JP2005097468A - Method for producing aqueous emulsion containing ethylene-vinyl ester copolymer - Google Patents

Method for producing aqueous emulsion containing ethylene-vinyl ester copolymer Download PDF

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Tomoaki Sada
智昭 佐田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an aqueous emulsion containing an ethylene-vinyl ester copolymer, with reduced discoloration, enabling a persulfate to be used as an oxidizing agent even in the case of using an erythorbic acid compound and/or ascorbic acid compound as reducing agent for a redox polymerization initiator and a transition metal salt. <P>SOLUTION: The method for producing the aqueous emulsion containing the ethylene-vinyl ester copolymer comprises using the erythorbic acid compound and/or ascorbic acid compound as the reducing agent for the redox polymerization initiator in the presence of the transition metal salt and using the persulfate as the oxidizing agent for the redox polymerization initiator and also mixing hydrogen peroxide into the system during and/or after the polymerization reaction. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、エチレンと、酢酸ビニルなどのビニルエステル類とを乳化重合して得られる共重合体を含有する水性エマルジョンの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an aqueous emulsion containing a copolymer obtained by emulsion polymerization of ethylene and vinyl esters such as vinyl acetate.

従来、エチレンと、酢酸ビニルなどのビニルエステル類とを乳化重合して得られる共重合体を含有する水性エマルジョンは、各種接着剤、バインダーなどに汎用されている。
最近、本発明者は、得られた水性エマルジョンからシックハウス症候群の主原因とされるホルマリンが発生しない水性エマルジョンの新しい製造方法を提案した(特許文献1)。具体的には、遷移金属塩の共存下、レドックス系重合開始剤の還元剤として、エリソルビン酸類及び/又はアスコルビン酸類を用い、レドックス系重合開始剤の酸化剤として過酸化水素を用いて乳化重合する方法である。また、同文献には、酸化剤として過酸化水素に代えて過硫酸ナトリウムを使用すると、得られる水性エマルジョンが着色してしまうことも報告されている。
Conventionally, aqueous emulsions containing copolymers obtained by emulsion polymerization of ethylene and vinyl esters such as vinyl acetate have been widely used for various adhesives, binders and the like.
Recently, the present inventor has proposed a new method for producing an aqueous emulsion in which formalin, which is the main cause of sick house syndrome, does not occur from the obtained aqueous emulsion (Patent Document 1). Specifically, in the presence of a transition metal salt, emulsion polymerization is performed using erythorbic acid and / or ascorbic acid as a reducing agent for a redox polymerization initiator and hydrogen peroxide as an oxidizing agent for a redox polymerization initiator. Is the method. Further, the same document reports that the aqueous emulsion obtained is colored when sodium persulfate is used instead of hydrogen peroxide as an oxidizing agent.

特開2001−163910号公報(特許請求の範囲)JP 2001-163910 A (Claims)

ところで、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩を重合開始剤として用いると、過硫酸塩に由来する官能基(過硫酸基)がエチレン−ビニルエステル類共重合体の末端に反応して、水性媒体中に該共重合体が一層、安定に存在することから、乳化重合の酸化剤として過硫酸塩を用いることが望まれていた。しかしながら、特許文献1から、得られる水性エマルジョンが着色してしまうことが懸念された。
本発明の目的は、遷移金属塩の共存下、レドックス系重合開始剤の還元剤としてエリソルビン酸類及び/又はアスコルビン酸類を用いる場合にも、酸化剤として過硫酸塩を用いることができ、しかも、着色の低減されたエチレン−ビニルエステル類共重合体を含有する水性エマルジョンを製造する方法を提供することである。
By the way, when a persulfate such as sodium persulfate or ammonium persulfate is used as a polymerization initiator, a functional group derived from the persulfate (persulfate group) reacts with the end of the ethylene-vinyl ester copolymer, Since the copolymer is more stably present in the aqueous medium, it has been desired to use a persulfate as an oxidizing agent for emulsion polymerization. However, from Patent Document 1, there was a concern that the resulting aqueous emulsion would be colored.
The object of the present invention is to use persulfate as an oxidizing agent even when erythorbic acid and / or ascorbic acid is used as a reducing agent of a redox polymerization initiator in the presence of a transition metal salt, and coloring. It is to provide a method for producing an aqueous emulsion containing a reduced ethylene-vinyl ester copolymer.

本発明は、エチレン−ビニルエステル類共重合体を含む水性エマルジョンを製造するにあたり、遷移金属塩の共存下、レドックス系重合開始剤の還元剤として、エリソルビン酸類及び/又はアスコルビン酸類を用い、レドックス系重合開始剤の酸化剤として過硫酸塩を用い、さらに、重合反応中及び/又は重合反応後に過酸化水素を混合させることを特徴とするエチレン−ビニルエステル類共重合体を含む水性エマルジョンの製造方法である。   The present invention uses an erythorbic acid and / or ascorbic acid as a reducing agent for a redox polymerization initiator in the presence of a transition metal salt in the production of an aqueous emulsion containing an ethylene-vinyl ester copolymer. A method for producing an aqueous emulsion containing an ethylene-vinyl ester copolymer, wherein persulfate is used as an oxidant for a polymerization initiator, and hydrogen peroxide is further mixed during and / or after the polymerization reaction It is.

遷移金属塩の共存下、レドックス系重合開始剤の還元剤として、エリソルビン酸類及び/又はアスコルビン酸類を用いるエチレン−ビニルエステル類共重合体を含有する水性エマルジョンの製造方法であっても、酸化剤として過硫酸塩を用いることができ、しかも、着色の低減された水性エマルジョンを得ることができる。
そして、得られた水性エマルジョンは、一層、水性媒体中に安定に存在し得る。また、本発明の製造方法は、反応性に優れることから、例えば、(メタ)アクリル酸類などのビニルエステル類とは異なるオレフィン性二重結合を含有する単量体を用いる共重合体を含有する水性エマルジョンの製造に好適に用いられる。
In the presence of a transition metal salt, as a reducing agent of a redox polymerization initiator, as an oxidizing agent, even if it is a method for producing an aqueous emulsion containing an ethylene-vinyl ester copolymer using erythorbic acid and / or ascorbic acid as a reducing agent A persulfate can be used, and an aqueous emulsion with reduced coloring can be obtained.
And the obtained aqueous | water-based emulsion can exist stably in an aqueous medium further. Moreover, since the manufacturing method of this invention is excellent in reactivity, it contains the copolymer using the monomer containing the olefinic double bond different from vinyl esters, such as (meth) acrylic acid, for example. It is suitably used for the production of an aqueous emulsion.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、エチレンとビニルエステル類などを乳化重合することによって得られるエチレン−ビニルエステル類共重合体を含有する水性エマルジョンの製造方法である。
ここで、ビニルエステル類としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、イソノナン酸ビニル、バーサチック酸ビニルなどが挙げられる。中でも酢酸ビニル、バーサチック酸ビニルが好ましく、とりわけ、酢酸ビニルが好適である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention is a method for producing an aqueous emulsion containing an ethylene-vinyl ester copolymer obtained by emulsion polymerization of ethylene and vinyl esters.
Here, examples of vinyl esters include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl pivalate, vinyl laurate, vinyl isononanoate, vinyl versatate, and the like. Of these, vinyl acetate and vinyl versatate are preferable, and vinyl acetate is particularly preferable.

エチレン−ビニルエステル類共重合体としては、該共重合体100重量部に対し、通常、エチレンに由来する構造単位を5〜70重量部程度、好ましくは、10〜60重量部含有し、ビニルエステル類に由来する構造単位を30〜95重量部程度、好ましくは40〜90重量部程度含有する共重合体である。
なお、エチレン−酢酸ビニル系共重合体100重量部に対し、エチレンに由来する構造単位が35重量部以上である水性エマルジョン(A)は、特開2002−322216号公報に記載の方法で得ることができる。
The ethylene-vinyl ester copolymer usually contains about 5 to 70 parts by weight, preferably 10 to 60 parts by weight of a structural unit derived from ethylene with respect to 100 parts by weight of the copolymer. It is a copolymer containing about 30 to 95 parts by weight, preferably about 40 to 90 parts by weight, of a structural unit derived from a kind.
The aqueous emulsion (A) in which the structural unit derived from ethylene is 35 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the ethylene-vinyl acetate copolymer is obtained by the method described in JP-A-2002-322216. Can do.

また、本発明の製造方法は、反応性に優れることから、該共重合体は、エチレンに由来する構造単位及びビニルエステル類に由来する構造単位に加え、さらに、オレフィン性二重結合を含有する単量体を約50重量部以下含有させる場合、好ましい製造方法である。
ここで、オレフィン性二重結合を含有する単量体とは、ビニルエステル類とは異なるオレフィン性二重結合を含有する単量体であり、例えば、エステル基を含有しないビニル化合物、α,β−不飽和カルボン酸類、アクリルアミド類、アリル基含有化合物、ジエン系化合物などが挙げられる。
エステル基を含有しないビニル化合物としては、例えば、塩化ビニル、臭化ビニル、スチレン、スルホン酸ビニルなどが挙げられる。
α,β−不飽和カルボン酸類としては、例えば、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸などのα,β−不飽和カルボン酸;α,β−不飽和カルボン酸の塩;マレイン酸エステル、クロトン酸エステル、イタコン酸エステルなどが挙げられる。
アクリルアミド類としては、例えば、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルフタレートなどが挙げられ、アリル基含有化合物としては、例えば、スルホン酸アリル、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルフタレートなどが挙げられる。
ジエン系化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、クロロプレンなどが挙げられる。
オレフィン性二重結合を含有する単量体としては、中でも、α,β−不飽和カルボン酸類、エステル基を含有しないビニル化合物が好ましく、とりわけ、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレンが好適である。
Further, since the production method of the present invention is excellent in reactivity, the copolymer further contains an olefinic double bond in addition to the structural unit derived from ethylene and the structural unit derived from vinyl esters. When about 50 parts by weight or less of monomer is contained, this is a preferred production method.
Here, the monomer containing an olefinic double bond is a monomer containing an olefinic double bond different from vinyl esters, for example, a vinyl compound not containing an ester group, α, β -Unsaturated carboxylic acids, acrylamides, allyl group-containing compounds, diene compounds, and the like.
Examples of the vinyl compound not containing an ester group include vinyl chloride, vinyl bromide, styrene, vinyl sulfonate, and the like.
Examples of α, β-unsaturated carboxylic acids include 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, (Meth) acrylic acid esters such as glycidyl (meth) acrylate; α, β-unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, crotonic acid, maleic acid and itaconic acid; salts of α, β-unsaturated carboxylic acids; Maleic acid ester, crotonic acid ester, itaconic acid ester and the like can be mentioned.
Examples of acrylamides include triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, and diallyl phthalate. Examples of allyl group-containing compounds include allyl sulfonate, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, and diallyl phthalate. Is mentioned.
Examples of the diene compound include butadiene, isoprene, chloroprene and the like.
As the monomer containing an olefinic double bond, among them, α, β-unsaturated carboxylic acids and vinyl compounds not containing an ester group are preferable, and in particular, (meth) acrylic acid ester, (meth) acrylic acid, Styrene is preferred.

本発明に用いられる遷移金属塩としては、例えば鉄、銅、コバルト、チタン、ニッケル、クロム、亜鉛、マンガン、バナジュウム、モリブデン、セリウム等の塩化物、硫酸塩等が挙げられる。なかでも塩化第一鉄、硫酸第一鉄、硫酸銅等が好ましく使用される。遷移金属塩は、エリソルビン酸類及び/又はアスコルビン酸類の1重量部に対して、通常0.001〜0.05重量部程度使用される。0.001重量部以上であると、乳化重合が促進される傾向にあることから好ましく、また0.05重量部以下であると生成した水性エマルジョン(B)の着色が低減される傾向にあることから好ましい。
ここで、エリソルビン酸類及び/又はアスコルビン酸類の1重量部に対し、0.01重量部とは、エリソルビン酸類のみが1重量部に対して0.01重量部、アスコルビン酸類のみが1重量部に対して0.01重量部、エリソルビン酸類及びアスコルビン酸類の合計1重量部に対し0.01重量部のいずれかの意味を表す。以下、上記表現は同様なことを意味する。
Examples of the transition metal salt used in the present invention include chlorides such as iron, copper, cobalt, titanium, nickel, chromium, zinc, manganese, vanadium, molybdenum, cerium, sulfates, and the like. Of these, ferrous chloride, ferrous sulfate, copper sulfate and the like are preferably used. The transition metal salt is usually used in an amount of about 0.001 to 0.05 parts by weight with respect to 1 part by weight of erythorbic acid and / or ascorbic acid. The amount of 0.001 part by weight or more is preferable because emulsion polymerization tends to be promoted, and the amount of 0.05 part by weight or less is preferable because coloring of the produced aqueous emulsion (B) tends to be reduced.
Here, with respect to 1 part by weight of erythorbic acid and / or ascorbic acid, 0.01 part by weight means 0.01 part by weight for only 1 part by weight of erythorbic acid, and 0.01 part by weight for only 1 part by weight of ascorbic acid In addition, it means any one of 0.01 parts by weight with respect to 1 part by weight in total of erythorbic acids and ascorbic acids. Hereinafter, the above expressions mean the same thing.

本発明に用いられるレドックス系重合開始剤の還元剤は、エリソルビン酸類及び/又はアスコルビン酸類である。
還元剤としては、例えばエリソルビン酸、アスコルビン酸の他に、これらのナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩が挙げられる。なかでもナトリウム塩が好ましく、とりわけエリソルビン酸ナトリウムが好ましく使用される。
The reducing agent of the redox polymerization initiator used in the present invention is erythorbic acid and / or ascorbic acid.
Examples of the reducing agent include alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts in addition to erythorbic acid and ascorbic acid. Of these, sodium salts are preferable, and sodium erythorbate is particularly preferably used.

エリソルビン酸類及び/又はアスコルビン酸類は、ビニルエステル類100重量部に対して、通常0.02〜1重量部使用される。0.02重量部以上であると、反応が促進される傾向があり、1重量部以下であると生成したエマルジョンが着色したり、得られたエマルジョンを塗工、乾燥して得られたフィルムの強度、耐水性等が向上する傾向があることから、好ましい。   The erythorbic acid and / or ascorbic acid is usually used in an amount of 0.02 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the vinyl ester. When the amount is 0.02 part by weight or more, the reaction tends to be promoted. When the amount is 1 part by weight or less, the produced emulsion is colored, or the obtained emulsion is coated and dried. Since there exists a tendency which an intensity | strength, water resistance, etc. improve, it is preferable.

本発明に用いられるレドックス系重合開始剤の酸化剤は、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩である。過硫酸塩はエリソルビン酸類及び/又はアスコルビン酸類の1モルに対し、0.5〜10モル倍程度、好ましくは、1〜5モル倍、より好ましくは1〜3モル倍使用される。0.5モル倍以上であるとエマルジョンの保存安定性を向上させる傾向にあることから好ましく、10モル倍以下であると得られるエマルジョンを塗工、乾燥して得られたフィルムの強度、耐水性、耐熱着色性等が向上する傾向にあることから好ましい。   The oxidizing agent of the redox polymerization initiator used in the present invention is a persulfate such as sodium persulfate or ammonium persulfate. The persulfate is used in an amount of about 0.5 to 10 mol times, preferably 1 to 5 mol times, more preferably 1 to 3 mol times per mol of erythorbic acid and / or ascorbic acid. Since it tends to improve the storage stability of the emulsion when it is 0.5 mol times or more, the strength and water resistance of the film obtained by coating and drying the emulsion obtained when it is 10 mol times or less The heat resistant colorability tends to be improved.

本発明の実施態様を例示すれば、耐圧反応容器に、部分ケン化ポリビニルアルコール、準完全ケン化ポリビニルアルコール等を乳化剤として用い、ビニルエステル類、必要に応じてオレフィン性二重結合を含有する単量体、遷移金属塩等を入れ、約40〜70℃程度まで昇温した後、反応系をエチレンでパージして酸素を除去し、エチレンを導入して約1〜7MPa程度の所定の圧力にし、しかる後に酸化剤成分である過硫酸塩と還元剤成分であるエリソルビン酸類及び/又はアスコルビン酸類の水溶液を順次混合させて乳化重合し、続いて、過酸化水素を混合させる方法が挙げられる。
また本発明においては未反応ビニルエステル類が数%といった低濃度となる乳化重合の後期であって、過酸化水素を滴下する前に有機過酸化物を少量加えてもよく、この操作により未反応ビニルエステル類を比較的短時間で数千ppm、あるいはそれ以下まで低減することができる。有機過酸化物としては、たとえば、ターシャルブチルパーベンゾエート、ジラウリルパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、ターシャルブチルハイドロパーオキサイド等を挙げることができる。有機過酸化物を使用する場合には、ビニルエステル類1重量部に対して、通常0.0001〜0.005重量部程度使用される。
As an example of the embodiment of the present invention, a partially saponified polyvinyl alcohol, a semi-completely saponified polyvinyl alcohol or the like is used as an emulsifier in a pressure-resistant reaction vessel, and vinyl ester, if necessary, a single unit containing an olefinic double bond. After adding a monomer, transition metal salt, etc. and raising the temperature to about 40 to 70 ° C., the reaction system is purged with ethylene to remove oxygen, and ethylene is introduced to a predetermined pressure of about 1 to 7 MPa. Thereafter, there is a method in which an aqueous solution of persulfate as an oxidant component and an aqueous solution of erythorbic acid and / or ascorbic acid as a reducing agent component are sequentially mixed to carry out emulsion polymerization, and then hydrogen peroxide is mixed.
In the present invention, it is the latter stage of emulsion polymerization in which the concentration of unreacted vinyl esters is as low as several percent, and a small amount of organic peroxide may be added before dropwise addition of hydrogen peroxide. Vinyl esters can be reduced to several thousand ppm or less in a relatively short time. Examples of the organic peroxide include tertiary butyl perbenzoate, dilauryl peroxide, benzoyl peroxide, and tertiary butyl hydroperoxide. When an organic peroxide is used, it is usually used in an amount of about 0.0001 to 0.005 parts by weight per 1 part by weight of the vinyl ester.

得られる水性エマルジョンの着色を低減せしめるために過酸化水素を混合させるが、過酸化水素の使用量としては、還元剤成分に対し、0.9〜10モル倍程度、好ましくは、1〜5モル倍である。ここで、0.9モル倍以上であると得られるエマルジョンの着色が抑制される傾向にあることから好ましく、10モル倍を以下であると得られるエマルジョンの性能、例えばフィルムとした場合の強度、耐水性等が向上する傾向にあることから好ましい。
上記例示のように乳化重合後に過酸化水素を混合させてもよいし、乳化重合中に過酸化水素を混合させてもよい。乳化重合中に過酸化水素を混合させる場合、通常、重合に用いる還元剤よりも多い量を混合させる。
Hydrogen peroxide is mixed in order to reduce the coloring of the resulting aqueous emulsion. The amount of hydrogen peroxide used is about 0.9 to 10 moles, preferably 1 to 5 moles relative to the reducing agent component. Is double. Here, since it tends to suppress coloring of the emulsion obtained when it is 0.9 mol times or more, the performance of the emulsion obtained when it is 10 mol times or less, for example, strength when used as a film, It is preferable because water resistance and the like tend to be improved.
As illustrated above, hydrogen peroxide may be mixed after emulsion polymerization, or hydrogen peroxide may be mixed during emulsion polymerization. When hydrogen peroxide is mixed during emulsion polymerization, a larger amount than the reducing agent used for polymerization is usually mixed.

乳化剤として、前記部分ケン化ポリビニルアルコール、準完全ケン化ポリビニルアルコールの他、例えば、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどの保護コロイド、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどのノニオン系界面活性剤、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステルなどのアニオン系界面活性剤を用いることができる。
乳化剤として、異なる2種以上の乳化剤を併用してもよい。
As the emulsifier, in addition to the partially saponified polyvinyl alcohol and semi-completely saponified polyvinyl alcohol, for example, protective colloid such as hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenol ether, polyoxyethylene poly Nonionic surfactants such as oxypropylene block copolymer, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, alkyl sulfate ester salt, alkylbenzene sulfonate, alkyl sulfosuccinate, alkyl diphenyl ether disulfonate, polyoxyethylene Using anionic surfactants such as alkyl sulfates and polyoxyethylene alkyl phosphates It is possible.
Two or more different emulsifiers may be used in combination as the emulsifier.

乳化剤としては、中でも、部分ケン化ポリビニルアルコール、準完全ケン化ポリビニルアルコールが好ましく、とりわけ、70モル%以上、中でもとりわけ85モル%以上がケン化された、準完全ケン化ポリビニルアルコールが水性エマルジョン(A)を安定化させる傾向があることから好ましい。ここで、部分ケン化ポリビニルアルコール及び準完全ケン化ポリビニルアルコールの粘度平均重合度は、通常、100〜8000程度であり、好ましくは、300〜3000程度である。
乳化剤の使用量を準完全ケン化ポリビニルアルコールについて述べると、用いるビニルエステル類及び乳化剤の合計100重量部に対して、通常、乳化剤は、2〜15重量部程度、好ましくは、3〜10重量部程度である。乳化剤の使用量が2〜15重量部の範囲であると、低温での造膜性が向上する傾向にあることから好ましい。
As the emulsifier, partially saponified polyvinyl alcohol and quasi-completely saponified polyvinyl alcohol are preferable. A) is preferred because it tends to stabilize. Here, the viscosity average polymerization degree of partially saponified polyvinyl alcohol and semi-completely saponified polyvinyl alcohol is usually about 100 to 8000, and preferably about 300 to 3000.
When the use amount of the emulsifier is described for the quasi-completely saponified polyvinyl alcohol, the emulsifier is usually about 2 to 15 parts by weight, preferably 3 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the vinyl ester and the emulsifier to be used. Degree. It is preferable that the amount of the emulsifier used is in the range of 2 to 15 parts by weight because the film-forming property at low temperature tends to be improved.

以下に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。例中の部および%は、特に断らないかぎり重量基準を意味する。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto. Parts and% in the examples mean weight basis unless otherwise specified.

不揮発分は、予め乾燥させたアルミボードに水性エマルジョン約1gを正確に採取し、精秤した後、105℃の恒温乾燥器に入れて2時間乾燥し、採取された水性エマルジョンに対する得られた乾燥物の重量比率(%)で求めた。
粘度はBL粘度計を用いて25℃、分速60回転にて測定した値を示した。
As for the non-volatile content, about 1 g of an aqueous emulsion is accurately collected on a pre-dried aluminum board, precisely weighed, then placed in a constant temperature dryer at 105 ° C. and dried for 2 hours, and the obtained dryness for the collected aqueous emulsion is obtained. It calculated | required in the weight ratio (%) of the thing.
The viscosity was measured using a BL viscometer at 25 ° C. and 60 rpm.

(実施例1)
耐圧容器に、あらかじめ水170部に酢酸ビニル190部、ポリビニルアルコール「ポバール217」(クラレ社製、けん化度88モル%、平均重合度1700)2部、「ポバール205」(クラレ社製、けん化度88モル%、平均重合度500)7部、硫酸第一鉄七水和物0.005部及び酢酸0.4部を溶解した溶液を導入した。次いで耐圧容器内を窒素ガスで置換し、容器内を60℃まで昇温した後、エチレンで4.6MPaまで加圧した。次に過硫酸アンモニウム0.7部と、エリソルビン酸ナトリウム0.5部のそれぞれを水で希釈して、4時間にわたり滴下した。重合中反応容器内の温度はジャケットの温度を制御することにより60℃に保ち、反応溶液の酢酸ビニルの濃度が1%以下になるまで攪拌したのち、未反応のエチレンガスを除去した。次に過酸化水素0.3部を水で希釈したのち添加し、充分攪拌し反応物を取り出し、不揮発分は55%、粘度1200mPa・sのエチレン−ビニルエステル類共重合体を含有する水性エマルジョンを得た。該共重合体100部に対し、エチレンに由来する構造単位18部及び酢酸ビニルに由来する構造単位82部であった。
このエマルジョンを白色の上質紙に10mil.(250μm)の厚さで塗工し、90℃のオーブン中で5分間乾燥させ、得られた試料をハンター白色度計(CM−8P型、(株)村上色彩技術研究所)を用いて、黄変度(Y.I.)を測定した。結果を表1に示した。
(Example 1)
In a pressure-resistant container, 170 parts of water in advance 190 parts of vinyl acetate, polyvinyl alcohol “Poval 217” (manufactured by Kuraray Co., Ltd., saponification degree 88 mol%, average polymerization degree 1700), 2 parts “Poval 205” (manufactured by Kuraray Co., Ltd., degree of saponification) 88 mol%, average polymerization degree 500) 7 parts, ferrous sulfate heptahydrate 0.005 parts and acetic acid 0.4 parts were dissolved. Next, the inside of the pressure vessel was replaced with nitrogen gas, and the inside of the vessel was heated to 60 ° C. and then pressurized to 4.6 MPa with ethylene. Next, 0.7 parts of ammonium persulfate and 0.5 part of sodium erythorbate were diluted with water and added dropwise over 4 hours. During polymerization, the temperature in the reaction vessel was kept at 60 ° C. by controlling the temperature of the jacket, and after stirring until the vinyl acetate concentration in the reaction solution became 1% or less, unreacted ethylene gas was removed. Next, after 0.3 parts of hydrogen peroxide is diluted with water and added, the reaction product is taken out by sufficiently stirring to obtain an aqueous emulsion containing an ethylene-vinyl ester copolymer having a nonvolatile content of 55% and a viscosity of 1200 mPa · s. It was. With respect to 100 parts of the copolymer, 18 parts of a structural unit derived from ethylene and 82 parts of a structural unit derived from vinyl acetate.
This emulsion was coated on white fine paper at a thickness of 10 mil. (250 μm), dried in an oven at 90 ° C. for 5 minutes, and the resulting sample was obtained as a Hunter whiteness meter (CM-8P type, Co., Ltd.). The yellowing degree (YI) was measured using Murakami Color Research Laboratory. The results are shown in Table 1.

(実施例2)
実施例1において還元剤であるエリソルビン酸ナトリウムをアスコルビン酸ナトリウムに変更した以外は実施例1と同様に行った。アスコルビン酸ナトリウムの使用量はエリソルビン酸ナトリウムと等モルとした。結果を表1に示した。
(Example 2)
The same procedure as in Example 1 was performed except that sodium erythorbate as a reducing agent in Example 1 was changed to sodium ascorbate. The amount of sodium ascorbate used was equimolar with sodium erythorbate. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
耐圧容器に、水70部に酢酸ビニル10部、ビニルスルホン酸ナトリウム0.2部、ノニオン界面活性剤「エマルゲン1135S-70」(HLB 17.9、花王(株)製)4部、「エマルゲン1108」(HLB 13.5、花王(株)製)2部、過硫酸ナトリウム0.2部、硫酸第一鉄七水和物0.002部および酢酸0.1部を溶解した溶液を導入した。次に、耐圧容器内を窒素ガスで置換し、容器内を50℃まで昇温した後、エチレンで4.0MPaまで加圧した。次に、8%過硫酸ナトリウム水溶液を0.8部/h、2.0%エリソルビン酸ナトリウム水溶液1.3部/hを耐圧容器に添加して重合を開始させた。続いて、耐圧容器内の液温が上昇したことを確認した後、ビニルスルホン酸ナトリウム0.2部を溶解した水溶液7部、ならびに、酢酸ビニル90部を4時間かけて添加し、容器内の液温を50℃に維持しながら、圧力が4.0MPaに一定になるように3時間エチレンを添加し、重合開始後5時間経過した時点で酸化剤として8%過硫酸ナトリウム3.5部/h、および、還元剤として5%エリソルビン酸ナトリウム水溶液3部/hの速度で耐圧容器に添加し、残留酢酸ビニル単量体が1%未満になるまで攪拌し、未反応のエチレンガスを除去した。次に過酸化水素0.12部を水で希釈したのち添加し、充分攪拌し反応物を取り出し、不揮発分は56%、粘度310mPa・sのエチレン−酢酸ビニル−ビニルスルホン酸共重合体を含有する水性エマルジョンを得た。該共重合体100部に対し、エチレンに由来する構造単位21.9部、酢酸ビニルに由来する構造単位77.8部、ビニルスルホン酸に由来する構造単位0.3部であった。
(Example 3)
In a pressure vessel, 70 parts of water, 10 parts of vinyl acetate, 0.2 parts of sodium vinyl sulfonate, 4 parts of nonionic surfactant “Emulgen 1135S-70” (HLB 17.9, manufactured by Kao Corporation), “Emulgen 1108” (HLB 13.5) 2 parts of Kao Corporation), 0.2 part of sodium persulfate, 0.002 part of ferrous sulfate heptahydrate and 0.1 part of acetic acid were introduced. Next, the inside of the pressure vessel was replaced with nitrogen gas, the inside of the vessel was heated to 50 ° C., and then pressurized to 4.0 MPa with ethylene. Next, 0.8 parts / h of 8% sodium persulfate aqueous solution and 1.3 parts / h of 2.0% sodium erythorbate aqueous solution were added to the pressure vessel to initiate polymerization. Subsequently, after confirming that the liquid temperature in the pressure vessel had risen, 7 parts of an aqueous solution in which 0.2 parts of sodium vinyl sulfonate was dissolved, and 90 parts of vinyl acetate were added over 4 hours. While maintaining the temperature at 50 ° C., ethylene was added for 3 hours so that the pressure was kept constant at 4.0 MPa, 8% sodium persulfate 3.5 parts / h as an oxidizing agent when 5 hours passed after the start of polymerization, and reduction The solution was added to a pressure vessel at a rate of 3 parts / h of 5% sodium erythorbate aqueous solution and stirred until the residual vinyl acetate monomer was less than 1% to remove unreacted ethylene gas. Next, 0.12 part of hydrogen peroxide was diluted with water and added, and the mixture was sufficiently stirred to take out the reaction product. An aqueous solution containing an ethylene-vinyl acetate-vinylsulfonic acid copolymer having a nonvolatile content of 56% and a viscosity of 310 mPa · s. An emulsion was obtained. With respect to 100 parts of the copolymer, they were 21.9 parts of structural units derived from ethylene, 77.8 parts of structural units derived from vinyl acetate, and 0.3 parts of structural units derived from vinyl sulfonic acid.

(実施例4)
耐圧容器に、水50部に酢酸ビニル30部、ノニオン界面活性剤「エマルゲン1135S-70」(HLB 17.9、花王(株)製)1.5部、「エマルゲン1108」(HLB 13.5、花王(株)製)1.5部、ラウリル硫酸ナトリウム2部、硫酸第一鉄七水和物0.002部および酢酸0.1部を溶解した溶液を導入した。次に、耐圧容器内を窒素ガスで置換し、容器内を50℃まで昇温した後、エチレンで5.0MPaまで加圧した。次に、5%過硫酸ナトリウム水溶液を3.7部/h、5%エリソルビン酸ナトリウム水溶液1.9部/hを耐圧容器に添加して重合を開始させた。続いて、耐圧容器内の液温が上昇したことを確認した後、酢酸ビニル20部、アクリル酸2−エチルヘキシル50部を4時間かけて添加し、容器内の液温を50℃に維持しながら、圧力が5.0MPaに一定になるように3時間エチレンを添加し、重合開始後6時間経過した時点で酸化剤として12%過硫酸ナトリウム4.5部/h、および、還元剤として10%エリソルビン酸ナトリウム水溶液1部/hの速度で耐圧容器に添加し、残留酢酸ビニル単量体が1%未満になるまで攪拌し、未反応のエチレンガスを除去した。次に過酸化水素0.12部を水で希釈したのち添加し、充分攪拌し反応物を取り出し、不揮発分は52%、粘度70mPa・sのエチレン−酢酸ビニル−アクリル酸2−エチルヘキシル共重合体を含有する水性エマルジョンを得た。該共重合体100部に対し、エチレンに由来する構造単位18部、酢酸ビニルに由来する構造単位41部、アクリル酸2−エチルヘキシルに由来する構造単位41部であった。
Example 4
In a pressure vessel, 50 parts of water, 30 parts of vinyl acetate, nonionic surfactant “Emulgen 1135S-70” (HLB 17.9, manufactured by Kao Corporation) 1.5 parts, “Emulgen 1108” (HLB 13.5, manufactured by Kao Corporation) A solution in which 1.5 parts, 2 parts of sodium lauryl sulfate, 0.002 part of ferrous sulfate heptahydrate and 0.1 part of acetic acid were dissolved was introduced. Next, the inside of the pressure vessel was replaced with nitrogen gas, the inside of the vessel was heated to 50 ° C., and then pressurized to 5.0 MPa with ethylene. Next, 3.7 parts / h of 5% sodium persulfate aqueous solution and 1.9 parts / h of 5% sodium erythorbate aqueous solution were added to the pressure vessel to initiate polymerization. Subsequently, after confirming that the liquid temperature in the pressure vessel had risen, 20 parts of vinyl acetate and 50 parts of 2-ethylhexyl acrylate were added over 4 hours, while maintaining the liquid temperature in the container at 50 ° C. Then, ethylene was added for 3 hours so that the pressure was kept constant at 5.0 MPa, and when 6 hours had elapsed after the start of polymerization, 4.5 parts / h of 12% sodium persulfate as the oxidizing agent and 10% sodium erythorbate as the reducing agent The solution was added to the pressure vessel at a rate of 1 part / h of aqueous solution and stirred until the residual vinyl acetate monomer was less than 1% to remove unreacted ethylene gas. Next, after diluting 0.12 part of hydrogen peroxide with water and adding it well, the reaction product is taken out, and contains 52% non-volatile content and ethylene-vinyl acetate-2-ethylhexyl acrylate copolymer with a viscosity of 70 mPa · s. An aqueous emulsion was obtained. With respect to 100 parts of the copolymer, they were 18 parts of a structural unit derived from ethylene, 41 parts of a structural unit derived from vinyl acetate, and 41 parts of a structural unit derived from 2-ethylhexyl acrylate.

(実施例5)
実施例4において添加した過酸化水素を0.23部としたこと以外は実施例4と同様に行った。結果は表1に示した。
(Example 5)
The same operation as in Example 4 was performed except that the hydrogen peroxide added in Example 4 was 0.23 part. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
実施例1において添加した過酸化水素水溶液を添加しないこと以外は実施例1と同様に行った。結果を表1に示した。
(Comparative Example 1)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the aqueous hydrogen peroxide solution added in Example 1 was not added. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
実施例2において添加した過酸化水素水溶液を添加しないこと以外は実施例2と同様に行った。結果を表1に示した。
(Comparative Example 2)
The same operation as in Example 2 was performed except that the aqueous hydrogen peroxide solution added in Example 2 was not added. The results are shown in Table 1.

(比較例3)
実施例3において添加した過酸化水素水溶液を添加しないこと以外は実施例3と同様に行った。結果を表1に示した。
(Comparative Example 3)
The same operation as in Example 3 was performed except that the aqueous hydrogen peroxide solution added in Example 3 was not added. The results are shown in Table 1.

(比較例4)
実施例4において添加した添加した過酸化水素水溶液を添加しないこと以外は実施例4と同様に行った。結果を表1に示した。
(Comparative Example 4)
The same operation as in Example 4 was performed except that the added aqueous hydrogen peroxide solution added in Example 4 was not added. The results are shown in Table 1.

Figure 2005097468
Figure 2005097468

本発明で得られた水性エマルジョンは、接着性に優れることから、紙用、木工用、プラスチック用、紙管用、包装用、(二次)合板用、建築現場・建築工場用、ラミネート用、家庭用、製本・製袋用などの各種接着剤;紙塗工用、繊維用などのバインダー;セメントモルタル用混和剤、セメントモルタル用打継ぎ材などのセメント改質材;塗料などのコーティング材料などに用いられる。
また、水性エマルジョンにさらに充填材を加えて、これらの分野の材料や発泡壁紙材料などに供することができる。
また、水性エマルジョンを噴霧乾燥し粉末化することが可能であり、水を加え充分攪拌し、再分散することにより、上記分野に使用することが出来る。
さらに、本発明の水性エマルジョンに、例えば、ポリウレタンを含有する水性エマルジョン、アクリル樹脂を含有する水性エマルジョン、エチレン−ビニルエステル類共重合体を含有する水性エマルジョンなどの他の水性エマルジョンと混合させて得られた混合物は、上記分野に使用することができる。

Since the aqueous emulsion obtained in the present invention is excellent in adhesiveness, it is for paper, woodwork, plastic, paper tube, packaging, (secondary) plywood, construction site / building factory, laminating, household Adhesives for paper, bookbinding and bag making; binders for paper coating, fibers, etc .; cement modifiers such as cement mortar admixtures and cement mortar joints; coating materials such as paint Used.
Further, a filler can be further added to the aqueous emulsion, and it can be used for materials in these fields, foamed wallpaper materials, and the like.
In addition, the aqueous emulsion can be spray-dried to be powdered, and can be used in the above-mentioned fields by adding water, stirring sufficiently, and redispersing.
Furthermore, the aqueous emulsion of the present invention is obtained by mixing with an aqueous emulsion containing, for example, an aqueous emulsion containing polyurethane, an aqueous emulsion containing an acrylic resin, or an aqueous emulsion containing an ethylene-vinyl ester copolymer. The resulting mixture can be used in the above fields.

Claims (4)

エチレン−ビニルエステル類共重合体を含む水性エマルジョンを製造するにあたり、遷移金属塩の共存下、レドックス系重合開始剤の還元剤として、エリソルビン酸類及び/又はアスコルビン酸類を用い、レドックス系重合開始剤の酸化剤として過硫酸塩を用い、さらに、重合反応中及び/又は重合反応後に過酸化水素を混合させることを特徴とするエチレン−ビニルエステル類共重合体を含む水性エマルジョンの製造方法。   In the production of an aqueous emulsion containing an ethylene-vinyl ester copolymer, erythorbic acid and / or ascorbic acid is used as a reducing agent for the redox polymerization initiator in the presence of a transition metal salt. A method for producing an aqueous emulsion containing an ethylene-vinyl ester copolymer, wherein persulfate is used as an oxidizing agent, and hydrogen peroxide is further mixed during and / or after the polymerization reaction. 過硫酸塩の使用量がエリソルビン酸類及び/又はアスコルビン酸類1モルに対し、0.5〜10モルであることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。   The production method according to claim 1, wherein the amount of persulfate used is 0.5 to 10 mol per mol of erythorbic acid and / or ascorbic acid. 過酸化水素の使用量がエリソルビン酸類及び/又はアスコルビン酸類1モルに対し、0.9〜10モルであることを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。   The production method according to claim 1 or 2, wherein the hydrogen peroxide is used in an amount of 0.9 to 10 moles per mole of erythorbic acid and / or ascorbic acid. エリソルビン酸類及び/又はアスコルビン酸類の使用量が、ビニルエステル類100重量部に対して、0.02〜1重量部であり、遷移金属塩の使用量が、エリソルビン酸類及び/又はアスコルビン酸類1重量部に対して、0.001〜0.05重量部であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。   The amount of erythorbic acid and / or ascorbic acid used is 0.02 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the vinyl ester, and the amount of transition metal salt used is 1 part by weight of erythorbic acid and / or ascorbic acid. The production method according to claim 1, wherein the content is 0.001 to 0.05 parts by weight.
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JP2015048392A (en) * 2013-08-30 2015-03-16 株式会社日本触媒 Method of producing water-soluble copolymer

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