JP2007186624A - Emulsifying agent for emulsion polymerization, method for producing polymer emulsion and polymer emulsion - Google Patents

Emulsifying agent for emulsion polymerization, method for producing polymer emulsion and polymer emulsion Download PDF

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Yoshiyuki Hashimoto
賀之 橋本
Yasunobu Haneda
康伸 羽田
Toyoji Matsubara
豊治 松原
Tetsuya Mukai
徹也 向
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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)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reactive emulsifying agent for emulsion polymerization improving stability during the emulsion polymerization without having a polyoxyalkylene chain as a hydrophilic group and remarkably improving various characteristics such as water resistance, heat resistance and weather resistance and adhesiveness of a polymer and a polymer film. <P>SOLUTION: The emulsifying agent is represented by general formula (1) (wherein, R<SP>1</SP>is a hydrocarbon group; R<SP>2</SP>and R<SP>3</SP>are each an alkenyl group or a hydrogen atom; one or both of R<SP>2</SP>and R<SP>3</SP>are alkenyl groups and R<SP>2</SP>and R<SP>3</SP>may each be a different alkenyl group; X<SP>1</SP>and X<SP>2</SP>are each a hydrogen atom or a hydrocarbon group; and n is 1-200). The emulsifying agent is used for the emulsion polymerization. <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、その乳化重合用乳化剤を使用したポリマーエマルションの製造方法、及びその製造方法により得られるポリマーエマルションに関する。   The present invention relates to an emulsifier for emulsion polymerization used in emulsion polymerization, a method for producing a polymer emulsion using the emulsifier for emulsion polymerization, and a polymer emulsion obtained by the method.

従来、ノニオン性の乳化重合用乳化剤としては、ノニルフェノールやオクチルフェノールにアルキレンオキサイドを付加したポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルや高級アルコールにアルキレンオキサイドを付加したポリオキシアルキレンアルキルエーテルが単独あるいは併用で使用されているが、ポリマーエマルションの安定性、また該エマルションから得られたポリマーフィルムの性質等は、必ずしも充分に満足し得るものではなく、多くの解決すべき問題点が残されている。   Conventionally, as nonionic emulsifiers for emulsion polymerization, polyoxyalkylene alkyl phenyl ethers obtained by adding alkylene oxide to nonylphenol or octylphenol and polyoxyalkylene alkyl ethers obtained by adding alkylene oxide to higher alcohols are used alone or in combination. However, the stability of the polymer emulsion and the properties of the polymer film obtained from the emulsion are not always satisfactory, and many problems to be solved remain.

例えば、エマルションの重合安定性、得られたエマルションの機械安定性、化学安定性、凍結融解安定性、顔料混和性、貯蔵安定性等の問題が挙げられる。特に、機械的安定性については、改善すべき問題点が残されている。さらに、エマルションからポリマーフィルムを作成した際、使用した乳化剤が遊離の状態でポリマーフィルム中に残留するため、フィルムの耐水性、接着性が劣る等の問題を生じている。また、エマルションを塩析または酸析等の手段によって破壊し、ポリマーを取り出す際、排水中に多くの乳化剤が含有され、河川汚濁の原因となるため、乳化剤の除去処理に多大の労力が必要となる。   Examples thereof include problems such as polymerization stability of the emulsion, mechanical stability of the obtained emulsion, chemical stability, freeze-thaw stability, pigment miscibility, and storage stability. In particular, the mechanical stability remains a problem to be improved. Furthermore, when a polymer film is prepared from the emulsion, the used emulsifier remains in the polymer film in a free state, causing problems such as poor water resistance and adhesion of the film. In addition, when the emulsion is destroyed by means such as salting out or aciding out and the polymer is taken out, a large amount of emulsifier is contained in the waste water, which causes river pollution. Become.

このような観点から従来の乳化重合用乳化剤の問題点を改善するため、反応基として共重合性の不飽和基を有し、親水基にポリオキシアルキレン鎖を導入した反応性乳化重合用乳化剤が数多く提案され、各種モノマーについて乳化重合が試みられている。これらの反応性乳化剤を乳化重合用乳化剤として使用したエマルションは重合時の安定性が良く、また、該エマルションから得られたポリマーフィルムは耐水性、接着性、耐熱性、耐候性において優れた性能を示すものである(例えば、特許文献1〜4)。   In order to improve the problems of the conventional emulsion polymerization emulsifier from such a viewpoint, there is a reactive emulsion polymerization emulsifier having a copolymerizable unsaturated group as a reactive group and a polyoxyalkylene chain introduced into a hydrophilic group. Many proposals have been made, and emulsion polymerization of various monomers has been attempted. Emulsions using these reactive emulsifiers as emulsion polymerization emulsifiers have good stability during polymerization, and polymer films obtained from the emulsions have excellent performance in water resistance, adhesion, heat resistance, and weather resistance. (For example, Patent Documents 1 to 4).

しかしながら、このようなアルキレンオキサイドから誘導される反応性乳化重合用乳化剤の問題点として、未反応のアルキレンオキサイドが製品中に残存すること、副生成物として発がん性や刺激性の高い物質が発生することが挙げられる。例えば、合成時の有害なジオキサンの生成や、アルキレンオキサイド鎖の酸化分解により有害性のアルデヒド類を生成することが知られており、シックハウス症候群やVOC問題が騒がれる近年、アルデヒド等を含む乳化剤をエマルションの製造に用いるのは好ましくない。
特開平8−41112号公報 特開平4−50204号公報 特開昭63−319035号公報 特開昭62−104802号公報
However, as a problem of such an emulsifier for reactive emulsion polymerization derived from alkylene oxide, unreacted alkylene oxide remains in the product, and a substance with high carcinogenicity and irritation is generated as a by-product. Can be mentioned. For example, it is known that harmful dioxane is generated during synthesis, and toxic aldehydes are generated by oxidative degradation of alkylene oxide chains. In recent years, sick house syndrome and VOC problems have been heard. It is not preferable to use it for the production of an emulsion.
Japanese Patent Laid-Open No. 8-41112 Japanese Patent Laid-Open No. 4-50204 JP-A-63-319035 JP 62-104802 A

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は親水基としてポリオキシアルキレン鎖を持たず、乳化重合時の安定性を良好なものとし、しかも、ポリマー及びポリマーフィルムの耐水性、接着性、耐熱性、耐候性等の諸特性が著しく改善された反応性乳化重合用乳化剤を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is not to have a polyoxyalkylene chain as a hydrophilic group, to improve stability during emulsion polymerization, and to prevent water resistance of polymers and polymer films. It is to provide an emulsifier for reactive emulsion polymerization in which various properties such as property, adhesiveness, heat resistance, and weather resistance are remarkably improved.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、共重合性の不飽和基を有し、親水基部分がポリグリセリンである乳化重合用乳化剤が適していることを見出し、本発明の完成に到達したものである。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that an emulsifier for emulsion polymerization having a copolymerizable unsaturated group and having a hydrophilic group part of polyglycerin is suitable. The completion of the present invention has been achieved.

即ち、本発明の乳化重合用乳化剤は、下記一般式(1)で表されることを特徴とする。

Figure 2007186624
That is, the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention is represented by the following general formula (1).
Figure 2007186624

(式中、Rは炭化水素基である。R及びRはアルケニル基または水素原子であり、R及びRは一方又は両方がアルケニル基である。また、R及びRは異なるアルケニル基でも良い。X及びXは水素原子又は炭化水素基である。nは1〜200である。) (Wherein R 1 is a hydrocarbon group, R 2 and R 3 are alkenyl groups or hydrogen atoms, one or both of R 2 and R 3 are alkenyl groups, and R 2 and R 3 are Different alkenyl groups may be used. X 1 and X 2 are hydrogen atoms or hydrocarbon groups, and n is 1 to 200.)

本発明の乳化重合用乳化剤は、前記一般式(1)において、前記アルケニル基が下記一般式(2)〜(4)で表されるアルケニル基であることが好ましい。   In the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention, in the general formula (1), the alkenyl group is preferably an alkenyl group represented by the following general formulas (2) to (4).

Figure 2007186624
Figure 2007186624

本発明のポリマーエマルションの製造方法は、モノマーに対して前記の乳化重合用乳化剤を0.1〜20重量%の量で使用し、水性媒体中で前記のモノマーを重合させる、または前記モノマー重合後のポリマーに添加することにある。   In the method for producing a polymer emulsion of the present invention, the above-mentioned emulsifier for emulsion polymerization is used in an amount of 0.1 to 20% by weight based on the monomer, and the monomer is polymerized in an aqueous medium, or after the monomer polymerization. To add to the polymer.

そして、本発明のポリマーエマルションは、前記のポリマーエマルションの製造方法により得られるものである。   And the polymer emulsion of this invention is obtained by the manufacturing method of the said polymer emulsion.

本発明の乳化重合用乳化剤によれば、その分子中の疎水基部分に共重合性の不飽和基を有し、重合性のモノマーとの共重合性に優れ、ポリマー組成に取り込まれやすい。そのため、共重合性の反応性乳化重合用乳化剤として有用であり、本発明の乳化重合用乳化剤を使用し重合されたポリマーエマルションから得られたポリマーフィルム中に遊離した状態で存在する乳化剤量が減少しフィルムの耐水性、接着性、耐熱性、耐候性等の諸特性の向上に極めて優れた効果を発揮する。かつポリマーエマルションの泡立ち、機械安定性等が著しく改善される。更に、ジオキサンやアルデヒド類などの有害物質を大幅に低減したポリマーエマルションを得ることができる。   The emulsifier for emulsion polymerization of the present invention has a copolymerizable unsaturated group in the hydrophobic group portion of the molecule, is excellent in copolymerizability with a polymerizable monomer, and is easily incorporated into a polymer composition. Therefore, it is useful as an emulsifier for copolymerizable reactive emulsion polymerization, and the amount of emulsifier present in a free state in a polymer film obtained from a polymer emulsion obtained by polymerization using the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention is reduced. The film exhibits excellent effects in improving various properties such as water resistance, adhesiveness, heat resistance, and weather resistance. In addition, foaming and mechanical stability of the polymer emulsion are remarkably improved. Furthermore, a polymer emulsion in which harmful substances such as dioxane and aldehydes are greatly reduced can be obtained.

以下、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

上記一般式(1)で表される化合物において、式中Rは炭化水素基を表す。炭化水素基としては例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基等が挙げられる。 In the compound represented by the general formula (1), R 1 represents a hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a cycloalkyl group, and a cycloalkenyl group.

アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、2級ブチル、ターシャリブチル、ペンチル、イソペンチル、2級ペンチル、ネオペンチル、ターシャリペンチル、ヘキシル、2級ヘキシル、ヘプチル、2級ヘプチル、オクチル、2−エチルヘキシル、2級オクチル、ノニル、2級ノニル、デシル、2級デシル、ウンデシル、2級ウンデシル、ドデシル、2級ドデシル、トリデシル、イソトリデシル、2級トリデシル、テトラデシル、2級テトラデシル、ヘキサデシル、2級ヘキサデシル、ステアリル、イコシル、ドコシル、テトラコシル、トリアコンチル、2−ブチルオクチル、2−ブチルデシル、2−ヘキシルオクチル、2−ヘキシルデシル、2−オクチルデシル、2−ヘキシルドデシル、2−オクチルドデシル、2−デシルテトラデシル、2−ドデシルヘキサデシル、2−ヘキサデシルオクタデシル、2−テトラデシルオクタデシル、モノメチル分枝−イソステアリル基等が挙げられる。   Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, secondary butyl, tertiary butyl, pentyl, isopentyl, secondary pentyl, neopentyl, tertiary pentyl, hexyl, secondary hexyl, heptyl, 2 Secondary heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, secondary octyl, nonyl, secondary nonyl, decyl, secondary decyl, undecyl, secondary undecyl, dodecyl, secondary dodecyl, tridecyl, isotridecyl, secondary tridecyl, tetradecyl, secondary tetradecyl , Hexadecyl, secondary hexadecyl, stearyl, icosyl, docosyl, tetracosyl, triacontyl, 2-butyloctyl, 2-butyldecyl, 2-hexyloctyl, 2-hexyldecyl, 2-octyldecyl, 2-hexyldecyl, - octyldodecyl, 2-decyltetradecyl, 2-dodecyl-hexadecyl, 2-hexadecyl octadecyl, 2-tetradecyl-octadecyl, monomethyl branched - and the like isostearyl group.

アルケニル基としては、例えば、ビニル、アリル、プロペニル、イソプロペニル、ブテニル、イソブテニル、ペンテニル、イソペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネニル、デセニル、ウンデセニル、ドデセニル、テトラデセニル、オレイル等が挙げられる。   Examples of the alkenyl group include vinyl, allyl, propenyl, isopropenyl, butenyl, isobutenyl, pentenyl, isopentenyl, hexenyl, heptenyl, octenyl, nonenyl, decenyl, undecenyl, dodecenyl, tetradecenyl, oleyl and the like.

アリール基としては、例えば、フェニル、トルイル、キシリル、クメニル、メシチル、ベンジル、フェネチル、スチリル、シンナミル、ベンズヒドリル、トリチル、エチルフェニル、プロピルフェニル、ブチルフェニル、ペンチルフェニル、ヘキシルフェニル、ヘプチルフェニル、オクチルフェニル、ノニルフェニル、デシルフェニル、ウンデシルフェニル、ドデシルフェニル、フェニルフェニル、ベンジルフェニル、スチレン化フェニル、クミルフェニル、スチレン化クレシル、ベンジルキシリル、α−ナフチル、β−ナフチル基等が挙げられる。   As an aryl group, for example, phenyl, toluyl, xylyl, cumenyl, mesityl, benzyl, phenethyl, styryl, cinnamyl, benzhydryl, trityl, ethylphenyl, propylphenyl, butylphenyl, pentylphenyl, hexylphenyl, heptylphenyl, octylphenyl, Nonylphenyl, decylphenyl, undecylphenyl, dodecylphenyl, phenylphenyl, benzylphenyl, styrenated phenyl, cumylphenyl, styrenated cresyl, benzylxylyl, α-naphthyl, β-naphthyl groups and the like can be mentioned.

シクロアルキル基、シクロアルケニル基としては、例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、メチルシクロペンチル、メチルシクロヘキシル、メチルシクロヘプチル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル、シクロヘプテニル、メチルシクロペンテニル、メチルシクロヘキセニル、メチルシクロヘプテニル基等が挙げられる。   Examples of the cycloalkyl group and cycloalkenyl group include a cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, methylcyclopentyl, methylcyclohexyl, methylcycloheptyl, cyclopentenyl, cyclohexenyl, cycloheptenyl, methylcyclopentenyl, methylcyclohexenyl, methylcycloheptenyl group. Etc.

また、Rは上記に記載の炭化水素基を2種類以上含んでいても良い。 R 1 may contain two or more types of the hydrocarbon groups described above.

一般式(1)において、Rは炭素数6から20のアルキル基またはアルケニル基であることが好ましい。 In the general formula (1), R 1 is preferably an alkyl group or alkenyl group having 6 to 20 carbon atoms.

通常、Rはアルコールから水酸基を除いた残基である。これらのアルコールは、天然由来のアルコール、または工業的に製造されるアルコールである。 Usually, R 1 is a residue obtained by removing a hydroxyl group from alcohol. These alcohols are naturally derived alcohols or industrially produced alcohols.

天然由来のアルコールとしては、オクチルアルコール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコールなどがある。   Naturally occurring alcohols include octyl alcohol, decyl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, oleyl alcohol and the like.

工業的に製造されるアルコールとしては、プロピレン或いはブテンまたはその混合物から誘導される高級オレフィンを経て、オキソ法により製造される分岐型飽和一級アルコールで、例えばイソノナノール、イソデカノール、イソウンデカノール、イソドデカノール、イソトリデカノールなどが挙げられ、市販品としてはエクソン・モービル社製のExxalシリーズがあり、また、n−パラフィンやエチレンオリゴマーから誘導されるオレフィンを経て、オキソ法により製造される直鎖型と分岐型のアルコールの混合物として、Shell社製のネオドール(Neodol)シリーズ、三菱化学(株)製のダイヤドール(Diadol)シリーズ、Sasol社製のサフォール(Safol)シリーズやリアル(Lial)シリーズがある。   Industrially produced alcohols are branched saturated primary alcohols produced by the oxo process via higher olefins derived from propylene or butene or mixtures thereof, such as isononanol, isodecanol, isoundecanol, isododecane. There are Exxal series manufactured by Exxon Mobil as a commercial product, and linear chain produced by oxo method through olefin derived from n-paraffin or ethylene oligomer. As a mixture of type and branched alcohols, the Neodol series manufactured by Shell, the Diadol series manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, the Safol series manufactured by Sasol, and the Lial series are available. is there

また、ゲルベ反応によるアルコールの2量化によって得られるゲルベアルコールには、2−エチル−1−ヘキサノール、2−ブチル−1−ヘキサノール、2−エチル−1−ヘプタノール、2−プロピル−1−オクタノール、2−プロピル−1−ヘプタノール、4−メチル−2−プロピル−1−ヘキサノール、2−プロピル−5−メチル−1−ヘキサノールなどがあり、またはパラフィンを空気酸化して製造され、水酸基が炭素鎖の末端以外へランダムに結合しているセカンダリーアルコールなどがある。   In addition, Gerve alcohol obtained by dimerization of alcohol by Gerve reaction includes 2-ethyl-1-hexanol, 2-butyl-1-hexanol, 2-ethyl-1-heptanol, 2-propyl-1-octanol, 2 -Propyl-1-heptanol, 4-methyl-2-propyl-1-hexanol, 2-propyl-5-methyl-1-hexanol and the like, or produced by air oxidation of paraffin, and the hydroxyl group is the terminal of the carbon chain There are secondary alcohols that are randomly bound to the other.

これらのアルコールは2種類以上を配合して使用することも可能である。   These alcohols can be used in combination of two or more.

一般式(1)において、R及びRは上記に記載のアルケニル基または水素原子である。R及びRは一方又は両方がアルケニル基であり、R及びRは同一でも異なるアルケニル基でも良い。 In the general formula (1), R 2 and R 3 are the alkenyl group or hydrogen atom described above. One or both of R 2 and R 3 are alkenyl groups, and R 2 and R 3 may be the same or different alkenyl groups.

アルケニル基の具体例としては、ビニル基、1−メチルビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−メチル−1−プロペニル基、2−メチル−1−プロペニル基、1−メチル−2−プロペニル基、2−メチル−2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基等が挙げられる。   Specific examples of the alkenyl group include a vinyl group, 1-methylvinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, 1-methyl-1-propenyl group, 2-methyl-1-propenyl group, and 1-methyl-2. -Propenyl group, 2-methyl-2-propenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group and the like can be mentioned.

上記のアルケニル基は、下記一般式(2)〜(4)で表される、1−プロペニル基、2−プロペニル基(または2−メチル−2−プロペニル基)、またはビニル基(または1−メチルビニル基)であることが好ましい。   The alkenyl group is a 1-propenyl group, a 2-propenyl group (or 2-methyl-2-propenyl group), or a vinyl group (or 1-methyl) represented by the following general formulas (2) to (4). Vinyl group).

Figure 2007186624
Figure 2007186624

一般式(1)において、X及びXは水素原子又は炭化水素基である。 In general formula (1), X 1 and X 2 are hydrogen atom or a hydrocarbon group.

一般式(1)において、nは1〜200であり、好ましくは2〜50である。   In General formula (1), n is 1-200, Preferably it is 2-50.

また、一般式(1)のポリグリセリン部分が直鎖状に繋がっていても良く、図1に示すように樹状に繋がっているものでも良い。   Moreover, the polyglycerin part of General formula (1) may be connected in linear form, and as shown in FIG.

本発明の乳化重合用乳化剤は、炭化水素基部分とポリグリセリン部分のモル比が、1:1〜5:1で含まれているのが有利である。   In the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention, it is advantageous that the molar ratio of the hydrocarbon group portion to the polyglycerin portion is 1: 1 to 5: 1.

[合成方法]
本発明の乳化重合用乳化剤を得るための反応条件は特に限定されるものではなく、例えば、高級アルコールとアルケニルフェニルグリシジルエーテル、もしくは高級アルコールとエピクロルヒドリンから誘導されるアルキルグリシジルエーテルとアルケニルフェノールを触媒存在下反応させた後、得られた反応組成物にポリグリセリン部分を導入することにより本発明の乳化重合用乳化剤を得ることができる。また、必要に応じ公知の方法で精製を行っても良い。
[Synthesis method]
The reaction conditions for obtaining the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention are not particularly limited. For example, the presence of a catalyst of alkyl glycidyl ether and alkenyl phenol derived from higher alcohol and alkenyl phenyl glycidyl ether, or higher alcohol and epichlorohydrin. After the lower reaction, the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention can be obtained by introducing a polyglycerin moiety into the obtained reaction composition. Moreover, you may refine | purify by a well-known method as needed.

反応性基を持った疎水基部分へのポリグリセリンの導入は、ポリグリセリンアルキルエーテルの公知の製造方法を適用することにより可能である。ポリグリセリンアルキルエーテルの製造方法は、例えば、特開2001−114720号公報、特開2000−38365号公報、特開平9−188755号公報、特開平6−293688号公報、特公昭和63−66295号公報、特開昭58−180406号公報等において開示されている方法によることができる。   Polyglycerin can be introduced into the hydrophobic group having a reactive group by applying a known production method of polyglycerin alkyl ether. For example, JP-A-2001-114720, JP-A-2000-38365, JP-A-9-188755, JP-A-6-293688, JP-B-63-66295 can be used as the method for producing the polyglycerin alkyl ether. The method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 58-180406 and the like can be used.

[乳化重合用モノマー]
本発明乳化剤を用いた乳化重合に適用されうるモノマーとしては各種のものを挙げることができ、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル、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、アクリロニトリル、アクリルアミド、アクリル酸ヒドロキシエステル等のアクリル系モノマー、スチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族モノマー、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モノマー、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の共役系ジオレフィン系モノマー等の他、エチレン、無水マレイン酸、マレイン酸メチル等がある。本発明の乳化重合用乳化剤は、上記モノマーの1種または2種以上の乳化重合または懸濁重合に利用できる。
[Emulsion polymerization monomer]
Examples of the monomer that can be applied to the emulsion polymerization using the emulsifier of the present invention include various monomers such as acrylic acid, methyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, acrylonitrile, and acrylamide. , Acrylic monomers such as acrylic acid hydroxy ester, aromatic monomers such as styrene and divinylbenzene, vinyl ester monomers such as vinyl acetate, halogenated olefin monomers such as vinyl chloride and vinylidene chloride, and conjugates such as butadiene, isoprene and chloroprene In addition to diolefin monomers, there are ethylene, maleic anhydride, methyl maleate and the like. The emulsifier for emulsion polymerization of the present invention can be used for emulsion polymerization or suspension polymerization of one or more of the above monomers.

[重合条件]
本発明の乳化重合用乳化剤を使用した乳化重合反応に使用される重合開始剤は従来公知のものでよく、例えば、過酸化水素、過硫酸カリウム、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド等が利用できる。重合促進剤としては、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第1鉄アンモニウム等が使用できる。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、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などを用いてもよい。
[Polymerization conditions]
The polymerization initiator used in the emulsion polymerization reaction using the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention may be a conventionally known one, such as hydrogen peroxide, potassium persulfate, azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, etc. Available. As the polymerization accelerator, sodium bisulfite, ferrous ammonium sulfate, and the like can be used. Further, as a chain transfer agent, mercaptans such as α-methylstyrene dimer, n-butyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride and carbon tetrabromide may be used.

本発明の乳化重合用乳化剤の使用量は、通常、全モノマーに対して0.1〜20.0%が適当である。なお、より好ましくは、0.2〜10.0%が適当である。   The use amount of the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention is usually suitably 0.1 to 20.0% with respect to all monomers. In addition, 0.2 to 10.0% is more preferable.

本発明の乳化重合用乳化剤は、それ単独でも乳化重合は良好に完結しうるが、さらにアニオン界面活性剤またはカチオン界面活性剤または/及び他のノニオン界面活性剤を併用してもよく、これにより乳化重合時の重合安定性が向上し、また後工程における処理特性を向上させることができる。   The emulsifier for emulsion polymerization of the present invention alone can complete emulsion polymerization satisfactorily. However, an anionic surfactant or a cationic surfactant or / and other nonionic surfactants may be used in combination. Polymerization stability at the time of emulsion polymerization can be improved, and processing characteristics in the subsequent process can be improved.

かかるアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤及びノニオン界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、アニオン界面活性剤としては、脂肪酸セッケン、ロジン酸セッケン、アルキルスルホン酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシアルキレンアルキル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアリール硫酸塩などが挙げられ、カチオン界面活性剤としてはステアリルトリメチルアンモニウム、セチルトリメチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウムなどが挙げられ、ノニオン界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、アルキルポリグルコシド、ポリグリセリンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルなどが挙げられる。   The anionic surfactant, the cationic surfactant and the nonionic surfactant are not particularly limited. For example, examples of the anionic surfactant include fatty acid soap, rosin acid soap, alkyl sulfonate, alkyl aryl sulfonate, alkyl Examples include sulfosuccinate, polyoxyalkylene alkyl sulfate, polyoxyalkylene aryl sulfate, and cationic surfactants such as stearyltrimethylammonium, cetyltrimethylammonium, and lauryltrimethylammonium. Nonionic surfactants include , Polyoxyalkylene alkyl phenyl ether, polyoxyalkylene alkyl ether, alkyl polyglucoside, polyglycerin alkyl ether, polyoxyalkylene fatty acid ester Polyglycerol fatty acid esters, and the like sorbitan fatty acid ester.

これらの界面活性剤の使用量としては、本発明の乳化重合用乳化剤100部に対して、0.5〜100重量部含まれることが好ましく、より好ましくは5〜60重量部である。さらに好ましくは10〜30重量部である。   The amount of these surfactants to be used is preferably 0.5 to 100 parts by weight, more preferably 5 to 60 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention. More preferably, it is 10-30 weight part.

また、乳化重合時の重合安定性を向上させる目的で公知の保護コロイド剤を併用することができる。併用できる保護コロイド剤としては、完全けん化ポリビニルアルコール(PVA)、部分けん化PVA、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、メチルセルロース、ポリアクリル酸、アラビアゴムなどがある。   Moreover, a well-known protective colloid agent can be used together in order to improve the polymerization stability at the time of emulsion polymerization. Examples of protective colloid agents that can be used in combination include fully saponified polyvinyl alcohol (PVA), partially saponified PVA, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, polyacrylic acid, and gum arabic.

本発明の乳化重合用乳化剤の他の使用方法としては、ポリマーエマルションの安定性を改善するために、重合終了後のポリマーに添加し使用することができる。   As another method of using the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention, it can be added to the polymer after completion of polymerization in order to improve the stability of the polymer emulsion.

[作用、その他]
本発明の乳化重合用乳化剤はその分子中の疎水基部分に共重合性の不飽和基を有し、重合性モノマー、殊にビニル系モノマー等との共重合性に優れ、ポリマー組成に組み込まれやすい。そのため、共重合性の反応性乳化剤として、ポリマーエマルションから得られたポリマーフィルム中に遊離した状態で存在する乳化剤量が著しく減少し、フィルムの耐水性、接着性、耐熱性、耐候性等の諸特性の向上に極めて優れた効果を発揮する。かつポリマーエマルションの泡立ち、機械安定性等が著しく改善される。
[Action, other]
The emulsifier for emulsion polymerization of the present invention has a copolymerizable unsaturated group in the hydrophobic group portion of the molecule, is excellent in copolymerizability with polymerizable monomers, particularly vinyl monomers, and is incorporated into the polymer composition. Cheap. Therefore, as a copolymerizable reactive emulsifier, the amount of the emulsifier present in a free state in the polymer film obtained from the polymer emulsion is remarkably reduced, and various properties such as water resistance, adhesiveness, heat resistance and weather resistance of the film are reduced. Exhibits extremely excellent effects in improving characteristics. In addition, foaming and mechanical stability of the polymer emulsion are remarkably improved.

さらに、ジオキサンやアルデヒド類などの有害物質を大幅に低減したポリマーエマルションを得ることができる。   Furthermore, a polymer emulsion in which harmful substances such as dioxane and aldehydes are greatly reduced can be obtained.

本発明の乳化重合用乳化剤を添加して得られるポリマーエマルションは、例えば接着剤、被覆剤、含浸補強剤等として、木材、金属、紙、布、その他コンクリートなどに適用することができる。また、エマルションあるいはラテックスから取り出したポリマーは樹脂、ゴム、ポリマーの改質剤等に使用することができる。   The polymer emulsion obtained by adding the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention can be applied to wood, metal, paper, cloth, other concrete, etc. as, for example, an adhesive, a coating agent, and an impregnation reinforcing agent. The polymer taken out from the emulsion or latex can be used as a resin, rubber, polymer modifier or the like.

以下、実施例および比較例により本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらの例によりなんら限定されることはない。なお、文中「部」は特に記載がない限り質量基準である。   Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention in more detail, the present invention is not limited at all by these examples. In the text, “part” is based on mass unless otherwise specified.

〈製造例1〉
撹拌機、窒素導入管、及び温度計を備えた反応器にイソトリデシルアルコール200部、触媒として三フッ化ホウ素エーテル錯体を仕込み、90℃に昇温して1−プロペニルフェニルグリシジルエーテル191部を滴下し、90℃で5時間熟成して中間体Aを得た。
<Production Example 1>
A reactor equipped with a stirrer, a nitrogen inlet tube, and a thermometer was charged with 200 parts of isotridecyl alcohol and boron trifluoride ether complex as a catalyst, heated to 90 ° C., and 191 parts of 1-propenylphenyl glycidyl ether was added. The solution was added dropwise and aged at 90 ° C. for 5 hours to obtain Intermediate A.

次に、三フッ化ホウ素エーテル錯体を触媒として、中間体Aを120℃に昇温させグリシドール370部を1時間かけて滴下し、さらに2時間撹拌した。生成物に水を加え陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を通過させ精製した後、減圧脱水して本発明品の乳化重合用乳化剤Aを得た。   Next, using the boron trifluoride ether complex as a catalyst, Intermediate A was heated to 120 ° C., 370 parts of glycidol was added dropwise over 1 hour, and the mixture was further stirred for 2 hours. Water was added to the product for purification by passing through a cation exchange resin and an anion exchange resin, followed by dehydration under reduced pressure to obtain an emulsifier A for emulsion polymerization of the present invention.

〈製造例2〉
製造例1の方法に準じて、1−プロペニルフェニルグリシジルエーテルの代わりに、2−プロペニルフェニルグリシジルエーテルを191部として中間体Bを得た。またグリシドールを740部として本発明品の乳化重合用乳化剤Bを得た。
<Production Example 2>
According to the method of Production Example 1, intermediate B was obtained using 191 parts of 2-propenylphenylglycidyl ether instead of 1-propenylphenylglycidylether. Moreover, the emulsifier B for emulsion polymerization of this invention product was obtained for 740 parts of glycidol.

〈製造例3〉
撹拌機、窒素導入管、及び温度計を備えた反応器にラウリルアルコール185部、触媒として四塩化スズ、重合禁止剤としてハイドロキノンを加え、50℃までの温度でビニルフェニルグリシジルエーテル177部を滴下し、60℃で5時間熟成した後、精製して中間体Cを得た。
<Production Example 3>
185 parts of lauryl alcohol, tin tetrachloride as a catalyst, and hydroquinone as a polymerization inhibitor are added to a reactor equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a thermometer, and 177 parts of vinyl phenyl glycidyl ether is dropped at a temperature up to 50 ° C. After aging at 60 ° C. for 5 hours, purification was conducted to obtain Intermediate C.

次に、中間体Cに触媒として水酸化カリウム、重合禁止剤としてハイドロキノンを加え80℃まで昇温させグリシドール296部を1時間かけて滴下し、さらに2時間撹拌した。最後に酢酸で中和した後、脱水して本発明品の乳化重合用乳化剤Cを得た。   Next, potassium hydroxide as a catalyst and hydroquinone as a polymerization inhibitor were added to Intermediate C, the temperature was raised to 80 ° C., 296 parts of glycidol was added dropwise over 1 hour, and the mixture was further stirred for 2 hours. Finally, the mixture was neutralized with acetic acid and dehydrated to obtain an emulsifier C for emulsion polymerization of the present invention.

〈製造例4〉
撹拌機、窒素導入管、蒸留装置及び温度計を備えた反応器に1−プロペニルフェノール200部、触媒として水酸化カリウムを仕込み、ラウリルグリシジルエーテル242部を滴下し、80℃にて5時間撹拌反応を行った。次に、精製により過剰の1−プロペニルフェノールを除去して中間体Dを得た。
<Production Example 4>
A reactor equipped with a stirrer, a nitrogen inlet tube, a distillation apparatus and a thermometer was charged with 200 parts of 1-propenylphenol, potassium hydroxide as a catalyst, 242 parts of lauryl glycidyl ether was added dropwise, and the reaction was stirred at 80 ° C. for 5 hours. Went. Next, excess 1-propenylphenol was removed by purification to obtain Intermediate D.

次に、中間体Dに触媒として水酸化カリウムを加え、120℃まで昇温させグリシドール740部を1時間かけて滴下し、さらに2時間撹拌した。最後に硫酸を加え中和、脱水後、析出物を濾別して本発明品の乳化重合用乳化剤Dを得た。   Next, potassium hydroxide was added as a catalyst to Intermediate D, the temperature was raised to 120 ° C., 740 parts of glycidol was added dropwise over 1 hour, and the mixture was further stirred for 2 hours. Finally, sulfuric acid was added for neutralization and dehydration, and the precipitate was filtered off to obtain an emulsifier D for emulsion polymerization of the present invention.

〈製造例5〉
製造例1の方法に準じて、イソトリデシルアルコール及び1−プロペニルフェニルグリシジルエーテルの代わりに、ラウリルアルコールを185部及び2−メチル−2−プロペニルフェニルグリシジルエーテル205部として中間体Eを得た。また、グリシドールを2220部として本発明品の乳化重合用乳化剤Eとした。
<Production Example 5>
According to the method of Production Example 1, Intermediate E was obtained using 185 parts of lauryl alcohol and 205 parts of 2-methyl-2-propenylphenyl glycidyl ether instead of isotridecyl alcohol and 1-propenylphenyl glycidyl ether. Further, 2220 parts of glycidol was used as an emulsifier E for emulsion polymerization of the present invention.

〈製造例6〉
製造例3の方法に準じて、ラウリルアルコール及びビニルフェニルグリシジルエーテルの代わりに、ネオドール23を192部及び1−メチルビニルグリシジルエーテルを191部として中間体Fを得た。また、グリシドールを370部として本発明品の乳化重合用乳化剤Fを得た。
<Production Example 6>
According to the method of Production Example 3, intermediate F was obtained using 192 parts of neodol 23 and 191 parts of 1-methylvinylglycidyl ether instead of lauryl alcohol and vinylphenyl glycidyl ether. Moreover, the emulsifier F for emulsion polymerization of this invention product was obtained for 370 parts of glycidol.

〈製造例7〉
製造例1の方法に準じて、イソトリデシルアルコール及び1−プロペニルフェニルグリシジルエーテルの代わりに、Exxal 11を172部及び2−メチル−2−プロペニルフェニルグリシジルエーテルを205部として中間体Gを得た。また、グリシドールを4440部として本発明品の乳化重合用乳化剤Gを得た。
<Production Example 7>
According to the method of Production Example 1, Intermediate G was obtained using 172 parts of Exxal 11 and 205 parts of 2-methyl-2-propenylphenyl glycidyl ether instead of isotridecyl alcohol and 1-propenylphenyl glycidyl ether. . Further, the emulsifier G for emulsion polymerization of the present invention was obtained with 4440 parts of glycidol.

〈製造例8〉
製造例4の方法に準じて、ラウリルグリシジルエーテルの代わりに、2−プロピル−1−ヘプチルグリシジルエーテルを214部として中間体Hを得た。また、グリシドールを222部として本発明品の乳化重合用乳化剤Hを得た。
<Production Example 8>
According to the method of Production Example 4, Intermediate H was obtained using 214 parts of 2-propyl-1-heptylglycidyl ether instead of lauryl glycidyl ether. Moreover, the emulsifier H for emulsion polymerization of the present invention was obtained using 222 parts of glycidol.

〈製造例9〉
製造例1の方法に準じて、イソトリデシルアルコールの代わりに、2−プロピル−1−ヘプタノールを158部として中間体Iを得た。また、グリシドールを740部として本発明品の乳化重合用乳化剤Iを得た。
<Production Example 9>
According to the method of Production Example 1, Intermediate I was obtained using 158 parts of 2-propyl-1-heptanol instead of isotridecyl alcohol. Moreover, the emulsifier I for emulsion polymerization of this invention product was obtained for 740 parts of glycidol.

〈製造例10〉
製造例3の方法に準じて、ラウリルアルコールの代わりに、デシルアルコールを158部として中間体Jを得た。また、グリシドールを518部として本発明品の乳化重合用乳化剤Jとした。
<Production Example 10>
According to the method of Production Example 3, Intermediate J was obtained using 158 parts of decyl alcohol instead of lauryl alcohol. Further, 518 parts of glycidol was used as an emulsifier J for emulsion polymerization of the present invention.

〈製造例11〉
製造例1の方法に準じて、イソトリデシルアルコールの代わりに、スチレン化フェノール(モノ体、ジ体、トリ体混合物)305部として中間体Kを得た。また、グリシドールを518部として本発明品の乳化重合用乳化剤Kとした。
<Production Example 11>
According to the method of Production Example 1, Intermediate K was obtained as 305 parts of styrenated phenol (mono, di, and tri mixture) instead of isotridecyl alcohol. Further, 518 parts of glycidol was used as an emulsifier K for emulsion polymerization of the present invention.

〈実施例及び比較例〉
実施例及び比較例に用いた乳化重合用乳化剤は表1の通りである。
<Examples and Comparative Examples>
Table 1 shows emulsifiers for emulsion polymerization used in Examples and Comparative Examples.

Figure 2007186624
Figure 2007186624

〈使用例1〉
アクリル酸ブチル100部、スチレン100部、イオン交換水290部および乳化重合用乳化剤10部を混合して混合モノマー乳濁液を調製し、窒素ガスにて溶存酸素を除去した。次に攪拌機、還流冷却器、温度計および滴下漏斗を備えた反応器に、上記混合モノマー乳濁液を100部仕込み、80℃に昇温し、過硫酸カリウム0.5部を加えて先行重合させた。次いで、重合開始10分後より3時間かけて残りの混合モノマー乳濁液400部を滴下して重合させた。さらに、続けて重合温度にて2時間熟成した後、冷却してポリマーエマルションを得た。
<Usage example 1>
A mixed monomer emulsion was prepared by mixing 100 parts of butyl acrylate, 100 parts of styrene, 290 parts of ion-exchanged water and 10 parts of an emulsifier for emulsion polymerization, and dissolved oxygen was removed with nitrogen gas. Next, a reactor equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer and a dropping funnel was charged with 100 parts of the above mixed monomer emulsion, heated to 80 ° C., and 0.5 parts of potassium persulfate was added for prepolymerization. I let you. Next, 400 parts of the remaining mixed monomer emulsion was dropped over 3 hours from 10 minutes after the start of polymerization, and polymerization was performed. Further, after aging for 2 hours at the polymerization temperature, the mixture was cooled to obtain a polymer emulsion.

使用した乳化重合用乳化剤は表2に示す通りである。また、併用アニオン性乳化剤としてラウリル硫酸エステルナトリウム塩を乳化重合用乳化剤の内10重量%使用した。   The emulsifiers for emulsion polymerization used are as shown in Table 2. Moreover, 10% by weight of an emulsifier for emulsion polymerization was used as a combined anionic emulsifier.

使用した乳化重合用乳化剤のジオキサン及びホルムアルデヒドの含有量及び、得られたポリマーエマルションについて、重合安定性、機械安定性、粒子径、起泡性、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る。結果は表2に示す。   The contents of dioxane and formaldehyde of the emulsifier for emulsion polymerization used, and the obtained polymer emulsion were evaluated for polymerization stability, mechanical stability, particle diameter, foamability, and gloss of the film. The evaluation method is as follows. The results are shown in Table 2.

[ジオキサン及びホルムアルデヒドの含有量]
乳化重合用乳化剤に含まれるジオキサンをGC、ホルムアルデヒドをアセチルアセトン法を用い吸光光度法で定量を行った。その結果を、ジオキサン量が1ppm未満:○、1〜10ppm:△、10ppm以上:×、ホルムアルデヒド量が1ppm未満:○、1〜10ppm:△、10ppm以上:×、として示す。
[Contents of dioxane and formaldehyde]
The dioxane contained in the emulsifier for emulsion polymerization was determined by spectrophotometry using GC and formaldehyde using the acetylacetone method. The results are shown as dioxane content less than 1 ppm: ◯, 1-10 ppm: Δ, 10 ppm or more: x, formaldehyde content less than 1 ppm: ◯, 1-10 ppm: Δ, 10 ppm or more: x.

[重合安定性]
重合後のポリマーエマルションを80メッシュのろ布を用いてろ過し、ろ布上の残渣を水洗後、乾燥し、その重量をエマルションの固形分に対し%で示す。
[Polymerization stability]
The polymer emulsion after polymerization is filtered using an 80-mesh filter cloth, and the residue on the filter cloth is washed with water and dried, and the weight is expressed in% with respect to the solid content of the emulsion.

[機械安定性]
ポリマーエマルション50gをマーロン型試験器にて荷重10kg、回転数1000rpmで5分間撹拌し、生成した凝集物を80メッシュの金網でろ過し、残渣を水洗後、乾燥し、その重量をエマルションの固形分に対し%で示す。
[Machine stability]
50 g of the polymer emulsion was stirred with a Marlon tester at a load of 10 kg and a rotational speed of 1000 rpm for 5 minutes, the resulting aggregate was filtered through an 80 mesh wire mesh, the residue was washed with water and dried, and its weight was determined as the solid content of the emulsion. In%.

[粒子径]
動的光散乱式粒度分布測定装置(日機装製 MICROTRAC UPA9340)にて測定し、μmで示す。
[Particle size]
It is measured with a dynamic light scattering type particle size distribution analyzer (MICROTRAC UPA9340 manufactured by Nikkiso), and is shown in μm.

[起泡性]
エマルションを水で2倍希釈し、100mlネスラー管に30cc入れ、30回倒立させてから静置5分後における泡の量(ml)を測定した。
[Foaming]
The emulsion was diluted 2-fold with water, put in 30 cc in a 100 ml Nessler tube, inverted 30 times, and then the amount of foam (ml) after 5 minutes of standing was measured.

[フィルムの光沢性]
ガラスプレート上に0.5mm(wet)のエマルション膜を作り、室温で24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観察し3段階で評価した。その結果を、優れる:○、可:△、不可:×、として示す。
[Glossiness of film]
A 0.5 mm (wet) emulsion film was formed on a glass plate and allowed to stand at room temperature for 24 hours to prepare a film. The glossiness of this film was visually observed and evaluated in three stages. The results are shown as excellent: ◯, acceptable: Δ, impossible: x.

Figure 2007186624
Figure 2007186624

〈使用例2〉
攪拌機、還流冷却器、温度計および滴下漏斗を備えた反応器に、イオン交換水135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、窒素ガスにて水中の溶存酸素を除去した。これとは別にメタクリル酸メチル75部、アクリル酸エチル171部、アクリル酸4部、乳化重合用乳化剤8部、イオン交換水110部とを混合して、モノマーエマルションを調製した。次に、上記で調製したモノマーエマルション40部を一括して上記反応器に添加し、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ションを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ションを得た。
<Usage example 2>
A reactor equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer and dropping funnel was charged with 135 parts of ion-exchanged water and 0.5 part of sodium bicarbonate as a buffering agent, heated to 80 ° C. Dissolved oxygen was removed. Separately, 75 parts of methyl methacrylate, 171 parts of ethyl acrylate, 4 parts of acrylic acid, 8 parts of an emulsifier for emulsion polymerization, and 110 parts of ion-exchanged water were mixed to prepare a monomer emulsion. Next, 40 parts of the monomer emulsion prepared above were added all at once to the reactor, 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.

使用した乳化重合用乳化剤は表3に示す通りである。また、併用アニオン性乳化剤として直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を乳化重合用乳化剤の内10重量%使用した。   The emulsifiers for emulsion polymerization used are as shown in Table 3. Further, as a combined anionic emulsifier, linear alkylbenzene sulfonic acid sodium salt was used in an amount of 10% by weight of the emulsion polymerization emulsifier.

得られたポリマーエマルションについて、重合安定性、粒子径、VOC量、未反応乳化剤量、耐水性をそれぞれ評価した。重合安定性、粒子径の評価方法は上記の評価方法と同様である。VOC量、未反応乳化剤量、耐水性評価方法は以下の通りである。結果は表3に示す。   The obtained polymer emulsion was evaluated for polymerization stability, particle diameter, VOC amount, unreacted emulsifier amount, and water resistance. The evaluation method of polymerization stability and particle diameter is the same as the above evaluation method. The amount of VOC, the amount of unreacted emulsifier, and the water resistance evaluation method are as follows. The results are shown in Table 3.

[VOC量]
ポリマーエマルションに含まれるVOC量をヘッドスペースGCにより測定を行った。その結果を、10ppm未満:○、10〜50ppm:△、50ppm以上:×、として示す。
[VOC amount]
The amount of VOC contained in the polymer emulsion was measured by headspace GC. The results are shown as less than 10 ppm: ◯, 10-50 ppm: Δ, 50 ppm or more: x.

[未反応乳化剤量]
ポリマーエマルションにメタノールを加えて、ポリマーを凝固し、遠心分離処理後、その上澄みを用い、HPLC−MS法にて未反応乳化剤量を測定し、%で示す。
[Unreacted emulsifier amount]
Methanol is added to the polymer emulsion to solidify the polymer, and after centrifugation, the amount of unreacted emulsifier is measured by the HPLC-MS method using the supernatant, and is shown in%.

[耐水性試験]
ガラス板上に0.5mm厚のポリマーフィルムを作製し、これを水に浸漬し、前記ポリマーフィルムを透して4.5ポイント文字が読めなくなるまでの時間を測定した。その結果を、300時間以上:○、300〜200時間:△、200時間未満:×、として示す。
[Water resistance test]
A polymer film having a thickness of 0.5 mm was prepared on a glass plate, immersed in water, and the time until 4.5 point characters could not be read through the polymer film was measured. The results are shown as 300 hours or more: ◯, 300 to 200 hours: Δ, less than 200 hours: x.

Figure 2007186624
Figure 2007186624

〈使用例3〉
攪拌機、還流冷却器、温度計および滴下漏斗を備えた反応器に、イオン交換水250部を仕込み、80℃まで昇温させ、窒素ガスにて水中の溶存酸素を除去した。次にアクリル酸ブチル125部とアクリル酸2−エチルヘキシル125部に乳化重合用乳化剤5部を溶解させた混合モノマー液のうち50部を反応器に仕込み、次いで過硫酸アンモニウム0.5部を加えて先行重合させ、重合開始10分後より3時間かけて残りの混合モノマー液205部を滴下して重合させた。続けて重合温度にてさらに2時間熟成した後、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ションを得た。
<Usage example 3>
A reactor equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a dropping funnel was charged with 250 parts of ion-exchanged water, heated to 80 ° C., and dissolved oxygen in water was removed with nitrogen gas. Next, 50 parts of a mixed monomer solution prepared by dissolving 5 parts of an emulsifier for emulsion polymerization in 125 parts of butyl acrylate and 125 parts of 2-ethylhexyl acrylate was charged into the reactor, and then 0.5 part of ammonium persulfate was added to the reactor. Polymerization was performed, and the remaining 205 parts of the mixed monomer solution was added dropwise over 3 hours from 10 minutes after the start of the polymerization. Subsequently, the mixture was further aged for 2 hours at the polymerization temperature, cooled to 40 ° C., and adjusted to pH 8-9 with aqueous ammonia to obtain a polymer emulsion.

使用した乳化重合用乳化剤は表4に示す通りである。また、併用アニオン性乳化剤としてポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテルリン酸エステル(EO8モル付加体)を乳化重合用乳化剤の内10重量%使用した。   The emulsifiers for emulsion polymerization used are as shown in Table 4. Further, 10% by weight of an emulsifier for emulsion polymerization was used as a combined anionic emulsifier, polyoxyethylene styrenated phenyl ether phosphate ester (EO 8 mol adduct).

得られたポリマーエマルションについて、重合安定性、機械安定性、未反応乳化剤量、耐熱着色性、接着性をそれぞれ評価した。重合安定性、機械安定性、未反応乳化剤量の評価方法は上記と同様である。耐熱着色性、接着性の評価方法は以下の通りである。結果は表4に示す。   About the obtained polymer emulsion, polymerization stability, mechanical stability, the amount of unreacted emulsifier, heat-resistant coloring property, and adhesiveness were evaluated, respectively. The evaluation methods for polymerization stability, mechanical stability, and amount of unreacted emulsifier are the same as described above. The evaluation methods for heat resistant colorability and adhesiveness are as follows. The results are shown in Table 4.

[耐熱着色性]
ガラス板上に0.5mm厚のポリマーフィルムを作製し、200℃に調整した熱風乾燥器内で30分間熱処理して、ポリマーフィルムの着色を目視で観察した。その結果を、全く着色が認められない:○、淡い黄色に着色している:△、濃い褐色に着色している:×、として示す。
[Heat resistant coloring]
A polymer film having a thickness of 0.5 mm was prepared on a glass plate, heat-treated for 30 minutes in a hot air drier adjusted to 200 ° C., and coloring of the polymer film was visually observed. The results are shown as no coloring at all: ◯, pale yellow: Δ, dark brown: x.

[接着性]
5cm幅に切ったPETフィルム上にエマルションを25μm(dry)の厚さに塗工し、熱処理した後SUS板に貼り付け、ローラ圧着する。接着面が5cm×5cmとなるようにフィルムを剥がし、フィルムの端に200gの重りを吊り下げて剥がれるまでの時間(秒)を測定した。
[Adhesiveness]
The emulsion is applied to a thickness of 25 μm (dry) on a PET film cut to a width of 5 cm, heat-treated, then attached to a SUS plate, and roller-pressed. The film was peeled off so that the adhesive surface was 5 cm × 5 cm, and a time (second) until the film was peeled off by hanging a weight of 200 g on the edge of the film was measured.

Figure 2007186624
Figure 2007186624

〈使用例4〉
攪拌機、還流冷却器、温度計および滴下漏斗を備えた反応器に、イオン交換水131部、緩衝剤として炭酸水素ナトリウム0.5部を仕込み、70℃まで昇温させ、窒素ガスにて水中の溶存酸素を除去した。これとは別に酢酸ビニル250部、乳化重合用乳化剤8部、イオン交換水110部とを混合して、モノマーエマルションを調製した。次に、上記で調製したモノマーエマルション40部を一括して上記反応器に添加し、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ションを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ションを得た。
<Usage example 4>
A reactor equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer and dropping funnel was charged with 131 parts of ion-exchanged water and 0.5 part of sodium bicarbonate as a buffering agent, heated to 70 ° C. Dissolved oxygen was removed. Separately, 250 parts of vinyl acetate, 8 parts of an emulsifier for emulsion polymerization, and 110 parts of ion-exchanged water were mixed to prepare a monomer emulsion. Next, 40 parts of the monomer emulsion prepared above were added all at once to the reactor, 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.

使用した乳化重合用乳化剤は表5に示す通りである。   The emulsifiers for emulsion polymerization used are as shown in Table 5.

得られたポリマーエマルションについて、重合安定性、粒子径、接着性をそれぞれ評価した。重合安定性、粒子径評価方法は上記の評価方法と同様である。接着性の評価方法は以下の通りである。結果を表5に示す。   The obtained polymer emulsion was evaluated for polymerization stability, particle diameter, and adhesiveness. The polymerization stability and particle size evaluation method is the same as the above evaluation method. The evaluation method of adhesiveness is as follows. The results are shown in Table 5.

[接着性]
5cm幅に切った合板上にエマルションを25μm(dry)の厚さに塗工し、熱処理した後5cm幅の綿製の布を貼り付け、ローラ圧着する。接着面が5cm×5cmとなるように布を剥がし、はがした布の端に1Kgの重りを吊り下げて剥がれるまでの時間(秒)を測定した。
[Adhesiveness]
The emulsion is coated on a plywood cut to a width of 5 cm to a thickness of 25 μm (dry), heat-treated, and then a 5 cm wide cotton cloth is affixed and roller-pressed. The cloth was peeled off so that the adhesive surface was 5 cm × 5 cm, and a time (second) until the piece was peeled off by hanging a 1 kg weight on the edge of the peeled cloth was measured.

Figure 2007186624
Figure 2007186624

表2〜表5から、本発明にかかる乳化重合用乳化剤は、エマルションの重合安定性、機械安定性が良好で、乳化剤に含まれるアルデヒドやジオキサンの生成量が極めて少量であり、エマルション中のVOC量を大幅に低減できる。また、未反応の乳化剤量が少なく得られたポリマーエマルションのフィルム光沢性、耐水性、接着性、耐熱性などの諸特性が従来の乳化重合用乳化剤を用いたものより優れることが明らかである。   From Table 2 to Table 5, the emulsifier for emulsion polymerization according to the present invention has good polymerization stability and mechanical stability of the emulsion, and the amount of aldehyde and dioxane contained in the emulsifier is extremely small, and the VOC in the emulsion The amount can be greatly reduced. It is also clear that the polymer emulsion obtained with a small amount of unreacted emulsifier is superior in properties such as film gloss, water resistance, adhesiveness, heat resistance and the like using conventional emulsifiers for emulsion polymerization.

本発明の乳化重合用乳化剤を添加して得られるポリマーエマルションは、例えば接着剤、被覆剤、含浸補強剤等として、木材、金属、紙、布、その他コンクリートなどに適用することができる。また、エマルションあるいはラテックスから取り出したポリマーは樹脂、ゴム、ポリマーの改質剤等に使用することができる。   The polymer emulsion obtained by adding the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention can be applied to wood, metal, paper, cloth, other concrete, etc. as, for example, an adhesive, a coating agent, and an impregnation reinforcing agent. The polymer taken out from the emulsion or latex can be used as a resin, rubber, polymer modifier or the like.

ポリグリセリン部分が樹状に繋がった1例を示す模式構造図である。It is a schematic structure figure which shows one example in which the polyglycerin part was connected in dendritic form.

Claims (4)

下記一般式(1)で表されることを特徴とする乳化重合用乳化剤。
Figure 2007186624
(式中、Rは炭化水素基である。R及びRはアルケニル基または水素原子であり、R及びRは一方又は両方がアルケニル基である。また、R及びRは異なるアルケニル基でも良い。X及びXは水素原子又は炭化水素基である。nは1〜200である。)
An emulsifier for emulsion polymerization represented by the following general formula (1).
Figure 2007186624
(Wherein R 1 is a hydrocarbon group, R 2 and R 3 are alkenyl groups or hydrogen atoms, one or both of R 2 and R 3 are alkenyl groups, and R 2 and R 3 are Different alkenyl groups may be used. X 1 and X 2 are hydrogen atoms or hydrocarbon groups, and n is 1 to 200.)
前記一般式(1)において、前記アルケニル基が下記一般式(2)〜(4)で表されるアルケニル基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。
Figure 2007186624
In the said General formula (1), the said alkenyl group is an alkenyl group represented by following General formula (2)-(4), The emulsifier for emulsion polymerization of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
Figure 2007186624
モノマーに対して請求項1又は2に記載の乳化重合用乳化剤を0.1〜20重量%の量で使用し、水性媒体中で前記モノマーを重合させる、または前記モノマー重合後のポリマーに添加することを特徴とするポリマーエマルションの製造方法。   The emulsifier for emulsion polymerization according to claim 1 or 2 is used in an amount of 0.1 to 20% by weight based on the monomer, and the monomer is polymerized in an aqueous medium or added to the polymer after the monomer polymerization. A method for producing a polymer emulsion. 請求項3に記載のポリマーエマルションの製造方法により得られることを特徴とするポリマーエマルション。
A polymer emulsion obtained by the method for producing a polymer emulsion according to claim 3.
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