JP2594125B2 - Reactive emulsifier and water-dispersed resin composition - Google Patents
Reactive emulsifier and water-dispersed resin compositionInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は反応性乳化剤及び水分散型樹脂組成物に関す
る。The present invention relates to a reactive emulsifier and a water-dispersible resin composition.
不飽和化合物の水性乳化重合用の乳化剤として反応性
乳化剤を用い、得られる重合体フィルムの耐水性改善や
エマルションを破壊してポリマーを取り出す際に排水中
に乳化剤が残る河川汚濁の問題を解消するために反応性
乳化剤を用いてポリマー中に組み込もうとする技術があ
る。Using a reactive emulsifier as an emulsifier for aqueous emulsion polymerization of unsaturated compounds, improves the water resistance of the resulting polymer film and eliminates the problem of river pollution where the emulsifier remains in the wastewater when the polymer is taken out by breaking the emulsion. For this purpose, there is a technique that attempts to incorporate a reactive emulsifier into a polymer.
この反応性乳化剤としてたとえば、(メタ)アリル基
を含む第四級アンモニウム塩(特開昭60−784947号公
報)などがある。Examples of the reactive emulsifier include quaternary ammonium salts containing a (meth) allyl group (JP-A-60-784947).
しかしながら、これらの反応性乳化剤は、乳化重合安
定性が満足できるものではなく、特に得られた重合体エ
マルションから作製された重合体フィルムの耐水性及び
接着性が十分でないという問題点がある。However, these reactive emulsifiers are not satisfactory in emulsion polymerization stability, and in particular, have a problem that the water resistance and adhesiveness of a polymer film produced from the obtained polymer emulsion are not sufficient.
本発明者らは乳化重合安定性が良好な反応性の乳化剤
であり、さらに重合体エマルションから作製された重合
体フィルムが改善された耐水性及び接着性を有する、反
応性乳化剤およびこれとエチレン性不飽和単量体との乳
化重合物からなる水分散型樹脂組成物を開発すべく鋭意
研究した結果本発明に達した。The present inventors are a reactive emulsifier having a good emulsion polymerization stability, and a polymer film made from a polymer emulsion having improved water resistance and adhesion, a reactive emulsifier and an ethylenic As a result of intensive studies to develop a water-dispersed resin composition comprising an emulsion polymer with an unsaturated monomer, the present invention has been achieved.
すなわち本発明は、一般式 (式中、R1は水素原子またはメチル基、R2、R3はそれぞ
れ炭素数1〜10のアルキル基である。Zは炭素数6〜28
の飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖を有する、
脂肪酸残基またはオキシ酸残基を表わす。)で示される
アミンイミド化合物(A)からなる反応性乳化剤及び一
般式(1)で示されるアミンイミド化合物(A)と共重
合可能なエチレン性不飽和単量体(B)との乳化重合物
からなることを特徴とする水分散型樹脂組成物である。That is, the present invention relates to the general formula (Wherein, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 and R 3 are each an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Z is 6 to 28 carbon atoms.)
Having a saturated or unsaturated linear or branched chain of
Represents a fatty acid residue or an oxyacid residue. A) a reactive emulsifier comprising the amine imide (A) and an emulsion polymer of the amine imide (A) and the ethylenically unsaturated monomer (B) copolymerizable with the amine imide. This is a water-dispersed resin composition.
一般式(1)においてR2、R3の炭素数1〜10のアルキ
ル基としては直鎖または分岐のアルキル基、たとえばメ
チル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチ
ル、イソブチル、ヘキシル、2−エチルヘキシル、オク
チル基などがあげられる。これらのうちで好ましいもの
はメチル、エチル及び、n−またはイソプロピル基であ
る。In the general formula (1), as the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms of R 2 and R 3, a linear or branched alkyl group such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, hexyl, -Ethylhexyl, octyl group and the like. Preferred among these are methyl, ethyl and n- or isopropyl groups.
又、一般式(1)においてZは炭素数6〜28の飽和も
しくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖を有する、脂肪酸残
基またはオキシ酸残基(脂肪酸残基またはオキシ酸残基
とは脂肪酸またはオキシ酸よりCOOH基を除いた基を示
す。)を構成する炭素数6〜24の飽和もしくは不飽和の
直鎖もしくは分岐鎖を有する脂肪酸としては、カプロン
酸、カプリル酸、2−エチルヘキサン酸、カプリン酸、
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸、イソステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、オ
レイン酸、エイコセン酸、エルシン酸、リノール酸、リ
ノレン酸、エレオステアリン酸などがあげられる。又、
オキシ酸としてはヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシカ
プリン酸、ヒドロキシラウリン酸、ヒドロキシパルミチ
ン酸ヒドロキシステアリン酸、ヒドキシアラキジン酸、
リシノレイン酸などがあげられる。これらのうち好まし
いものは炭素数10〜18の飽和もしくは不飽和の直鎖もし
くは分岐鎖を有する、脂肪酸またはオキシ酸である。In the general formula (1), Z is a fatty acid residue or an oxyacid residue having a saturated or unsaturated straight or branched chain having 6 to 28 carbon atoms (the fatty acid residue or the oxyacid residue is a fatty acid or Examples of the saturated or unsaturated straight-chain or branched-chain fatty acids having 6 to 24 carbon atoms that constitute the oxyacids except for the COOH group are caproic acid, caprylic acid, 2-ethylhexanoic acid, Capric acid,
Lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, isostearic acid, arachidic acid, behenic acid, oleic acid, eicosenoic acid, erucic acid, linoleic acid, linolenic acid, eleostearic acid, and the like. or,
Examples of oxyacids include hydroxycaproic acid, hydroxycapric acid, hydroxylauric acid, hydroxypalmitic acid hydroxystearic acid, hydroxyarachidic acid,
Ricinoleic acid and the like. Among these, preferred are fatty acids or oxyacids having a saturated or unsaturated linear or branched chain having 10 to 18 carbon atoms.
一般式(1)で示される化合物の具体例としてはたと
えば、 などがあげられる。Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include, for example, And so on.
本発明の一般式(1)で示されるアミンイミド化合物
は(メタ)アリルグリシジルエーテルと非対称ジアルキ
ルヒドラジンと一般式 〔式中Zは一般式(1)で示されるものと同じである。
R4は炭素数1〜10のアルキル基である。〕で示されるエ
ステル化合物を反応させることによって得ることができ
る。The amine imide represented by the general formula (1) of the present invention comprises (meth) allyl glycidyl ether, an asymmetric dialkyl hydrazine, [Wherein Z is the same as that represented by the general formula (1).
R 4 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. And the ester compound represented by the following formula:
非対称ジアルキルヒドラジン、すなわちN,N−ジアル
キルヒドラジンにおいて、アルキル基は同一または異な
る炭素数1〜10の、直鎖または分岐のアルキル基であ
り、たとえば非対称のジメチルヒドラジン、ジエチルヒ
ドラジン、イソプロピルヒドラジン、ジ−n−ブチルヒ
ドラジン、ジイソブチルヒドラジン、ジオクチルヒドラ
ジンなどがあげられる。これらのうち好ましいのは同一
または異なる炭素数1〜5の、直鎖または分岐のアルキ
ルヒドラジンであり、特に好ましいのは非対称のジメチ
ルヒドラジンである。In the asymmetric dialkylhydrazine, that is, N, N-dialkylhydrazine, the alkyl group is the same or different and has 1 to 10 carbon atoms and is a linear or branched alkyl group, such as asymmetric dimethylhydrazine, diethylhydrazine, isopropylhydrazine, n-butylhydrazine, diisobutylhydrazine, dioctylhydrazine and the like. Among them, preferred are linear or branched alkyl hydrazines having the same or different C1-5 carbon atoms, and particularly preferred is asymmetric dimethylhydrazine.
一般式(2)においてR4の炭素数1〜10のアルキル基
としては一般式(1)のR2、R3のアルキル基と同様の基
があげられる。In formula (2), examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms for R 4 include the same groups as the alkyl groups for R 2 and R 3 in formula (1).
一般式(2)のエステル化合物を構成する脂肪酸とし
ては、一般式(1)において残基Zを構成する炭素数6
〜28の飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖を有す
る、脂肪酸またはオキシ酸と同様の脂肪酸またはオキシ
酸があげられる。Examples of the fatty acid constituting the ester compound of the general formula (2) include a carbon atom having 6 carbon atoms constituting the residue Z in the general formula (1).
Fatty acids or oxyacids similar to fatty acids or oxyacids having up to 28 saturated or unsaturated linear or branched chains.
一般式(1)で示されるアミンイミド化合物は必要に
より溶剤の存在下に、(メタ)アリルグリシジルエー
テル、非対称ジアルキルヒドラジン及びエステル化合物
の3者を同時に反応させる方法、(メタ)アリルグリ
シジルエーテルと非対称ジアルキルヒラジンを反応させ
てからエステル化合物を反応させる方法などがあげられ
る。A method wherein the amine imide represented by the general formula (1) is reacted simultaneously with (meth) allyl glycidyl ether, an asymmetric dialkyl hydrazine and an ester compound in the presence of a solvent, if necessary. A method of reacting an ester compound after reacting hiradin is exemplified.
必要により用いられる溶剤としては原料を溶解し反応
を阻害しなければ特に制限されず、たとえばアルコー
ル、ケトン、エーテル、芳香族炭化水素、アミド、ニト
リルなど及びこれらの二種以上の混合物があげられる。
好ましいものはアルコールである。溶剤の使用量は、原
料の合計の重量に基づいて通常0〜500%好ましくは50
〜300%である。The solvent used as required is not particularly limited as long as the raw material is dissolved and the reaction is not inhibited, and examples thereof include alcohols, ketones, ethers, aromatic hydrocarbons, amides, nitriles, and the like, and mixtures of two or more thereof.
Preferred are alcohols. The amount of the solvent used is usually 0 to 500%, preferably 50 to 50% based on the total weight of the raw materials.
~ 300%.
反応は通常、撹拌下に、必要により不活性気体(窒素
など)雰囲気下で行われる。The reaction is usually carried out under stirring and, if necessary, under an atmosphere of an inert gas (such as nitrogen).
反応終了後はそのまま又は精製して使用できる。 After completion of the reaction, it can be used as it is or after purification.
アミンイミド化合物は赤外線吸収(IR)スペクトル、
及び核磁気共鳴(NMR)スペクトルでその構造を確認す
ることができる。Amineimide compounds have an infrared absorption (IR) spectrum,
And its structure can be confirmed by nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum.
本発明の水分散型樹脂組成物(以下本発明の組成物と
いう。)は、一般式(1)で示されるアミンイミド化合
物(A)と、これと共重合可能なエチレン性不飽和単量
体(B)の乳化重合により製造することができる。アミ
ンイミド化合物(A)と共重合可能なエチレン性不飽和
単量体(B)としては疏水性エチレン性不飽和単量体
(I)、及び親水性エチレン性不飽和単量体(II)があ
げられる。(I)としては下記の単量体があげられる。The water-dispersed resin composition of the present invention (hereinafter referred to as the composition of the present invention) comprises an amine imide (A) represented by the general formula (1) and an ethylenically unsaturated monomer copolymerizable therewith. It can be produced by the emulsion polymerization of B). Examples of the ethylenically unsaturated monomer (B) copolymerizable with the amine imide (A) include a hydrophobic ethylenically unsaturated monomer (I) and a hydrophilic ethylenically unsaturated monomer (II). Can be Examples of (I) include the following monomers.
(a)ニトリル基含有単量体; (メタ)アクリロニトリルなど。(A) a nitrile group-containing monomer; (meth) acrylonitrile and the like.
(b)不飽和カルボン酸〔(メタ)アクリル酸、マレイ
ン酸、フマル酸、イタコン酸など〕エステル系単量体; 炭素数1〜20のアルキル基を有する(メタ)アクリル
酸エステル〔(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アク
リル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メ
タ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エ
チルヘキシル(メタ)アクリル酸ドデシルなど〕;グリ
コール(エチレングリコール、プロピレングリコール、
ポリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオールな
ど)の(メタ)アクリル酸ジエステル;(メタ)アクリ
ル酸グリシジル;マレイン酸、イタコン酸、フマル酸な
どのジまたはモノアルキルエステルなど。(B) unsaturated carboxylic acid [(meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, etc.] ester monomer; (meth) acrylic acid ester having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms [(meth) Methyl acrylate, ethyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate dodecyl acrylate, etc.]; glycols (ethylene glycol, propylene Glycol,
(Meth) acrylic acid diesters of polypropylene glycol, 1,4-butanediol, etc .; glycidyl (meth) acrylate; di- or monoalkyl esters of maleic acid, itaconic acid, fumaric acid and the like.
(c)芳香族炭化水素系単量体; スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ジ
ビニルベンゼンなど。(C) aromatic hydrocarbon monomers; styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, divinylbenzene and the like.
(d)共役ジオレフィン系単量体; ブタジエン、イソプレン、クロロプレンなど。(D) conjugated diolefin-based monomers; butadiene, isoprene, chloroprene and the like.
(e)ハロゲン含有炭化水素系単量体; 塩化ビニル、塩化ビニリデンなど。(E) Halogen-containing hydrocarbon monomers; vinyl chloride, vinylidene chloride and the like.
(f)脂肪族炭化水素系単量体; エチレン、プロピレン、α−オレフィンなど。(F) Aliphatic hydrocarbon monomers; ethylene, propylene, α-olefin and the like.
(g)ビニルエステル単量体; 酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなど。(G) Vinyl ester monomers; vinyl acetate, vinyl propionate, and the like.
(h)(メタ)アリルエステル系単量体; アリル酢酸エステル、ジアリルフタル酸エステル、ジ
アリルマレイン酸エステルなど。(H) (meth) allyl ester monomers such as allyl acetate, diallyl phthalate and diallyl maleate;
(II)としては下記の単量体があげられる。 (II) includes the following monomers.
(i)アミド基含有アクリル系単量体; (メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルア
ミドなど。(I) an amide group-containing acrylic monomer; (meth) acrylamide, N-methylolacrylamide and the like.
(j)不飽和カルボン酸及びその塩; (メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコ
ン酸など及びそれらの塩(アルカリ金属塩、アンモニウ
ム塩、アミン塩など)。(J) unsaturated carboxylic acids and salts thereof; (meth) acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and the like and salts thereof (alkali metal salts, ammonium salts, amine salts and the like).
(k)エステル基含有親水性アクリル系単量体; エチレングリコール(メタ)アクリル酸モノエステ
ル、プロピレングリコール(メタ)アクリル酸モノエス
テル、ポリエチレングリコール(メタ)アクリル酸モノ
またはジエステル、ポリエチレグリコール低級アルキル
エーテル (メタ)アクリル酸エステルなど。(K) Ester group-containing hydrophilic acrylic monomers; ethylene glycol (meth) acrylate monoester, propylene glycol (meth) acrylate monoester, polyethylene glycol (meth) acrylate mono- or diester, polyethylene glycol lower alkyl ether (Meth) acrylic acid esters and the like.
(l)アミンイミド基含有アクリル系単量体〔本発明の
一般式(1)で示されるアミンイミド化合物は除く〕; N,N−ジメチル−N−(2−ヒドロキシプロピル)ア
ミンメタクリルイミド、N,N,N−トリメチルアミンメタ
クリルイミドなど アミンイミド化合物(A)と共重合可能なエチレン性
不飽和単量体(B)としては(I)および(I)と(I
I)の併用系が用いられる。(L) Amine imide group-containing acrylic monomer (excluding the amine imide represented by the general formula (1) of the present invention); N, N-dimethyl-N- (2-hydroxypropyl) amine methacrylimide, N, N , N-trimethylamine methacrylimide and the like The ethylenically unsaturated monomers (B) copolymerizable with the amine imide compound (A) include (I) and (I) and (I)
The combination system of I) is used.
本発明の組成物を構成する一般式(1)で示されるア
ミンイミド化合物(A)と、これと共重合可能なエチレ
ン性不飽和単量体(B)の重合量は全単量体の合計重量
に基づいて、通常(A)が通常0.1〜20%、(B)が80
〜99.9%、好ましくは(A)が0.5〜10%、(B)が90
〜99.5%である。(A)が0.1%未満では本発明の組成
物の乳化安定性が悪くなる。また(A)が20%を越える
と本発明の組成物の乾燥塗膜の耐水性が低下する。The polymerization amount of the amine imide (A) represented by the general formula (1) constituting the composition of the present invention and the ethylenically unsaturated monomer (B) copolymerizable therewith is the total weight of all the monomers. (A) is usually 0.1-20%, (B) is 80
99.9%, preferably (A) 0.5-10%, (B) 90%
~ 99.5%. If (A) is less than 0.1%, the composition of the present invention has poor emulsion stability. When (A) exceeds 20%, the water resistance of the dried coating film of the composition of the present invention is reduced.
本発明の組成物は一般式(1)で示されるアミンイミ
ド化合物(A)を乳化剤として使用し、pH調整剤や、必
要により重合連鎖移動剤の存在下、種々の重合開始方法
により、(A)と共重合可能なエチレン性不飽和単量体
(B)を水系媒体中で乳化重合することにより得られ
る。The composition of the present invention uses an amine imide (A) represented by the general formula (1) as an emulsifier, and is prepared by various polymerization initiation methods in the presence of a pH adjuster and, if necessary, a polymerization chain transfer agent. By subjecting an ethylenically unsaturated monomer (B) copolymerizable with the above to emulsion polymerization in an aqueous medium.
pH調整剤としては酸(塩酸、燐酸、酢酸、コハク酸、
ホウ酸、炭酸など)、その塩(炭酸水素ナトリウム、酢
酸ナトリウム、塩化ナトリウム、トリポリリン酸ナトリ
ウムなど)、及び塩素〔アルカリ金属の水酸化物(水酸
化カリウム、水酸化ナトリウムなど)、水酸化アンモニ
ウム、アミンなど〕があげられる。Acids (hydrochloric acid, phosphoric acid, acetic acid, succinic acid,
Boric acid, carbonic acid, etc.), its salts (sodium bicarbonate, sodium acetate, sodium chloride, sodium tripolyphosphate, etc.) and chlorine (hydroxides of alkali metals (potassium hydroxide, sodium hydroxide, etc.), ammonium hydroxide, Amines].
重合連鎖移動剤としては、たとえばメルカプタン(ド
デシルメルカプタン、テトラデシルメルカプタン、ヘキ
サデシルメルカプタンなど)、二硫化キサントゲン、硫
黄、ニトロソ化合物、アミンなどがあげられる。Examples of the polymerization chain transfer agent include mercaptans (such as dodecyl mercaptan, tetradecyl mercaptan, and hexadecyl mercaptan), xanthogen disulfide, sulfur, nitroso compounds, and amines.
本発明の組成物を得るのに用いられる水系媒体として
は、水のほかにメタノール、イソプロパノール、アセト
ン、エチレングリコール、プロピレングリコールなどの
有機溶剤を併用してもよい。As the aqueous medium used to obtain the composition of the present invention, an organic solvent such as methanol, isopropanol, acetone, ethylene glycol, propylene glycol, or the like may be used in addition to water.
重合方法としては電子線または紫外線を照射する方
法、加熱による方法及び開始剤を使用する方法などがあ
げられる。開始剤を使用する方法において、開始剤とし
てはアゾ化合物〔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)、アゾビ
スシアノ吉草酸、2,2−アゾビス(2−アミジノプロパ
ン)ハイドロクロライド、2,2−アゾビス(2−アミジ
ノプロパン)アセテートなど〕、無機過酸化物〔過酸化
水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナ
トリウムなど〕、有機過酸化物〔過酸化ベンゾイル、ジ
−t−ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサ
イド酸パーオキサイド、ジ(2−エトキシエチル)パー
オキシジカーボネートなど〕及びレドックス触媒〔アル
カリ金属の亜硫酸塩もしくは重亜硫酸塩、亜硫酸アンモ
ニウム、L−アルコルビン酸、エリソルビン酸などの還
元剤とアルカリ金属の過硫酸塩、過硫酸アンモニウム、
過酸化物などの酸化剤の組合せよりなるもの〕及びこれ
らの2種以上があげられる。Examples of the polymerization method include a method of irradiating an electron beam or an ultraviolet ray, a method of heating, and a method of using an initiator. In the method using an initiator, an azo compound (azobisisobutyronitrile, 2,2 ′
-Azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), azobiscyanovaleric acid, 2,2-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride, 2,2-azobis (2-amidinopropane) acetate, etc.), inorganic peroxides [ Hydrogen peroxide, ammonium persulfate, potassium persulfate, sodium persulfate, etc.], organic peroxides (benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide acid peroxide, di (2-ethoxyethyl) par) Oxydicarbonate or the like) and a redox catalyst (alkali metal sulfite or bisulfite, ammonium sulfite, L-alcorbic acid, a reducing agent such as erythorbic acid and an alkali metal persulfate, ammonium persulfate,
Consisting of a combination of oxidizing agents such as peroxides] and two or more of these.
本発明の組成物を製造する方法において、必要に応じ
て他の乳化剤、たとえば、アルキル硫酸エステル塩、ア
ルキルアリールスルホン酸塩、アルキルリン酸エステル
塩あるいは脂肪酸塩などのアニオン界面活性剤、アルキ
ルアミン塩、アルキル四級アンモニウム塩などのカチオ
ン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルアリールエ
ーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、あるい
はプルロニック型などの非イオン界面活性剤、カルボン
酸塩型(アミノ酸型、ベタイン型など)あるいはスルホ
ン酸塩型などの両性界面活性剤を併用することができる
が、多量では本発明の目的に反することになるので、本
発明の乳化剤の重量の50%以下が好ましい。In the method for producing the composition of the present invention, if necessary, other emulsifiers, for example, anionic surfactants such as alkyl sulfates, alkyl aryl sulfonates, alkyl phosphates or fatty acid salts, and alkylamine salts , Cationic surfactants such as alkyl quaternary ammonium salts, nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl aryl ether, polyoxyethylene alkyl ether, or pluronic type, carboxylate type (amino acid type, betaine type, etc.) or An amphoteric surfactant such as a sulfonic acid salt type can be used in combination, but a large amount would defeat the purpose of the present invention, and therefore it is preferably 50% or less by weight of the emulsifier of the present invention.
また酸を添加するとアミンイミド基は親水性が上がる
ことは公知である。従って一般式(1)の化合物に酸を
加えて親水性を上げ乳化性を助けることもできる。酸と
しては有機または無機の酸たとえば、塩酸、リン酸、硫
酸、硝酸、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、乳酸、(メタ)
アクリル酸、蓚酸、クエン酸、マレイン酸、イタコン
酸、アジピン酸などがあげられる。酸の量はアミンイミ
ド基のモルに対して通常0.3〜1.5倍モルである。酸の添
加時期は乳化重合の前でもよいし後でもよいが、通常乳
化重合の前に行う。It is known that the addition of an acid increases the hydrophilicity of an amine imide group. Accordingly, an acid can be added to the compound of the general formula (1) to increase the hydrophilicity and assist the emulsifying property. Acids include organic or inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, lactic acid, (meth)
Examples include acrylic acid, oxalic acid, citric acid, maleic acid, itaconic acid, and adipic acid. The amount of the acid is usually 0.3 to 1.5 times the mol of the amine imide group. The acid may be added before or after the emulsion polymerization, but is usually performed before the emulsion polymerization.
本発明の組成物を製造する方法において、乳化重合安
定化の目的で保護コロイド剤、たとえば部分鹸化ポリビ
ニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、メチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシ
プロピルセルロースなどを使用することができるが、多
量に使用すると本発明の目的に反するので本発明の乳化
剤の重量に基づいて20%以下が好ましい。In the method for producing the composition of the present invention, a protective colloid agent for the purpose of stabilizing emulsion polymerization, for example, partially saponified polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose and the like can be used. When used, it is contrary to the purpose of the present invention, so that it is preferably at most 20% based on the weight of the emulsifier of the present invention.
重合方式としては、公知の重合方法により、バッチ式
重合法、連続式重合法のいずれでも可能である。公知の
重合方法としては一括仕込法、単量体添加法、単量体エ
マルション添加法などがあげられる。As a polymerization method, any of a batch polymerization method and a continuous polymerization method can be used by a known polymerization method. Known polymerization methods include a batch charging method, a monomer addition method, and a monomer emulsion addition method.
重合温度は、重合方法、重合しようとする単量体の種
類、乳化状態などによって異なるが、通常−5〜100
℃、好ましくは10〜90℃である。The polymerization temperature varies depending on the polymerization method, the type of the monomer to be polymerized, the emulsification state, etc., but is usually -5 to 100.
° C, preferably 10-90 ° C.
本発明の組成物には、必要に応じて、消泡剤、粘度調
整剤、造膜助剤、防腐剤、凍結安定剤、架橋剤、可塑
剤、粘着剤、帯電防止剤、顔料、染料などの添加剤を加
えてもよい。In the composition of the present invention, if necessary, an antifoaming agent, a viscosity modifier, a film-forming aid, a preservative, a freeze stabilizer, a crosslinking agent, a plasticizer, an adhesive, an antistatic agent, a pigment, a dye, and the like. May be added.
以下実施例により本発明を更に説明するが、本発明は
これに限定されるものではない。Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例1 還流冷却器、温度計、及び撹拌器を備えた4つ口フラ
スコにラウリン酸メチル128g、非対称ジメチルヒドラジ
ン36g、及びイソピロピルアルコール62gを仕込み、撹拌
しながら60〜70℃に加熱した。同温度でアリルグリシジ
ルエーテル68gを2時間かけて滴下したのち、引続き60
〜70℃で6時間撹拌を行った。イソプロピルアルコール
を除いて白色のアミンイミド化合物(AI−3)を定量的
収率で得た。これを本発明の反応性乳化剤1とする。Example 1 A four-necked flask equipped with a reflux condenser, a thermometer, and a stirrer was charged with 128 g of methyl laurate, 36 g of asymmetric dimethylhydrazine, and 62 g of isopropyl alcohol, and heated to 60 to 70 ° C. with stirring. . At the same temperature, 68 g of allyl glycidyl ether was added dropwise over 2 hours.
Stirring was performed at 70 ° C. for 6 hours. A white amine imide (AI-3) was obtained in a quantitative yield except for isopropyl alcohol. This is designated as reactive emulsifier 1 of the present invention.
実施例2 実施例1と同様の操作で、イソプロピルアルコール12
5gの存在下に、パルミチン酸メチル109g、非対称ジメチ
ルヒドラジ24g及びアリルグリシジルエーテル46gとを反
応させ、イソプロピルアルコールを除いて白色のアミン
イミド化合物(AI−5)を定量的収率で得た。これを本
発明の反応性乳化剤2とする。Example 2 In the same manner as in Example 1, isopropyl alcohol 12
In the presence of 5 g, 109 g of methyl palmitate, 24 g of asymmetric dimethylhydrazine and 46 g of allyl glycidyl ether were reacted to obtain a white amine imide (AI-5) in a quantitative yield except for isopropyl alcohol. This is designated as reactive emulsifier 2 of the present invention.
実施例3 実施例1と同様の操作で、イソプロピルアルコール99
gの存在下に、オレイン酸メチル59g、非対称ジメチルヒ
ドラジン12g及びアリルグリシジルエーテル23gとを反応
させ、イソプロピルアルコールを除いて微黄色のアミン
イミド化合物(AI−7)を定量的収率で得た。これを本
発明の反応性乳化剤3とする。Example 3 In the same manner as in Example 1, isopropyl alcohol 99
In the presence of g, 59 g of methyl oleate, 12 g of asymmetric dimethylhydrazine and 23 g of allyl glycidyl ether were reacted to obtain a pale yellow amine imide (AI-7) in a quantitative yield except for isopropyl alcohol. This is designated as reactive emulsifier 3 of the present invention.
実施例4 実施例1と同様の操作で、イソプロピルアルコール70
gの存在下に、ヒドロキシステアリン酸メチル125g、非
対称ジメチルヒドラジン12g及びアリルグリシジルエー
テル23gとを反応させ、イソプロピルアルコールを除い
て白色のアミンイミド化合物(AI−9)を定量的収率で
得た。これを本発明の反応性乳化剤4とする。Example 4 In the same manner as in Example 1, isopropyl alcohol 70
In the presence of g, 125 g of methyl hydroxystearate, 12 g of asymmetric dimethylhydrazine and 23 g of allyl glycidyl ether were reacted to obtain a white amine imide (AI-9) in a quantitative yield except for isopropyl alcohol. This is designated as reactive emulsifier 4 of the present invention.
実施例5〜8 撹拌機、滴下ロート、窒素導入管、温度計及び還流冷
却器を反応器にイオン交換水270g、本発明の乳化剤(1
〜4)9g、2,2−アゾビス(2−アミジノプロパン)ハ
イドロクロライド0.9g、酢酸0.6gを仕込み、窒素置換
後、撹拌下に70〜80℃でスチレン90gとアクリル酸ブチ
ル90gの混合モノマーを滴下ロートより2時間にわたり
滴下し重合を行い、モノマー転化率99%以上の乳白色の
良好な重合体エマルションをである本発明の組成物を得
た。乳化重合性及び本発明の組成物である重合体エマル
ションから作製したフィルムの耐水性、接着性、エマル
ションの機械的安定性及び凍結安定性を調べた。テスト
結果を表−1に示す。Examples 5 to 8 In a reactor equipped with a stirrer, a dropping funnel, a nitrogen inlet tube, a thermometer and a reflux condenser, 270 g of ion-exchanged water, an emulsifier of the present invention (1
4) 9 g, 0.9 g of 2,2-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride and 0.6 g of acetic acid are charged, and after replacing with nitrogen, a mixed monomer of 90 g of styrene and 90 g of butyl acrylate is stirred at 70 to 80 ° C. with stirring. Polymerization was carried out by dropping from the dropping funnel over 2 hours to obtain a composition of the present invention which is a good milky white polymer emulsion having a monomer conversion of 99% or more. The emulsion polymerizability and the water resistance, adhesion, mechanical stability and freeze stability of the emulsion prepared from the polymer emulsion of the composition of the present invention were examined. Table 1 shows the test results.
実施例9〜12 撹拌機、滴下ロート、窒素導入管、温度計及び還流冷
却器を反応器にイオン交換水216g、本発明の乳化剤(1
〜4)0.8g、酢酸0.6g及びアゾビスシアノ吉草酸0.7gを
仕込み、窒素置換後、撹拌下に90〜95℃でメタクリル酸
メチル80g、とアクリル酸イソブチル65g、の混合モノマ
ーを滴下ロートより3時間にわたり滴下し重合を行い、
モノマー転化率98%以上の乳白色の良好な重合体エマル
ションである本発明の組成物を得た。Examples 9 to 12 In a reactor equipped with a stirrer, a dropping funnel, a nitrogen inlet tube, a thermometer and a reflux condenser, 216 g of ion-exchanged water, the emulsifier of the present invention (1
4) 0.8 g, 0.6 g of acetic acid and 0.7 g of azobiscyanovaleric acid are charged, and after replacement with nitrogen, a mixed monomer of 80 g of methyl methacrylate and 65 g of isobutyl acrylate is stirred at 90 to 95 ° C. for 3 hours from a dropping funnel. And polymerized by dropping over
The composition of the present invention was obtained as a milky white good polymer emulsion having a monomer conversion of 98% or more.
乳化重合性及び本発明の組成物である重合体エマルシ
ョンから作製したフィルムの耐水性、接着性、エマルシ
ョンの機械的安定性及び凍結安定性を調べた。テスト結
果を表−2に示す。The emulsion polymerizability and the water resistance, adhesion, mechanical stability and freeze stability of the emulsion prepared from the polymer emulsion of the composition of the present invention were examined. Table 2 shows the test results.
(重合安定性) 本発明の組成物である重合体エマルションを150メッ
シュの金網で濾過し、残渣を水で洗浄後乾燥して得た凝
固物重量を、仕込モノマー重量に対する%であらわし
た。(Polymerization Stability) The polymer emulsion, which is the composition of the present invention, was filtered through a 150-mesh wire gauze, and the residue was washed with water and dried, and the weight of the coagulated product was expressed as% of the weight of the charged monomer.
(耐水性) 本発明の組成物である重合体エマルションをスライド
ガラス状に拡げ、20℃にて24時間乾燥し、更に60℃にて
8時間乾燥して0.2mmの厚さのフィルムを作製した。こ
のフィルムの耐水性をJIS−K6828の水滴試験法により試
験した。(Water resistance) The polymer emulsion as the composition of the present invention was spread on a glass slide, dried at 20 ° C. for 24 hours, and further dried at 60 ° C. for 8 hours to produce a 0.2 mm thick film. . The water resistance of this film was tested by the water drop test method of JIS-K6828.
(接着性) 「フィルムの耐水性」の項で記載の方法により作製し
たフィルムのガラス/フィルム(綿布で補強)の40℃に
於ける180゜剥離強度を引張り速度100mm/分にて測定し
た。(Adhesion) The 180 ° peel strength at 40 ° C. of a glass / film (reinforced with a cotton cloth) of the film prepared by the method described in the section “Water resistance of film” was measured at a pulling speed of 100 mm / min.
(機械安定性) 本発明の組成物である重合体エマルション200gをビー
カーに採り、ホモミキサーにて10,000rpmで30分撹拌
し、生成した凝固物を150メッシュの金網で濾別し、冷
水で洗浄後乾燥した。この乾燥重量を採取エマルション
中の固形分重量に対する%にてあらわした。(Mechanical stability) 200 g of the polymer emulsion of the composition of the present invention was placed in a beaker, stirred at 10,000 rpm for 30 minutes with a homomixer, and the formed coagulated product was filtered off through a 150-mesh wire net and washed with cold water. After drying. This dry weight was expressed in% with respect to the weight of the solid content in the collected emulsion.
(凍結安定性) 本発明の組成物である重合体エマルション50gをガラ
ス瓶に採り密閉し、−10℃×12時間、35℃×12時間を1
サイクルとしてエマルションが凍結破壊するまでの回数
を測定した。(Freezing stability) 50 g of the polymer emulsion of the composition of the present invention was taken in a glass bottle and sealed, and the mixture was kept at -10 ° C for 12 hours and at 35 ° C for 12 hours.
As a cycle, the number of times until the emulsion was frozen and destroyed was measured.
比較例1;3−アリロキシ−2−ヒドロキシプロピルジメ
チルデシルアンモニウムクロライド 〔発明の効果〕 本発明の乳化剤を使用して、重合可能な不飽和化合物
の乳化重合を行うと、乳化重合安定性のよい重合体エマ
ルションが作製できる。 Comparative Example 1: 3-allyloxy-2-hydroxypropyldimethyldecylammonium chloride [Effect of the Invention] When emulsion polymerization of a polymerizable unsaturated compound is performed using the emulsifier of the present invention, a polymer emulsion having good emulsion polymerization stability can be produced.
本発明の乳化剤を組み込んで得られた重合体エマルシ
ョンは安定性に優れ、長期保存、凍結融解性も改善され
る。The polymer emulsion obtained by incorporating the emulsifier of the present invention has excellent stability, long-term storage, and improved freeze-thaw properties.
本発明の組成物の重合体エマルションより重合体を取
り出す場合には、排水中に乳化剤がほとんど流出しない
などの効果も奏する。When the polymer is taken out from the polymer emulsion of the composition of the present invention, effects such as hardly flowing out of the emulsifier into the wastewater are also exerted.
本発明の乳化剤は合成樹脂、合成繊維、合成ゴムの製
造にも利用できる。The emulsifier of the present invention can also be used for producing synthetic resins, synthetic fibers, and synthetic rubber.
本発明の組成物から作製されたフィルムあるいは、被
覆物は優れた帯電防止性、耐水性及び接着性を示す。Films or coatings made from the compositions of the present invention exhibit excellent antistatic properties, water resistance and adhesion.
本発明の組成物を150℃以上に加熱するとアミンイミ
ドの熱分解による架橋が起こり、得られたフィルムある
いは被覆物の耐溶剤性や耐水性が著しく向上する。When the composition of the present invention is heated to 150 ° C. or higher, crosslinking occurs due to thermal decomposition of the amine imide, and the resulting film or coating has significantly improved solvent resistance and water resistance.
本発明の乳化剤を適用して得られる本発明の組成物
は、接着、塗布、電着、含浸などの方法で、木材、金
属、紙、布などのほかにコンクリートなどの無機系物質
にも適用できる。The composition of the present invention obtained by applying the emulsifier of the present invention is applied to inorganic materials such as concrete in addition to wood, metal, paper, cloth, etc. by methods such as adhesion, coating, electrodeposition, and impregnation. it can.
本発明の乳化剤を適用して得られる本発明の組成物
は、水性塗料、接着剤、紙加工用、繊維加工用、繊維改
質用、フロアポリッシュ用、土壌侵食防止用、コンクリ
ート、モルタル混和用などの用途に利用できる。The composition of the present invention obtained by applying the emulsifier of the present invention can be used for aqueous paints, adhesives, paper processing, textile processing, fiber modification, floor polish, soil erosion prevention, concrete, and mortar admixture. It can be used for such purposes.
Claims (3)
れ炭素数1〜10のアルキル基である。Zは炭素数6〜28
の飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖を有する、
脂肪酸残基またはオキシ酸残基を表わす。)で示される
アミンイミド化合物からなる反応性乳化剤。(1) General formula (Wherein, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 and R 3 are each an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Z is 6 to 28 carbon atoms.)
Having a saturated or unsaturated linear or branched chain of
Represents a fatty acid residue or an oxyacid residue. A) a reactive emulsifier comprising an amine imide represented by the formula:
れ炭素数1〜10のアルキル基である。Zは炭素数6〜28
の飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖を有する、
脂肪酸残基またはオキシ酸残基を表わす。)で示される
アミンイミド化合物(A)と共重合可能なエチレン性不
飽和単量体(B)との乳化重合物からなることを特徴と
する水分散型樹脂組成物。2. The general formula (Wherein, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 and R 3 are each an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Z is 6 to 28 carbon atoms.)
Having a saturated or unsaturated linear or branched chain of
Represents a fatty acid residue or an oxyacid residue. A) a water-dispersible resin composition comprising an emulsion polymer of an amine imide (A) and an ethylenically unsaturated monomer (B) copolymerizable with the amine imide (A).
合計重量に基づいて(A)が0.1〜20%、(B)が80〜9
9.9%である請求項2記載の組成物。3. The polymerization amount of (A) and (B) is 0.1 to 20%, and (B) is 80 to 9 based on the total weight of all monomers.
3. The composition according to claim 2, which is 9.9%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63193031A JP2594125B2 (en) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | Reactive emulsifier and water-dispersed resin composition |
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JPH0243936A JPH0243936A (en) | 1990-02-14 |
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