JP2015163659A - Stabilizer for emulsion polymerization - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stabilizer for emulsion polymerization exhibiting excellent dispersibility during an emulsion polymerization, capable of providing high viscosity aqueous emulsion and further excellent in strength of coating formed from the aqueous emulsion.SOLUTION: There is provided a stabilizer for emulsion polymerization containing a vinyl alcohol-based polymer (A), a ratio of a weight average molecular weight (Mw(A)) to a number average molecular weight (Mn(A)) of the vinyl alcohol-based polymer (A), (Mw(A)/Mn(A)), is 3 to 8, and the ratio of the weight average molecular weight (Mw(B)) to the number average molecular weight (Mn(B)) of a vinyl alcohol-based polymer (B) obtained by treatment of the vinyl alcohol-based polymer (A) in a sodium hydroxide solution at 40°C for 1 hour, (Mw(B)/Mn(N)), is 2 or more and less than 3.

Description

本発明は、乳化重合用安定剤に関する。   The present invention relates to a stabilizer for emulsion polymerization.

ビニルアルコール系重合体(以下、「PVA」と略記することがある。)は、水溶性の合成高分子として知られており、様々な用途に用いられている。特に、PVAは疎水性基及び親水性基を有し、優れた界面活性能を示すため、酢酸ビニル等のビニルエステル系単量体などの乳化重合用保護コロイドとして有用であり、PVAを含む乳化重合用安定剤を用いて得られる水性エマルジョンは、紙用、木工用、プラスチック用等の各種接着剤、含浸紙用及び不織製品用等の各種バインダー、混和剤、打継ぎ材、塗料、紙加工、繊維加工等の分野で広く用いられている。   Vinyl alcohol polymers (hereinafter sometimes abbreviated as “PVA”) are known as water-soluble synthetic polymers and are used in various applications. In particular, PVA has a hydrophobic group and a hydrophilic group, and exhibits excellent surface activity. Therefore, PVA is useful as a protective colloid for emulsion polymerization of vinyl ester monomers such as vinyl acetate. Aqueous emulsions obtained using polymerization stabilizers are various adhesives for paper, woodwork, plastics, various binders for impregnated paper and non-woven products, admixtures, jointing materials, paints, paper Widely used in fields such as processing and textile processing.

かかるPVA含有乳化重合用安定剤は、水性エマルジョンを使用目的に応じた粘度とするために、乳化重合時にエマルジョンの凝集を抑制する、いわゆる分散安定性に優れることが求められる。また、水性エマルジョンを接着剤として用いる場合、乳化重合用安定剤を用いて得られる水性エマルジョンが高粘度であることが要求される。さらに、水性エマルジョンをバインダーや塗料等に用いる場合、水性エマルジョンから形成される皮膜の強度が高いことが要求される。   Such a stabilizer for PVA-containing emulsion polymerization is required to be excellent in so-called dispersion stability, which suppresses aggregation of the emulsion during emulsion polymerization in order to adjust the viscosity of the aqueous emulsion according to the purpose of use. Moreover, when using an aqueous emulsion as an adhesive agent, the aqueous emulsion obtained using the emulsion polymerization stabilizer is required to have a high viscosity. Furthermore, when using an aqueous emulsion for a binder, a coating material, etc., the intensity | strength of the film | membrane formed from an aqueous emulsion is requested | required.

上述の要求に応えるため、エチレンを共重合した変性PVAや、シリル基等の官能基を導入した変性PVAを乳化重合用保護コロイドとして用いる技術が開発されている(特許文献1及び特許文献2参照)。このような変性PVAを用いることで、水性エマルジョン組成物から得られる皮膜の安定性等が向上する。   In order to meet the above-mentioned requirements, a technique has been developed in which modified PVA copolymerized with ethylene or modified PVA introduced with a functional group such as a silyl group is used as a protective colloid for emulsion polymerization (see Patent Document 1 and Patent Document 2). ). By using such modified PVA, the stability of the film obtained from the aqueous emulsion composition is improved.

しかしながら、上記従来の乳化重合用安定剤では、乳化重合時の分散性、得られる水性エマルジョンの粘度、及び水性エマルジョンから形成される皮膜の強度の全てを十分に満足するものではない。   However, the conventional stabilizer for emulsion polymerization does not sufficiently satisfy all of the dispersibility during emulsion polymerization, the viscosity of the aqueous emulsion obtained, and the strength of the film formed from the aqueous emulsion.

特開平08−259659号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-259659 特開2007−23148号公報JP 2007-23148 A

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、乳化重合時に優れた分散性を発揮すると共に、高粘度の水性エマルジョンを得ることができ、さらに水性エマルジョンから形成される皮膜が強度に優れる乳化重合用安定剤の提供を目的とする。   The present invention has been made based on the circumstances as described above, exhibits excellent dispersibility during emulsion polymerization, and can obtain a high-viscosity aqueous emulsion, and further provides a film formed from the aqueous emulsion. An object is to provide a stabilizer for emulsion polymerization having excellent strength.

上記課題を解決するためになされた発明は、ビニルアルコール系重合体(A)を含有する乳化重合用安定剤であって、上記ビニルアルコール系重合体(A)の数平均分子量(Mn(A))に対する重量平均分子量(Mw(A))の割合(Mw(A)/Mn(A))が3以上8以下であり、上記ビニルアルコール系重合体(A)を水酸化ナトリウム溶液中において40℃で1時間処理して得られるビニルアルコール系重合体(B)の数平均分子量(Mn(B))に対する重量平均分子量(Mw(B))の割合(Mw(B)/Mn(B))が2以上3未満である乳化重合用安定剤である。   The invention made in order to solve the above problems is a stabilizer for emulsion polymerization containing a vinyl alcohol polymer (A), wherein the vinyl alcohol polymer (A) has a number average molecular weight (Mn (A)). ) (Mw (A) / Mn (A)) is 3 or more and 8 or less, and the vinyl alcohol polymer (A) is 40 ° C. in a sodium hydroxide solution. The ratio (Mw (B) / Mn (B)) of the weight average molecular weight (Mw (B)) to the number average molecular weight (Mn (B)) of the vinyl alcohol polymer (B) obtained by treating with 1 hour It is a stabilizer for emulsion polymerization that is 2 or more and less than 3.

当該乳化重合用安定剤は、それが含有するビニルアルコール系重合体(A)の数平均分子量(Mn(A))に対する重量平均分子量(Mw(A))における割合(Mw(A)/Mn(A))及び上記ビニルアルコール系重合体(A)を特定の条件下でアルカリ処理して得られるビニルアルコール系重合体(B)の数平均分子量(Mn(B))に対する重量平均分子量(Mw(B))の割合(Mw(B)/Mn(B))を上記範囲とすることで、乳化重合時に優れた分散性を発揮すると共に、高粘度の水性エマルジョンを得ることができ、さらに水性エマルジョンから形成される皮膜が強度に優れる。   The emulsion polymerization stabilizer is a ratio (Mw (A) / Mn (Mw (A) / Mn (M)) of the weight average molecular weight (Mw (A)) to the number average molecular weight (Mn (A)) of the vinyl alcohol polymer (A) contained therein. A)) and the above-mentioned vinyl alcohol polymer (A) are subjected to alkali treatment under specific conditions, and the weight average molecular weight (Mw (Mw (M) (B)) of the vinyl alcohol polymer (B) obtained by alkali treatment. B)) ratio (Mw (B) / Mn (B)) within the above range can exhibit excellent dispersibility at the time of emulsion polymerization and can provide a highly viscous aqueous emulsion. The film formed from is excellent in strength.

上記ビニルアルコール系重合体(A)は、単量体(a)の存在下でビニルエステル系単量体を重合後、けん化及び加熱処理することにより得られるものであり、上記単量体(a)が、不飽和二重結合を有するカルボン酸、不飽和二重結合を有するカルボン酸のアルキルエステル、不飽和二重結合を有するカルボン酸の酸無水物、不飽和二重結合を有するカルボン酸の塩、及び不飽和二重結合を有するシリル化合物からなる群より選択される少なくとも1種であるとよい。上記ビニルアルコール系重合体(A)が、単量体(a)の存在下でビニルエステル系単量体を重合して得られたビニルエステル系重合体を用いて得られたものであることにより、ビニルアルコール系重合体(A)が単量体(a)に由来する親水性のカルボキシル基あるいはシリル基を有する。これによりビニルアルコール系重合体(A)を含む乳化重合用安定剤の親水性が向上し、その結果乳化重合時における分散性がより向上する。加えて、加熱処理により、このカルボキシル基あるいはシリル基とヒドロキシル基とがエステル結合し、全体として分岐構造を形成することができるため、当該乳化重合用安定剤は、乳化重合時にさらに優れた分散性を発揮することができ、得られる水性エマルジョンの粘度及びこの水性エマルジョンから形成される皮膜の強度がより向上する。   The vinyl alcohol polymer (A) is obtained by polymerizing a vinyl ester monomer in the presence of the monomer (a), followed by saponification and heat treatment. ) Is a carboxylic acid having an unsaturated double bond, an alkyl ester of a carboxylic acid having an unsaturated double bond, an acid anhydride of a carboxylic acid having an unsaturated double bond, a carboxylic acid having an unsaturated double bond. It may be at least one selected from the group consisting of a salt and a silyl compound having an unsaturated double bond. The vinyl alcohol polymer (A) is obtained by using a vinyl ester polymer obtained by polymerizing a vinyl ester monomer in the presence of the monomer (a). The vinyl alcohol polymer (A) has a hydrophilic carboxyl group or silyl group derived from the monomer (a). Thereby, the hydrophilic property of the stabilizer for emulsion polymerization containing a vinyl alcohol polymer (A) improves, As a result, the dispersibility at the time of emulsion polymerization improves more. In addition, since the carboxyl group or silyl group and the hydroxyl group can be ester-bonded by heat treatment to form a branched structure as a whole, the emulsion polymerization stabilizer has further improved dispersibility during emulsion polymerization. The viscosity of the resulting aqueous emulsion and the strength of the film formed from this aqueous emulsion are further improved.

また、当該乳化重合用安定剤は水をさらに含有するとよい。このように水を含有することで、ビニルアルコール系重合体(A)が水中で分散又は溶解し、その結果当該乳化重合用安定剤はビニルエステル系単量体の乳化重合をより容易かつ確実に行うことができる。   The emulsion polymerization stabilizer may further contain water. By containing water in this way, the vinyl alcohol polymer (A) is dispersed or dissolved in water, and as a result, the stabilizer for emulsion polymerization makes it easier and more reliable for emulsion polymerization of vinyl ester monomers. It can be carried out.

以上説明したように、本発明の乳化重合用安定剤は乳化重合時に優れた分散性を発揮すると共に、高粘度の水性エマルジョンを得ることができ、さらに水性エマルジョンから形成される皮膜が強度に優れる。従って、当該乳化重合用安定剤を用いて得られる水性エマルジョンは、各種接着剤、塗料、繊維加工剤、紙加工剤、無機物バインダー、セメント混和剤、モルタルプライマー等に好適に用いられる。   As described above, the stabilizer for emulsion polymerization of the present invention exhibits excellent dispersibility during emulsion polymerization, can provide a high-viscosity aqueous emulsion, and a film formed from the aqueous emulsion has excellent strength. . Therefore, the aqueous emulsion obtained using the emulsion polymerization stabilizer is suitably used for various adhesives, paints, fiber processing agents, paper processing agents, inorganic binders, cement admixtures, mortar primers, and the like.

<乳化重合用安定剤>
当該乳化重合用安定剤は、ビニルアルコール単位(−CH−CHOH−)を含むビニルアルコール系重合体(A)(以下、ビニルアルコール系重合体を「PVA」と略記することがある。)を含有する。また、水をさらに含有することが好ましく、本発明の効果を妨げない範囲で、PVA(A)以外の界面活性剤等のその他の成分を含有してもよい。当該乳化重合用安定剤を用いることで、エチレン性不飽和単量体から水性エマルジョンを得ることができる。
<Stabilizer for emulsion polymerization>
The emulsion polymerization stabilizer is a vinyl alcohol polymer (A) containing a vinyl alcohol unit (—CH 2 —CHOH—) (hereinafter, the vinyl alcohol polymer may be abbreviated as “PVA”). contains. Moreover, it is preferable to contain water further and you may contain other components, such as surfactant other than PVA (A), in the range which does not prevent the effect of this invention. By using the stabilizer for emulsion polymerization, an aqueous emulsion can be obtained from the ethylenically unsaturated monomer.

[PVA(A)]
PVA(A)は、数平均分子量(Mn(A))に対する重量平均分子量(Mw(A))の割合(Mw(A)/Mn(A))が3以上8以下である。当該割合の下限としては、3.2が好ましく、3.4がより好ましく、3.6がさらに好ましく、また、当該割合の上限としては、6が好ましく、5がより好ましい。
[PVA (A)]
PVA (A) has a ratio of weight average molecular weight (Mw (A)) to number average molecular weight (Mn (A)) (Mw (A) / Mn (A)) of 3 or more and 8 or less. The lower limit of the ratio is preferably 3.2, more preferably 3.4, further preferably 3.6, and the upper limit of the ratio is preferably 6 and more preferably 5.

PVA(B)は、上記PVA(A)を水酸化ナトリウム溶液中において40℃で1時間処理して得られる。この処理としては、JIS−K6726における平均重合度の欄に記載された完全けん化の方法を採用することができ、具体的には、以下のようにして得られる。すなわち、PVA(A)約10gを共通すり合わせ三角フラスコに量り採り、メタノール200mLを加えた後、12.5モル/L水酸化ナトリウム溶液を、PVA(A)のけん化度が97モル%以上の場合は3mL、PVA(A)のけん化度が97モル%未満の場合は10mL加えて、かき混ぜ、40℃の水浴中で1時間加熱し、次に、フェノールフタレインを指示薬として加え、アルカリ性反応を認めなくなるまでメタノールで洗浄して水酸化ナトリウムを除去し、最後に、時計皿に移しメタノールがなくなるまで105℃で1時間乾燥させる方法によって得ることができる。   PVA (B) is obtained by treating the PVA (A) in a sodium hydroxide solution at 40 ° C. for 1 hour. As this treatment, the method of complete saponification described in the column of average degree of polymerization in JIS-K6726 can be employed, and specifically, it can be obtained as follows. That is, about 10 g of PVA (A) is weighed into a common Erlenmeyer flask, 200 mL of methanol is added, and then 12.5 mol / L sodium hydroxide solution is added when the saponification degree of PVA (A) is 97 mol% or more. If the saponification degree of PVA (A) is less than 97 mol%, add 10 mL, stir and heat in a water bath at 40 ° C. for 1 hour, then add phenolphthalein as an indicator and observe an alkaline reaction. It can be obtained by washing with methanol until it disappears, removing sodium hydroxide, and finally transferring to a watch glass and drying at 105 ° C. for 1 hour until methanol is exhausted.

上記PVA(B)は、数平均分子量(Mn(B))に対する重量平均分子量(Mw(B))の割合(Mw(B)/Mn(B))が2以上3未満である。上記割合の下限としては、2.1が好ましく、2.2がより好ましく、また、上記割合の上限としては、2.9が好ましく、2.8がより好ましい。   The PVA (B) has a ratio of the weight average molecular weight (Mw (B)) to the number average molecular weight (Mn (B)) (Mw (B) / Mn (B)) of 2 or more and less than 3. The lower limit of the ratio is preferably 2.1, more preferably 2.2, and the upper limit of the ratio is preferably 2.9 and more preferably 2.8.

本発明の乳化重合用安定剤に含まれる上記PVA(A)は、(Mw(A)/Mn(A))及び(Mw(B)/Mn(B))が上記範囲であることで、PVA(A)はPVA鎖が互いに結合して分岐構造を形成していると考えられる。そして、この分岐構造により、PVA(A)を含む乳化重合用安定剤は、乳化重合時の分散性に優れたものとなると考えられる。   The PVA (A) contained in the emulsion polymerization stabilizer of the present invention is such that (Mw (A) / Mn (A)) and (Mw (B) / Mn (B)) are in the above range, so that PVA (A) is considered that the PVA chains are bonded to each other to form a branched structure. And it is thought by this branched structure that the stabilizer for emulsion polymerization containing PVA (A) becomes the thing excellent in the dispersibility at the time of emulsion polymerization.

なお、上記のPVA(A)及びPVA(B)における数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ヘキサフルオロイソプロパノールを移動相に用い、示差屈折率検出器を用いて、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定により、ポリメタクリル酸メチル換算値として求めることができ、より具体的な方法としては、以下を採用することができる。
GPCカラム:東ソー社の「GMHHR(S)」2本
移動相:ヘキサフルオロイソプロパノール
流速:0.2mL/分
試料濃度:0.100wt/vol%
試料注入量:10μL
検出器:示差屈折率検出器
標準物質:ポリメタクリル酸(例えば、Agilent Technologies社の「EasiVial PMMA 4mL tri−pack」)
The number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) in the above PVA (A) and PVA (B) are determined by gel permeation chromatography using hexafluoroisopropanol as a mobile phase and a differential refractive index detector. It can obtain | require as a polymethylmethacrylate conversion value by a graphic (GPC) measurement, As a more concrete method, the following can be employ | adopted.
GPC column: 2 “GHH HR (S)” manufactured by Tosoh Corporation Mobile phase: hexafluoroisopropanol Flow rate: 0.2 mL / min Sample concentration: 0.100 wt / vol%
Sample injection volume: 10 μL
Detector: Differential refractive index detector Standard material: Polymethacrylic acid (for example, “EasiVial PMMA 4 mL tri-pack” manufactured by Agilent Technologies)

移動相として使用されるヘキサフルオロイソプロパノールには、GPCカラム充填剤への試料の吸着を抑制するために、トリフルオロ酢酸ナトリウムなどの塩を添加するのが好ましい。塩の濃度としては、通常、1mmol/L〜100mmol/L、好ましくは5mmol/L〜50mmol/Lである。   It is preferable to add a salt such as sodium trifluoroacetate to hexafluoroisopropanol used as the mobile phase in order to suppress the adsorption of the sample to the GPC column filler. The concentration of the salt is usually 1 mmol / L to 100 mmol / L, preferably 5 mmol / L to 50 mmol / L.

PVA(B)の重量平均分子量(Mw)に対するPVA(A)の重量平均分子量(Mw)の割合(Mw(A)/Mw(B))は特に制限されないが、その下限としては、1.4が好ましく、1.5がより好ましい。一方、上記割合(Mw(A)/Mw(B))の上限としては、3.0が好ましく、2.5がより好ましい。上記割合(Mw(A)/Mw(B))が上記下限以上であることにより、得られる水性エマルジョンの粘度がより向上する。一方、上記割合(Mw(A)/Mw(B))が上記上限以下であることにより、当該乳化重合用安定剤の乳化重合時の分散性がより向上する。   The ratio of the weight average molecular weight (Mw) of the PVA (A) to the weight average molecular weight (Mw) of the PVA (B) (Mw (A) / Mw (B)) is not particularly limited. Is preferable, and 1.5 is more preferable. On the other hand, the upper limit of the ratio (Mw (A) / Mw (B)) is preferably 3.0, and more preferably 2.5. When the ratio (Mw (A) / Mw (B)) is equal to or higher than the lower limit, the viscosity of the obtained aqueous emulsion is further improved. On the other hand, when the ratio (Mw (A) / Mw (B)) is equal to or lower than the upper limit, the dispersibility during emulsion polymerization of the emulsion polymerization stabilizer is further improved.

PVA(A)としては、ビニルエステル系重合体をけん化することにより得られるものを用いることができる。PVA(A)はビニルアルコール単位のみからなるものであってもよいが、単量体(a)に由来する単位をさらに含むことが好ましい。   As PVA (A), what is obtained by saponifying a vinyl ester polymer can be used. Although PVA (A) may consist only of a vinyl alcohol unit, it is preferable that the unit derived from a monomer (a) is further included.

ビニルエステル系重合体の製造に使用されるビニルエステル系単量体としては、特に限定されないが、例えば、蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、オレイン酸ビニル、安息香酸ビニル等が挙げられる。これらの中で、経済的観点から酢酸ビニルが好ましい。   The vinyl ester monomer used for the production of the vinyl ester polymer is not particularly limited. For example, vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, versatic acid Examples thereof include vinyl, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl laurate, vinyl palmitate, vinyl stearate, vinyl oleate, and vinyl benzoate. Among these, vinyl acetate is preferable from the economical viewpoint.

上記単量体(a)は、不飽和二重結合を有するカルボン酸、そのカルボン酸のアルキルエステル、そのカルボン酸の酸無水物、そのカルボン酸の塩及び不飽和二重結合を有するシリル化合物からなる群より選択される少なくとも1種の単量体である。   The monomer (a) includes a carboxylic acid having an unsaturated double bond, an alkyl ester of the carboxylic acid, an acid anhydride of the carboxylic acid, a salt of the carboxylic acid, and a silyl compound having an unsaturated double bond. At least one monomer selected from the group consisting of:

上記の不飽和二重結合を有するカルボン酸、そのカルボン酸のアルキルエステル、そのカルボン酸の酸無水物及びそのカルボン酸の塩としては、例えば、マレイン酸、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸ジメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸ジエチルエステル、無水マレイン酸、シトラコン酸、シトラコン酸モノメチルエステル、シトラコン酸ジメチルエステル、シトラコン酸ジエチルエステル、無水シトラコン酸、フマル酸、フマル酸モノメチルエステル、フマル酸ジメチルエステル、フマル酸モノエチルエステル、フマル酸ジエチルエステル、イタコン酸、イタコン酸モノメチルエステル、イタコン酸ジメチルエステル、イタコン酸モノエチルエステル、イタコン酸ジエチルエステル、無水イタコン酸、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等が挙げられる。   Examples of the carboxylic acid having an unsaturated double bond, an alkyl ester of the carboxylic acid, an acid anhydride of the carboxylic acid, and a salt of the carboxylic acid include maleic acid, maleic acid monomethyl ester, maleic acid dimethyl ester, Maleic acid monoethyl ester, maleic acid diethyl ester, maleic anhydride, citraconic acid, citraconic acid monomethyl ester, citraconic acid dimethyl ester, citraconic acid diethyl ester, citraconic anhydride, fumaric acid, fumaric acid monomethyl ester, fumaric acid dimethyl ester, Fumaric acid monoethyl ester, fumaric acid diethyl ester, itaconic acid, itaconic acid monomethyl ester, itaconic acid dimethyl ester, itaconic acid monoethyl ester, itaconic acid diethyl ester, itaconic anhydride Acrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate, and ethyl methacrylate.

上記の不飽和二重結合を有するシリル化合物としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシラン等の不飽和二重結合とトリアルコキシシリル基とを有する化合物などが挙げられる。   Examples of the silyl compound having an unsaturated double bond include compounds having an unsaturated double bond and a trialkoxysilyl group such as trialkoxysilane such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane. .

これらの単量体(a)の中でも、マレイン酸モノメチルエステル、シトラコン酸モノメチルエステル、イタコン酸モノメチルエステル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、ビニルトリメトキシシランが好ましく、マレイン酸モノメチルエステル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、ビニルトリメトキシシランがより好ましい。   Among these monomers (a), maleic acid monomethyl ester, citraconic acid monomethyl ester, itaconic acid monomethyl ester, methyl acrylate, methyl methacrylate, vinyltrimethoxysilane are preferred, maleic acid monomethyl ester, methyl acrylate, More preferred are methyl methacrylate and vinyltrimethoxysilane.

PVA(A)における単量体(a)に由来する単位の含有率の下限としては、PVA(A)を構成する全単量体単位のモル数に基づき、0.02モル%が好ましく、0.05モル%がより好ましく、0.1モル%がさらに好ましい。一方、PVA(A)における上記単量体(a)に由来する単位の含有率の上限としては、PVA(A)を構成する全単量体単位のモル数に基づき、5モル%が好ましく、2モル%がより好ましく、1モル%がさらに好ましい。この含有率が上記下限以上であることにより、得られる水性エマルジョンの粘度及び水性エマルジョンから形成される皮膜の強度がより向上する。一方、この含有率が上記上限以下であることにより、当該乳化重合用安定剤の乳化重合時における分散性がより向上する。   As a minimum of the content rate of the unit derived from the monomer (a) in PVA (A), 0.02 mol% is preferable based on the number-of-moles of all the monomer units which comprise PVA (A), 0 0.05 mol% is more preferable, and 0.1 mol% is more preferable. On the other hand, the upper limit of the content of units derived from the monomer (a) in PVA (A) is preferably 5 mol% based on the number of moles of all monomer units constituting PVA (A), 2 mol% is more preferable and 1 mol% is further more preferable. When the content is at least the above lower limit, the viscosity of the aqueous emulsion obtained and the strength of the film formed from the aqueous emulsion are further improved. On the other hand, when the content is less than or equal to the above upper limit, the dispersibility of the emulsion polymerization stabilizer during emulsion polymerization is further improved.

単量体(a)に由来する単位の含有率は、PVA(A)の前駆体であるビニルエステル系重合体のH−NMRから求めることができる。例えば、単量体(a)としてマレイン酸モノメチルを用いた場合、上記含有率は以下の手順により求められる。すなわち、n−ヘキサン/アセトンでビニルエステル系重合体の再沈精製を3回以上十分に行った後、50℃の減圧下で乾燥を2日間行い、分析用のサンプルを作製する。このサンプルをCDClに溶解させ、500MHzのH−NMR(日本電子社の「GX−500」)を用い室温で測定する。ビニルエステル系重合体における、ビニルエステル単位のメチン構造に由来するピークα(4.7〜5.2ppm)と、単量体(a)に由来する単位のメチルエステル部分のメチル基に由来するピークβ(3.6〜3.8ppm)とから、下記式を用いて、単量体(a)に由来する単位の含有率Sを算出することができる。
S(モル%)={(βのプロトン数/3)/(αのプロトン数+(βのプロトン数/3))}×100
Content of units derived from monomer (a) can be determined from the 1 H-NMR of the vinyl ester polymer which is a precursor of PVA (A). For example, when monomethyl maleate is used as the monomer (a), the content is determined by the following procedure. That is, after reprecipitation and purification of the vinyl ester polymer with n-hexane / acetone 3 times or more sufficiently, drying is performed under reduced pressure at 50 ° C. for 2 days to prepare a sample for analysis. This sample is dissolved in CDCl 3 and measured at room temperature using 1 H-NMR of 500 MHz (“GX-500” manufactured by JEOL Ltd.). In the vinyl ester polymer, a peak derived from the methine structure of a vinyl ester unit (4.7 to 5.2 ppm) and a peak derived from a methyl group of a methyl ester portion of a unit derived from the monomer (a) From β (3.6 to 3.8 ppm), the content S of the unit derived from the monomer (a) can be calculated using the following formula.
S (mol%) = {(number of protons of β / 3) / (number of protons of α + (number of protons of β / 3))} × 100

また、PVA(A)は本発明の趣旨を損なわない範囲で、ビニルアルコール単位及び単量体(a)に由来する単位以外の他の単量体に由来する単位を含んでいてもよい。上記他の単量体に由来する単位としては、例えば、エチレン、プロピレン、n−ブテン、イソブチレン等のα−オレフィン;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、i−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、2,3−ジアセトキシ−1−ビニルオキシプロパン等のビニルエーテル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル類;塩化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル類;塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデン類;酢酸アリル、2,3−ジアセトキシ−1−アリルオキシプロパン、塩化アリル等のアリル化合物;ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化合物;酢酸イソプロペニルなどに由来する単位が挙げられる。PVA(A)における上記他の単量体に由来する単位の含有率は、PVA(A)を構成する全単量体単位のモル数に基づいて、例えば、15モル%以下とすることができる。   Moreover, PVA (A) may contain the unit derived from other monomers other than the unit derived from a vinyl alcohol unit and a monomer (a) in the range which does not impair the meaning of this invention. Examples of the unit derived from the other monomer include α-olefins such as ethylene, propylene, n-butene, and isobutylene; methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl ether, and n-butyl vinyl ether. Vinyl ethers such as i-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether and 2,3-diacetoxy-1-vinyloxypropane; vinyl cyanides such as acrylonitrile and methacrylonitrile; vinyl halides such as vinyl chloride and vinyl fluoride Vinylidene halides such as vinylidene chloride and vinylidene fluoride; allyl compounds such as allyl acetate, 2,3-diacetoxy-1-allyloxypropane and allyl chloride; vinylsilyl compounds such as vinyltrimethoxysilane; It includes units derived from such a propenyl. The content rate of the unit derived from the said other monomer in PVA (A) can be 15 mol% or less based on the number-of-moles of all the monomer units which comprise PVA (A), for example. .

PVA(A)におけるビニルアルコール単位、単量体(a)に由来する単位及び上記他の単量体に由来する単位の配列順序に特に制限はなく、ランダム、ブロック、交互のいずれであってもよい。   There is no particular limitation on the order of arrangement of the vinyl alcohol unit, the unit derived from the monomer (a) and the unit derived from the other monomer in PVA (A), which may be random, block, or alternating. Good.

PVA(A)の一次構造は、H−NMRにより定量することができる。H−NMR測定時の溶媒としては、CDClを用いればよい。 The primary structure of PVA (A) can be quantified by 1 H-NMR. CDCl 3 may be used as a solvent for 1 H-NMR measurement.

PVA(A)のけん化度(PVA(A)におけるヒドロキシル基とエステル結合との合計に対するヒドロキシル基のモル分率)は、JIS−K6726に準じて測定される。けん化度の下限としては、20モル%が好ましく、60モル%がより好ましく、70モル%がさらに好ましく、80モル%が特に好ましく、87モル%が最も好ましい。PVA(A)のけん化度が上記下限以上であることにより、当該乳化重合用安定剤の乳化重合時における分散性、得られる水性エマルジョンの粘度及び水性エマルジョンから形成される皮膜の強度がより向上する。   The degree of saponification of PVA (A) (the molar fraction of hydroxyl groups relative to the total of hydroxyl groups and ester bonds in PVA (A)) is measured according to JIS-K6726. As a minimum of saponification degree, 20 mol% is preferable, 60 mol% is more preferable, 70 mol% is further more preferable, 80 mol% is especially preferable, and 87 mol% is the most preferable. When the degree of saponification of PVA (A) is not less than the above lower limit, the dispersibility of the stabilizer for emulsion polymerization at the time of emulsion polymerization, the viscosity of the resulting aqueous emulsion, and the strength of the film formed from the aqueous emulsion are further improved. .

PVA(A)の粘度平均重合度の上限としては、5,000が好ましく、4,000がより好ましい。一方、PVA(A)の粘度平均重合度の下限としては、100が好ましく、500がより好ましく、1,000がさらに好ましい。PVA(A)の粘度平均重合度が上記下限以上であることにより、得られる水性エマルジョンの粘度及び水性エマルジョンから形成される皮膜の強度がより向上する。一方、PVA(A)の粘度平均重合度が上記上限以下であることにより、PVA(A)の生産性が向上し、より低コストでPVA(A)を製造することが可能となる。   As an upper limit of the viscosity average polymerization degree of PVA (A), 5,000 is preferable and 4,000 is more preferable. On the other hand, as a minimum of the viscosity average degree of polymerization of PVA (A), 100 is preferred, 500 is more preferred, and 1,000 is still more preferred. When the viscosity average polymerization degree of PVA (A) is not less than the above lower limit, the viscosity of the aqueous emulsion obtained and the strength of the film formed from the aqueous emulsion are further improved. On the other hand, when the viscosity average polymerization degree of PVA (A) is not more than the above upper limit, the productivity of PVA (A) is improved, and PVA (A) can be produced at a lower cost.

PVA(A)の粘度平均重合度(P)は、JIS−K6726に準じて測定される。すなわち、PVA(A)を完全にけん化し、精製した後、単量体(a)に由来する単位を含むPVA(A)については30℃の塩化ナトリウム水溶液(0.5モル/L)中で極限粘度[η](単位:デシリットル/g)を測定し、単量体(a)に由来する単位を含まないPVA(A)については30℃の水溶液中で極限粘度[η](単位:デシリットル/g)を測定する。この極限粘度[η]から次式によりPVA(A)の粘度平均重合度(P)が求められる。
P=([η]×10/8.29)(1/0.62)
The viscosity average degree of polymerization (P) of PVA (A) is measured according to JIS-K6726. That is, after PVA (A) is completely saponified and purified, PVA (A) containing units derived from monomer (a) is about 30 ° C. in a sodium chloride aqueous solution (0.5 mol / L). Intrinsic viscosity [η] (unit: deciliter / g) was measured, and for PVA (A) not containing the unit derived from monomer (a), the intrinsic viscosity [η] (unit: deciliter) in an aqueous solution at 30 ° C. / G) is measured. From this intrinsic viscosity [η], the viscosity average degree of polymerization (P) of PVA (A) is obtained by the following formula.
P = ([η] × 10 3 /8.29) (1 / 0.62)

また、PVA(B)はPVA(A)を水酸化ナトリウム溶液中において40℃で1時間処理して得られるものであるため、PVA(B)の粘度平均重合度は、PVA(A)の粘度平均重合度と実質的に同じ値となる。   Moreover, since PVA (B) is obtained by treating PVA (A) in a sodium hydroxide solution at 40 ° C. for 1 hour, the viscosity average polymerization degree of PVA (B) is the viscosity of PVA (A). The average polymerization degree is substantially the same value.

当該乳化重合用安定剤はPVA(A)に加え水を含有することが好ましい。また、当該乳化重合用安定剤が含有してもよい他の成分としては、例えば溶媒、界面活性剤等が挙げられる。   The stabilizer for emulsion polymerization preferably contains water in addition to PVA (A). Moreover, as another component which the said stabilizer for emulsion polymerization may contain, a solvent, surfactant, etc. are mentioned, for example.

当該乳化重合用安定剤が水を含有することで、上記PVA(A)が水中で分散又は溶解した形態で乳化重合に供することができる。その結果、当該乳化重合用安定剤はビニルエステル系単量体の乳化重合をより容易かつ確実に行うことができる。当該乳化重合用安定剤における水の含有量の上限としては、99.5質量%が好ましく、99質量%がより好ましい。一方、上記水の含有量の下限としては、70質量%が好ましく、75質量%がより好ましい。水の含有量が上記上限を超えると、乳化重合反応が十分に起こらなくなるおそれがある。逆に、水の含有量が上記下限未満の場合、PVA(A)の分散又は溶解が不十分となるおそれがある。   When the stabilizer for emulsion polymerization contains water, the PVA (A) can be subjected to emulsion polymerization in a form dispersed or dissolved in water. As a result, the emulsion polymerization stabilizer can carry out the emulsion polymerization of the vinyl ester monomer more easily and reliably. The upper limit of the water content in the emulsion polymerization stabilizer is preferably 99.5% by mass, more preferably 99% by mass. On the other hand, as a minimum of content of the above-mentioned water, 70 mass% is preferred and 75 mass% is more preferred. If the water content exceeds the above upper limit, the emulsion polymerization reaction may not occur sufficiently. On the other hand, when the water content is less than the above lower limit, the dispersion or dissolution of PVA (A) may be insufficient.

上記溶媒としては、例えばメタノール、エタノール等の低級アルコール;酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素などが挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   Examples of the solvent include lower alcohols such as methanol and ethanol; esters such as methyl acetate and ethyl acetate; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

上記界面活性剤としては、例えばアルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸等のアニオン性界面活性剤;アルキルアミン塩、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン性界面活性剤;アルキルベタイン、アミンオキシド等の両性界面活性剤;PVA(A)以外のビニルアルコール系重合体、ヒドロキシエチルセルロース等の高分子界面活性剤などが挙げられる。   Examples of the surfactant include anionic surfactants such as alkylnaphthalene sulfonate and dialkylsulfosuccinic acid; cationic surfactants such as alkylamine salt and lauryltrimethylammonium chloride; polyoxyethylene alkyl ether and polyoxyethylene Nonionic surfactants such as alkylphenyl ethers and sorbitan fatty acid esters; amphoteric surfactants such as alkylbetaines and amine oxides; vinyl alcohol polymers other than PVA (A), polymer surfactants such as hydroxyethyl cellulose, etc. Can be mentioned.

<乳化重合用安定剤の製造方法>
当該乳化重合用安定剤の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、ビニルエステル系単量体を含む単量体を重合する工程(以下、「重合工程」ともいう)、この重合工程により得られたビニルエステル系重合体をけん化する工程(以下、「けん化工程」ともいう)とを備える。また、ビニルエステル系重合体又はけん化後のPVAを加熱する工程(以下、「加熱工程」ともいう)をさらに備えることが好ましい。
<Method for producing stabilizer for emulsion polymerization>
The method for producing the emulsion polymerization stabilizer is not particularly limited. For example, a step of polymerizing a monomer containing a vinyl ester monomer (hereinafter, also referred to as “polymerization step”) is obtained by this polymerization step. A step of saponifying the obtained vinyl ester polymer (hereinafter also referred to as “saponification step”). In addition, it is preferable to further include a step of heating the vinyl ester polymer or the saponified PVA (hereinafter also referred to as “heating step”).

[重合工程]
本工程では、ビニルエステル系単量体を含む単量体の重合を行い、ビニルエステル系重合体を合成する。ビニルエステル系単量体を含む単量体としては、ビニルエステル系単量体のみを含むものであっても、上記したように、ビニルエステル系単量体と、単量体(a)及び/又は上記他の単量体とを含むものであってもどちらでもよい。
[Polymerization process]
In this step, a monomer containing a vinyl ester monomer is polymerized to synthesize a vinyl ester polymer. As described above, the monomer containing the vinyl ester monomer includes only the vinyl ester monomer, and as described above, the vinyl ester monomer, the monomer (a) and / or Or it may contain either the said other monomer.

ビニルエステル系単量体を含む単量体の重合方式としては、回分重合、半回分重合、連続重合、半連続重合のいずれでもよい。重合方法としては、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等公知の任意の方法を採用することができる。これらの中で、無溶媒又はアルコール等の溶媒中で重合を進行させる塊状重合法又は溶液重合法が、通常採用される。高重合度のビニルエステル系重合体を得る場合には、乳化重合法の採用が選択肢の一つとなる。溶液重合法の溶媒は特に限定されないが、例えばアルコール等が挙げられる。溶液重合法の溶媒に使用されるアルコールは、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール等の低級アルコールである。溶媒は1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。重合系における溶媒の使用量は、目的とするPVA(A)の重合度等に応じて溶媒の連鎖移動を考慮して選択すればよく、例えば溶媒がメタノールの場合、溶媒と重合系に含まれる全単量体との質量比{=(溶媒)/(全単量体)}にして0.01〜10の範囲、好ましくは0.05〜3の範囲から選択すればよい。   As a polymerization method of the monomer containing the vinyl ester monomer, any of batch polymerization, semi-batch polymerization, continuous polymerization, and semi-continuous polymerization may be used. As the polymerization method, any known method such as a bulk polymerization method, a solution polymerization method, a suspension polymerization method, or an emulsion polymerization method can be employed. Among these, a bulk polymerization method or a solution polymerization method in which polymerization proceeds in a solvent-free or solvent such as alcohol is usually employed. In order to obtain a vinyl ester polymer having a high degree of polymerization, one of the options is to employ an emulsion polymerization method. The solvent for the solution polymerization method is not particularly limited, and examples thereof include alcohol. The alcohol used as the solvent for the solution polymerization method is, for example, a lower alcohol such as methanol, ethanol, or n-propanol. A solvent may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. The amount of solvent used in the polymerization system may be selected in consideration of the chain transfer of the solvent according to the degree of polymerization of the target PVA (A). For example, when the solvent is methanol, it is included in the solvent and the polymerization system. What is necessary is just to select from the range of 0.01-10, preferably the range of 0.05-3 by mass ratio {= (solvent) / (total monomer)} with respect to all the monomers.

かかる重合に使用される重合開始剤としては、公知の重合開始剤、例えばアゾ系開始剤、過酸化物系開始剤、レドックス系開始剤等から重合方法に応じて適宜選択すればよい。アゾ系開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等が挙げられる。過酸化物系開始剤としては、例えば、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジエトキシエチルパーオキシジカーボネート等のパーカーボネート化合物;t−ブチルパーオキシネオデカネート、α−クミルパーオキシネオデカネート、t−ブチルパーオキシデカネート等のパーエステル化合物;過酸化アセチル;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキシド;2,4,4−トリメチルペンチル−2−パーオキシフェノキシアセテート等が挙げられる。上記開始剤に過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素等を組み合わせて開始剤としてもよい。レドックス系開始剤としては、例えば上記の過酸化物系開始剤と亜硫酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、酒石酸、L−アスコルビン酸、ロンガリット等の還元剤とを組み合わせたものが挙げられる。
重合開始剤の使用量は、重合触媒などにより異なるために一概には決められないが、重合速度に応じて適宜選択すればよい。例えば重合開始剤に2,2’−アゾビスイソブチロニトリル又は過酸化アセチルを用いる場合、ビニルエステル系単量体に対して0.01〜0.2モル%が好ましく、0.02〜0.15モル%がより好ましい。
The polymerization initiator used for such polymerization may be appropriately selected from known polymerization initiators such as azo initiators, peroxide initiators, redox initiators and the like according to the polymerization method. Examples of the azo initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (4-methoxy-2, 4-dimethylvaleronitrile) and the like. Examples of the peroxide initiator include percarbonate compounds such as diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, and diethoxyethyl peroxydicarbonate; t-butyl peroxyneodecanate, α -Perester compounds such as cumylperoxyneodecanate and t-butylperoxydecanate; acetyl peroxide; acetylcyclohexylsulfonyl peroxide; 2,4,4-trimethylpentyl-2-peroxyphenoxyacetate . The initiator may be combined with potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, or the like. Examples of the redox initiator include a combination of the above peroxide initiator and a reducing agent such as sodium hydrogen sulfite, sodium hydrogen carbonate, tartaric acid, L-ascorbic acid, or longalite.
The amount of the polymerization initiator used varies depending on the polymerization catalyst and the like and cannot be determined unconditionally, but may be appropriately selected according to the polymerization rate. For example, when 2,2′-azobisisobutyronitrile or acetyl peroxide is used as the polymerization initiator, 0.01 to 0.2 mol% is preferable with respect to the vinyl ester monomer, and 0.02 to 0 More preferred is 15 mol%.

重合工程における温度の下限としては、0℃が好ましく、30℃がより好ましい。重合温度の上限としては、200℃が好ましく、140℃がより好ましい。重合温度が上記下限以上であることにより、重合速度が向上する。一方、重合温度が上記上限以下であることにより、例えば単量体(a)を用いる場合においてもPVA(A)中の単量体(a)に由来する単位の含有率を適切な割合に保つことが容易になる。重合温度を上記範囲内に制御する方法としては、例えば、重合速度を制御することで、重合により生成する熱と反応器の表面からの放熱とのバランスをとる方法や、適当な熱媒を用いた外部ジャケットにより制御する方法等が挙げられるが、安全性の観点から後者の方法が好ましい。   As a minimum of temperature in a polymerization process, 0 ° C is preferred and 30 ° C is more preferred. As an upper limit of polymerization temperature, 200 degreeC is preferable and 140 degreeC is more preferable. When the polymerization temperature is equal to or higher than the above lower limit, the polymerization rate is improved. On the other hand, when the polymerization temperature is not more than the above upper limit, for example, even when the monomer (a) is used, the content of units derived from the monomer (a) in the PVA (A) is kept at an appropriate ratio. It becomes easy. As a method of controlling the polymerization temperature within the above range, for example, by controlling the polymerization rate, a method of balancing the heat generated by polymerization and the heat radiation from the surface of the reactor, or using an appropriate heat medium is used. A method of controlling with an external jacket is preferable, but the latter method is preferable from the viewpoint of safety.

上記重合は、本発明の趣旨を損なわない範囲で連鎖移動剤の存在下で行ってもよい。連鎖移動剤としては、例えばアセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;2−ヒドロキシエタンチオール等のメルカプタン類;トリクロロエチレン、パークロロエチレン等のハロゲン化炭化水素類;ホスフィン酸ナトリウム1水和物等のホスフィン酸塩類などが挙げられる。これらのうち、アルデヒド類及びケトン類が好ましい。重合系への連鎖移動剤の添加量としては、添加する連鎖移動剤の連鎖移動係数及び目的とするPVA(A)の重合度等に応じて決定することができ、一般にビニルエステル系単量体100質量部に対して0.1〜10質量部が好ましい。   The polymerization may be carried out in the presence of a chain transfer agent as long as the gist of the present invention is not impaired. Examples of chain transfer agents include aldehydes such as acetaldehyde and propionaldehyde; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; mercaptans such as 2-hydroxyethanethiol; halogenated hydrocarbons such as trichloroethylene and perchloroethylene; sodium phosphinate Examples thereof include phosphinic acid salts such as monohydrate. Of these, aldehydes and ketones are preferred. The amount of chain transfer agent added to the polymerization system can be determined according to the chain transfer coefficient of the chain transfer agent to be added, the degree of polymerization of the target PVA (A), etc., and is generally a vinyl ester monomer. 0.1-10 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts.

なお、高温下で上記重合を行った場合、ビニルエステル系単量体の分解に起因するPVA(A)の着色等が見られることがある。この場合には、着色防止の目的で重合系に酒石酸のような酸化防止剤をビニルエステル系単量体に対して1〜100ppm程度添加するとよい。   In addition, when the said polymerization is performed under high temperature, coloring etc. of PVA (A) resulting from decomposition | disassembly of a vinyl ester-type monomer may be seen. In this case, an antioxidant such as tartaric acid may be added to the polymerization system for the purpose of preventing coloring from about 1 to 100 ppm with respect to the vinyl ester monomer.

[けん化工程]
本工程では、ビニルエステル系重合体をけん化する。この重合体をけん化することにより、重合体中のビニルエステル単位はビニルアルコール単位に変換される。
[Saponification process]
In this step, the vinyl ester polymer is saponified. By saponifying this polymer, the vinyl ester unit in the polymer is converted into a vinyl alcohol unit.

ビニルエステル系重合体のけん化に用いる反応としては、特に制限されないが、溶媒中に上記重合体が溶解した状態で行われる公知の加アルコール分解反応又は加水分解反応を採用することができる。   Although it does not restrict | limit especially as reaction used for the saponification of a vinyl ester polymer, The well-known alcoholic decomposition reaction or hydrolysis reaction performed in the state which the said polymer melt | dissolved in the solvent is employable.

けん化に使用する溶媒としては、例えばメタノール、エタノール等の低級アルコール;酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素などが挙げられる。これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中で、メタノール、メタノールと酢酸メチルとの混合溶液が好ましい。   Examples of the solvent used for saponification include lower alcohols such as methanol and ethanol; esters such as methyl acetate and ethyl acetate; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Among these, methanol and a mixed solution of methanol and methyl acetate are preferable.

けん化に使用する触媒としては、例えばアルカリ金属の水酸化物(水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等)、ナトリウムアルコキシド(ナトリウムメトキシド等)等のアルカリ触媒;p−トルエンスルホン酸、鉱酸等の酸触媒などが挙げられる。これらの中で、水酸化ナトリウムを使用すると簡便であるため好ましい。   Examples of the catalyst used for saponification include alkali catalysts such as alkali metal hydroxides (potassium hydroxide, sodium hydroxide, etc.), sodium alkoxides (sodium methoxide, etc.); acids such as p-toluenesulfonic acid and mineral acids. A catalyst etc. are mentioned. Among these, it is preferable to use sodium hydroxide because it is simple.

けん化を行う温度としては、特に限定されないが、20℃〜60℃が好ましい。けん化の進行に従ってゲル状の生成物が析出してくる場合には、生成物を粉砕し、さらにけん化を進行させるのがよい。その後、得られた溶液を中和することで、けん化を終了させ、洗浄、乾燥して、ビニルアルコール系重合体を得ることができる。けん化方法としては、上述した方法に限らず、公知の方法を採用できる。   Although it does not specifically limit as temperature which performs saponification, 20 to 60 degreeC is preferable. When a gel-like product precipitates as saponification progresses, it is preferable to pulverize the product and further promote saponification. Then, saponification is complete | finished by neutralizing the obtained solution, and it can wash | clean and dry and can obtain a vinyl alcohol-type polymer. As a saponification method, not only the method mentioned above but a well-known method is employable.

[加熱工程]
本工程では、ビニルエステル系重合体又はけん化後のPVAを加熱する。具体的には、けん化工程と同時に加熱することによりビニルエステル系重合体を加熱するか、けん化工程終了後に得られたPVAを加熱する。この加熱により分岐構造が形成されたPVA(A)を容易に得ることができ、当該乳化重合用安定剤の乳化重合時における分散性、得られる水性エマルジョンの粘度及び水性エマルジョンから形成される皮膜の強度がより向上する。加熱処理は、空気または窒素雰囲気下で行うことが好ましい。また、加熱工程はけん化後のPVAに対して行われることが好ましい。
[Heating process]
In this step, the vinyl ester polymer or the saponified PVA is heated. Specifically, the vinyl ester polymer is heated by heating simultaneously with the saponification step, or the PVA obtained after the saponification step is heated. PVA (A) in which a branched structure is formed by this heating can be easily obtained, and the dispersibility of the stabilizer for emulsion polymerization at the time of emulsion polymerization, the viscosity of the resulting aqueous emulsion, and the film formed from the aqueous emulsion Strength is further improved. The heat treatment is preferably performed in an air or nitrogen atmosphere. Moreover, it is preferable that a heating process is performed with respect to PVA after saponification.

加熱工程における加熱温度の下限としては、70℃が好ましく、90℃がより好ましい。上記加熱温度の上限としては、150℃が好ましく、130℃がより好ましい。加熱工程における加熱時間の下限としては、30分が好ましく、1時間がより好ましく、2時間がさらに好ましい。上記加熱時間の上限としては、10時間が好ましく、7時間がより好ましく、5時間がさらに好ましい。加熱温度及び加熱時間を上記範囲内とすることで、本発明の規定を満たすPVA(A)を容易に得ることができ、当該乳化重合用安定剤の乳化重合時における分散性、得られる水性エマルジョンの粘度及び水性エマルジョンから形成される皮膜の強度がより向上する。   As a minimum of heating temperature in a heating process, 70 ° C is preferred and 90 ° C is more preferred. As an upper limit of the said heating temperature, 150 degreeC is preferable and 130 degreeC is more preferable. The lower limit of the heating time in the heating step is preferably 30 minutes, more preferably 1 hour, and even more preferably 2 hours. The upper limit of the heating time is preferably 10 hours, more preferably 7 hours, and even more preferably 5 hours. By setting the heating temperature and the heating time within the above ranges, PVA (A) satisfying the provisions of the present invention can be easily obtained, and the dispersibility of the stabilizer for emulsion polymerization during emulsion polymerization can be obtained. The viscosity of the film and the strength of the film formed from the aqueous emulsion are further improved.

上記の製造方法により得られたPVA(A)及び任意成分を適宜混合することにより当該乳化重合用安定剤を製造することができる。   The stabilizer for emulsion polymerization can be produced by appropriately mixing the PVA (A) obtained by the above production method and an optional component.

<水性エマルジョン>
水性エマルジョンは、各種接着剤、塗料、繊維加工剤、紙加工剤、無機物バインダー、セメント混和剤、モルタルプライマー等に好適に用いられる。上記水性エマルジョンの製造方法としては、当該乳化重合用安定剤の水溶液中で、重合開始剤の存在下、エチレン性不飽和単量体を一時又は連続的に添加し乳化重合する方法が挙げられる。また、当該乳化重合用安定剤を用いて乳化したエチレン性不飽和単量体を重合反応系に連続的に添加する方法も採用できる。当該乳化重合用安定剤分散剤の使用量は特に限定されないが、エチレン性不飽和単量体100質量部に対し1〜30質量部が好ましく、2〜20質量部がより好ましい。
<Aqueous emulsion>
The aqueous emulsion is suitably used for various adhesives, paints, fiber processing agents, paper processing agents, inorganic binders, cement admixtures, mortar primers, and the like. Examples of the method for producing the aqueous emulsion include a method of emulsion polymerization by adding an ethylenically unsaturated monomer temporarily or continuously in the presence of a polymerization initiator in an aqueous solution of the emulsion polymerization stabilizer. Moreover, the method of adding continuously the ethylenically unsaturated monomer emulsified using the said stabilizer for emulsion polymerization to a polymerization reaction system is also employable. Although the usage-amount of the said stabilizer for emulsion polymerization is not specifically limited, 1-30 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of ethylenically unsaturated monomers, and 2-20 mass parts is more preferable.

さらに、当該乳化重合用安定剤を乳化重合に用いる場合は、他のポリビニルアルコール系重合体(C)を含有する乳化重合用安定剤を併用することができる。このPVA(C)としては、けん化度70モル%以上、重合度300〜4500のPVAが好ましく、けん化度80〜99モル%、重合度500〜3500がさらに好ましい。   Furthermore, when using the said stabilizer for emulsion polymerization for emulsion polymerization, the stabilizer for emulsion polymerization containing the other polyvinyl alcohol-type polymer (C) can be used together. The PVA (C) is preferably a PVA having a saponification degree of 70 mol% or more and a polymerization degree of 300 to 4500, more preferably a saponification degree of 80 to 99 mol% and a polymerization degree of 500 to 3500.

また、PVA(C)は、エチレン基やアセトアセチル基などを導入することにより、耐水性が付与されたものであってもよい。PVA(C)を含有する乳化重合用安定剤を併用する場合の当該乳化重合用安定剤の添加量とPVA(C)を含有する乳化重合用安定剤の添加量との重量比(当該乳化重合用安定剤/PVA(C)を含有する乳化重合用安定剤)は、用いる乳化重合用安定剤の種類等によって変化するのでこれを一律に規定することはできないが、95/5〜5/95の範囲が好ましく、特に90/10〜10/90が好ましい。これらの乳化重合用安定剤は、乳化重合の初期に一括して仕込んでもよいし、あるいは乳化重合の途中で分割して仕込んでもよい。   Moreover, PVA (C) may be given water resistance by introducing an ethylene group or an acetoacetyl group. Weight ratio of the addition amount of the stabilizer for emulsion polymerization and the addition amount of the stabilizer for emulsion polymerization containing PVA (C) when the stabilizer for emulsion polymerization containing PVA (C) is used in combination (the emulsion polymerization) Stabilizer for emulsion / stabilizer for emulsion polymerization containing PVA (C)) varies depending on the type of stabilizer for emulsion polymerization used and the like, and cannot be defined uniformly, but 95/5 to 5/95. Is preferable, and 90/10 to 10/90 is particularly preferable. These stabilizers for emulsion polymerization may be charged all at the beginning of emulsion polymerization, or may be charged in the middle of emulsion polymerization.

上記エチレン性不飽和単量体としては、例えばエチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン系単量体;塩化ビニル、フッ化ビニル、ビニリデンクロリド、ビニリデンフルオリド等のハロゲン化オレフィン系単量体;ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等のビニルエステル系単量体;アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル等のアクリル酸エステル系単量体;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル等のメタクリル酸エステル系単量体;アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等のアクリルアミド系単量体;スチレン、α−メチルスチレン、p−スチレンスルホン酸等のスチレン系単量体;N−ビニルピロリドン、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等のジエン系単量体などが挙げられる。   Examples of the ethylenically unsaturated monomer include olefin monomers such as ethylene, propylene, and isobutylene; halogenated olefin monomers such as vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene chloride, and vinylidene fluoride; vinyl formate , Vinyl ester monomers such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl versatate; acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, dodecyl acrylate, acrylic acid Acrylic acid ester monomer such as 2-hydroxyethyl; Methacrylic acid ester monomer such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, dodecyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate Body; Acrylamide monomers such as dimethylaminoethyl silylate, dimethylaminoethyl methacrylate, acrylamide, methacrylamide, N-methylolacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid; styrene, α-methyl Examples thereof include styrene monomers such as styrene and p-styrenesulfonic acid; and diene monomers such as N-vinylpyrrolidone, butadiene, isoprene and chloroprene.

エチレン性不飽和単量体としては、これらの中でビニルエステル系単量体、(メタ)アクリル酸エステル系単量体、スチレン系単量体が好ましく、ビニルエステル系単量体がより好ましく、酢酸ビニルがさらに好ましい。エチレン系不飽和単量体は1種のみを用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。   As the ethylenically unsaturated monomer, among these, a vinyl ester monomer, a (meth) acrylic acid ester monomer, and a styrene monomer are preferable, and a vinyl ester monomer is more preferable. More preferred is vinyl acetate. The ethylenically unsaturated monomer may be used alone or in combination of two or more.

上記水性エマルジョンには、酸化チタン等の充填材、トルエン等の有機溶剤、フタル酸ジブチル等の可塑剤、グリコールエーテル等の造膜助剤などの従来公知の添加剤を添加してもよい。また、水性エマルジョンを噴霧乾燥等により粉末化した、いわゆる粉末エマルジョンとしてもよい。このような水性エマルジョン及び粉末エマルジョンは、各種接着剤、塗料、繊維加工剤、紙加工剤、無機物バインダー、セメント混和剤、モルタルプライマー等の広範な用途に好適に利用される。   Conventional additives such as fillers such as titanium oxide, organic solvents such as toluene, plasticizers such as dibutyl phthalate, and film-forming aids such as glycol ether may be added to the aqueous emulsion. Further, a so-called powder emulsion obtained by pulverizing an aqueous emulsion by spray drying or the like may be used. Such aqueous emulsions and powder emulsions are suitably used for a wide range of applications such as various adhesives, paints, fiber processing agents, paper processing agents, inorganic binders, cement admixtures, mortar primers and the like.

以下、実施例及び比較例により、本発明を詳細に説明する。なお、以下の実施例及び比較例において「部」及び「%」は、特に断りのない限り質量を基準とする。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples and comparative examples. In the following examples and comparative examples, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

下記実施例及び比較例のPVAの物性値について、以下の方法に従って測定した。   About the physical property value of PVA of the following Example and comparative example, it measured in accordance with the following method.

[重合度]
各実施例又は比較例において、PVA(A)の粘度平均重合度は、JIS−K6726に記載の方法により求めた。
[Degree of polymerization]
In each Example or Comparative Example, the viscosity average degree of polymerization of PVA (A) was determined by the method described in JIS-K6726.

[けん化度]
各PVA(A)のけん化度は、JIS−K6726に記載の方法により求めた。
[Saponification degree]
The degree of saponification of each PVA (A) was determined by the method described in JIS-K6726.

[変性率]
各PVAの変性率(PVA(A)における単量体(a)に由来する単位の含有率)は、PVA(A)の前駆体であるビニルエステル系重合体を用いて、上述のH−NMRを用いた方法により求めた。
[Modification rate]
The modification rate of each PVA (the content of units derived from the monomer (a) in the PVA (A)) is determined by using the vinyl ester polymer that is the precursor of the PVA (A), and the above 1 H- It calculated | required by the method using NMR.

[PVA(B)の調製]
PVA(A)約10gを共通すり合わせ三角フラスコに量り採り、メタノール200mLを加えた後、12.5モル/L水酸化ナトリウム溶液を10mL加えて、かき混ぜ、40℃の水浴中で1時間加熱し、次に、フェノールフタレインを指示薬として加え、アルカリ性反応を認めなくなるまでメタノールで洗浄して水酸化ナトリウムを除去し、最後に、時計皿に移しメタノールがなくなるまで105℃で1時間乾燥させてPVA(B)を調製した。
[Preparation of PVA (B)]
About 10 g of PVA (A) was weighed into a common conical Erlenmeyer flask, 200 mL of methanol was added, 10 mL of 12.5 mol / L sodium hydroxide solution was added, stirred, and heated in a 40 ° C. water bath for 1 hour. Next, phenolphthalein is added as an indicator, washed with methanol until no alkaline reaction is observed to remove sodium hydroxide, and finally transferred to a watch glass and dried at 105 ° C. for 1 hour until no methanol is left, and PVA ( B) was prepared.

[PVA(A)及びPVA(B)の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)]
ヘキサフルオロイソプロパノールを移動相に用い、示差屈折率検出器を用いて、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定により、ポリメタクリル酸メチル換算値として求めた。具体的には、以下の条件を採用した。
GPCカラム:東ソー社の「GMHHR(S)」2本
移動相:ヘキサフルオロイソプロパノール(トリフルオロ酢酸ナトリウムを20mmol/Lの濃度で含有)
流速:0.2mL/分
試料濃度:0.100wt/vol%
試料注入量:10μL
検出器:示差屈折率検出器
標準物質:ポリメタクリル酸(例えば、Agilent Technologies社の「EasiVial PMMA 4mL tri−pack」)
[Number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) of PVA (A) and PVA (B)]
It calculated | required as a polymethylmethacrylate conversion value by the gel permeation chromatography (GPC) measurement using the differential refractive index detector, using hexafluoro isopropanol for a mobile phase. Specifically, the following conditions were adopted.
GPC column: 2 Tosoh "GMH HR (S)" mobile phase: hexafluoroisopropanol (contains sodium trifluoroacetate at a concentration of 20 mmol / L)
Flow rate: 0.2 mL / min Sample concentration: 0.100 wt / vol%
Sample injection volume: 10 μL
Detector: Differential refractive index detector Standard material: Polymethacrylic acid (for example, “EasiVial PMMA 4 mL tri-pack” manufactured by Agilent Technologies)

[合成例1](PVA−1の製造)
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、コモノマー滴下口及び重合開始剤の添加口を備えた反応器に、酢酸ビニル740部及びメタノール260部を仕込み、窒素バブリングをしながら30分間系内を窒素置換した。また単量体(a)としてマレイン酸モノメチルを選択し、マレイン酸モノメチルのメタノール溶液(濃度20%)を窒素ガスのバブリングにより窒素置換した。反応器の昇温を開始し、内温が60℃となったところで、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.25部を添加し重合を開始した。上記反応器に、上記マレイン酸モノメチルのメタノール溶液を滴下して重合溶液中の単量体組成比を一定に保ちながら、60℃で3時間重合した後、冷却して重合を停止した。重合停止までに加えた単量体(a)の総量は0.9部であり、重合停止時の固形分濃度は33.3%であった。続いて、30℃、減圧下でメタノールを時々添加しながら未反応の単量体の除去を行い、ビニルエステル系重合体のメタノール溶液(濃度35%)を得た。次に、このメタノール溶液にさらにメタノールを加えて調製したビニルエステル系重合体のメタノール溶液790.8部(溶液中の上記重合体200.0部)に、水酸化ナトリウムの10%メタノール溶液9.2部を添加して、40℃でけん化を行った(けん化溶液の上記重合体濃度25%、上記重合体中の酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比0.01)。水酸化ナトリウムのメタノール溶液を添加後約15分でゲル状物が生成したので、これを粉砕器にて粉砕し、さらに40℃で1時間放置してけん化を進行させた後、酢酸メチル500部を加え残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和が終了したことを確認した後、濾別して白色固体を得た。この白色固体にメタノール2,000部を加えて室温で3時間放置洗浄した。この洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られた白色固体を乾燥機にて120℃で4.5時間加熱処理してPVA(A)(PVA−1)を得た。PVA−1の物性を表2に示す。
[Synthesis Example 1] (Production of PVA-1)
A reactor equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet, comonomer dropping port and polymerization initiator addition port was charged with 740 parts of vinyl acetate and 260 parts of methanol, and nitrogen was bubbled through the system for 30 minutes. Replaced. Further, monomethyl maleate was selected as monomer (a), and a methanol solution of monomethyl maleate (concentration 20%) was replaced with nitrogen by bubbling nitrogen gas. The temperature of the reactor was increased, and when the internal temperature reached 60 ° C., 0.25 part of 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) was added to initiate polymerization. The methanol solution of monomethyl maleate was dropped into the reactor to polymerize at 60 ° C. for 3 hours while keeping the monomer composition ratio in the polymerization solution constant, and then cooled to stop the polymerization. The total amount of monomer (a) added until the termination of polymerization was 0.9 part, and the solid content concentration at the termination of polymerization was 33.3%. Subsequently, unreacted monomers were removed while sometimes adding methanol under reduced pressure at 30 ° C. to obtain a methanol solution (concentration 35%) of a vinyl ester polymer. Next, 790.8 parts of a methanol solution of a vinyl ester polymer prepared by adding methanol to this methanol solution (200.0 parts of the polymer in the solution) was added to a 10% methanol solution of sodium hydroxide 9. Two parts were added and saponification was carried out at 40 ° C. (25% of the polymer concentration in the saponification solution, 0.01 molar ratio of sodium hydroxide to vinyl acetate units in the polymer). After adding a sodium hydroxide methanol solution, a gel was formed in about 15 minutes. This was pulverized with a pulverizer and further allowed to stand at 40 ° C. for 1 hour to proceed with saponification, and then 500 parts of methyl acetate. Was added to neutralize the remaining alkali. After confirming the completion of neutralization using a phenolphthalein indicator, the mixture was filtered to obtain a white solid. To this white solid, 2,000 parts of methanol was added, and the mixture was left to wash at room temperature for 3 hours. After repeating this washing | cleaning operation 3 times, the white solid obtained by carrying out centrifugation liquid removal was heat-processed at 120 degreeC with the dryer for 4.5 hours, and PVA (A) (PVA-1) was obtained. Table 2 shows the physical properties of PVA-1.

[合成例2〜17](PVA−2〜PVA−17の製造)
酢酸ビニル及びメタノールの仕込み量、重合時に使用する単量体(a)の種類や添加量等の重合条件;けん化時におけるビニルエステル系重合体の濃度、酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比等のけん化条件;並びに加熱処理条件を表1に示すように変更したこと以外は、合成例1と同様の方法により各種のPVA(A)を製造した。各PVA(A)及びそれから得られるPVA(B)の物性を表2に示す。なお、合成例13においては、PVA−13a及びPVA−13bの2種のPVA(A)を製造したのち、PVA−13aを45部に対しPVA−13bを55部となるように2種のPVA(A)を混合した。また、PVA−10及びPVA−12は、ヘキサフルオロイソプロパノールに完溶しなかったため、Mn及びMwは測定できなかった。
[Synthesis Examples 2 to 17] (Production of PVA-2 to PVA-17)
Polymerization conditions such as the amount of vinyl acetate and methanol charged, the type and amount of monomer (a) used during polymerization, the concentration of vinyl ester polymer during saponification, the molar ratio of sodium hydroxide to vinyl acetate units, etc. Various PVA (A) were produced by the same method as in Synthesis Example 1 except that the saponification conditions; and the heat treatment conditions were changed as shown in Table 1. Table 2 shows the physical properties of each PVA (A) and PVA (B) obtained therefrom. In Synthesis Example 13, after producing two types of PVA (A), PVA-13a and PVA-13b, two types of PVA are used so that 45 parts of PVA-13a and 55 parts of PVA-13b are included. (A) was mixed. Moreover, since PVA-10 and PVA-12 were not completely dissolved in hexafluoroisopropanol, Mn and Mw could not be measured.

Figure 2015163659
Figure 2015163659

Figure 2015163659
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[実施例1]
(ポリ酢酸ビニルの乳化重合)
還流冷却器、滴下ロート、温度計及び窒素吹込口を備えた1Lガラス製重合容器に、イオン交換水350g及びPVA−1 12.6gを仕込み95℃で完全に溶解した。次に、このPVA水溶液を冷却、窒素置換後、200rpmで撹拌しながら酢酸ビニル16.8gを加え、60℃に昇温した。その後、5%過酸化水素4.6g/20%酒石酸2.0gのレドックス系開始剤を添加して重合を開始した。重合開始15分後から3時間かけて酢酸ビニル151.6gを連続的に添加し、その後5%過酸化水素0.6g/20%酒石酸0.2gを添加して重合を終了させることで、固形分濃度34.8%、粒径2μmのポリ酢酸ビニルエマルジョンを得た。
[Example 1]
(Emulsion polymerization of polyvinyl acetate)
In a 1 L glass polymerization vessel equipped with a reflux condenser, a dropping funnel, a thermometer and a nitrogen inlet, ion exchange water 350 g and PVA-1 12.6 g were charged and completely dissolved at 95 ° C. Next, this PVA aqueous solution was cooled and purged with nitrogen, and then 16.8 g of vinyl acetate was added while stirring at 200 rpm, and the temperature was raised to 60 ° C. Thereafter, 4.6 g of 5% hydrogen peroxide / 2.0 g of 20% tartaric acid was added to initiate a polymerization. After 15 minutes from the start of polymerization, 151.6 g of vinyl acetate was continuously added over 3 hours, and then 0.6 g of 5% hydrogen peroxide / 0.2 g of 20% tartaric acid was added to terminate the polymerization. A polyvinyl acetate emulsion having a partial concentration of 34.8% and a particle size of 2 μm was obtained.

[実施例2〜8及び比較例1〜9]
上記用いたPVA(A)の種類を表3に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にしてポリ酢酸ビニルエマルジョンを製造した。これらのポリ酢酸ビニルエマルジョンにおける固形分濃度を表3に合わせて示す。なお、比較例2及び比較例4においては、PVA−10及びPVA−12がイオン交換水に完溶せず、ポリ酢酸ビニルエマルジョンを得ることができなかった。
[Examples 2 to 8 and Comparative Examples 1 to 9]
A polyvinyl acetate emulsion was produced in the same manner as in Example 1 except that the type of PVA (A) used was changed as shown in Table 3. The solid content concentrations in these polyvinyl acetate emulsions are shown in Table 3. In Comparative Examples 2 and 4, PVA-10 and PVA-12 were not completely dissolved in ion-exchanged water, and a polyvinyl acetate emulsion could not be obtained.

[乳化重合時の分散性]
上記得られたポリ酢酸ビニルエマルジョンをシステム顕微鏡(オリンパス社の「BX−53」)で観察し、凝集又はゲル化がなく、ろ過残分が見られないものを「A」、凝集又はゲル化がないが、ろ過残分が僅かに見られるものを「B」、凝集又はゲル化があり、濾過残分が多いものを「C」と評価した。この評価結果を表3に併せて示す。なお、凝集又はゲルが少なく、ろ過残分が少ないものほど乳化重合時の分散性に優れる。
[Dispersibility during emulsion polymerization]
The obtained polyvinyl acetate emulsion was observed with a system microscope (OLYMPUS "BX-53"), and there was no aggregation or gelation and no filtration residue was observed. Although there was no filtration residue, it was evaluated as “B” when there was a slight filtration residue, “C” when there was aggregation or gelation and there was much filtration residue. The evaluation results are also shown in Table 3. Note that the smaller the aggregation or gel and the smaller the filtration residue, the better the dispersibility during emulsion polymerization.

[ポリ酢酸ビニルエマルジョンの粘度]
実施例及び比較例のポリ酢酸ビニルエマルジョンの固形分100質量部に対して、可塑剤としてジブチルフタレート5質量部を添加混合した。この混合物について、BH型粘度計(東機産業社の「BII型粘度計」)を用い、30℃、2rpmの条件下における粘度(η2rpm)及び30℃、20rpmの条件下における粘度(η20rpm)を測定した。この評価結果を表3に併せて示す。
[Viscosity of polyvinyl acetate emulsion]
As a plasticizer, 5 parts by mass of dibutyl phthalate was added to and mixed with 100 parts by mass of the solid content of the polyvinyl acetate emulsions of Examples and Comparative Examples. About this mixture, using a BH type viscometer (“BII type viscometer” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), the viscosity under the condition of 30 ° C. and 2 rpm (η2 rpm) and the viscosity under the condition of 30 ° C. and 20 rpm (η20 rpm) It was measured. The evaluation results are also shown in Table 3.

[ポリ酢酸ビニルエマルジョンの皮膜強度]
実施例及び比較例のポリ酢酸ビニルエマルジョンを温度20℃、相対湿度65%の環境下でPET上に流延し、7日間乾燥させて500μmの乾燥皮膜を得た。この皮膜を幅1cm長さ6cmに打ち抜き、精密万能試験機(島津製作所の「オートグラフAG−IS」)を用い引張り速度100mm/分の条件下で引張試験を行い皮膜の強度を求めた。この評価結果を表3に併せて示す。
[Film strength of polyvinyl acetate emulsion]
The polyvinyl acetate emulsions of Examples and Comparative Examples were cast on PET under an environment of a temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 65% and dried for 7 days to obtain a dry film having a thickness of 500 μm. The film was punched into a width of 1 cm and a length of 6 cm, and a tensile test was performed using a precision universal testing machine (“Autograph AG-IS” manufactured by Shimadzu Corporation) at a pulling rate of 100 mm / min to determine the strength of the film. The evaluation results are also shown in Table 3.

Figure 2015163659
Figure 2015163659

表3に示されるように、実施例1〜8の乳化重合用安定剤は乳化重合時の分散性に優れることが分かる。また、実施例1〜8で得られたポリ酢酸ビニルエマルジョンは高粘度であり、これらのポリ酢酸ビニルエマルジョンから形成される皮膜は強度に優れることも分かる。   As Table 3 shows, it turns out that the stabilizer for emulsion polymerization of Examples 1-8 is excellent in the dispersibility at the time of emulsion polymerization. Moreover, it turns out that the polyvinyl acetate emulsion obtained in Examples 1-8 is highly viscous, and the film | membrane formed from these polyvinyl acetate emulsions is excellent in intensity | strength.

一方、比較例1〜9の乳化重合用安定剤は、乳化重合時の分散性に劣り、得られたポリ酢酸ビニルエマルジョンの粘度及びポリ酢酸ビニルエマルジョンから形成される皮膜の強度も不十分であることが分かる。また、特に比較例2及び4におけるPVAは、乳化重合用安定剤として用いることができないものであった。   On the other hand, the stabilizers for emulsion polymerization of Comparative Examples 1 to 9 are inferior in dispersibility during emulsion polymerization, and the viscosity of the obtained polyvinyl acetate emulsion and the strength of the film formed from the polyvinyl acetate emulsion are also insufficient. I understand that. In particular, PVA in Comparative Examples 2 and 4 could not be used as a stabilizer for emulsion polymerization.

本発明の乳化重合用安定剤は、乳化重合時に優れた分散性を発揮すると共に、高粘度の水性エマルジョンを得ることができ、さらに水性エマルジョンから形成される皮膜が強度に優れる。従って、当該乳化重合用安定剤を用いて得られる水性エマルジョンは、各種接着剤、塗料、繊維加工剤、紙加工剤、無機物バインダー、セメント混和剤、モルタルプライマー等に好適に用いられる。   The stabilizer for emulsion polymerization of the present invention exhibits excellent dispersibility at the time of emulsion polymerization, and can obtain a high-viscosity aqueous emulsion, and a film formed from the aqueous emulsion is excellent in strength. Therefore, the aqueous emulsion obtained using the emulsion polymerization stabilizer is suitably used for various adhesives, paints, fiber processing agents, paper processing agents, inorganic binders, cement admixtures, mortar primers, and the like.

Claims (3)

ビニルアルコール系重合体(A)を含有する乳化重合用安定剤であって、
上記ビニルアルコール系重合体(A)の数平均分子量(Mn(A))に対する重量平均分子量(Mw(A))の割合(Mw(A)/Mn(A))が3以上8以下であり、
上記ビニルアルコール系重合体(A)を水酸化ナトリウム溶液中において40℃で1時間処理して得られるビニルアルコール系重合体(B)の数平均分子量(Mn(B))に対する重量平均分子量(Mw(B))の割合(Mw(B)/Mn(B))が2以上3未満である乳化重合用安定剤。
A stabilizer for emulsion polymerization containing a vinyl alcohol polymer (A),
The ratio (Mw (A) / Mn (A)) of the weight average molecular weight (Mw (A)) to the number average molecular weight (Mn (A)) of the vinyl alcohol polymer (A) is 3 or more and 8 or less,
Weight average molecular weight (Mw) relative to the number average molecular weight (Mn (B)) of the vinyl alcohol polymer (B) obtained by treating the vinyl alcohol polymer (A) in a sodium hydroxide solution at 40 ° C. for 1 hour. (B)) ratio (Mw (B) / Mn (B)) is a stabilizer for emulsion polymerization having a value of 2 or more and less than 3.
上記ビニルアルコール系重合体(A)が、単量体(a)の存在下でビニルエステル系単量体を重合後、けん化及び加熱処理することにより得られるものであり、
上記単量体(a)が、不飽和二重結合を有するカルボン酸、不飽和二重結合を有するカルボン酸のアルキルエステル、不飽和二重結合を有するカルボン酸の酸無水物、不飽和二重結合を有するカルボン酸の塩、及び不飽和二重結合を有するシリル化合物からなる群より選択される少なくとも1種である請求項1に記載の乳化重合用安定剤。
The vinyl alcohol polymer (A) is obtained by polymerizing a vinyl ester monomer in the presence of the monomer (a), followed by saponification and heat treatment,
The monomer (a) is a carboxylic acid having an unsaturated double bond, an alkyl ester of a carboxylic acid having an unsaturated double bond, an acid anhydride of a carboxylic acid having an unsaturated double bond, or an unsaturated double bond. The stabilizer for emulsion polymerization according to claim 1, which is at least one selected from the group consisting of a carboxylic acid salt having a bond and a silyl compound having an unsaturated double bond.
水をさらに含有する請求項1又は請求項2に記載の乳化重合用安定剤。
The stabilizer for emulsion polymerization according to claim 1 or 2, further comprising water.
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