JP2007077181A - Emulsifying agent for emulsion polymerization - Google Patents

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Toru Iwaki
徹 岩木
Yasunobu Haneda
康伸 羽田
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DKS Co Ltd
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Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
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  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an emulsifying agent for emulsion polymerization excellent in emulsion stability and mechanical stability of a polymer emulsion obtained, capable of providing a polymer emulsion scarcely causing foaming and further, excellent in glossiness of a film. <P>SOLUTION: The emulsifying agent composition for emulsion polymerization comprises a nonionic surfactant (a) represented by general formula (1): R<SP>1</SP>O-(A<SP>1</SP>O)<SB>z</SB>-X (wherein R<SP>1</SP>is a 9-11C alkyl group having ≥80 wt.% alkyl group content; A<SP>1</SP>O is a 2-4C oxyalkylene group; z is an integer of 1-50; X is an anion hydrophilic group; addition form of A<SP>1</SP>O is random addition, block addition or mixed addition thereof) and having 1.05-1.50 of a degree of branching of a raw material alcohol as an essential component. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は乳化重合する際に用いられる乳化重合用乳化剤に関する。   The present invention relates to an emulsifier for emulsion polymerization used in emulsion polymerization.

これまで乳化重合用乳化剤はノニルフェノール、オクチルフェノール等のアルキルフェノールにエチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加したようなエーテル型の非イオン性乳化重合用乳化剤が広く用いられていた。   Until now, as an emulsifier for emulsion polymerization, an ether type nonionic emulsion polymerization emulsifier in which an alkylene oxide such as ethylene oxide is added to an alkylphenol such as nonylphenol or octylphenol has been widely used.

しかし、近年、アルキルフェノールは難生分解性であるため、環境に対する負荷が大きいという問題が指摘されている。そのため、乳化重合用乳化剤の疎水基原料としても、アルキルフェノールから脂肪族アルコールへ移行してきている。   However, in recent years, since alkylphenol is hardly biodegradable, it has been pointed out that the burden on the environment is large. For this reason, as a hydrophobic group raw material for emulsifiers for emulsion polymerization, alkylphenols have been shifted to aliphatic alcohols.

これに対し、疎水基が特定のアルコール残基であり、良好な生分解性を有して環境に対する影響が少ない乳化重合用乳化剤が開示されている(特許文献1)。
特開2003−128709号公報
On the other hand, an emulsifier for emulsion polymerization is disclosed in which the hydrophobic group is a specific alcohol residue, has good biodegradability, and has little influence on the environment (Patent Document 1).
JP 2003-128709 A

乳化重合用乳化剤に要求される性能としては、重合時の乳化安定性、得られるポリマーエマルジョンの機械安定性等があり、上記特許文献1に開示された乳化重合用乳化剤であると、これらの改善効果が認められるものの、なお不十分であり改善の余地がある。   The performance required for the emulsion polymerization emulsifier includes emulsion stability during polymerization, mechanical stability of the resulting polymer emulsion, and the like. Although effective, it is still insufficient and there is room for improvement.

また、得られるポリマーエマルジョンを塗料用途に用いる場合には、ポリマーエマルジョンの泡立ちが少ないこと、また該エマルジョンから形成されるフィルムの光沢性に優れることが求められるが、上記従来の乳化重合用乳化剤で重合したポリマーエマルジョンはこれらの点でも未だ不十分なものであった。   In addition, when the obtained polymer emulsion is used for coating applications, it is required that the polymer emulsion has less foaming and that the film formed from the emulsion is excellent in glossiness. The polymer emulsion thus polymerized is still insufficient in these respects.

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、重合時の乳化安定性、得られるポリマーエマルジョンの機械安定性に優れるとともに、泡立ちが少なく、更にフィルムの光沢性に優れるポリマーエマルジョンが得られる乳化重合用乳化剤を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a polymer emulsion having excellent emulsion stability during polymerization, mechanical stability of the resulting polymer emulsion, less foaming, and excellent film gloss. An object of the present invention is to provide an emulsifier for emulsion polymerization.

本発明者らは、上記の点に鑑み鋭意検討していく中で、疎水基原料として特定範囲の分岐度を有する原料アルコールから得られるアニオン界面活性剤を含有する乳化重合用乳化剤が上記課題を解決することを見い出し、本発明を完成させた。   While the present inventors are diligently considering in view of the above points, an emulsifier for emulsion polymerization containing an anionic surfactant obtained from a raw material alcohol having a branching degree within a specific range as a hydrophobic group raw material We found a solution and completed the present invention.

すなわち、請求項1に記載の発明は、下記一般式(1)で表されるアニオン界面活性剤であって、原料アルコールの分岐度が1.05〜1.50である非イオン界面活性剤から得られるアニオン界面活性剤(a)を必須成分とすることを特徴とする乳化重合用乳化剤である。
O−(AO)z−X (1)
(式中、Rは炭素数が9〜11であるアルキル基の含有量が80重量%以上であるアルキル基を示し、AOは炭素数が2〜4のオキシアルキレン基を表し、zは1〜50の整数であり、Xはアニオン親水基を表す。AOの付加形態はランダム付加、ブロック付加又はこれらの混合付加である。)
That is, the invention according to claim 1 is an anionic surfactant represented by the following general formula (1), wherein the raw alcohol has a degree of branching of 1.05 to 1.50. It is an emulsifier for emulsion polymerization characterized by comprising the obtained anionic surfactant (a) as an essential component.
R 1 O- (A 1 O) z-X (1)
(In the formula, R 1 represents an alkyl group having a C 9-11 alkyl group content of 80 wt% or more, A 1 O represents a C 2-4 oxyalkylene group, and z Is an integer of 1 to 50, X represents an anionic hydrophilic group, and the addition form of A 1 O is random addition, block addition, or mixed addition thereof.

請求項2に記載の発明は、前記アニオン界面活性剤(a)は、下記一般式(2)で表されるアニオン界面活性剤であって、原料アルコールの分岐度が1である非イオン界面活性剤から得られるアニオン界面活性剤(b)、及び一般式(3)で表されるアニオン界面活性剤であって、原料アルコールの分岐度が2である非イオン界面活性剤から得られるアニオン界面活性剤(c)を必須成分として含有し、成分(b)と成分(c)の重量比が(b)/(c)=50/50〜95/5であることを特徴とする請求項1に記載の乳化重合用乳化剤である。
O−(AO)m−X (2)
O−(AO)n−X (3)
(式中、R、Rは炭素数が9〜11であるアルキル基の含有量が80重量%以上であるアルキル基を示し、AO、AO は炭素数が2〜4のオキシアルキレン基を表し、m、nは1〜50の整数であり、Xはアニオン親水基を表す。AO、AOの付加形態はランダム付加、ブロック付加又はこれらの混合付加である。)
The invention according to claim 2 is a nonionic surfactant in which the anionic surfactant (a) is an anionic surfactant represented by the following general formula (2), and the degree of branching of the raw material alcohol is 1. Anionic surfactant (b) obtained from the agent, and an anionic surfactant represented by the general formula (3), which is obtained from the nonionic surfactant having a branching degree of the raw material alcohol of 2. The agent (c) is contained as an essential component, and the weight ratio of the component (b) to the component (c) is (b) / (c) = 50/50 to 95/5. It is an emulsifier for emulsion polymerization as described.
R 2 O- (A 2 O) m-X (2)
R 3 O- (A 3 O) n-X (3)
(In the formula, R 2 and R 3 are alkyl groups having 9 to 11 carbon atoms and the alkyl group content is 80% by weight or more, and A 2 O and A 3 O are carbon atoms having 2 to 4 carbon atoms. Represents an oxyalkylene group, m and n are integers of 1 to 50, and X represents an anionic hydrophilic group, and the addition form of A 2 O and A 3 O is random addition, block addition, or mixed addition thereof. )

請求項3に記載の発明は、前記一般式(1)、(2)、(3)で表されるアニオン界面活性剤は、ゲルベ反応から得られる下記一般式(4)で表されるアルコールから誘導されたものであり、R、Rは直鎖状アルキル基又は分岐状アルキル基であることを特徴とする請求項1又は2記載の乳化重合用乳化剤である。
−CH(R)−CH−OH (4)
In the invention according to claim 3, the anionic surfactant represented by the general formulas (1), (2), and (3) is obtained from an alcohol represented by the following general formula (4) obtained from the Gerve reaction. 3. The emulsifier for emulsion polymerization according to claim 1, wherein R 4 and R 5 are a linear alkyl group or a branched alkyl group.
R 4 —CH (R 5 ) —CH 2 —OH (4)

請求項4に記載の発明は、 前記アニオン界面活性剤(b)、(c)が、前記一般式(2)のRが炭素数10の2−アルキル−1−アルカノール、前記一般式(3)のRが炭素数10の2−アルキル−4−アルキル−1−アルカノール及び/又は2−アルキル−5−アルキル−1−アルカノールから誘導されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の乳化重合用乳化剤である。 The invention according to claim 4 is characterized in that the anionic surfactants (b) and (c) are those in which R 2 in the general formula (2) is 2 -alkyl-1-alkanol having 10 carbon atoms, and the general formula (3). any of claims 1 to 3, R 3 of) is characterized in that it is derived from 2-alkyl-4-alkyl-1 -alkanols and / or 2-alkyl-5-alkyl-1 -alkanols having 10 carbon atoms It is an emulsifier for emulsion polymerization as described above.

請求項5に記載の発明は、前記アニオン界面活性剤が、前記一般式(1)〜(3)におけるXとして下記一般式(5)〜(9)のいずれかで表される基を有するものであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の乳化重合用乳化剤である。   In the invention according to claim 5, the anionic surfactant has a group represented by any one of the following general formulas (5) to (9) as X in the general formulas (1) to (3). It is an emulsifier for emulsion polymerization in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.

X:−SOM ………(5)
−PO ………(6)
−P(R)O ………(7)
−CHCOOM ………(8)
−CO−CH−CH(SOM)COOM ………(9)
(式中、Mはそれぞれ独立に水素、アルカリ金属、NH又はアルカノールアミン残基であり、Rは前記一般式(1)〜(3)のXを除いた残基である。)
X: —SO 3 M (5)
-PO 3 M 2 (6)
-P (R 6 ) O 2 (7)
-CH 2 COOM (8)
—CO—CH 2 —CH (SO 3 M) COOM (9)
(In the formula, each M is independently a hydrogen, alkali metal, NH 4 or alkanolamine residue, and R 6 is a residue excluding X in the general formulas (1) to (3).)

本発明の乳化重合用乳化剤であると、重合安定性、化学安定性が良好であり、泡立ちの少ないポリマーエマルジョンを得ることができるため、乳化重合するための乳化剤として好ましく使用する事ができる。また、塗料用途に用いた場合に良好な光沢を有するフィルムが得ることができる。   The emulsifier for emulsion polymerization according to the present invention can be preferably used as an emulsifier for emulsion polymerization because a polymer emulsion having good polymerization stability and chemical stability and less foaming can be obtained. In addition, a film having a good gloss can be obtained when used for paint applications.

上記一般式(1)において、Rは炭素数が9〜11であるアルキル基の含有量が80重量%以上であるアルキル基であり、本発明では炭素数9〜11の分岐脂肪族アルコールを疎水基の原料アルコールとして用いる。このアルキル基は、具体的には分岐ノニル基、分岐デシル基、分岐ウンデシル基が挙げられる。 In the general formula (1), R 1 is an alkyl group having a C 9-11 alkyl group content of 80% by weight or more. In the present invention, a branched aliphatic alcohol having 9-11 carbon atoms is used. Used as a raw material alcohol for hydrophobic groups. Specific examples of the alkyl group include a branched nonyl group, a branched decyl group, and a branched undecyl group.

特に限定しないが、本発明の限定範囲内であれば、疎水基原料が炭素数9〜11の分岐脂肪族アルコールと他のアルコールとの混合物であってもよい。炭素数が9〜11の分岐脂肪族アルコール以外のアルコールを混合する場合、その比率は20重量%未満であることが好ましい。   Although it does not specifically limit, if it is in the limited range of this invention, the mixture of a C9-C11 branched aliphatic alcohol and other alcohol may be sufficient as a hydrophobic group raw material. When alcohol other than the branched aliphatic alcohol having 9 to 11 carbon atoms is mixed, the ratio is preferably less than 20% by weight.

また、上記分岐脂肪族アルコールの分岐度は、1.05〜1.50である。分岐度が1.5を超えると得られるポリマーエマルジョンの粒子径分布が荒くなり、塗料用途に用いた場合に良好な光沢を有するフィルムが得られない。また、分岐度が1.05未満であると乳化重合で得られるポリマーエマルジョンの泡立ちが大きくなる。また、使用できるモノマーの選択範囲が狭くなる。なお、分岐度とは、原料アルコールのH−NMR測定によりメチル基数を求め、末端メチル基部位相当の1を引いて得た数値である。 The degree of branching of the branched aliphatic alcohol is 1.05 to 1.50. When the degree of branching exceeds 1.5, the particle size distribution of the resulting polymer emulsion becomes rough, and a film having good gloss cannot be obtained when used in coating applications. On the other hand, if the degree of branching is less than 1.05, foaming of the polymer emulsion obtained by emulsion polymerization becomes large. Moreover, the selection range of the monomer which can be used becomes narrow. The degree of branching is a numerical value obtained by obtaining the number of methyl groups by H 1 -NMR measurement of the raw material alcohol and subtracting 1 corresponding to the terminal methyl group site.

本発明においては、上記一般式(1)で表されるアニオン界面活性剤(a)は、上記一般式(2)と(3)で表される界面活性剤(b)と(c)との混合物からなるものでもよい。   In the present invention, the anionic surfactant (a) represented by the general formula (1) is composed of the surfactants (b) and (c) represented by the general formulas (2) and (3). It may consist of a mixture.

一般式(2)で表されるアニオン界面活性剤(b)は、原料アルコールの分岐度が1である非イオン界面活性剤から得られるアニオン界面活性剤であり、式中のRは炭素数が9〜11であるアルキル基の含有量が80重量%以上であるアルキル基である。また、一般式(3)で表されるアニオン界面活性剤(c)は、原料アルコールの分岐度が2である非イオン界面活性剤から得られるアニオン界面活性剤であり、式中のRは炭素数が9〜11であるアルキル基の含有量が80重量%以上であるアルキル基である。 The anionic surfactant (b) represented by the general formula (2) is an anionic surfactant obtained from a nonionic surfactant having a branching degree of the raw material alcohol of 1, and R 2 in the formula represents the number of carbon atoms. Is an alkyl group in which the content of an alkyl group of 9 to 11 is 80% by weight or more. The anionic surfactant (c) represented by the general formula (3) is an anionic surfactant obtained from a nonionic surfactant having a branching degree of raw material alcohol of 2, and R 3 in the formula is The alkyl group having 9 to 11 carbon atoms and an alkyl group content of 80% by weight or more.

本発明においては、上記一般式(2)、(3)で表されるアニオン界面活性剤(b)、(c)は、ゲルベ反応から得られる下記一般式(4)で表されるアルコールから誘導されたものが好ましい。ここで、R、Rは直鎖状アルキル基又は分岐状アルキル基である。 In the present invention, the anionic surfactants (b) and (c) represented by the above general formulas (2) and (3) are derived from an alcohol represented by the following general formula (4) obtained from the Gerve reaction. The ones made are preferred. Here, R 4 and R 5 are a linear alkyl group or a branched alkyl group.

−CH(R)−CH−OH (4)
また、前記一般式(2)、(3)で表されるアニオン界面活性剤(b)、(c)は、一般式(2)のRが炭素数10の2−アルキル−1−アルカノールから誘導されたもので、一般式(3)のRが炭素数10の2−アルキル−4−アルキル−1−アルカノール及び/又は2−アルキル−5−アルキル−1−アルカノールから誘導されたものであることが好ましい。
R 4 —CH (R 5 ) —CH 2 —OH (4)
In addition, the anionic surfactants (b) and (c) represented by the general formulas (2) and (3) are obtained from 2-alkyl-1-alkanol in which R 2 in the general formula (2) has 10 carbon atoms. And R 3 in the general formula (3) is derived from 2-alkyl-4-alkyl-1-alkanol and / or 2-alkyl-5-alkyl-1-alkanol having 10 carbon atoms. Preferably there is.

具体的には、(b)の原料アルコールは、2−プロピルヘキサノール、2−エチルヘプタノール、2−プロピルヘプタノール、2−ブチルヘプタノール、2−プロピルオクタノールなどが挙げられ、(c)の原料アルコールは、4−メチル−2−プロピルヘキサノール、2−エチル−4−メチルヘキサノール、2−ブチル−4−メチルヘキサノール、5−メチル−2−プロピルヘキサノール、2−エチル−5−メチルヘキサノール、2−ブチル−5−メチルヘキサノールなどが挙げられる。   Specific examples of the raw material alcohol (b) include 2-propylhexanol, 2-ethylheptanol, 2-propylheptanol, 2-butylheptanol, 2-propyloctanol, and the like (c). Alcohols include 4-methyl-2-propylhexanol, 2-ethyl-4-methylhexanol, 2-butyl-4-methylhexanol, 5-methyl-2-propylhexanol, 2-ethyl-5-methylhexanol, 2- Examples include butyl-5-methylhexanol.

本発明のアニオン界面活性剤(a)は、前記のアニオン界面活性剤(b)及び(c)を必須成分として含有し、成分(b)と成分(c)の重量比が(b)/(c)=50/50〜95/5であることが好ましい。さらに好ましくは70/30〜90/10である。   The anionic surfactant (a) of the present invention contains the anionic surfactants (b) and (c) as essential components, and the weight ratio of the component (b) to the component (c) is (b) / ( c) = 50/50 to 95/5 is preferred. More preferably, it is 70/30-90/10.

前記の重量比(b)/(c)が、50/50未満であると得られるポリマーエマルジョンの粒子径分布が荒くなり、塗料用途に用いた場合に良好な光沢を有するフィルムが得られない。また、(b)/(c)が95/5より大きい場合は乳化重合で得られるポリマーエマルジョンの泡立ちが大きくなり、使用できるモノマーの選択範囲が狭くなる。   When the weight ratio (b) / (c) is less than 50/50, the particle size distribution of the resulting polymer emulsion becomes rough, and a film having good gloss cannot be obtained when used in coating applications. On the other hand, when (b) / (c) is greater than 95/5, foaming of the polymer emulsion obtained by emulsion polymerization becomes large, and the selection range of monomers that can be used becomes narrow.

上記一般式(1)、(2)、(3)において、(AO)、(AO)及び(AO)は、いずれも原料アルコールにアルキレンオキサイドを付加重合させることにより形成される炭素数が2〜4のオキシアルキレン基(ポリオキシアルキレン部分)であり、中でもオキシエチレン基又はオキシプロピレン基が好ましい。 In the above general formulas (1), (2), and (3), (A 1 O), (A 2 O), and (A 3 O) are all formed by addition polymerization of alkylene oxide to raw material alcohol. An oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms (polyoxyalkylene moiety), among which an oxyethylene group or an oxypropylene group is preferable.

この場合、アルキレンオキサイドが2種類以上の場合の付加形態は、ランダム付加、ブロック付加又はこれらの混合付加であってもよい。より好ましくは、アルコール残基側がオキシプロピレン基部分となるように、原料アルコールに対して、まずプロピレンオキサイドを付加し、次いでエチレンオキサイドをブロック付加することが好ましい。このようなブロック付加形態を採用することにより、乳化重合時の重合安定性が良好となり、得られるポリマーエマルジョンの機械安定性やフィルムの光沢性が良好なものとなる。なお、z、m、nはいずれも1〜50の整数であり、mとnとは同じでも異なっていてもよいが、同数であることが好ましい。また、商業生産される場合、通常使用される製造方法が適用可能であり、通常の付加重合条件下では、z、m、nが0である成分が残存するが、本発明の乳化重合用乳化剤でも許容される。   In this case, the addition form in the case of two or more types of alkylene oxides may be random addition, block addition, or mixed addition thereof. More preferably, it is preferable to first add propylene oxide and then block-add ethylene oxide to the raw material alcohol so that the alcohol residue side becomes an oxypropylene group portion. By adopting such a block addition form, the polymerization stability at the time of emulsion polymerization is improved, and the mechanical stability of the resulting polymer emulsion and the gloss of the film are improved. Note that z, m, and n are all integers of 1 to 50, and m and n may be the same or different, but are preferably the same number. In addition, in the case of commercial production, a commonly used production method can be applied, and under normal addition polymerization conditions, components having z, m, and n of 0 remain, but the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention But it is acceptable.

また、一般式(1)〜(3)において、Xはアニオン親水基である。   Moreover, in General formula (1)-(3), X is an anionic hydrophilic group.

Xとしては、下記一般式(5)〜(9)のいずれかで表される基を有するものが好ましい。   X preferably has a group represented by any one of the following general formulas (5) to (9).

X:−SOM ………(5)
−PO ………(6)
−P(R)O ………(7)
−CHCOOM ………(8)
−CO−CH−CH(SOM)COOM ………(9)
ここで、式中のMは、それぞれ独立に、水素、リチウム,ナトリウム,カリウム等のアルカリ金属、NH、又はエタノールアミン,ジエタノールアミン,プロパノールアミン等のアルカノールアミンの残基を表す。また、Rは上記一般式(1)〜(3)のXを除いた残基である。従って、上記式(6)はリン酸モノエステルを、上記式(7)はリン酸ジエステルをそれぞれ示す。
X: —SO 3 M (5)
-PO 3 M 2 (6)
-P (R 6 ) O 2 (7)
-CH 2 COOM (8)
—CO—CH 2 —CH (SO 3 M) COOM (9)
Here, M in the formula independently represents an alkali metal such as hydrogen, lithium, sodium or potassium, NH 4 , or an alkanolamine residue such as ethanolamine, diethanolamine or propanolamine. R 6 is a residue excluding X in the general formulas (1) to (3). Therefore, the above formula (6) represents a phosphoric acid monoester, and the above formula (7) represents a phosphoric acid diester.

本発明の乳化重合用乳化剤は、それぞれの原料アルコールのアルキレンオキサイド付加物をアニオン化した後に混合してもよく、またそれぞれのアルコールのアルキレンオキサイド付加物をアニオン化する前に混合していてもよく、またそれぞれのアルコールにアルキレンオキサイドを付加する前に混合していてもかまわない。   The emulsifier for emulsion polymerization of the present invention may be mixed after anionizing the alkylene oxide adduct of each raw material alcohol, or may be mixed before anionizing the alkylene oxide adduct of each alcohol. In addition, they may be mixed before adding alkylene oxide to each alcohol.

本発明の乳化重合用乳化剤は、上記した一般式(1)で表されるアニオン界面活性剤(a)、又は一般式(2)(3)で表されるアニオン界面活性剤(b)と(c)の混合物を含有するものであり、この乳化重合用乳化剤は各種モノマーの乳化重合に適用することができる。   The emulsifier for emulsion polymerization of the present invention comprises the anionic surfactant (a) represented by the general formula (1) described above, or the anionic surfactants (b) represented by the general formulas (2) and (3) ( This mixture contains the mixture of c), and this emulsifier for emulsion polymerization can be applied to emulsion polymerization of various monomers.

また同時に、後工程での処理特性を向上させる目的で、必要に応じて適宜他の界面活性剤を併用することができる。そのような他の界面活性剤としては、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ニルエーテル、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ポリオキシプロピレンブロックポリマー等の非イオン界面活性剤、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ロジン酸セッケン、脂肪族セッケン、アルキルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩等の他のアニオン界面活性剤が挙げられる。   At the same time, for the purpose of improving the processing characteristics in the subsequent steps, other surfactants can be used in combination as necessary. Examples of such other surfactants include nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer, and alkylbenzene sulfonates. Other anionic surface activity such as rosin acid soap, aliphatic soap, alkyl sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, alkyl sulfosuccinate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate Agents.

本発明の乳化重合用乳化剤が適用可能なモノマーの種類は特に限定されないが、例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸グリシジル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸ヒドロキシエチルエステル、メタクリル酸ヒドロキシエチルエステル、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸等のアクリル系モノマー、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族系モノマー、酢酸ビニル等のビニルエステル系モノマー、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化オレフィン系モノマー、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の共役ジオレフィン系モノマー等、その他、エチレン、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、マレイン酸メチル等が挙げられる。これらのモノマーは、1種または2種以上を用いることができる。   Although the kind of monomer to which the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention can be applied is not particularly limited, examples include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, butyl methacrylate, Acrylic monomers such as glycidyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, acrylic acid hydroxyethyl ester, methacrylic acid hydroxyethyl ester, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, etc. , Aromatic monomers such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, p-methylstyrene, divinylbenzene, vinyl ester monomers such as vinyl acetate, chloride Examples thereof include halogenated olefin monomers such as vinyl and vinylidene chloride, conjugated diolefin monomers such as butadiene, isoprene, and chloroprene, and others, ethylene, itaconic acid, fumaric acid, maleic acid, and methyl maleate. These monomers can be used alone or in combination of two or more.

本発明の乳化重合用乳化剤は、通常、モノマー総量に対して0.1〜20重量%、好ましくは、0.2〜5重量%で使用する。   The emulsifier for emulsion polymerization of the present invention is usually used in an amount of 0.1 to 20% by weight, preferably 0.2 to 5% by weight, based on the total amount of monomers.

本発明の乳化重合用乳化剤を用いる乳化重合には、従来公知の重合開始剤が特に制限なく使用できる。代表的な例としては、過酸化水素、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化ベンゾイル、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩等が挙げられる。   For emulsion polymerization using the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention, a conventionally known polymerization initiator can be used without particular limitation. Representative examples include hydrogen peroxide, potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, benzoyl peroxide, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2-amidinopropane). And dihydrochloride.

また、重合促進剤として、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第1鉄アンモニウム等を用い、レドックス重合を行うこともできる。   Further, redox polymerization can be performed using sodium bisulfite, ferrous ammonium sulfate, or the like as a polymerization accelerator.

また、連鎖移動剤として、α−メチルスチレンダイマー、n−ブチルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ラウリルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンなどのメルカプタン類、四塩化炭素、四臭化炭素などのハロゲン化炭化水素類などを用いてもよい。   Further, as chain transfer agents, mercaptans such as α-methylstyrene dimer, n-butyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-lauryl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, carbon tetrachloride, carbon tetrabromide Halogenated hydrocarbons such as may be used.

本発明の乳化重合用乳化剤を用いて得られるポリマーエマルジョンは、例えば、印刷インキ、塗料(建築用、家庭用、缶用、電着塗装用等)等のバインダー、インクジェット用メディアのバインダー、接着剤、粘着剤、被覆剤、含浸補強剤等として、木材、金属、紙、布、プラスチック、セラミック、その他コンクリート等に適用することができる。   The polymer emulsion obtained by using the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention includes, for example, binders for printing inks, paints (for construction, household use, cans, electrodeposition coating, etc.), binders for ink jet media, and adhesives. It can be applied to wood, metal, paper, cloth, plastic, ceramic, other concrete, etc. as an adhesive, a coating agent, an impregnation reinforcing agent and the like.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。なお、以下の実施例中、「部」は特に記載がない限り質量基準である。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the scope of the present invention is not limited thereto. In the following examples, “part” is based on mass unless otherwise specified.

[原料非イオン界面活性剤の合成]
下記表1に示す原料非イオン界面活性剤[A]〜[N]を次のようにして合成した。
[Synthesis of raw material nonionic surfactant]
The raw material nonionic surfactants [A] to [N] shown in Table 1 below were synthesized as follows.

<製造例1>
オートクレーブに、2−プロピルヘプタノールと4−メチルー2−プロピルヘキサノールが9:1の割合のアルコール(分岐度1.1)158部(1モル)、水酸化カリウム0.38部(0.007モル、対粗製物あたり0.1%)を仕込み、オートクレーブ内を窒素置換した後、撹拌しながら70℃で減圧して、反応器内の内圧が2.7kPa到達後、引き続き30分間減圧脱水を継続した。次に、温度120℃、反応圧0.25MPaでエチレンオキサイド220部(5モル)を導入した後、反応温度を維持しつつ、内圧が低下して一定になるまで熟成させた。その後、反応液を70℃まで冷却した後、氷酢酸0.44部(0.007モル、対水酸化カリウムあたり1.1モル等量)で中和して、原料非イオン界面活性剤[A]を得た。
<Production Example 1>
In an autoclave, 2-propylheptanol and 4-methyl-2-propylhexanol in a ratio of 9: 1 alcohol (branch degree 1.1) 158 parts (1 mol), potassium hydroxide 0.38 parts (0.007 mol) , 0.1% per crude product), and the inside of the autoclave was purged with nitrogen, and then the pressure was reduced at 70 ° C. with stirring. After the internal pressure in the reactor reached 2.7 kPa, dehydration was continued for 30 minutes. did. Next, after introducing 220 parts (5 moles) of ethylene oxide at a temperature of 120 ° C. and a reaction pressure of 0.25 MPa, the reaction temperature was maintained and aging was performed until the internal pressure decreased and became constant. Thereafter, the reaction solution was cooled to 70 ° C., and then neutralized with 0.44 part of glacial acetic acid (0.007 mol, 1.1 mol equivalent to potassium hydroxide), and the raw material nonionic surfactant [A ] Was obtained.

<製造例2>
2−プロピルヘプタノールと4−メチルー2−プロピルヘキサノールが9:1の割合のアルコール(分岐度1.1)を、下記表1に記載のアルコールとその割合を変更し、エチレンオキサイドの導入量を下記表1に記載の割合に変更し、それに合わせて触媒量も変更した(対粗製物あたり0.1%)以外は製造例1と同様にして原料非イオン界面活性剤[B][C][E][F][H][I][J][M][N]を得た。
<Production Example 2>
2-propylheptanol and 4-methyl-2-propylhexanol are alcohols in a ratio of 9: 1 (branch degree 1.1), the alcohols shown in Table 1 below and the ratios thereof are changed, and the amount of ethylene oxide introduced is changed. The raw material nonionic surfactant [B] [C] was changed in the same manner as in Production Example 1 except that the ratio was changed to the ratio shown in Table 1 below and the catalyst amount was changed accordingly (0.1% per crude product). [E] [F] [H] [I] [J] [M] [N] were obtained.

<製造例3>
オートクレーブに、2−プロピルヘプタノールと4−メチルー2−プロピルヘキサノールが9:1の割合のアルコール(分岐度1.1)158部(1モル)、水酸化カリウム0.88部(0.016モル、対粗製物あたり0.1%)を仕込み、オートクレーブ内を窒素置換した後、撹拌しながら70℃で減圧して、反応器内の内圧が2.7kPa到達後、引き続き30分間減圧脱水を継続した。ついで110℃まで昇温した後、反応圧0.20MPaでプロピレンオキサイド58部(1モル)を導入した。プロピレンオキサイドの導入後、反応温度を維持して、内圧が低下して一定になるまで熟成させた。次に、温度120℃、反応圧0.25MPaでエチレンオキサイド660部(15モル)を導入した後、反応温度を維持しつつ、内圧が低下して一定になるまで熟成させた。その後、反応液を70℃まで冷却した後、85重量%乳酸1.82部(0.017モル、対水酸化カリウムあたり1.1モル等量)で中和して、原料非イオン界面活性剤[D]を得た。
<Production Example 3>
In an autoclave, 2-propylheptanol and 4-methyl-2-propylhexanol in a ratio of 9: 1 alcohol (branch degree 1.1) 158 parts (1 mol), potassium hydroxide 0.88 parts (0.016 mol) , 0.1% per crude product), and the inside of the autoclave was purged with nitrogen, and then the pressure was reduced at 70 ° C. with stirring. After the internal pressure in the reactor reached 2.7 kPa, dehydration was continued for 30 minutes. did. Subsequently, after raising the temperature to 110 ° C., 58 parts (1 mol) of propylene oxide was introduced at a reaction pressure of 0.20 MPa. After the introduction of propylene oxide, the reaction temperature was maintained, and aging was performed until the internal pressure decreased and became constant. Next, after introducing 660 parts (15 moles) of ethylene oxide at a temperature of 120 ° C. and a reaction pressure of 0.25 MPa, the reaction temperature was maintained and aging was performed until the internal pressure decreased and became constant. Thereafter, the reaction solution was cooled to 70 ° C., and then neutralized with 1.82 parts of 85% by weight of lactic acid (0.017 mol, 1.1 mol equivalent per potassium hydroxide) to obtain a raw material nonionic surfactant. [D] was obtained.

<製造例4>
2−プロピルヘプタノールと4−メチルー2−プロピルヘキサノールが9:1の割合のアルコール(分岐度1.1)を下記表1に記載のアルコールとその割合を変更した以外は製造例3と同様にして原料非イオン界面活性剤[G][K][L]を得た。
<Production Example 4>
2-Propylheptanol and 4-methyl-2-propylhexanol were used in the same manner as in Production Example 3 except that the alcohol (branch degree 1.1) in a ratio of 9: 1 was changed to the alcohol and the ratio shown in Table 1 below. The raw material nonionic surfactant [G] [K] [L] was obtained.

[分岐度]
原料アルコールのH−NMR測定によりメチル基数を求め、末端メチル基部位相当の1を引いて得た数値である。
[Degree of branching]
It is a numerical value obtained by obtaining the number of methyl groups by H 1 -NMR measurement of the raw material alcohol and subtracting 1 corresponding to the terminal methyl group site.

Figure 2007077181
Figure 2007077181

[乳化剤の合成]
上記で得られた原料非イオン界面活性剤を用いて、下記表2に示す乳化剤である本発明品[1]〜[9]と比較品[1]〜[9]を次のようにして合成した。
[Synthesis of emulsifier]
Using the raw material nonionic surfactant obtained above, the present invention products [1] to [9] and comparative products [1] to [9], which are emulsifiers shown in Table 2 below, were synthesized as follows. did.

<製造例5>
原料非イオン界面活性剤[A]378部(1モル)とスルファミン酸97.1部(1モル)を120℃、5時間の条件にて反応させ、本発明品[1]を得た。
<Production Example 5>
378 parts (1 mol) of the raw material nonionic surfactant [A] and 97.1 parts (1 mol) of sulfamic acid were reacted at 120 ° C. for 5 hours to obtain the product [1] of the present invention.

<製造例6>
原料非イオン界面活性剤[A]を下記表2に記載の原料非イオン界面活性剤に変更した以外は製造例5と同様にして、本発明品[2][3][4]、比較品[1]〜[3]を得た。
<Production Example 6>
Inventive product [2] [3] [4], Comparative product, in the same manner as in Production Example 5, except that the raw material nonionic surfactant [A] was changed to the raw material nonionic surfactant shown in Table 2 below. [1] to [3] were obtained.

<製造例7>
20℃に冷却した原料非イオン界面活性剤[D]876部(1モル)にクロロスルホン酸117部(1モル)を滴下した。滴下後、反応により発生するHClを真空ポンプで吸引し、水酸化ナトリウム水溶液で中和して、本発明品[5]を得た。
<Production Example 7>
117 parts (1 mole) of chlorosulfonic acid was added dropwise to 876 parts (1 mole) of the raw material nonionic surfactant [D] cooled to 20 ° C. After the dropping, HCl generated by the reaction was sucked with a vacuum pump and neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution to obtain the product [5] of the present invention.

<製造例8>
原料非イオン界面活性剤[E]1029部(1モル)とモノクロル酢酸ナトリウム117部(1モル)を室温で30分かけて混合し、反応容器内を40℃に保ち水酸化ナトリウム44部(1.1モル)を3時間かけて添加し、さらに40℃にて17時間反応させた。次に75重量%リン酸で中和した後、塩化メチレン400mLと水200mLを加え、水洗を行った。更に水200mLを使用した水洗を2回行った後、有機層の塩化メチレンを留去した。その後、水酸化ナトリウム水溶液でpH8まで中和して、本発明品[7]を得た。
<Production Example 8>
Raw material nonionic surfactant [E] 1029 parts (1 mol) and sodium monochloroacetate 117 parts (1 mol) were mixed at room temperature over 30 minutes, and the reaction vessel was kept at 40 ° C. to 44 parts of sodium hydroxide (1 0.1 mol) was added over 3 hours, and the mixture was further reacted at 40 ° C. for 17 hours. Next, after neutralizing with 75 wt% phosphoric acid, 400 mL of methylene chloride and 200 mL of water were added and washed with water. Further, after washing with 200 mL of water twice, methylene chloride in the organic layer was distilled off. Then, it neutralized to pH 8 with sodium hydroxide aqueous solution, and this invention product [7] was obtained.

<製造例9>
原料非イオン界面活性剤[H]1024部(1モル)と無水マレイン酸98部(1モル)を80℃で2時間反応させた後、水3000部を投入し、30℃以下にて水酸化ナトリウム水溶液により中和した。次に亜硫酸水素ナトリウム104部(1.1モル)を仕込み、70℃で3時間反応を行い、本発明品[8]を得た。
<Production Example 9>
1024 parts (1 mol) of raw material nonionic surfactant [H] and 98 parts (1 mol) of maleic anhydride were reacted at 80 ° C. for 2 hours, and then 3000 parts of water was added and hydroxylated at 30 ° C. or less. Neutralized with aqueous sodium solution. Next, 104 parts (1.1 mol) of sodium hydrogen sulfite was added and reacted at 70 ° C. for 3 hours to obtain the product [8] of the present invention.

<製造例10>
原料非イオン界面活性剤[A]945部(2.5モル)と無水リン酸142部(1モル)を80℃で5時間反応させた後、水酸化ナトリウム水溶液により中和して、本発明品[9]を得た。
<Production Example 10>
945 parts (2.5 mol) of raw material nonionic surfactant [A] and 142 parts (1 mol) of phosphoric anhydride were reacted at 80 ° C. for 5 hours, and then neutralized with an aqueous sodium hydroxide solution. Product [9] was obtained.

<製造例11>
原料非イオン界面活性剤[D]を下記表2に記載の原料非イオン界面活性剤に変更した以外は製造例7と同様にして、本発明品[6]、比較品[4][5]を得た。
<Production Example 11>
Except that the raw material nonionic surfactant [D] was changed to the raw material nonionic surfactant shown in Table 2 below, the product [6] of the present invention and the comparative product [4] [5] were prepared in the same manner as in Production Example 7. Got.

<製造例12>
原料非イオン界面活性剤[H]を原料非イオン界面活性剤[M]に変更した以外は製造例9と同様にして、比較品[6]を得た。
<Production Example 12>
A comparative product [6] was obtained in the same manner as in Production Example 9 except that the raw material nonionic surfactant [H] was changed to the raw material nonionic surfactant [M].

<製造例13>
原料非イオン界面活性剤[E]を原料非イオン界面活性剤[N]に変更した以外は製造例8と同様にして、比較品[7]を得た。
<Production Example 13>
A comparative product [7] was obtained in the same manner as in Production Example 8 except that the raw material nonionic surfactant [E] was changed to the raw material nonionic surfactant [N].

<製造例14>
原料非イオン界面活性剤[A]を原料非イオン界面活性剤[I]に変更した以外は製造例10と同様にして、比較品[8]を得た。
<Production Example 14>
A comparative product [8] was obtained in the same manner as in Production Example 10 except that the raw material nonionic surfactant [A] was changed to the raw material nonionic surfactant [I].

<製造例15>
原料非イオン界面活性剤[D]をラウリルアルコールに変更した以外は製造例7と同様にして、比較品[9]を得た。
<Production Example 15>
A comparative product [9] was obtained in the same manner as in Production Example 7 except that the raw material nonionic surfactant [D] was changed to lauryl alcohol.

Figure 2007077181
Figure 2007077181

<実施例1〜5及び比較例1〜4>
撹拌機、還流冷却機、温度計及び滴下漏斗を備えた反応容器に蒸留水134部、緩衝剤として炭酸水素ナトリウム0.5部を仕込み、80℃まで昇温させ、窒素ガスにて溶存酸素を除去した。これとは別にスチレン75部、メタクリル酸メチル50部、アクリル酸ブチル121部、アクリル酸4部、乳化剤5部、蒸留水110部とを混合して、モノマーエマルジョンを調製した。次に、上記で調製したモノマーエマルジョン40部を一括して上記反応容器に添加し、10分間撹拌後、重合開始剤である過硫酸アンモニウム0.5部を加え、10分間撹拌した。次に残りのモノマーエマルジョンを3時間かけて滴下して重合反応を行い、40℃まで冷却後、アンモニア水でpH8〜9に調整してポリマーエマルジョンを得た。使用した乳化剤は下記表3に示す通りである。
<Examples 1-5 and Comparative Examples 1-4>
A reaction vessel equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer and dropping funnel was charged with 134 parts of distilled water and 0.5 part of sodium bicarbonate as a buffering agent, heated to 80 ° C., and dissolved oxygen was added with nitrogen gas. Removed. Separately, 75 parts of styrene, 50 parts of methyl methacrylate, 121 parts of butyl acrylate, 4 parts of acrylic acid, 5 parts of emulsifier, and 110 parts of distilled water were mixed to prepare a monomer emulsion. Next, 40 parts of the monomer emulsion prepared above were added all at once to the reaction vessel, and after stirring for 10 minutes, 0.5 part of ammonium persulfate as a polymerization initiator was added and stirred for 10 minutes. Next, the remaining monomer emulsion was added dropwise over 3 hours to conduct a polymerization reaction, cooled to 40 ° C., and adjusted to pH 8-9 with aqueous ammonia to obtain a polymer emulsion. The emulsifiers used are as shown in Table 3 below.

得られたポリマーエマルジョンについて、重合安定性、機械安定性、粒子径、粒子径分布、フィルムの光沢性をそれぞれ評価した。評価方法は以下の通りであり、結果を表3に示す。   The resulting polymer emulsion was evaluated for polymerization stability, mechanical stability, particle size, particle size distribution, and film gloss. The evaluation method is as follows, and the results are shown in Table 3.

[重合安定性]
重合後のポリマーエマルジョンを80メッシュの濾布を用いて濾過し、濾布上の残渣を水洗後、105℃×3時間で乾燥した。乾燥後の残渣の重量を測定し、全固形分に対する重量比率(%)で表示した。
[Polymerization stability]
The polymer emulsion after polymerization was filtered using an 80 mesh filter cloth, and the residue on the filter cloth was washed with water and dried at 105 ° C. for 3 hours. The weight of the residue after drying was measured and expressed as a weight ratio (%) to the total solid content.

[機械安定性]
ポリマーエマルジョン50gをマーロン型試験機(荷重:10kg、回転数:1000rpm、時間:5分)にて測定した。発生した凝集物を80メッシュの金網で濾過し、残渣を水洗後、105℃×3時間で乾燥させ、その重量を全固形分に対する重量比率(%)で表示した。
[Machine stability]
50 g of the polymer emulsion was measured with a Marlon tester (load: 10 kg, rotation speed: 1000 rpm, time: 5 minutes). The generated agglomerates were filtered through an 80-mesh wire mesh, and the residue was washed with water and dried at 105 ° C. for 3 hours. The weight was expressed as a weight ratio (%) to the total solid content.

[粒子径]
動的光散乱式粒度分布測定装置(日機装製MICROTRAC UPA 9340)にて測定し、μmで表示した。
[Particle size]
The particle size distribution was measured with a dynamic light scattering particle size distribution analyzer (MICROTRAC UPA 9340 manufactured by Nikkiso) and displayed in μm.

[粒子径分布]
動的光散乱式粒度分布測定にて得られた粒子径分布から標準偏差を求め、それをメディアン径で割った値、つまり相対標準偏差(%)で表示した。
[Particle size distribution]
The standard deviation was obtained from the particle size distribution obtained by the dynamic light scattering particle size distribution measurement, and was expressed as a value obtained by dividing the standard deviation by the median diameter, that is, relative standard deviation (%).

[フィルムの光沢性]
ガラスプレート上に0.5mm(wet)のエマルジョン膜を作り、室温で18〜20時間放置してフィルムを作成した。このフィルムの光沢性を目視にて、○(優)、△(可)、×(不可)の3段階で評価した。
[Glossiness of film]
A 0.5 mm (wet) emulsion film was formed on a glass plate and allowed to stand at room temperature for 18 to 20 hours to prepare a film. The glossiness of this film was visually evaluated in three stages: ○ (excellent), Δ (possible), and × (impossible).

Figure 2007077181
Figure 2007077181

<実施例6〜7及び比較例5〜7>
撹拌機、還流冷却機、温度計及び滴下漏斗を備えた反応容器に蒸留水134部、緩衝剤として炭酸水素ナトリウム0.5部を仕込み、80℃まで昇温させ、窒素ガスにて溶存酸素を除去した。これとは別にアクリル酸2−エチルヘキシル171部、アクリル酸エチル75部、アクリル酸4部、乳化剤5部、蒸留水110部とを混合し、乳化剤を含むモノマーエマルジョンを調製した。次に、上記で調製したモノマーエマルジョン40部を一括して上記反応容器に添加し、10分間撹拌後、重合開始剤である過硫酸カリウム0.5部を加え、10分間撹拌した。次に残りのモノマーエマルジョンを3時間かけて滴下して重合反応を行い、40℃まで冷却後、アンモニア水でpH8〜9に調整してポリマーエマルジョンを得た。使用した乳化剤は下記表4に示す通りである。
<Examples 6-7 and Comparative Examples 5-7>
A reaction vessel equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer and dropping funnel was charged with 134 parts of distilled water and 0.5 part of sodium bicarbonate as a buffering agent, heated to 80 ° C., and dissolved oxygen was added with nitrogen gas. Removed. Separately, 171 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 75 parts of ethyl acrylate, 4 parts of acrylic acid, 5 parts of emulsifier, and 110 parts of distilled water were mixed to prepare a monomer emulsion containing an emulsifier. Next, 40 parts of the monomer emulsion prepared above were added all at once to the reaction vessel, and after stirring for 10 minutes, 0.5 part of potassium persulfate as a polymerization initiator was added and stirred for 10 minutes. Next, the remaining monomer emulsion was added dropwise over 3 hours to conduct a polymerization reaction, cooled to 40 ° C., and adjusted to pH 8-9 with aqueous ammonia to obtain a polymer emulsion. The emulsifiers used are as shown in Table 4 below.

得られたポリマーエマルジョンについて、重合安定性、粒子径、泡立ち性をそれぞれ評価した。泡立ち性の評価方法は以下の通りであり、それ以外の評価方法は上記実施例1と同じである。結果を表4に示す。   The resulting polymer emulsion was evaluated for polymerization stability, particle size, and foamability. The evaluation method of foamability is as follows, and the other evaluation methods are the same as those in Example 1. The results are shown in Table 4.

[泡立ち]
室温でポリマーエマルジョン20mLと水10mLを100mLネスラー管に入れ、振盪(15回;1回/2秒)により起泡させ、2分間静置した後の泡量(mL)で表示した。
[Bubbling]
At room temperature, 20 mL of polymer emulsion and 10 mL of water were placed in a 100 mL Nessler tube, foamed by shaking (15 times; once / 2 seconds), and displayed as the amount of foam (mL) after standing for 2 minutes.

Figure 2007077181
Figure 2007077181

<実施例8〜10及び比較例8〜10>
オートクレーブに蒸留水238部、過硫酸アンモニウム1部、乳化剤6部、α−メチルスチレンダイマー3部、t−ドデシルメルカプタン1部、炭酸水素ナトリウム1部を仕込み、70℃まで昇温させ、窒素ガスにて溶存酸素を除去した。次に反応液を70℃に保ちつつブタジエン90部、スチレン120部、アクリロニトリル35部、イタコン酸5部を3時間かけて別々に導入し、導入終了後も3時間反応を行った。その後、40℃まで冷却し、水酸化ナトリウム水溶液でpH8〜9に調整してポリマーエマルジョンを得た。使用した乳化剤は下記表5に示す通りである。
<Examples 8 to 10 and Comparative Examples 8 to 10>
An autoclave was charged with 238 parts of distilled water, 1 part of ammonium persulfate, 6 parts of emulsifier, 3 parts of α-methylstyrene dimer, 1 part of t-dodecyl mercaptan, and 1 part of sodium bicarbonate, and the temperature was raised to 70 ° C. with nitrogen gas. Dissolved oxygen was removed. Next, 90 parts of butadiene, 120 parts of styrene, 35 parts of acrylonitrile and 5 parts of itaconic acid were separately introduced over 3 hours while maintaining the reaction solution at 70 ° C., and the reaction was carried out for 3 hours after the introduction was completed. Then, it cooled to 40 degreeC and adjusted to pH8-9 with the sodium hydroxide aqueous solution, and obtained the polymer emulsion. The used emulsifiers are as shown in Table 5 below.

得られたポリマーエマルジョンについて、重合安定性、粒子径をそれぞれ評価した。評価方法は上記実施例1と同じである。結果を表5に示す。   The resulting polymer emulsion was evaluated for polymerization stability and particle size. The evaluation method is the same as in Example 1 above. The results are shown in Table 5.

Figure 2007077181
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上記実施例及び比較例により示されるように、本発明品の乳化重合用乳化剤は、原料アルコールが特に限定した範囲の分岐度であるため、重合安定性、機械安定性が良好であり、泡立ちの少ないポリマーエマルジョンが得られた。また、フィルムの光沢性にも優れていた。   As shown by the above examples and comparative examples, the emulsifier for emulsion polymerization of the product of the present invention has a degree of branching in a range in which the raw material alcohol is particularly limited, so that the polymerization stability and mechanical stability are good, and foaming Less polymer emulsion was obtained. Moreover, the glossiness of the film was also excellent.

これに対し、原料アルコールの分岐度が1.05未満の比較品[3]では、比較例5に示されるように、ポリマーエマルジョンの泡立ちが大きかった。また、分岐度が1.5より大きい比較品[4][5]では、比較例3、4に示されるようにフィルムの光沢性にも劣るものであった。   On the other hand, in the comparative product [3] having a branching degree of the raw material alcohol of less than 1.05, as shown in Comparative Example 5, the foaming of the polymer emulsion was large. Further, the comparative products [4] and [5] having a degree of branching greater than 1.5 were inferior in film gloss as shown in Comparative Examples 3 and 4.

本発明の乳化剤は、上記した優れた作用効果を有するものであるため、各種モノマーを乳化重合する際の乳化剤として好ましく使用することができ、特に泡立ちが少なく、またフィルムの光沢性に優れるポリマーエマルジョンを得ることができるため、塗料用途に用いるポリマーエマルジョンを乳化重合するための乳化剤として特に好ましく使用することができる。
Since the emulsifier of the present invention has the above-described excellent effects, it can be preferably used as an emulsifier for emulsion polymerization of various monomers, and is particularly a polymer emulsion that has less foaming and excellent film gloss. Therefore, it can be particularly preferably used as an emulsifier for emulsion polymerization of a polymer emulsion used for coating.

Claims (5)

下記一般式(1)で表されるアニオン界面活性剤であって、原料アルコールの分岐度が1.05〜1.50である非イオン界面活性剤から得られるアニオン界面活性剤(a)を必須成分とすることを特徴とする乳化重合用乳化剤。
O−(AO)z−X (1)
(式中、Rは炭素数が9〜11であるアルキル基の含有量が80重量%以上であるアルキル基を示し、AOは炭素数が2〜4のオキシアルキレン基を表し、zは1〜50の整数であり、Xはアニオン親水基を表す。AOの付加形態はランダム付加、ブロック付加又はこれらの混合付加である。)
It is an anionic surfactant represented by the following general formula (1), and an anionic surfactant (a) obtained from a nonionic surfactant having a branching degree of raw material alcohol of 1.05 to 1.50 is essential. An emulsifier for emulsion polymerization, characterized by comprising a component.
R 1 O- (A 1 O) z-X (1)
(In the formula, R 1 represents an alkyl group having a C 9-11 alkyl group content of 80 wt% or more, A 1 O represents a C 2-4 oxyalkylene group, and z Is an integer of 1 to 50, X represents an anionic hydrophilic group, and the addition form of A 1 O is random addition, block addition, or mixed addition thereof.
前記アニオン界面活性剤(a)は、下記一般式(2)で表されるアニオン界面活性剤であって、原料アルコールの分岐度が1である非イオン界面活性剤から得られるアニオン界面活性剤(b)、及び一般式(3)で表されるアニオン界面活性剤であって、原料アルコールの分岐度が2である非イオン界面活性剤から得られるアニオン界面活性剤(c)を必須成分として含有し、成分(b)と成分(c)の重量比が(b)/(c)=50/50〜95/5であることを特徴とする請求項1に記載の乳化重合用乳化剤。
O−(AO)m−X (2)
O−(AO)n−X (3)
(式中、R、Rは炭素数が9〜11であるアルキル基の含有量が80重量%以上であるアルキル基を示し、AO、AO は炭素数が2〜4のオキシアルキレン基を表し、m、nは1〜50の整数であり、Xはアニオン親水基を表す。AO、AOの付加形態はランダム付加、ブロック付加又はこれらの混合付加である。)
The anionic surfactant (a) is an anionic surfactant represented by the following general formula (2), and an anionic surfactant obtained from a nonionic surfactant having a branching degree of the raw material alcohol of 1 ( b) and an anionic surfactant represented by the general formula (3), the anionic surfactant (c) obtained from a nonionic surfactant having a branching degree of the raw material alcohol of 2 as an essential component The emulsifier for emulsion polymerization according to claim 1, wherein the weight ratio of component (b) to component (c) is (b) / (c) = 50/50 to 95/5.
R 2 O- (A 2 O) m-X (2)
R 3 O- (A 3 O) n-X (3)
(In the formula, R 2 and R 3 are alkyl groups having 9 to 11 carbon atoms and the alkyl group content is 80% by weight or more, and A 2 O and A 3 O are carbon atoms having 2 to 4 carbon atoms. Represents an oxyalkylene group, m and n are integers of 1 to 50, and X represents an anionic hydrophilic group, and the addition form of A 2 O and A 3 O is random addition, block addition, or mixed addition thereof. )
前記一般式(1)、(2)、(3)で表されるアニオン界面活性剤は、ゲルベ反応から得られる下記一般式(4)で表されるアルコールから誘導されたものであり、R、Rは直鎖状アルキル基又は分岐状アルキル基であることを特徴とする請求項1又は2に記載の乳化重合用乳化剤。
−CH(R)−CH−OH (4)
The anionic surfactants represented by the general formulas (1), (2), and (3) are derived from alcohols represented by the following general formula (4) obtained from the Guerbe reaction, and R 4 , R 5 is an emulsifier for emulsion polymerization according to claim 1 or 2, characterized in that a linear alkyl group or branched alkyl group.
R 4 —CH (R 5 ) —CH 2 —OH (4)
前記アニオン界面活性剤(b)、(c)が、前記一般式(2)のRが炭素数10の2−アルキル−1−アルカノール、前記一般式(3)のRが炭素数10の2−アルキル−4−アルキル−1−アルカノール及び/又は2−アルキル−5−アルキル−1−アルカノールから誘導されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の乳化重合用乳化剤。 In the anionic surfactants (b) and (c), R 2 in the general formula (2) is a 2-alkyl-1-alkanol having 10 carbon atoms, and R 3 in the general formula (3) is 10 carbon atoms. The emulsifier for emulsion polymerization according to any one of claims 1 to 3, which is derived from 2-alkyl-4-alkyl-1-alkanol and / or 2-alkyl-5-alkyl-1-alkanol. 前記アニオン界面活性剤が、前記一般式(1)〜(3)におけるXとして下記一般式(5)〜(9)のいずれかで表される基を有するものであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の乳化重合用乳化剤。
X:−SOM ………(5)
−PO ………(6)
−P(R)O ………(7)
−CHCOOM ………(8)
−CO−CH−CH(SOM)COOM ………(9)
(式中、Mはそれぞれ独立に水素、アルカリ金属、NH又はアルカノールアミン残基であり、Rは前記一般式(1)〜(3)のXを除いた残基である。)
The anionic surfactant has a group represented by any one of the following general formulas (5) to (9) as X in the general formulas (1) to (3). Item 5. The emulsifier for emulsion polymerization according to any one of Items 1 to 4.
X: —SO 3 M (5)
-PO 3 M 2 (6)
-P (R 6 ) O 2 (7)
-CH 2 COOM (8)
—CO—CH 2 —CH (SO 3 M) COOM (9)
(In the formula, each M is independently a hydrogen, alkali metal, NH 4 or alkanolamine residue, and R 6 is a residue excluding X in the general formulas (1) to (3).)
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