機溶媒を除去しながら水を添加する。加熱により揮発しうる有機溶媒を用いた場合には、加熱しながら水を添加すればよい。有機溶媒として水と共沸し得る有機溶媒を用いた場合には、有機溶媒単独の沸点よりも低い共沸温度で有機溶媒を揮発させることができるので、有機溶媒をより容易に除去できて好ましい。
【0029】
加熱と水の添加とを同時に行い得る点で、特許文献2〔特開平10−218935号公報〕に記載されるように、加熱水蒸気(スチーム)を混合物に吹き込んでもよい。加熱水蒸気を吹き込むことで、有機溶媒混合物に水蒸気として水が添加されると同時に、有機溶媒は、加熱されて揮発するか、有機溶媒として水と共沸し得るものを用いた場合には水と共沸して、除去される。
【0030】
かくして有機溶媒を除去しながら水を添加することで、より多くの疎水性添加剤は重合体粒子に含浸されて、目的の添加剤含有重合体粒子が生成する。有機溶剤は、全量(100質量%)が除去されてもよいが、実用的には90質量%以上、好ましくは95質量%以上が除去されれば、疎水性添加剤を重合体粒子に十分に含浸させることができる。
【0031】
有機溶媒を除去しつつ、水を添加した後の混合物から、目的の添加剤含有重合体粒子を取り出すには、通常と同様に固液分離をすればよい。具体的には、自然濾過、遠心濾過、加圧濾過などの濾過法、デカンター、サイクロンなどを用いた遠心沈降法などの方法で固液分離して、目的の添加剤含有重合体粒子を得ることができる。得られた添加剤含有重合体粒子には水分が残っていることもあるが、かかる水分は、通常の加熱乾燥、真空乾燥、風乾などの方法で除去してもよい。また、若干の水分、例えば添加剤含有樹脂粒子に対して5質量%以上の水分を残したままであってもよく、重合体粒子の粒子径が小さい場合に、舞い上がることを防止し得る点で好ましい。
【0032】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、より多くの量の添加剤を重合体粒子に容易に含浸させて、添加剤含有重合体粒子を製造することができる。
【0033】
【実施例】
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例によって限定されるものではない。
【0034】
なお、以下の実施例における各物性値は以下の方法で測定した。
(1)重量平均粒子径
光回折散乱粒径測定機〔リーズ・アンド・ノースラップ社製、「マイクロトラックFRA」〕を用いて測定した。
(2)耐熱温度
示差熱熱重量同時測定装置〔セイコー・インスツルメンツ社製、「TG/DTA6300」〕を用い空気流量200mL/分(大気圧)にて50℃から20℃/分の昇温速度で500℃まで昇温し、昇温前の質量に対して95%の質量となった温度を測定して、この温度を耐熱温度とした。この温度が高いほど、より多くのフェノール系酸化防止剤が重合体粒子に含浸されていることを示す。
【0035】
実施例1
室温で、攪拌翼付ガラスフラスコにメタクリル酸メチル92質量部およびメタクリル酸アリル8質量部を仕込み、攪拌しながらヒドロキシプロピルセルロース6質量部を加え、次いでメタノール693質量部を加えた。その後も攪拌を続け、ヒドロキシプロピルセルロースがメタノールに完全に溶解したのちに、攪拌しながらイオン交換水203質量部を加えた。その後、窒素気流下に攪拌しながら、55℃に昇温した。55℃に達した時点で、t−ブチルパーオキシネオデカノエートの溶液〔「トリゴノックス23C−70」、化薬アクゾ(株)製、純度70質量%〕2.9質量部をメタノール5質量部に予め溶解させた溶液を添加した。その後も同温度で4時間、攪拌を続けて重合させた。重合後の重合混合物は、重量平均粒子径2.4μmの重合体粒子を含むスラリー状であった。
【0036】
上記で重合混合物130質量部を別の攪拌翼付ガラスフラスコに仕込み、フェノール系酸化防止剤〔1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン〕0.065質量部をメタノール10質量部に予め溶解させた溶液を添加した。その後、攪拌下、オイルバスで加熱しながら、揮発してきたメタノールおよび水の混合物をコンデンサーで回収しつつ、ガラスフラスコ内の液面が一定となるようにイオン交換水を添加した。その間、液温は徐々に上昇し、加熱開始後、6時間経過したときには94℃に達していた。この時点で、加熱を止め、冷却して、スラリー状の混合物を得た。得られた混合物では、重合体粒子は凝集していた。
【0037】
この混合物を濾紙(定性濾紙No.5)を用いて濾過し、濾過残渣を風乾して添加剤含有重合体粒子を得た。得られた添加剤含有樹脂粒子の耐熱温度は301℃であった。
【0038】
比較例1
添加剤を加えない以外は実施例1と同様に操作して、重合体粒子を得た。得られた重合体粒子の耐熱温度は244℃であった。
【0039】
比較例2
実施例1と同様に操作して得た重合混合物を攪拌翼付ガラスフラスコに仕込んだ後、攪拌下、オイルバスで加熱しながら、揮発してきたメタノールおよび水の混合物をコンデンサーで回収しつつ、ガラスフラスコ内の液面が一定となるようにイオン交換水を添加した。その間、液温は徐々に上昇し、加熱開始後、6時間経過したときには94℃に達していて、内容物は重合体粒子と水との混合物であり、スラリー状であった。この時点で、加熱を止めた。この混合物に添加剤〔1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン〕0.065質量部をメタノール10質量部に予め溶解させた溶液を添加し、90℃で1時間攪拌した。その後、実施例1と同様にして濾過することで水を除去して、添加剤含有重合体粒子を得た。得られた重合体粒子の耐熱温度は270℃であった。[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a method for producing additive-containing polymer particles.
[0002]
[Prior art]
The additive-containing polymer particles in which an additive is contained in the polymer particles are useful as a modifier for a thermoplastic resin film. As a method for producing such additive-containing polymer particles, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-12327) discloses that an additive is added to polymer particles by immersing the polymer particles in a solvent in which the additive is dissolved. The additive-containing polymer particles obtained are taken out of the solvent by filtration immediately after immersion.
[0003]
However, in such a conventional manufacturing method, the ratio of the additive that can be impregnated into the polymer particles out of the additive dissolved in the solvent is small, and many of the additives dissolved in the solvent are wasted. was there.
[0004]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-012327 [Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-218935
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, as a result of intensive investigations to develop a method for efficiently producing an additive-containing polymer by impregnating polymer particles without waste with an additive dissolved in a solvent, the present inventors have found that a hydrophobic as an additive. If the organic solvent is removed and water is added from the organic solvent mixture in which the additive is dissolved in the organic solvent and the polymer particles are dispersed, more additive is added to the polymer. The inventors have found that the particles can be easily impregnated and have reached the present invention.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, in the present invention, polymer particles are dispersed in an organic solvent, and water is added while removing the organic solvent from the organic solvent mixture in which the hydrophobic additive is dissolved, and the hydrophobic additive is impregnated into the polymer particles. The present invention provides a method for producing additive-containing polymer particles.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The organic solvent mixture used in the production method of the present invention is one in which polymer particles are dispersed in an organic solvent.
[0008]
The polymer particles are particulate polymers, and examples of the polymer include a polymer obtained by polymerizing a vinyl monomer having a double bond capable of radical polymerization in the molecule.
[0009]
Examples of the vinyl monomer include a vinyl monofunctional monomer having one double bond capable of radical polymerization in the molecule. Examples of the vinyl monofunctional monomer include methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, and methacrylic acid 2 -Methacrylate monomers such as ethylhexyl, stearyl methacrylate, glycidyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate,
Acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, glycidyl acrylate Acrylic acid monomers such as 2-hydroxyethyl acrylate,
Aromatic vinyl monomers such as styrene, α-methylstyrene, ethylstyrene chlorostyrene, vinylpyridine,
Amido vinyl monomers such as methacrylonitrile and acrylonitrile,
Carboxylic acids such as maleic acid and itaconic acid,
Examples thereof include carboxylic acid anhydrides such as maleic anhydride and itaconic anhydride. Such vinyl monofunctional monomers may be used alone or in combination of two or more.
[0010]
The polymer may be obtained by polymerizing such a vinyl monofunctional monomer alone, or obtained by copolymerizing a vinyl monofunctional monomer with a vinyl polyfunctional monomer. A copolymer may also be used.
[0011]
Examples of vinyl polyfunctional monomers include divinylbenzene, trivinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate, propylene glycol dimethacrylate, propylene glycol diacrylate, and polypropylene glycol diacrylate. Methacrylate, polypropylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, allyl methacrylate, allyl acrylate, allyl cinnamate, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylol Triaryl melitrate, diallyl maleate, pentaerythritol tetramethac Rate, include pentaerythritol tetraacrylate, and these are used alone or in combination of two or more, respectively.
[0012]
The particle diameter of such polymer particles is usually about 0.1 μm to 5 mm, and is preferably about 1 mm or less in terms of uniform impregnation. As such polymer particles, those produced by, for example, a dispersion polymerization method, an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method or the like may be used as they are. Moreover, you may grind | pulverize and obtain the polymer obtained by methods, such as said method and cast polymerization method. The polymer may be produced by heating and melting and molding the polymer into granules such as pellets. The shape of the polymer particles may be true spherical or cylindrical. Moreover, the shape grind | pulverized to the irregular shape may be sufficient.
[0013]
As the organic solvent, those that do not dissolve the polymer particles are used, preferably those that can swell the polymer particles, and are appropriately selected according to the type of the polymer particles. Specific examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, and t-butanol,
Ether alcohols such as methyl cellosolve, cellosolve, butyl cellosolve,
Ketones such as acetone and methyl ethyl ketone,
Examples include hydrocarbons such as hexane, octane, petroleum ether, benzene, and toluene. Each is used alone or in combination of two or more. When two or more are used in combination, they are usually soluble in each other. Possible organic solvents are used.
[0014]
The amount of the organic solvent used is usually about 1 to 100 times, preferably about 2 to 30 times the polymer particles.
[0015]
In such an organic solvent mixture, the hydrophobic additive is dissolved in the organic solvent. The hydrophobic additive is an additive having a greater solubility in an organic solvent than in water, and is appropriately selected and used depending on the intended physical properties. For example, when it is desired to impart heat resistance stability to the polymer particles, an antioxidant, preferably a phenolic antioxidant is used. When it is desired to color the polymer particles, a dye is used. A flame retardant is used when imparting flame retardancy. When it is desired to impart plasticity, a plasticizer is used. When it is desired to absorb ultraviolet rays, an ultraviolet absorber is used.
[0016]
Examples of the hydrophobic phenolic antioxidant include 1,3,5-tris [(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-xylyl) methyl] -1,3,5-triazine-2, 4,6 (1H, 3H, 5H) -trione, 1,3,5-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) -1,3,5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -trione, octadecyl-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4 -Hydroxyphenyl) propionate], ethylenebis (oxyethylene) bis [3- (5-tert-butyl-4-hydroxy-m-tolyl) propionate], 3,3 ', 3 ", 5,5', 5" -Hexa-t-bu Ru-a, a ', a "-(mesitylene-2,4,6-triyl) tri-p-cresol, hexamethylene bis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate Thiodiethylene bis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,2′-methylene bis (6-t -Butyl-4-methylphenol), 4,4'-butylidenebis (6-tert-butyl-3-methylphenol), 4,4'-thiobis (6-tert-butyl-3-methylphenol), 3,9 -Bis [2- [3- (3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy] -1,1-dimethylethyl] -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5・ 5] Eun Can, 2-t-butyl-6- (3-t-butyl-2-hydroxy-5-methylbenzyl) -4-methylphenyl acrylate, 2- [1- (2-hydroxy-3,5-di-t -Pentylphenyl) ethyl] -4,6-di-t-pentylphenyl acrylate, etc., each of which is used alone or in combination of two or more, and used as an additive in polymer particles. Many of these are hydrophobic additives.
[0017]
The amount of the hydrophobic additive used varies depending on the type and purpose of the hydrophobic additive used, but is usually about 0.001 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of the polymer particles. In the case of an agent, it is preferably about 0.01 to 1 part by mass.
[0018]
Such an organic solvent mixture may be, for example, a polymerization mixture containing polymer particles obtained by a dispersion polymerization method of a vinyl monomer in an organic solvent. In order to disperse and polymerize a vinyl monomer in an organic solvent, for example, the vinyl monomer can be dissolved as an organic solvent, and an organic solvent that does not dissolve the polymer particles is used, and the vinyl monomer is polymerized in the organic solvent. You can do it.
[0019]
Examples of the organic solvent include the same organic solvents as described above in the organic solvent mixture.
[0020]
For polymerization, for example, an organic solvent and a vinyl monomer are mixed, heated to the polymerization temperature, and then a polymerization initiator is added at the polymerization temperature.
[0021]
As the polymerization initiator, for example, a radical polymerization initiator can be used. A radical polymerization initiator is a compound that decomposes itself to generate radicals, and initiates polymerization of a vinyl monomer by the generated radicals.
[0022]
Examples of such radical polymerization initiators include lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butyl peroxy 2-ethylhexanoate, t-butyl peroxyisobutyrate, and t-butyl peroxide. Peroxide radical polymerization such as oxyneodecanoate, t-butyl peroxypivalate, t-butyl peroxybenzoate, t-butyl peroxyacetate, diisopropyl peroxydicarbonate, disec-butyl peroxydicarbonate Initiator,
Azo radical polymerization initiators such as 2,2′-azobisisobutyronitrile and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) are usually used, and the amount used is 100% of vinyl monomer. The amount is usually 1 part by mass to 5 parts by mass per part by mass.
[0023]
The polymerization is usually performed in the presence of a dispersion stabilizer. The dispersion stabilizer is to prevent the polymer particles produced by polymerization from aggregating with each other in an organic solvent, and is preferably one that aggregates the polymer particles in water. Such a dispersion stabilizer is appropriately selected and used according to the type of organic solvent to be used, the type of vinyl monomer, and the like. For example, an alcohol having about 1 to 4 carbon atoms is used as the organic solvent, and methacryl is used as the vinyl monomer. When an acid monomer is used as a main component, cellulose derivatives such as hydroxypropyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and methoxy cellulose can be used.
[0024]
The polymerization initiator may be added all at once or may be gradually added. The polymerization temperature varies depending on the type of organic solvent used, the type of vinyl monomer, the type and amount of polymerization initiator used, and is usually about 50 ° C to 100 ° C. The vinyl monomer may be polymerized in the presence of water.
[0025]
Thus, the vinyl monomer is polymerized to obtain a polymer, but the produced polymer is not dissolved in the organic solvent, and thus becomes particulate and dispersed in the organic solvent. The total amount (100% by mass) of the vinyl monomer may be polymerized, but practically, 70% by mass or more, preferably 90% by mass or more of the vinyl monomer may be polymerized.
[0026]
Thus, the vinyl monomer is polymerized in an organic solvent to produce polymer particles, and a slurry-like polymerization mixture can be obtained. The obtained polymerization mixture can be used as it is in the production method of the present invention by adding a hydrophobic additive as it is. Further, in the dispersion polymerization, a hydrophobic additive may be contained together with the organic solvent and the vinyl monomer. By carrying out dispersion polymerization by containing a hydrophobic additive, an organic solvent mixture used in the production method of the present invention can be obtained as a polymerization mixture after polymerization.
[0027]
The organic solvent mixture used in the present invention can also be obtained by a method in which polymer particles obtained by polymerizing separately are mixed with an organic solvent together with a hydrophobic additive.
[0028]
In the production method of the present invention, water is added while removing the organic solvent from the organic solvent mixture. When an organic solvent that can be volatilized by heating is used, water may be added while heating. When an organic solvent that can be azeotroped with water is used as the organic solvent, the organic solvent can be volatilized at an azeotropic temperature lower than the boiling point of the organic solvent alone, which is preferable because the organic solvent can be removed more easily. .
[0029]
Heat steam (steam) may be blown into the mixture as described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-218935) in that heating and addition of water can be performed simultaneously. By blowing heated steam, water is added to the organic solvent mixture as water vapor, and at the same time, the organic solvent is heated and volatilized, or when an organic solvent that can be azeotroped with water is used. Azeotropically removed.
[0030]
Thus, by adding water while removing the organic solvent, more hydrophobic additive is impregnated in the polymer particles, and the target additive-containing polymer particles are produced. The organic solvent may be removed entirely (100% by mass), but if practically 90% by mass or more, preferably 95% by mass or more is removed, the hydrophobic additive is sufficiently added to the polymer particles. Can be impregnated.
[0031]
To remove the target additive-containing polymer particles from the mixture after adding water while removing the organic solvent, solid-liquid separation may be performed as usual. Specifically, the desired additive-containing polymer particles are obtained by solid-liquid separation by a filtration method such as natural filtration, centrifugal filtration, pressure filtration, or centrifugal sedimentation using a decanter, cyclone, or the like. Can do. Although moisture may remain in the obtained additive-containing polymer particles, such moisture may be removed by a method such as normal heat drying, vacuum drying, or air drying. Further, some moisture, for example, 5% by mass or more of moisture may be left with respect to the additive-containing resin particles, which is preferable in that it can be prevented from rising when the particle size of the polymer particles is small. .
[0032]
【The invention's effect】
According to the production method of the present invention, a polymer particle can be easily impregnated with a larger amount of an additive to produce an additive-containing polymer particle.
[0033]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by this Example.
[0034]
In addition, each physical property value in the following examples was measured by the following method.
(1) Weight average particle diameter Measurement was performed using a light diffraction / scattering particle diameter measuring instrument (“Microtrack FRA” manufactured by Leeds & Northrup Co., Ltd.)
(2) Heat resistance differential thermal thermogravimetric simultaneous measurement device (“TG / DTA6300” manufactured by Seiko Instruments Inc.) at an air flow rate of 200 mL / min (atmospheric pressure) at a rate of temperature increase from 50 ° C. to 20 ° C./min. The temperature was raised to 500 ° C., the temperature at which the mass was 95% of the mass before the temperature elevation was measured, and this temperature was defined as the heat resistant temperature. Higher temperature indicates that more phenolic antioxidant is impregnated into the polymer particles.
[0035]
Example 1
At room temperature, 92 parts by mass of methyl methacrylate and 8 parts by mass of allyl methacrylate were charged into a glass flask equipped with a stirring blade, 6 parts by mass of hydroxypropylcellulose was added with stirring, and then 693 parts by mass of methanol was added. Stirring was continued thereafter, and after hydroxypropylcellulose was completely dissolved in methanol, 203 parts by mass of ion-exchanged water was added with stirring. Then, it heated up to 55 degreeC, stirring under nitrogen stream. When the temperature reached 55 ° C., 2.9 parts by mass of t-butyl peroxyneodecanoate solution [“Trigonox 23C-70”, Kayaku Akzo Co., Ltd., purity 70% by mass] 5 parts by mass of methanol The solution previously dissolved in was added. Thereafter, the polymerization was continued with stirring at the same temperature for 4 hours. The polymerization mixture after polymerization was in the form of a slurry containing polymer particles having a weight average particle diameter of 2.4 μm.
[0036]
In the above, 130 parts by mass of the polymerization mixture was charged into another glass flask equipped with a stirring blade, and a phenolic antioxidant [1,3,5-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) -1, 3,5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -trione] A solution prepared by previously dissolving 0.065 parts by mass in 10 parts by mass of methanol was added. Thereafter, ion-exchanged water was added so that the liquid level in the glass flask was kept constant while collecting the vaporized methanol and water mixture with a condenser while heating in an oil bath under stirring. In the meantime, the liquid temperature gradually increased and reached 94 ° C. when 6 hours had elapsed after the start of heating. At this point, heating was stopped and the mixture was cooled to obtain a slurry mixture. In the obtained mixture, the polymer particles were agglomerated.
[0037]
This mixture was filtered using filter paper (qualitative filter paper No. 5), and the filter residue was air-dried to obtain additive-containing polymer particles. The heat resistance temperature of the resulting additive-containing resin particles was 301 ° C.
[0038]
Comparative Example 1
Polymer particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the additive was not added. The heat resistance temperature of the obtained polymer particles was 244 ° C.
[0039]
Comparative Example 2
A polymer mixture obtained by operating in the same manner as in Example 1 was charged into a glass flask equipped with a stirring blade, and heated with an oil bath while stirring. Ion exchange water was added so that the liquid level in the flask was constant. During that time, the liquid temperature gradually increased and reached 94 ° C. when 6 hours had passed after the start of heating, and the content was a mixture of polymer particles and water, and was in the form of a slurry. At this point, heating was stopped. To this mixture, an additive [1,3,5-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) -1,3,5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -Trione] A solution prepared by dissolving 0.065 parts by mass in 10 parts by mass of methanol was added and stirred at 90 ° C for 1 hour. Thereafter, water was removed by filtration in the same manner as in Example 1 to obtain additive-containing polymer particles. The heat resistance temperature of the obtained polymer particles was 270 ° C.
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