JP2017039807A - Manufacturing method of acrylic acid-based polymer solution - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of efficiently manufacturing an organic solvent solution of an acrylic acid polymer and capable of suppressing contamination of impurities derived from a mercapto compound or the like and moisture.SOLUTION: There is provided a manufacturing method of an acrylic acid polymer solution including a polymerization process for conducting solution polymerization of a monomer containing acrylic acid in a non-aqueous solvent containing an organic solvent other than an alcoholic solvent. It is preferable to contain N-methyl-2-pyrolidone of 1 to 100 mass% as the non-aqueous solvent.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、アクリル酸系重合体溶液の製造方法に関する。詳細には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池の電極用バインダーとして使用可能なアクリル酸系重合体の有機溶剤溶液の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an acrylic acid polymer solution. In detail, it is related with the manufacturing method of the organic-solvent solution of the acrylic acid type polymer which can be used as a binder for electrodes of nonaqueous electrolyte secondary batteries, such as a lithium ion secondary battery.

非水電解質二次電池としては、例えばリチウムイオン二次電池がよく知られている。リチウムイオン二次電池は、鉛蓄電池等の他の二次電池と比較して、エネルギー密度、出力密度、及び充放電サイクル特性等に優れることから、スマートフォン、タブレット型端末及びノート型パソコン等のモバイル端末に採用され、端末の小型軽量化及び高性能化に貢献している。一方、電気自動車やハイブリッド自動車用の二次電池(車載用二次電池)としては、入出力特性、充電所要時間等の面でまだ十分な性能には達していない。このため、非水電解質二次電池の高出力化、充電時間の短縮化を目指し、高い電流密度における充放電特性(ハイレート特性)を改善するための検討が行われている。また、同じく車載用途では高い耐久性が必要とされるため、サイクル特性との両立が求められている。   As the nonaqueous electrolyte secondary battery, for example, a lithium ion secondary battery is well known. Lithium ion secondary batteries are superior in energy density, output density, charge / discharge cycle characteristics, etc. compared to other secondary batteries such as lead-acid batteries, so mobiles such as smartphones, tablet terminals and laptop computers Used in terminals, it contributes to reducing the size and weight of terminals and improving their performance. On the other hand, secondary batteries for electric vehicles and hybrid vehicles (on-vehicle secondary batteries) have not yet achieved sufficient performance in terms of input / output characteristics, required charging time, and the like. For this reason, studies are being made to improve the charge / discharge characteristics (high rate characteristics) at high current densities with the aim of increasing the output of nonaqueous electrolyte secondary batteries and shortening the charging time. Moreover, since high durability is similarly required for in-vehicle applications, compatibility with cycle characteristics is required.

リチウムイオン二次電池は、セパレータを介して配される一対の電極、並びに非水電解質溶液から構成される。電極は、集電体及びその表面に形成された合剤層とからなり、該合剤層は、集電体上に活物質及びバインダー等を含む電極合剤層用組成物(スラリー)をコーティングし、乾燥等することにより形成される。
リチウムイオン二次電池の正極活物質としては、通常、コバルト酸リチウム等のリチウム含有金属酸化物が用いられている。また、負極活物質としては、黒鉛等の炭素系材料を用いるのが一般的である。しかし、近年では、エネルギー密度向上を目的として、単位重量当たりに多量のリチウムを挿入することが可能であり、高容量とすることができる新たな活物質材料の検討が活発に行われている。中でも、負極活物質として炭素系材料よりも高容量となり得るケイ素またはケイ素酸化物等のケイ素系活物質が注目を集めている。
しかしながら、ケイ素やケイ素酸化物を負極活物質として用いた場合、充放電の際にリチウムの吸蔵・放出に伴い大きな体積変化を生じることが知られている。この体積変化により、充放電を繰り返した場合に集電体から活物質が脱落または剥離することから、サイクル特性の点で課題を有するものであった。
The lithium ion secondary battery is composed of a pair of electrodes arranged via a separator and a non-aqueous electrolyte solution. The electrode is composed of a current collector and a mixture layer formed on the surface thereof, and the mixture layer is coated with a composition (slurry) for the electrode mixture layer containing an active material and a binder on the current collector. And formed by drying or the like.
As a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery, a lithium-containing metal oxide such as lithium cobaltate is usually used. Moreover, as a negative electrode active material, it is common to use carbon-type materials, such as graphite. However, in recent years, for the purpose of improving energy density, new active material materials that can insert a large amount of lithium per unit weight and have a high capacity have been actively studied. Among these, silicon-based active materials such as silicon or silicon oxide, which can have a higher capacity than carbon-based materials, are attracting attention as negative electrode active materials.
However, when silicon or silicon oxide is used as the negative electrode active material, it is known that a large volume change occurs with the insertion and extraction of lithium during charging and discharging. Due to this volume change, when charge and discharge are repeated, the active material falls off or peels from the current collector, which has a problem in terms of cycle characteristics.

このような状況の下、ケイ素系活物質を用いた場合のサイクル特性の向上を目的として、種々のバインダーが提案されている。
特許文献1では、ポリアクリル酸等の側鎖にカルボキシル基をもつポリマーと、銅、ニッケル及びコバルトから選ばれる少なくとも一種の金属元素の化合物と、の反応物からなることを特徴とする二次電池負極用バインダーが開示されている。また、特許文献2には、カルボキシル基を有する酸モノマーの重合体からなる主鎖を有し、一部の側鎖ではカルボニル基にアルキル基が結合していることを特徴とする電極用ポリマー組成物が記載されている。
Under such circumstances, various binders have been proposed for the purpose of improving cycle characteristics when a silicon-based active material is used.
In Patent Document 1, a secondary battery comprising a reaction product of a polymer having a carboxyl group in a side chain such as polyacrylic acid and a compound of at least one metal element selected from copper, nickel, and cobalt. A negative electrode binder is disclosed. Patent Document 2 discloses a polymer composition for an electrode, which has a main chain composed of a polymer of an acid monomer having a carboxyl group, and an alkyl group is bonded to a carbonyl group in some side chains. Things are listed.

特許文献1及び特許文献2は、いずれもポリアクリル酸等のカルボキシル基含有重合体をN−メチル−2−ピロリドン(以下、「NMP」ともいう)等の有機溶剤に溶解させ、変性するものである。ここで、ポリアクリル酸等のアクリル酸系重合体は、水、又は水及びアルコール等の水系溶剤中でアクリル酸等の単量体を重合することにより製造するのが一般的である。このため、ポリアクリル酸のNMP溶液を製造する場合には、水系溶剤中でポリアクリル酸を重合した後、水等の溶媒を留去し、必要に応じて乾燥粉砕処理を行った後にNMPに溶解する必要がある。水の留去・乾燥には多大なエネルギーを要するうえ、工程が多く操作も煩雑となるため、水系溶剤中で重合を行った場合には、生産性の点で問題があった。
さらに、リチウムイオン二次電池の電解液は、通常、炭酸エチレンや炭酸エチルメチルの混合物にヘキサフルオロ酸リチウムを溶解したものが用いられる。ヘキサフルオロ酸リチウムは、水と容易に反応してフッ化水素を生じるため、使用時には水分を十分に排除することが必要である。このため、バインダーからの水分持ち込みも極力低減することが要求されている。
Patent Document 1 and Patent Document 2 are both modified by dissolving a carboxyl group-containing polymer such as polyacrylic acid in an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter also referred to as “NMP”). is there. Here, an acrylic acid polymer such as polyacrylic acid is generally produced by polymerizing a monomer such as acrylic acid in water or an aqueous solvent such as water and alcohol. For this reason, in the case of producing an NMP solution of polyacrylic acid, after polymerizing polyacrylic acid in an aqueous solvent, the solvent such as water is distilled off, and if necessary, a dry pulverization treatment is performed and then NMP is added. Need to dissolve. Distilling and drying water requires a lot of energy, and requires many steps and complicated operations. Therefore, when polymerization is carried out in an aqueous solvent, there is a problem in productivity.
Furthermore, as the electrolytic solution for the lithium ion secondary battery, a solution in which lithium hexafluoroate is dissolved in a mixture of ethylene carbonate or ethyl methyl carbonate is usually used. Since lithium hexafluoroate easily reacts with water to form hydrogen fluoride, it is necessary to sufficiently remove moisture during use. For this reason, it is required to reduce the amount of moisture brought from the binder as much as possible.

これに対し、非水系溶剤中でポリアクリル酸等のアクリル酸系重合体を製造し、該アクリル酸系重合体が溶解した有機溶剤溶液を得る方法についてはあまり知られていない。このような例としては、特許文献3に、イソプロピルアルコールを重合溶剤として用いてポリアクリル酸を重合する方法が開示されている(参考例5)。   On the other hand, little is known about a method of producing an acrylic acid polymer such as polyacrylic acid in a non-aqueous solvent and obtaining an organic solvent solution in which the acrylic acid polymer is dissolved. As such an example, Patent Document 3 discloses a method of polymerizing polyacrylic acid using isopropyl alcohol as a polymerization solvent (Reference Example 5).

特開2014−211977号公報JP 2014-211977 A 特開2014−220082号公報JP 2014-220082 A 特開平2−34694号公報JP-A-2-34694

しかし、特許文献3に記載の方法では、得られるポリアクリル酸の分子量を制御する目的で多量の連鎖移動剤が使用されている。このため、これに由来する不純物が最終製品であるアクリル酸系重合体溶液中にも混入することとなり、例えばリチウムイオン二次電池等に用いた場合には、電池性能への悪影響も懸念されるものであった。   However, in the method described in Patent Document 3, a large amount of chain transfer agent is used for the purpose of controlling the molecular weight of the resulting polyacrylic acid. For this reason, impurities derived therefrom are also mixed in the acrylic polymer solution as the final product. For example, when used in a lithium ion secondary battery, there is a concern about adverse effects on battery performance. It was a thing.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、リチウムイオン二次電池のバインダー等としても有用なアクリル酸系重合体の非水系溶剤溶液を効率よく製造するとともに、メルカプト化合物等の不純物及び水分の混入を抑制することが可能なアクリル酸系重合体溶液の製造方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and efficiently produces a non-aqueous solvent solution of an acrylic acid polymer that is also useful as a binder of a lithium ion secondary battery, as well as a mercapto compound and the like. It is an object of the present invention to provide a method for producing an acrylic acid polymer solution capable of suppressing mixing of impurities and moisture.

本発明者らは、非水系溶剤中でのアクリル酸系重合体の製造方法について検討を行った。その結果、アルコール系溶剤以外の有機溶剤を含む非水系溶剤中で溶液重合することによりアクリル酸系重合体溶液を効率よく製造し得る知見を得た。さらには、非水系溶剤がNMPを含む場合には、連鎖移動剤としてのメルカプト化合物等の不純物の混入回避に一層効果的であるとの知見を得た。本発明はこれらの知見に基づいて完成されたものである。   The present inventors have studied a method for producing an acrylic acid polymer in a non-aqueous solvent. As a result, it has been found that an acrylic acid polymer solution can be efficiently produced by solution polymerization in a non-aqueous solvent containing an organic solvent other than an alcohol solvent. Furthermore, it has been found that when the non-aqueous solvent contains NMP, it is more effective in avoiding contamination of impurities such as a mercapto compound as a chain transfer agent. The present invention has been completed based on these findings.

本発明は以下の通りである。
〔1〕アルコール系溶剤以外の有機溶剤を含有する非水系溶剤中、アクリル酸を含む単量体の溶液重合を行う重合工程を備えることを特徴とするアクリル酸系重合体溶液の製造方法。
〔2〕上記非水系溶剤が、N−メチル−2−ピロリドンを1〜100質量%含有する上記〔1〕に記載のアクリル酸系重合体溶液の製造方法。
〔3〕上記非水系溶剤が、N−メチル−2−ピロリドン及び沸点200℃以下の有機溶剤との混合溶剤である上記〔1〕に記載のアクリル酸系重合体溶液の製造方法。
〔4〕上記沸点200℃以下の有機溶剤が、炭素数1〜3のアルコールである上記〔3〕に記載のアクリル酸系重合体溶液の製造方法。
〔5〕重合時の単量体濃度が25質量%以上である上記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載のアクリル酸系重合体溶液の製造方法。
〔6〕上記重合工程の後、さらに脱溶剤工程を備える上記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載のアクリル酸系重合体溶液の製造方法。
〔7〕上記アクリル酸系重合体の重量平均分子量が10000〜500000である上記〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載のアクリル酸系重合体溶液の製造方法。
The present invention is as follows.
[1] A method for producing an acrylic acid polymer solution, comprising a polymerization step of solution polymerization of a monomer containing acrylic acid in a non-aqueous solvent containing an organic solvent other than an alcohol solvent.
[2] The method for producing an acrylic acid polymer solution according to [1], wherein the non-aqueous solvent contains 1 to 100% by mass of N-methyl-2-pyrrolidone.
[3] The method for producing an acrylic acid polymer solution according to [1], wherein the non-aqueous solvent is a mixed solvent of N-methyl-2-pyrrolidone and an organic solvent having a boiling point of 200 ° C. or lower.
[4] The method for producing an acrylic acid polymer solution according to [3], wherein the organic solvent having a boiling point of 200 ° C. or lower is an alcohol having 1 to 3 carbon atoms.
[5] The method for producing an acrylic acid polymer solution according to any one of the above [1] to [4], wherein the monomer concentration during polymerization is 25% by mass or more.
[6] The method for producing an acrylic acid polymer solution according to any one of [1] to [5], further including a solvent removal step after the polymerization step.
[7] The method for producing an acrylic acid polymer solution according to any one of the above [1] to [6], wherein the acrylic acid polymer has a weight average molecular weight of 10,000 to 500,000.

本発明のアクリル酸系重合体の製造方法によれば、アクリル酸系重合体の非水系溶剤溶液を効率よく製造することができる。また、重合溶剤として水系溶剤を用いないため、水分の混入を抑制することができる。さらには、メルカプト化合物等の不純物の混入も抑制することが可能となる。   According to the method for producing an acrylic acid polymer of the present invention, a non-aqueous solvent solution of an acrylic acid polymer can be efficiently produced. Moreover, since an aqueous solvent is not used as the polymerization solvent, the mixing of moisture can be suppressed. Furthermore, it is possible to suppress the mixing of impurities such as mercapto compounds.

以下、本発明を詳しく説明する。尚、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及び/又はメタクリルを意味し、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味する。また、「(メタ)アクリロイル基」とは、アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を意味する。   The present invention will be described in detail below. In the present specification, “(meth) acryl” means acryl and / or methacryl, and “(meth) acrylate” means acrylate and / or methacrylate. The “(meth) acryloyl group” means an acryloyl group and / or a methacryloyl group.

本発明のアクリル酸系重合体溶液の製造方法では、アルコール系溶剤以外の有機溶剤を含有する非水系溶剤中でアクリル酸を含む単量体の溶液重合を行う重合工程を備える。重合工程に供する単量体はアクリル酸を含むものであればよいが、前述したリチウムイオン二次電池用バインダーとして好適なアクリル酸系重合体を得る観点から、アクリル酸の使用量は全単量体の50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。アクリル酸の使用量の上限は100質量%である。   The method for producing an acrylic acid polymer solution of the present invention includes a polymerization step of performing solution polymerization of a monomer containing acrylic acid in a non-aqueous solvent containing an organic solvent other than an alcohol solvent. The monomer to be used for the polymerization step may be one containing acrylic acid, but from the viewpoint of obtaining an acrylic acid polymer suitable as the binder for the lithium ion secondary battery described above, the amount of acrylic acid used is the total amount. It is preferably 50% by mass or more of the body, more preferably 70% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more. The upper limit of the amount of acrylic acid used is 100% by mass.

単量体としては、アクリル酸以外にもアクリル酸と共重合可能な単量体を用いてもよい。具体的には、アクリル酸を除く不飽和カルボン酸、(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物、ヒドロキシル基含有ビニル化合物、アミノ基含有ビニル化合物、アミド基含有ビニル化合物、スルホン酸基含有ビニル化合物、ポリオキシアルキレン基含有ビニル化合物、アルコキシル基含有ビニル化合物等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   As the monomer, in addition to acrylic acid, a monomer copolymerizable with acrylic acid may be used. Specifically, unsaturated carboxylic acid excluding acrylic acid, (meth) acrylic acid alkyl ester compound, hydroxyl group-containing vinyl compound, amino group-containing vinyl compound, amide group-containing vinyl compound, sulfonic acid group-containing vinyl compound, polyoxy An alkylene group containing vinyl compound, an alkoxyl group containing vinyl compound, etc. are mentioned. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

アクリル酸を除く不飽和カルボン酸としては、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、α−ヒドロキシアクリル酸等の不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、フマル酸、シトラコン酸等の不飽和ジカルボン酸又はその無水物が挙げられる。   Unsaturated carboxylic acids other than acrylic acid include unsaturated monocarboxylic acids such as methacrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid and α-hydroxyacrylic acid; maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, mesaconic acid, fumaric acid, citracone Examples thereof include unsaturated dicarboxylic acids such as acids or anhydrides thereof.

(メタ)アクリル酸アルキルエステル化合物としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸アミル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル、(メタ)アクリル酸n−オクタデシル等の直鎖状又は分岐状アルキル基含有(メタ)アクリル酸エステル化合物が挙げられる。   Examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester compound include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, Isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, amyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, Examples thereof include linear or branched alkyl group-containing (meth) acrylic acid ester compounds such as (meth) acrylic acid n-dodecyl and (meth) acrylic acid n-octadecyl.

ヒドロキシル基含有ビニル化合物としては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコールのモノ(メタ)アクリル酸エステルや、p−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、o−ヒドロキシスチレン、p−イソプロペニルフェノール、m−イソプロペニルフェノール、o−イソプロペニルフェノール等が挙げられる。   Examples of the hydroxyl group-containing vinyl compound include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, (meth ) Mono (meth) acrylic acid esters of polyalkylene glycols such as 3-hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, polyethylene glycol, polypropylene glycol, p-hydroxystyrene, m-hydroxystyrene, o- Examples thereof include hydroxystyrene, p-isopropenylphenol, m-isopropenylphenol, o-isopropenylphenol and the like.

アミノ基含有ビニル化合物としては、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノメチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノメチル、(メタ)アクリル酸2−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸2−ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸2−(ジ−n−プロピルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸2−ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸2−ジエチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ジ−n−プロピルアミノ)プロピル、(メタ)アクリル酸3−ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸3−ジエチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸3−(ジ−n−プロピルアミノ)プロピル等が挙げられる。   Examples of the amino group-containing vinyl compound include dimethylaminomethyl (meth) acrylate, diethylaminomethyl (meth) acrylate, 2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, 2-diethylaminoethyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic. 2- (di-n-propylamino) ethyl acid, 2-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, 2-diethylaminopropyl (meth) acrylate, 2- (di-n-propylamino) propyl (meth) acrylate , (Meth) acrylic acid 3-dimethylaminopropyl, (meth) acrylic acid 3-diethylaminopropyl, (meth) acrylic acid 3- (di-n-propylamino) propyl, and the like.

アミド基含有ビニル化合物としては、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。   Examples of the amide group-containing vinyl compound include (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide and the like.

スルホン酸基含有ビニル化合物としては、メタリルスルホン酸、アクリルアミド−2−メチル−2−プロパンスルホン酸等が挙げられる。   Examples of the sulfonic acid group-containing vinyl compound include methallylsulfonic acid, acrylamide-2-methyl-2-propanesulfonic acid, and the like.

ポリオキシアルキレン基含有ビニル化合物としては、ポリオキシエチレン基、及び/又は、ポリオキシプロピレン基を有するアルコールの(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。   Examples of the polyoxyalkylene group-containing vinyl compound include (meth) acrylic acid esters of alcohols having a polyoxyethylene group and / or a polyoxypropylene group.

アルコキシ基含有ビニル化合物としては、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸n−プロポキシエチル、(メタ)アクリル酸n−ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸エトキシプロピル、(メタ)アクリル酸n−プロポキシプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブトキシプロピル等が挙げられる。   Examples of the alkoxy group-containing vinyl compound include methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, n-propoxyethyl (meth) acrylate, n-butoxyethyl (meth) acrylate, and methoxy (meth) acrylate. Examples thereof include propyl, ethoxypropyl (meth) acrylate, n-propoxypropyl (meth) acrylate, and n-butoxypropyl (meth) acrylate.

単量体成分としては、上記以外に架橋性単量体を使用してもよい。架橋性単量体としては、2個以上の重合性不飽和基を有する多官能重合性単量体、及び加水分解性シリル基等の自己架橋可能な架橋性官能基を有する単量体等が挙げられる。架橋性単量体の使用量が多すぎると得られるアクリル酸系重合体が重合溶剤に溶解できなくなるため、その使用量は、架橋性単量体以外の単量体(非架橋性単量体)の総量に対して1モル%以下であることが好ましい。   As the monomer component, in addition to the above, a crosslinkable monomer may be used. Examples of the crosslinkable monomer include a polyfunctional polymerizable monomer having two or more polymerizable unsaturated groups, and a monomer having a self-crosslinkable functional group such as a hydrolyzable silyl group. Can be mentioned. If the amount of the crosslinkable monomer used is too large, the resulting acrylic acid polymer cannot be dissolved in the polymerization solvent, so the amount used is a monomer other than the crosslinkable monomer (non-crosslinkable monomer). 1 mol% or less based on the total amount of

上記多官能重合性単量体は、(メタ)アクリロイル基、アルケニル基等の重合性官能基を分子内に2つ以上有する化合物であり、多官能(メタ)アクリレート化合物、多官能アルケニル化合物、(メタ)アクリロイル基及びアルケニル基の両方を有する化合物等が挙げられる。これらの化合物は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの内でも、均一な架橋構造を得やすい点で多官能アルケニル化合物、並びに、(メタ)アクリロイル基及びアルケニル基の両方を有する化合物等の分子内にアルケニル基を1つ以上有する化合物が好ましい。また、反応性が良好であり、未反応物が残り難いことから、(メタ)アクリロイル基及びアルケニル基の両方を有する化合物がより好ましい。   The polyfunctional polymerizable monomer is a compound having two or more polymerizable functional groups such as (meth) acryloyl group and alkenyl group in the molecule, and is a polyfunctional (meth) acrylate compound, polyfunctional alkenyl compound, ( Examples include compounds having both a (meth) acryloyl group and an alkenyl group. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Among these, a compound having one or more alkenyl groups in the molecule such as a polyfunctional alkenyl compound and a compound having both a (meth) acryloyl group and an alkenyl group is preferable in that a uniform crosslinked structure can be easily obtained. In addition, a compound having both a (meth) acryloyl group and an alkenyl group is more preferable because the reactivity is good and an unreacted product hardly remains.

多官能(メタ)アクリレート化合物としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の2価アルコールのジ(メタ)アクリレート類;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性体のトリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等の3価以上の多価アルコールのトリ(メタ)アクリレート、テトラ(メタ)アクリレート等のポリ(メタ)アクリレート;メチレンビスアクリルアミド、ヒドロキシエチレンビスアクリルアミド等のビスアミド類等を挙げることができる。   Polyfunctional (meth) acrylate compounds include ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di ( Di (meth) acrylates of dihydric alcohols such as (meth) acrylate; trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane ethylene oxide modified tri (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri ( Poly (meth) acrylates such as tri (meth) acrylates and tetra (meth) acrylates of trihydric or higher polyhydric alcohols such as (meth) acrylates and pentaerythritol tetra (meth) acrylates Rate; methylenebisacrylamide, can be mentioned bisamides such as hydroxyethylene bisacrylamide.

多官能アルケニル化合物としては、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、テトラアリルオキシエタン、ポリアリルサッカロース等の多官能アリルエーテル化合物;ジアリルフタレート等の多官能アリル化合物;ジビニルベンゼン等の多官能ビニル化合物等を挙げることができる。   Examples of the polyfunctional alkenyl compound include trimethylolpropane diallyl ether, pentaerythritol diallyl ether, pentaerythritol triallyl ether, tetraallyloxyethane, polyallyl saccharose and the like; polyfunctional allyl compounds such as diallyl phthalate; divinyl Examples thereof include polyfunctional vinyl compounds such as benzene.

(メタ)アクリロイル基及びアルケニル基の両方を有する化合物としては、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸イソプロペニル、(メタ)アクリル酸ブテニル、(メタ)アクリル酸ペンテニル、(メタ)アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル等を挙げることができる。   Examples of the compound having both (meth) acryloyl group and alkenyl group include allyl (meth) acrylate, isopropenyl (meth) acrylate, butenyl (meth) acrylate, pentenyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid. 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl and the like can be mentioned.

上記自己架橋可能な架橋性官能基を有する単量体の具体的な例としては、加水分解性シリル基含有ビニル単量体、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの化合物は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。   Specific examples of the monomer having a crosslinkable functional group capable of self-crosslinking include hydrolyzable silyl group-containing vinyl monomers, N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxyalkyl (meth) acrylate, and the like. Is mentioned. These compounds can be used alone or in combination of two or more.

加水分解性シリル基含有ビニル単量体としては、加水分解性シリル基を少なくとも1個有するビニル単量体であれば、特に限定されない。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、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシランン等のビニルシラン類;アクリル酸トリメトキシシリルプロピル、アクリル酸トリエトキシシリルプロピル、アクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル等のシリル基含有アクリル酸エステル類;メタクリル酸トリメトキシシリルプロピル、メタクリル酸トリエトキシシリルプロピル、メタクリル酸メチルジメトキシシリルプロピル、メタクリル酸ジメチルメトキシシリルプロピル等のシリル基含有メタクリル酸エステル類;トリメトキシシリルプロピルビニルエーテル等のシリル基含有ビニルエーテル類;トリメトキシシリルウンデカン酸ビニル等のシリル基含有ビニルエステル類等を挙げることができる。   The hydrolyzable silyl group-containing vinyl monomer is not particularly limited as long as it is a vinyl monomer having at least one hydrolyzable silyl group. For example, vinyl silanes such as vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, and vinyldimethylmethoxysilane; silyl such as trimethoxysilylpropyl acrylate, triethoxysilylpropyl acrylate, and methyldimethoxysilylpropyl acrylate Group-containing acrylic acid esters; silyl group-containing methacrylates such as trimethoxysilylpropyl methacrylate, triethoxysilylpropyl methacrylate, methyldimethoxysilylpropyl methacrylate, dimethylmethoxysilylpropyl methacrylate; trimethoxysilylpropyl vinyl ether, etc. Silyl group-containing vinyl ethers; and silyl group-containing vinyl esters such as vinyl trimethoxysilylundecanoate.

上述したアルコール系溶剤以外の有機溶剤としては、例えば、テトラヒドロフラン及びジオキサン等の環状エーテル化合物、ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素化合物;酢酸エチル及び酢酸ブチル等のエステル系化合物;アセトン、メチルエチルケトン及びシクロヘキサノン等のケトン系化合物;2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン等のラクタム系化合物等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of organic solvents other than the alcohol solvents described above include cyclic ether compounds such as tetrahydrofuran and dioxane, aromatic hydrocarbon compounds such as benzene, toluene and xylene; ester compounds such as ethyl acetate and butyl acetate; acetone and methyl ethyl ketone. And ketone compounds such as cyclohexanone; lactam compounds such as 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone and N-ethyl-2-pyrrolidone. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

これらの内でも連鎖移動効果に優れ、他の連鎖移動剤の使用量を低減することが可能であることからN−メチル−2−ピロリドン(NMP)が好ましい。NMPを用いた場合には、これが連鎖移動剤としても効果的に作用するため、非水系溶剤としてNMPを含む混合溶剤を使用し、該混合溶剤中のNMPの使用割合を調整することにより、得られるアクリル酸系重合体の分子量を調整することができる。上記の効果を考慮すると、NMPの好ましい使用量は、好ましくは使用する非水系溶剤全体の1〜100質量%であり、より好ましくは10〜100質量%であり、さらに好ましくは20〜100質量%である。   Among these, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is preferable because it is excellent in chain transfer effect and can reduce the amount of other chain transfer agent used. When NMP is used, it effectively acts as a chain transfer agent. Therefore, a mixed solvent containing NMP is used as a non-aqueous solvent, and the ratio of NMP in the mixed solvent is adjusted. The molecular weight of the acrylic acid polymer obtained can be adjusted. In view of the above effects, the preferred amount of NMP used is preferably 1 to 100% by mass, more preferably 10 to 100% by mass, and even more preferably 20 to 100% by mass of the entire non-aqueous solvent used. It is.

重合工程において使用する非水系溶剤としては、上記に挙げた有機溶剤以外に、本発明の効果を阻害しない範囲内において、アルコール系溶剤を使用することができる。アルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、n−ヘキサノール、2−エチルヘキサノール等の脂肪族アルコール;シクロペンタノール、シクロヘキサノール等の脂環式アルコール;ベンジルアルコール等の芳香族アルコール等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの内でも、後述するように、上記アルコール系溶剤以外の有機溶剤からの分離が容易であることから、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール等の炭素数1〜3のアルコールが好ましい。
As the non-aqueous solvent used in the polymerization step, an alcohol solvent can be used within the range not impairing the effects of the present invention, in addition to the organic solvents listed above. Examples of alcohol solvents include aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, tert-butanol, n-pentanol, n-hexanol, 2-ethylhexanol; cyclopentanol, Examples thereof include alicyclic alcohols such as cyclohexanol; aromatic alcohols such as benzyl alcohol. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
Among these, as will be described later, alcohols having 1 to 3 carbon atoms such as methanol, ethanol, n-propanol, and isopropanol are preferable because separation from an organic solvent other than the alcohol solvent is easy.

重合工程では、溶液重合法によりアクリル酸系重合体が得られる。本発明では、アルコール系溶剤以外の有機溶剤を含有する非水系溶剤及び単量体原料を反応器に仕込み、有機過酸化物、アゾ系化合物等の熱重合開始剤を添加して、40〜300℃に加熱して重合することにより目的とするアクリル酸系重合体を得ることができる。好ましい重合温度は50〜200℃であり、より好ましい重合温度は50〜150℃である。重合温度は一定であってもよいし、重合反応の期間において変化するものであってもよい。また、重合時間は1分間〜10時間が好ましく、10分間〜5時間がより好ましく、30分間〜2時間がさらに好ましい。
単量体を含む各原料の仕込み方法は、すべての原料を一括して仕込むバッチ式の初期一括仕込みでもよく、少なくとも一つの原料を連続的に反応器中に供給するセミバッチ式の態様でもよく、全原料を連続供給し、同時に反応器から連続的に生成樹脂を抜き出す連続重合方式でもよい。
In the polymerization step, an acrylic acid polymer is obtained by a solution polymerization method. In the present invention, a non-aqueous solvent and a monomer raw material containing an organic solvent other than an alcohol solvent are charged into a reactor, and a thermal polymerization initiator such as an organic peroxide or an azo compound is added, The target acrylic acid polymer can be obtained by polymerization by heating to ° C. A preferable polymerization temperature is 50 to 200 ° C, and a more preferable polymerization temperature is 50 to 150 ° C. The polymerization temperature may be constant or may change during the polymerization reaction. The polymerization time is preferably 1 minute to 10 hours, more preferably 10 minutes to 5 hours, and even more preferably 30 minutes to 2 hours.
The charging method of each raw material containing a monomer may be a batch type initial batch charging in which all the raw materials are charged at once, or may be a semi-batch mode in which at least one raw material is continuously fed into the reactor, A continuous polymerization method in which all raw materials are continuously supplied and the produced resin is continuously withdrawn from the reactor may be used.

重合開始剤としては、アゾ系化合物、有機過酸化物、無機過酸化物等を用いることができるが、特に限定されるものではない。公知の酸化剤及び還元剤からなるレドックス型重合開始剤を用いても良い。また、同じく公知の連鎖移動剤を併用することもできる。   As the polymerization initiator, an azo compound, an organic peroxide, an inorganic peroxide, or the like can be used, but it is not particularly limited. You may use the redox type polymerization initiator which consists of a well-known oxidizing agent and a reducing agent. Similarly, known chain transfer agents can be used in combination.

上記アゾ系化合物としては、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(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、2−(tert−ブチルアゾ)−2−シアノプロパン、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)等が挙げられ、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。   Examples of the azo compound include 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide), and 2- (tert-butylazo) -2. -Cyanopropane, 2,2'-azobis (2,4,4-trimethylpentane), 2,2'-azobis (2-methylpropane) and the like, and one or more of these are used. be able to.

上記有機過酸化物としては、2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン(日油社製、商品名「パーテトラA」)、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン(同「パーヘキサHC」)、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン(同「パーヘキサC」)、n−ブチル−4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレレート(同「パーヘキサV」)、2,2−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブタン(同「パーヘキサ22」)、t−ブチルハイドロパーオキサイド(同「パーブチルH」)、クメンハイドロパーオキサイド(日油社製、商品名「パークミルH」)、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド(同「パーオクタH」)、t−ブチルクミルパーオキサイド(同「パーブチルC」)、ジ−t−ブチルパーオキサイド(同「パーブチルD」)、ジ−t−ヘキシルパーオキサイド(同「パーヘキシルD」)、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド(同「パーロイル355」)、ジラウロイルパーオキサイド(同「パーロイルL」)、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート(同「パーロイルTCP」)、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート(同「パーロイルOPP」)、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート(同「パーロイルSBP」)、クミルパーオキシネオデカノエート(同「パークミルND」)、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート(同「パーオクタND」)、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート(同「パーヘキシルND」)、t−ブチルパーオキシネオデカノエート(同「パーブチルND」)、t−ブチルパーオキシネオヘプタノエート(同「パーブチルNHP」)、t−ヘキシルパーオキシピバレート(同「パーヘキシルPV」)、t−ブチルパーオキシピバレート(同「パーブチルPV」)、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイル)ヘキサン(同「パーヘキサ250」)、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(同「パーオクタO」)、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(同「パーヘキシルO」)、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(同「パーブチルO」)、t−ブチルパーオキシラウレート(同「パーブチルL」)、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート(同「パーブチル355」)、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(同「パーヘキシルI」)、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(同「パーブチルI」)、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート(同「パーブチルE」)、t−ブチルパーオキシアセテート(同「パーブチルA」)、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート(同「パーヘキシルZ」)及びt−ブチルパーオキシベンゾエート(同「パーブチルZ」)等が挙げられ、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。   Examples of the organic peroxide include 2,2-bis (4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane (manufactured by NOF Corporation, trade name “Pertetra A”), 1,1-di (t- Hexylperoxy) cyclohexane (same as “Perhexa HC”), 1,1-di (t-butylperoxy) cyclohexane (same as “PerhexaC”), n-butyl-4,4-di (t-butylperoxy) Valerate ("Perhexa V"), 2,2-di (t-butylperoxy) butane ("Perhexa 22"), t-butyl hydroperoxide ("Perbutyl H"), cumene hydroperoxide (Japan) Manufactured by Oil Co., Ltd., trade name “Park Mill H”), 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide (“Per Octa H”), t-butyl cumyl peroxide (“ -Butyl C "), di-t-butyl peroxide (same" perbutyl D "), di-t-hexyl peroxide (same" perhexyl D "), di (3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide ( "Parroyl 355"), dilauroyl peroxide ("Parroyl L"), bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate ("Parroyl TCP"), di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate ( "Parroyl OPP"), di-sec-butyl peroxydicarbonate ("Parroyl SBP"), cumyl peroxyneodecanoate ("Parcumyl ND"), 1,1,3,3-tetramethylbutyl Peroxyneodecanoate ("Perocta ND"), t-hexylperoxyneodecano (Perhexyl ND), t-butyl peroxyneodecanoate (perbutyl ND), t-butyl peroxyneoheptanoate (perbutyl NHP), t-hexyl peroxypi Valate (same “Perhexyl PV”), t-butyl peroxypivalate (same “Perbutyl PV”), 2,5-dimethyl-2,5-di (2-ethylhexanoyl) hexane (“Perhexa 250”) 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate ("PeroctaO"), t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate ("PerhexylO"), t -Butylperoxy-2-ethylhexanoate (same "Perbutyl O"), t-butyl peroxylaurate (same "Perbutyl L"), t-Butyl Luperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate (same as “Perbutyl 355”), t-hexyl peroxyisopropyl monocarbonate (same as “Perhexyl I”), t-butyl peroxyisopropyl monocarbonate (same as “Perbutyl I”) ), T-butyl peroxy-2-ethylhexyl monocarbonate (same as “perbutyl E”), t-butyl peroxyacetate (same as “perbutyl A”), t-hexyl peroxybenzoate (same as “perhexyl Z”) and t -Butyl peroxybenzoate (the same "perbutyl Z") etc. are mentioned, The 1 type (s) or 2 or more types of these can be used.

上記無機過酸化物としては、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等が挙げられる。
また、レドックス開始の場合、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート、アスコルビン酸、亜硫酸ガス(SO2)、硫酸第一鉄等を還元剤として用いることができる。
Examples of the inorganic peroxide include potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate.
In the case of redox initiation, sodium sulfite, sodium thiosulfate, sodium formaldehyde sulfoxylate, ascorbic acid, sulfurous acid gas (SO 2 ), ferrous sulfate and the like can be used as a reducing agent.

重合開始剤の使用量は、各種重合条件及び目的とする用途等によって適宜調整されるが、重合工程に使用する単量体の総量に対して好ましくは0.1〜10質量%であり、より好ましくは0.2〜5質量%である。   The amount of the polymerization initiator used is appropriately adjusted depending on various polymerization conditions and intended use, but is preferably 0.1 to 10% by mass relative to the total amount of monomers used in the polymerization step, and more Preferably it is 0.2-5 mass%.

連鎖移動剤としては公知のものを使用することができ、具体的には、エタンチオール、1−プロパンチオール、2−プロパンチオール、1−ブタンチオール、2−ブタンチオール、1−ヘキサンチオール、2−ヘキサンチオール、2−メチルヘプタン−2−チオール、2−ブチルブタン−1−チオール、1,1−ジメチル−1−ペンタンチオール、1−オクタンチオール、2−オクタンチオール、1−デカンチオール、3−デカンチオール、1−ウンデカンチオール、1−ドデカンチオール、2−ドデカンチオール、1−トリデカンチオール、1−テトラデカンチオール、3−メチル−3−ウンデカンチオール、5−エチル−5−デカンチオール、tert−テトラデカンチオール、1−ヘキサデカンチオール、1−ヘプタデカンチオール及び1−オクタデカンチオール等の炭素数2〜20のアルキル基を有するアルキルチオール化合物の他、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、2−メルカプトエタノール等が挙げられ、これらの内の1種又は2種以上を用いることができる。   As the chain transfer agent, known ones can be used. Specifically, ethanethiol, 1-propanethiol, 2-propanethiol, 1-butanethiol, 2-butanethiol, 1-hexanethiol, 2- Hexanethiol, 2-methylheptane-2-thiol, 2-butylbutane-1-thiol, 1,1-dimethyl-1-pentanethiol, 1-octanethiol, 2-octanethiol, 1-decanethiol, 3-decanethiol 1-undecanethiol, 1-dodecanethiol, 2-dodecanethiol, 1-tridecanethiol, 1-tetradecanethiol, 3-methyl-3-undecanethiol, 5-ethyl-5-decanethiol, tert-tetradecanethiol, 1-hexadecanethiol, 1-heptadecanethiol and In addition to alkylthiol compounds having an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms such as 1-octadecanethiol, mercaptoacetic acid, mercaptopropionic acid, 2-mercaptoethanol and the like can be mentioned, and one or more of these are used. be able to.

連鎖移動剤を用いる場合、その好ましい使用量は、重合工程に使用する単量体の総量に対して好ましくは0.01〜5質量%であり、より好ましくは0.1〜2質量%である。
本発明の製造方法では、重合溶剤として用いるNMPの使用量及び連鎖移動剤の使用量等により得られるアクリル酸系重合体の分子量を調整することができる。アクリル酸系重合体の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは3000〜1000000の範囲であり、より好ましくは10000〜500000の範囲であり、さらに好ましくは20000〜300000の範囲である。重量平均分子量が3000以上であればアクリル酸系重合体の強度等の機械的物性を確保することが容易となる。また、重量平均分子量が1000000以下であれば、製造上又は使用時において取扱可能な粘度に調整することが容易となる。
また、重量平均分子量分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した値として得られる分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは10.0以下であり、より好ましくは6.0以下であり、さらに好ましくは4.0以下である。Mw/Mnの下限値は1.0であるが、一般的に得られる重合体では、Mw/Mnの下限値は通常1.5である。
When using a chain transfer agent, the preferable usage-amount is preferably 0.01-5 mass% with respect to the total amount of the monomer used for a superposition | polymerization process, More preferably, it is 0.1-2 mass%. .
In the production method of the present invention, the molecular weight of the acrylic acid polymer obtained can be adjusted by the amount of NMP used as a polymerization solvent and the amount of chain transfer agent used. The weight average molecular weight (Mw) of the acrylic acid polymer is preferably in the range of 3000 to 1000000, more preferably in the range of 10000 to 500000, and still more preferably in the range of 20000 to 300000. When the weight average molecular weight is 3000 or more, it becomes easy to ensure mechanical properties such as strength of the acrylic acid polymer. Moreover, if a weight average molecular weight is 1000000 or less, it will become easy to adjust to the viscosity which can be handled on manufacture or at the time of use.
The molecular weight distribution (Mw / Mn) obtained as a value obtained by dividing the weight average molecular weight molecular weight (Mw) by the number average molecular weight (Mn) is preferably 10.0 or less, more preferably 6.0 or less. More preferably, it is 4.0 or less. The lower limit value of Mw / Mn is 1.0, but in a polymer that is generally obtained, the lower limit value of Mw / Mn is usually 1.5.

本発明の製造方法では、重合工程を経て得られた重合体溶液を、常圧又は減圧下、必要に応じて加熱することにより、重合溶剤の一部又は全部を除去する脱溶剤工程を備えていてもよい。本発明の製造方法では、重合溶剤として非水系溶媒を使用するため、従来の水系溶剤中で重合を行った場合に比較して、容易に溶剤を除去することができる。
減圧する場合の圧力条件は用いた溶剤の種類等に応じて適宜設定すればよいが、通常は絶対圧として0.1〜100kPaであり、1〜80kPaが好ましく、1〜60kPaがより好ましい。
加熱する場合の温度も用いた溶剤の種類等に応じて適宜設定すればよいが、通常は40〜200℃であり、50〜160℃が好ましく、60〜120℃がより好ましい。
The production method of the present invention includes a solvent removal step of removing a part or all of the polymerization solvent by heating the polymer solution obtained through the polymerization step under normal pressure or reduced pressure as necessary. May be. In the production method of the present invention, since a non-aqueous solvent is used as a polymerization solvent, the solvent can be easily removed as compared with the case where polymerization is performed in a conventional aqueous solvent.
The pressure condition for reducing the pressure may be appropriately set according to the type of the solvent used, but is usually 0.1 to 100 kPa as an absolute pressure, preferably 1 to 80 kPa, and more preferably 1 to 60 kPa.
Although the temperature in the case of heating may be suitably set according to the kind of the solvent used, etc., it is usually 40 to 200 ° C, preferably 50 to 160 ° C, more preferably 60 to 120 ° C.

脱溶剤工程では、重合工程を経て得られた重合体溶液から溶剤を除去するとともに、これとは別の溶剤を適宜加えることにより溶剤置換を行ってもよい。上記別の溶剤は、重合体溶液に連続的に加えてもよいし、間欠的に加えてもよい。また、上記別の溶剤は、脱溶剤開始前から脱溶剤終了後までの任意の時期に加えることができる。   In the solvent removal step, the solvent may be replaced by removing the solvent from the polymer solution obtained through the polymerization step and adding another solvent as appropriate. The other solvent may be added continuously to the polymer solution or may be added intermittently. The other solvent can be added at any time from the start of the solvent removal to the end of the solvent removal.

一般に、アクリル酸系重合体をリチウムイオン二次電池用バインダーの用途に用いる場合、NMP溶液として調製することを要求される場合が多い。このため、重合溶剤としてNMPを含む混合溶剤を用いた場合には、得られた重合体溶液からNMP以外の溶剤を除去する必要がある。本発明の製造方法では、上記脱溶剤工程において、上記NMP以外の溶剤を除去することができる。
この場合、NMPと併用する溶剤は、混合溶剤からの除去が容易であることから、NMPよりも低沸点の有機溶剤を用いることが好ましい。NMPと併用する有機溶剤の具体的な沸点としては、200℃以下であることが好ましく、180℃以下であることがより好ましく、150℃以下であることがさらに好ましく、120℃以下であることが一層好ましい。
沸点が120℃以下である具体的な有機溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ベンゼン、トルエン、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、等が挙げられ、これらの内でも、アクリル酸系重合体の溶解性に優れる点で、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール等の炭素数1〜3のアルコールが好ましい。
尚、リチウムイオン二次電池用バインダーの用途では、重合工程においてNMP100質量%からなる重合溶剤を用いた場合は、溶剤を置換する手間を簡略化することができる点からも好ましい。
In general, when an acrylic acid polymer is used for a binder of a lithium ion secondary battery, it is often required to prepare it as an NMP solution. For this reason, when a mixed solvent containing NMP is used as a polymerization solvent, it is necessary to remove a solvent other than NMP from the obtained polymer solution. In the production method of the present invention, the solvent other than NMP can be removed in the solvent removal step.
In this case, the solvent used in combination with NMP is preferably an organic solvent having a boiling point lower than that of NMP because it can be easily removed from the mixed solvent. The specific boiling point of the organic solvent used in combination with NMP is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or lower, further preferably 150 ° C. or lower, and preferably 120 ° C. or lower. Even more preferred.
Specific organic solvents having a boiling point of 120 ° C. or less include tetrahydrofuran, dioxane, benzene, toluene, ethyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, tert-butanol. Among these, alcohols having 1 to 3 carbon atoms such as methanol, ethanol, n-propanol, and isopropanol are preferable in that the solubility of the acrylic acid polymer is excellent.
In addition, in the use of the binder for lithium ion secondary batteries, when the polymerization solvent which consists of NMP100 mass% is used in the superposition | polymerization process, it is preferable also from the point which can simplify the effort which substitutes a solvent.

重合時の単量体成分の濃度については、生産効率が高く、未反応単量体の残存量低減に有利なことから高い方が好ましい。このため、重合時の単量体濃度は15質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、25質量%以上であることがさらに好ましく、30質量%以上であることが一層好ましい。本発明の製造方法では、重合時の単量体濃度とは、重合工程において使用する全単量体の添加を終えた時点での、反応液の総量に占める添加した単量体総量の割合を意味する。
一方、単量体成分の濃度が高すぎる場合、反応液の粘度が増大して重合熱の制御が困難となり重合反応が暴走する虞がある。このため、重合時の単量体濃度の上限は、通常80質量%以下であり、好ましくは60質量%以下である。
The concentration of the monomer component at the time of polymerization is preferably high because production efficiency is high and it is advantageous for reducing the remaining amount of unreacted monomer. For this reason, the monomer concentration during polymerization is preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, further preferably 25% by mass or more, and 30% by mass or more. Is more preferable. In the production method of the present invention, the monomer concentration at the time of polymerization refers to the ratio of the total amount of added monomer to the total amount of the reaction solution at the time when the addition of all the monomers used in the polymerization step is completed. means.
On the other hand, when the concentration of the monomer component is too high, the viscosity of the reaction solution increases and it is difficult to control the heat of polymerization, and the polymerization reaction may run away. For this reason, the upper limit of the monomer concentration at the time of polymerization is usually 80% by mass or less, and preferably 60% by mass or less.

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。尚、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。尚、以下において「部」及び「%」は、特に断らない限り質量部及び質量%を意味する。
各実施例における分子量、残存モノマー量及び固形分の具体的な測定方法について以下に記載する。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. In addition, this invention is not limited by these Examples. In the following, “parts” and “%” mean mass parts and mass% unless otherwise specified.
Specific measurement methods for molecular weight, residual monomer amount and solid content in each Example are described below.

<分子量の測定>
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレン換算で重合体の平均分子量を求めた。GPC装置としては、東ソー社製「HLC−8220GPC」を使用し、カラムには東ソー社製「TSK−GEL MULTIPORE HXL−M」(4本)を使用した。後述する方法で調製した重合体試料をテトラヒドロフラン(THF)に溶解して濃度0.2質量%の溶液を調製した後、当該溶液100μLを、カラムに注入し、溶離液にはTHF、カラム温度40℃、溶離液(THF)の流速1.0mL/分の条件にて測定を行った。測定結果を、標準ポリスチレンにて作成した検量線を用いて解析し、ポリスチレン換算での重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)を求めた。
ここで、上記重合体試料の調製は、以下の手順により行った。まず、重合工程を経て得られたアクリル酸系重合体溶液から減圧条件下にて揮発分を除去した後、メタノール/ベンゼン(=65/35,w/w)に溶解させた(濃度3mg/ml)。次いで、トリメチルシリルジアゾメタン10%ヘキサン溶液を黄色が呈するまでゆっくり滴下し、アクリル酸系重合体のメチルエステル化反応を行った。黄色を呈した重合体溶液を15分間穏やかに撹拌した後、減圧条件下にて揮発分を除去した。得られたメチルエステル化重合体をTHFに溶解させ、濃度5mg/mlの溶液を調整し、上記GPC測定に供した。
<Measurement of molecular weight>
The average molecular weight of the polymer was determined in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC). As the GPC apparatus, “HLC-8220GPC” manufactured by Tosoh Corporation was used, and “TSK-GEL MULTIPIORE HXL-M” (four) manufactured by Tosoh Corporation was used as the column. A polymer sample prepared by the method described later is dissolved in tetrahydrofuran (THF) to prepare a solution having a concentration of 0.2% by mass, and then 100 μL of the solution is injected into the column. The eluent is THF, the column temperature is 40 The measurement was performed under the conditions of ° C and a flow rate of eluent (THF) of 1.0 mL / min. The measurement results were analyzed using a calibration curve prepared with standard polystyrene, and the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene were determined.
Here, the polymer sample was prepared by the following procedure. First, volatile components were removed from the acrylic acid polymer solution obtained through the polymerization step under reduced pressure, and then dissolved in methanol / benzene (= 65/35, w / w) (concentration 3 mg / ml). ). Subsequently, a 10% hexane solution of trimethylsilyldiazomethane was slowly added dropwise until a yellow color appeared, and a methyl esterification reaction of the acrylic acid polymer was performed. After the yellow polymer solution was gently stirred for 15 minutes, volatile components were removed under reduced pressure. The obtained methyl esterified polymer was dissolved in THF to prepare a solution having a concentration of 5 mg / ml and subjected to the GPC measurement.

<残存モノマーの測定>
ガスクロマトグラフィー(GC)により、未反応モノマーの残存量を測定した。具体的には、GC装置として島津製作所社製「GC−2014」を使用し、FID検出器、及びカラムとしてVarian社製CP−Wax 52CB(60m)を使用して、反応液を蒸留水にて希釈し、内部標準物質としてプロピレングリコールモノメチルエーテルを添加したものをサンプルとして、キャリアーガスとしてヘリウムを用い、カラム温度を50℃から250℃まで10℃/分で昇温させて測定を行った。内部標準物質(プロピレングリコールモノメチルエーテル)とアクリル酸のピーク面積より、未反応のまま残存しているモノマー量を定量した。
<Measurement of residual monomer>
The residual amount of unreacted monomer was measured by gas chromatography (GC). Specifically, “GC-2014” manufactured by Shimadzu Corporation is used as the GC device, a CP-Wax 52CB (60 m) manufactured by Varian is used as the FID detector and the column, and the reaction solution is distilled water. The sample was diluted and added with propylene glycol monomethyl ether as an internal standard substance, helium was used as a carrier gas, and the column temperature was increased from 50 ° C. to 250 ° C. at a rate of 10 ° C./min. From the peak areas of the internal standard substance (propylene glycol monomethyl ether) and acrylic acid, the amount of monomer remaining unreacted was quantified.

<固形分の測定>
サンプル1gをアルミカップに秤量し、減圧条件下、165℃で1時間乾燥させた後の重量を測定することにより固形分を算出した。
<Measurement of solid content>
The solid content was calculated by weighing 1 g of the sample in an aluminum cup and measuring the weight after drying at 165 ° C. for 1 hour under reduced pressure.

実施例1
(重合工程)
攪拌翼、温度計、還流冷却器、窒素導入管及び原料供給配管連結部を備えたフラスコ内に、メタノール171g及びN−メチル−2−ピロリドン(以下、「NMP」ともいう)9gを仕込んだ。反応器内を十分に窒素置換した後、攪拌下、窒素ガスの吹込みを行いながら、加温して内温を55℃まで昇温した。また、別途、送液配管を備えたガラス製原料容器にアクリル酸(以下、「AA」ともいう)100gを仕込んだ。
フラスコの内温が55℃で安定したことを確認した後、フラスコに2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社製、商品名「V−65」)を1g添加した。5分経過後、定量ポンプを使用して、上記原料容器に仕込んだAAを一定速度で240分間かけてフラスコへ供給した。AAを供給している間、内温は55℃を維持した。AAの供給完了後120分経過した時点から、30分間かけてフラスコの内温を62℃にまで昇温し、そのまま2時間30分間維持することにより重合工程を完了し、アクリル酸系重合体(A−1)のメタノール/NMP溶液を得た。なお、重合時の単量体濃度は36%であった。ガスクロマトグラフィー測定の結果、未反応単量体(AA)の残存量は、重合体溶液の総量に対して1.16%であった。
Example 1
(Polymerization process)
171 g of methanol and 9 g of N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter also referred to as “NMP”) were charged into a flask equipped with a stirring blade, a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen introduction pipe, and a raw material supply pipe connecting portion. After sufficiently purging the inside of the reactor with nitrogen, the temperature was raised to 55 ° C. by heating with stirring while blowing nitrogen gas. Separately, 100 g of acrylic acid (hereinafter also referred to as “AA”) was charged into a glass raw material container equipped with a liquid feeding pipe.
After confirming that the internal temperature of the flask was stable at 55 ° C., 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (trade name “V-65” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the flask. 1 g was added. After 5 minutes, AA charged in the raw material container was supplied to the flask at a constant rate over 240 minutes using a metering pump. While supplying AA, the internal temperature was maintained at 55 ° C. From 120 minutes after the completion of the supply of AA, the temperature inside the flask was raised to 62 ° C. over 30 minutes and maintained for 2 hours and 30 minutes to complete the polymerization step, and an acrylic acid polymer ( A methanol / NMP solution of A-1) was obtained. The monomer concentration during the polymerization was 36%. As a result of gas chromatography measurement, the remaining amount of unreacted monomer (AA) was 1.16% with respect to the total amount of the polymer solution.

(脱溶剤工程)
上記の重合工程を経て得られたアクリル酸系重合体(A−1)のメタノール/NMP溶液にNMP291gを加えた後、フラスコを95℃の湯浴に浸漬し、10kPa(絶対圧)の減圧条件下にて脱溶剤を行い、メタノールを留去した。ガスクロマトグラフィー測定によりメタノールが溶液全量に対して0.2%以下になった時点を終点とした。メタノールの留出開始から留出完了までに要した時間は30分間であり、短時間で効率良く脱溶剤工程を完了した。サンプリングを行い、165℃、減圧下で乾燥を行い、固形分を算出した結果、24.4%であった。固形分が20%となるようNMPを添加し、アクリル酸系重合体(A−1)のNMP溶液を得た。
脱溶剤前後のアクリル酸系重合体(A−1)の溶液の質量差から、留去した溶剤分は170部と算出された。ガスクロマトグラフィー測定の結果、未反応単量体(AA)の残存量は、アクリル酸系重合体(A−1)のNMP溶液の総量に対して0.41%であった。また、GPC測定の結果、数平均分子量(Mn)は29,000、重量平均分子量(Mw)は93,000、分子量分布(Mw/Mn)は3.21と算出された。
(Desolvation process)
After adding 291 g of NMP to the methanol / NMP solution of the acrylic acid polymer (A-1) obtained through the above polymerization step, the flask was immersed in a 95 ° C. hot water bath and a reduced pressure condition of 10 kPa (absolute pressure). Solvent removal was performed below, and methanol was distilled off. The end point was the time when methanol was 0.2% or less of the total amount of the solution by gas chromatography measurement. The time required from the start of the distillation of methanol to the completion of the distillation was 30 minutes, and the solvent removal step was completed efficiently in a short time. Sampling was performed, drying was performed at 165 ° C. under reduced pressure, and the solid content was calculated to be 24.4%. NMP was added so that the solid content was 20%, and an NMP solution of the acrylic acid polymer (A-1) was obtained.
From the mass difference of the acrylic acid polymer (A-1) solution before and after solvent removal, the solvent content distilled off was calculated to be 170 parts. As a result of gas chromatography measurement, the residual amount of the unreacted monomer (AA) was 0.41% with respect to the total amount of the NMP solution of the acrylic acid polymer (A-1). As a result of GPC measurement, the number average molecular weight (Mn) was calculated to be 29,000, the weight average molecular weight (Mw) was calculated to be 93,000, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was calculated to be 3.21.

実施例2〜4、6、8〜12、比較例1〜5
重合溶剤、単量体組成及び脱溶剤工程前に追加するNMPの量を表1に記載の通りとした以外は実施例1と同様の操作を行い、アクリル酸系重合体のNMP溶液を得た。各実験例とも実施例1と同様に分子量及び残存モノマーの測定を行い、結果を表1に示した。
Examples 2-4, 6, 8-12, Comparative Examples 1-5
An NMP solution of an acrylic acid polymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polymerization solvent, the monomer composition and the amount of NMP added before the solvent removal step were as shown in Table 1. . In each experimental example, the molecular weight and residual monomer were measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

実施例5
重合溶剤、単量体組成及び追加するNMPの量を表1に記載の通りとし、脱溶剤工程を設けなかった以外は実施例1と同様の操作を行い、アクリル酸系重合体のNMP溶液を得た。実施例1と同様に分子量及び残存モノマーの測定を行い、結果を表1に示した。
Example 5
The polymerization solvent, the monomer composition and the amount of NMP to be added are as shown in Table 1, and the same operation as in Example 1 was performed except that the solvent removal step was not provided. Obtained. The molecular weight and residual monomer were measured in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

実施例7
(重合工程)
攪拌翼、温度計、還流冷却器、窒素導入管及び原料供給配管連結部を備えたフラスコ内に、メタノール178g及びNMP2gを仕込んだ。反応器内を十分に窒素置換した後、攪拌下、窒素ガスの吹込みを行いながら、加温して内温を55℃まで昇温した。また、別途、送液配管を備えたガラス製原料容器にAA100gを仕込んだ。
フラスコの内温が55℃で安定したことを確認した後、フラスコにV−65を1g添加した。5分経過後、定量ポンプを使用して、上記原料容器に仕込んだAAを一定速度で60分間かけてフラスコへ供給した。AAを供給している間、内温は55℃を維持した。AAの供給完了後300分経過した時点から、30分間かけてフラスコの内温を62℃にまで昇温し、そのまま2時間30分間維持することにより重合工程を完了し、アクリル酸系重合体(A−7)のメタノール/NMP溶液を得た。なお、重合時の単量体濃度は36%であった。ガスクロマトグラフィー測定の結果、未反応単量体(AA)の残存量は、重合体溶液の総量に対して1.18%であった。
Example 7
(Polymerization process)
178 g of methanol and 2 g of NMP were charged into a flask equipped with a stirring blade, a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen introduction pipe, and a raw material supply pipe connecting portion. After sufficiently purging the inside of the reactor with nitrogen, the temperature was raised to 55 ° C. by heating with stirring while blowing nitrogen gas. Separately, 100 g of AA was charged into a glass raw material container equipped with a liquid feeding pipe.
After confirming that the internal temperature of the flask was stabilized at 55 ° C., 1 g of V-65 was added to the flask. After 5 minutes, AA charged in the raw material container was supplied to the flask at a constant rate over 60 minutes using a metering pump. While supplying AA, the internal temperature was maintained at 55 ° C. From the time when 300 minutes passed after the completion of the supply of AA, the temperature inside the flask was raised to 62 ° C. over 30 minutes and maintained for 2 hours and 30 minutes to complete the polymerization step. A methanol / NMP solution of A-7) was obtained. The monomer concentration during the polymerization was 36%. As a result of gas chromatography measurement, the residual amount of unreacted monomer (AA) was 1.18% with respect to the total amount of the polymer solution.

(脱溶剤工程)
上記の重合工程を経て得られたポリアクリル酸(A−7)のメタノール/NMP溶液にNMP298gを加えた後、フラスコを95℃の湯浴に浸漬し、10kPa(絶対圧)の減圧条件下にて脱溶剤を行い、メタノールを留去した。メタノールの留出が完全に見られなくなった時点を終点とし、固形分濃度が20%であるアクリル酸系重合体(A−7)のNMP溶液を得た。メタノールの留出開始から留出完了までに要した時間は45分間であり、短時間で効率良く脱溶剤工程を完了した。サンプリングを行い、165℃、減圧下で乾燥を行い、固形分を算出した結果、24.4%であった。固形分が20%となるようNMPを添加し、アクリル酸系重合体(A−7)のNMP溶液を得た。
脱溶剤前後のアクリル酸系重合体(A−7)の溶液の質量差から、留去した溶剤分は178gと算出された。ガスクロマトグラフィー測定の結果、未反応単量体(AA)の残存量は、重合体溶液の総量に対して0.44%であった。また、GPC測定の結果、数平均分子量(Mn)は69,000、重量平均分子量(Mw)は254,000、分子量分布(Mw/Mn)は3.68と算出された。
(Desolvation process)
After adding 298 g of NMP to the methanol / NMP solution of polyacrylic acid (A-7) obtained through the above polymerization step, the flask was immersed in a 95 ° C. hot water bath and subjected to a reduced pressure condition of 10 kPa (absolute pressure). The solvent was removed and methanol was distilled off. An NMP solution of an acrylic acid polymer (A-7) having a solid content concentration of 20% was obtained with the point of time when the distillation of methanol was completely not observed. The time required from the start of the distillation of methanol to the completion of the distillation was 45 minutes, and the solvent removal step was completed efficiently in a short time. Sampling was performed, drying was performed at 165 ° C. under reduced pressure, and the solid content was calculated to be 24.4%. NMP was added so that the solid content was 20%, and an NMP solution of an acrylic acid polymer (A-7) was obtained.
From the mass difference of the acrylic acid polymer (A-7) before and after solvent removal, the solvent content distilled off was calculated to be 178 g. As a result of gas chromatography measurement, the residual amount of unreacted monomer (AA) was 0.44% with respect to the total amount of the polymer solution. As a result of GPC measurement, the number average molecular weight (Mn) was calculated to be 69,000, the weight average molecular weight (Mw) was calculated to be 254,000, and the molecular weight distribution (Mw / Mn) was calculated to be 3.68.

Figure 2017039807
Figure 2017039807

表1において用いた化合物の詳細を以下に示す。
AA:アクリル酸
BA:アクリル酸ブチル
MeOH:メタノール
EtOH:エタノール
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
Details of the compounds used in Table 1 are shown below.
AA: Acrylic acid BA: Butyl acrylate MeOH: Methanol EtOH: Ethanol NMP: N-Methyl-2-pyrrolidone

実施例1〜12では、いずれもNMPを含む非水系溶剤中でアクリル酸を含む単量体の重合を行い、アクリル酸系重合体溶液が得られている。一般的な連鎖移動剤を用いることなく適度な分子量のアクリル酸系重合体を得ることができるため、得られた重合体溶液中には連鎖移動剤に由来する不純物が混入する虞がない。また、重合溶剤に水を含まないことから、水分の混入も抑制される。
各実施例とも短時間で効率良く脱溶剤を行うことができ、本発明の製造方法が生産性の点からも良好であることが確認された。
重合時の単量体濃度に着目すると、NMP/メタノール比が80/20である混合溶剤を重合溶剤とした実施例2及び実施例8〜10の結果から、重合時の単量体濃度を25質量%以上とすることにより、残存モノマー量が顕著に低減される結果が示された。
In each of Examples 1 to 12, a monomer containing acrylic acid was polymerized in a non-aqueous solvent containing NMP to obtain an acrylic acid polymer solution. Since an acrylic acid polymer having an appropriate molecular weight can be obtained without using a general chain transfer agent, there is no possibility that impurities derived from the chain transfer agent are mixed in the obtained polymer solution. Moreover, since water is not included in the polymerization solvent, mixing of moisture is also suppressed.
In each example, it was possible to efficiently remove the solvent in a short time, and it was confirmed that the production method of the present invention was good from the viewpoint of productivity.
Focusing on the monomer concentration at the time of polymerization, from the results of Examples 2 and 8 to 10 in which a mixed solvent having an NMP / methanol ratio of 80/20 was used as the polymerization solvent, the monomer concentration at the time of polymerization was 25. The result showed that the amount of residual monomer was remarkably reduced by setting it as mass% or more.

本発明の製造方法によれば、アクリル酸系重合体の有機溶剤溶液を簡便に効率良く製造することができ、従来の方法に比較して生産コストを低減することが可能となる。
また、水分や連鎖移動剤に由来する不純物等の混入を防止することができるため、本発明の製造方法により得られたアクリル酸系重合体溶液は、例えばリチウムイオン二次電池のバインダー用途に好適に用いることができる。
According to the production method of the present invention, an organic solvent solution of an acrylic acid polymer can be produced easily and efficiently, and the production cost can be reduced as compared with the conventional method.
In addition, since it is possible to prevent contamination of moisture and impurities derived from the chain transfer agent, the acrylic acid polymer solution obtained by the production method of the present invention is suitable for, for example, a binder application of a lithium ion secondary battery. Can be used.

Claims (7)

アルコール系溶剤以外の有機溶剤を含有する非水系溶剤中、アクリル酸を含む単量体の溶液重合を行う重合工程を備えることを特徴とするアクリル酸系重合体溶液の製造方法。   A method for producing an acrylic acid polymer solution, comprising a polymerization step of performing solution polymerization of a monomer containing acrylic acid in a non-aqueous solvent containing an organic solvent other than an alcohol solvent. 前記非水系溶剤が、N−メチル−2−ピロリドンを1〜100質量%含有する請求項1に記載のアクリル酸系重合体溶液の製造方法。   The method for producing an acrylic acid polymer solution according to claim 1, wherein the non-aqueous solvent contains 1 to 100% by mass of N-methyl-2-pyrrolidone. 前記非水系溶剤が、N−メチル−2−ピロリドン及び沸点200℃以下の有機溶剤との混合溶剤である請求項1に記載のアクリル酸系重合体溶液の製造方法。   The method for producing an acrylic acid polymer solution according to claim 1, wherein the non-aqueous solvent is a mixed solvent of N-methyl-2-pyrrolidone and an organic solvent having a boiling point of 200 ° C or lower. 前記沸点200℃以下の有機溶剤が、炭素数1〜3のアルコールである請求項3に記載のアクリル酸系重合体溶液の製造方法。   The method for producing an acrylic acid polymer solution according to claim 3, wherein the organic solvent having a boiling point of 200 ° C or lower is an alcohol having 1 to 3 carbon atoms. 重合時の単量体濃度が25質量%以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載のアクリル酸系重合体溶液の製造方法。   The method for producing an acrylic acid polymer solution according to any one of claims 1 to 4, wherein the monomer concentration during polymerization is 25% by mass or more. 前記重合工程の後、さらに脱溶剤工程を備える請求項1〜5のいずれか1項に記載のアクリル酸系重合体溶液の製造方法。   The method for producing an acrylic acid polymer solution according to any one of claims 1 to 5, further comprising a solvent removal step after the polymerization step. 前記アクリル酸系重合体の重量平均分子量が10000〜500000である請求項1〜6のいずれか1項に記載のアクリル酸系重合体溶液の製造方法。   The weight average molecular weight of the acrylic acid polymer is 10,000 to 500,000. The method for producing an acrylic acid polymer solution according to any one of claims 1 to 6.
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