JP2014189634A - Amphoteric polymer and method for producing the same - Google Patents

Amphoteric polymer and method for producing the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an amphoteric polymer as a highly effective scale inhibitor against calcium carbonate scale and iron hydroxide scale, and to provide a method for producing the same.SOLUTION: The amphoteric polymer comprises, as essential components, a structural unit (a) derived from a cationic group-containing monomer (A), a structural unit (b) derived from a polyalkylene glycol-based monomer (B), and a structural unit (c) derived from a carboxyl group-containing monomer (C). The amphoteric polymer contains, relative to a total 100 mass% of all monomers which constitute the amphoteric polymer, 1 to 98 mass% of the structural unit (a), 1 to 98 mass% of the structural unit (b), and 1 to 98 mass% of the structural unit (c).

Description

本発明は、両性重合体及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an amphoteric polymer and a method for producing the same.

冷却水系、ボイラー水系、海水淡水化装置、パルプ溶解釜、黒液濃縮釜などでは、水中に含まれる硬度成分等が炭酸イオン等と結合してスケールが生じる。スケールがその内壁に沈着していくと、熱効率の低下や局部腐食など、運転上種々の障害を生じることがある。そこで従来より、ポリアクリル酸ナトリウム等を用いたスケール防止剤が知られている(例えば特許文献1)。特許文献1には、上記スケール防止剤のスケール生成に対する抑制効果は、主として分散作用に起因するものと推測されることが開示されている。
一方、特許文献2には、1質量%以上75質量%以下の下記式(N1)、(N2)、(N3)、(N4)で表されるアミノ基含有単量体から選ばれる1種以上の単量体(N)由来の構造単位(n)、25質量%以上99質量%以下のカルボキシル基含有単量体(B)由来の構造単位(b)、を必須構成単位として有するアミノ基含有共重合体を含有する水処理剤が開示されている。
In a cooling water system, a boiler water system, a seawater desalination apparatus, a pulp dissolving kettle, a black liquor concentration kettle, etc., hardness components and the like contained in water combine with carbonate ions and the like to generate scale. When the scale is deposited on the inner wall, various operational obstacles such as a decrease in thermal efficiency and local corrosion may occur. Therefore, conventionally, a scale inhibitor using sodium polyacrylate or the like is known (for example, Patent Document 1). Patent Document 1 discloses that the inhibitory effect on scale generation of the scale inhibitor is presumed to be mainly caused by a dispersing action.
On the other hand, Patent Document 2 discloses at least one selected from amino group-containing monomers represented by the following formulas (N1), (N2), (N3), and (N4) of 1% by mass to 75% by mass. Containing an amino group having, as an essential constituent unit, a structural unit (n) derived from the monomer (N), and a structural unit (b) derived from 25% by mass to 99% by mass of the carboxyl group-containing monomer (B) A water treatment agent containing a copolymer is disclosed.

Figure 2014189634
Figure 2014189634

上記一般式(N1)中、Rは、水素原子又はCH基を表し、Rは、CH基、CHCH基又は単結合を表し、R、Rは、水素原子又は炭素数1〜20の有機基を表し、R、Rの少なくとも一つは、炭素数6〜20のアリール基、炭素数4〜20のアルキル基、炭素数1〜8のヒドロキシアルキル基を表し、上記一般式(N2)中、Rは、水素原子又はCH基を表し、Rは、CH基、CHCH基又は単結合を表し、R、Rは、水素原子又は炭素数1〜20の有機基を表し、R、Rの少なくとも一つは、炭素数6〜20のアリール基、炭素数4〜20のアルキル基、炭素数1〜8のヒドロキシアルキル基を表し、上記一般式(N3)中、Rは、水素原子又はCH基を表し、Rは、CH基、CHCH基又は単結合を表し、R、R、Rは、水素原子又は炭素数1〜20の有機基を表し、R、R、Rの少なくとも一つは、炭素数6〜20のアリール基、炭素数4〜20のアルキル基、炭素数1〜8のヒドロキシアルキル基を表し、上記一般式(N4)中、Rは、水素原子又はCH基を表し、Rは、CH基、CHCH基又は単結合を表し、R、R、Rは、水素原子又は炭素数1〜20の有機基を表し、R、R、Rの少なくとも一つは、炭素数6〜20のアリール基、炭素数4〜20のアルキル基、炭素数1〜8のヒドロキシアルキル基を表す。
特許文献1には、上記水処理剤は、優れたリン酸カルシウムのスケール防止能を示すことが開示されている。
In the general formula (N1), R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group, R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group or a single bond, and R 2 and R 3 represent a hydrogen atom or Represents an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 2 and R 3 represents an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, and a hydroxyalkyl group having 1 to 8 carbon atoms. In the general formula (N2), R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group, R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group or a single bond, and R 2 and R 3 represent hydrogen. Represents an atom or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, and at least one of R 2 and R 3 is an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, or a hydroxyalkyl having 1 to 8 carbon atoms. represents a group, in the general formula (N3), R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group, R 1 , CH 2 group, CH 2 CH 2 group or a single bond, R 2, R 3, R 4 represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, at least R 2, R 3, R 4 One represents an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, or a hydroxyalkyl group having 1 to 8 carbon atoms. In the general formula (N4), R 0 represents a hydrogen atom or CH 3 groups, R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group or a single bond, R 2 , R 3 and R 4 represent a hydrogen atom or an organic group having 1 to 20 carbon atoms, R 2 , R 3 and R 4 each represents an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 4 to 20 carbon atoms, or a hydroxyalkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
Patent Document 1 discloses that the water treatment agent exhibits excellent calcium phosphate scale prevention ability.

特開昭58−216796号公報JP-A-58-216796 特開2011−72851号公報JP 2011-72851 A

上述したように、従来、様々な重合体が報告されているものの、スケールの防止効果、とりわけ炭酸カルシウムと水酸化鉄についてのスケール防止効果を改良する余地があった。そこで、本発明は、水処理に用いられた場合に従来より一層、炭酸カルシウムと水酸化鉄の分散性が良好であることにより、炭酸カルシウムスケールと水酸化鉄スケールのスケール防止剤として好ましく使用することができる重合体を提供することを目的とする。 As described above, although various polymers have been reported in the past, there is room for improving the scale prevention effect, particularly the calcium carbonate and iron hydroxide scale prevention effects. Therefore, the present invention is preferably used as a scale inhibitor for calcium carbonate scale and iron hydroxide scale due to the better dispersibility of calcium carbonate and iron hydroxide when used in water treatment. It is an object to provide a polymer that can be used.

本発明者らは、上記目的を達成するために様々な重合体/共重合体について鋭意検討を行
なった結果、特定の両性重合体は、優れた炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能を有することから、炭酸カルシウム及び水酸化鉄のスケール防止剤として有用に使用できることを見出した。上記知見に基づいて、本発明を完成した。
As a result of intensive studies on various polymers / copolymers in order to achieve the above object, the present inventors have found that a specific amphoteric polymer has excellent dispersibility of calcium carbonate and dispersibility of iron hydroxide. Therefore, it has been found that it can be usefully used as a scale inhibitor for calcium carbonate and iron hydroxide. Based on the above findings, the present invention has been completed.

すなわち本発明は、下記一般式(1)で表されるカチオン性基含有単量体(A)に由来する構造単位(a)と、下記一般式(2)で表されるポリアルキレングリコール系単量体(B)に由来する構造単位(b)及びカルボキシル基含有単量体(C)に由来する構造単位(c)とを必須とする両性重合体であって、
カチオン性基含有単量体(A)に由来する構造単位(a)に含まれるアルキレングルコール単位の繰り返しを示す平均付加モル数nとポリアルキレングリコール系単量体(B)に由来する構造単位(b)に含まれるアルキレングルコール単位の繰り返しを示す平均付加モル数mが、m>nの関係であって、
両性重合体は、該両性重合体を形成する全単量体に由来する構造単位の総量100質量%に対して、構造単位(a)を1〜98質量%含み、構造単位(b)を1〜98質量%含み、構造単位(c)を1〜98質量%含むことを特徴とする両性重合体である。
That is, the present invention relates to a structural unit (a) derived from a cationic group-containing monomer (A) represented by the following general formula (1) and a polyalkylene glycol-based single unit represented by the following general formula (2). An amphoteric polymer essentially comprising a structural unit (b) derived from a monomer (B) and a structural unit (c) derived from a carboxyl group-containing monomer (C),
Structural unit derived from polyalkylene glycol monomer (B) and average added mole number n indicating repeat of alkylene glycol unit contained in structural unit (a) derived from cationic group-containing monomer (A) The average added mole number m indicating the repetition of the alkylene glycol unit contained in (b) is a relationship of m> n,
The amphoteric polymer contains 1 to 98% by mass of the structural unit (a) and 1% of the structural unit (b) with respect to 100% by mass of the total amount of structural units derived from all monomers forming the amphoteric polymer. It is an amphoteric polymer characterized in that it contains ˜98% by mass and contains 1 to 98% by mass of the structural unit (c).

Figure 2014189634
上記一般式(1)中、Rは、水素原子又はCH基を表す。Rは、CH基、CHCH基、CO基(カルボニル基)又は直接結合を表す。Rは、炭素数1〜5の有機基を表す。
は、窒素原子含有置換基を示し、その他の置換基としては、水素原子又は炭素数1〜60の3級アミン又は4級アンモニウム塩を示す。また、Rには、カウンターアニオンXを含む場合がある。Zは、同一若しくは異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表す。nは、オキシアルキレン基(−Z−O−)の平均付加モル数であって、1〜300の数を表す。
Figure 2014189634
In the general formula (1), R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group. R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group, a CO group (carbonyl group) or a direct bond. R 2 represents an organic group having 1 to 5 carbon atoms.
R 3 represents a nitrogen atom-containing substituent, and the other substituent is a hydrogen atom, a tertiary amine having 1 to 60 carbon atoms, or a quaternary ammonium salt. R 3 may contain a counter anion X . Z is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. n is the average addition mole number of an oxyalkylene group (—Z—O—) and represents a number of 1 to 300.

Figure 2014189634
上記一般式(2)中、Rは、水素原子又はCH基を表す。R1は、CH基、CHCH基、CO基(カルボニル基)又は直接結合を表す。Zは、同一若しくは異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表す。mは、オキシアルキレン基(−Z−O−)の平均付加モル数であって、1〜300の数を表す。Yは、水素原子又は炭素数8〜20の有機基を表す。
Figure 2014189634
In the general formula (2), R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group. R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group, a CO group (carbonyl group) or a direct bond. Z is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. m is an average addition mole number of an oxyalkylene group (—Z—O—) and represents a number of 1 to 300. Y represents a hydrogen atom or an organic group having 8 to 20 carbon atoms.

本発明はまた、下記一般式(1)で表されるカチオン性基含有単量体(A)に由来する構造単位(a)に含まれるアルキレングルコール単位の繰り返しを示す平均付加モル数nと下記一般式(2)で表されるポリアルキレングリコール系単量体(B)に由来する構造単位(b)に含まれるアルキレングルコール単位の繰り返しを示す平均付加モル数mが、m>nの関係であって、
下記一般式(1)で表されるカチオン性基含有単量体(A)と、下記一般式(2)で表されるポリアルキレングリコール系単量体(B)及びカルボキシル基含有単量体(C)とを重合させる工程を含む両性重合体の製造方法であって、
該製造方法は、使用する全単量体の総量100質量%に対して単量体(A)を1〜98質量%、単量体(B)を1〜98質量%、単量体(C)を1〜98質量%使用することを特徴とする両性重合体の製造方法でもある。
The present invention also provides an average addition mole number n indicating the repetition of alkylene glycol units contained in the structural unit (a) derived from the cationic group-containing monomer (A) represented by the following general formula (1): The average added mole number m showing the repetition of the alkylene glycol unit contained in the structural unit (b) derived from the polyalkylene glycol monomer (B) represented by the following general formula (2) is m> n Relationship,
A cationic group-containing monomer (A) represented by the following general formula (1), a polyalkylene glycol monomer (B) represented by the following general formula (2), and a carboxyl group-containing monomer ( A process for producing an amphoteric polymer comprising a step of polymerizing (C) with:
In the production method, the monomer (A) is 1 to 98% by mass, the monomer (B) is 1 to 98% by mass, the monomer (C ) Is used in an amount of 1 to 98% by mass.

Figure 2014189634
上記一般式(1)中、Rは、水素原子又はCH基を表す。Rは、CH基、CHCH基、CO基(カルボニル基)又は直接結合を表す。Rは、炭素数1〜5の有機基を表す。
は、窒素原子含有置換基を示し、その他の置換基としては、水素原子又は炭素数1〜60の3級アミン又は4級アンモニウム塩を示す。また、Rには、カウンターアニオンXを含む場合がある。Zは、同一若しくは異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表す。nは、オキシアルキレン基(−Z−O−)の平均付加モル数であって、1〜300の数を表す。
Figure 2014189634
In the general formula (1), R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group. R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group, a CO group (carbonyl group) or a direct bond. R 2 represents an organic group having 1 to 5 carbon atoms.
R 3 represents a nitrogen atom-containing substituent, and the other substituent is a hydrogen atom, a tertiary amine having 1 to 60 carbon atoms, or a quaternary ammonium salt. R 3 may contain a counter anion X . Z is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. n is the average addition mole number of an oxyalkylene group (—Z—O—) and represents a number of 1 to 300.

Figure 2014189634
上記一般式(2)中、Rは、水素原子又はCH基を表す。R1は、CH基、CHCH基、CO基(カルボニル基)又は直接結合を表す。Zは、同一若しくは異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表す。mは、オキシアルキレン基(−Z−O−)の平均付加モル数であって、1〜300の数を表す。Yは、水素原子又は炭素数8〜20の有機基を表す。
Figure 2014189634
In the general formula (2), R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group. R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group, a CO group (carbonyl group) or a direct bond. Z is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. m is an average addition mole number of an oxyalkylene group (—Z—O—) and represents a number of 1 to 300. Y represents a hydrogen atom or an organic group having 8 to 20 carbon atoms.

本発明のアミノ基含有共重合体は、優れた炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能を有する。従って、例えば炭酸カルシウム及び水酸化鉄のスケール防止剤として有用に使用することができる。 The amino group-containing copolymer of the present invention has excellent dispersibility of calcium carbonate and dispersibility of iron hydroxide. Therefore, it can be usefully used as a scale inhibitor for, for example, calcium carbonate and iron hydroxide.

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

〔本発明の両性重合体〕
本明細書において、両性重合体とは、1分子内にカチオン性基とアニオン性基との両方を有する重合体をいう。
[Amphoteric polymer of the present invention]
In this specification, the amphoteric polymer refers to a polymer having both a cationic group and an anionic group in one molecule.

<カチオン性基含有単量体(A)>
本発明の両性重合体は、下記一般式(1)で表されるカチオン性基含有単量体(A)に由来する構造単位(a)を必須とする重合体である。
<Cationic group-containing monomer (A)>
The amphoteric polymer of the present invention is a polymer essentially comprising the structural unit (a) derived from the cationic group-containing monomer (A) represented by the following general formula (1).

Figure 2014189634
上記一般式(1)中、Rは、水素原子又はCH基を表す。Rは、CH基、CHCH基、CO基(カルボニル基)又は直接結合を表す。Rは、炭素数1〜5の有機基を表す。
は、窒素原子含有置換基を示し、その他の置換基としては、水素原子又は炭素数1〜60の3級アミン又は4級アンモニウム塩を示す。また、Rには、カウンターアニオンXを含む場合がある。Zは、同一若しくは異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表す。nは、オキシアルキレン基(−Z−O−)の平均付加モル数であって、1〜300の数を表す。
Figure 2014189634
In the general formula (1), R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group. R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group, a CO group (carbonyl group) or a direct bond. R 2 represents an organic group having 1 to 5 carbon atoms.
R 3 represents a nitrogen atom-containing substituent, and the other substituent is a hydrogen atom, a tertiary amine having 1 to 60 carbon atoms, or a quaternary ammonium salt. R 3 may contain a counter anion X . Z is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. n is the average addition mole number of an oxyalkylene group (—Z—O—) and represents a number of 1 to 300.

上記一般式(1)において、Rが直接結合である場合とは、上記一般式(1)のHC=C(R)−R−O−がHC=C(R)−O−で表されることを意味する。すなわちHC=C(R)−R−は、Rが水素原子、RがCO基(カルボニル基)の場合はアクリル基、Rがメチル基、RがCO基(カルボニル基)の場合はアクリル基、RがCH基、RがCH基の場合はメタリル基、RがCH基、RがCHCH基の場合はイソプレニル基、RがCH基、Rが直接結合の場合はイソプロペニル基、Rが水素原子、RがCH基の場合はアリル基、Rが水素原子、RがCHCH基の場合はブテニル基、Rが水素原子、Rが直接結合の場合はビニル基である。 In the general formula (1), when R 1 is a direct bond, H 2 C═C (R 0 ) —R 1 —O— in the general formula (1) is H 2 C═C (R 0 ) -O-. That is, H 2 C═C (R 0 ) —R 1 — is an acryl group when R 0 is a hydrogen atom and R 1 is a CO group (carbonyl group), R 0 is a methyl group, and R 1 is a CO group (carbonyl group). Group) is an acrylic group, R 0 is a CH 3 group, R 1 is a CH 2 group, a methallyl group, R 0 is a CH 3 group, and R 1 is a CH 2 CH 2 group, an isoprenyl group, R 0 Is CH 3 group, when R 1 is a direct bond, isopropenyl group, R 0 is hydrogen atom, when R 1 is CH 2 group, allyl group, R 0 is hydrogen atom, R 1 is CH 2 CH 2 group In this case, it is a butenyl group, R 0 is a hydrogen atom, and when R 1 is a direct bond, it is a vinyl group.

上記カチオン性基含有単量体(A)における重合可能な炭素−炭素二重結合を有する基、すなわちHC=C(R)−R−としては、イソプレニル基、メタリル基、アリル基、ビニル基、メタクリル基、アクリル基が好ましい。重合性を高める観点からは、イソプレニル基、メタリル基、アリル基、メタクリル基がより好ましく、イソプレニル基、メタリル基が特に好ましい。 The group having a polymerizable carbon-carbon double bond in the cationic group-containing monomer (A), that is, H 2 C═C (R 0 ) —R 1 — includes an isoprenyl group, a methallyl group, and an allyl group. A vinyl group, a methacryl group, and an acrylic group are preferable. From the viewpoint of enhancing the polymerizability, an isoprenyl group, a methallyl group, an allyl group, and a methacryl group are more preferable, and an isoprenyl group and a methallyl group are particularly preferable.

上記一般式(1)におけるRは、炭素数1〜5の有機基を表し、水酸基、アミノ基、ケトン基、カルボキシル基、及び、ハロゲン化物を一つあるいは複数有しても良い。中でも水酸基を有した場合が、合成時の容易さという観点から好ましい。
また、上記一般式(1)におけるRは、炭素数1〜5の有機基の構造は、特に限定されないが、アルキル基、アリール基、アルケニル基である事が好ましい。
上記一般式(1)におけるRは、炭素数2〜3の有機基を有している事が好ましく、より好ましくは、炭素数3の有機基を有している場合である。
R 2 in the general formula (1) represents an organic group having 1 to 5 carbon atoms, and may have one or a plurality of hydroxyl groups, amino groups, ketone groups, carboxyl groups, and halides. Of these, the case having a hydroxyl group is preferred from the viewpoint of ease of synthesis.
In addition, R 2 in the general formula (1) is not particularly limited as to the structure of the organic group having 1 to 5 carbon atoms, but is preferably an alkyl group, an aryl group, or an alkenyl group.
R 2 in the general formula (1) preferably has an organic group having 2 to 3 carbon atoms, and more preferably has an organic group having 3 carbon atoms.

また、上記一般式(1)におけるRのより好ましい形態としては、炭素数3の有機基を有して、その有機基に水酸基を有する場合である。水酸基の位置は、特に限定はないが、炭素数3の有機基が水酸基を有する場合は、−CH−CH(OH)−CH−という様に、中央部に位置する方が、合成時の容易さという観点から好ましい。 Further, a more preferred form of R 2 in the general formula (1), having an organic group having 3 carbon atoms, a case where a hydroxyl group in its organic radical. The position of the hydroxyl group is not particularly limited. However, when the organic group having 3 carbon atoms has a hydroxyl group, the group located at the center, such as —CH 2 —CH (OH) —CH 2 —, is more suitable for synthesis. It is preferable from the viewpoint of ease.

上記一般式(1)におけるRは、窒素原子含有置換基を示す。該窒素原子に結合する化学種としては、水素原子又は炭素数1〜20の有機基を1〜3個有しても良い。即ち、全て水素原子であった場合はアミノ基となり、水素原子と炭素数1〜20の有機基の組み合わせの時は、2級アミンとなり、炭素数1〜20の有機基が同一または異なる置換基が窒素原子に二つ結合した場合は、3級アミンとなる。さらに、炭素数1〜20の有機基が同一または異なる置換基が窒素原子に三つ結合して、さらにカウンターアニオンXが存在する場合は、第4級アンモニウム塩を示す。 R 3 in the general formula (1) represents a nitrogen atom-containing substituent. The chemical species bonded to the nitrogen atom may have 1 to 3 hydrogen atoms or organic groups having 1 to 20 carbon atoms. That is, when all of them are hydrogen atoms, it becomes an amino group, and when a combination of a hydrogen atom and an organic group having 1 to 20 carbon atoms is a secondary amine, the organic group having 1 to 20 carbon atoms is the same or different substituent. When two bonds to a nitrogen atom, it becomes a tertiary amine. In addition, the organic group is the same or different substituents having 1 to 20 carbon atoms and three attached to the nitrogen atom, further counter anion X - if there is show a quaternary ammonium salt.

上記一般式(1)におけるRは、上述の通り窒素原子含有置換基を示し、窒素原子上の置換基としては、水素原子又は炭素数1〜20の有機基である。窒素原子上の置換基が炭素数1〜20の有機基であれば特に限定はないが、アルキル基、アリール基、アルケニル基であることが好ましい。当該アルキル基、アリール基、アルケニル基は、無置換の基であっても、水素原子の1又は2以上が他の有機基によって置換された基であっても良い。
この場合の他の有機基としては、アルキル基(窒素原子に結合する有機基がアルキル基である場合には、置換後の有機基は全体として無置換のアルキル基に該当する。)、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基、水酸基、アシル基、エーテル基、アミド基、エステル基、ケトン基、カルボキシル基、カルボキシル基の塩、スルホン酸基、スルホン酸基の塩等が挙げられる。
R 3 in the general formula (1) represents a nitrogen atom-containing substituent as described above, and the substituent on the nitrogen atom is a hydrogen atom or an organic group having 1 to 20 carbon atoms. The substituent on the nitrogen atom is not particularly limited as long as it is an organic group having 1 to 20 carbon atoms, but is preferably an alkyl group, an aryl group, or an alkenyl group. The alkyl group, aryl group, and alkenyl group may be an unsubstituted group or a group in which one or more of the hydrogen atoms are substituted with another organic group.
Other organic groups in this case include an alkyl group (when the organic group bonded to the nitrogen atom is an alkyl group, the organic group after substitution corresponds to an unsubstituted alkyl group as a whole), an aryl group Alkenyl group, alkoxy group, hydroxyl group, acyl group, ether group, amide group, ester group, ketone group, carboxyl group, carboxyl group salt, sulfonic acid group, sulfonic acid group salt and the like.

の窒素原子に結合する有機基の炭素数は、1〜8が好ましく、1〜5がより好ましく、1〜2が更に好ましい。炭素数が上記範囲にあれば、高い収率でカチオン性基含有単量体(A)を製造することができるため、単量体の重合性及び得られる重合体の純度が向上する。また、得られる重合体の炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能も向上する。
具体的には、メチル基、エチル基、イソプロピル基、n−プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、オクチル基、ラウリル基、ステアリル基、シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基等のアルキル基;ブチレン基、オクチレン基、ノニレン基等のアルケニル基;フェニル基、ベンジル基、フェネチル基、2,3−若しくは2,4−キシリル基、メシチル基、ナフチル基等のアリール基、又は、これらの水素原子の一部がアルコキシ基、カルボキシエステル基、アミノ基、アミド基、水酸基、カルボキシル基、カルボキシル基の塩、スルホン酸基、スルホン酸基の塩等で置換された基、例えばヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基等が挙げられる。中でも、得られる重合体の炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能を向上させる観点から、メチル基、エチル基が好ましい。
The carbon number of the organic groups bonded to the nitrogen atom of R 3 is 1-8, more preferably 1-5, 1-2 is more preferable. If the number of carbon atoms is in the above range, the cationic group-containing monomer (A) can be produced with a high yield, so that the polymerizability of the monomer and the purity of the resulting polymer are improved. Moreover, the dispersibility of the calcium carbonate and the dispersibility of iron hydroxide of the polymer obtained are also improved.
Specifically, alkyl groups such as methyl group, ethyl group, isopropyl group, n-propyl group, n-butyl group, isobutyl group, octyl group, lauryl group, stearyl group, cyclohexyl group, 2-ethylhexyl group; butylene group , An alkenyl group such as an octylene group and a nonylene group; an aryl group such as a phenyl group, a benzyl group, a phenethyl group, a 2,3- or 2,4-xylyl group, a mesityl group, a naphthyl group, or one of these hydrogen atoms A group in which a part is substituted with an alkoxy group, a carboxy ester group, an amino group, an amide group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a salt of a carboxyl group, a sulfonic acid group, a salt of a sulfonic acid group, such as a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, etc. Is mentioned. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable from the viewpoint of improving the dispersibility of calcium carbonate and the dispersibility of iron hydroxide in the obtained polymer.

上記一般式(1)におけるRに含まれる窒素原子に結合する有機基は、夫々結合して環状構造を形成していてもよい。この場合、環状構造が安定する点で、窒素原子、複数の有機基の結合で形成される環状構造は3〜7員環であること、すなわちRに含まれる有機基中の炭素数が2〜6であることが好ましい。 The organic groups bonded to the nitrogen atom contained in R 3 in the general formula (1) may be bonded to each other to form a cyclic structure. In this case, the cyclic structure formed by the combination of a nitrogen atom and a plurality of organic groups is a 3- to 7-membered ring, that is, the number of carbon atoms in the organic group contained in R 3 is 2 in that the cyclic structure is stabilized. It is preferably ~ 6.

上記一般式(1)におけるRを別の表記方法で表すと、3級アミンを示す:NR、または第4級アンモニウム塩を示す:NR(Xは、カウンターアニオンを示す。)となる。R〜Rは、同一若しくは異なって、水素原子又は炭素数1〜20の有機基を表す。
炭素数1〜20の有機基は全体として炭素数が1〜20であれば限定されないが、アルキル基、アリール基、アルケニル基であることが好ましい。当該アルキル基、アリール基、アルケニル基は、無置換の基であっても、水素原子の1又は2以上が他の有機基によって置換された基であっても良い。この場合の他の有機基としては、アルキル基(R〜Rで表される有機基がアルキル基である場合には、置換後の有機基は全体として無置換のアルキル基に該当する。)、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基、水酸基、アシル基、エーテル基、アミド基、エステル基、ケトン基、カルボキシル基、カルボキシル基の塩、スルホン酸基、スルホン酸基の塩等が挙げられる。
When R 3 in the general formula (1) is represented by another notation, it represents a tertiary amine: NR 4 R 5 or a quaternary ammonium salt: NR 6 R 7 R 8 X (X is Represents a counter anion.) R 4 to R 8 are the same or different and each represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 20 carbon atoms.
The organic group having 1 to 20 carbon atoms is not limited as long as it has 1 to 20 carbon atoms as a whole, but is preferably an alkyl group, an aryl group, or an alkenyl group. The alkyl group, aryl group, and alkenyl group may be an unsubstituted group or a group in which one or more of the hydrogen atoms are substituted with another organic group. In this case, as the other organic group, when the organic group represented by R 4 to R 8 is an alkyl group, the organic group after substitution corresponds to an unsubstituted alkyl group as a whole. ), Aryl group, alkenyl group, alkoxy group, hydroxyl group, acyl group, ether group, amide group, ester group, ketone group, carboxyl group, carboxyl group salt, sulfonic acid group, sulfonic acid group salt and the like.

〜Rの炭素数は、1〜8が好ましく、1〜5がより好ましく、1〜2が更に好ましい。炭素数が上記範囲にあれば、高い収率でカチオン性基含有単量体(A)を製造することができるため、単量体の重合性及び得られる重合体の純度が向上する。また、得られる重合体の炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能も向上する。
具体的には、メチル基、エチル基、イソプロピル基、n−プロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、オクチル基、ラウリル基、ステアリル基、シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基等のアルキル基;ブチレン基、オクチレン基、ノニレン基等のアルケニル基;フェニル基、ベンジル基、フェネチル基、2,3−若しくは2,4−キシリル基、メシチル基、ナフチル基等のアリール基、又は、これらの水素原子の一部がアルコキシ基、カルボキシエステル基、アミノ基、アミド基、水酸基、カルボキシル基、カルボキシル基の塩、スルホン酸基、スルホン酸基の塩等で置換された基、例えばヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基等が挙げられる。中でも、得られる重合体の炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能を向上させる観点から、メチル基、エチル基が好ましい。
R 4 the number of carbon atoms of to R 8 is 1-8, more preferably 1-5, 1-2 is more preferable. If the number of carbon atoms is in the above range, the cationic group-containing monomer (A) can be produced with a high yield, so that the polymerizability of the monomer and the purity of the resulting polymer are improved. Moreover, the dispersibility of the calcium carbonate and the dispersibility of iron hydroxide of the polymer obtained are also improved.
Specifically, alkyl groups such as methyl group, ethyl group, isopropyl group, n-propyl group, n-butyl group, isobutyl group, octyl group, lauryl group, stearyl group, cyclohexyl group, 2-ethylhexyl group; butylene group , An alkenyl group such as an octylene group and a nonylene group; an aryl group such as a phenyl group, a benzyl group, a phenethyl group, a 2,3- or 2,4-xylyl group, a mesityl group, a naphthyl group, or one of these hydrogen atoms A group in which a part is substituted with an alkoxy group, a carboxy ester group, an amino group, an amide group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a salt of a carboxyl group, a sulfonic acid group, a salt of a sulfonic acid group, such as a hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, etc. Is mentioned. Among these, a methyl group and an ethyl group are preferable from the viewpoint of improving the dispersibility of calcium carbonate and the dispersibility of iron hydroxide in the obtained polymer.

上記一般式(1)におけるR〜R又は、R〜Rは、夫々結合して環状構造を形成していてもよい。この場合、環状構造が安定する点で、窒素原子、R及びR(又は、R及びR)で形成される環状構造は3〜7員環であること、すなわちRとRとの合計(又は、RとRとの合計)の炭素数が2〜6であることが好ましい。 R 4 to R 5 or R 6 to R 8 in the general formula (1) may be bonded to each other to form a cyclic structure. In this case, the cyclic structure formed by the nitrogen atom, R 4 and R 5 (or R 6 and R 7 ) is a 3- to 7-membered ring, that is, R 4 and R 5 in that the cyclic structure is stabilized. The total number of carbon atoms (or the sum of R 6 and R 7 ) is preferably 2-6.

上記一般式(1)において、Zは、同一若しくは異なって、炭素数2〜20のアルキレン基であるが、カチオン性基含有単量体(A)の重合性を良好にする観点から、Zは炭素数2〜4のアルキレン基であることが好ましく、炭素数2〜3のアルキレン基であることがより好ましい。具体的にはエチレン基、プロピレン基、ブチレン基等の炭素数2〜4のアルキレン基であることが好ましく、エチレン基、プロピレン基等の炭素数2〜3のアルキレン基であることがより好ましい。上記アルキレン基としては、1種又は2種以上を用いることができるが、2種以上を用いる場合は、−Z−O−で表されるオキシアルキレン基は、ランダム付加、ブロック付加、交互付加等のいずれの付加形態であってもよい。
上記一般式(1)において、nはオキシアルキレン基(−Z−O−)の平均付加モル数であり、1〜300の数を表す。得られる重合体分子中でアニオン性基とカチオン性基とを互いに離れた位置に存在させることにより重合体の炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能を顕著に向上させるとの観点から、nは4以上が好ましく、9以上がより好ましく、18以上が更に好ましい。また、カチオン性基含有単量体(A)の重合性を良好にする観点から、nは190以下が好ましく、140以下がより好ましく、90以下が更に好ましい。
In the above general formula (1), Z is the same or different and is an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. From the viewpoint of improving the polymerizability of the cationic group-containing monomer (A), Z is An alkylene group having 2 to 4 carbon atoms is preferable, and an alkylene group having 2 to 3 carbon atoms is more preferable. Specifically, an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms such as an ethylene group, a propylene group, or a butylene group is preferable, and an alkylene group having 2 to 3 carbon atoms such as an ethylene group or a propylene group is more preferable. As said alkylene group, 1 type (s) or 2 or more types can be used, but when using 2 or more types, the oxyalkylene group represented by -Z-O- is a random addition, a block addition, an alternating addition, etc. Any of these additional forms may be used.
In the said General formula (1), n is the average addition mole number of an oxyalkylene group (-Z-O-), and represents the number of 1-300. From the viewpoint that the dispersibility of calcium carbonate and dispersibility of iron hydroxide of the polymer are remarkably improved by allowing the anionic group and the cationic group to exist at positions apart from each other in the obtained polymer molecule. n is preferably 4 or more, more preferably 9 or more, and still more preferably 18 or more. Further, from the viewpoint of improving the polymerizability of the cationic group-containing monomer (A), n is preferably 190 or less, more preferably 140 or less, and still more preferably 90 or less.

上記カチオン性基含有単量体(A)が四級化した窒素原子を有する場合、四級化した窒素原子近傍には、カウンターアニオンXが存在することになる。カウンターアニオンXの種類は特に限定されないが、ハロゲン原子のイオン、アルキル硫酸イオンが好ましい。ハロゲン原子のイオンとしては、具体的には、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等のイオンが挙げられる。中でも、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子のイオンが好ましく、塩素原子のイオンがより好ましい。アルキル硫酸イオンとしては、具体的には、メチル硫酸イオン、エチル硫酸イオン等が挙げられる。中でも、メチル硫酸イオンが好ましい。 If the cationic group-containing monomer (A) has a quaternized nitrogen atom, the nitrogen atom vicinity quaternized, counter anion X - so that there is. The type of the counter anion X is not particularly limited, but is preferably a halogen atom ion or an alkyl sulfate ion. Specific examples of the halogen atom ion include ions such as a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, and a fluorine atom. Of these, ions of chlorine atom, bromine atom and iodine atom are preferable, and ion of chlorine atom is more preferable. Specific examples of the alkyl sulfate ion include methyl sulfate ion and ethyl sulfate ion. Of these, methyl sulfate ion is preferable.

本発明の両性重合体は、上記カチオン性基含有単量体(A)に由来する構造単位(a)を有する。構造単位(a)は、カチオン性基含有単量体(A)の炭素−炭素二重結合が単結合になった構造であり、下記一般式(3)で表すことができる。 The amphoteric polymer of the present invention has a structural unit (a) derived from the cationic group-containing monomer (A). The structural unit (a) is a structure in which the carbon-carbon double bond of the cationic group-containing monomer (A) is a single bond, and can be represented by the following general formula (3).

Figure 2014189634
式中、Rは、水素原子又はCH基を表す。Rは、CH基、CHCH基、CO基(カルボニル基)又は直接結合を表す。Rは、炭素数1〜5の有機基を表す。
は、窒素原子含有置換基を示し、その他の置換基としては、水素原子又は炭素数1〜60の3級アミン又は4級アンモニウム塩を示す。また、Rには、カウンターアニオンXを含む場合がある。Zは、同一若しくは異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表す。nは、オキシアルキレン基(−Z−O−)の平均付加モル数であって、1〜300の数を表す。
Figure 2014189634
In the formula, R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group. R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group, a CO group (carbonyl group) or a direct bond. R 2 represents an organic group having 1 to 5 carbon atoms.
R 3 represents a nitrogen atom-containing substituent, and the other substituent is a hydrogen atom, a tertiary amine having 1 to 60 carbon atoms, or a quaternary ammonium salt. R 3 may contain a counter anion X . Z is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. n is the average addition mole number of an oxyalkylene group (—Z—O—) and represents a number of 1 to 300.

なお、本発明の両性重合体が「カチオン性基含有単量体(A)に由来する構造単位(a)」を含むとは、最終的に得られた重合体が上記一般式(3)で表される構造単位を含むことを意味する。すなわち、本発明における「カチオン性基含有単量体(A)に由来する構造単位(a)」には、上記カチオン性基含有単量体(A)を合成した後、それ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、まず両性重合体の主鎖部分を共重合によって形成し、その後特定の構造を有する側鎖を導入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。 The amphoteric polymer of the present invention contains “structural unit (a) derived from cationic group-containing monomer (A)” means that the finally obtained polymer is represented by the general formula (3). It is meant to include the structural unit represented. That is, in the “structural unit (a) derived from the cationic group-containing monomer (A)” in the present invention, after synthesizing the cationic group-containing monomer (A), the other unit amount is added. In addition to those introduced into the polymer by copolymerization with the body component, for example, the main chain portion of the amphoteric polymer is first formed by copolymerization, and then the side chain having a specific structure is introduced. In some cases, the forming process extends before and after the polymerization reaction.

本発明の両性重合体における上記構造単位(a)の含有量は、両性重合体を形成する全単量体に由来する構造単位の総量(構造単位(a)、後述する構造単位(b)及び後述する構造単位(c)の総量)100質量%に対し、1質量%以上、98質量%以下である。構造単位(a)の含有量が上記範囲内であれば、重合体の炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能の顕著な向上効果が得られる。構造単位(a)の含有量として、好ましくは1質量%以上、88質量%以下であり、より好ましくは2質量%以上、77質量%以下であり、更に好ましくは2質量%以上、64質量%以下である。
なお、上記構造単位(a)の、全単量体に由来する構造単位の総量に対する質量割合(質量%)や、上記単量体(A)の、全単量体の総量に対する質量割合を算出する際には、カウンターアニオンの質量は考慮しないで(含めないで)計算するものとする。
また、本発明の両性重合体が有する構造単位(a)は、1種のみであってもよく、2種以上であってもよい。
The content of the structural unit (a) in the amphoteric polymer of the present invention is the total amount of structural units derived from all monomers forming the amphoteric polymer (structural unit (a), structural unit (b) described later, and 1 mass% or more and 98 mass% or less with respect to 100 mass% (total amount of the structural unit (c) mentioned later). When the content of the structural unit (a) is within the above range, the effect of significantly improving the dispersibility of the calcium carbonate and the dispersibility of iron hydroxide in the polymer can be obtained. The content of the structural unit (a) is preferably 1% by mass or more and 88% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 77% by mass or less, and further preferably 2% by mass or more and 64% by mass. It is as follows.
In addition, the mass ratio (mass%) with respect to the total amount of the structural unit derived from all the monomers of the said structural unit (a), and the mass ratio with respect to the total amount of all the monomers of the said monomer (A) are calculated. In this case, the mass of the counter anion is not taken into consideration (not included).
Moreover, the structural unit (a) possessed by the amphoteric polymer of the present invention may be only one type or two or more types.

本発明の両性重合体における上記構造単位(a)は、炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能の向上効果が特に高いことから、上記一般式(3)で表される構造単位を必須とすることが好ましい。上記一般式(3)で表される構造単位の含有量としては、両性重合体を形成する全単量体に由来する構造単位の総量100質量%に対し、1質量%以上、98質量%以下であることが好ましい。 Since the structural unit (a) in the amphoteric polymer of the present invention has a particularly high effect of improving the dispersibility of calcium carbonate and the dispersibility of iron hydroxide, the structural unit represented by the general formula (3) is essential. It is preferable that The content of the structural unit represented by the general formula (3) is 1% by mass or more and 98% by mass or less with respect to 100% by mass of the total amount of structural units derived from all monomers forming the amphoteric polymer. It is preferable that

<カチオン性基含有単量体(A)の製造方法>
上記カチオン性基含有単量体(A)は、適用可能な公知の製造方法により製造することもできるが、上記カチオン性基含有単量体(A)が上記一般式(1)で表される構造を有する場合には、下記(i)〜(iii)の方法で製造することが好ましい。当該方法によれば、高い収率でカチオン性基含有単量体(A)を製造することができる。
製造方法(i)は、アミン化合物にアルキレングリコールを付加した構造を有するポリアルキレングリコールと(メタ)アクリル酸をエステル化する工程を含む方法である。
製造方法(ii)は、アミン化合物にアルキレングリコールを付加した構造を有するポリアルキレングリコールと炭素―炭素二重結合を有するグリシジルエーテルのグリシジル基に付加する工程を含む方法である。
製造方法(iii)は、下記一般式(4)のポリアルキレングリコール鎖含有単量体とエピハロヒドリンとアルカリ化合物とを反応させる工程と、その工程で得られた反応物と三級アミン塩を反応させる工程とを含む方法である。
<Method for Producing Cationic Group-Containing Monomer (A)>
The cationic group-containing monomer (A) can also be produced by an applicable known production method, but the cationic group-containing monomer (A) is represented by the general formula (1). When it has a structure, it is preferably produced by the following methods (i) to (iii). According to this method, the cationic group-containing monomer (A) can be produced with high yield.
The production method (i) is a method including a step of esterifying a polyalkylene glycol having a structure in which an alkylene glycol is added to an amine compound and (meth) acrylic acid.
The production method (ii) is a method including a step of adding a polyalkylene glycol having a structure in which an alkylene glycol is added to an amine compound and a glycidyl group of a glycidyl ether having a carbon-carbon double bond.
In the production method (iii), a polyalkylene glycol chain-containing monomer represented by the following general formula (4), an epihalohydrin, and an alkali compound are reacted, and a reaction product obtained in that process is reacted with a tertiary amine salt. The method includes a process.

Figure 2014189634
式中、Rは、水素原子又はCH基を表す。Rは、CH基、CHCH基、CO基(カルボニル基)又は直接結合を表す。Zは、同一若しくは異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表す。nはオキシアルキレン基(−Z−O−)の平均付加モル数であり、1〜300の数を表す。
なお、R、R及びZの好ましい形態は、上記一般式(1)におけるR、R及びZの好ましい形態と同様である。
Figure 2014189634
In the formula, R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group. R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group, a CO group (carbonyl group) or a direct bond. Z is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. n is an average addition mole number of an oxyalkylene group (—Z—O—), and represents a number of 1 to 300.
A preferable embodiment of R 0, R 1 and Z are the same as the preferred form of R 0, R 1 and Z in the general formula (1).

<ポリアルキレングリコール単量体(B)>
本発明のポリアルキレングリコール系単量体は、下記一般式(2)で表されるポリアルキ
レングリコール系単量体(B)由来の構造単位(b)を特定の割合で有することを必須と
している。
<Polyalkylene glycol monomer (B)>
The polyalkylene glycol monomer of the present invention is required to have a specific proportion of the structural unit (b) derived from the polyalkylene glycol monomer (B) represented by the following general formula (2). .

Figure 2014189634
Figure 2014189634

上記一般式(2)中、Rは、水素原子又はCH基を表す。Rは、CH基、CHCH基、CO基(カルボニル基)又は直接結合を表す。Zは、水素原子又は炭素数8〜20の有機基を表す。Zは、同一若しくは異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表す。mは、オキシアルキレン基(−Z−O−)の平均付加モル数であって、1〜300の数を表す。
得られる重合体分子中でアニオン性基とカチオン性基とを互いに離れた位置に存在させることにより重合体の炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能を顕著に向上させるとの観点から、mは5以上が好ましく、10以上がより好ましく、20以上が更に好ましい。また、ポリアルキレングリコール単量体(B)の重合性を良好にする観点から、mは200以下が好ましく、150以下がより好ましく、100以下が更に好ましい。
In the general formula (2), R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group. R represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group, a CO group (carbonyl group) or a direct bond. Z represents a hydrogen atom or an organic group having 8 to 20 carbon atoms. Z is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. m is an average addition mole number of an oxyalkylene group (—Z—O—) and represents a number of 1 to 300.
From the viewpoint that the dispersibility of calcium carbonate and dispersibility of iron hydroxide of the polymer are remarkably improved by allowing the anionic group and the cationic group to exist at positions apart from each other in the obtained polymer molecule. m is preferably 5 or more, more preferably 10 or more, and still more preferably 20 or more. Further, from the viewpoint of improving the polymerizability of the polyalkylene glycol monomer (B), m is preferably 200 or less, more preferably 150 or less, and even more preferably 100 or less.

一般式(2)において、得られる共重合体の炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能の向上効果が高いことから、R1は、CH基、CHCH基、CO基(カルボニル基)又は直接結合であることが好ましい。なお、本明細書において、R1が直接結合を表す場合とは、例えばC−R−Oと表される場合にC−Cとなることを意味する。 In the general formula (2), R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group, a CO group (CO group) because the resulting copolymer has a high effect of improving the dispersibility of calcium carbonate and iron hydroxide. A carbonyl group) or a direct bond. In the present specification, the case where R 1 represents a direct bond means, for example, that it is C—C when represented by C—R—O.

一般式(2)において、Zは、上述の通り、水素原子又は炭素数8〜20の有機基であるが、水素原子である事が最も好ましい。
一方、疎水性を向上させる必要がある場合、炭素原子や窒素原子などその他の元素が含まれた有機基であっても良い。その場合のZは、好ましくは炭素数8〜17の有機基であることが好ましく、炭素数8〜14の有機基であることがより好ましい。Yは、アミノ基、アミド基、水酸基、アルコキシド基、スルホン酸基、カルボニル基、カルボキシル基等の官能基を含んでいても良い。Yは、エーテル結合やスルフィド結合、エステル結合、アミド結合を含んでいても良い。有機基としては、得られる共重合体の析出抑制能の向上効果が高いことから、アルキル基、アリール基、アルケニル基であることが好ましい。
In the general formula (2), Z is a hydrogen atom or an organic group having 8 to 20 carbon atoms as described above, and is most preferably a hydrogen atom.
On the other hand, when the hydrophobicity needs to be improved, an organic group containing other elements such as carbon atoms and nitrogen atoms may be used. In that case, Z is preferably an organic group having 8 to 17 carbon atoms, and more preferably an organic group having 8 to 14 carbon atoms. Y may contain a functional group such as an amino group, an amide group, a hydroxyl group, an alkoxide group, a sulfonic acid group, a carbonyl group, or a carboxyl group. Y may contain an ether bond, a sulfide bond, an ester bond, or an amide bond. The organic group is preferably an alkyl group, an aryl group, or an alkenyl group, since the effect of improving the ability to suppress precipitation of the resulting copolymer is high.

疎水性を向上させる必要がある場合の好ましいYとして、具体的にはオクチル基、ラウリル基、ステアリル基、シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基のアルキル基;オクチレン基、ノニレン基等のアルケニル基;ナフチル基、ノニルフェニール基等のアリール基が挙げられる。 Preferable Y when it is necessary to improve hydrophobicity, specifically, an octyl group, a lauryl group, a stearyl group, a cyclohexyl group, an alkyl group of 2-ethylhexyl group; an alkenyl group such as an octylene group or a nonylene group; a naphthyl group And aryl groups such as nonylphenyl group.

上記の通り、上記一般式(2)において、Zは炭素数2〜30のアルキレン構造を表す。アルキレンとしては、エチレン、プロピレン、ブチレンが挙げられる。フェニレン、ナフチレン基を含んでいても良い。
重合体の製造が容易である観点から、上記一般式(2)におけるアルキレン構造のうち、50mol%以上はエチレン構造であることが好ましい。より好ましくはアルキレン構造のうち、80mol%以上はエチレン構造であり、最も好ましくは100mol%がエチレン構造である。アルキレン構造のうち、100mol%がエチレン構造であるとは、具体的には、例えば単量体(B)が上記一般式(2)で表される単量体である場合、単量体(B)が下記一般式(6)で表される構造を有することになる。
As described above, in the general formula (2), Z represents an alkylene structure having 2 to 30 carbon atoms. Examples of alkylene include ethylene, propylene, and butylene. It may contain a phenylene group or a naphthylene group.
From the viewpoint of easy production of the polymer, 50 mol% or more of the alkylene structure in the general formula (2) is preferably an ethylene structure. More preferably, in the alkylene structure, 80 mol% or more is an ethylene structure, and most preferably 100 mol% is an ethylene structure. Specifically, 100 mol% of the alkylene structure is an ethylene structure. Specifically, for example, when the monomer (B) is a monomer represented by the general formula (2), the monomer (B ) Has a structure represented by the following general formula (6).

Figure 2014189634
Figure 2014189634

上記一般式(6)中、Rは、水素原子又はCH3基を表し、Rは、CH基、CHCH基、CO基(カルボニル基)又は直接結合を表し、mは、オキシエチレン基の平均付加モル数であって、1〜300の数を表す。Yは水素原子又は炭素数8〜20の有機基を表す。 In the general formula (6), R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group, R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group, a CO group (carbonyl group) or a direct bond, and m represents an oxy The average number of moles of ethylene group added, which represents a number from 1 to 300. Y represents a hydrogen atom or an organic group having 8 to 20 carbon atoms.

本発明の本発明の両性重合体が、アルカリ条件下においても安定して炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能を発現することから、単量体(B)は、エステル基、アミド基を含有しないことが好ましい。 Since the amphoteric polymer of the present invention exhibits stable dispersibility of calcium carbonate and dispersibility of iron hydroxide even under alkaline conditions, the monomer (B) is an ester group or an amide group. It is preferable not to contain.

上記構成単位(b)は、単量体(B)、すなわち上記式(2)において、不飽和二重結合(CH=CH−)が単結合(−CH−CH−)になった形態となる。
すなわち、単量体(B)由来の構造単位(b)とは下記一般式で表される構造を示す。
The structural unit (b) is a monomer (B), that is, in the formula (2), the unsaturated double bond (CH 2 ═CH—) is a single bond (—CH 2 —CH—). It becomes.
That is, the structural unit (b) derived from the monomer (B) indicates a structure represented by the following general formula.

Figure 2014189634
Figure 2014189634

上記一般式(7)中、Rは、水素原子又はCH基を表す。Rは、CH基、CHCH基又は直接結合を表す。Yは、水素原子又は炭素数8〜20の有機基を表す。Zは、同一若しくは異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表す。mは、オキシアルキレン基(−Z−O−)の平均付加モル数であって、1〜300の数を表す。 In the general formula (7), R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group. R represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group or a direct bond. Y represents a hydrogen atom or an organic group having 8 to 20 carbon atoms. Z is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. m is an average addition mole number of an oxyalkylene group (—Z—O—) and represents a number of 1 to 300.

構成単位(b)を本発明の両性重合体中に導入することによって、両性重合体は、炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能を向上させることができる。
また、単量体(B)は、水などの親水性溶媒中においても、上述の単量体(A)、後述する単量体(C)と比較的共重合が容易であることから、得られる両性重合体の炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能を有意に向上することができる。
By introducing the structural unit (b) into the amphoteric polymer of the present invention, the amphoteric polymer can improve the dispersibility of calcium carbonate and the dispersibility of iron hydroxide.
Further, the monomer (B) can be obtained because it is relatively easy to copolymerize with the monomer (A) and the monomer (C) described later even in a hydrophilic solvent such as water. The dispersibility of calcium carbonate and dispersibility of iron hydroxide of the amphoteric polymer can be significantly improved.

本発明の両性重合体は、上記一般式(2)で表されるポリアルキレングリコール系単量体(B)由来の構造単位(b)を全単量体由来の構造100質量%に対して、1質量%以上90質量%未満の割合で有することを必須としている。本発明において、単量体とは、不飽和二重結合(炭素炭素二重結合をいう)を有する化合物を言う。構造単位(b)が上記範囲内であれば、優れた共重合体の炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能の向上効果が得られる。全単量体由来の構造100質量%に対する構造単位(b)の割合は、好ましくは1質量%以上98質量%未満であり、さらに好ましくは2質量%以上89質量%未満であり、より好ましくは3質量%以上78質量%未満であり、最も好ましくは6質量%以上68質量%未満である。本発明の両性重合体が、上記範囲で単量体(B)由来の構造単位(b)を有することにより、両性重合体が良好な水溶性を示し、また残存ポリアルキレングリコール系単量体が低減する傾向にある。残存ポリアルキレングリコール系単量体の低減に起因して、本発明の両性重合体を水溶液で保存した際の均一性が向上する。 In the amphoteric polymer of the present invention, the structural unit (b) derived from the polyalkylene glycol monomer (B) represented by the general formula (2) is based on 100% by mass of the structure derived from all monomers. It is essential to have a ratio of 1% by mass or more and less than 90% by mass. In the present invention, a monomer refers to a compound having an unsaturated double bond (referring to a carbon-carbon double bond). When the structural unit (b) is within the above range, excellent effects of improving the dispersibility of calcium carbonate and iron hydroxide of the copolymer can be obtained. The proportion of the structural unit (b) with respect to 100% by mass of the structure derived from all monomers is preferably 1% by mass or more and less than 98% by mass, more preferably 2% by mass or more and less than 89% by mass, more preferably It is 3 mass% or more and less than 78 mass%, Most preferably, it is 6 mass% or more and less than 68 mass%. When the amphoteric polymer of the present invention has the structural unit (b) derived from the monomer (B) within the above range, the amphoteric polymer exhibits good water solubility, and the residual polyalkylene glycol monomer is It tends to decrease. Due to the reduction of the residual polyalkylene glycol monomer, the uniformity when the amphoteric polymer of the present invention is stored in an aqueous solution is improved.

<カルボキシル基含有単量体(C)>
本発明の両性重合体は、カルボキシル基含有単量体(C)に由来する構造単位(c)を必須とする重合体である。
上記カルボキシル基含有単量体(C)は、1)不飽和二重結合と、2)カルボキシル基及び/又はその塩を必須として含有する単量体である。具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、α−ヒドロキシアクリル酸、α−ヒドロキシメチルアクリル酸及びその誘導体等の、不飽和モノカルボン酸及びこれらの塩等の不飽和モノカルボン酸系単量体;イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、2−メチレングルタル酸等の不飽和ジカルボン酸及びこれらの塩等の不飽和ジカルボン酸系単量体が挙げられる。
不飽和ジカルボン酸系単量体としては、分子内に1つの不飽和基と2つのカルボキシル基とを有する単量体であればよいが、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸等や、それらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩及び有機アンモニウム塩(有機アミン塩)等、又は、それらの無水物が好適である。
<Carboxyl group-containing monomer (C)>
The amphoteric polymer of the present invention is a polymer essentially comprising the structural unit (c) derived from the carboxyl group-containing monomer (C).
The carboxyl group-containing monomer (C) is a monomer that essentially contains 1) an unsaturated double bond and 2) a carboxyl group and / or a salt thereof. Specifically, unsaturated monocarboxylic acids such as unsaturated monocarboxylic acids and salts thereof such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, α-hydroxyacrylic acid, α-hydroxymethylacrylic acid and derivatives thereof. Examples thereof: unsaturated dicarboxylic acids such as itaconic acid, fumaric acid, maleic acid, citraconic acid and 2-methyleneglutaric acid, and unsaturated dicarboxylic acid monomers such as salts thereof.
The unsaturated dicarboxylic acid-based monomer may be any monomer having one unsaturated group and two carboxyl groups in the molecule, but maleic acid, itaconic acid, citraconic acid, fumaric acid, etc. These monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts, organic ammonium salts (organic amine salts) and the like, or anhydrides thereof are suitable.

上記カルボキシル基含有単量体(C)としては、上記のものの中でも、アクリル酸、アクリル酸塩、マレイン酸及びマレイン酸塩が、得られる両性重合体の炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能の向上効果が高いことから好ましく、アクリル酸、アクリル酸塩を必須とすることがより好ましい。 As the carboxyl group-containing monomer (C), among the above-mentioned monomers, acrylic acid, acrylate, maleic acid and maleate are the amphoteric polymers obtained. It is preferable because the effect of improving performance is high, and it is more preferable to make acrylic acid and acrylate essential.

上記不飽和モノカルボン酸の塩及び上記不飽和ジカルボン酸の塩としては、金属塩、アンモニウム塩又は有機アミン塩が好適である。
金属塩としては、ナトリウム塩、リチウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属の一価の金属の塩;マグネシウム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属の塩;アルミニウム、鉄等の塩等が挙げられる。
また、上記有機アミン塩としては、モノエタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩等のアルカノールアミン塩;モノエチルアミン塩、ジエチルアミン塩、トリエチルアミン塩等のアルキルアミン塩;エチレンジアミン塩、トリエチレンジアミン塩等のポリアミン等の有機アミンの塩が挙げられる。
これらのうち、得られる共重合体の炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能の向上効果が高いことから、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩が好ましく、ナトリウム塩がより好ましい。
As the salt of the unsaturated monocarboxylic acid and the salt of the unsaturated dicarboxylic acid, metal salts, ammonium salts or organic amine salts are suitable.
Examples of the metal salt include monovalent metal salts of alkali metals such as sodium salt, lithium salt and potassium salt; alkaline earth metal salts such as magnesium salt and calcium salt; salts such as aluminum and iron.
Examples of the organic amine salt include alkanolamine salts such as monoethanolamine salts, diethanolamine salts, and triethanolamine salts; alkylamine salts such as monoethylamine salts, diethylamine salts, and triethylamine salts; ethylenediamine salts, triethylenediamine salts, and the like. Examples include salts of organic amines such as polyamines.
Of these, ammonium salts, sodium salts, and potassium salts are preferable, and sodium salts are more preferable because the resulting copolymer has a high effect of improving the dispersibility of calcium carbonate and iron hydroxide.

上記カルボキシル基含有単量体(C)は、上述したもの以外に、不飽和ジカルボン酸と炭素数1〜22のアルコールとのハーフエステル、不飽和ジカルボン酸と炭素数1〜22のアミンとのハーフアミド、不飽和ジカルボン酸と炭素数2〜4のグリコールとのハーフエステル、マレアミド酸と炭素数2〜4のグリコールとのハーフアミド等であってもよい。 In addition to those described above, the carboxyl group-containing monomer (C) is a half ester of an unsaturated dicarboxylic acid and an alcohol having 1 to 22 carbon atoms, and a half of an unsaturated dicarboxylic acid and an amine having 1 to 22 carbon atoms. It may be an amide, a half ester of an unsaturated dicarboxylic acid and a C2-4 glycol, a half amide of maleamic acid and a C2-4 glycol, or the like.

上記カルボキシル基含有単量体(C)に由来する構造単位(c)は、単量体(C)の不飽和二重結合が単結合になった形態である。本発明の両性重合体が「カルボキシル基含有単量体(C)に由来する構造単位(c)」を含むとは、最終的に得られた重合体が、単量体(C)の不飽和二重結合を単結合に置き換えた構造単位を含むことを意味する。
本発明の両性重合体は、構造単位(c)を1種のみ有していてもよいが、2種以上の構造単位(c)を有してもよい。
上記両性重合体は、構造単位(c)を全単量体に由来する構造単位の総量(構造単位(a)、(b)及び後述する構造単位(c)の総量)100質量%に対して、1質量%以上、98質量%以下の割合で有することを必須としている。構造単位(c)の含有量が上記範囲内であれば、重合体の炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能の顕著な向上効果が得られる。全単量体由来の構造単位の総量100質量%に対する構造単位(b)の割合は、好ましくは1質量%以上、98質量%以下であり、より好ましくは10質量%以上、97質量%以下であり、更に好ましくは20質量%以上、95質量%以下であり、最も好ましくは30質量%以上、92質量%以下である。
本発明の両性重合体をスケール防止剤として使用する場合、構造単位(c)を上述した特定の割合で含有することにより、重合体の水溶性が良好になり、構造単位(a)及び構造単位(b)と相互作用した炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能を発揮することが可能となる。
The structural unit (c) derived from the carboxyl group-containing monomer (C) is a form in which the unsaturated double bond of the monomer (C) is a single bond. The amphoteric polymer of the present invention contains “structural unit (c) derived from carboxyl group-containing monomer (C)” means that the finally obtained polymer is unsaturated of monomer (C). It is meant to include structural units in which double bonds are replaced with single bonds.
The amphoteric polymer of the present invention may have only one type of structural unit (c), but may have two or more types of structural units (c).
In the amphoteric polymer, the structural unit (c) is 100% by mass of the total amount of structural units derived from all monomers (the total amount of the structural units (a) and (b) and the structural unit (c) described later). It is essential to have a ratio of 1% by mass or more and 98% by mass or less. If content of a structural unit (c) is in the said range, the remarkable improvement effect of the dispersibility of the calcium carbonate of a polymer and the dispersibility of iron hydroxide will be acquired. The ratio of the structural unit (b) to the total amount of structural units derived from all monomers of 100% by mass is preferably 1% by mass or more and 98% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 97% by mass or less. Yes, more preferably 20% by mass or more and 95% by mass or less, and most preferably 30% by mass or more and 92% by mass or less.
When the amphoteric polymer of the present invention is used as a scale inhibitor, the water solubility of the polymer is improved by containing the structural unit (c) at the specific ratio described above, and the structural unit (a) and the structural unit. It is possible to exhibit the dispersibility of calcium carbonate and iron hydroxide that interact with (b).

なお、本発明において、カルボキシル基含有単量体(C)由来の構造単位(c)の全単量体由来の構造単位の総量に対する質量割合(質量%)を計算する場合は、対応する酸換算で計算するものとする。例えば、アクリル酸ナトリウムに由来する構造単位−CH−CH(COONa)−の質量割合は、対応する酸であるアクリル酸に由来する構造単位−CH−CH(COOH)−の質量割合(質量%)として計算する。同様に、カルボキシル基含有単量体(C)の、全単量体の総量に対する質量割合(質量%)を計算する場合も、対応する酸換算で計算するものとする。例えば、アクリル酸ナトリウムの質量割合は、対応する酸であるアクリル酸の質量割合(質量%)として計算する。 In addition, in this invention, when calculating the mass ratio (mass%) with respect to the total amount of the structural unit derived from all the monomers of the structural unit (c) derived from the carboxyl group-containing monomer (C), the corresponding acid conversion It shall be calculated in For example, the mass proportion of the structural unit —CH 2 —CH (COONa) — derived from sodium acrylate is the mass proportion (mass of the structural unit —CH 2 —CH (COOH) — derived from acrylic acid, which is the corresponding acid. %). Similarly, when calculating the mass ratio (mass%) of the carboxyl group-containing monomer (C) with respect to the total amount of all monomers, it is calculated in terms of the corresponding acid. For example, the mass ratio of sodium acrylate is calculated as the mass ratio (mass%) of acrylic acid corresponding to the acid.

<オキシアルキレン単位の平均付加モル数nとmの関係>
本発明の両性重合体は、カチオン性基含有単量体(A)に由来する構造単位(a)及びポリアルキレングリコール系単量体(B)に由来する構造単位(b)を必須成分としている。
カチオン性基含有単量体(A)に由来する構造単位(a)に含まれるアルキレングルコール単位の繰り返しを示す平均付加モル数nとポリアルキレングリコール系単量体(B)に由来する構造単位(b)に含まれるアルキレングルコール単位の繰り返しを示す平均付加モル数mは、m>nの関係である事を必須である。カチオン性基含有単量体(A)に由来する構造単位(a)に含まれるアルキレングルコール単位の繰り返しを示す平均付加モル数nとポリアルキレングリコール系単量体(B)に由来する構造単位(b)に含まれるアルキレングルコール単位の繰り返しを示す平均付加モル数mは、m>nの関係であれば特に限定はない。
m>nの関係で、mとnの差が、1〜300であれば特に限定はない。好ましくは、2〜100、さらに好ましくは、3〜70、最も好ましくは5〜50である。
mとnの関係が、前述の範囲を外れると、両性重合体の炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能が、低下するため好ましくない。
<Relationship between average addition mole number n and m of oxyalkylene unit>
The amphoteric polymer of the present invention contains, as essential components, the structural unit (a) derived from the cationic group-containing monomer (A) and the structural unit (b) derived from the polyalkylene glycol monomer (B). .
Structural unit derived from polyalkylene glycol monomer (B) and average added mole number n indicating repeat of alkylene glycol unit contained in structural unit (a) derived from cationic group-containing monomer (A) It is essential that the average added mole number m indicating the repetition of the alkylene glycol unit contained in (b) is a relationship of m> n. Structural unit derived from polyalkylene glycol monomer (B) and average added mole number n indicating repeat of alkylene glycol unit contained in structural unit (a) derived from cationic group-containing monomer (A) The average added mole number m indicating the repetition of the alkylene glycol unit contained in (b) is not particularly limited as long as m> n.
If the difference between m and n is 1 to 300 in the relationship of m> n, there is no particular limitation. Preferably, it is 2-100, More preferably, it is 3-70, Most preferably, it is 5-50.
If the relationship between m and n is outside the above range, the amphoteric polymer is not preferred because the calcium carbonate dispersibility and the iron hydroxide dispersibility are reduced.

Figure 2014189634
Figure 2014189634

Figure 2014189634
両性重合体は、該両性重合体を形成する全単量体に由来する構造単位の総量100質量%に対して、構造単位(a)を1〜98質量%含み、構造単位(b)を1〜98質量%含み、構造単位(c)を1〜98質量%含むことを特徴とする両性重合体。
Figure 2014189634
The amphoteric polymer contains 1 to 98% by mass of the structural unit (a) and 1% of the structural unit (b) with respect to 100% by mass of the total amount of structural units derived from all monomers forming the amphoteric polymer. An amphoteric polymer comprising -98% by mass and containing 1-98% by mass of the structural unit (c).

<その他の単量体>
本発明の両性重合体は、その他の単量体(D)(上記カチオン性基含有単量体(A)、ポリアルキレングリコール系単量体(B)及びカルボキシル基含有単量体(C)以外の単量体)に由来する構造単位(d)を有していてもよい。上記両性重合体は、構造単位(d)を1種のみ有していてもよく、2種以上を有していてもよい。
上記その他の単量体(D)は、上記単量体(A)、(B)及び(C)と共重合可能なものであれば特に限定されず、所望の効果によって適宜選択可能である。具体的には、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の複素環式芳香族炭化水素基を有するビニル芳香族系単量体の四級化物、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリレート、アミノエチルメタクリレート等のアミノアルキル(メタ)アクリレート類の四級化物、ジアリルアミン、ジアリルジメチルアミン等のアリルアミン類の四級化物、(メタ)アリルグリシジルエーテル、イソプレニルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル等のエポキシ環に三級アミン塩を反応させることにより得られる単量体の四級化物、ジアリルアミン、ジアリルジメチルアミン等のアリルアミン類の四級化物、(メタ)アリルグリシジルエーテル、イソプレニルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル等のエポキシ環に二級アミンを反応させた単量体を公知の四級化剤で四級化した単量体等のアミノ基含有単量体、上記単量体(A)以外の四級化されたアミノ基(カチオン性基)含有単量体等が挙げられる。
なお、上記二級アミンとしては、好ましくは、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン等のジアルキルアミン;ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン等のアルカノールアミン;モルホリン、ピロール等の環状アミン類が挙げられる。公知の四級化剤としては、ハロゲン化アルキルや、ジアルキル硫酸等が挙げられ、上記三級アミン塩としては、具体的にはトリメチルアミン塩酸塩、トリエチルアミン塩酸塩等が挙げられる。塩としては、塩酸塩や有機酸塩等が挙げられる。
<Other monomers>
The amphoteric polymer of the present invention contains other monomers (D) (other than the cationic group-containing monomer (A), polyalkylene glycol monomer (B) and carboxyl group-containing monomer (C). May have a structural unit (d) derived from the monomer. The amphoteric polymer may have only one type of structural unit (d) or may have two or more types.
The other monomer (D) is not particularly limited as long as it is copolymerizable with the monomers (A), (B), and (C), and can be appropriately selected depending on a desired effect. Specifically, quaternized products of vinyl aromatic monomers having a heterocyclic aromatic hydrocarbon group such as vinyl pyridine and vinyl imidazole, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminopropyl acrylate, amino Quaternization of aminoalkyl (meth) acrylates such as ethyl methacrylate, quaternization of allylamines such as diallylamine and diallyldimethylamine, epoxy rings such as (meth) allyl glycidyl ether, isoprenyl glycidyl ether, vinyl glycidyl ether Quaternized monomers obtained by reacting tertiary amine salts, quaternized products of allylamines such as diallylamine and diallyldimethylamine, (meth) allyl glycidyl ether, isoprenyl glycidyl ether, An amino group-containing monomer such as a monomer obtained by reacting a secondary amine with an epoxy ring such as nylglycidyl ether using a known quaternizing agent, other than the above monomer (A) And quaternized amino group (cationic group) -containing monomers.
The secondary amine is preferably a dialkylamine such as dimethylamine, diethylamine, diisopropylamine and di-n-butylamine; an alkanolamine such as diethanolamine and diisopropanolamine; and a cyclic amine such as morpholine and pyrrole. It is done. Known quaternizing agents include alkyl halides and dialkyl sulfuric acid, and specific examples of the tertiary amine salts include trimethylamine hydrochloride and triethylamine hydrochloride. Examples of the salt include hydrochloride and organic acid salt.

上記その他の単量体(D)としては、上述したもの以外に、ビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、イソプレンスルホン酸、3−アリロキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及びこれらの塩等のスルホン酸基含有単量体;N−ビニルピロリドン、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニル−N−メチルホルムアミド、N−ビニル−N−メチルアセトアミド、N−ビニルオキサゾリドン等のN−ビニル単量体;(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド等のアミド系単量体;(メタ)アリルアルコール、イソプレノール等の水酸基含有単量体;ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体;ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(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、ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシネオペンチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル系単量体;スチレン、インデン、ビニルアニリン等のビニルアリール単量体;イソブチレン、酢酸ビニル等が挙げられる。 As said other monomer (D), in addition to what was mentioned above, vinylsulfonic acid, (meth) allylsulfonic acid, isoprenesulfonic acid, 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid, acrylamide-2-methylpropane Sulfonic acid group-containing monomers such as sulfonic acid and salts thereof; N-vinylpyrrolidone, N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinyl-N-methylformamide, N-vinyl-N-methylacetamide, N -N-vinyl monomers such as vinyl oxazolidone; Amide monomers such as (meth) acrylamide, N, N-dimethylacrylamide and N-isopropylacrylamide; Hydroxyl-containing monomers such as (meth) allyl alcohol and isoprenol Butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) (Meth) acrylic acid alkyl ester monomers such as acrylate and dodecyl (meth) acrylate; hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) ) Acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, α-hydroxymethylethyl (meth) acrylate, hydroxypentyl (meth) acrylate, hydroxyneopentyl (meth) acrylate, hydroxyhexyl (meth) acrylate and other (meth) acrylic acid Hydroxyalkyl monomers; vinyl aryl monomers such as styrene, indene and vinylaniline; isobutylene and vinyl acetate.

その他の単量体(D)に由来する構造単位(d)とは、その他の単量体(D)が有する不飽和二重結合が単結合に置き換わった構造単位である。本発明の両性重合体が「その他の単量体(D)に由来する構造単位(d)」を含むとは、最終的に得られた重合体が、単量体(D)の不飽和二重結合を単結合に置き換えた構造単位を含むことを意味する。
本発明の両性重合体が、任意成分であるその他の単量体(D)由来の構造単位(d)を含む場合には、全単量体由来の構造単位100質量%(すなわち構造単位(a)、(b)、(c)及び(d)の総量100質量%)に対して、0質量%以上、60質量%以下の割合で含むことが好ましい。より好ましくは、0質量%以上、50質量%以下である。
なお、アミノ基含有単量体由来の構造単位の、全単量体に由来する構造単位の総量に対する質量割合や、アミノ基含有単量体の、全単量体の総量に対する質量割合を算出する際には、対応する未中和アミンの質量割合として計算するものとする。例えば、その他の単量体(D)がビニルアミン塩酸塩の場合には、対応する未中和アミンであるビニルアミンの質量割合(質量%)を計算する。
四級化されたアミノ基を含有する単量体又はそれに由来する構造単位の質量割合(質量%)を計算する場合には、カウンターアニオンの質量は考慮しないで(含めないで)計算するものとする。
上記構造単位(d)が酸基含有単量体由来の構造単位である場合には、全単量体由来の構造単位の総量に対する質量割合(質量%)は、対応する酸換算で計算するものとする。また、酸基含有単量体の、全単量体の総量に対する質量割合(質量%)を計算する場合も、対応する酸換算で計算するものとする。
The structural unit (d) derived from the other monomer (D) is a structural unit in which the unsaturated double bond of the other monomer (D) is replaced with a single bond. The amphoteric polymer of the present invention contains “structural unit (d) derived from other monomer (D)” means that the finally obtained polymer is an unsaturated dimer of monomer (D). It is meant to include structural units in which a heavy bond is replaced with a single bond.
When the amphoteric polymer of the present invention contains a structural unit (d) derived from another monomer (D), which is an optional component, 100% by mass of structural units derived from all monomers (that is, structural unit (a ), (B), (c) and (d) in a total amount of 100% by mass). More preferably, it is 0 mass% or more and 50 mass% or less.
The mass ratio of the structural unit derived from the amino group-containing monomer to the total amount of structural units derived from all monomers and the mass ratio of the amino group-containing monomer to the total amount of all monomers are calculated. In this case, the mass ratio of the corresponding unneutralized amine shall be calculated. For example, when the other monomer (D) is vinylamine hydrochloride, the mass ratio (% by mass) of vinylamine which is the corresponding unneutralized amine is calculated.
When calculating the mass ratio (mass%) of the monomer containing the quaternized amino group or the structural unit derived from it, the mass of the counter anion should not be considered (not included) To do.
When the structural unit (d) is a structural unit derived from an acid group-containing monomer, the mass ratio (% by mass) to the total amount of structural units derived from all monomers is calculated in terms of the corresponding acid. And Moreover, when calculating the mass ratio (mass%) with respect to the total amount of all the monomers of an acid group containing monomer, it shall calculate by corresponding acid conversion.

<両性重合体のその他の物性>
本発明の両性重合体は、上記構造単位(a)、(b)、(c)及び、必要に応じて構造単位(d)が、上記したような特定の割合で導入されていればよく、各構造単位は、ブロック状、ランダム状のいずれで存在していてもよい。
また、上記両性重合体の重量平均分子量は、適宜設定できるものであり、特に限定されない。具体的には、両性重合体の重量平均分子量は、2,000〜200,000であることが好ましく、より好ましくは3,000〜100,000、最も好ましくは4,000〜60,000である。重量平均分子量が上記範囲内であれば、炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能が向上する傾向にある。
なお、本明細書において、重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)による測定値であり、後述する実施例において記載される装置及び測定条件により測定することが可能である。
<Other physical properties of amphoteric polymer>
In the amphoteric polymer of the present invention, the structural unit (a), (b), (c) and, if necessary, the structural unit (d) may be introduced at a specific ratio as described above. Each structural unit may exist in a block shape or a random shape.
The weight average molecular weight of the amphoteric polymer can be set as appropriate and is not particularly limited. Specifically, the weight average molecular weight of the amphoteric polymer is preferably 2,000 to 200,000, more preferably 3,000 to 100,000, and most preferably 4,000 to 60,000. . When the weight average molecular weight is within the above range, the dispersibility of calcium carbonate and the dispersibility of iron hydroxide tend to be improved.
In addition, in this specification, a weight average molecular weight is a measured value by GPC (gel permeation chromatography), and can be measured with the apparatus and measurement conditions described in the Example mentioned later.

本発明の両性重合体は、炭酸カルシウムの分散能が高いものであるが、炭酸カルシウムの分散能が0.85以上であることが好ましい。より好ましくは0.9以上であり、更に好ましくは0.95以上である。
また、本発明の両性重合体は、水酸化鉄の分散能が高いものであるが、水酸化鉄の分散能が0.3以上であることが好ましい。より好ましくは0.35以上であり、更に好ましくは0.4以上である。
なお、炭酸カルシウムの分散能及び水酸化鉄の分散能は、後述する実施例と同様にして測定することができる。
The amphoteric polymer of the present invention has a high dispersibility of calcium carbonate, but the dispersibility of calcium carbonate is preferably 0.85 or more. More preferably, it is 0.9 or more, More preferably, it is 0.95 or more.
In addition, the amphoteric polymer of the present invention has a high dispersibility of iron hydroxide, but it is preferable that the dispersibility of iron hydroxide is 0.3 or more. More preferably, it is 0.35 or more, More preferably, it is 0.4 or more.
In addition, the dispersibility of calcium carbonate and the dispersibility of iron hydroxide can be measured in the same manner as in Examples described later.

〔両性重合体組成物〕
本発明の両性重合体は、他の成分とともに両性重合体組成物を構成してもよい。上記他の成分としては、重合開始剤残渣、残存モノマー、重合時の副生成物、水分等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を含有することができる。上記両性重合体組成物は、本発明の両性重合体を、両性重合体組成物の総量100質量%に対して、1〜100質量%含有することが好ましい。上記両性重合体組成物の好ましい形態の一つは、本発明の両性重合体を40〜60質量%含有し、水を40〜60質量%含有する形態である。
[Amphoteric polymer composition]
The amphoteric polymer of the present invention may constitute an amphoteric polymer composition together with other components. As said other component, a polymerization initiator residue, a residual monomer, the by-product at the time of superposition | polymerization, a water | moisture content, etc. are mentioned, These 1 type (s) or 2 or more types can be contained. The amphoteric polymer composition preferably contains 1 to 100% by mass of the amphoteric polymer of the present invention relative to 100% by mass of the total amount of the amphoteric polymer composition. One of the preferable forms of the amphoteric polymer composition is a form containing 40 to 60% by mass of the amphoteric polymer of the present invention and 40 to 60% by mass of water.

〔本発明の両性重合体の製造方法〕
本発明の両性重合体の製造方法としては、特に断りの無い限りは、公知の重合方法又はそれを修飾した方法が採用できる。本発明の両性重合体は、例えば、上記一般式(1)で表されるカチオン性基含有単量体(A)(単量体(A))、ポリアルキレングリコール系単量体(B)(単量体(B))及びカルボキシル基含有単量体(C)(単量体(C))を必須とし、必要に応じてその他の単量体(D)(単量体(D))を含む単量体成分を共重合することにより製造することができる。
具体的な重合方法としては、例えば、水中油型乳化重合法、油中水型乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法、沈澱重合法、溶液重合法、水溶液重合法、塊状重合法等を採用することができる。上記例示の重合方法の中でも、安全性が高く、また、生産コスト(重合コスト)を低減することができる点で、水溶液重合法又は乳化重合法を採用することが好ましい。このような製造方法においては、重合開始剤を用いて単量体成分を共重合することができる。
[Method for producing amphoteric polymer of the present invention]
As a method for producing the amphoteric polymer of the present invention, a known polymerization method or a modified method thereof can be adopted unless otherwise specified. The amphoteric polymer of the present invention includes, for example, a cationic group-containing monomer (A) (monomer (A)) represented by the general formula (1), a polyalkylene glycol monomer (B) ( Monomer (B)) and carboxyl group-containing monomer (C) (monomer (C)) are essential, and other monomer (D) (monomer (D)) is added as necessary. It can manufacture by copolymerizing the monomer component to contain.
Specific polymerization methods include, for example, an oil-in-water emulsion polymerization method, a water-in-oil emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, a dispersion polymerization method, a precipitation polymerization method, a solution polymerization method, an aqueous solution polymerization method, a bulk polymerization method, and the like. Can be adopted. Among the polymerization methods exemplified above, it is preferable to employ an aqueous solution polymerization method or an emulsion polymerization method in terms of high safety and reduction in production cost (polymerization cost). In such a production method, the monomer component can be copolymerized using a polymerization initiator.

本発明の両性重合体の製造方法において、重合に使用する各単量体の組成比は、全単量体(単量体(A)、(B)、(C)、(D))の総量100質量%に対して、単量体(A)が1質量%以上、98質量%以下、単量体(B)が1質量%以上、98質量%以下、単量体(B)が1質量%以上、98質量%以下である。
好ましくは、単量体(A)が1質量%以上、88質量%以下、単量体(B)が2質量%以上、89質量%以下、単量体(C)が10質量%以上、97質量%以下であり、
より好ましくは、単量体(A)が2質量%以上、77質量%以下、単量体(B)が3質量%以上、78質量%以下、単量体(C)が20質量%以上、95質量%以下であり、
特に好ましくは、単量体(A)が2質量%以上、64質量%以下、単量体(B)が6質量%以上、68質量%以下、単量体(C)が30質量%以上、92質量%以下である。
また、全単量体(単量体(A)、(B)、(C)、(D))の総量100質量%に対して、単量体(D)を0質量%以上、60質量%以下の割合で含んでいてもよい。
In the method for producing an amphoteric polymer of the present invention, the composition ratio of each monomer used for polymerization is the total amount of all monomers (monomer (A), (B), (C), (D)). Monomer (A) is 1% by mass or more and 98% by mass or less, monomer (B) is 1% by mass or more and 98% by mass or less, and monomer (B) is 1% by mass with respect to 100% by mass. % Or more and 98% by mass or less.
Preferably, the monomer (A) is 1% by mass or more and 88% by mass or less, the monomer (B) is 2% by mass or more and 89% by mass or less, the monomer (C) is 10% by mass or more, 97 Mass% or less,
More preferably, the monomer (A) is 2% by mass or more and 77% by mass or less, the monomer (B) is 3% by mass or more and 78% by mass or less, the monomer (C) is 20% by mass or more, 95% by mass or less,
Particularly preferably, the monomer (A) is 2% by mass or more and 64% by mass or less, the monomer (B) is 6% by mass or more and 68% by mass or less, the monomer (C) is 30% by mass or more, It is 92 mass% or less.
Moreover, the monomer (D) is 0% by mass or more and 60% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of all monomers (monomers (A), (B), (C), (D)). You may include in the following ratios.

<重合開始剤>
上記製造方法において、上記重合開始剤としては、公知のものを使用することができる。具体的には、過酸化水素;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;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−ブチルパーオキシド、クメンヒドロパーオキシ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のうち、過酸化水素、過硫酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩が好ましく、過硫酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩が最も好ましい。これらの重合開始剤は、単独で使用されてもよく、2種以上を混合して使用されてもよい。
<Polymerization initiator>
In the said manufacturing method, a well-known thing can be used as said polymerization initiator. Specifically, hydrogen peroxide; persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate and ammonium persulfate; 2,2′-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride, 4,4′-azobis-4-cyanovalerin Azo compounds such as acid, azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile); benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, peracetic acid, di-t-butyl Organic peroxides such as peroxide and cumene hydroperoxide are preferred. Of these polymerization initiators, hydrogen peroxide, persulfate, and 2,2′-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride are preferred, and persulfate and 2,2′-azobis (2-amidinopropane) hydrochloric acid. Most preferred are salts. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

<連鎖移動剤>
本発明の両性重合体の製造方法においては、必要に応じ、重合に悪影響を及ぼさない範囲内で、重合体の分子量調整剤として連鎖移動剤を用いてもよい。連鎖移動剤としては、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、次亜リン酸及びその塩(次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム等)や、亜硫酸、亜硫酸水素、亜二チオン酸、メタ重亜硫酸及びその塩(亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜二チオン酸ナトリウム、亜二チオン酸カリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸カリウム等)等の、低級酸化物及びその塩等が挙げられる。上記連鎖移動剤は、単独で使用されてもよく、2種以上を混合して使用されてもよい。
連鎖移動剤を使用すると、製造される重合体が必要以上に高分子量化することを抑制し、低分子量の両性重合体を効率よく製造することができるという利点がある。
<Chain transfer agent>
In the method for producing an amphoteric polymer of the present invention, a chain transfer agent may be used as a molecular weight regulator of the polymer within a range that does not adversely affect the polymerization, if necessary. Specific examples of the chain transfer agent include mercaptoethanol, thioglycerol, thioglycolic acid, 2-mercaptopropionic acid, 3-mercaptopropionic acid, thiomalic acid, octyl thioglycolate, octyl 3-mercaptopropionate, 2- Thiol chain transfer agents such as mercaptoethanesulfonic acid, n-dodecyl mercaptan, octyl mercaptan, butylthioglycolate; halides such as carbon tetrachloride, methylene chloride, bromoform, bromotrichloroethane; Secondary alcohol; phosphorous acid, hypophosphorous acid and salts thereof (sodium hypophosphite, potassium hypophosphite, etc.), sulfurous acid, hydrogen sulfite, dithionic acid, metabisulfite and salts thereof (hydrogen sulfite) Sodium, potassium bisulfite, Sodium dithionite, potassium dithionite, sodium metabisulfite, metabisulfite potassium, etc.) and the like, lower oxides and salts thereof. The said chain transfer agent may be used independently, and 2 or more types may be mixed and used for it.
The use of a chain transfer agent has the advantage that the polymer to be produced can be prevented from becoming higher in molecular weight than necessary, and a low molecular weight amphoteric polymer can be produced efficiently.

本発明の両性重合体の製造方法において、亜硫酸及び/又は亜硫酸塩(以下、「亜硫酸(塩)」とも記載する)を連鎖移動剤として使用することは好ましい形態である。その場合、亜硫酸(塩)に加えて重合開始剤を使用する。更に、後述する反応促進剤として、重金属イオンを併用してもよい。
上記亜硫酸(塩)は、亜硫酸若しくは亜硫酸水素又はこれらの塩を意味する。中でも、亜硫酸及び/又は亜硫酸水素が塩である形態が好適である。亜硫酸及び/又は亜硫酸水素が塩である場合、上記した例に加えて、金属原子、アンモニウム又は有機アンモニウムの塩が好適である。
上記金属原子としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の一価の金属原子;カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の二価の金属原子;アルミニウム、鉄等の三価の金属原子等が好ましい。
また、有機アンモニウム(有機アミン)としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン、トリエチルアミン等が好適である。更に、上記亜硫酸塩は、アンモニウム塩であってもよい。
よって、本発明で好ましく使用される亜硫酸塩としては、例えば、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸水素アンモニウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸アンモニウム等が挙げられ、亜硫酸水素ナトリウムが特に好適である。上記亜硫酸(塩)は、単独で使用されてもよく、2種以上を混合して使用されてもよい。
In the method for producing an amphoteric polymer of the present invention, it is a preferred form to use sulfurous acid and / or sulfite (hereinafter also referred to as “sulfurous acid (salt)”) as a chain transfer agent. In that case, a polymerization initiator is used in addition to sulfurous acid (salt). Furthermore, you may use a heavy metal ion together as a reaction accelerator mentioned later.
The above sulfurous acid (salt) means sulfurous acid, hydrogen sulfite, or a salt thereof. Among these, a form in which sulfite and / or hydrogen sulfite is a salt is preferable. When sulfite and / or hydrogen sulfite is a salt, a salt of a metal atom, ammonium or organic ammonium is preferred in addition to the above examples.
Examples of the metal atom include monovalent metal atoms of alkali metals such as lithium, sodium and potassium; divalent metal atoms of alkaline earth metals such as calcium and magnesium; trivalent metal atoms such as aluminum and iron Etc. are preferred.
As the organic ammonium (organic amine), alkanolamines such as ethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine, and triethylamine are preferable. Further, the sulfite may be an ammonium salt.
Therefore, examples of the sulfite preferably used in the present invention include sodium bisulfite, potassium bisulfite, ammonium bisulfite, sodium sulfite, potassium sulfite, ammonium sulfite and the like, and sodium bisulfite is particularly suitable. The said sulfurous acid (salt) may be used independently, and 2 or more types may be mixed and used for it.

<反応促進剤>
本発明の両性重合体の製造方法においては、開始剤等の使用量を低減する等の目的で反応促進剤を加えてもよい。反応促進剤としては、例えば、重金属イオンが挙げられる。本発明において、重金属イオンとは、比重が4g/cm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、これらが両方含まれていてもよい。
上記重金属イオンは、イオンの形態として含まれるものであれば特に限定されないが、重金属化合物を溶解してなる溶液を用いることが、取り扱い性に優れるため好適である。その際に用いる重金属化合物は、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良く、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(NH(SO・6HO)、硫酸第一鉄・7水和物、塩化第一鉄、塩化第二鉄等の重金属化合物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、取り扱い性に優れたものとなる。なお、上記重金属化合物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、本発明の両性重合体の製造において、重合反応を妨げるものでなく、かつ、重金属化合物を溶解するものであればよい。
<Reaction accelerator>
In the method for producing an amphoteric polymer of the present invention, a reaction accelerator may be added for the purpose of reducing the amount of initiator used. Examples of the reaction accelerator include heavy metal ions. 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 valence of the heavy metal ion is not particularly limited. For example, when iron is used as the heavy metal, the iron ion in the initiator may be Fe 2+ or Fe 3+ , and both of them may be used. It may be included.
Although the said heavy metal ion will not be specifically limited if it is contained as a form of ion, Since it is excellent in handleability, it is suitable to use the solution formed by melt | dissolving a heavy metal compound. The heavy metal compound 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 compound or the like. Moreover, when using manganese as a heavy metal ion, manganese chloride etc. can be used suitably. Since these are all water-soluble compounds, they can be used in the form of an aqueous solution and have excellent handleability. The solvent of the solution formed by dissolving the heavy metal compound is not limited to water, and does not interfere with the polymerization reaction in the production of the amphoteric polymer of the present invention, and dissolves the heavy metal compound. Anything is acceptable.

上記重金属イオンの添加方法は特に限定されないが、単量体の添加終了までに添加することが好ましく、全量を初期仕込することが特に好ましい。また、使用量としては反応液全量に対して100ppm以下であることが好ましく、より好ましくは70ppm以下、さらに好ましくは50ppm以下、特に好ましくは30ppm以下である。100ppmを越えると添加による効果が見られず、また得られた両性重合体の劣化と考えられる着色が大きいため好ましくない。
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充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水処理剤として用いる場合に、着色汚れの原因となるおそれがある。
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が酸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。
The method for adding the heavy metal ions is not particularly limited, but it is preferably added before the monomer addition is completed, and it is particularly preferable to initially charge the entire amount. Further, the amount used is preferably 100 ppm or less, more preferably 70 ppm or less, still more preferably 50 ppm or less, and particularly preferably 30 ppm or less, based on the total amount of the reaction solution. If it exceeds 100 ppm, the effect of the addition is not observed, and the resulting amphoteric polymer is highly deteriorated in coloration, which is not preferable.
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 as a water treatment agent, there exists a possibility of becoming a cause of coloring stain | pollution | contamination.
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 neutralized with an acid 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.

本発明の両性重合体の製造方法において、重合の際には、上述した化合物等に加えて、重合開始剤の分解触媒や還元性化合物を反応系に添加してもよい。
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、そのエステル及びその金属塩;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及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。
また、還元性化合物としては、例えば、フェロセン等の有機金属化合物;ナフテン酸鉄、ナフテン酸銅、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸マンガン等の、鉄、銅、ニッケル、コバルト、マンガン等の金属イオンを発生できる無機化合物;三フッ化ホウ素エーテル付加物、過マンガン酸カリウム、過塩素酸等の無機化合物;二酸化硫黄、亜硫酸塩、硫酸エステル、重亜硫酸塩、チオ硫酸塩、スルホキシ酸塩、ベンゼンスルフィン酸及びその置換体、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。また、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。
In the method for producing an amphoteric polymer of the present invention, in the polymerization, a decomposition catalyst for the polymerization initiator or a reducing compound may be added to the reaction system in addition to the above-described compounds.
Examples of the decomposition catalyst for the polymerization initiator include metal halides such as lithium chloride and lithium bromide; metal oxides such as titanium oxide and silicon dioxide; hydrochloric acid, hydrobromic acid, perchloric acid, sulfuric acid, nitric acid and the like. Metal salts of inorganic acids; Carboxylic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, lactic acid, isolacic acid, benzoic acid, their esters and their metal salts; heterocyclic amines such as pyridine, indole, imidazole, carbazole and their derivatives Can be mentioned. These decomposition catalysts may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the reducing compound include organic metal compounds such as ferrocene; iron naphthenate, copper naphthenate, nickel naphthenate, cobalt naphthenate, manganese naphthenate, and the like, such as iron, copper, nickel, cobalt, and manganese. Inorganic compounds capable of generating metal ions; boron trifluoride ether adducts, potassium permanganate, perchloric acid and other inorganic compounds; sulfur dioxide, sulfite, sulfate, bisulfite, thiosulfate, sulfoxide, Sulfur-containing compounds such as benzenesulfinic acid and its substitutes, and homologues of cyclic sulfinic acid such as para-toluenesulfinic acid; octyl mercaptan, dodecyl mercaptan, mercaptoethanol, α-mercaptopropionic acid, thioglycolic acid, thiopropionic acid, α -Sodium thiopropionate sulfopropyl ester Mercapto compounds such as stealth and α-thiopropionic acid sodium sulfoethyl ester; nitrogen-containing compounds such as hydrazine, β-hydroxyethylhydrazine and hydroxylamine; formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, n-butyraldehyde, isobutyraldehyde, isovaleraldehyde Aldehydes such as ascorbic acid and the like. These reducing compounds may also be used alone or in combination of two or more. Further, a reducing compound such as a mercapto compound may be added as a chain transfer agent.

上記連鎖移動剤、開始剤及び反応促進剤の組み合わせは、特に制限されず、上記各例示の中から適宜選択できる。例えば、連鎖移動剤、開始剤及び反応促進剤の組み合わせとしては、亜硫酸水素ナトリウム/過酸化水素、亜硫酸水素ナトリウム/過硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム/Fe(イオン)、亜硫酸水素ナトリウム/過酸化水素/Fe(イオン)、亜硫酸水素ナトリウム/過硫酸ナトリウム/Fe(イオン)、亜硫酸水素ナトリウム/過硫酸ナトリウム/過酸化水素、亜硫酸水素ナトリウム/酸素/Fe(イオン)等の形態が好ましい。より好ましくは、過硫酸ナトリウム/過酸化水素、過硫酸ナトリウム/過酸化水素/Fe(イオン)、亜硫酸水素ナトリウム/過硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム/過硫酸ナトリウム/Fe(イオン)であり、最も好ましくは亜硫酸水素ナトリウム/過硫酸ナトリウム/Fe(イオン)、過硫酸ナトリウム/過酸化水素/Fe(イオン)である。 The combination of the chain transfer agent, the initiator, and the reaction accelerator is not particularly limited, and can be appropriately selected from the above examples. For example, combinations of chain transfer agent, initiator and reaction accelerator include sodium bisulfite / hydrogen peroxide, sodium bisulfite / sodium persulfate, sodium bisulfite / Fe (ion), sodium bisulfite / hydrogen peroxide / Forms such as Fe (ion), sodium bisulfite / sodium persulfate / Fe (ion), sodium bisulfite / sodium persulfate / hydrogen peroxide, sodium bisulfite / oxygen / Fe (ion) are preferable. More preferred are sodium persulfate / hydrogen peroxide, sodium persulfate / hydrogen peroxide / Fe (ion), sodium bisulfite / sodium persulfate, sodium bisulfite / sodium persulfate / Fe (ion), and most preferred. Are sodium bisulfite / sodium persulfate / Fe (ion) and sodium persulfate / hydrogen peroxide / Fe (ion).

<重合開始剤等の使用量>
重合開始剤の使用量は、単量体の共重合を開始できる量であれば特に制限されないが、全単量体成分(単量体(A)、(B)、(C)及び(D))の総量1モルに対して15g以下であることが好ましい。より好ましくは1〜12gである。
開始剤として、過酸化水素を使用する場合、過酸化水素の添加量は、全単量体成分の総量1モルに対して1.0〜10.0gであることが好ましく、2.0〜8.0gであることがより好ましい。過酸化水素の添加量が1.0g未満であると、得られる共重合体の重合平均分子量が高くなる傾向にある。一方、添加量が10.0gを超えると、添加量の増加に見合うだけの効果が得られなくなり、更に、残存する過酸化水素量が多くなる等の悪影響を及ぼす。
開始剤として、過硫酸塩を使用する場合、過硫酸塩の添加量は、全単量体成分の総量1モルに対して1.0〜10.0gであることが好ましく、2.0〜8.0gであることがより好ましい。過硫酸塩の添加量が上記範囲より少ないと、得られる共重合体の分子量が高くなる傾向がある。一方、添加量が上記範囲より多いと、添加量の増加に見合うだけの効果が得られなくなり、更に、得られる共重合体の純度が低下するなど悪影響を及ぼすことになる。
開始剤として過酸化水素と過硫酸塩とを併用する場合、過酸化水素及び過硫酸塩の添加比率は、過酸化水素に対する過硫酸塩の重量比が0.1〜5.0であることが好ましく、0.2〜2.0であることがより好ましい。過硫酸塩の重量比が0.1未満であると、得られる共重合体の重量平均分子量が高くなる傾向がある。一方、過硫酸塩の重量比が5.0を超えると、過硫酸塩の添加による分子量低下の効果が、添加量の増加に見合うほどには得られなくなり、重合反応系において過硫酸塩が無駄に消費されることになる。
<Amount of polymerization initiator used>
The amount of the polymerization initiator used is not particularly limited as long as it is an amount capable of initiating copolymerization of monomers, but all monomer components (monomer (A), (B), (C) and (D) It is preferable that it is 15 g or less with respect to 1 mol of the total amount. More preferably, it is 1-12g.
When hydrogen peroxide is used as an initiator, the amount of hydrogen peroxide added is preferably 1.0 to 10.0 g with respect to 1 mol of the total amount of all monomer components, and 2.0 to 8 More preferably, it is 0.0 g. When the amount of hydrogen peroxide added is less than 1.0 g, the polymerization average molecular weight of the resulting copolymer tends to increase. On the other hand, when the addition amount exceeds 10.0 g, an effect sufficient to meet the increase in the addition amount cannot be obtained, and further, the remaining hydrogen peroxide amount is adversely affected.
When persulfate is used as an initiator, the amount of persulfate added is preferably 1.0 to 10.0 g, based on 1 mol of the total amount of all monomer components, and 2.0 to 8 More preferably, it is 0.0 g. If the amount of persulfate added is less than the above range, the molecular weight of the resulting copolymer tends to increase. On the other hand, when the addition amount is larger than the above range, an effect corresponding to the increase in the addition amount cannot be obtained, and further, the purity of the resulting copolymer is adversely affected.
When hydrogen peroxide and persulfate are used together as an initiator, the addition ratio of hydrogen peroxide and persulfate is such that the weight ratio of persulfate to hydrogen peroxide is 0.1 to 5.0. Preferably, it is 0.2-2.0. If the weight ratio of persulfate is less than 0.1, the weight average molecular weight of the resulting copolymer tends to be high. On the other hand, if the weight ratio of the persulfate exceeds 5.0, the effect of decreasing the molecular weight due to the addition of the persulfate cannot be obtained enough to meet the increase in the amount added, and the persulfate is wasted in the polymerization reaction system. Will be consumed.

過酸化水素の添加方法としては、実質的に連続的に滴下することにより添加する量が、必要所定量の85重量%以上であることが好ましく、90重量%以上であることがより好ましく、100重量%、すなわち全量を滴下により添加することが最も好ましい。過酸化水素を連続的に滴下する際、その滴下速度は変えてもよい。 As a method for adding hydrogen peroxide, the amount to be added by dripping substantially continuously is preferably 85% by weight or more of the necessary predetermined amount, more preferably 90% by weight or more, and 100 Most preferably, the weight percent, ie the whole amount, is added dropwise. When hydrogen peroxide is continuously dropped, the dropping speed may be changed.

過酸化水素の滴下は、後述する好適な反応条件(温度、圧力、pH等)の下で反応を行う場合において、単量体(初期仕込みする単量体を除く)の滴下開始後、遅らせて開始することが好ましい。具体的には、好ましくはカチオン性基含有単量体(A)の滴下開始後1分以上経過後、より好ましくは3分以上経過後、更に好ましくは5分以上経過後、最も好ましくは10分以上経過後に過酸化水素の滴下を開始することである。過酸化水素の滴下開始を遅らせることにより、初期の重合開始をスムーズにし、分子量分布を狭くすることが可能となる。
過酸化水素の滴下開始を遅らせる時間は、単量体の滴下開始後60分以内であることが好ましく、30分以内であることがより好ましい。
過酸化水素の滴下を単量体の滴下と同時に開始することや、単量体の滴下前に予め過酸化水素を仕込むことも可能であるが、予め過酸化水素を仕込む場合は、必要所定量の10%以下であることが好ましい。より好ましくは7%以下、更に好ましくは5%以下、特に好ましくは3%以下である。
単量体の滴下開始までに必要所定量の10%を超える過酸化水素を添加すると、例えば過硫酸塩を併用する場合には過硫酸塩に対する過酸化水素の濃度の比率が大きくなり、重合が停止するおそれがある。一方、単量体の滴下開始から60分より遅く開始すると、過酸化水素による連鎖移動反応等が起こらなくなるため、重合初期の分子量が高くなる。
When hydrogen peroxide is dropped under the appropriate reaction conditions (temperature, pressure, pH, etc.) described later, it is delayed after the start of dropping of the monomer (excluding the initially charged monomer). It is preferable to start. Specifically, preferably after 1 minute or more has elapsed after the start of dropping of the cationic group-containing monomer (A), more preferably after 3 minutes or more, still more preferably after 5 minutes or more, most preferably 10 minutes. The dripping of hydrogen peroxide is started after the lapse of the above. By delaying the start of the dropwise addition of hydrogen peroxide, it is possible to smooth the initial polymerization start and narrow the molecular weight distribution.
The time for delaying the start of dropwise addition of hydrogen peroxide is preferably within 60 minutes, more preferably within 30 minutes after the start of dropping of the monomer.
It is possible to start the dropping of hydrogen peroxide simultaneously with the dropping of the monomer, or to charge hydrogen peroxide in advance before dropping of the monomer. Is preferably 10% or less. More preferably, it is 7% or less, More preferably, it is 5% or less, Most preferably, it is 3% or less.
If more than 10% of the required amount of hydrogen peroxide is added before the start of the dropwise addition of the monomer, for example, when a persulfate is used in combination, the ratio of the concentration of hydrogen peroxide to the persulfate increases, and polymerization is May stop. On the other hand, if it starts later than 60 minutes from the start of the dropping of the monomer, the chain transfer reaction due to hydrogen peroxide does not occur, so the molecular weight at the initial stage of polymerization increases.

また、過酸化水素の滴下は、後述する好適な反応条件(温度、圧力、pH等)の下で反応を行う場合において、単量体の滴下終了と同時に終了することが好ましい。また、単量体滴下終了時間よりも10分以上早く終了することがより好ましく、30分以上早く終了することが特に好ましい。なお、単量体の滴下終了時間より遅く終了しても、重合系において特に悪影響を及ぼすものではない。ただ、添加した過酸化水素が重合終了時までに完全には分解しないため、未反応の過酸化水素については添加による効果が得られず無駄となる。また、過酸化水素が多量に残存すると、得られた重合体の熱的安定性に悪影響を及ぼす可能性があるため好ましくない。 Further, the dropping of hydrogen peroxide is preferably terminated simultaneously with the end of dropping of the monomer when the reaction is performed under suitable reaction conditions (temperature, pressure, pH, etc.) described later. Moreover, it is more preferable to complete | finish 10 minutes or more earlier than monomer dropping completion time, and it is especially preferable to complete | finish 30 minutes or more early. In addition, even if it complete | finishes later than the dripping completion time of a monomer, it does not have a bad influence in a polymerization system especially. However, since the added hydrogen peroxide is not completely decomposed by the end of the polymerization, unreacted hydrogen peroxide cannot be obtained and is wasted. Further, it is not preferable that a large amount of hydrogen peroxide remains because it may adversely affect the thermal stability of the obtained polymer.

過硫酸塩の添加方法としては、特に限定はされないが、その分解性等を考慮すると、実質的に連続的に滴下することにより添加する量が必要所定量の50重量%以上であることが好ましい。より好ましくは80重量%以上であり、100重量%すなわち全量を滴下することが最も好ましい。過硫酸塩を連続的に滴下する際、その滴下速度は変えてもよい。
滴下時間も特に限定されないが、後述する好適な反応条件(温度、圧力、pH等)の下で反応を行う場合において、過硫酸塩は比較的分解の早い開始剤であるため、単量体の滴下終了時間まで滴下を続けることが好ましい。また、単量体滴下終了後から30分以内に滴下を終了することがより好ましく、単量体滴下後5分〜20分以内に滴下を終了することが特に好ましい。これにより、製造した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。
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、得られた共重合体中の単量体の残存量に応じて開始剤の滴下終了時間を設定すればよい。
上記過硫酸塩のように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、適宜設定すればよい。例えば、単量体の滴下開始前に開始剤の滴下を開始してもよいし、2種以上の開始剤を併用する場合においては、一つの開始剤の滴下を開始し、一定の時間が経過後又は滴下が終了してから別の開始剤の滴下を開始してもよい。いずれの場合にも、開始剤の分解速度、単量体の反応性に応じて適宜開始剤の滴下開始時間を設定すればよい。
The method for adding the persulfate is not particularly limited, but considering the decomposability and the like, it is preferable that the amount added by dripping continuously is 50% by weight or more of the required predetermined amount. . More preferably, it is 80 weight% or more, and it is most preferable that 100 weight%, ie, the whole quantity is dripped. When the persulfate is continuously dropped, the dropping speed may be changed.
Although the dropping time is not particularly limited, in the case of performing the reaction under the preferable reaction conditions (temperature, pressure, pH, etc.) described later, since persulfate is a relatively quick initiator, It is preferable to continue dropping until the dropping end time. Moreover, it is more preferable to complete | finish dripping within 30 minutes after completion | finish of monomer dripping, and it is especially preferable to complete dripping within 5 to 20 minutes after monomer dripping. Thereby, the residual amount of the monomer in the produced polymer can be remarkably reduced.
Note that even if the addition of these initiators is completed before the completion of the monomer addition, there is no particular adverse effect on the polymerization, and it starts according to the residual amount of monomer in the obtained copolymer. What is necessary is just to set the dripping completion time of an agent.
For initiators that are relatively quick to decompose, such as the persulfate, the preferred range for the dropping end time has been described, but the dropping start time is not limited in any way and may be set as appropriate. For example, the start of dropping of the initiator may be started before the start of dropping of the monomer. When two or more kinds of initiators are used in combination, the start of dropping of one initiator is started and a certain time has elapsed. You may start dripping another initiator after or after dripping is complete | finished. In either case, the initiator dropping start time may be appropriately set according to the decomposition rate of the initiator and the reactivity of the monomer.

重合開始剤を滴下により添加する場合の開始剤溶液の濃度は、特には限定されないが、好ましくは5〜60重量%、特に好ましくは10〜50重量%である。開始剤の濃度が5重量%未満であると、結果的に重合中の単量体濃度が非常に低くなるので、単量体の重合性が非常に悪くなり得られる共重合体中における単量体の残存量が非常に多くなる。また輸送等の効率や生産性も低くなり経済的な面からも好ましくない。逆に60重量%を超えると、安全性や滴下の簡便性の面で問題となる。 The concentration of the initiator solution when the polymerization initiator is added dropwise is not particularly limited, but is preferably 5 to 60% by weight, particularly preferably 10 to 50% by weight. If the concentration of the initiator is less than 5% by weight, the monomer concentration during the polymerization will be very low as a result. The remaining amount of the body becomes very large. Further, the efficiency and productivity of transportation and the like are lowered, which is not preferable from the economical aspect. On the other hand, if it exceeds 60% by weight, there is a problem in terms of safety and ease of dripping.

連鎖移動剤の添加量は、単量体(A)、(B)、(C)及び(D)が良好に重合する量であれば制限されないが、好ましくは単量体(A)、(B)、(C)及び(D)からなる全単量体成分の総量1モルに対して、1〜20g、より好ましくは2〜15gである。1g未満であると、分子量の制御ができないおそれがある。一方、20gを超えると、不純物が多量に生成し、重合体純分が低下するおそれがある。特に、亜硫酸塩を使用する場合には、余剰の亜硫酸塩が反応系中で分解され、亜硫酸ガスが発生するおそれがある。更に、経済的にも不利となるおそれがある。 The addition amount of the chain transfer agent is not limited as long as the monomers (A), (B), (C) and (D) are polymerized satisfactorily, but preferably the monomers (A), (B ), (C) and (D) with respect to 1 mol of the total amount of all monomer components, it is 1 to 20 g, more preferably 2 to 15 g. If it is less than 1 g, the molecular weight may not be controlled. On the other hand, if it exceeds 20 g, a large amount of impurities may be produced, and the pure polymer content may be reduced. In particular, when sulfite is used, surplus sulfite is decomposed in the reaction system, and sulfurous acid gas may be generated. Furthermore, there is a risk that it may be economically disadvantageous.

上記開始剤と連鎖移動剤との組み合わせとしては、過硫酸塩と亜硫酸塩とをそれぞれ1種以上用いることが最も好ましい。この場合、過硫酸塩と亜硫酸塩との混合比は、特に制限されないが、過硫酸塩1質量部に対して、亜硫酸塩0.05〜5質量部を用いることが好ましい。亜硫酸塩量の下限は、過硫酸塩1質量部に対して0.1質量部であることがより好ましく、最も好ましくは1質量部である。また、亜硫酸塩量の上限は、過硫酸塩1質量部に対して4質量部であることがより好ましく、最も好ましくは3質量部である。過硫酸塩1質量部に対して亜硫酸塩が0.5質量部未満であると、低分子量化する際に、必要となる開始剤総量が増加するおそれがあり、5質量部を超えると、副反応が増加し、それによる不純物が増加するおそれがある。 As a combination of the initiator and the chain transfer agent, it is most preferable to use one or more persulfates and sulfites. In this case, the mixing ratio of persulfate and sulfite is not particularly limited, but it is preferable to use 0.05 to 5 parts by mass of sulfite with respect to 1 part by mass of persulfate. The lower limit of the amount of sulfite is more preferably 0.1 parts by mass, and most preferably 1 part by mass with respect to 1 part by mass of persulfate. Moreover, as for the upper limit of the amount of sulfites, it is more preferable that it is 4 mass parts with respect to 1 mass part of persulfate, Most preferably, it is 3 mass parts. If the sulfite is less than 0.5 parts by mass with respect to 1 part by mass of the persulfate, the total amount of initiator required may be increased when the molecular weight is lowered. There is a risk that the reaction will increase and impurities will increase.

上記連鎖移動剤、開始剤、及び反応促進剤の総使用量は、単量体(A)、(B)、(C)及び(D)からなる全単量体成分の総量1モルに対して、2〜20gであることが好ましい。このような範囲とすることで、本発明の両性重合体を効率よく生産することができ、また、両性重合体の分子量分布を所望のものとすることができる。より好ましくは、4〜18gであり、更に好ましくは、6〜15gである。 The total amount of the chain transfer agent, initiator, and reaction accelerator used is 1 mol of the total amount of all monomer components composed of the monomers (A), (B), (C), and (D). 2 to 20 g. By setting it as such a range, the amphoteric polymer of this invention can be produced efficiently, and the molecular weight distribution of an amphoteric polymer can be made into a desired thing. More preferably, it is 4-18g, More preferably, it is 6-15g.

<重合溶媒>
本発明の両性重合体の製造方法において、単量体(A)、(B)、(C)及び(D)の共重合は、単量体(A)、(B)、(C)及び(D)を溶解可能な溶媒を使用して行うことが好ましく、使用する溶媒の50質量%以上に水を用いることが好ましい。用途によっては有機溶剤の混入が厳しく制限されることがあるが、使用する溶媒の50質量%以上に水を用いることによって、重合に使用される有機溶剤の量を抑制できるため、重合終了後の有機溶剤の留去が容易であるという利点がある。
水と混合して使用されうる溶剤としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等の低級ケトン類;ジメチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類;ジメチルホルムアルデヒド等のアミド類が挙げられる。これらの溶媒は、単独で使用されても2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。
上述した観点からは、水の量は、使用する溶媒の総量100質量%に対して80質量%以上であることが好ましく、最も好ましくは100質量%、すなわち、溶媒として水のみを用いることである。有機溶媒を添加する場合は、単量体成分及び得られる共重合体の溶解性の点から、水及び炭素数1〜4の低級アルコールからなる群より選択される1種又は2種以上の溶媒を用いることが好ましい。
<Polymerization solvent>
In the method for producing an amphoteric polymer of the present invention, the monomers (A), (B), (C) and (D) are copolymerized by the monomers (A), (B), (C) and ( It is preferable to carry out using a solvent which can dissolve D), and it is preferable to use water in 50% by mass or more of the solvent used. Depending on the application, the mixing of the organic solvent may be severely restricted, but by using water in 50% by mass or more of the solvent used, the amount of the organic solvent used for the polymerization can be suppressed, so that after the completion of the polymerization There is an advantage that the organic solvent can be easily distilled off.
Examples of the solvent that can be used by mixing with water include lower alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol; lower ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and diethyl ketone; ethers such as dimethyl ether and dioxane; amides such as dimethylformaldehyde Kind. These solvents may be used alone or in the form of a mixture of two or more.
From the viewpoint described above, the amount of water is preferably 80% by mass or more, and most preferably 100% by mass, that is, only water is used as a solvent, with respect to 100% by mass of the total amount of solvent used. . In the case of adding an organic solvent, one or more solvents selected from the group consisting of water and lower alcohols having 1 to 4 carbon atoms from the viewpoint of the solubility of the monomer component and the resulting copolymer. Is preferably used.

水等の溶媒の使用量としては、全単量体成分の総量100質量%に対して40〜200質量%が好ましい。より好ましくは、45質量%以上であり、更に好ましくは、50質量%以上である。また、より好ましくは、180質量%以下であり、更に好ましくは、150質量%以下である。溶媒の使用量が40質量%未満であると、得られる共重合体の分子量が高くなるおそれがあり、200質量%を超えると、得られる共重合体の濃度が低くなり、溶媒除去が必要となるおそれがある。なお、溶媒は、重合初期に一部又は全量を反応容器内に仕込んでおけばよいが、溶媒の一部を重合反応中に反応系内に添加(滴下)してもよいし、単量体成分や開始剤等を予め溶媒に溶解させた形で、これらの成分と共に重合反応中に反応系内に添加(滴下)してもよい。 As usage-amount of solvents, such as water, 40-200 mass% is preferable with respect to 100 mass% of total amounts of all the monomer components. More preferably, it is 45 mass% or more, More preferably, it is 50 mass% or more. Moreover, More preferably, it is 180 mass% or less, More preferably, it is 150 mass% or less. If the amount of the solvent used is less than 40% by mass, the resulting copolymer may have a high molecular weight. If it exceeds 200% by mass, the concentration of the obtained copolymer will be low, and solvent removal is required. There is a risk. The solvent may be partly or wholly charged in the reaction vessel in the initial stage of polymerization, but a part of the solvent may be added (dropped) into the reaction system during the polymerization reaction, or the monomer. Components, initiators, and the like may be added (dropped) into the reaction system during the polymerization reaction together with these components in a form in which the components and initiator are dissolved in advance.

上記製造方法において、単量体成分、重合開始剤及び連鎖移動剤の反応容器への添加方法としては、滴下、分割投入等の連続投入方法を適用することができる。また、それぞれ単独で反応容器へ導入してもよく、他の成分や、溶媒等とあらかじめ混合しておいてもよい。
具体的な添加方法としては、反応容器に単量体成分の全てを仕込み、重合開始剤を反応容器内に添加することによって共重合を行う方法;反応容器に単量体成分の一部を仕込み、重合開始剤と残りの単量体成分とを反応容器内に連続してあるいは段階的に(好ましくは連続して)添加することによって共重合を行う方法;反応容器に重合溶媒を仕込み、単量体成分と重合開始剤の全量を添加する方法;等が挙げられる。このような方法の中でも、得られる共重合体の分子量分布を狭く(シャープに)することができ、汚れの分散性や再汚染防止能を向上することができることから、重合開始剤と単量体成分とを反応容器に逐次滴下する方法で共重合を行うことが好ましい。このような重合は、回分式でも連続式でも行うことができる。
In the above production method, as a method for adding the monomer component, the polymerization initiator and the chain transfer agent to the reaction vessel, a continuous charging method such as dropping or divided charging can be applied. In addition, each may be introduced alone into the reaction vessel, or may be mixed in advance with other components, a solvent, or the like.
As a specific addition method, a method in which all of the monomer components are charged into a reaction vessel and copolymerization is performed by adding a polymerization initiator into the reaction vessel; a portion of the monomer components are charged into the reaction vessel. A method of carrying out copolymerization by adding a polymerization initiator and the remaining monomer component continuously or stepwise (preferably continuously) into a reaction vessel; charging a polymerization solvent into the reaction vessel; A method of adding the total amount of the monomer component and the polymerization initiator; Among these methods, since the molecular weight distribution of the obtained copolymer can be narrowed (sharpened) and the dispersibility of dirt and the ability to prevent recontamination can be improved, a polymerization initiator and a monomer It is preferable to carry out the copolymerization by a method in which the components are successively dropped into the reaction vessel. Such polymerization can be carried out either batchwise or continuously.

<重合条件>
上記製造方法において、重合温度等の重合条件は、用いられる重合方法、溶媒、重合開始剤等により適宜定められるが、重合温度としては、0℃以上であることが好ましく、また、150℃以下であることが好ましい。より好ましくは、40℃以上であり、更に好ましくは、60℃以上であり、特に好ましくは、70℃以上である。また、より好ましくは、120℃以下であり、更に好ましくは、110℃以下である。
特に、亜硫酸(塩)を用いる場合には、重合温度は60℃〜95℃が好ましい。より好ましくは70℃〜95℃、更に好ましくは70℃〜90℃である。60℃未満では、亜硫酸(塩)由来の不純物が多量に生成するおそれがある。一方、95℃を越えると、有毒な亜硫酸ガスが放出されるおそれがある。
上記重合温度は、重合反応において、常にほぼ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、適当な昇温時間又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、重合反応中に経時的に温度変動(昇温又は降温)させてもよい。
<Polymerization conditions>
In the above production method, the polymerization conditions such as the polymerization temperature are appropriately determined depending on the polymerization method used, the solvent, the polymerization initiator, etc. The polymerization temperature is preferably 0 ° C. or higher, and 150 ° C. or lower. Preferably there is. More preferably, it is 40 degreeC or more, More preferably, it is 60 degreeC or more, Most preferably, it is 70 degreeC or more. Moreover, More preferably, it is 120 degrees C or less, More preferably, it is 110 degrees C or less.
In particular, when sulfurous acid (salt) is used, the polymerization temperature is preferably 60 ° C to 95 ° C. More preferably, it is 70 degreeC-95 degreeC, More preferably, it is 70 degreeC-90 degreeC. If it is less than 60 degreeC, there exists a possibility that the impurity derived from a sulfurous acid (salt) may produce | generate in large quantities. On the other hand, when it exceeds 95 ° C., toxic sulfurous acid gas may be released.
The polymerization temperature does not necessarily need to be kept almost constant in the polymerization reaction. For example, the polymerization is started from room temperature, the temperature is raised to a set temperature with an appropriate temperature increase time or rate, and then the set temperature is increased. You may make it hold | maintain and you may carry out temperature fluctuation (temperature rise or temperature fall) with time during a polymerization reaction according to dripping methods, such as a monomer component and an initiator.

重合時間は特に制限されないが、好ましくは30〜420分であり、より好ましくは45〜390分であり、更に好ましくは60〜360分であり、最も好ましくは90〜300分である。なお、本発明において「重合時間」とは、特に断らない限り、単量体を添加している時間、すなわち、単量体の添加を開始してから終了するまでの時間を表す。 The polymerization time is not particularly limited, but is preferably 30 to 420 minutes, more preferably 45 to 390 minutes, still more preferably 60 to 360 minutes, and most preferably 90 to 300 minutes. In the present invention, “polymerization time” represents the time during which a monomer is added, that is, the time from the start of addition of the monomer to the end unless otherwise specified.

上記重合方法における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、得られる共重合体の分子量を適切に制御する観点では、常圧下、又は、反応系内を密閉し、加圧下で行うのが好ましい。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を必要としない点では、常圧(大気圧)下で行うのが好ましい。
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 in the polymerization method may be any of normal pressure (atmospheric pressure), reduced pressure, and increased pressure. However, from the viewpoint of appropriately controlling the molecular weight of the resulting copolymer, It is preferable to carry out under pressure or under pressure while sealing the reaction system. Moreover, it is preferable to carry out under a normal pressure (atmospheric pressure) in the point which does not require equipment, such as a pressurization apparatus, a pressure reduction apparatus, a pressure-resistant reaction container, 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.

上記重合方法における重合中のpHは、特に制限されない。上記連鎖移動剤として、重亜硫酸塩を使用する場合は、酸性条件下で行うことが好ましい。 The pH during the polymerization in the polymerization method is not particularly limited. When bisulfite is used as the chain transfer agent, it is preferably carried out under acidic conditions.

〔本発明の両性重合体及び両性重合体組成物の用途〕
本発明の両性重合体(又は両性重合体組成物)は、凝固剤、凝集剤、印刷インク、接着剤、土壌調整(改質)剤、難燃剤、スキンケア剤、ヘアケア剤、シャンプー・ヘアースプレー・石鹸・化粧品用添加剤、アニオン交換樹脂、繊維・写真用フィルムの染料媒染剤や助剤、製紙における顔料展着剤、紙力増強剤、乳化剤、防腐剤、織物・紙の柔軟剤、潤滑油の添加剤、水処理剤、繊維処理剤、分散剤、スケール防止剤(スケール抑制剤)、金属イオン封止剤、増粘剤、各種バインダー、乳化剤等として用いられうる。
[Use of amphoteric polymer and amphoteric polymer composition of the present invention]
The amphoteric polymer (or amphoteric polymer composition) of the present invention comprises a coagulant, a flocculant, printing ink, adhesive, soil conditioner (modifier), flame retardant, skin care agent, hair care agent, shampoo, hair spray, Additives for soaps and cosmetics, anion exchange resins, dye mordants and auxiliaries for fibers and photographic films, pigment spreaders in papermaking, paper strength enhancers, emulsifiers, preservatives, fabric and paper softeners, lubricants It can be used as an additive, water treatment agent, fiber treatment agent, dispersant, scale inhibitor (scale inhibitor), metal ion sealant, thickener, various binders, emulsifiers and the like.

<水処理剤>
本発明の両性重合体(又は両性重合体組成物)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よい。
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。
<Water treatment agent>
The amphoteric polymer (or amphoteric polymer composition) of the present invention can be used as a water treatment agent. For the water treatment agent, polymerized phosphates, phosphonates, anticorrosives, slime control agents, and chelating agents may be used as other compounding agents as necessary.
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>
本発明の両性重合体(又は両性重合体組成物)はまた、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、過酸化物及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、本発明の両性重合体(又は両性重合体組成物)とを含む。
上記繊維処理剤における本発明の両性重合体の含有量は、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。
以下に、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、過酸化物及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。
本発明の両性重合体と、染色剤、過酸化物及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、過酸化物及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。
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及びこれらの織物及び混紡品が挙げられる。
上記繊維処理剤を精錬工程に適用する場合は、本発明の重合体と、アルカリ剤及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。
<Fiber treatment agent>
The amphoteric polymer (or amphoteric polymer composition) of the present invention can also 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 amphoteric polymer (or amphoteric polymer composition) of the present invention.
The content of the amphoteric 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.
Below, the compounding example of a fiber processing agent 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.
The blending ratio of the amphoteric 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, for improving the whiteness, color unevenness, and dyeing tempering of the fiber. In the amount of pure fiber treatment agent, 0.1 to 100 parts by weight of at least one selected from the group consisting of a dye, a peroxide and a surfactant is used with respect to 1 part by weight of the polymer of the present invention. It is preferable to use the composition mix | blended in this ratio as a fiber processing agent.
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.
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. When applied to the bleaching step, it is preferable to blend the polymer 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.

<無機顔料分散剤>
本発明の両性重合体(又は両性重合体組成物)はまた、無機顔料分散剤に用いることができる。該無機顔料分散剤には、必要に応じて、他の配合剤として、縮合リン酸及びその塩、ホスホン酸及びその塩、ポリビニルアルコールを用いてもよい。
上記無機顔料分散剤中における、本発明の両性重合体の含有量は、無機顔料分散剤全体に対して、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。
上記無機顔料分散剤は、紙コーティングに用いられる重質ないしは軽質炭酸カルシウム、クレイの無機顔料の分散剤として良好な性能を発揮し得る。例えば、無機顔料分散剤を無機顔料に少量添加して水中に分散することにより、低粘度でしかも高流動性を有し、かつ、それらの性能の経日安定性が良好な、高濃度炭酸カルシウムスラリーのような高濃度無機顔料スラリーを製造することができる。
上記無機顔料分散剤を無機顔料の分散剤として用いる場合、該無機顔料分散剤の使用量は、無機顔料100重量部に対して、0.05〜2.0重量部が好ましい。該無機顔料分散剤の使用量が上記範囲内にあることによって、充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。
<Inorganic pigment dispersant>
The amphoteric polymer (or amphoteric polymer composition) of the present invention can also be used as an inorganic pigment dispersant. If necessary, the inorganic pigment dispersant may contain condensed phosphoric acid and a salt thereof, phosphonic acid and a salt thereof, and polyvinyl alcohol as another compounding agent.
The content of the amphoteric polymer of the present invention in the inorganic pigment dispersant is preferably 5 to 100% by weight with respect to the whole inorganic pigment dispersant. Further, any appropriate water-soluble polymer may be included as long as it does not affect the performance and effect.
The inorganic pigment dispersant can exhibit good performance as a dispersant for heavy or light calcium carbonate or clay inorganic pigment used in paper coating. For example, by adding a small amount of an inorganic pigment dispersant to an inorganic pigment and dispersing it in water, high concentration calcium carbonate having low viscosity and high fluidity and good aging stability of their performance. High concentration inorganic pigment slurries such as slurries can be produced.
When the inorganic pigment dispersant is used as a dispersant for an inorganic pigment, the amount of the inorganic pigment dispersant used is preferably 0.05 to 2.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the inorganic pigment. When the amount of the inorganic 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.

以下に実施例を掲げて本発明を更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。
カチオン性基含有単量体およびイソプレノールのエチレンオキシド付加物は、液体クロマトグラフィーにより定量した。また、重合体の重量平均分子量及び炭酸カルシウム分散能と水酸化鉄分散能は、下記方法に従って測定した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “part” means “part by mass” and “%” means “% by mass”.
The cationic group-containing monomer and the isoprenol ethylene oxide adduct were quantified by liquid chromatography. Moreover, the weight average molecular weight, calcium carbonate dispersibility, and iron hydroxide dispersibility of the polymer were measured according to the following methods.

<カチオン性基含有単量体およびイソプレノールのエチレンオキシド付加物の定量方法>
カチオン性基含有単量体およびイソプレノールのエチレンオキシド付加物の定量は、以下の条件の高速クロマトグラフィーで行った。
カラム:株式会社資生堂製 CAPCELL PAK C8 DD 4.6mmΦ×250mm 5μm
温度:40.0℃
溶離液:10mMリン酸Na(pH6.8)/アセトニトリル=55/45vol%(体積比)
流速:0.1ml/min
検出器:RI、UV(検出波長210nm)。
<Method for quantifying cationic group-containing monomer and isoprenol ethylene oxide adduct>
The quantitative determination of the cationic group-containing monomer and the ethylene oxide adduct of isoprenol was performed by high-speed chromatography under the following conditions.
Column: manufactured by Shiseido Co., Ltd. CAPCELL PAK C8 DD 4.6 mmΦ × 250 mm 5 μm
Temperature: 40.0 ° C
Eluent: 10 mM Na phosphate (pH 6.8) / acetonitrile = 55/45 vol% (volume ratio)
Flow rate: 0.1 ml / min
Detector: RI, UV (detection wavelength 210 nm).

<カルボキシル基含有単量体等の定量>
装置:東ソー社製HLC8320
検出器:UV(214nm)
カラム:東ソー社製 TSKgel guardcolumnα,α‐M,α‐2500
カラム温度:40℃
流速:0.5ml/min.
溶離液:0.1N酢酸ナトリウム/アセトニトリル=3/1(質量比)。
<Quantification of carboxyl group-containing monomers>
Apparatus: HLC8320 manufactured by Tosoh Corporation
Detector: UV (214 nm)
Column: TSKgel guardcolumn α, α-M, α-2500 manufactured by Tosoh Corporation
Column temperature: 40 ° C
Flow rate: 0.5 ml / min.
Eluent: 0.1N sodium acetate / acetonitrile = 3/1 (mass ratio).

<重量平均分子量の測定条件>
装置:東ソー社製HLC8320
検出器:RI
カラム:東ソー社製 TSKgel guardcolumnα,α‐M,α‐2500
カラム温度:40℃
流速:0.5ml/min.
検量線:ジーエルサイエンス株式会社製 POLYETHYLENGLYCOL STANDARD
溶離液:0.1N酢酸ナトリウム/アセトニトリル=3/1(質量比)。
<Measurement conditions of weight average molecular weight>
Apparatus: HLC8320 manufactured by Tosoh Corporation
Detector: RI
Column: TSKgel guardcolumn α, α-M, α-2500 manufactured by Tosoh Corporation
Column temperature: 40 ° C
Flow rate: 0.5 ml / min.
Calibration curve: POLYETHYLENGLYCOL STANDARD made by GL Sciences Inc.
Eluent: 0.1N sodium acetate / acetonitrile = 3/1 (mass ratio).

<固形分の測定>
窒素雰囲気下、130℃に加熱したオーブンで、本発明の重合体(本発明の重合体組成物1.0gに水1.0gを加えたもの)を1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。
<Measurement of solid content>
In an oven heated to 130 ° C. in a nitrogen atmosphere, the polymer of the present invention (1.0 g of the polymer composition of the present invention plus 1.0 g of water) was allowed to stand for 1 hour for drying treatment. From the weight change before and after drying, the solid content (%) and the volatile component (%) were calculated.

<炭酸カルシウム分散能>
グリシン67.56g、塩化ナトリウム52.6g、水酸化ナトリウム2.4gに純水を加え、600gとした(これをバッファー(1)とする。バッファー(1)60gに塩化カルシウムに水和物0.3268gを加え、さらに純水を加え1000gとした(これをバッファー(2)とする)。測定対象の共重合体0.1質量%水溶液4gにバッファー(2)36gを加え、撹拌し、分散液とした。試験管(IWAKI GLASS製、直径18mm、高さ180mm)に炭酸カルシウム(関東化学製)0.6gを入れたあと、上記の分散液30gを入れて密封した。試験管を振り、炭酸カルシウムを均一に分散させた。その後、試験管を20時間静置したのちに、上澄みを5cc取り、UV分光器(波長380nm)で吸光度を測定した。この値が大きいほど炭酸カルシウム分散能が高いことを示す。
<Calcium carbonate dispersibility>
Pure water was added to 67.56 g of glycine, 52.6 g of sodium chloride, and 2.4 g of sodium hydroxide to obtain 600 g (this is referred to as buffer (1). 3268 g was added, and pure water was further added to make 1000 g (this is referred to as buffer (2)) 36 g of buffer (2) was added to 4 g of 0.1% by weight aqueous solution of the copolymer to be measured, and the dispersion was stirred. After 0.6 g of calcium carbonate (manufactured by Kanto Chemical) was put into a test tube (IWAKI GLASS, diameter 18 mm, height 180 mm), 30 g of the above dispersion was added and sealed. After the test tube was allowed to stand for 20 hours, 5 cc of the supernatant was taken and the absorbance was measured with a UV spectrometer (wavelength 380 nm). It shows high calcium carbonate dispersibility.

<水酸化鉄分散能>
グリシン67.56g、塩化ナトリウム52.6g、水酸化ナトリウム2.4gに純水を加え、600gとした(これをバッファー(1)とする。バッファー(1)60gに塩化カルシウムに水和物0.3268gを加え、さらに純水を加え1000gとした(これをバッファー(2)とする)。測定対象の共重合体0.1質量%水溶液4gにバッファー(2)36gを加え、撹拌し、分散液とした。試験管(IWAKI GLASS製、直径18mm、高さ180mm)に酸化水酸化鉄(III)(関東化学製)0.3gを入れたあと、上記の分散液30gを入れて密封した。試験管を振り、水酸化鉄を均一に分散させた。その後、試験管を20時間静置したのちに、上澄みを5cc取り、UV分光器(波長380nm)で吸光度を測定した。この値が大きいほど水酸化鉄分散能が高いことを示す。
<Iron hydroxide dispersibility>
Pure water was added to 67.56 g of glycine, 52.6 g of sodium chloride, and 2.4 g of sodium hydroxide to obtain 600 g (this is referred to as buffer (1). 3268 g was added, and pure water was further added to make 1000 g (this is referred to as buffer (2)) 36 g of buffer (2) was added to 4 g of 0.1% by weight aqueous solution of the copolymer to be measured, and the dispersion was stirred. After putting 0.3 g of iron oxide hydroxide (III) (manufactured by Kanto Chemical) into a test tube (made by IWAKI GLASS, diameter 18 mm, height 180 mm), 30 g of the above dispersion was added and sealed. After shaking the tube to uniformly disperse the iron hydroxide, the test tube was allowed to stand for 20 hours, and then 5 cc of the supernatant was taken and the absorbance was measured with a UV spectrometer (wavelength 380 nm). It shows that iron hydroxide dispersibility is so high.

<単量体合成例1>
1L4つ口フラスコを用いて、IPN10を400g、エピクロルヒドリン351.4g及び48質量%水酸化ナトリウム水溶液(以下、「48%NaOH」とも称する。)94.9gを仕込み、50℃に保ちながら6時間攪拌し、反応させた。反応後、生成する塩を除去した後、残った有機層からエピクロルヒドリンと水とを除去して中間体(IPEG10)を324.9g、IPN10を64.1gを含む反応液を451.2gを得た。次に、1L4つ口フラスコを用いて、IPEG10を324.9g含む反応液451.2gと30質量%トリメチルアミン塩酸塩水溶液268.7gを仕込み、50℃に保ちながら8時間反応させ、IPN10のカチオン化物(以下、IPEC10とも称する。)を336.4g、IPN10を63.8g含む反応液(以下、単量体組成物(1)と称す。)を719.9g得た。
<Monomer Synthesis Example 1>
Using a 1 L four-necked flask, 400 g of IPN10, 351.4 g of epichlorohydrin, and 94.9 g of 48% by mass aqueous sodium hydroxide (hereinafter also referred to as “48% NaOH”) were charged and stirred for 6 hours while maintaining at 50 ° C. And reacted. After the reaction, the generated salt was removed, and then the epichlorohydrin and water were removed from the remaining organic layer to obtain 451.2 g of a reaction solution containing 324.9 g of intermediate (IPEG10) and 64.1 g of IPN10. . Next, using a 1 L four-necked flask, 451.2 g of a reaction solution containing 324.9 g of IPEG10 and 268.7 g of 30% by mass trimethylamine hydrochloride aqueous solution were charged and reacted for 8 hours while maintaining at 50 ° C. 719.9 g of a reaction solution (hereinafter referred to as monomer composition (1)) containing 336.4 g (hereinafter also referred to as IPEC10) and 63.8 g of IPN10 was obtained.

<単量体合成例2>
上記合成例1と同様にして合成したIPEG10を100.0gとジエタノールアミン17.4gを仕込み、80℃に保ちながら8時間攪拌し、単量体組成物(2)を117.4g得た。液体クロマトグラフィーによる分析の結果、IPN10のアミノ化物(すなわち一般式(1)においてR中の窒素原子に結合する有機基二つが−CHCHOH基であるもの、以下、IPEA10−DEAとも称する。)が102.3g、IPN10が4.3g含まれていた。
<Monomer Synthesis Example 2>
100.0 g of IPEG10 synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 and 17.4 g of diethanolamine were charged and stirred for 8 hours while maintaining at 80 ° C., to obtain 117.4 g of a monomer composition (2). As a result of analysis by liquid chromatography, an amination product of IPN10 (that is, in which two organic groups bonded to the nitrogen atom in R 3 in the general formula (1) are —CH 2 CH 2 OH groups, hereinafter referred to as IPEA10-DEA) 102.3 g) and IPN10 (4.3 g).

<両性重合体の製造>
<実施例1>
還流冷却器、攪拌機(パドル翼)を備えた容量500mLのガラス製セパラブルフラスコに、純水40.0g、および、モール塩0.0018gを仕込み、攪拌しながら、70℃まで昇温して重合反応系とした。次に、攪拌下、70℃に保持された重合反応系中に、80%アクリル酸水溶液(以下、80%AAと称す。)45.0g、単量体組成物(1)57.8g、60%IPN50水溶液を36.5g、15%過硫酸ナトリウム水溶液(以下、15%NaPSと称す。)26.0g、35%亜硫酸水素ナトリウム(以下、35%SBSと称す。)23.9gを、それぞれ別々のノズルより滴下した。
各溶液の滴下開始は同時とし、各溶液の滴下時間は、80%AAについては180分間、単量体組成物(1)については120分間、60%IPN50については120分間、15%NaPSについては190分間、35%SBSについては180分間とした。また、各溶液の滴下速度は一定とし、各溶液の滴下は連続的に行った。15%NaPSの滴下終了後、更に30分間、上記反応溶液を70℃に保持(熟成)して重合を終了した。重合終了後、重合反応液を攪拌、放冷してから、48%水酸化ナトリウム(以下、48%NaOHと略す。)29.2gを加えて中和した。このようにして、共重合体(1)を含む固形分濃度46%の両性重合体組成物(1)を得た。重量平均分子量は50000であった。
<Production of amphoteric polymer>
<Example 1>
A 500 mL glass separable flask equipped with a reflux condenser and a stirrer (paddle blade) was charged with 40.0 g of pure water and 0.0018 g of Mole salt, and heated to 70 ° C. while stirring to polymerize. The reaction system was used. Next, in a polymerization reaction system maintained at 70 ° C. with stirring, 45.0 g of an 80% aqueous acrylic acid solution (hereinafter referred to as 80% AA), 57.8 g of monomer composition (1), 60 % IPN50 aqueous solution 36.5 g, 15% sodium persulfate aqueous solution (hereinafter referred to as 15% NaPS) 26.0 g, 35% sodium bisulfite (hereinafter referred to as 35% SBS) 23.9 g, respectively. It was dripped from the nozzle.
The dripping start of each solution is simultaneous, and the dropping time of each solution is 180 minutes for 80% AA, 120 minutes for monomer composition (1), 120 minutes for 60% IPN50, and 15% NaPS. 190 minutes and 35% SBS for 180 minutes. Moreover, the dropping rate of each solution was made constant, and each solution was dropped continuously. After completion of the dropwise addition of 15% NaPS, the reaction solution was kept at 70 ° C. (ripening) for 30 minutes to complete the polymerization. After completion of the polymerization, the polymerization reaction solution was stirred and allowed to cool, and then neutralized by adding 29.2 g of 48% sodium hydroxide (hereinafter abbreviated as 48% NaOH). Thus, an amphoteric polymer composition (1) containing a copolymer (1) and having a solid content concentration of 46% was obtained. The weight average molecular weight was 50000.

<実施例2>
還流冷却器、攪拌機(パドル翼)を備えた容量500mLのガラス製セパラブルフラスコに、純水45.0g、および、モール塩0.0012gを仕込み、攪拌しながら、70℃まで昇温して重合反応系とした。次に、攪拌下、70℃に保持された重合反応系中に、80%AAを40.5g、単量体組成物(2)27.9g、60%IPN50水溶液を38.8g、15%NaPSを23.3g、35%SBSを5.0g、純水9.9gを、それぞれ別々のノズルより滴下した。
各溶液の滴下開始は同時とし、各溶液の滴下時間は、80%AAについては180分間、単量体組成物(2)については150分間、60%IPN50については150分間、15%NaPSについては190分間、35%SBSについては180分間とした。また、各溶液の滴下速度は一定とし、各溶液の滴下は連続的に行った。15%NaPSの滴下終了後、更に30分間、上記反応溶液を70℃に保持(熟成)して重合を終了した。重合終了後、重合反応液を攪拌、放冷してから、48%水酸化ナトリウム(以下、48%NaOHと略す。)26.3gを加えて中和した。このようにして、共重合体(2)を含む固形分濃度45%の両性重合体組成物(2)を得た。重量平均分子量は50000であった。
<Example 2>
A 500 mL glass separable flask equipped with a reflux condenser and a stirrer (paddle blade) was charged with 45.0 g of pure water and 0.0012 g of Mole salt, and the temperature was raised to 70 ° C. while stirring to polymerize. The reaction system was used. Next, 40.5 g of 80% AA, 27.9 g of monomer composition (2), 38.8 g of 60% IPN50 aqueous solution, and 15% NaPS in a polymerization reaction system maintained at 70 ° C. with stirring. 23.3 g, 35% SBS 5.0 g, and pure water 9.9 g were dropped from separate nozzles.
The dropping start of each solution is simultaneous, and the dropping time of each solution is 180 minutes for 80% AA, 150 minutes for monomer composition (2), 150 minutes for 60% IPN50, and 15% NaPS. 190 minutes and 35% SBS for 180 minutes. Moreover, the dropping rate of each solution was made constant, and each solution was dropped continuously. After completion of the dropwise addition of 15% NaPS, the reaction solution was kept at 70 ° C. (ripening) for 30 minutes to complete the polymerization. After completion of the polymerization, the polymerization reaction solution was stirred and allowed to cool, and then 26.3 g of 48% sodium hydroxide (hereinafter abbreviated as 48% NaOH) was added for neutralization. Thus, an amphoteric polymer composition (2) having a solid content concentration of 45% containing the copolymer (2) was obtained. The weight average molecular weight was 50000.

<比較例1>
還流冷却器、攪拌機(パドル翼)を備えた容量500mLのガラス製セパラブルフラスコに、純水50.0g、および、モール塩0.0018gを仕込み、攪拌しながら、70℃まで昇温して重合反応系とした。次に、攪拌下、70℃に保持された重合反応系中に、80%AAを45.0g、単量体組成物(1)57.8g、80%IPN10水溶液を27.3g、15%NaPSを27.7g、35%SBSを5.1g、純水11.6gをそれぞれ別々のノズルより滴下した。
各溶液の滴下開始は同時とし、各溶液の滴下時間は、80%AAについては180分間、単量体組成物(1)については150分間、80%IPN10については150分間、15%NaPSについては190分間、35%SBSについては180分間、および、純水については180分間とした。また、各溶液の滴下速度は一定とし、各溶液の滴下は連続的に行った。15%NaPSの滴下終了後、更に30分間、上記反応溶液を70℃に保持(熟成)して重合を終了した。重合終了後、重合反応液を攪拌、放冷してから、48%NaOHを29.2g加えて中和した。このようにして、比較共重合体(1)を含む固形分濃度46%の比較両性重合体組成物(1)を得た。重量平均分子量は46000であった。
<Comparative Example 1>
A 500 mL glass separable flask equipped with a reflux condenser and a stirrer (paddle blade) was charged with 50.0 g of pure water and 0.0018 g of Mole salt, and the temperature was raised to 70 ° C. while stirring to polymerize. The reaction system was used. Next, 45.0 g of 80% AA, 57.8 g of monomer composition (1), 27.3 g of 80% IPN10 aqueous solution, and 15% NaPS in a polymerization reaction system maintained at 70 ° C. with stirring. 27.7 g, 35% SBS 5.1 g, and pure water 11.6 g were dropped from separate nozzles.
The dripping start of each solution is simultaneous, and the dripping time of each solution is 180 minutes for 80% AA, 150 minutes for monomer composition (1), 150 minutes for 80% IPN10, and 15% NaPS. 190 minutes, 35% SBS for 180 minutes, and pure water for 180 minutes. Moreover, the dropping rate of each solution was made constant, and each solution was dropped continuously. After completion of the dropwise addition of 15% NaPS, the reaction solution was kept at 70 ° C. (ripening) for 30 minutes to complete the polymerization. After completion of the polymerization, the polymerization reaction solution was stirred and allowed to cool, and then neutralized by adding 29.2 g of 48% NaOH. In this way, a comparative amphoteric polymer composition (1) having a solid content concentration of 46% containing the comparative copolymer (1) was obtained. The weight average molecular weight was 46000.

<実施例3>
重合体組成物(1)〜(2)、及び比較重合体組成物(1)〜(2)について、上記方法に従って炭酸カルシウム分散能と水酸化鉄分散能について評価を行なった。結果を表1にまとめた。
<Example 3>
The polymer compositions (1) to (2) and the comparative polymer compositions (1) to (2) were evaluated for calcium carbonate dispersibility and iron hydroxide dispersibility according to the above-described methods. The results are summarized in Table 1.

Figure 2014189634
Figure 2014189634

表1から明らかなように、本発明における両性重合体は、従来の比較両性重合体組成物に比して、有意に優れた炭酸カルシウム分散能と水酸化鉄分散能を有している。以上により、本発明の両性重合体は、水処理剤用添加剤として、好ましく使用できることが明らかとなった。 As is clear from Table 1, the amphoteric polymer in the present invention has significantly superior calcium carbonate dispersibility and iron hydroxide dispersibility compared to conventional comparative amphoteric polymer compositions. From the above, it has been clarified that the amphoteric polymer of the present invention can be preferably used as an additive for water treatment agents.

Claims (2)

下記一般式(1)で表されるカチオン性基含有単量体(A)に由来する構造単位(a)と、下記一般式(2)で表されるポリアルキレングリコール系単量体(B)に由来する構造単位(b)及びカルボキシル基含有単量体(C)に由来する構造単位(c)とを必須とする両性重合体であって、
カチオン性基含有単量体(A)に由来する構造単位(a)に含まれるアルキレングルコール単位の繰り返しを示す平均付加モル数nとポリアルキレングリコール系単量体(B)に由来する構造単位(b)に含まれるアルキレングルコール単位の繰り返しを示す平均付加モル数mが、m>nの関係であって、
該両性重合体は、該両性重合体を形成する全単量体に由来する構造単位の総量100質量%に対して、構造単位(a)を1〜98質量%含み、構造単位(b)を1〜98質量%含み、構造単位(c)を1〜98質量%含むことを特徴とする両性重合体。
Figure 2014189634
上記一般式(1)中、Rは、水素原子又はCH基を表す。Rは、CH基、CHCH基、CO基(カルボニル基)又は直接結合を表す。Rは、炭素数1〜5の有機基を表す。
は、窒素原子含有置換基を示し、その他の置換基としては、水素原子又は炭素数1〜60の3級アミン又は4級アンモニウム塩を示す。Zは、同一若しくは異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表す。nは、オキシアルキレン基(−Z−O−)の平均付加モル数であって、1〜300の数を表す。
Figure 2014189634
上記一般式(2)中、Rは、水素原子又はCH基を表す。R1は、CH基、CHCH基、CO基(カルボニル基)又は直接結合を表す。Zは、同一若しくは異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表す。mは、オキシアルキレン基(−Z−O−)の平均付加モル数であって、1〜300の数を表す。Yは、水素原子又は炭素数8〜20の有機基を表す。
The structural unit (a) derived from the cationic group-containing monomer (A) represented by the following general formula (1), and the polyalkylene glycol monomer (B) represented by the following general formula (2) An amphoteric polymer essentially comprising a structural unit derived from (b) and a structural unit derived from a carboxyl group-containing monomer (C) (c),
Structural unit derived from polyalkylene glycol monomer (B) and average added mole number n indicating repeat of alkylene glycol unit contained in structural unit (a) derived from cationic group-containing monomer (A) The average added mole number m indicating the repetition of the alkylene glycol unit contained in (b) is a relationship of m> n,
The amphoteric polymer contains 1 to 98% by mass of the structural unit (a) with respect to 100% by mass of the total amount of structural units derived from all monomers forming the amphoteric polymer, and includes the structural unit (b). An amphoteric polymer containing 1 to 98% by mass and containing 1 to 98% by mass of the structural unit (c).
Figure 2014189634
In the general formula (1), R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group. R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group, a CO group (carbonyl group) or a direct bond. R 2 represents an organic group having 1 to 5 carbon atoms.
R 3 represents a nitrogen atom-containing substituent, and the other substituent is a hydrogen atom, a tertiary amine having 1 to 60 carbon atoms, or a quaternary ammonium salt. Z is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. n is the average addition mole number of an oxyalkylene group (—Z—O—) and represents a number of 1 to 300.
Figure 2014189634
In the general formula (2), R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group. R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group, a CO group (carbonyl group) or a direct bond. Z is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. m is an average addition mole number of an oxyalkylene group (—Z—O—) and represents a number of 1 to 300. Y represents a hydrogen atom or an organic group having 8 to 20 carbon atoms.
下記一般式(1)で表されるカチオン性基含有単量体(A)と、下記一般式(2)で表されるポリアルキレングリコール系単量体(B)及びカルボキシル基含有単量体(C)とを重合させる工程を含む両性重合体の製造方法であって、
該下記一般式(1)で表されるカチオン性基含有単量体(A)に由来する構造単位(a)に含まれるアルキレングルコール単位の繰り返しを示す平均付加モル数nと該下記一般式(2)で表されるポリアルキレングリコール系単量体(B)に由来する構造単位(b)に含まれるアルキレングルコール単位の繰り返しを示す平均付加モル数mが、m>nの関係であって、
該製造方法は、使用する全単量体の総量100質量%に対して単量体(A)を1〜98質量%、単量体(B)を1〜98質量%、単量体(C)を1〜98質量%使用することを特徴とする両性重合体の製造方法。
Figure 2014189634
上記一般式(1)中、Rは、水素原子又はCH基を表す。Rは、CH基、CHCH基、CO基(カルボニル基)又は直接結合を表す。Rは、炭素数1〜5の有機基を表す。
は、窒素原子含有置換基を示し、その他の置換基としては、水素原子又は炭素数1〜60の3級アミン又は4級アンモニウム塩を示す。Zは、同一若しくは異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表す。nは、オキシアルキレン基(−Z−O−)の平均付加モル数であって、1〜300の数を表す。
Figure 2014189634
上記一般式(2)中、Rは、水素原子又はCH基を表す。R1は、CH基、CHCH基、CO基(カルボニル基)又は直接結合を表す。Zは、同一若しくは異なって、炭素数2〜20のアルキレン基を表す。mは、オキシアルキレン基(−Z−O−)の平均付加モル数であって、1〜300の数を表す。Yは、水素原子又は炭素数8〜20の有機基を表す。
A cationic group-containing monomer (A) represented by the following general formula (1), a polyalkylene glycol monomer (B) represented by the following general formula (2), and a carboxyl group-containing monomer ( A process for producing an amphoteric polymer comprising a step of polymerizing (C) with:
The average addition mole number n indicating the repetition of alkylene glycol units contained in the structural unit (a) derived from the cationic group-containing monomer (A) represented by the following general formula (1) and the following general formula The average added mole number m indicating the repetition of the alkylene glycol unit contained in the structural unit (b) derived from the polyalkylene glycol monomer (B) represented by (2) is such that m> n. And
In the production method, the monomer (A) is 1 to 98% by mass, the monomer (B) is 1 to 98% by mass, the monomer (C ) Is used in an amount of 1 to 98% by mass.
Figure 2014189634
In the general formula (1), R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group. R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group, a CO group (carbonyl group) or a direct bond. R 2 represents an organic group having 1 to 5 carbon atoms.
R 3 represents a nitrogen atom-containing substituent, and the other substituent is a hydrogen atom, a tertiary amine having 1 to 60 carbon atoms, or a quaternary ammonium salt. Z is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. n is the average addition mole number of an oxyalkylene group (—Z—O—) and represents a number of 1 to 300.
Figure 2014189634
In the general formula (2), R 0 represents a hydrogen atom or a CH 3 group. R 1 represents a CH 2 group, a CH 2 CH 2 group, a CO group (carbonyl group) or a direct bond. Z is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms. m is an average addition mole number of an oxyalkylene group (—Z—O—) and represents a number of 1 to 300. Y represents a hydrogen atom or an organic group having 8 to 20 carbon atoms.
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