JP2007154051A - 微細メタクリル樹脂粒子の製造方法 - Google Patents
微細メタクリル樹脂粒子の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本発明の製造方法は、重合開始剤の95質量%以上が式(I)
〔式中、mおよびnはそれぞれ6〜12の整数を示す。〕
で示される化合物であり、重合途中、好ましくは単量体の重合率が25%以下の間に、撹拌動力(P)を、重合を開始したときの初期撹拌動力(P0)に対して1/10倍以下とすることを特徴とする。重合開始剤の使用量は単量体100質量部あたり通常0.01〜5質量部である。
【選択図】なし
Description
メタクリルアミド、メタクリロにトリルなどの窒素含有メタクリル系単量体、
グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレートなどのエポキシ基含有単量体、
スチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル単量体、
アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸、
無水マレイン酸、無水イタコン酸などの不飽和カルボン酸無水物などが挙げられる。
アリルメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレートなどが挙げられる。
ベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチル−パーオキシ−2−エチルヘキサノエートなどの過酸化物系重合開始剤などを含んでいてもよい。
V=π×d×n・・・(1)
〔式中、πは円周率を、dは攪拌翼の直径(単位はm)を、nは減速後の攪拌翼の回転速度(単位は秒-1)をそれぞれ示す。〕
で示される。チップ速度(V)は、式(2)
V ≦ V0×2.3×D/10d・・・(2)
〔式中、Vは減速後の撹拌翼のチップ速度(単位はm/秒)を、V0は重合を開始させたときの撹拌翼のチップ速度(単位はm/秒)を、Dは重合容器の内径(単位はm)を、dおよびnはそれぞれ上記と同じ意味を示す。〕
を満足していてもよいが、本発明の製造方法は、減速後の撹拌翼のチップ速度(V)が、式(2)を満足せず、式(3)
V > V0×2.3×D/10d・・・(3)
〔式中、V、V0、Dおよびdはそれぞれ上記と同じ意味を示す。〕
を満足する場合であっても、目的の微細メタクリル樹脂粒子を得ることができる。
初期撹拌動力(P0)および撹拌動力(P)は、非特許文献2〔Mixing Principles and Applications, pp24-44,(by Shinji Nagata; KODANSHA A HALSTED PRESS BOOK)〕に従い、重合混合物(懸濁液)の密度(ρ)を983Kg/m3、粘度(μ)を3.97mPa・sとして求めた。
得られた微細メタクリル樹脂粒子の中心粒子径(D50)は、微細メタクリル樹脂粒子を純水に分散させて、超音波を照射した後、光散乱粒径測定装置〔Micro Track社製「FRA」〕を用いて測定した。
凝集の有無は、重合後のスラリー状重合混合物をスライドガラス上に採取し、倍率100倍の光学顕微鏡で観察して、判定した。
図1および図2に示すように、重合容器(2)として、内容積2dm3(2L)、内径(D)0.13mで円筒形状をした冷却器(図示せず)付きの容器を用いた。内部には、幅7mmで容器の内面(2a)に沿って底部(2b)から上方に至る板状のバッフル(4)を6個均等間隔で設けた。この重合容器(2)には、撹拌軸(11)に取り付けた撹拌翼(1)が備えられている。撹拌翼(1)としては、幅14mmの矩形状の平板を用い、図3に示すように撹拌軸(11)に対して45°の取付角度(θ)で取り付けたものを用いた。撹拌翼(1)の枚数は8枚とし、4枚ずつ2段で取り付けた。攪拌翼(1)の直径(d)は0.06mであった。
撹拌翼の減速後の回転速度(n)を250rpm(4.17秒-1、チップ速度(V)は0.785m/秒)とした以外は実施例1と同様に操作してメタクリル樹脂粒子を得た。結果を第1表に示す。
撹拌翼の減速後の回転速度(n)を340rpm(5.67秒-1、チップ速度1.07m/秒)とした以外は実施例1と同様に操作してメタクリル樹脂粒子を得た。結果を第1表に示す。
撹拌翼の回転を減速させず、そのまま750rpmで撹拌しながら重合させた以外は実施例1と同様に操作したところ、重合途中で激しい凝集が起こり、微細メタクリル樹脂粒子を得ることができなかった。結果を第1表に示す。
メチルメタクリレートの使用量を398.2gとし、重合開始剤としてジラウロイルパーオキシド2.52gおよびベンゾイルパーオキシド0.32gを用い、撹拌翼の減速後の回転速度(n)を250rpm(4.17秒-1、チップ速度(V)は0.786m/秒)した以外は実施例1と同様に操作して微細メタクリル樹脂粒子を得たが、重合後の重合混合物には、激しい凝集が見られた。なお、用いた重合開始剤のうちジラウロイルパーオキサイドの割合(LPO比)は89質量%であり、残り11質量%がベンゾイルパーオキサイドである。結果を第1表に示す。
撹拌翼の減速後の回転速度(n)を340rpm(5.67秒-1、チップ速度1.07m/秒)とした以外は比較例2と同様に操作したところ、重合途中で激しい凝集が起こり、微細メタクリル樹脂粒子を得ることができなかった。結果を第1表に示す。
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LPO比 P0 P 重合率 凝集の D50
(質量%) (kW/m3) (kW/m3) (%) 有無 (μm)
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実施例1 100 0.293 0.00092 <16 無 9.7
実施例2 100 0.293 0.0109 <16 無 10.0
実施例3 100 0.293 0.0273 <18 無 12.6
比較例1 100 0.293 0.293 <17 有 −
比較例2 89 0.293 0.0109 <20 有 15.0
比較例3 89 0.293 0.0273 <20 有 −
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メチルメタクリレートの使用量を400.3gとし、エチレングリコールジメタクリレート〔多官能単量体〕の使用量を2.53gとし、ジラウロイルパーオキサイド〔重合開始剤〕の使用量を1.26gとして昇温を開始し、内温が60℃に達した時間を基準として3分が経過した時点で、実施例1で用いた溶液に代えてポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル8.42gをイオン交換水25.26gに溶解させたものを加えた以外は実施例1と同様に操作して、微細メタクリル樹脂粒子を得た。結果を第2表に示す。
撹拌翼の減速後の回転速度(n)を250rpm(4.17秒-1、チップ速度(V)は0.786m/秒)とした以外は実施例4と同様に操作して微細メタクリル樹脂粒子を得た。結果を第2表に示す。
イオン交換水の使用量を1014gとし、メチルメタクリレートの使用量を399.7gとし、重合開始剤としてジラウロイルパーオキシド1.26gおよびベンゾイルパーオキシド0.42gを用いて昇温を開始し、内温が60℃に達した時間を基準として3分が経過した時点で、実施例4で用いた溶液に代えてポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル8.42gをイオン交換水25.25gに溶解させたものを加えた以外は実施例4と同様に操作して、微細メタクリル樹脂粒子を得た。結果を第2表に示す。
メチルメタクリレートの使用量を399.7gとし、重合開始剤としてジラウロイルパーオキシド1.26gおよびtert−ブチル−パーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.46gを用いて昇温を開始し、内温が60℃に達した時間を基準として3分が経過した時点で、実施例4で用いた溶液に代えてポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル8.42gをイオン交換水25.25gに溶解させたものを加えた以外は実施例4と同様に操作したが、重合途中で激しい凝集が起こり、微細メタクリル樹脂粒子を得ることができなかった。結果を第2表に示す。
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LPO比 P0 P 重合率 凝集の D50
(質量%) (kW/m3) (kW/m3) (%) 有無 (μm)
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実施例4 100 0.293 0.00092 <11 無 9.3
実施例5 100 0.293 0.0109 <11 無 10.1
比較例4 75 0.293 0.0109 − 有 −
比較例5 73 0.293 0.0109 <12 有 −
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2:重合容器
2a:内面 2b:底面 D:内径
3:重合混合物 4:バッフル 5:窒素ガス
Claims (3)
- 重合開始剤の使用量が単量体100質量部あたり0.01質量部〜5質量部である請求項1に記載の製造方法。
- 単量体の重合率が25%以下の間に、撹拌動力(P)を前記範囲とする請求項1または請求項2に記載の製造方法。
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