JP2012116964A - (meth)acrylic acid-based polymer and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、(メタ)アクリル酸系重合体の製造方法に関する。より詳しくは、色調と、顔料の分散性能等に優れる、(メタ)アクリル酸系重合体に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a (meth) acrylic acid polymer. More specifically, the present invention relates to a (meth) acrylic acid polymer which is excellent in color tone and pigment dispersion performance.
ポリ(メタ)アクリル酸ナトリウム等に代表されるカルボキシル基含有重合体は、洗剤ビルダー、顔料分散剤、水処理剤(スケール成分の付着防止剤)等の用途に、広く使用されている。これらの市場において、より高い性能を発現する重合体が要求されている。 A carboxyl group-containing polymer typified by sodium poly (meth) acrylate is widely used in applications such as detergent builders, pigment dispersants, water treatment agents (scale component adhesion inhibitors). In these markets, there is a demand for polymers that exhibit higher performance.
そのような要求に応える方法として、例えば特許文献1には、α、βモノエチレン性不飽和カルボン酸の重合体等に対し、これらの100部当たり1〜70部の範囲でカルシウム等を含む化合物を反応させ、pH4以上に維持した重合体が、少量の添加で良好な顔料分散効果を示すことが開示されている。 As a method for satisfying such a demand, for example, Patent Document 1 discloses a compound containing calcium and the like in the range of 1 to 70 parts per 100 parts of a polymer of α and β monoethylenically unsaturated carboxylic acids. It is disclosed that a polymer maintained at a pH of 4 or higher exhibits a good pigment dispersion effect when added in a small amount.
また、例えば特許文献2には、重合期間中の所定期間、連鎖移動剤を連続的に添加する水溶性重合体の製造方法であって、連鎖移動剤の単量体に対する添加速度を少なくとも一回変化させることを特徴とする水溶性重合体の製造方法が開示されており、上記方法により得られた重合体は、残存単量体量を低減することができると共に、得られる重合体の分子量分布を狭くすることができ、更に良好な炭酸カルシウムの分散能を示すことが開示されている。 Further, for example, Patent Document 2 discloses a method for producing a water-soluble polymer in which a chain transfer agent is continuously added for a predetermined period during the polymerization period, and the addition rate of the chain transfer agent to the monomer is set at least once. Disclosed is a method for producing a water-soluble polymer, characterized in that the polymer obtained by the above method can reduce the amount of residual monomers, and the molecular weight distribution of the resulting polymer. It is disclosed that it can be made narrower and that it shows better dispersibility of calcium carbonate.
また、例えば特許文献3には、モノカルボン酸(塩)モノエチレン性不飽和単量体等からなる単量体成分を、アルカリ物質の存在下で、重合触媒を使用しかつ高濃度で水溶液重合させる方法であって、前記重合触媒として過硫酸塩および過酸化水素を併用し、かつ、前記アルカリ性物質の全使用量は前記単量体成分の全酸基を中和するのに必要な量の99mol%以下とするとともに、前記過酸化水素の滴下を前記単量体成分の滴下終了時間よりも10分以上早く終了するようにすることを特徴とする、低分子量(メタ)アクリル酸(塩)系重合体の製造方法が開示されており、上記方法により得られた重合体は、良好な顔料の分散能を示すことが開示されている。 Further, for example, in Patent Document 3, a monomer component composed of a monocarboxylic acid (salt) monoethylenically unsaturated monomer is polymerized in an aqueous solution at a high concentration using a polymerization catalyst in the presence of an alkaline substance. The persulfate and hydrogen peroxide are used in combination as the polymerization catalyst, and the total amount of the alkaline substance used is an amount necessary to neutralize all the acid groups of the monomer component. Low molecular weight (meth) acrylic acid (salt), characterized in that it is 99 mol% or less, and the dropping of the hydrogen peroxide is finished 10 minutes or more earlier than the dropping end time of the monomer component. A method for producing a polymer is disclosed, and it is disclosed that the polymer obtained by the above method exhibits a good pigment dispersibility.
しかし、例えば紙処理用顔料スラリーの分散剤用途に使用する場合、上記性能に加えて、紙の白色度に影響しないように、着色の少ない重合体組成物の要求が高まっている。 However, for example, when used in a dispersant for paper processing pigment slurry, in addition to the above performance, there is an increasing demand for a polymer composition with less coloring so as not to affect the whiteness of the paper.
(メタ)アクリル酸(塩)系重合体(水溶液)は、一般的に、重合工程や中和工程等の加温工程において、重合中に生成する微量成分等の影響により着色が生じる。さらに、重合後の(メタ)アクリル酸(塩)系重合体(水溶液)の着色を抑えた場合においても、例えば炭酸カルシウム分散スラリー用途に使用した場合に、炭酸カルシウム分散スラリーの色調が悪化する場合がある。
上記のように、種々の(メタ)アクリル酸(塩)系重合体が提案されているものの、十分な性能(例えば顔料の分散性)と、満足できる色調とを兼ね備える重合体は知られていない。とりわけ、例えば炭酸カルシウムスラリー用途に使用した場合に炭酸カルシウムスラリーの色調に悪影響を与えない(メタ)アクリル酸(塩)系重合体を製造する方法は知られていない。
本発明は、無機物の分散性等に優れ、例えば炭酸カルシウムスラリー用途に使用した場合に炭酸カルシウムスラリーやその乾燥物の色調に悪影響を与えない重合体(水溶液)を工業レベルであっても、簡便に、製造する方法を提供することを目的とする。
In general, a (meth) acrylic acid (salt) -based polymer (aqueous solution) is colored by the influence of a trace component generated during polymerization in a heating step such as a polymerization step or a neutralization step. Furthermore, even when the coloring of the (meth) acrylic acid (salt) -based polymer (aqueous solution) after polymerization is suppressed, for example, when used for calcium carbonate dispersion slurry, the color tone of the calcium carbonate dispersion slurry is deteriorated. There is.
As described above, various (meth) acrylic acid (salt) -based polymers have been proposed, but no polymer having sufficient performance (for example, pigment dispersibility) and satisfactory color tone is known. . In particular, a method for producing a (meth) acrylic acid (salt) polymer that does not adversely affect the color tone of the calcium carbonate slurry when used for, for example, calcium carbonate slurry is not known.
The present invention is excellent in inorganic dispersibility and the like. For example, when used for calcium carbonate slurry, a polymer (aqueous solution) that does not adversely affect the color tone of calcium carbonate slurry and its dried product can be easily used even at an industrial level. Another object of the present invention is to provide a manufacturing method.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った。その結果、(メタ)アクリル酸(塩)を次亜リン酸(塩)の存在下に重合する場合において、重合中および/または重合後に、反応液(重合液)に特定量の過酸化水素を添加することにより、得られる(メタ)アクリル酸(塩)系重合体(水溶液)の着色が良好になることを見出し、上記本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明にかかる(メタ)アクリル酸系重合体水溶液の製造方法は、(i)次亜リン酸(塩)の存在下で(メタ)アクリル酸系単量体を重合する工程と、(ii)(メタ)アクリル酸系単量体の重合中および/または重合後に、使用する単量体1モルに対し、0.05〜1.5gの過酸化水素を反応液に添加する工程とを含む、(メタ)アクリル酸系重合体の製造方法である。
The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, when (meth) acrylic acid (salt) is polymerized in the presence of hypophosphorous acid (salt), a specific amount of hydrogen peroxide is added to the reaction liquid (polymerization liquid) during and / or after polymerization. By adding, it discovered that coloring of the (meth) acrylic acid (salt) type-polymer (aqueous solution) obtained became favorable, and came to complete the said invention.
That is, the method for producing a (meth) acrylic acid polymer aqueous solution according to the present invention comprises (i) a step of polymerizing a (meth) acrylic acid monomer in the presence of hypophosphorous acid (salt), ii) during and / or after the polymerization of the (meth) acrylic acid monomer, adding 0.05 to 1.5 g of hydrogen peroxide to the reaction liquid with respect to 1 mol of the monomer used. And a process for producing a (meth) acrylic acid polymer.
本発明の製造方法によれば、優れた泥汚れや無機顔料等の無機微粒子の分散性と炭酸カルシウムスラリー用途に使用した場合に炭酸カルシウムスラリーやその乾燥物の色調に悪影響を与えない(メタ)アクリル酸系重合体水溶液を効率良く製造することができる。 According to the production method of the present invention, there is no adverse effect on the dispersibility of inorganic fine particles such as excellent mud stains and inorganic pigments and the color tone of calcium carbonate slurry and its dried product when used for calcium carbonate slurry (meta). An acrylic acid polymer aqueous solution can be produced efficiently.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[(メタ)アクリル酸系重合体(水溶液)の製造方法]
<過酸化水素を添加する工程>
本発明にかかる(メタ)アクリル酸系重合体水溶液の製造方法は、(i)次亜リン酸(塩)の存在下で(メタ)アクリル酸系単量体を重合する工程と、(ii)(メタ)アクリル酸系単量体の重合中および/または重合後に、使用する単量体1モルに対し、0.05〜1.5gの過酸化水素を反応液に添加する工程とを含む、(メタ)アクリル酸系重合体の製造方法である。
本発明において、(メタ)アクリル酸系重合体とは、(メタ)アクリル酸(塩)由来の構造を含んでいる重合体を言う。(メタ)アクリル酸(塩)由来の構造とは、(メタ)アクリル酸(塩)がラジカル重合することにより形成される構造であり、−CH2CR(COOM)−、で表される構造である。該構造で、Rは、水素原子またはメチル基を表し、Mは、水素原子、金属原子、アンモニウム塩、有機アミン塩を表す。
なお、本発明において(メタ)アクリル酸(塩)とは、アクリル酸、アクリル酸塩、メタクリル酸、メタクリル酸塩をいい、塩としては、金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩を表す。
[Production method of (meth) acrylic acid polymer (aqueous solution)]
<Step of adding hydrogen peroxide>
The method for producing a (meth) acrylic acid polymer aqueous solution according to the present invention comprises (i) a step of polymerizing a (meth) acrylic acid monomer in the presence of hypophosphorous acid (salt), and (ii) Adding 0.05 to 1.5 g of hydrogen peroxide to the reaction liquid with respect to 1 mol of the monomer used during and / or after the polymerization of the (meth) acrylic acid monomer, This is a method for producing a (meth) acrylic acid polymer.
In the present invention, the (meth) acrylic acid polymer refers to a polymer containing a structure derived from (meth) acrylic acid (salt). The structure derived from (meth) acrylic acid (salt) is a structure formed by radical polymerization of (meth) acrylic acid (salt), and is a structure represented by —CH 2 CR (COOM) —. is there. In the structure, R represents a hydrogen atom or a methyl group, and M represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium salt, or an organic amine salt.
In the present invention, (meth) acrylic acid (salt) refers to acrylic acid, acrylate, methacrylic acid, and methacrylate, and the salt represents a metal salt, an ammonium salt, or an organic amine salt.
本発明の製造方法は、(メタ)アクリル酸系単量体を重合中および/または重合後に、使用する単量体1モルに対し、0.05〜1.5gの過酸化水素を反応液に添加する工程とを含むことを特徴としている。ここで、「重合中」とは、重合開始時から重合終了時までのいずれかの時または期間を表す。ここで「重合開始時」とは、反応装置(反応釜)に、重合に使用する重合開始剤の一部または全部、及び重合に使用する(メタ)アクリル酸系単量体の一部または全部が最初に添加された時点をいう。「重合終了時」とは、重合に使用する単量体の全量の反応装置(反応釜)への添加が終了した時点を表す。「重合後」とは重合終了時より後の期間を表す。 In the production method of the present invention, 0.05 to 1.5 g of hydrogen peroxide is used as a reaction solution for 1 mol of the monomer used during and / or after polymerization of the (meth) acrylic acid monomer. And a step of adding. Here, “during polymerization” represents any time or period from the start of polymerization to the end of polymerization. Here, “at the start of polymerization” means that a reaction apparatus (reaction kettle) has a part or all of a polymerization initiator used for polymerization and a part or all of a (meth) acrylic acid monomer used for polymerization. Refers to the time when is first added. “At the end of polymerization” represents the time when the addition of the entire amount of monomers used for the polymerization to the reaction apparatus (reaction vessel) is completed. “After polymerization” represents a period after the end of polymerization.
本発明の製造方法において、過酸化水素は、(メタ)アクリル酸系単量体を重合中および/または重合後に反応液に添加する工程を含むが、重合後に添加する工程を含む場合には、炭酸カルシウムスラリー用途に使用した場合に炭酸カルシウムスラリーの色調が良好になることから、重合終了時から3時間以内に過酸化水素を添加する工程を含むことが好ましく、1時間以内に過酸化水素を添加する工程を含むことが特に好ましい。
本発明の製造方法が、重合後に添加する工程を含む場合において、重合後に中和工程を含む場合には、炭酸カルシウムスラリー用途に使用した場合に炭酸カルシウムスラリーの色調が良好になることから、中和工程を開始する前に、過酸化水素を添加する工程を開始することが好ましい。
In the production method of the present invention, the hydrogen peroxide includes a step of adding the (meth) acrylic acid monomer to the reaction liquid during and / or after the polymerization. It is preferable to include a step of adding hydrogen peroxide within 3 hours from the end of the polymerization because the color tone of the calcium carbonate slurry is improved when used for calcium carbonate slurry. It is particularly preferable to include the step of adding.
In the case where the production method of the present invention includes a step of adding after the polymerization, and when the neutralization step is included after the polymerization, the color tone of the calcium carbonate slurry becomes favorable when used for the calcium carbonate slurry application. It is preferable to start the step of adding hydrogen peroxide before starting the summing step.
本発明の製造方法において、炭酸カルシウムスラリー用途に使用した場合に炭酸カルシウムスラリーおよびスラリーを乾燥した後の色調が良好になることから、(メタ)アクリル酸系単量体を重合中に過酸化水素を添加する工程を必須とすることが好ましいが、過酸化水素は、重合時間(重合開始時から重合終了時までの時間を言う)全体の、30%以上100%以下の時間帯で添加することがより好ましく、50%以上100%以下の時間帯で添加することがさらに好ましく、70%以上100%以下の時間帯で添加することが特に好ましい。もちろん、重合中以外にも、過酸化水素を添加することも可能であり、例えば、重合前、重合後(例えば、該当する場合には熟成工程中、中和工程中等)に添加することが可能である。 In the production method of the present invention, when used for calcium carbonate slurry, the calcium carbonate slurry and the color tone after drying the slurry are improved, so that the (meth) acrylic acid monomer is hydrogenated during polymerization. However, it is preferable to add hydrogen peroxide in a time period of 30% or more and 100% or less of the entire polymerization time (the time from the start of polymerization to the end of polymerization). More preferably, it is more preferably added in a time zone of 50% or more and 100% or less, and particularly preferably added in a time zone of 70% or more and 100% or less. Of course, it is possible to add hydrogen peroxide in addition to during the polymerization, for example, before the polymerization, after the polymerization (for example, in the aging step, neutralization step, etc., if applicable). It is.
過酸化水素は、そのままで反応釜に添加することも可能であるが、水溶液の形態で希釈することが好ましい。
上記(i)重合中に添加する過酸化水素の添加量は、(メタ)アクリル酸(塩)の使用量1モルに対し、0.05〜1.5gが好ましく、0.07〜1.0gがさらに好ましく、0.09〜0.8gが特に好ましい。過酸化水素の添加量が(メタ)アクリル酸(塩)の使用量1モルに対し、0.05g未満であると、(メタ)アクリル酸(塩)を炭酸カルシウムスラリーに使用した場合の炭酸カルシウムスラリーの着色を十分に低くすることができない場合がある。一方、過酸化水素の添加量が1.5gを超えると、過酸化水素への連鎖移動等への影響により、(メタ)アクリル酸(塩)の分子量分布が広くなり、炭酸カルシウムの分散性が低下する傾向にある。
Hydrogen peroxide can be added to the reaction kettle as it is, but it is preferably diluted in the form of an aqueous solution.
The amount of hydrogen peroxide added during the polymerization (i) is preferably 0.05 to 1.5 g, preferably 0.07 to 1.0 g, per 1 mol of (meth) acrylic acid (salt) used. Is more preferable, and 0.09 to 0.8 g is particularly preferable. Calcium carbonate when (meth) acrylic acid (salt) is used in a calcium carbonate slurry when the amount of hydrogen peroxide added is less than 0.05 g per 1 mol of (meth) acrylic acid (salt) used The coloration of the slurry may not be sufficiently low. On the other hand, if the added amount of hydrogen peroxide exceeds 1.5 g, the molecular weight distribution of (meth) acrylic acid (salt) becomes wide due to the influence on chain transfer to hydrogen peroxide, and the dispersibility of calcium carbonate is increased. It tends to decrease.
<(メタ)アクリル酸(塩)を重合する工程>
(単量体)
本発明の製造方法は、上記(メタ)アクリル酸(塩)を重合する工程を含むことを特徴としている。本発明の製造方法は、(メタ)アクリル酸(塩)のみを重合しても構わないが、(メタ)アクリル酸(塩)と共重合可能なその他の単量体を共重合しても構わない。
その他の単量体としては、具体的にはマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、2−メチレングルタル酸、及びこれらの塩等のアクリル酸以外のカルボキシル基含有単量体;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、α−ヒドロキシメチルエチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル等の(メタ)アクリル酸の炭素数1〜18のアルキル基のエステルである、アルキル(メタ)アクリレート類;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートまたはその4級化物等のアミノ基含有アクリレート;(メタ)アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド等のアミド基含有単量体類;酢酸ビニル等のビニルエステル類;エチレン、プロピレン等のアルケン類;スチレン等の芳香族ビニル系単量体類;マレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド誘導体;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル系単量体類;3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸などのスルホン酸基を有する単量体及びこれらの塩;ビニルホスホン酸、(メタ)アリルホスホン酸などのホスホン酸基を有する単量体等(メタ)アクロレイン等のアルデヒド基含有ビニル系単量体類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、アリルアルコール:ビニルピロリドン等のその他官能基含有単量体類;ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、モノアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、ビニルアルコール、(メタ)アリルアルコール、イソプレノール等の不飽和アルコールにアルキレンオキシドが1〜300モル付加した構造を有する単量体等のポリアルキレングリコール鎖含有単量体;等が挙げられる。これらの他の単量体についても、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
<Step of polymerizing (meth) acrylic acid (salt)>
(Monomer)
The production method of the present invention includes a step of polymerizing the (meth) acrylic acid (salt). In the production method of the present invention, only (meth) acrylic acid (salt) may be polymerized, but other monomers copolymerizable with (meth) acrylic acid (salt) may be copolymerized. Absent.
Specific examples of other monomers include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, 2-methyleneglutaric acid, and carboxyl group-containing monomers other than acrylic acid such as salts thereof; 2-hydroxy Ethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, α-hydroxymethylethyl (meth) Hydroxyl group-containing alkyl (meth) acrylates such as acrylates; (meth) methacrylates such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate ) Este of alkyl group having 1 to 18 carbon atoms of acrylic acid Alkyl (meth) acrylates; amino group-containing acrylates such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate or quaternized products thereof; amide group-containing monomers such as (meth) acrylamide, dimethylacrylamide, and isopropylacrylamide; acetic acid Vinyl esters such as vinyl; Alkenes such as ethylene and propylene; Aromatic vinyl monomers such as styrene; Maleimide derivatives such as maleimide, phenylmaleimide and cyclohexylmaleimide; Vinyl-containing vinyl systems such as (meth) acrylonitrile Monomers; monomers having a sulfonic acid group such as 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, styrenesulfonic acid, vinylsulfonic acid and their salts; Aldehyde group-containing vinyl monomers such as (meth) acrolein such as monomers having phosphonic acid groups such as phonic acid and (meth) allylphosphonic acid; alkyl vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether and butyl vinyl ether; Vinyl chloride, vinylidene chloride, allyl alcohol: other functional group-containing monomers such as vinyl pyrrolidone; polyalkylene glycol (meth) acrylate, monoalkoxy polyalkylene glycol (meth) acrylate, vinyl alcohol, (meth) allyl alcohol, isoprenol A polyalkylene glycol chain-containing monomer such as a monomer having a structure in which 1 to 300 mol of alkylene oxide is added to an unsaturated alcohol such as Also about these other monomers, only 1 type may be used independently and 2 or more types may be used together.
本発明の製造方法は、全単量体((メタ)アクリル酸(塩)と、その他の単量体)100質量%に対して、(メタ)アクリル酸(塩)を酸型換算で80質量%以上含むことが好ましい。80質量%以上であれば、得られる重合体(水溶液)の経時的な顔料分散性能が向上する傾向にある。ここで、酸型換算とは、塩型の単量体(または構造単位)を対応する酸型単量体(または構造単位)として質量割合(質量%)を計算することをいい、例えばアクリル酸ナトリウムであれば、アクリル酸として質量割合を計算する。 In the production method of the present invention, 80% by mass of (meth) acrylic acid (salt) in terms of acid type with respect to 100% by mass of all monomers ((meth) acrylic acid (salt) and other monomers). % Or more is preferable. If it is 80 mass% or more, it exists in the tendency for the pigment dispersion performance with time of the polymer (aqueous solution) obtained to improve. Here, acid type conversion means calculating a mass ratio (% by mass) using a salt type monomer (or structural unit) as a corresponding acid type monomer (or structural unit), for example, acrylic acid. If it is sodium, a mass ratio will be calculated as acrylic acid.
(重合開始剤)
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体は、(メタ)アクリル酸(塩)を必須として含む単量体組成物を、重合開始剤(開始剤とも言う)の存在下に重合して得ることができる。
重合開始剤としては公知のものを使用することができ、例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩、4,4’−アゾビス−4−シアノバレリン酸、アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物;過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酢酸、ジ−t−ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド等の有機過酸化物等が好適である。これらの重合開始剤は、単独で使用されてあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
なお、重合開始剤として過酸化水素を使用することも可能である。しかし、重合液中の(メタ)アクリル酸(塩)の残存量が多くなることから、過酸化水素以外の重合開始剤を併用することが好ましい。
重合開始剤(過酸化水素を除く)の使用量は、特に言及する場合を除き、全単量体成分1モルに対して、15g以下、より好ましくは0.1〜12gであることが好ましい。
(Polymerization initiator)
The (meth) acrylic acid polymer of the present invention is obtained by polymerizing a monomer composition containing (meth) acrylic acid (salt) as an essential component in the presence of a polymerization initiator (also referred to as an initiator). Can do.
Known polymerization initiators can be used such as persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate and ammonium persulfate; dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate), 2 2,2′-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride, 4,4′-azobis-4-cyanovaleric acid, azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvalero) Suitable are azo compounds such as nitrile); organic peroxides such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, peracetic acid, di-t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide, and the like. These polymerization initiators may be used alone or in the form of a mixture of two or more.
It is also possible to use hydrogen peroxide as a polymerization initiator. However, since the remaining amount of (meth) acrylic acid (salt) in the polymerization liquid increases, it is preferable to use a polymerization initiator other than hydrogen peroxide in combination.
The amount of the polymerization initiator (excluding hydrogen peroxide) is preferably 15 g or less, more preferably 0.1 to 12 g, based on 1 mol of all monomer components, unless otherwise specified.
上記重合開始剤の中でも、得られる(メタ)アクリル酸系重合体水溶液の顔料の分散性に大きな影響を及ぼさないものとして、過硫酸塩を使用することが好ましい。但し、顔料の経時的な分散力が向上することから、過硫酸塩の使用量を全単量体1モルに対して、1.9g以下とすることが好ましく、1.6g以下とすることが更に好ましく、1.2g以下とすることが特に好ましく、1.1g以下とすることが更に特に好ましい。過硫酸塩の使用量の下限は、全単量体1モルに対して、0.1g以上が好ましく、0.5g以上が更に好ましい。 Among the above polymerization initiators, it is preferable to use a persulfate as one that does not significantly affect the dispersibility of the pigment in the resulting aqueous (meth) acrylic acid polymer solution. However, since the dispersibility of the pigment over time is improved, the amount of persulfate used is preferably 1.9 g or less, and preferably 1.6 g or less, based on 1 mol of all monomers. More preferred is 1.2 g or less, and particularly preferred is 1.1 g or less. The lower limit of the amount of persulfate used is preferably 0.1 g or more, more preferably 0.5 g or more, per 1 mol of all monomers.
重合開始剤の添加方法としては、特に限定はされないが、全使用量に対し、実質的に連続的に滴下する量が必要所定量の50重量%以上であることが好ましく、特に好ましくは80重量%以上であり、全量を滴下することが最も好ましい。重合開始剤は連続的に滴下するのが好ましいが、その滴下速度は変えてもよい。 The method for adding the polymerization initiator is not particularly limited, but the amount dripped substantially continuously with respect to the total amount used is preferably 50% by weight or more of the required predetermined amount, particularly preferably 80% by weight. %, And it is most preferable to add the whole amount dropwise. The polymerization initiator is preferably dripped continuously, but the dripping speed may be changed.
滴下時間においても特には限定されないが、後述する重合温度、重合時のpHにおける条件下において、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩等、比較的分解の早い開始剤においては、単量体の滴下終了時間までは滴下することが好ましく、単量体滴下終了後から30分以内に終了することがより好ましく、単量体滴下後3分〜20分以内に終了することが特に好ましい。これにより、重合体における単量体の残量を著しく減じることが出来る効果を見出せる。なお、単量体の滴下終了前に、これら開始剤の滴下を終了しても、重合に特に悪影響を及ぼすものではなく、得られた重合体中における単量体の残存量に応じて設定すれば良いものである。 Although there is no particular limitation on the dropping time, in the case of an initiator that decomposes relatively quickly, such as persulfates such as ammonium persulfate, potassium persulfate, and sodium persulfate under the conditions of polymerization temperature and pH at the time of polymerization described later. It is preferable to drop until the monomer dropping end time, more preferably within 30 minutes after completion of the monomer dropping, and within 3 to 20 minutes after the monomer dropping. Particularly preferred. Thereby, the effect which can reduce the residual amount of the monomer in a polymer remarkably can be found. It should be noted that, even if the addition of these initiators is completed before the completion of the monomer addition, it does not particularly adversely affect the polymerization, and is set according to the residual amount of the monomer in the obtained polymer. It ’s good.
これら比較的分解の早い開始剤について、滴下終了時間についてのみ好ましい範囲を述べたが、滴下開始時間は何ら限定されるものではなく、適宜設定すれば良い。例えば、場合によっては単量体の滴下開始前に開始剤の滴下を開始しても良いし、或は特に併用系の場合においては、一つの開始剤の滴下を開始し、一定の時間が経過してから、或は終了してから別の開始剤の滴下を開始しても良い。何れも、開始剤の分解速度、単量体の反応性に応じて適宜設定すれば良い。 For these initiators that are relatively quick to decompose, the preferred range is described only for the dropping end time, but the dropping start time is not limited at all and may be set as appropriate. For example, in some cases, the dropping of the initiator may be started before the start of dropping of the monomer, or in the case of a combined system in particular, the dropping of one initiator is started and a certain time has elapsed. Then, or after completion, another initiator may be dropped. Any of these may be set as appropriate according to the decomposition rate of the initiator and the reactivity of the monomer.
(連鎖移動剤)
本発明にかかる(メタ)アクリル酸系重合体水溶液の製造方法は、次亜リン酸(塩)の存在下で(メタ)アクリル酸系単量体を重合する工程を含むことを必須としているが、次亜リン酸(塩)は通常、連鎖移動剤として作用することとなる。
次亜リン酸(塩)の存在下で(メタ)アクリル酸系単量体を重合する工程を含むことにより、得られる重合体の顔料の分散性が向上する。なお、次亜リン酸(塩)とは、次亜リン酸、次亜リン酸の金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩、及びこれらの水和物等を言う。
次亜リン酸(塩)の存在下で(メタ)アクリル酸系単量体を重合するとは、(メタ)アクリル酸系単量体の重合中に、反応液(重合液)に次亜リン酸(塩)が存在していることを表し、重合時間(重合開始時から重合終了時までの時間を言う)全体の、30%以上100%以下の時間帯において次亜リン酸(塩)が存在していることが好ましい。より好ましくは、重合時間全体の70%以上100%以下の時間帯において存在していることである。もちろん、それ以外の時間帯、例えば重合終了時より後に存在し続けても構わない。
次亜リン酸(塩)の重合系(反応液)への添加については、重合開始時より前に添加しても(いわゆる初期仕込み)、重合中に添加しても構わない。
(Chain transfer agent)
Although the manufacturing method of the (meth) acrylic acid type polymer aqueous solution concerning this invention makes it essential to include the process of superposing | polymerizing a (meth) acrylic-acid type monomer in presence of hypophosphorous acid (salt). Hypophosphorous acid (salt) usually acts as a chain transfer agent.
By including the step of polymerizing the (meth) acrylic acid monomer in the presence of hypophosphorous acid (salt), the dispersibility of the resulting polymer pigment is improved. Hypophosphorous acid (salt) refers to hypophosphorous acid, metal salts of hypophosphorous acid, ammonium salts, organic amine salts, hydrates thereof, and the like.
Polymerization of (meth) acrylic acid monomer in the presence of hypophosphorous acid (salt) means that hypophosphorous acid is added to the reaction liquid (polymerization liquid) during polymerization of (meth) acrylic acid monomer. (Salt) is present, and hypophosphorous acid (salt) is present in the time period from 30% to 100% of the entire polymerization time (the time from the start of polymerization to the end of polymerization). It is preferable. More preferably, it exists in the time zone of 70% or more and 100% or less of the entire polymerization time. Of course, it may continue to exist after another time period, for example, after the end of polymerization.
Regarding the addition of hypophosphorous acid (salt) to the polymerization system (reaction solution), it may be added before the start of polymerization (so-called initial charge) or during the polymerization.
顔料の経時的な分散力が向上することから、次亜リン酸(塩)は、その使用量を全単量体1モルに対して、5.0g以下とすることが好ましく、4.5g以下とすることが更に好ましく、4.0g以下とすることが特に好ましく、使用量の下限は、全単量体1モルに対して、1.0g以上が好ましく、1.5g以上が更に好ましい。
次亜リン酸(塩)の使用量が全単量体1モルに対して、上記上限を超えると、連鎖移動に寄与しない次亜リン酸塩(重合体末端に取り込まれない次亜リン酸(塩))が増加し、無機陰イオン量が増加することに起因して、経時的な分散力が低下する虞がある。
Since the dispersibility of the pigment over time is improved, the amount of hypophosphorous acid (salt) used is preferably 5.0 g or less, and 4.5 g or less, based on 1 mol of all monomers. The lower limit of the amount used is preferably 1.0 g or more, more preferably 1.5 g or more, based on 1 mol of all monomers.
When the amount of hypophosphorous acid (salt) used exceeds the above upper limit with respect to 1 mol of all monomers, hypophosphorous acid salt that does not contribute to chain transfer (hypophosphorous acid (not incorporated into the polymer terminal) ( The salt)) increases and the amount of inorganic anions increases, which may reduce the dispersive power over time.
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体は、上記次亜リン酸(塩)の他に、連鎖移動剤を使用することも可能である。
この際使用できる連鎖移動剤としては、分子量の調節ができる化合物であれば特に制限されず、公知の連鎖移動剤が使用できる。具体的には、メルカプトエタノール、チオグリセロール、チオグリコール酸、2−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸、チオリンゴ酸、チオグリコール酸オクチル、3−メルカプトプロピオン酸オクチル、2−メルカプトエタンスルホン酸、n−ドデシルメルカプタン、オクチルメルカプタン、ブチルチオグリコレート等の、チオール系連鎖移動剤;四塩化炭素、塩化メチレン、ブロモホルム、ブロモトリクロロエタン等の、ハロゲン化物;イソプロパノール、グリセリン等の、第2級アルコール;亜リン酸、亜リン酸塩、及びこれらの水和物等;亜硫酸水素ナトリウム(NaHSO3)、亜硫酸水素カリウム、亜二チオン酸ナトリウム(Na2S2O4)、亜二チオン酸カリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム(Na2S2O5)、メタ重亜硫酸カリウム等の重亜硫酸(塩);等の、低級酸化物およびその塩などが挙げられる。上記連鎖移動剤は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
連鎖移動剤(過酸化水素は除く)を使用する場合の添加量は、例えば、全単量体成分1モルに対して、1〜20g、より好ましくは2〜15gが好適である。1g未満であると、連鎖移動剤の添加効果が十分に発現されない場合があり、逆に、20gを超えると、連鎖移動剤が残留したり、重合体純分が低下するおそれがある。
The (meth) acrylic acid polymer of the present invention can use a chain transfer agent in addition to the above hypophosphorous acid (salt).
The chain transfer agent that can be used in this case is not particularly limited as long as it is a compound capable of adjusting the molecular weight, and a known chain transfer agent can be used. Specifically, mercaptoethanol, thioglycerol, thioglycolic acid, 2-mercaptopropionic acid, 3-mercaptopropionic acid, thiomalic acid, octyl thioglycolate, octyl 3-mercaptopropionate, 2-mercaptoethanesulfonic acid, n -Thiol chain transfer agents such as dodecyl mercaptan, octyl mercaptan, butylthioglycolate; Halides such as carbon tetrachloride, methylene chloride, bromoform, bromotrichloroethane; Secondary alcohols such as isopropanol, glycerin; Acids, phosphites, and hydrates thereof; sodium bisulfite (NaHSO 3 ), potassium bisulfite, sodium dithionite (Na 2 S 2 O 4 ), potassium dithionite, metabisulfite sodium (Na S 2 O 5), bisulfite (salt) such as potassium metabisulfite; such, like lower oxides and salts thereof. The chain transfer agent may be used alone or in the form of a mixture of two or more.
The addition amount in the case of using a chain transfer agent (excluding hydrogen peroxide) is, for example, 1 to 20 g, more preferably 2 to 15 g, per 1 mol of all monomer components. If the amount is less than 1 g, the effect of adding the chain transfer agent may not be sufficiently exhibited. Conversely, if the amount exceeds 20 g, the chain transfer agent may remain or the purity of the polymer may decrease.
(分解触媒、還元性化合物)
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体は、重合開始剤等の他に、重合開始剤の分解触媒や還元性化合物(反応促進剤ともいう)を使用(重合系に添加)して製造しても良い。
(Decomposition catalyst, reducing compound)
The (meth) acrylic acid polymer of the present invention is produced by using a polymerization initiator decomposition catalyst or a reducing compound (also called a reaction accelerator) (added to the polymerization system) in addition to the polymerization initiator. May be.
重合開始剤の分解触媒や還元性化合物として作用する化合物として、重金属イオン(あるいは重金属塩)が挙げられる。すなわち、本発明のポリアクリル酸系重合体は、重合開始剤等の他に、重金属イオン(あるいは重金属塩)を使用(重合系に添加)して製造しても良い。本発明で重金属イオンとは、比重が4g/cm3以上の金属を意味する。上記金属イオンとしては、例えば、鉄、コバルト、マンガン、クロム、モリブデン、タングステン、銅、銀、金、鉛、白金、イリジウム、オスミウム、パラジウム、ロジウム、ルテニウム等が好ましい。これらの重金属は1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、鉄がより好ましい。上記重金属イオンのイオン価は特に限定されるものではなく、例えば、重金属として鉄が用いられる場合、開始剤における鉄イオンとしては、Fe2+であっても、Fe3+であってよく、これらが組み合わされていてもよい。
上記重金属イオンは、本発明においては、重金属塩(重金属化合物)を溶解してなる水溶液または水性溶液を重合系に添加することにより、反応系に存在させる。その際に用いる重金属塩は、開始剤に含有することを所望する重金属イオンを含むものであればよく、用いる開始剤に応じて決定することができる。上記重金属イオンとして鉄を用いる場合、モール塩(Fe(NH4)2(SO4)2・6H2O)、硫酸第一鉄・7水和物、塩化第一鉄、塩化第二鉄等の重金属塩等を用いることが好ましい。また、重金属イオンとしてマンガンを用いる場合、塩化マンガン等を好適に用いることができる。これらの重金属塩を用いる場合においては、いずれも水溶性の化合物であるため、水溶液の形態として用いることができ、取り扱い性に優れることになる。なお、上記重金属塩を溶解してなる溶液の溶媒としては、水に限定されるものではなく、本発明の(メタ)アクリル酸系重合体の製造において、重合反応を著しく妨げるものでなければ、重金属塩の溶解性を損ねない範囲で使用できる。
As a compound that acts as a decomposition catalyst for the polymerization initiator or a reducing compound, heavy metal ions (or heavy metal salts) can be mentioned. That is, the polyacrylic acid polymer of the present invention may be produced by using (adding to the polymerization system) heavy metal ions (or heavy metal salts) in addition to the polymerization initiator and the like. In the present invention, the heavy metal ion means a metal having a specific gravity of 4 g / cm 3 or more. As said metal ion, iron, cobalt, manganese, chromium, molybdenum, tungsten, copper, silver, gold, lead, platinum, iridium, osmium, palladium, rhodium, ruthenium etc. are preferable, for example. These heavy metals can be used alone or in combination of two or more. Among these, iron is more preferable. The ionic valence of the heavy metal ions is not particularly limited. For example, when iron is used as the heavy metal, the iron ions in the initiator may be Fe 2+ or Fe 3+ , and these may be combined. May be.
In the present invention, the heavy metal ions are present in the reaction system by adding an aqueous solution or an aqueous solution in which a heavy metal salt (heavy metal compound) is dissolved to the polymerization system. The heavy metal salt used in that case should just contain the heavy metal ion desired to contain in an initiator, and can be determined according to the initiator to be used. When iron is used as the heavy metal ion, the mole salt (Fe (NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 · 6H 2 O), ferrous sulfate · 7 hydrate, ferrous chloride, ferric chloride, etc. It is preferable to use a heavy metal salt or the like. Moreover, when using manganese as a heavy metal ion, manganese chloride etc. can be used suitably. When these heavy metal salts are used, since they are water-soluble compounds, they can be used in the form of an aqueous solution and have excellent handleability. In addition, the solvent of the solution formed by dissolving the heavy metal salt is not limited to water, and in the production of the (meth) acrylic acid polymer of the present invention, unless it significantly hinders the polymerization reaction, It can be used as long as the solubility of the heavy metal salt is not impaired.
上記重金属イオンは、重金属塩の水溶液または水性溶液として重合系に添加されるが、本発明の製造方法において、当該重金属塩は重合系内に供給する際に、重金属塩とカルボキシル基含有化合物を含む水溶液として供給されることが好ましい。重金属塩は重合系内に供給する際に、重金属塩とカルボキシル基含有化合物を含む水溶液として供給することにより、重金属イオンの効果を安定して発揮することができる為、得られる重合体の分子量のばらつきが少なく、所望の分子量の重合体を安定して製造することができるという効果を奏する。なお、「重合系」とは、重合反応が行なわれる、または行なわれている反応容器の内部を意味し、通常は初期仕込みの重合溶媒、または重合中の重合溶液内を意味する。上記重金属塩とカルボキシル基含有化合物を含む場合における、重金属塩とカルボキシル基含有化合物の比率は、重金属塩100質量部に対し、好ましくは1〜100質量部、より好ましくは、10〜80質量部である。 The heavy metal ions are added to the polymerization system as an aqueous solution or aqueous solution of a heavy metal salt. In the production method of the present invention, the heavy metal salt includes a heavy metal salt and a carboxyl group-containing compound when fed into the polymerization system. It is preferably supplied as an aqueous solution. When the heavy metal salt is supplied to the polymerization system as an aqueous solution containing the heavy metal salt and the carboxyl group-containing compound, the effect of heavy metal ions can be stably exhibited. There is little variation, and there is an effect that a polymer having a desired molecular weight can be stably produced. The “polymerization system” means the inside of a reaction vessel in which a polymerization reaction is carried out or is being carried out, and usually means an initially charged polymerization solvent or a polymerization solution during polymerization. When the heavy metal salt and the carboxyl group-containing compound are included, the ratio of the heavy metal salt and the carboxyl group-containing compound is preferably 1 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the heavy metal salt. is there.
重合系に添加する際の重金属塩水溶液は、水溶液のpHが8以下になるように設定することが好ましく、7以下になるように設定することがより好ましく、6以下になるように設定することが特に好ましい。 The heavy metal salt aqueous solution added to the polymerization system is preferably set so that the pH of the aqueous solution is 8 or less, more preferably 7 or less, and 6 or less. Is particularly preferred.
上記カルボキシル基含有化合物としては、カルボキシル基を有する有機化合物であり、例えば酢酸、プロピオン酸、酪酸、蟻酸、シュウ酸、コハク酸、グリコール酸、グリオキシル酸等でも構わないが、不純物低減の観点から、重合性の不飽和二重結合を有する化合物が好ましく、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、2−メチレングルタル酸等およびこれらの無水物が例示される。 The carboxyl group-containing compound is an organic compound having a carboxyl group, for example, acetic acid, propionic acid, butyric acid, formic acid, oxalic acid, succinic acid, glycolic acid, glyoxylic acid, etc., but from the viewpoint of reducing impurities, A compound having a polymerizable unsaturated double bond is preferred, and examples thereof include (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, crotonic acid, 2-methyleneglutaric acid and the like, and anhydrides thereof.
上記重金属イオンの含有量は、また、重合反応完結時における重合反応液の全質量に対して好ましくは0.1〜10ppmであることが好ましい。重金属イオンの含有量が0.1ppm未満であると、重金属イオンによる効果が十分に発現しないおそれがある。一方、重金属イオンの含有量が10ppmを超えると、得られる重合体の色調の悪化を来たすおそれがある。また、重金属イオンの含有量が多いと、生成物である重合体を例えば洗剤ビルダーとして用いる場合に、洗剤用ビルダーの汚れの原因となるおそれがある。 The content of the heavy metal ions is preferably 0.1 to 10 ppm with respect to the total mass of the polymerization reaction solution at the completion of the polymerization reaction. If the content of heavy metal ions is less than 0.1 ppm, the effect of heavy metal ions may not be sufficiently exhibited. On the other hand, if the content of heavy metal ions exceeds 10 ppm, the color tone of the resulting polymer may be deteriorated. Moreover, when there is much content of heavy metal ion, when using the polymer which is a product, for example as a detergent builder, there exists a possibility of causing the stain | pollution | contamination of a builder for detergents.
なお、上記重合反応完結時とは、重合反応液中において重合反応が実質的に完了し、所望する重合体が得られた時点を意味する。例えば、重合反応液中において重合された重合体を引き続きアルカリ成分で中和される場合には、中和した後の重合反応液の全質量を基準に、重金属イオンの含有量を算出する。2種以上の重金属イオンが含まれる場合には、重金属イオンの総量が上述の範囲であればよい。
重合系に添加する、重金属化合物を溶解してなる水溶液または水性溶液中の重金属化合物の濃度は、0.1質量%〜10質量%とすることが好ましい。
The time when the polymerization reaction is completed means the time when the polymerization reaction is substantially completed in the polymerization reaction solution and a desired polymer is obtained. For example, when the polymer polymerized in the polymerization reaction solution is subsequently neutralized with an alkali component, the content of heavy metal ions is calculated based on the total mass of the polymerization reaction solution after neutralization. When two or more kinds of heavy metal ions are included, the total amount of heavy metal ions may be in the above range.
The concentration of the heavy metal compound in the aqueous solution or aqueous solution obtained by dissolving the heavy metal compound added to the polymerization system is preferably 0.1% by mass to 10% by mass.
重金属イオン(重金属塩)以外の、重合開始剤の分解触媒としては、例えば、塩化リチウム、臭化リチウム等のハロゲン化金属;酸化チタン、二酸化ケイ素等の金属酸化物;塩酸、臭化水素酸、過塩素酸、硫酸、硝酸等の無機酸の金属塩;ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ラク酸、イソラク酸、安息香酸等のカルボン酸、そのエステルおよびその金属塩;ピリジン、インドール、イミダゾール、カルバゾール等の複素環アミンおよびその誘導体等が挙げられる。これらの分解触媒は1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the polymerization initiator decomposition catalyst other than heavy metal ions (heavy metal salts) include metal halides such as lithium chloride and lithium bromide; metal oxides such as titanium oxide and silicon dioxide; hydrochloric acid, hydrobromic acid, Metal salts of inorganic acids such as perchloric acid, sulfuric acid and nitric acid; Carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, lactic acid, isolacric acid, benzoic acid, their esters and their metal salts; pyridine, indole, imidazole, carbazole, etc. And heterocyclic amines thereof and derivatives thereof. These decomposition catalysts may be used alone or in combination of two or more.
また、重金属イオン(重金属塩)以外の、還元性化合物としては、例えば、三フッ化ホウ素エーテル付加物、過塩素酸等の無機化合物;二酸化硫黄、重亜硫酸塩、硫酸エステル、チオ硫酸塩、スルホキシ酸塩、ベンゼンスルフィン酸とその置換体、パラトルエンスルフィン酸等の環状スルフィン酸の同族体等の硫黄含有化合物;オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、メルカプトエタノール、α−メルカプトプロピオン酸、チオグリコール酸、チオプロピオン酸、α−チオプロピオン酸ナトリウムスルホプロピルエステル、α−チオプロピオン酸ナトリウムスルホエチルエステル等のメルカプト化合物;ヒドラジン、β−ヒドロキシエチルヒドラジン、ヒドロキシルアミン等の窒素含有化合物;ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、n−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、イソバレリアンアルデヒド等のアルデヒド類;アスコルビン酸等が挙げられる。これらの還元性化合物もまた、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。メルカプト化合物等の還元性化合物は、連鎖移動剤として添加してもよい。 Examples of reducing compounds other than heavy metal ions (heavy metal salts) include, for example, boron trifluoride ether adducts, inorganic compounds such as perchloric acid; sulfur dioxide, bisulfite, sulfate, thiosulfate, sulfoxy Sulfur-containing compounds such as acid salts, benzenesulfinic acid and its substitutes, and homologues of cyclic sulfinic acids such as p-toluenesulfinic acid; octyl mercaptan, dodecyl mercaptan, mercaptoethanol, α-mercaptopropionic acid, thioglycolic acid, thiopropion Mercapto compounds such as acid, α-thiopropionic acid sodium sulfopropyl ester, α-thiopropionic acid sodium sulfoethyl ester; nitrogen-containing compounds such as hydrazine, β-hydroxyethylhydrazine, hydroxylamine; formaldehyde, acetaldehyde, Propionic aldehyde, n- butyraldehyde, isobutyraldehyde, aldehydes such as isovaleric aldehyde; ascorbic acid and the like. These reducing compounds may also be used alone or in combination of two or more. A reducing compound such as a mercapto compound may be added as a chain transfer agent.
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体の製造方法は、上記重合開始剤、連鎖移動剤、反応促進剤の他にも、必要に応じてpH調節剤、緩衝剤などを用いることができる。 In the method for producing the (meth) acrylic acid polymer of the present invention, in addition to the polymerization initiator, the chain transfer agent, and the reaction accelerator, a pH adjuster, a buffering agent, and the like can be used as necessary.
(重合溶液)
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体は、溶液重合で製造することが好ましい。この際使用できる溶媒は、全溶媒に対して50質量%以上が水である混合溶媒または水であることが好ましい。水のみを使用する場合には、脱溶剤工程を省略できる点で好適である。また、上記連鎖移動剤を使用する場合には、連鎖移動効率を高め(連鎖移動剤を重合体末端により多く取り込む)、不純物である無機陰イオンを低減するために、溶剤自体は連鎖移動しにくいものが好ましい。その観点から、溶媒としては水のみを使用するか、有機溶剤を併用する場合にはその使用量を極力低減することが好ましい。
上記観点から、例えば、有機溶剤を使用する場合であっても、重合終了後の反応液100質量%に対して、10質量%以下にすることが好ましく、5質量%以下にすることが更に好ましく、1質量%以下にすることがより好ましい。
ここで重合の際、水とともに使用できる溶剤としては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類;グリセリン;ポリエチレングリコール;ジメチルホルムアルデヒド等のアミド類;ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類等が好適である。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Polymerization solution)
The (meth) acrylic acid polymer of the present invention is preferably produced by solution polymerization. The solvent that can be used in this case is preferably a mixed solvent or water in which 50% by mass or more of water is water based on the total solvent. When only water is used, it is preferable in that the solvent removal step can be omitted. In addition, when the above chain transfer agent is used, the solvent itself is difficult to chain transfer in order to increase chain transfer efficiency (incorporate more chain transfer agent into the polymer terminal) and reduce inorganic anions as impurities. Those are preferred. From this point of view, it is preferable to use only water as a solvent or to reduce the amount of use as much as possible when an organic solvent is used in combination.
From the above viewpoint, for example, even when an organic solvent is used, it is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, with respect to 100% by mass of the reaction solution after the completion of polymerization. More preferably, it is 1 mass% or less.
Here, as a solvent that can be used together with water at the time of polymerization, alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and isopropyl alcohol; glycerin; polyethylene glycol; amides such as dimethylformaldehyde; ethers such as diethyl ether and dioxane are preferable. It is. These may be used alone or in combination of two or more.
重合反応は、好ましくは、重合終了後の固形分濃度(溶液の内、不揮発分の濃度であり、後述する測定方法で測定される)が、重合溶液100質量%に対して10〜60質量%であり、15〜50質量%が更に好ましく、20〜45質量%が特に好ましい。 The polymerization reaction preferably has a solid content concentration after completion of the polymerization (the concentration of the non-volatile content in the solution, measured by the measurement method described later) of 10 to 60% by mass with respect to 100% by mass of the polymerization solution. 15-50 mass% is still more preferable, and 20-45 mass% is especially preferable.
(その他の重合条件)
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体は、回分式(バッチ式)、連続式、半連続式のいずれの重合方法も採用することができる。本発明のポリアクリル酸系重合体を製造する条件は、上記の方法の他、特に断りの無い限りは、公知の重合方法あるいは公知の方法を修飾した方法が使用できる。
(Other polymerization conditions)
The (meth) acrylic acid polymer of the present invention can employ any polymerization method of batch type (batch type), continuous type, and semi-continuous type. As conditions for producing the polyacrylic acid polymer of the present invention, a known polymerization method or a modified method of a known method can be used in addition to the above method, unless otherwise specified.
重合の際の温度は好ましくは70℃以上であり、より好ましくは75〜110℃であり、さらに好ましくは80〜105℃である。重合時の温度が上記範囲であれば、残存単量体成分が少なくなり、重合体の分散性が向上する傾向にある。なお、重合時の温度は、重合反応の進行中において、常に一定に保持する必要はなく、例えば、室温から重合を開始し、適当な昇温時間または昇温速度で設定温度まで昇温し、その後、設定温度を保持するようにしてもよいし、単量体成分や開始剤等の滴下方法に応じて、重合反応の進行中に経時的に重合温度を変動(昇温または降温)させてもよい。 The temperature during the polymerization is preferably 70 ° C. or higher, more preferably 75 to 110 ° C., and further preferably 80 to 105 ° C. If the temperature at the time of polymerization is in the above range, the residual monomer component is reduced and the dispersibility of the polymer tends to be improved. The temperature at the time of polymerization need not always be kept constant during the progress of the polymerization reaction. For example, the polymerization is started from room temperature, and the temperature is increased to a set temperature at an appropriate temperature increase time or temperature increase rate. Thereafter, the set temperature may be maintained, or the polymerization temperature may be varied (increased or decreased) over time during the course of the polymerization reaction, depending on the dropping method of the monomer component, initiator, and the like. Also good.
反応系内の圧力としては、常圧(大気圧)下、減圧下、加圧下のいずれであってもよいが、得られる重合体の分子量の点では、常圧下、または、反応系内を密閉し、加圧下で行うことが好ましい。また、加圧装置や減圧装置、耐圧性の反応容器や配管等の設備の点では、常圧(大気圧)下で行うことが好ましい。反応系内の雰囲気としては、空気雰囲気でもよいが、不活性雰囲気とするのが好ましく、例えば、重合開始前に系内を窒素等の不活性ガスで置換することが好ましい。 The pressure in the reaction system may be any of normal pressure (atmospheric pressure), reduced pressure, and increased pressure, but from the viewpoint of the molecular weight of the polymer obtained, the reaction system is sealed under normal pressure. However, it is preferably performed under pressure. Moreover, it is preferable to carry out under normal pressure (atmospheric pressure) in terms of equipment such as a pressurizing device, a decompressing device, a pressure-resistant reaction vessel, and piping. The atmosphere in the reaction system may be an air atmosphere, but is preferably an inert atmosphere. For example, the inside of the system is preferably replaced with an inert gas such as nitrogen before the start of polymerization.
(重合時の中和率)
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体(水溶液)の製造方法は、重合終了時の中和率(全酸基(中和および未中和)に対する中和されている酸基の割合)は0〜100モル%のいずれでも可能であるが、0〜35モル%が好ましく、0〜10%がより好ましい。上記範囲であれば、得られる重合体(水溶液)の経時的な顔料分散性能や水溶液の色調が向上する傾向にある。
(Neutralization rate during polymerization)
The method for producing the (meth) acrylic acid polymer (aqueous solution) of the present invention is such that the neutralization rate at the end of polymerization (ratio of neutralized acid groups to total acid groups (neutralized and unneutralized)) is Although any of 0-100 mol% is possible, 0-35 mol% is preferable and 0-10% is more preferable. If it is the said range, it exists in the tendency for the pigment dispersion performance with time of the polymer (aqueous solution) obtained and the color tone of aqueous solution to improve.
<中和工程>
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体(水溶液)の製造方法は、酸型および/または部分中和型の(メタ)アクリル酸系重合体を含む水溶液を中和する工程を含んでいても良い。中和工程終了時の中和率(全酸基(中和および未中和)に対する中和されている酸基の割合)は100モル%であっても良いが、0〜99モル%であることが好ましく、0〜98モル%がより好ましく、0〜97モル%が特に好ましい。上記範囲であれば、得られる重合体(水溶液)の経時的な顔料分散性能や水溶液の色調が向上する傾向にある。
中和工程は一段階で行ってもよいが、二段階以上で行ってもよい。
<Neutralization process>
The method for producing a (meth) acrylic acid polymer (aqueous solution) of the present invention may include a step of neutralizing an aqueous solution containing an acid type and / or partially neutralized (meth) acrylic acid type polymer. good. The neutralization rate at the end of the neutralization step (ratio of acid groups neutralized with respect to all acid groups (neutralized and unneutralized)) may be 100 mol%, but is 0 to 99 mol%. 0 to 98 mol% is more preferable, and 0 to 97 mol% is particularly preferable. If it is the said range, it exists in the tendency for the pigment dispersion performance with time of the polymer (aqueous solution) obtained and the color tone of aqueous solution to improve.
The neutralization process may be performed in one stage, but may be performed in two or more stages.
中和工程で使用できる中和剤としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属の炭酸塩;水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物;アンモニア;モノエタノールアミン、モノプロパノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアミン;炭酸水素アンモニウム等のアンモニア、アミンの炭酸塩;等が例示される。
中和工程は、例えば40℃〜105℃で行なわれる。
Examples of neutralizing agents that can be used in the neutralization step include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide; alkali metal carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate, and sodium bicarbonate; water Hydroxides of alkaline earth metals such as calcium oxide and magnesium hydroxide; ammonia; amines such as monoethanolamine, monopropanolamine, diethanolamine and triethanolamine; ammonia such as ammonium bicarbonate; carbonates of amines; Illustrated.
A neutralization process is performed at 40 to 105 degreeC, for example.
<(メタ)アクリル酸系重合体>
本発明の製造方法により製造される(メタ)アクリル酸系重合体(本発明の(メタ)アクリル酸系重合体とも言う)は、(メタ)アクリル酸(塩)由来の構成単位を含む。(メタ)アクリル酸(塩)由来の構成単位とは、上記の通りであるが、(メタ)アクリル酸(塩)の炭素−炭素二重結合が単結合になった構造であり、例えばアクリル酸由来の構造単位であれば、−CH2CH(COOH)−、で表される構造単位である。
なお、本発明の(メタ)アクリル酸系重合体が「(メタ)アクリル酸(塩)に由来する構造単位」を有するとは、最終的に得られた重合体が当該構造単位を有することを意味する。すなわち、本発明における「(メタ)アクリル酸(塩)に由来する構造単位」には、上記(メタ)アクリル酸(塩)を他の単量体成分と共重合させることによって重合体中に導入されるものだけでなく、例えば、まず(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位を共重合によって形成し、その後加水分解して得られるもののように、形成工程が重合反応の前後にわたるものも含まれる。
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体に含まれる全単量体((メタ)アクリル酸(塩)とその他の単量体)由来の構造100質量%に対する(メタ)アクリル酸(塩)に由来する構造単位の組成(酸型換算)は、80質量%以上100質量%以下であることが好ましい。80質量%以上であれば、重合体水溶液の経時的な顔料分散性能が向上する傾向にある。より好ましくは90質量%以上100質量%以下であり、更に好ましくは95質量%以上100質量%以下である。
ここで、酸型換算とは、上記の通りである。本発明の(メタ)アクリル酸系重合体における、(メタ)アクリル酸(塩)由来の構造は、アクリル酸(塩)由来の構造であることが好ましい。
<(Meth) acrylic acid polymer>
The (meth) acrylic acid polymer produced by the production method of the present invention (also referred to as the (meth) acrylic acid polymer of the present invention) includes a structural unit derived from (meth) acrylic acid (salt). The structural unit derived from (meth) acrylic acid (salt) is as described above, and is a structure in which the carbon-carbon double bond of (meth) acrylic acid (salt) is a single bond, such as acrylic acid. If it is a structural unit derived from, it is a structural unit represented by —CH 2 CH (COOH) —.
In addition, that the (meth) acrylic acid polymer of the present invention has “structural units derived from (meth) acrylic acid (salt)” means that the finally obtained polymer has the structural units. means. That is, the “structural unit derived from (meth) acrylic acid (salt)” in the present invention is introduced into the polymer by copolymerizing the above (meth) acrylic acid (salt) with other monomer components. In addition to those obtained, for example, those in which the formation process extends before and after the polymerization reaction are also included, such as those obtained by first forming a structural unit derived from (meth) acrylic acid ester by copolymerization and then hydrolyzing it. .
(Meth) acrylic acid (salt) based on 100% by mass of the structure derived from all monomers ((meth) acrylic acid (salt) and other monomers) contained in the (meth) acrylic acid polymer of the present invention The composition of the derived structural unit (in terms of acid type) is preferably 80% by mass or more and 100% by mass or less. If it is 80 mass% or more, the pigment dispersion performance with time of the polymer aqueous solution tends to be improved. More preferably, it is 90 to 100 mass%, More preferably, it is 95 to 100 mass%.
Here, acid type conversion is as described above. The structure derived from (meth) acrylic acid (salt) in the (meth) acrylic acid polymer of the present invention is preferably a structure derived from acrylic acid (salt).
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体は、(メタ)アクリル酸(塩)由来の構造のみを有していても構わないが、(メタ)アクリル酸(塩)と共重合可能なその他の単量体由来の構造を含んでいても構わない。その他の単量体としては、上記に例示した単量体が挙げられる。 The (meth) acrylic acid polymer of the present invention may have only a structure derived from (meth) acrylic acid (salt), but other copolymerizable with (meth) acrylic acid (salt). A structure derived from a monomer may be included. Examples of other monomers include those exemplified above.
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体は、経時的な無機粒子の分散性が向上することから、分子内に、次亜リン酸(塩)由来の構造を含むことが好ましい。本発明の(メタ)アクリル酸系重合体に含まれる次亜リン酸(塩)由来の構造の組成は、(メタ)アクリル酸系重合体(酸型換算)に対し、0.5〜8質量%(酸型換算)であることが好ましい。次亜リン酸(塩)由来の構造とは、具体的には次亜リン酸塩基であり、例えば次亜リン酸(ホスフィン酸)ナトリウム由来の構造単位であれば、ホスフィン酸基、−PH(=O)(ONa)、−P(=O)(ONa)−、で表される。次亜リン酸塩基は、31P−NMRにより測定することができる。 The (meth) acrylic acid polymer of the present invention preferably contains a structure derived from hypophosphorous acid (salt) in the molecule because dispersibility of inorganic particles over time is improved. The composition of the structure derived from hypophosphorous acid (salt) contained in the (meth) acrylic acid polymer of the present invention is 0.5 to 8 mass relative to the (meth) acrylic acid polymer (acid type conversion). % (Acid type conversion) is preferable. The structure derived from hypophosphorous acid (salt) is specifically a hypophosphite group. For example, if it is a structural unit derived from sodium hypophosphite (phosphinic acid), a phosphinic acid group, -PH ( = O) (ONa), -P (= O) (ONa)-. Hypophosphite group can be measured by 31 P-NMR.
本発明の製造方法により製造される(メタ)アクリル酸系重合体水溶液は、(メタ)アクリル酸系重合体(本発明の(メタ)アクリル酸系重合体とも言う)を含む。 The (meth) acrylic acid polymer aqueous solution produced by the production method of the present invention contains a (meth) acrylic acid polymer (also referred to as the (meth) acrylic acid polymer of the present invention).
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体の重量平均分子量は、具体的には、好ましくは3000〜50000であり、より好ましくは4000〜30000であり、さらに好ましくは5000〜20000である。この重量平均分子量の値が大きすぎると、粘度が高くなり、取扱いが煩雑になる虞がある。一方、この重量平均分子量の値が小さすぎると、クレーや顔料等の分散性が低下し、洗剤ビルダーや顔料分散剤として十分な性能が発揮されなくなる虞がある。なお、本発明の(メタ)アクリル酸系重合体の重量平均分子量の値としては、後述する実施例に記載の手法により測定される値を採用するものとする。
また、本発明の(メタ)アクリル酸系重合体の分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))は具体的には、好ましくは1.1〜3.0、より好ましくは1.5〜2.8、さらに好ましくは1.8〜2.6である。
この分子量分布の値が小さすぎると、例えば(メタ)アクリル酸系重合体を無機物の分散剤として使用した場合に、無機物を湿式粉砕した場合の粉砕直後のスラリー粘度が増加する虞があり、また大きすぎるとスラリーの経時粘度安定性が低下する虞がある。なお、本発明の(メタ)アクリル酸系重合体の分子量分布の値としては、後述する実施例に記載の手法により測定される値を採用するものとする。
Specifically, the weight average molecular weight of the (meth) acrylic acid polymer of the present invention is preferably 3000 to 50000, more preferably 4000 to 30000, and still more preferably 5000 to 20000. When the value of the weight average molecular weight is too large, the viscosity becomes high and handling may be complicated. On the other hand, if the value of the weight average molecular weight is too small, the dispersibility of clay, pigment, and the like is lowered, and there is a possibility that sufficient performance as a detergent builder or a pigment dispersant may not be exhibited. In addition, the value measured by the method as described in the Example mentioned later shall be employ | adopted as a value of the weight average molecular weight of the (meth) acrylic-acid type polymer of this invention.
The molecular weight distribution (weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn)) of the (meth) acrylic acid polymer of the present invention is preferably 1.1 to 3.0, more preferably. It is 1.5 to 2.8, more preferably 1.8 to 2.6.
If the value of this molecular weight distribution is too small, for example, when a (meth) acrylic acid polymer is used as an inorganic dispersant, the slurry viscosity immediately after pulverization when the inorganic substance is wet pulverized may increase. If it is too large, the viscosity stability of the slurry over time may be reduced. In addition, the value measured by the method as described in the Example mentioned later shall be employ | adopted as a value of the molecular weight distribution of the (meth) acrylic-acid type polymer of this invention.
<(メタ)アクリル酸系重合体水溶液>
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体水溶液中には、本発明の(メタ)アクリル酸系重合体が必須に含まれるほか、未反応の(メタ)アクリル酸(塩)、未反応のその他の単量体、未反応の重合開始剤、重合開始剤分解物等が含まれうる。
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体水溶液は、本発明の(メタ)アクリル酸系重合体を、重合体水溶液100質量%に対して、1〜70質量%含むことが好ましい。
重合体水溶液中に存在する未反応の単量体の含有量((メタ)アクリル酸(塩)とその他の単量体の合計の含有量)は、使用する単量体の種類によっても異なるが、重合体組成物の固形分100質量%に対して1質量%未満が好ましい。より好ましくは0.5%未満であり、特に好ましくは0.1%未満である。
<(Meth) acrylic acid polymer aqueous solution>
The (meth) acrylic acid-based polymer aqueous solution of the present invention contains the (meth) acrylic acid-based polymer of the present invention as essential, as well as unreacted (meth) acrylic acid (salt), unreacted other Monomers, unreacted polymerization initiators, decomposition products of polymerization initiators, and the like.
The (meth) acrylic acid polymer aqueous solution of the present invention preferably contains 1 to 70% by mass of the (meth) acrylic acid polymer of the present invention with respect to 100% by mass of the polymer aqueous solution.
The content of unreacted monomers present in the aqueous polymer solution (total content of (meth) acrylic acid (salt) and other monomers) varies depending on the type of monomer used. The content of the polymer composition is preferably less than 1% by mass with respect to 100% by mass of the solid content. More preferably it is less than 0.5%, particularly preferably less than 0.1%.
本願でいう(メタ)アクリル酸系重合体水溶液は、特に制限されるものではないが、後述する水系溶媒中で(メタ)アクリル酸系重合体を製造した後に、不純物除去などの精製工程を経て製造するものであっても構わないが、生産効率性の観点から、好ましくは、精製工程を経ずに得られるものが好ましい。さらに、重合工程の後に、得られた重合水溶液を、取り扱いの便等のため、少量の水にて希釈(得られた重合体水溶液100質量%に対して1〜400質量%程度)したり、濃縮したものも本願でいう(メタ)アクリル酸系重合体水溶液に含まれる。 The (meth) acrylic acid polymer aqueous solution referred to in the present application is not particularly limited, but after producing a (meth) acrylic acid polymer in an aqueous solvent described later, it is subjected to a purification step such as impurity removal. Although what you manufacture may be sufficient, from a viewpoint of production efficiency, Preferably, what is obtained without passing through a refinement | purification process is preferable. Furthermore, after the polymerization step, the obtained polymerization aqueous solution is diluted with a small amount of water for handling convenience or the like (about 1 to 400% by mass with respect to 100% by mass of the obtained polymer aqueous solution), The concentrated product is also included in the (meth) acrylic acid polymer aqueous solution referred to in this application.
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体水溶液は、本発明の(メタ)アクリル酸系重合体の他、水を必須とする溶媒を含むことになる。その場合、溶媒の含有量は、(メタ)アクリル酸系重合体水溶液100質量%に対して、30〜99質量%程度が好ましい。 The aqueous solution of the (meth) acrylic acid polymer of the present invention contains a solvent essentially containing water in addition to the (meth) acrylic acid polymer of the present invention. In that case, the content of the solvent is preferably about 30 to 99% by mass with respect to 100% by mass of the (meth) acrylic acid polymer aqueous solution.
後述するように、(メタ)アクリル酸系重合体水溶液の使用上の制限から、または性能向上の観点から有機溶剤の含有量は極力低減することが好ましく、例えば、(メタ)アクリル酸系重合体水溶液100質量%に対し、有機溶剤の含有量は10質量%以下が好ましく、5質量%以下が好ましく、1質量%以下が好ましい。 As will be described later, it is preferable that the content of the organic solvent is reduced as much as possible from the viewpoint of the use of the (meth) acrylic acid polymer aqueous solution or from the viewpoint of improving the performance. For example, the (meth) acrylic acid polymer 10 mass% or less is preferable with respect to 100 mass% of aqueous solution, 5 mass% or less is preferable, and 1 mass% or less is preferable.
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体水溶液は、硫黄原子またはリン原子を含む無機の陰イオンの濃度が、上記水溶液に対して1000〜10000ppmであることが好ましい。硫黄原子またはリン原子を含む無機の陰イオンの濃度が10000ppm以下であれば、重合体水溶液の経時的な顔料分散性能が向上する傾向にある。硫黄原子またはリン原子を含む無機の陰イオンの濃度を1000ppm未満に設定すると、経時的な顔料分散性能が優れた重合体水溶液水溶液を製造することが困難となる。硫黄原子またはリン原子を含む無機の陰イオンとしては、硫酸イオン、亜硫酸イオン、燐酸イオン、亜リン酸イオン、次亜リン酸イオン等が例示される。
上記重合体水溶液は、後述する有効成分値を35〜45%に調整したときの硫黄原子またはリン原子を含む無機の陰イオンの濃度が上記範囲になるようにすることが好ましい。
In the (meth) acrylic acid polymer aqueous solution of the present invention, the concentration of inorganic anions containing sulfur atoms or phosphorus atoms is preferably 1000 to 10,000 ppm with respect to the aqueous solution. If the concentration of the inorganic anion containing a sulfur atom or phosphorus atom is 10,000 ppm or less, the pigment dispersion performance with time of the polymer aqueous solution tends to be improved. If the concentration of inorganic anions containing sulfur atoms or phosphorus atoms is set to less than 1000 ppm, it becomes difficult to produce an aqueous polymer aqueous solution having excellent pigment dispersion performance over time. Examples of inorganic anions containing sulfur atoms or phosphorus atoms include sulfate ions, sulfite ions, phosphate ions, phosphite ions, hypophosphite ions, and the like.
The aqueous polymer solution preferably has an inorganic anion concentration containing a sulfur atom or a phosphorus atom within the above range when an active ingredient value described later is adjusted to 35 to 45%.
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体水溶液は、固形分(不揮発分)濃度を35〜70%に調整したときの粘度(25℃)が400〜1000mPa・sであることが好ましい。上記範囲に設定することにより、重合体水溶液の色調等の保存安定性が良好になり、また、例えば顔料分散剤として使用したときに、スラリー製造設備上の操作性が向上する。(メタ)アクリル酸系重合体水溶液の粘度は、使用する開始剤種や使用量、中和剤種やその使用量、中和度等で容易に調整できる。より好ましくは、500〜900であり、特に好ましくは600〜800である。 The (meth) acrylic acid polymer aqueous solution of the present invention preferably has a viscosity (25 ° C.) of 400 to 1000 mPa · s when the solid content (nonvolatile content) concentration is adjusted to 35 to 70%. By setting to the above range, the storage stability such as the color tone of the aqueous polymer solution is improved, and the operability on the slurry production facility is improved when used as a pigment dispersant, for example. The viscosity of the (meth) acrylic acid polymer aqueous solution can be easily adjusted by the initiator type and amount used, the type of neutralizer, the amount used, the degree of neutralization, and the like. More preferably, it is 500-900, Most preferably, it is 600-800.
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体水溶液は、固形分(不揮発分)濃度を35〜70%に調整したときのpHが3.5〜9.0であることが好ましい。上記範囲に設定することにより、重合体水溶液の色調等の保存安定性が良好になり、また、例えば顔料分散剤として使用したときに、良好な分散性を発現することが可能となる。(メタ)アクリル酸系重合体水溶液のpHは、使用する開始剤種や使用量、中和剤種やその使用量、中和度等で容易に調整できる。より好ましくは、4.0〜8.5であり、特に好ましくは4.5〜8.0である。 The (meth) acrylic acid polymer aqueous solution of the present invention preferably has a pH of 3.5 to 9.0 when the solid content (nonvolatile content) concentration is adjusted to 35 to 70%. By setting to the above range, the storage stability such as the color tone of the aqueous polymer solution is improved, and when used as, for example, a pigment dispersant, it is possible to exhibit good dispersibility. The pH of the (meth) acrylic acid polymer aqueous solution can be easily adjusted by the initiator type and amount used, the type of neutralizer, the amount used, the degree of neutralization, and the like. More preferably, it is 4.0-8.5, Most preferably, it is 4.5-8.0.
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体水溶液は、着色が少ないことを特徴としており、例えばAPHAが200以下が好ましく、180以下が好ましい。本発明の製造方法によれば、重合体水溶液の着色を低く抑える(色調が良好とする)ことが可能である。着色が少ないと、例えば分散剤用途や洗剤ビルダー用途に好ましく使用することができる。 The (meth) acrylic acid polymer aqueous solution of the present invention is characterized by being less colored. For example, APHA is preferably 200 or less, and more preferably 180 or less. According to the production method of the present invention, it is possible to suppress the coloring of the aqueous polymer solution to a low level (making the color tone good). When there is little coloring, it can use preferably for a dispersing agent use or detergent builder use, for example.
[(メタ)アクリル酸系重合体組成物]
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体水溶液は、乾燥、または、その他の溶剤で置換・希釈して使用することもできる((メタ)アクリル酸系重合体組成物という)。本発明の(メタ)アクリル酸系重合体水溶液を乾燥後水に再溶解したり、乾燥後に他の任意な成分を添加したものも本発明の(メタ)アクリル酸系重合体組成物に含まれる。
[(Meth) acrylic acid polymer composition]
The aqueous solution of the (meth) acrylic acid polymer of the present invention can be used after being dried or substituted / diluted with another solvent (referred to as a (meth) acrylic acid polymer composition). The (meth) acrylic acid polymer composition of the present invention includes those obtained by re-dissolving the (meth) acrylic acid polymer aqueous solution of the present invention in water after drying or adding other optional components after drying. .
[(メタ)アクリル酸系重合体(水溶液、組成物)の用途]
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体、(メタ)アクリル酸系重合体水溶液、(メタ)アクリル酸系重合体組成物(以下、本発明の重合体等とも言う)は、水処理剤、繊維処理剤、分散剤、洗剤ビルダー(または洗剤組成物)等として用いられうる。洗剤ビルダーとしては、衣料用、食器用、住居用、毛髪用、身体用、歯磨き用、及び自動車用など、様々な用途の洗剤に添加されて使用されうる。
[Use of (meth) acrylic acid polymer (aqueous solution, composition)]
The (meth) acrylic acid polymer of the present invention, (meth) acrylic acid polymer aqueous solution, (meth) acrylic acid polymer composition (hereinafter also referred to as the polymer of the present invention) are water treatment agents, It can be used as a fiber treatment agent, a dispersant, a detergent builder (or detergent composition) and the like. As a detergent builder, it can be used by adding to detergents for various uses such as clothing, tableware, residential, hair, body, toothpaste, and automobile.
<水処理剤>
本発明の重合体等は、水処理剤に用いることができる。該水処理剤には、必要に応じて、他の配合剤として、重合リン酸塩、ホスホン酸塩、防食剤、スライムコントロール剤、キレート剤を用いても良い。
<Water treatment agent>
The polymer of the present invention can be used as a water treatment agent. If necessary, the water treatment agent may contain a polymerized phosphate, phosphonate, anticorrosive, slime control agent, and chelating agent as other compounding agents.
上記水処理剤は、冷却水循環系、ボイラー水循環系、海水淡水化装置、パルプ蒸解釜、黒液濃縮釜等でのスケール防止に有用である。また、性能、効果に影響しない範囲で、任意の適切な水溶性重合体を含んでもよい。 The water treatment agent is useful for scale prevention in a cooling water circulation system, a boiler water circulation system, a seawater desalination apparatus, a pulp digester, a black liquor concentration tank, and the like. Further, any appropriate water-soluble polymer may be included as long as it does not affect the performance and effects.
<繊維処理剤>
本発明の重合体等は、繊維処理剤に用いることができる。該繊維処理剤は、染色剤、過酸化物および界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1つと、本発明の重合体等を含む。
<Fiber treatment agent>
The polymer of the present invention can be used as a fiber treatment agent. The fiber treatment agent includes at least one selected from the group consisting of a dye, a peroxide and a surfactant, and the polymer of the present invention.
上記繊維処理剤における本発明の重合体の含有量は、繊維処理剤全体に対して、好ましくは1〜100重量%であり、より好ましくは5〜100重量%である。また、性能、効果に影響しない範囲で、任意の適切な水溶性重合体を含んでいてもよい。 The content of the polymer of the present invention in the fiber treatment agent is preferably 1 to 100% by weight, more preferably 5 to 100% by weight, based on the entire fiber treatment agent. Further, any appropriate water-soluble polymer may be included as long as the performance and effects are not affected.
以下に、より実施形態に近い、繊維処理剤の配合例を示す。この繊維処理剤は、繊維処理における精錬、染色、漂白、ソーピングの工程で使用することができる。染色剤、過酸化物および界面活性剤としては繊維処理剤に通常使用されるものが挙げられる。 Below, the compounding example of the fiber processing agent which is closer to embodiment is shown. This fiber treatment agent can be used in the steps of refining, dyeing, bleaching and soaping in fiber treatment. Examples of dyeing agents, peroxides and surfactants include those usually used for fiber treatment agents.
本発明の重合体等と、染色剤、過酸化物および界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1つとの配合比率は、例えば、繊維の白色度、色むら、染色けんろう度の向上のためには、繊維処理剤純分換算で、本発明の重合体1重量部に対して、染色剤、過酸化物および界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1つを0.1〜100重量部の割合で配合された組成物を繊維処理剤として用いることが好ましい。 The blending ratio of the polymer of the present invention and at least one selected from the group consisting of a dye, a peroxide and a surfactant is, for example, to improve the whiteness, color unevenness, and dyeing tempering degree of the fiber. Includes 0.1 to 100 parts by weight of at least one selected from the group consisting of a dye, a peroxide, and a surfactant with respect to 1 part by weight of the polymer of the present invention in terms of a pure amount of the fiber treatment agent. It is preferable to use the composition mix | blended in this ratio as a fiber processing agent.
上記繊維処理剤を使用できる繊維としては、任意の適切な繊維を採用し得る。例えば、木綿、麻等のセルロース系繊維、ナイロン、ポリエステル等の化学繊維、羊毛、絹糸等の動物性繊維、人絹等の半合成繊維およびこれらの織物および混紡品が挙げられる。 Arbitrary appropriate fiber can be employ | adopted as a fiber which can use the said fiber processing agent. Examples thereof include cellulosic fibers such as cotton and hemp, chemical fibers such as nylon and polyester, animal fibers such as wool and silk, semi-synthetic fibers such as human silk, and woven fabrics and blended products thereof.
上記繊維処理剤を精錬工程に適用する場合は、本発明の重合体等と、アルカリ剤および界面活性剤とを配合することが好ましい。漂白工程に適用する場合では、本発明の重合体組成物と、過酸化物と、アルカリ性漂白剤の分解抑制剤としての珪酸ナトリウム等の珪酸系薬剤とを配合することが好ましい。 When the fiber treatment agent is applied to the refining process, it is preferable to blend the polymer of the present invention with an alkali agent and a surfactant. In the case of applying to the bleaching step, it is preferable to blend the polymer composition of the present invention, a peroxide, and a silicic acid-based agent such as sodium silicate as a decomposition inhibitor for the alkaline bleaching agent.
<顔料分散剤>
本発明の重合体等(重合体、重合体水溶液、重合体組成物)は、顔料分散剤に用いることができる。
本発明の重合体等は単独で顔料分散剤として使用することができるが、本発明の顔料分散剤には、必要に応じて、水などの溶媒や、他の配合剤として、縮合リン酸およびその塩、ホスホン酸およびその塩、ポリビニルアルコールを用いても良い。
<Pigment dispersant>
The polymer of the present invention (polymer, polymer aqueous solution, polymer composition) can be used as a pigment dispersant.
Although the polymer of the present invention can be used alone as a pigment dispersant, the pigment dispersant of the present invention includes, as necessary, a solvent such as water and other compounding agents such as condensed phosphoric acid and The salt, phosphonic acid and its salt, and polyvinyl alcohol may be used.
上記顔料分散剤中における、本発明の重合体の含有量は、顔料分散剤全体に対して、好ましくは0.5〜10重量%である。また性能、効果に影響しない範囲で、任意の適切な水溶性重合体を含んでいてもよい。
本発明によれば、低粘度で粘性の経時安定性を有し、かつ高濃度の製紙用顔料スラリーを提供することが可能となる。ひいては、該スラリーを用いて塗工した際に塗工欠陥を抑制し、良好な原紙被覆性、印刷光沢、耐ブリスター性、ムラのない印刷面感を与え、かつ顔料が本来持つ白色度、不透明度、インキ受理性の有意点を備えた印刷用塗工紙を提供することが可能となる。
The content of the polymer of the present invention in the pigment dispersant is preferably 0.5 to 10% by weight with respect to the entire pigment dispersant. Further, any appropriate water-soluble polymer may be included as long as it does not affect the performance and effect.
According to the present invention, it is possible to provide a paper slurry having a low viscosity and a viscosity stability with time and having a high concentration. As a result, coating defects are suppressed when coating with the slurry, good base paper coverage, printing gloss, blister resistance, uniform printing surface feeling, and the inherent whiteness and poorness of the pigment are provided. It becomes possible to provide a coated paper for printing having significant points of transparency and ink acceptability.
本発明に用いられる顔料としては、特に制限はないが、例えばカオリン、クレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、二酸化チタン、サチンホワイト、タルク、水酸化アルミニウム、プラスティックピグメント等が挙げられる。 The pigment used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include kaolin, clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, titanium dioxide, satin white, talc, aluminum hydroxide, and plastic pigment.
本発明において、顔料を調整する方法としては、従来公知の方法が適宜参照され、あるいは組み合わされることにより行なうことができるが、例えば、一次分散を行い、それを湿式粉砕処理する方法が挙げられる。この方法は、低粘度であり、かつ分散安定性に優れた高濃度の顔料スラリーを得ることができる点、好適である。無論、本発明に置ける顔料の調整方法は、この湿式粉砕処理法に限定されるものではなく、湿式粉砕処理を施さない調整方法をとることもなんら制限されるものではない。上記顔料の調整方法において、一次分散の方法は特に制限されるものではないが、ミキサーで混合することが好ましく、例えば、高速ディスパー、ホモミキサー、ボールミル、コーレスミキサー、撹拌式ディスパー等の剪断力の高いものを用いることが好適である。 In the present invention, as a method for adjusting the pigment, conventionally known methods can be referred to or combined as appropriate, and examples thereof include a method in which primary dispersion is performed and wet pulverization is performed. This method is preferable in that a high-concentration pigment slurry having a low viscosity and excellent dispersion stability can be obtained. Of course, the method for adjusting the pigment according to the present invention is not limited to this wet pulverization method, and it is not limited at all to adopt an adjustment method without applying the wet pulverization treatment. In the method for preparing the pigment, the primary dispersion method is not particularly limited, but it is preferable to mix with a mixer, for example, a high-speed disper, a homomixer, a ball mill, a coreless mixer, a stirring disper, etc. It is preferable to use a high one.
湿式粉砕処理の際、本発明の重合体を粉砕機に仕込んで粉砕しても良い。このような場合、該重合体は粉砕助剤としての役割も発揮する。 In the wet pulverization treatment, the polymer of the present invention may be charged into a pulverizer and pulverized. In such a case, the polymer also serves as a grinding aid.
上記スラリーに含まれる顔料の平均粒径としては、好ましくは1.5μm以下、より好ましくは1.0μm以下である。なお、ここで言う平均粒径は、後述の実施例で用いられたような、レーザー粒度分布計もしくはX線検出器を有する粒度分布計にて計測された粒径である。また、所望の粒径が好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上であることが好ましい。 The average particle size of the pigment contained in the slurry is preferably 1.5 μm or less, more preferably 1.0 μm or less. The average particle size referred to here is a particle size measured by a laser particle size distribution meter or a particle size distribution meter having an X-ray detector as used in the examples described later. The desired particle size is preferably 85% or more, more preferably 90% or more.
上記顔料分散剤を顔料の分散剤として用いる場合、該顔料分散剤の使用量は本発明の重合体を顔料100質量部に対して、0.1〜5.0質量部とすることが好ましい。該顔料分散剤の使用量が上記範囲内にあることによって、十分な分散効果を得ることが可能となり、添加量に見合った効果を得ることが可能となり、経済的にも有利となり得る。 When the pigment dispersant is used as a pigment dispersant, the amount of the pigment dispersant used is preferably 0.1 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer of the present invention. When the amount of the pigment dispersant used is within the above range, a sufficient dispersion effect can be obtained, and an effect commensurate with the addition amount can be obtained, which can be economically advantageous.
本発明における顔料スラリーとしてはまた、固形分濃度が60質量%以上であるものであることが好ましく、70質量%以上がより好ましく、75質量%以上がさらに好ましい。 The pigment slurry in the present invention preferably has a solid content concentration of 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and further preferably 75% by mass or more.
上記顔料スラリーの粘度は、特に制限はされないが、スラリー濃度により大きく異なるため、75質量%に調整した直後に、好ましくは1000mPa・s以下であり、より好ましくは800mPa・s以下である。
なお、上記顔料スラリー粘度は、B型粘度計を使用し、測定条件としては、ローターNo.4、60rpm、5分間で測定した値をいう。
The viscosity of the pigment slurry is not particularly limited, but varies greatly depending on the slurry concentration. Therefore, immediately after adjusting to 75% by mass, it is preferably 1000 mPa · s or less, more preferably 800 mPa · s or less.
The pigment slurry viscosity is measured using a B-type viscometer. The value measured at 4, 60 rpm for 5 minutes.
<洗剤組成物>
本発明の重合体等は、洗剤組成物にも添加しうる。
洗剤組成物における本発明の重合体の含有量は特に制限されない。ただし、優れたビルダー性能を発揮しうるという観点からは、本発明の重合体の含有量は、洗剤組成物の全量に対して、好ましくは0.1〜15質量%であり、より好ましくは0.3〜10質量%であり、さらに好ましくは0.5〜5質量%である。
洗剤用途で用いられる洗剤組成物には、通常、洗剤に用いられる界面活性剤や添加剤が含まれる。これらの界面活性剤や添加剤の具体的な形態は特に制限されず、洗剤分野において従来公知の知見が適宜参照されうる。また、上記洗剤組成物は、粉末洗剤組成物であってもよいし、液体洗剤組成物であってもよい。
界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤および両性界面活性剤からなる群から選択される1種または2種以上である。2種以上が併用される場合、アニオン性界面活性剤とノニオン性界面活性剤との合計量は、界面活性剤の全量に対して50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは60質量%以上であり、さらに好ましくは70質量%以上であり、特に好ましくは80質量%以上である。
アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルケニルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩、アルケニル硫酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸またはエステル塩、アルカンスルホン酸塩、飽和脂肪酸塩、不飽和脂肪酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アルケニルエーテルカルボン酸塩、アミノ酸型界面活性剤、N−アシルアミノ酸型界面活性剤、アルキルリン酸エステルまたはその塩、アルケニルリン酸エステルまたはその塩等が好適である。これらのアニオン性界面活性剤におけるアルキル基、アルケニル基には、メチル基等のアルキル基が分岐していてもよい。
ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、高級脂肪酸アルカノールアミドまたはそのアルキレンオキサイド付加物、ショ糖脂肪酸エステル、アルキルグリコシド、脂肪酸グリセリンモノエステル、アルキルアミンオキサイド等が好適である。これらのノニオン性界面活性剤におけるアルキル基、アルケニル基には、メチル基等のアルキル基が分岐していてもよい。
カチオン性界面活性剤としては、第4級アンモニウム塩等が好適である。また、両性界面活性剤としては、カルボキシル型両性界面活性剤、スルホベタイン型両性界面活性剤等が好適である。これらのカチオン性界面活性剤、両性界面活性剤におけるアルキル基、アルケニル基は、メチル基等のアルキル基が分岐していてもよい。
上記界面活性剤の配合割合は、通常、洗剤組成物の全量に対して10〜60質量%であり、好ましくは15〜50質量%であり、さらに好ましくは20〜45質量%であり、特に好ましくは25〜40質量%である。界面活性剤の配合割合が少なすぎると、十分な洗浄力を発揮できなくなる虞があり、界面活性剤の配合割合が多すぎると、経済性が低下する虞がある。
添加剤としては、アルカリビルダー、キレートビルダー、カルボキシメチルセルロースナトリウム等の汚染物質の再沈着を防止するための再付着防止剤、ベンゾトリアゾールやエチレン−チオ尿素等の汚れ抑制剤、ソイルリリース剤、色移り防止剤、柔軟剤、pH調節のためのアルカリ性物質、香料、可溶化剤、蛍光剤、着色剤、起泡剤、泡安定剤、つや出し剤、殺菌剤、漂白剤、漂白助剤、酵素、染料、溶媒等が好適である。また、粉末洗剤組成物の場合にはゼオライトを配合することが好ましい。
上記洗剤組成物は、本発明の重合体等に加えて、他の洗剤ビルダーを含んでもよい。他の洗剤ビルダーとしては、特に制限されないが、例えば、炭酸塩、炭酸水素塩、珪酸塩などのアルカリビルダーや、トリポリリン酸塩、ピロリン酸塩、ボウ硝、ニトリロトリ酢酸塩、エチレンジアミンテトラ酢酸塩、クエン酸塩、フマル酸塩、ゼオライト等のキレートビルダー、カルボキシメチルセルロース等の多糖類のカルボキシル誘導体等が挙げられる。上記ビルダーに用いられる対塩としては、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、アンモニウム、アミン等が挙げられる。
上記添加剤と他の洗剤用ビルダーの合計の配合割合は、通常、洗浄剤組成物100質量%に対して0.1〜50質量%が好ましい。より好ましくは0.2〜40質量%であり、さらに好ましくは0.3〜35質量%であり、特に好ましくは0.4〜30質量%であり、最も好ましくは0.5〜20質量%以下である。添加剤/他の洗剤ビルダーの配合割合が0.1質量%未満であると、十分な洗剤性能を発揮できなくなる虞があり、50質量%を超えると経済性が低下する虞がある。
なお、上記洗剤組成物の概念には、家庭用洗剤の合成洗剤、繊維工業その他の工業用洗剤、硬質表面洗浄剤のほか、その成分の1つの働きを高めた漂白洗剤等の特定の用途にのみ用いられる洗剤も含まれる。
上記洗剤組成物が液体洗剤組成物である場合、液体洗剤組成物に含まれる水分量は、通常、液体洗剤組成物の全量に対して0.1〜75質量%であることが好ましく、より好ましくは0.2〜70質量%であり、さらに好ましくは0.5〜65質量%であり、さらにより好ましくは0.7〜60質量%であり、特に好ましくは1〜55質量%であり、最も好ましくは1.5〜50質量%である。
上記洗剤組成物が液体洗剤組成物である場合、当該洗剤組成物は、カオリン濁度が200mg/L以下であることが好ましく、より好ましくは150mg/L以下であり、さらに好ましくは120mg/L以下であり、特に好ましくは100mg/L以下であり、最も好ましくは50mg/L以下である。
また、本発明の重合体等を洗剤ビルダーとして液体洗剤組成物に添加する場合としない場合とでのカオリン濁度の変化(差)は、500mg/L以下であることが好ましく、より好ましくは400mg/L以下であり、さらに好ましくは300mg/L以下であり、特に好ましくは200mg/L以下であり、最も好ましくは100mg/L以下である。カオリン濁度の値としては、以下の手法により測定される値を採用するものとする。
<Detergent composition>
The polymer of the present invention can also be added to a detergent composition.
The content of the polymer of the present invention in the detergent composition is not particularly limited. However, from the viewpoint that excellent builder performance can be exhibited, the content of the polymer of the present invention is preferably 0.1 to 15% by mass, more preferably 0, based on the total amount of the detergent composition. 0.3 to 10% by mass, and more preferably 0.5 to 5% by mass.
Detergent compositions used in detergent applications usually include surfactants and additives used in detergents. Specific forms of these surfactants and additives are not particularly limited, and conventionally known knowledge can be appropriately referred to in the detergent field. The detergent composition may be a powder detergent composition or a liquid detergent composition.
The surfactant is one or more selected from the group consisting of an anionic surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant and an amphoteric surfactant. When two or more kinds are used in combination, the total amount of the anionic surfactant and the nonionic surfactant is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass with respect to the total amount of the surfactant. It is above, More preferably, it is 70 mass% or more, Most preferably, it is 80 mass% or more.
Examples of the anionic surfactant include alkylbenzene sulfonate, alkyl ether sulfate, alkenyl ether sulfate, alkyl sulfate, alkenyl sulfate, α-olefin sulfonate, α-sulfo fatty acid or ester salt, alkane sulfonate. , Saturated fatty acid salt, unsaturated fatty acid salt, alkyl ether carboxylate, alkenyl ether carboxylate, amino acid type surfactant, N-acyl amino acid type surfactant, alkyl phosphate ester or salt thereof, alkenyl phosphate ester or Its salts are preferred. An alkyl group such as a methyl group may be branched from the alkyl group or alkenyl group in these anionic surfactants.
Nonionic surfactants include polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyalkylene alkenyl ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, higher fatty acid alkanolamides or alkylene oxide adducts thereof, sucrose fatty acid esters, alkyl glycosides, fatty acid glycerin monoesters. Alkylamine oxide and the like are preferable. An alkyl group such as a methyl group may be branched from the alkyl group or alkenyl group in these nonionic surfactants.
As the cationic surfactant, a quaternary ammonium salt or the like is suitable. As the amphoteric surfactant, a carboxyl type amphoteric surfactant, a sulfobetaine type amphoteric surfactant, and the like are suitable. The alkyl group and alkenyl group in these cationic surfactants and amphoteric surfactants may be branched from an alkyl group such as a methyl group.
The blending ratio of the surfactant is usually 10 to 60% by mass, preferably 15 to 50% by mass, more preferably 20 to 45% by mass, particularly preferably based on the total amount of the detergent composition. Is 25-40 mass%. If the surfactant content is too small, sufficient detergency may not be achieved, and if the surfactant content is too high, the economy may be reduced.
Additives include anti-redeposition agent to prevent redeposition of contaminants such as alkali builder, chelate builder, sodium carboxymethyl cellulose, stain inhibitor such as benzotriazole and ethylene-thiourea, soil release agent, color transfer Inhibitors, softeners, alkaline substances for pH adjustment, fragrances, solubilizers, fluorescent agents, colorants, foaming agents, foam stabilizers, polishes, bactericides, bleaching agents, bleaching aids, enzymes, dyes A solvent or the like is preferable. In the case of a powder detergent composition, it is preferable to blend zeolite.
The detergent composition may contain other detergent builders in addition to the polymer of the present invention. Examples of other detergent builders include, but are not limited to, alkali builders such as carbonates, hydrogen carbonates, and silicates, tripolyphosphates, pyrophosphates, bow glass, nitrilotriacetate, ethylenediaminetetraacetate, Examples thereof include chelate builders such as acid salts, fumarate salts and zeolites, and carboxyl derivatives of polysaccharides such as carboxymethyl cellulose. Examples of the counter salt used in the builder include alkali metals such as sodium and potassium, ammonium and amine.
The total blending ratio of the additive and other builder for detergent is usually preferably 0.1 to 50% by mass with respect to 100% by mass of the cleaning composition. More preferably, it is 0.2-40 mass%, More preferably, it is 0.3-35 mass%, Most preferably, it is 0.4-30 mass%, Most preferably, it is 0.5-20 mass% or less. It is. If the additive / other detergent builder content is less than 0.1% by mass, sufficient detergent performance may not be achieved, and if it exceeds 50% by mass, the economy may be reduced.
In addition, the concept of the above-mentioned detergent composition includes specific detergents such as synthetic detergents for household detergents, textile industry and other industrial detergents, hard surface cleaners, and bleaching detergents that enhance one of the components. Detergents that are only used are also included.
When the detergent composition is a liquid detergent composition, the amount of water contained in the liquid detergent composition is usually preferably 0.1 to 75% by mass, more preferably based on the total amount of the liquid detergent composition. Is 0.2 to 70% by mass, more preferably 0.5 to 65% by mass, even more preferably 0.7 to 60% by mass, particularly preferably 1 to 55% by mass, Preferably it is 1.5-50 mass%.
When the detergent composition is a liquid detergent composition, the detergent composition preferably has a kaolin turbidity of 200 mg / L or less, more preferably 150 mg / L or less, and even more preferably 120 mg / L or less. Especially preferably, it is 100 mg / L or less, Most preferably, it is 50 mg / L or less.
Further, the change (difference) in kaolin turbidity when the polymer of the present invention is added to a liquid detergent composition as a detergent builder is preferably 500 mg / L or less, more preferably 400 mg. / L or less, more preferably 300 mg / L or less, particularly preferably 200 mg / L or less, and most preferably 100 mg / L or less. As the kaolin turbidity value, a value measured by the following method is adopted.
<カオリン濁度の測定方法>
厚さ10mmの50mm角セルに均一に攪拌した試料(液体洗剤)を仕込み、気泡を除いた後、日本電色株式会社製NDH2000(商品名、濁度計)を用いて25℃でのTubidity(カオリン濁度:mg/L)を測定する。
上記洗浄剤組成物に配合することができる酵素としては、プロテアーゼ、リパーゼ、セルラーゼ等が好適である。中でも、アルカリ洗浄液中で活性が高いプロテアーゼ、アルカリリパーゼ及びアルカリセルラーゼが好ましい。
上記酵素の添加量は、洗浄剤組成物100質量%に対して5質量%以下であることが好ましい。5質量%を超えると、洗浄力の向上が見られなくなり、経済性が低下するおそれがある。
上記洗剤組成物は、カルシウムイオンやマグネシウムイオンの濃度が高い硬水(例えば、100mg/L以上)の地域中で使用しても、塩の析出が少なく、優れた洗浄効果を有する。この効果は、洗剤組成物が、LASのようなアニオン界面活性剤を含む場合に特に顕著である。
<Measurement method of kaolin turbidity>
A sample (liquid detergent) uniformly stirred in a 50 mm square cell having a thickness of 10 mm was removed and air bubbles were removed. Then, a NDU2000 manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd. Kaolin turbidity: mg / L) is measured.
Proteases, lipases, cellulases, and the like are suitable as enzymes that can be incorporated into the cleaning composition. Of these, proteases, alkaline lipases, and alkaline cellulases that are highly active in an alkaline cleaning solution are preferred.
The amount of the enzyme added is preferably 5% by mass or less with respect to 100% by mass of the cleaning composition. If it exceeds 5% by mass, improvement in detergency cannot be seen, and the economy may be reduced.
Even when the detergent composition is used in an area of hard water (for example, 100 mg / L or more) having a high concentration of calcium ions and magnesium ions, salt precipitation is small and has an excellent cleaning effect. This effect is particularly pronounced when the detergent composition contains an anionic surfactant such as LAS.
以下に実施例を掲げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。
また、本発明の重合体の重量平均分子量、数平均分子量、未反応の単量体の定量、重合体組成物、重合体水溶液の固形分量等は、下記の方法に従って測定した。
The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “part” means “part by mass” and “%” means “% by mass”.
Further, the weight average molecular weight, number average molecular weight, quantification of unreacted monomer, polymer composition, solid content of polymer aqueous solution, and the like of the polymer of the present invention were measured according to the following methods.
<重合体水溶液、重合体組成物の固形分測定方法>
窒素雰囲気下、110℃に加熱したオーブンで重合体組成物(重合体組成物1.0g+水3.0g)を2時間放置して乾燥処理した。乾燥前後の重量変化から、固形分(%)と、揮発成分(%)を算出した。
<Polymer aqueous solution, method for measuring solid content of polymer composition>
The polymer composition (polymer composition 1.0 g + water 3.0 g) was left to dry for 2 hours in an oven heated to 110 ° C. in a nitrogen atmosphere. From the weight change before and after drying, the solid content (%) and the volatile component (%) were calculated.
<有効成分測定>
有効成分値は重合して得られたポリマーのカルボキシル基濃度として平沼産業株式会社製 自動滴定装置COM−1500にて測定、算出した。まず1N NaOH水溶液で完全にポリマー中のカルボン酸を中和した後、1N HCl水溶液にて滴定曲線を作成し、その曲線の第二変曲点と第一変曲点の差(1N HCl溶液量)から以下のように算出した。
有効成分値(%)=9.4×(第2変曲点での1N HCl量(容量(ml))−第1変曲点での1N HCl量(容量(ml)))×HCl力価/分析物量(質量(g))。
なお、上記分析物量とは、分析した(メタ)アクリル酸系重合体水溶液の質量を表す。
<Measurement of active ingredients>
The effective component value was measured and calculated with an automatic titrator COM-1500 manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd. as the carboxyl group concentration of the polymer obtained by polymerization. First, the carboxylic acid in the polymer is completely neutralized with 1N NaOH aqueous solution, then a titration curve is prepared with 1N HCl aqueous solution, and the difference between the second inflection point and the first inflection point of the curve (the amount of 1N HCl solution) ) Was calculated as follows.
Effective component value (%) = 9.4 × (1N HCl amount at the second inflection point (volume (ml)) − 1N HCl amount at the first inflection point (volume (ml))) × HCl titer / Analyte amount (mass (g)).
The amount of analyte represents the mass of the analyzed (meth) acrylic acid polymer aqueous solution.
<重量平均分子量および数平均分子量の測定条件(GPC)>
装置:株式会社日立製作所製 L−7000シリーズ
検出器:HITACHI RI Detector L−2490
カラム:東ソー製 TSK−GEL G3000PWXL
カラム温度:40℃
流速:0.5mL/min
検量線:創和科学株式会社製 POLY SODIUM ACRYLATE STANDARD
溶離液:リン酸二水素ナトリウム12水和物/リン酸水素二ナトリウム2水和物(34.5g/46.2g)の混合物を純水にて5000gに希釈した溶液。
<Measurement conditions of weight average molecular weight and number average molecular weight (GPC)>
Apparatus: L-7000 series manufactured by Hitachi, Ltd. Detector: HITACHI RI Detector L-2490
Column: Tosoh TSK-GEL G3000PWXL
Column temperature: 40 ° C
Flow rate: 0.5 mL / min
Calibration curve: POLY SODIUM ACRYLATE STANDARD made by Soka Science Co., Ltd.
Eluent: A solution obtained by diluting a mixture of sodium dihydrogen phosphate 12 hydrate / disodium hydrogen phosphate dihydrate (34.5 g / 46.2 g) to 5000 g with pure water.
<重合体水溶液、重合体組成物中の単量体等の測定>
該単量体の測定は、下記条件にて液体クロマトグラフィーを用いて行った。
測定装置:株式会社日立製作所製 L−7000シリーズ
検出器:株式会社日立製作所製 UV検出器 L−7400
カラム:株式会社昭和電工製 SHODEX RSpak DE−413
温度:40.0℃
溶離液:0.1%リン酸水溶液
流速:1.0ml/min。
<Measurement of polymer aqueous solution, monomers in polymer composition>
The monomer was measured using liquid chromatography under the following conditions.
Measuring device: L-7000 series detector manufactured by Hitachi, Ltd .: UV detector L-7400 manufactured by Hitachi, Ltd.
Column: SHODEX RSpak DE-413 manufactured by Showa Denko Co., Ltd.
Temperature: 40.0 ° C
Eluent: 0.1% phosphoric acid aqueous solution Flow rate: 1.0 ml / min.
<陰イオン濃度分析(イオンクロマト分析)>
陰イオン濃度分析は、下記条件にてイオンクロマト分析を行なった。
装置 :Metrohm社製(762 Interface)
検出器 :Metrohm社製 732 IC Detecter
イオン分析方式:サプレッサー法
カラム :Shodex IC SI−90 4E
ガードカラム :Shodex SI−90 G
カラム温度 :40℃
溶離液 :NaHCO3水(2gを水で2000gに希釈)
流速 :1.0mL/min。
下記実施例で得られた重合体水溶液を分析したところ、過硫酸ナトリウム由来の硫酸イオンと次亜りん酸ナトリウム由来の次亜りん酸イオンが検出された。
<Anion concentration analysis (ion chromatography analysis)>
In the anion concentration analysis, ion chromatography analysis was performed under the following conditions.
Apparatus: manufactured by Metrohm (762 Interface)
Detector: 732 IC Detector manufactured by Metrohm
Ion analysis method: Suppressor method Column: Shodex IC SI-90 4E
Guard column: Shodex SI-90 G
Column temperature: 40 ° C
Eluent: NaHCO 3 water (2 g diluted to 2000 g with water)
Flow rate: 1.0 mL / min.
Analysis of the aqueous polymer solution obtained in the following examples revealed sulfate ions derived from sodium persulfate and hypophosphite ions derived from sodium hypophosphite.
<色相(APHA)>
APHA法による標準サンプルとの比色法により測定した。
<Hue (APHA)>
It was measured by a colorimetric method with a standard sample by the APHA method.
<評価例>
市販の丸尾カルシウム社製、重質炭酸カルシウム粉体200質量部を500mlSUS製容器に投入し、保温材を巻いたガラス製四つ口セパラブルフラスコの蓋上部の一番広い口に撹拌シールを取り付けたものに3段ピンを装着したSUS製攪拌翼を装着、残りの口はシリコーンゴム栓で蓋をして、SUS製容器とガラス製蓋上部を固定用の止め具で2箇所固定する。このSUS製攪拌翼と強力な撹拌モーターを接続し、粉砕途中で緩まないように容器全体を支柱にしっかりと固定した。
続いて、四つ口セパラブルフラスコのシリコーンゴム栓の一つを開けて、ロートを差し込み、撹拌モーターを200〜300rpm程度の低速回転の状態で撹拌しながら、ここから、有効成分値10%に調整した(水で希釈または濃縮等)ポリマー水溶液8質量部と純水46質量部を混合したものと、2mmセラミックビーズ500質量部を順に少しずつ投入していった。すべて投入後、シリコーンゴム栓をし、一気に1000rpmまで回転数を上昇させ、ビーズの状態を確認後、さらに1500rpmまで回転数をあげた。粉砕開始40分後に10%ポリマー水溶液を4質量部、さらに70分後と90分後に2質量部ずつ投入した。この状態で2μm以下の粒径が90%以上に到達するまで粉砕を継続した。最終的には重質炭酸カルシウムに対し0.80質量%のポリマー添加量となった。粉砕後、内容物をセラミックと分離し、回収した。
粒径は堀場製作所製 レーザー式粒度分布測定装置LA−910にて分析した。
スラリーの粘度をB型粘度計で、回転子No.4、60rpm、5分後の粘度を測定し(直後のスラリー粘度)、比較した。なお、回収したスラリーは、測定直前まで25℃の環境下で保存した。
<Evaluation example>
Put 200 parts by weight of commercially available Maruo Calcium Co., Heavy Calcium Carbonate Powder into a 500 ml SUS container, and attach a stirring seal to the widest mouth at the top of the lid of a glass four-neck separable flask wrapped with a heat insulating material. A SUS stirring blade equipped with a three-stage pin is attached to the container, the remaining mouth is covered with a silicone rubber stopper, and the SUS container and the upper part of the glass lid are fixed at two locations with fixing stoppers. The SUS stirring blade and a powerful stirring motor were connected, and the entire container was firmly fixed to the support so as not to loosen during the pulverization.
Subsequently, one of the silicone rubber stoppers of the four-neck separable flask is opened, a funnel is inserted, and while stirring with a stirring motor at a low speed of about 200 to 300 rpm, the active ingredient value becomes 10%. A mixture prepared by mixing 8 parts by weight of an aqueous polymer solution (diluted or concentrated with water, etc.) and 46 parts by weight of pure water and 500 parts by weight of 2 mm ceramic beads were added little by little. After all of them were put in, a silicone rubber stopper was attached, and the number of revolutions was increased to 1000 rpm at once. After confirming the state of the beads, the number of revolutions was further increased to 1500 rpm. After 40 minutes from the start of pulverization, 4 parts by mass of a 10% aqueous polymer solution was added, and further 2 parts by mass after 70 and 90 minutes. In this state, pulverization was continued until the particle size of 2 μm or less reached 90% or more. Finally, the amount of polymer added was 0.80% by mass with respect to heavy calcium carbonate. After grinding, the contents were separated from the ceramic and collected.
The particle size was analyzed with a laser particle size distribution analyzer LA-910 manufactured by Horiba.
The viscosity of the slurry was measured using a B-type viscometer, and the rotor The viscosity after 4, 60 rpm and 5 minutes was measured (slurry viscosity immediately after) and compared. The recovered slurry was stored in an environment at 25 ° C. until immediately before the measurement.
上記サンプルを1週間、25℃で保管したのち、B型粘度計で、回転子No.4、60rpm、5分後の粘度を測定した(1週間後のスラリー粘度)。 After the sample was stored at 25 ° C. for 1 week, the rotor no. The viscosity after 4, 60 rpm and 5 minutes was measured (slurry viscosity after 1 week).
また、上記スラリーを内径16mm、高さ11mmのポリプロピレン製容器(スクリューキャップ)に充填し、110℃に加熱したオーブンで2時間放置して乾燥して色目を、日本電色工業製 分光式色差計SE−2000を用い反射測定にて測定し、b値を比較した。 The slurry is filled in a polypropylene container (screw cap) having an inner diameter of 16 mm and a height of 11 mm, and left to dry in an oven heated to 110 ° C. for 2 hours. Measurement was performed by reflection measurement using SE-2000, and b values were compared.
<実施例1>
2.5LのSUS製バッチ式重合釜と温度計、攪拌機(パドル翼)、還流冷却管を有する装置にイオン交換水345質量部を入れ、沸点まで昇温し、還流させた。次に、80質量%アクリル酸水溶液(以下、「80%AA」とも称する)900質量部を180分間と、15質量%過硫酸ナトリウム水溶液(以下、「15%NaPS」とも称する)49質量部を185分間、35%過酸化水素水溶液(以下、「35%H2O2」とも称する)20質量部を180分間、45質量%次亜リン酸ナトリウム水溶液(以下、「45%SHP」とも称する)を17質量部、20分間とさらに続いて70質量部を160分間と2段階の供給速度で、それぞれ別々の供給経路を通じて滴下した。それぞれの成分の滴下は、45%SHP以外は一定の滴下速度で連続的に行なった。
その後、30分間還流条件下で加熱を維持した後、加熱を停止し、水185質量部を投入後、48質量%水酸化ナトリウム水溶液750質量部(AA中和率90%分)をその供給経路を通じて重合釜内に滴下して、重合体を中和した。以上のようにして、ポリアクリル酸ナトリウム水溶液(1)を得た。得られた水溶液(重合体水溶液(1)という)の固形分値は42.5%、有効成分値は40.7%であった。重合体水溶液(1)の重量平均分子量(Mw)は5200、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)は2.30であった。重合体水溶液(1)中の硫黄原子またはリン原子を含む無機の陰イオンの濃度(主として硫酸イオンと次亜リン酸イオンが検出された)の合計は、4300ppmであった。また、重合体水溶液(1)の有姿での色相(APHA)は15であった。
当該重合処方および分析結果を表1に示した。表1において、硫黄原子またはリン原子を含む無機の陰イオンの濃度をイオン濃度合計と記した。
重質炭酸カルシウムのスラリー粘度を上述の方法で評価したところ、粉砕終了1時間後のスラリー粘度は1250mPa・sで、1週間後のスラリー粘度は4180mPa・sであった。またスラリー乾燥物の色目はb値で2.68であった。
<Example 1>
345 parts by mass of ion-exchanged water was placed in an apparatus having a 2.5 L SUS batch polymerization kettle, a thermometer, a stirrer (paddle blade), and a reflux condenser, and heated to the boiling point and refluxed. Next, 900 parts by mass of an 80% by mass acrylic acid aqueous solution (hereinafter also referred to as “80% AA”) is 180 minutes, and 49 parts by mass of a 15% by mass sodium persulfate aqueous solution (hereinafter also referred to as “15% NaPS”). 185 minutes, 20 parts by mass of 35% aqueous hydrogen peroxide (hereinafter also referred to as “35% H 2 O 2 ”) for 180 minutes, 45% by mass of sodium hypophosphite aqueous solution (hereinafter also referred to as “45% SHP”) 17 parts by mass for 20 minutes, and then 70 parts by mass for 160 minutes at two stages of supply rates, respectively, were added dropwise through separate supply paths. The dropping of each component was continuously performed at a constant dropping rate except for 45% SHP.
Then, after maintaining heating under reflux conditions for 30 minutes, heating was stopped, 185 parts by mass of water was added, and 750 parts by mass of a 48% by mass aqueous sodium hydroxide solution (AA neutralization rate of 90%) was supplied through the supply route. The polymer was neutralized by dripping into the polymerization kettle. As described above, a sodium polyacrylate aqueous solution (1) was obtained. The obtained aqueous solution (referred to as polymer aqueous solution (1)) had a solid content value of 42.5% and an active ingredient value of 40.7%. The polymer aqueous solution (1) had a weight average molecular weight (Mw) of 5200 and a weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn) of 2.30. The total concentration of inorganic anions containing sulfur atoms or phosphorus atoms in the aqueous polymer solution (1) (mainly sulfate ions and hypophosphite ions were detected) was 4300 ppm. The solid hue (APHA) of the aqueous polymer solution (1) was 15.
The polymerization formulation and analysis results are shown in Table 1. In Table 1, the density | concentration of the inorganic anion containing a sulfur atom or a phosphorus atom was described as ion concentration total.
When the slurry viscosity of the heavy calcium carbonate was evaluated by the above-described method, the slurry viscosity after 1 hour of pulverization was 1250 mPa · s, and the slurry viscosity after 1 week was 4180 mPa · s. The color of the dried slurry was 2.68 in b value.
<比較例1>
実施例1と同様に重合条件を表1に記載の方法に変更する(35%過酸化水素水溶液の滴下を行わない)以外は、同様の方法でポリアクリル酸ナトリウム水溶液(2)を得た。得られた水溶液(重合体水溶液(2)という)の固形分値は42.9%、有効成分値は41.0%であった。重合体水溶液(2)の重量平均分子量(Mw)は5700、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)は2.18であった。また、重合体水溶液(2)の有姿での色相(APHA)は50であった。
実施例1と同様に、重質炭酸カルシウムのスラリー粘度を上述の方法で評価したところ、粉砕直後のスラリー粘度は1260mPa・sで、1週間後のスラリー粘度は4230mPa・sであった。またスラリー乾燥物の色目はb値で2.94であった。
<Comparative Example 1>
A sodium polyacrylate aqueous solution (2) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polymerization conditions were changed to those described in Table 1 (no 35% hydrogen peroxide aqueous solution was added dropwise). The obtained aqueous solution (referred to as polymer aqueous solution (2)) had a solid content value of 42.9% and an active ingredient value of 41.0%. The polymer aqueous solution (2) had a weight average molecular weight (Mw) of 5700 and a weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn) of 2.18. The solid hue (APHA) of the aqueous polymer solution (2) was 50.
As in Example 1, when the slurry viscosity of heavy calcium carbonate was evaluated by the above-described method, the slurry viscosity immediately after pulverization was 1260 mPa · s, and the slurry viscosity after one week was 4230 mPa · s. The color of the dried slurry was 2.94 in b value.
<実施例2>
2.5LのSUS製バッチ式重合釜と温度計、攪拌機(パドル翼)、還流冷却管を有する装置にイオン交換水345質量部を入れ、沸点まで昇温し、還流させた。次に、80質量%アクリル酸水溶液900質量部を180分間と、15質量%過硫酸ナトリウム水溶液49質量部を185分間、35%過酸化水素水溶液20質量部を180分間、45質量%次亜リン酸ナトリウム水溶液を16質量部、20分間とさらに続いて58質量部を160分間と2段階の供給速度で、それぞれ別々の供給経路を通じて滴下した。それぞれの成分の滴下は、45%SHP以外は一定の滴下速度で連続的に行なった。
その後、30分間還流条件下で加熱を維持した後、加熱を停止し、水185質量部を投入後、48質量%水酸化ナトリウム水溶液583質量部(AA中和率70%分)をその供給経路を通じて重合釜内に滴下し、続いて、モノエタノールアミン(以下、「MEA」とも称する)153質量部(AA中和率25%分)を別の供給経路を通じて重合釜に滴下して、重合体を中和した。以上のようにして、ポリアクリル酸ナトリウム・モノエタノールアミン塩水溶液(3)を得た。得られた重合体水溶液(3)の固形分値は47.8%、有効成分値は41.0%であった。重合体水溶液(3)の重量平均分子量(Mw)は6700、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)は2.56であった。重合体水溶液(3)中の硫黄原子またはリン原子を含む無機の陰イオンの濃度(主として硫酸イオンと次亜リン酸イオンが検出された)の合計は、4900ppmであった。また、重合体水溶液(3)の有姿でのAPHAは20であった。
重質炭酸カルシウムのスラリー粘度を上述の方法で評価したところ、粉砕終了1時間後のスラリー粘度は1560mPa・sで、1週間後のスラリー粘度は4280mPa・sであった。またスラリー乾燥物の色目はb値で3.05であった。
<Example 2>
345 parts by mass of ion-exchanged water was placed in an apparatus having a 2.5 L SUS batch polymerization kettle, a thermometer, a stirrer (paddle blade), and a reflux condenser, and heated to the boiling point and refluxed. Next, 900 parts by mass of an 80% by mass acrylic acid aqueous solution for 180 minutes, 49 parts by mass of a 15% by mass aqueous sodium persulfate solution for 185 minutes, 20 parts by mass of a 35% aqueous hydrogen peroxide solution for 180 minutes, 45% by mass hypophosphorous acid A sodium acid aqueous solution was dropped at 16 parts by mass for 20 minutes, followed by 58 parts by mass at 160 minutes and at two stages of supply rates through separate supply paths. The dropping of each component was continuously performed at a constant dropping rate except for 45% SHP.
Then, after maintaining heating under reflux conditions for 30 minutes, heating was stopped, 185 parts by mass of water was added, and 583 parts by mass of a 48% by mass aqueous sodium hydroxide solution (AA neutralization rate 70%) was supplied through the supply route. Then, 153 parts by mass of monoethanolamine (hereinafter also referred to as “MEA”) (AA neutralization rate of 25%) is dropped into the polymerization kettle through another supply path, and the polymer is dropped. Neutralized. As described above, an aqueous solution of sodium polyacrylate / monoethanolamine salt (3) was obtained. The obtained polymer aqueous solution (3) had a solid content value of 47.8% and an active ingredient value of 41.0%. The polymer aqueous solution (3) had a weight average molecular weight (Mw) of 6700 and a weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn) of 2.56. The total concentration of inorganic anions containing sulfur atoms or phosphorus atoms (mainly sulfate ions and hypophosphite ions were detected) in the aqueous polymer solution (3) was 4900 ppm. Further, APHA in the form of the polymer aqueous solution (3) was 20.
When the slurry viscosity of heavy calcium carbonate was evaluated by the above-mentioned method, the slurry viscosity 1 hour after the completion of pulverization was 1560 mPa · s, and the slurry viscosity after 1 week was 4280 mPa · s. The color of the dried slurry was 3.05 in b value.
<比較例2>
実施例2と同様に重合条件を表1に記載の方法に変更する(35%過酸化水素水溶液の滴下を行わない)以外は、同様の方法でポリアクリル酸ナトリウム・モノエタノールアミン塩水溶液(4)を得た。得られた重合体水溶液(4)の固形分値は48.2%、有効成分値は41.3%であった。重合体水溶液(4)の重量平均分子量(Mw)は7000、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)は2.43であった。また、重合体水溶液(4)の有姿での色相(APHA)は60であった。
実施例2と同様に、重質炭酸カルシウムのスラリー粘度を上述の方法で評価したところ、粉砕直後のスラリー粘度は1600mPa・sで、1週間後のスラリー粘度は4320mPa・sであった。またスラリー乾燥物の色目はb値で3.45であった。
<Comparative example 2>
In the same manner as in Example 2, except that the polymerization conditions are changed to those shown in Table 1 (no 35% aqueous hydrogen peroxide solution is added dropwise), an aqueous solution of sodium polyacrylate / monoethanolamine salt (4 ) The obtained polymer aqueous solution (4) had a solid content value of 48.2% and an active ingredient value of 41.3%. The polymer aqueous solution (4) had a weight average molecular weight (Mw) of 7000 and a weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn) of 2.43. The solid hue (APHA) of the aqueous polymer solution (4) was 60.
As in Example 2, when the slurry viscosity of heavy calcium carbonate was evaluated by the above-described method, the slurry viscosity immediately after pulverization was 1600 mPa · s, and the slurry viscosity after 1 week was 4320 mPa · s. The color of the dried slurry was 3.45 in b value.
<実施例3>
2.5LのSUS製バッチ式重合釜と温度計、攪拌機(パドル翼)、還流冷却管を有する装置にイオン交換水350質量部を入れ、沸点まで昇温し、還流させた。次に、80質量%アクリル酸水溶液900質量部を180分間と、15質量%過硫酸ナトリウム水溶液49質量部を185分間、45質量%次亜リン酸ナトリウム水溶液を17質量部、20分間とさらに続いて70質量部を160分間と2段階の供給速度で、それぞれ別々の供給経路を通じて滴下した。それぞれの成分の滴下は、45%SHP以外は一定の滴下速度で連続的に行なった。
次に、35%過酸化水素水溶液2.6質量部を20分間で滴下し、さらに10分間還流条件下で加熱を維持した。水229質量部を投入後、加熱を停止し、48質量%水酸化ナトリウム水溶液417質量部(AA中和率50%分)をその供給経路を通じて重合釜内に滴下し、続いて、モノエタノールアミン281質量部(AA中和率46%分)を別の供給経路を通じて重合釜に滴下して、重合体を中和した。以上のようにして、ポリアクリル酸ナトリウム・モノエタノールアミン塩水溶液(5)を得た。得られた重合体水溶液(5)の固形分値は51.6%、有効成分値は40.6%であった。重合体水溶液(5)の重量平均分子量(Mw)は5500、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)は2.20であった。重合体水溶液(5)中の硫黄原子またはリン原子を含む無機の陰イオンの濃度(主として硫酸イオンと次亜リン酸イオンが検出された)の合計は、4400ppmであった。また、重合体水溶液(5)の有姿でのAPHAは20であった。
重質炭酸カルシウムのスラリー粘度を上述の方法で評価したところ、粉砕終了1時間後のスラリー粘度は830mPa・sで、1週間後のスラリー粘度は2770mPa・sであった。またスラリー乾燥物の色目はb値で4.11であった。
<Example 3>
350 parts by mass of ion-exchanged water was placed in a 2.5 L SUS batch polymerization kettle, a thermometer, a stirrer (paddle blade), and a reflux condenser, and the mixture was heated to the boiling point and refluxed. Next, 900 parts by weight of an 80% by weight aqueous acrylic acid solution was continued for 180 minutes, 49 parts by weight of a 15% by weight aqueous sodium persulfate aqueous solution for 185 minutes, 17 parts by weight of a 45% by weight aqueous sodium hypophosphite aqueous solution and 20 minutes further 70 parts by mass were added dropwise through separate supply channels for 160 minutes and at two supply rates. The dropping of each component was continuously performed at a constant dropping rate except for 45% SHP.
Next, 2.6 parts by mass of a 35% aqueous hydrogen peroxide solution was added dropwise over 20 minutes, and heating was further maintained under reflux conditions for 10 minutes. After adding 229 parts by mass of water, the heating was stopped, and 417 parts by mass of a 48% by mass aqueous sodium hydroxide solution (AA neutralization rate of 50%) was dropped into the polymerization kettle through the supply route, followed by monoethanolamine. 281 parts by mass (AA neutralization rate: 46%) was added dropwise to the polymerization kettle through another supply path to neutralize the polymer. As described above, an aqueous solution of sodium polyacrylate / monoethanolamine salt (5) was obtained. The obtained polymer aqueous solution (5) had a solid content value of 51.6% and an active ingredient value of 40.6%. The polymer aqueous solution (5) had a weight average molecular weight (Mw) of 5,500 and a weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn) of 2.20. The total concentration of inorganic anions containing sulfur atoms or phosphorus atoms (mainly sulfate ions and hypophosphite ions were detected) in the aqueous polymer solution (5) was 4400 ppm. Further, APHA in the form of the polymer aqueous solution (5) was 20.
When the slurry viscosity of heavy calcium carbonate was evaluated by the above-mentioned method, the slurry viscosity 1 hour after the completion of pulverization was 830 mPa · s, and the slurry viscosity after 1 week was 2770 mPa · s. The color of the dried slurry was 4.11 in b value.
<比較例3>
実施例3と同様に重合条件を表1に記載の方法に変更する(35%過酸化水素水溶液の滴下を行わない)以外は、同様の方法でポリアクリル酸ナトリウム・モノエタノールアミン塩水溶液(6)を得た。得られた重合体水溶液(6)の固形分値は51.7%、有効成分値は40.4%であった。重合体水溶液(6)の重量平均分子量(Mw)は5600、重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn)は2.18であった。また、重合体水溶液(5)の有姿でのAPHAは70であった。
実施例3と同様に、重質炭酸カルシウムのスラリー粘度を上述の方法で評価したところ、粉砕直後のスラリー粘度は960mPa・sで、1週間後のスラリー粘度は3020mPa・sであった。またスラリー乾燥物の色目はb値で4.75であった。
<Comparative Example 3>
In the same manner as in Example 3, except that the polymerization conditions were changed to the method described in Table 1 (no 35% aqueous hydrogen peroxide solution was added dropwise), an aqueous solution of sodium polyacrylate / monoethanolamine salt (6 ) The obtained polymer aqueous solution (6) had a solid content value of 51.7% and an active ingredient value of 40.4%. The polymer aqueous solution (6) had a weight average molecular weight (Mw) of 5600 and a weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn) of 2.18. Further, APHA in the form of the polymer aqueous solution (5) was 70.
As in Example 3, when the slurry viscosity of heavy calcium carbonate was evaluated by the method described above, the slurry viscosity immediately after pulverization was 960 mPa · s, and the slurry viscosity after one week was 3020 mPa · s. The color of the dried slurry was 4.75 in b value.
表1に重合処方、重合体(組成物)の測定結果、表2に評価結果をまとめた。 Table 1 summarizes the polymerization formulation and measurement results of the polymer (composition), and Table 2 summarizes the evaluation results.
表2に示す結果から、本発明の重合体は従来の重合体と比較して、良好な分散力、と良好な色調を有し、更に炭酸カルシウム分散スラリーに使用した場合の炭酸カルシウム分散スラリーの色調を良好に(着色を低く)を抑えることができることが明らかとなった。
From the results shown in Table 2, the polymer of the present invention has a good dispersibility and a good color tone as compared with the conventional polymer, and further the calcium carbonate dispersion slurry when used in the calcium carbonate dispersion slurry. It was revealed that the color tone can be suppressed satisfactorily (low coloration).
Claims (3)
(ii)(メタ)アクリル酸系単量体の重合中および/または重合後に、使用する単量体1モルに対し、0.05〜1.5gの過酸化水素を反応液に添加する工程と、
を含む、(メタ)アクリル酸系重合体の製造方法。 (I) a step of polymerizing a (meth) acrylic acid monomer in the presence of hypophosphorous acid (salt);
(Ii) adding 0.05 to 1.5 g of hydrogen peroxide to the reaction liquid with respect to 1 mol of the monomer used during and / or after the polymerization of the (meth) acrylic acid monomer; ,
A process for producing a (meth) acrylic acid polymer.
(ii)(メタ)アクリル酸系単量体の重合中および/または重合後に、使用する単量体1モルに対し、0.05〜1.5gの過酸化水素を反応液に添加する工程と、
を含む方法により製造された(メタ)アクリル酸系重合体。 (I) a step of polymerizing a (meth) acrylic acid monomer in the presence of hypophosphorous acid (salt);
(Ii) adding 0.05 to 1.5 g of hydrogen peroxide to the reaction liquid with respect to 1 mol of the monomer used during and / or after the polymerization of the (meth) acrylic acid monomer; ,
A (meth) acrylic acid polymer produced by a method comprising:
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