JP2016093800A - 高分子凝集剤の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カチオン性単量体を含まず、ノニオン性単量体及び/又はアニオン性単量体を含む単量体混合物を、HLB値の異なる2種以上の界面活性剤を混合して各界面活性剤のHLB値の加重平均を4.0〜8.0の範囲になるように調整した界面活性剤の存在下、油中水型エマルション重合して高分子凝集剤を製造する方法。前記単量体混合物がメチレンビスアクリルアミド又はジ(メタ)アクリレートである2管能性単量体を含み、前記ノニオン性単量体が(メタ)アクリルアミドであり、前記アニオン性単量体が、(メタ)アクリル酸(塩)及び/或いは2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(塩)である高分子凝集剤。
【選択図】なし
Description
(1)カチオン性単量体を含まず、ノニオン性単量体および/またはアニオン性単量体を含む単量体混合物を、HLB値の異なる2種以上の界面活性剤を混合して各界面活性剤のHLB値の加重平均で4.0〜8.0の範囲になるように調整した界面活性剤の存在下、油中水型エマルション重合して得られる重合体を含む高分子凝集剤の製造方法である。
CH2=CR1−CO−X−CO−CR2=CH2 (1)
(式中、R1およびR2はHまたはCH3を示し、XはO(C2H4O)l、O(C3H6O)l(lは1〜20の整数を示す。)、または下記一般式(2)のエチレンオキサイド変性したビスフェノールA骨格または下記一般式(3)のエチレンオキサイド変性したイソシアヌル酸骨格を示す。)
本発明におけるノニオン性単量体およびアニオン性単量体は以下に例示される。なお、本明細書においては、アクリレートおよび/またはメタクリレートを(メタ)アクリレートと表し、アクリルアミドおよび/またはメタクリルアミドを(メタ)アクリルアミドと表し、アクリル酸および/またはメタクリル酸を(メタ)アクリル酸と表し、また、酸とその塩を、酸(塩)と表す。
CH2=CR1−CO−X−CO−CR2=CH2 (1)
(式中、R1およびR2はHまたはCH3を示し、XはO(C2H4O)l、O(C3H6O)l、(lは1〜20の整数)または下記一般式(2)のエチレンオキサイド変性したビスフェノールA骨格または下記一般式(3)のエチレンオキサイド変性したイソシアヌル酸骨格を示す。)
(一般式(4)において、HLBXは、非イオン界面活性剤XのHLB値を示す。
また、WXは、HLBXの値を有する非イオン界面活性剤Xの質量(g)を示す。)
重合時に安定性が悪いとエマルション粒子の凝集物が発生する。この凝集物をコアギュラムと呼ぶ。コアギュラム量が0.2質量%以下であるとき重合安定性が良好である。コアギュラム量の測定は次の方法で行った。
精秤した約20gの油中水型エマルションを#150メッシュのステンレス製金網で濾過する。金網についたエマルションを10重量%のソルビタンセスキオレートを溶解した炭化水素油で洗い流す。オイルをペーパータオルで良く拭き取り、金網上の残さの重量を測定する。(残さ質量/濾過に供したエマルション量)×100=コアギュラム量(質量%)とし、この量が多いほど重合安定性が悪い。
貯蔵時のエマルションの分離安定性の指標として、以下の促進試験を導入する。本指標が20質量%以下であるとき、常温で約3か月後の上層と下層のエマルションの固形分差が2%未満に相当し、貯蔵安定性が良好である。以下に詳細を述べる。
ガラス製遠沈管に約65〜70gの油中水型エマルションを精秤し、1310gで23分間遠心分離を行う。得られた上澄みを廃棄し、底に残ったエマルション残さの量を精秤する。(残さ質量/遠心分離に供したエマルション量)×100=沈降分離量(質量%)とし、この量が多いほど貯蔵安定性が悪い。
50質量%アクリルアミド水溶液640.0gに28質量%アンモニア水を添加し、pH6.0に調整した。これにキレート剤EDTAの5質量%水溶液1.28g、イソプロピルアルコール0.32g、開始剤としてt−ブチルハイドロパーオキサイド0.008gを含む水溶液2.0g、イオン交換水を添加後、28質量%アンモニア水および98質量%硫酸で再度pH6.0に調整し、全量で719.9gの水相を調製した。単量体濃度は油中水型エマルション全体の32質量%であった。油相を撹拌しながら、水相を添加し、ホモジナイザーにて高速撹拌して油中水型エマルションを調整した。五つ口セパラブルフラスコに窒素ガス吹き込み管、還流冷却器、温度計をつけ、撹拌翼で撹拌しながら、窒素ガスで脱気を開始した。十分に脱気した後、窒素ガスを供給しながら、さらに二酸化硫黄を0.02vol%含む窒素ガスを28.0ml/分の供給量で乳化液中に吹き込み、重合を開始させた。40℃に到達後、2時間この温度を保持した後、二酸化硫黄を含む窒素ガスの供給量を149.1ml/分に増加し、さらに40℃で1時間保持した後、窒素および二酸化硫黄を含む窒素ガスを停止し、重合終了後、親水性界面活性剤として、HLB値13.5のポリエチレングリコールモノオレートをエマルションに含まれる総乳化剤の加重平均のHLB値が10.0となるように、25.8g加えて混合し、実施例1の油中水型エマルションを調製した。
以下、重合時に使用する乳化剤種とその比率、単量体比率、水相のpHを表1に示すように変えた他は実施例1と同様にして重合し、実施例2〜9の油中水型エマルションを調製した。
実施例1において、重合時に使用する乳化剤種とその比率、単量体比率、水相のpHを表1に示すように変えた以外は同様にして重合し、調製した。
実施例1において重合時に使用する乳化剤種とその比率、単量体比率、水相のpHを表1に示すように変えた以外は同様にして重合を行ったところ、途中でエマルション粒子が凝集して撹拌できなくなり、重合を中止した。
実施例1において重合時に使用する乳化剤種とその比率、単量体比率、水相のpHを表1に示すように変えた以外は同様にして重合を行ったところ、途中でエマルション粒子が凝集し撹拌できなくなり重合を中止した。
実施例1において、重合時に使用する乳化剤種とその比率、単量体比率、水相のpHを表2に示すように変えた以外は同様にして調製した。
AM:アクリルアミド
AMPS:2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸
AcA:アクリル酸
(a)ソルビタンセスキオレート、HLB値3.7
(b)オレイン酸ジエタノールアミド、HLB値5.0
(c)ポリオキシエチレンモノオレート、HLB値13.7
(d)ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート、HLB値10.0
2官能性単量体添加量:ppm/その他の単量体質量
Claims (7)
- カチオン性単量体を含まず、ノニオン性単量体および/またはアニオン性単量体を含む単量体混合物を、HLB値の異なる2種以上の界面活性剤を混合して各界面活性剤のHLB値の加重平均で4.0〜8.0の範囲になるように調整した界面活性剤の存在下、油中水型エマルション重合して得られる重合体を含む高分子凝集剤の製造方法。
- 少なくともHLB値が1.5〜7.0の範囲の界面活性剤と、HLB値が10〜17の範囲の界面活性剤の存在下、前記単量体混合物を油中水型エマルション重合して得られる重合体を含む請求項1に記載の高分子凝集剤の製造方法。
- 前記単量体混合物がラジカル重合性の2官能性単量体を含む、請求項1または請求項2に記載の高分子凝集剤の製造方法。
- 前記2官能性単量体がメチレンビスアクリルアミドまたは下記一般式(1)で示されるジ(メタ)アクリレートのうち1種類以上である請求項3に記載の高分子凝集剤の製造方法。
CH2=CR1−CO−X−CO−CR2=CH2 (1)
(式中、R1およびR2はHまたはCH3を示し、XはO(C2H4O)l、O(C3H6O)l(lは1〜20の整数を示す。)、または下記一般式(2)のエチレンオキサイド変性したビスフェノールA骨格または下記一般式(3)のエチレンオキサイド変性したイソシアヌル酸骨格を示す。)
- 前記ノニオン性単量体が(メタ)アクリルアミドであり、前記アニオン性単量体が(メタ)アクリル酸(塩)、および/または2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(塩)である請求項1〜請求項4のいずれかに記載の高分子凝集剤の製造方法。
- 油中水型エマルション重合体の標準粘度が1〜9mPa・sである請求項1〜5のいずれかに記載の高分子凝集剤の製造方法。ここで標準粘度とは、重合体0.1質量%を溶解した1N塩化ナトリウム水溶液をB型粘度計で、BLアダプターを使用し、60回転/分、25℃の条件で測定した粘度を意味する。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の油中水型エマルションからなる高分子凝集剤。
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