JP2635076B2 - Method for producing maleic anhydride copolymer particles - Google Patents

Method for producing maleic anhydride copolymer particles

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JP2635076B2 JP3050788A JP3050788A JP2635076B2 JP 2635076 B2 JP2635076 B2 JP 2635076B2 JP 3050788 A JP3050788 A JP 3050788A JP 3050788 A JP3050788 A JP 3050788A JP 2635076 B2 JP2635076 B2 JP 2635076B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は無水マレイン酸共重合体粒子の製造方法に関
するものであり、さらに詳しくは接着剤、分散剤、乳化
安定剤、バインダー、徐放性薬剤組成物、紙用サイズ
剤、セメント混和剤等として有用な、無水マレイン酸共
重合体粒子を、球状かつ粒径のそろった一次粒子として
得る方法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing maleic anhydride copolymer particles, and more particularly, to an adhesive, a dispersant, an emulsion stabilizer, a binder, and a sustained release. The present invention relates to a method for obtaining maleic anhydride copolymer particles useful as a pharmaceutical composition, a paper sizing agent, a cement admixture, and the like as spherical and uniform primary particles.

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by conventional technology and invention]

従来より、無水マレイン酸共重合体としては種々のも
のが開発され、例えば木材用、紙用の接着剤、塗料・イ
ンキ用バインダー、無機顔料等の分散剤、乳化重合用安
定剤、紙用サイズ剤、セメント混和剤などの用途に供さ
れているが、特にコンクリートの流動性を長時間保持す
るセメント混和剤、いわゆるスランプロス防止剤として
有用である。
Conventionally, various types of maleic anhydride copolymers have been developed, for example, adhesives for wood and paper, binders for paints and inks, dispersants such as inorganic pigments, stabilizers for emulsion polymerization, and paper sizes. Although it is used for applications such as additives and cement admixtures, it is particularly useful as a cement admixture that maintains the fluidity of concrete for a long time, so-called anti-slump loss agent.

このような無水マレイン酸共重合体の中では、従来よ
り、オレフィン−無水マレイン酸共重合体の水溶性塩が
セメント混和剤として知られている(特開昭51−101024
号公報等)が、例えば、特開昭60−16851号公報、特開
昭61−26543号公報等には、炭素数2〜8のオレフィン
と無水マレイン酸との共重合体そのものをセメント配合
物に添加することにより、セメント配合物の流動性を長
時間保持し、しかも流動性を一定に保ち、その結果セメ
ント配合物の施工性、作業性を著しく改善しうることが
示されている。セメント配合物中のセメント粒子は、通
常、水和反応による化学的凝集と、粒子間引力による物
理的凝集とにより、徐々に流動性を失うが、このような
セメント配合物に予め上記共重合体を添加しておけば、
該供重合体がセメントから溶出したアルカリによって加
水分解を起こして水溶性となり、徐々に表面から水に溶
け出す(徐放作用)ことによってセメント分散性を発揮
するので、セメント配合物の流動性が長時間保持される
と推定されている。
Among such maleic anhydride copolymers, conventionally, a water-soluble salt of an olefin-maleic anhydride copolymer has been known as a cement admixture (JP-A-51-101024).
For example, JP-A-60-16851 and JP-A-61-26543 disclose a copolymer of an olefin having 2 to 8 carbon atoms and maleic anhydride itself as a cement compound. It has been shown that the addition of the cement compound can maintain the fluidity of the cement composition for a long time and also keep the fluidity constant, thereby significantly improving the workability and workability of the cement composition. Cement particles in a cement composition generally lose their fluidity gradually due to chemical agglomeration due to hydration reaction and physical agglomeration due to interparticle attractive force. If you add
The copolymer is hydrolyzed by alkali eluted from the cement, becomes water-soluble, and gradually dissolves in water from the surface (slow release action) to exhibit cement dispersibility. It is estimated to be retained for a long time.

この方法においては、セメント粒子の化学的・物理的
凝集によるスランプロスの速度と、該無水マレイン酸共
重合体の加水分解速度とのバランスが、セメント配合物
のスランプロスを防止するために、最も重要な要素とな
るとされている。
In this method, the balance between the rate of slump loss due to chemical and physical agglomeration of cement particles and the rate of hydrolysis of the maleic anhydride copolymer is most important in order to prevent slump loss of the cement composition. It is considered to be an important factor.

該共重合体の加水分解速度は、その分子量及び粒径に
よって左右される。スランプロス防止剤として有用な該
共重合体の分子量は500〜20,000の範囲内であることが
好ましい。一方、粒径は0.1〜1,000μmの範囲内である
ことが望ましく、特に好ましくは0.1〜10μmの範囲で
ある。
The hydrolysis rate of the copolymer depends on its molecular weight and particle size. The copolymer useful as a slump loss inhibitor preferably has a molecular weight in the range of 500 to 20,000. On the other hand, the particle size is desirably in the range of 0.1 to 1,000 μm, particularly preferably in the range of 0.1 to 10 μm.

しかるに、このような粒径を有する無水マレイン酸共
重合体は、通常の方法では得難く、通常は粒径20μm〜
数ミリの凝集体又は塊状物として得られるため、これを
湿式又は乾式の粉砕法にて所望の粒径まで細粒化する必
要がある。しかしながら、かかる粒径まで粉砕を行うこ
とは、例えば湿式のサンドミル等でいかに効率良く、粉
砕が行われたとしても、多大のエネルギーを要し、製造
コストの増加要因となる。更には、粉砕法によって得ら
れる該共重合体粒子は不定形であり、また非常に広い粒
径分布を有するために、前述の徐放速度を一定に制御す
るのが困難である。また、添加剤として用いる際には、
例えば水スラリー状態で保存されるが、粒径の大きい粒
子が沈降を起こし、品質が不均一となる不都合を生じ
る。
However, a maleic anhydride copolymer having such a particle size is difficult to obtain by a usual method, and usually has a particle size of 20 μm to
Since it is obtained as an agglomerate or lump of several millimeters, it is necessary to reduce the particle size to a desired particle size by a wet or dry pulverization method. However, pulverizing to such a particle size requires a large amount of energy, even if the pulverization is performed by a wet sand mill or the like, for example, and causes an increase in manufacturing cost. Furthermore, since the copolymer particles obtained by the pulverization method are amorphous and have a very wide particle size distribution, it is difficult to control the above-mentioned sustained release rate constantly. When used as an additive,
For example, it is stored in a water slurry state, but particles having a large particle diameter are settled, causing a problem that the quality is not uniform.

このような理由から、該共重合体粒子としては、形状
が一定であり(例えば球状)、かつ粒径分布が狭いもの
が望まれている。
For these reasons, it is desired that the copolymer particles have a uniform shape (for example, spherical) and a narrow particle size distribution.

一方、上記のようなオレフィンやスチレン系単量体等
と無水マレイン酸との共重合体を得る方法として、沈澱
重合によるものが多数提案されている。これは、単量体
を溶解し得るが重合体は溶解しない溶媒中で重合を行わ
しめ、粉末、粒状あるいは塊状として重合体を得る方法
である。溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン
等の低級ケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソ
プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル等の低級エ
ステル類、ベンゼン、キシレン、トルエン、エチルベン
ゼン、n−又はt−ブチルベンゼン、イソプロピルベン
ゼン等の芳香族系溶媒、ヘキサン、リグロイン等の炭化
水素系溶媒及びこれらの混合物などが用いられる。
On the other hand, as a method for obtaining a copolymer of maleic anhydride and an olefin or a styrene-based monomer as described above, many methods by precipitation polymerization have been proposed. This is a method in which polymerization is carried out in a solvent that can dissolve the monomer but does not dissolve the polymer, and obtains the polymer as a powder, granules, or a lump. As the solvent, acetone, lower ketones such as methyl ethyl ketone, lower esters such as methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, benzene, xylene, toluene, ethylbenzene, n- or t-butylbenzene, Aromatic solvents such as isopropylbenzene, hydrocarbon solvents such as hexane and ligroin, and mixtures thereof are used.

本発明者らが、実際にこれらの溶媒を用いて検討した
ところによると、単にこれらの重合溶媒を用いた沈澱重
合では、それぞれ次のような欠点が見られた。
The inventors of the present invention have actually studied using these solvents. According to the precipitation polymerization using these polymerization solvents, the following disadvantages were respectively observed.

即ち、アセトン等の低級ケトン類を用いた場合には、
溶媒自体の極性が強く、生成する共重合体を一部溶解し
てしまう結果、収率が低く、反応器壁への付着物量が多
く、更に得られる粒子は30〜数100μmの不定形の凝集
体であった。
That is, when lower ketones such as acetone are used,
The solvent itself has a strong polarity and dissolves a part of the produced copolymer.As a result, the yield is low, the amount of deposits on the reactor wall is large, and the obtained particles have an irregular coagulation size of 30 to several 100 μm. It was a collective.

次に、特公昭49−6396号公報及び特開昭61−91208号
公報に見られるような、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル
等のエステル系溶媒を用いた場合には、やはり反応器壁
への付着物が多かった。この場合、平均分子量10万以上
の共重合体を得ようとした場合には粒径1μm前後の粒
子形成が見られたが、分子量を5万以下にすると、粒形
が全くくずれ、不定形の凝集体となってしまった。
Next, when an ester solvent such as isopropyl acetate or butyl acetate is used as shown in JP-B-49-6396 and JP-A-61-91208, the deposits on the reactor There were many. In this case, when an attempt was made to obtain a copolymer having an average molecular weight of 100,000 or more, formation of particles having a particle size of about 1 μm was observed. It became an aggregate.

また、特開昭60−99110号公報に見られるような、エ
チルベンゼン等の芳香族系溶媒を用いた場合、共重合体
の溶解性が低下するため、確かに反応器壁への付着量が
少なくなったが、得られる共重合体は20〜50μmの粒径
を有する不定形の凝集体で、前述のような用途に供する
には、やはり粉砕手段が必要であった。
Further, when an aromatic solvent such as ethylbenzene is used, as seen in JP-A-60-99110, the solubility of the copolymer is reduced, so that the amount of adhesion to the reactor wall is certainly small. However, the obtained copolymer was an amorphous aggregate having a particle size of 20 to 50 μm, and a pulverizing means was necessary to use the copolymer as described above.

更に、ヘキサン等の炭化水素系溶媒を用いた場合、無
水マレイン酸が溶解しないため、重合が均一に行われ
ず、不均一相のまま反応させたとしても塊状の重合物が
得られ、取り扱いが困難であった。
Furthermore, when a hydrocarbon solvent such as hexane is used, maleic anhydride does not dissolve, so that polymerization is not performed uniformly, and a bulk polymer is obtained even when reacted in a heterogeneous phase, which is difficult to handle. Met.

この他、混合溶媒を使用する方法(特公昭49−16551
号公報等)が提案されているが、本共重合体を一次粒子
で得ることは困難である。
In addition, a method using a mixed solvent (Japanese Patent Publication No. 49-16551)
Publication) has been proposed, but it is difficult to obtain the present copolymer as primary particles.

一方、このような重合溶媒の中に分散剤を存在させて
沈澱重合を行う方法が提案されている。分散剤として
は、炭素数20以上のα−オレフィンと無水マレイン酸と
の共重合体(特公昭62−5927号公報)、炭素数2〜8の
α−オレフィンと無水マレイン酸との共重合体のハーフ
エステルまたはハーフアミド(特開昭51−95489号公
報)、エチレン−ビニルエステル共重合体(特開昭54−
156092号公報)などが挙げられ、確かに反応器壁付着量
は低減するものの、共重合体は10〜数10μmの粒径であ
り、10μm以下の微粒子のみを収率よく得るには至って
いない。
On the other hand, a method in which a dispersant is present in such a polymerization solvent to carry out precipitation polymerization has been proposed. Examples of the dispersant include a copolymer of an α-olefin having 20 or more carbon atoms and maleic anhydride (JP-B-62-5927), and a copolymer of an α-olefin having 2 to 8 carbon atoms and maleic anhydride. Half ester or half amide (JP-A-51-95489) and ethylene-vinyl ester copolymer (JP-A-54-95489).
No. 156092), although the amount of adhering to the reactor wall is certainly reduced, the copolymer has a particle diameter of 10 to several tens of μm, and it has not yet been possible to obtain only fine particles of 10 μm or less with a high yield.

〔発明の目的〕[Object of the invention]

本発明の目的は、無水マレイン酸及びこれと共重合体
可能なビニル系単量体の共重合体を、球状で、しかも粒
径分布が単分散で、且つ凝集体を形成せず、粒径が約10
μm以下の一次粒子として得る方法を提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a copolymer of maleic anhydride and a vinyl monomer copolymerizable with maleic anhydride in a spherical shape, with a monodisperse particle size distribution, and without forming an aggregate, Is about 10
An object of the present invention is to provide a method for obtaining primary particles having a size of μm or less.

本発明の他の目的は、無水マレイン酸及びこれと共重
合可能なビニル系単量体との沈澱重合を行うに際し、反
応器壁、撹拌羽根等への重合体の付着が無く、該共重合
体粒子を高収率で得ることのできる方法を提供すること
である。
Another object of the present invention is to prevent the polymer from adhering to the reactor walls, stirring blades, etc. in the precipitation polymerization of maleic anhydride and a vinyl monomer copolymerizable therewith. An object of the present invention is to provide a method by which coalesced particles can be obtained in high yield.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明者らは、上記の従来技術の課題を解決するため
に鋭意検討を重ねた結果、無水マレイン酸及びこれと共
重合可能なビニル系単量体を共重合させるに際し、特定
の化合物の存在下に沈澱重合させることによって、上記
目的が達成されることを見出し、本発明を完成させるに
至った。
The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-described problems of the prior art, and as a result, when copolymerizing maleic anhydride and a vinyl monomer copolymerizable therewith, the presence of a specific compound It has been found that the above objects can be achieved by precipitation polymerization below, and the present invention has been completed.

即ち、本発明は、無水マレイン酸と、スチレン又はイ
ソブチレン(以下、共単量体という)とを共重合させる
に際し、それらの単量体を溶解するが、得られる共重合
体は溶解しない溶媒中で、分散剤として使用するセルロ
ースエステル又はセルロースエーテルの存在下で、ラジ
カル重合を行うことを特徴とする、無水マレイン酸共重
合体粒子の製造方法を提供するものである。
That is, in the present invention, when maleic anhydride and styrene or isobutylene (hereinafter, referred to as comonomer) are copolymerized, these monomers are dissolved, but the obtained copolymer is dissolved in a solvent in which the copolymer is not dissolved. The present invention provides a method for producing maleic anhydride copolymer particles, wherein radical polymerization is carried out in the presence of a cellulose ester or a cellulose ether used as a dispersant.

本発明においては、上記共単量体として、主に油溶性
の単量体を用いるが、得られる共重合体粒子の特性を張
設する等の目的で、アクリル酸、メタクリル酸、2−ヒ
ドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリ
ルアミド、ビニルピロリドン等の親水性ビニル系単量体
を適宜共存させて重合を行うこともできる。
In the present invention, an oil-soluble monomer is mainly used as the comonomer. However, acrylic acid, methacrylic acid, 2-hydroxy Polymerization can also be carried out by appropriately coexisting a hydrophilic vinyl monomer such as ethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, or vinylpyrrolidone.

本発明において、無水マレイン酸と共重合体(2種以
上を用いる場合はそれらの合計量)とのモル比は、1/2
〜2/1の範囲であることが望ましく、より好ましくは1/
1.2〜1.2/1の範囲である。
In the present invention, the molar ratio between maleic anhydride and the copolymer (when two or more kinds are used, the total amount thereof) is 1/2.
~ 2/1 is desirable, more preferably 1 /
It is in the range of 1.2 to 1.2 / 1.

本発明において用いられる、無水マレイン酸及び前記
共単量体を溶解するが、得られる共重合体は溶解しない
溶媒としては、ベンゼン、キシレン、トルエン、エチル
ベンゼン、n−又はt−ブチルベンゼン、イソプロピル
ベンゼン等の芳香族系溶媒、及び酢酸メチル、酢酸エチ
ル、酢酸イソプロピル、プロピオン酸メチル等の低級エ
ステル系溶媒が挙げられ、これらは単独でも2種以上を
混合しても用いうるが、特にトルエン、イソプロピルベ
ンゼン、エチルベンゼン等のアルキルベンゼン類が好ま
しい。これらの溶媒の量は、得られる共重合体の濃度が
5〜35重量%になるような量が好ましい。
Solvents used in the present invention that dissolve maleic anhydride and the comonomer but do not dissolve the resulting copolymer include benzene, xylene, toluene, ethylbenzene, n- or t-butylbenzene, and isopropylbenzene. And aromatic ester solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, isopropyl acetate, and methyl propionate. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Alkylbenzenes such as benzene and ethylbenzene are preferred. The amount of these solvents is preferably such that the resulting copolymer has a concentration of 5 to 35% by weight.

本発明において分散剤として用いられる、セルロース
エステル又はセルロースエーテルとしては、セルロース
アセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブ
チレート、セルロースアセテートプロピオネート、セル
ロースアセテートブチレート、セルロースアセテートフ
タレート、メチルセルロース、エチルセルロース、プロ
プルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ベンジ
ルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カ
ルボキシメチルセルロース、シアノエチルセルロース等
が挙げられ、特に用いる溶媒に溶け易いものが好まし
く、セルロースアセテートブチレート、エチルセルロー
ス、エチルヒドロキシエチルセルロース等の油溶性セル
ロース誘導体、なかでもエチルセルロースが好ましい。
As the cellulose ester or cellulose ether used as a dispersant in the present invention, cellulose acetate, cellulose propionate, cellulose butyrate, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate phthalate, methyl cellulose, ethyl cellulose, propyl Cellulose, hydroxyethylcellulose, benzylcellulose, ethylhydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, cyanoethylcellulose and the like are preferable, and those which are particularly easily soluble in the solvent used are preferable. However, ethyl cellulose is preferred.

本発明は、上記のセルロースエステル又はセルロース
エーテルを分散剤として用いて、無水マレイン酸及びこ
れと共重合可能なビニル系単量体を沈澱重合法により共
重合させるものである。
In the present invention, maleic anhydride and a vinyl monomer copolymerizable therewith are copolymerized by a precipitation polymerization method using the above-mentioned cellulose ester or cellulose ether as a dispersant.

上記セルロース誘導体としては、ゲルパーミェーショ
ンクロマトグラフィーで求めた重量平均分子量(ポリス
チレン又はポリステレンスルホン酸ソーダ換算)が1,00
0〜800,000のものが適しており、好ましくは10,000〜25
0,000のものである。分子量が1,000より小さいか、ある
いは800,000を越えるセルロース誘導体では、無水マレ
イン酸共重合体を合成する際に分散剤としての効果を示
さない。
The cellulose derivative has a weight average molecular weight (polystyrene or sodium polysterenesulfonate) of 1,00 as determined by gel permeation chromatography.
Those with 0-800,000 are suitable, preferably 10,000-25
It is a thing of 0,000. Cellulose derivatives having a molecular weight of less than 1,000 or more than 800,000 have no effect as a dispersant when synthesizing a maleic anhydride copolymer.

上記セスロース誘導体の使用量は、無水マレイン酸10
0重合部に対して0.05〜20重量部が望ましい。0.05重量
部より少ない場合は分散剤としての効果が乏しく、一
方、20重量部より多く用いても分散剤としての効果は特
に向上せず、また得られた共重合体粒子の性能を損なう
ことになるので、好ましくない。
The used amount of the above-mentioned cesulose derivative is maleic anhydride 10
The amount is preferably 0.05 to 20 parts by weight based on 0 polymerization parts. When the amount is less than 0.05 part by weight, the effect as a dispersant is poor.On the other hand, even when the amount is more than 20 parts by weight, the effect as a dispersant is not particularly improved, and the performance of the obtained copolymer particles is impaired. Is not preferred.

本発明においては、前述のような溶媒中で上記セルロ
ース誘導体及びラジカル重合開始剤の存在下で、常法に
従い、沈澱重合を行う。
In the present invention, precipitation polymerization is carried out in the above-mentioned solvent in the presence of the cellulose derivative and the radical polymerization initiator according to a conventional method.

ラジカル重合開始剤としては、キュメンヒドロパーオ
キサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ベンゾイ
ルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネ
ート、ラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキ
シベンゾエート、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム
などの過酸化物、2,2′−アゾビスイソブチロニトリ
ル、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)
などのアゾ系の開始剤等が挙げられるが、得にこれらに
限定されるものではない。
Radical polymerization initiators include peroxides such as cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, lauroyl peroxide, t-butylperoxybenzoate, potassium persulfate, and ammonium persulfate. , 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile)
And the like, but are not particularly limited thereto.

これら重合開始剤の使用量は、無水マレイン酸に対
し、0.1〜20モル%が好適である。
The use amount of these polymerization initiators is preferably from 0.1 to 20 mol% based on maleic anhydride.

上記セルロース誘導体は、重合の初期から反応系中に
存在させておくのが良いが、重合開始剤及び単量体は、
重合の初期にまとめて一括添加しても良いし、重合の進
行に伴い、徐々に添加しても良い。
The cellulose derivative is preferably present in the reaction system from the beginning of the polymerization, but the polymerization initiator and the monomer are:
They may be added all at once in the early stage of the polymerization, or may be added gradually as the polymerization proceeds.

重合温度は、使用する重合開始剤の分解温度や、使用
する溶媒の沸点に合わせて選択されるが、通常は30〜15
0℃、好ましくは40〜100℃の範囲で行われる。重合温度
が低すぎると重合速度の低下をきたし、高すぎると生成
する共重合体が、反応器壁に付着し易くなったり、塊状
となり易くなる。
The polymerization temperature is selected according to the decomposition temperature of the polymerization initiator to be used and the boiling point of the solvent to be used.
The reaction is carried out at a temperature of 0 ° C, preferably 40 to 100 ° C. If the polymerization temperature is too low, the polymerization rate will decrease. If the polymerization temperature is too high, the produced copolymer will easily adhere to the reactor wall or become bulky.

重合反応の時間は、通常1〜15時間の範囲で適宜設定
される。
The time of the polymerization reaction is appropriately set usually in the range of 1 to 15 hours.

また、反応は加圧状態で行ってもよいし、共単量体を
そのままもしくは溶液として滴下しながら、またはガス
上の単量体であればこれを吹き込みながら、常圧下で行
ってもよい。
The reaction may be carried out under a pressurized state, or may be carried out under normal pressure while dropping the comonomer as it is or as a solution, or while blowing monomer on a gas.

このようにして、特定のセルロース誘導体の存在下に
沈澱重合を行うことにより、目的とする無水マレイン酸
共重合体粒子が得られる。
In this way, by performing precipitation polymerization in the presence of a specific cellulose derivative, the desired maleic anhydride copolymer particles can be obtained.

共重合体の平均分子量は通常約200,000以下である
が、分子量の調節はモノマー濃度、開始剤の使用量、重
合温度等の条件設定によっても行えるし、通常用いられ
る連鎖移動剤、例えばラウリルメルカプタン、イオウ等
のイオウ系化合物、芳香族アミン、脂肪族アミン等の窒
素系化合物、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化
合物などの存在下に重合を行う方法によっても可能であ
る。
The average molecular weight of the copolymer is usually about 200,000 or less, but the molecular weight can be adjusted by setting conditions such as the monomer concentration, the amount of the initiator used, and the polymerization temperature, and a commonly used chain transfer agent such as lauryl mercaptan, It is also possible to carry out the polymerization in the presence of a sulfur compound such as sulfur, a nitrogen compound such as an aromatic amine or an aliphatic amine, or a halogen compound such as chloroform or carbon tetrachloride.

本発明は、目的とする共重合体の分子量が比較的小さ
い場合、即ち、該共重合体の粒子形状のくずれや、反応
器壁への付着、収率の低下等が起こり易くなる、約50,0
00以下に設定したい場合において、特に有用となる。
In the present invention, when the molecular weight of the target copolymer is relatively small, that is, the particle shape of the copolymer is liable to be deformed, adhere to the reactor wall, the yield is easily reduced, and the like. , 0
This is particularly useful when it is desired to set the value to 00 or less.

本発明の方法により得られる無水マレイン酸共重合体
粒子は、電子顕微鏡により観察すると、どの部分も球状
であり、しかも粒径分布がほとんど単分散である。得ら
れる粒子の大きさは、溶媒の種類、用いるセルロース誘
導体の種類及び量、反応条件等によって変化するが、通
常0.1〜3μmの範囲内である。
When observed with an electron microscope, the maleic anhydride copolymer particles obtained by the method of the present invention are spherical in all parts, and are almost monodisperse in particle size distribution. The size of the obtained particles varies depending on the type of the solvent, the type and amount of the cellulose derivative used, the reaction conditions, and the like, but is usually in the range of 0.1 to 3 μm.

また、本発明により得られる粒子は、ほとんど一次粒
子であり、そのまま目的の用途に供されるが、例えば高
温時に多少の凝集があったとしても、水に分散したり、
あるいはごく簡単な解砕により、もとの一次粒子に戻す
ことができる。
In addition, the particles obtained by the present invention are almost primary particles and are used for the intended purpose as they are, for example, even if there is some aggregation at a high temperature, or dispersed in water,
Alternatively, it can be returned to the original primary particles by very simple crushing.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上、詳細に説明した通り、本発明の方法によれば、
無水マレイン酸共重合体を、球状でしかも粒径分布がほ
とんど単分散であり、且つ凝集体を形成しない一次粒子
として得ることができる。
As described above, according to the method of the present invention,
The maleic anhydride copolymer can be obtained as primary particles that are spherical, have a substantially monodispersed particle size distribution, and do not form aggregates.

さらにまた本発明によって、反応器壁、撹拌羽根への
付着をなくし、高収率で該共重合体粒子を得ることがで
きる。これによって従来困難であった比較的低分子量の
該共重合体粒子の製造を容易に行うことができる。
Furthermore, according to the present invention, the copolymer particles can be obtained in high yield by eliminating the adhesion to the reactor wall and the stirring blade. This makes it possible to easily produce the copolymer particles having a relatively low molecular weight, which has been conventionally difficult.

従って収率向上によりコストダウンが図れる他、本発
明で挙げたところの、コンクリート用スランプロス防止
剤等としての用途に対して、従来行われていた粉砕法に
よる細粒化の煩雑さ、多大のエネルギーロスという問題
点を解決できる上に、優れた性能安定性を与えることが
できる。
Therefore, the cost can be reduced by improving the yield, and for the use as a slump loss inhibitor for concrete, etc. as mentioned in the present invention, the complicated granulation by the conventional pulverization method, a great deal of In addition to solving the problem of energy loss, excellent performance stability can be provided.

更には、他の用途、例えば顔料の分散剤、エマルジョ
ンやラテックスの乳化安定剤、塗料・インキ用バインダ
ー、紙用サイズ剤、徐放性薬剤組成物などに対しても、
溶解、中和などが行い易くなり、作業性及び性能の安定
性の面で著しく改善することが可能となる。
Furthermore, for other applications, such as pigment dispersants, emulsion and latex emulsion stabilizers, binders for paints and inks, paper sizing agents, sustained release drug compositions, and the like,
Dissolution, neutralization, and the like are easily performed, and workability and performance stability can be significantly improved.

〔実施例〕 以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではな
い。尚、例中の「部」は「重量部」である。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples.
The present invention is not limited to only these examples. In the examples, “parts” is “parts by weight”.

実施例−1 撹拌装置、ガス導入管、温度計、冷却管を備え、冷却
管の先にはガスバッグのついた1セパラブルフラスコ
にトルエン607部、無水マレイン酸68.6部及びエチルセ
ルロース〔ハーキュレス社製 エチルセルロースN−7,
エトキシル含有率48%、分子量62,000(ポリスチレン換
算)〕3.4分を入れ、窒素雰囲気中撹拌下に70℃まで昇
温した。重合開始剤として2,2′−アゾビスイソブチロ
ニトリル6.8部を添加し、続いて別に用意したボンベか
ら、イソブチレンガスをガス導入管から溶液中に導い
た。反応温度を70℃に保ったまま、イソブチレンガスを
3時間で45部(無水マレイン酸に対するモル比1.14)を
連続的に吹き込んだ。イソブチレンガスの導入開始後、
溶液はすぐに白濁し、又ガスバッグは膨らまないため、
ガスが溶液に効率良く吸収され、重合反応が起こってい
ることがわかった。ガス吹き込み終了後、更にその温度
で2時間撹拌下に熟成した後、冷却した。ポリマーの沈
澱物を含んだスラリー状の反応液を取り出し、濾過、乾
燥して106部のポリマーの白色粉末を得た。仕込み無水
マレイン酸に対する収率は98.1%と高かった。尚、反応
液を取り出したセパルブルフラスコを点検したが、容器
の内壁や撹拌羽根にはほとんどポリマーの付着は見られ
なかった。
Example-1 A stirrer, a gas introduction tube, a thermometer, and a cooling tube were provided, and a 607 part of toluene, 68.6 parts of maleic anhydride, and ethyl cellulose [manufactured by Hercules Co., Ltd.] were placed in a 1-separable flask equipped with a gas bag at the end of the cooling tube. Ethyl cellulose N-7,
An ethoxyl content of 48% and a molecular weight of 62,000 (in terms of polystyrene)] of 3.4 minutes were added, and the mixture was heated to 70 ° C. with stirring in a nitrogen atmosphere. 6.8 parts of 2,2'-azobisisobutyronitrile were added as a polymerization initiator, and then isobutylene gas was introduced into the solution from a gas cylinder through a separately prepared cylinder. While maintaining the reaction temperature at 70 ° C., 45 parts (molar ratio to maleic anhydride: 1.14) of isobutylene gas were continuously blown in over 3 hours. After starting the introduction of isobutylene gas,
Since the solution becomes cloudy immediately and the gas bag does not inflate,
It was found that the gas was efficiently absorbed into the solution, and that the polymerization reaction was occurring. After completion of gas blowing, the mixture was aged at that temperature for 2 hours under stirring, and then cooled. The slurry reaction solution containing the polymer precipitate was taken out, filtered and dried to obtain 106 parts of a polymer white powder. The yield based on the charged maleic anhydride was as high as 98.1%. When the separable flask from which the reaction solution was taken out was inspected, little adhesion of the polymer was found on the inner wall of the container or the stirring blade.

又、得られたポリマーを水に分散し、NaOHで当量中和
して水溶液とした後、ゲルパーミェーションクロマトグ
ラフィーで分子量を測定したところ、重量平均分子量1
4,200(ポリスチレンスルホン酸Na換算)であった。
Further, the obtained polymer was dispersed in water and neutralized with an equivalent amount of NaOH to obtain an aqueous solution, and the molecular weight was measured by gel permeation chromatography.
It was 4,200 (in terms of sodium polystyrene sulfonate).

一方、得られたポリマー粉末を電子顕微鏡で観察した
ところ、きれいな球状単分散粒子であった。更に、この
ポリマー粉末を水に分散し、光透過型遠心沈降粒度分布
測定器((株)島津製作所製SACP−3)で粒径及び粒径
分布を測定したところ、粒径0.35μmの位置に単一ピー
クが現れ、ほとんど凝集体を形成していないことがわか
った。
On the other hand, when the obtained polymer powder was observed with an electron microscope, it was found to be fine spherical monodispersed particles. Further, the polymer powder was dispersed in water, and the particle size and the particle size distribution were measured using a light transmission type centrifugal sedimentation particle size distribution analyzer (SACP-3 manufactured by Shimadzu Corporation). A single peak appeared, indicating that little aggregate was formed.

実施例−2 実施例−1のエチルセルロースN−7の代わりにハー
キュレス社製エチルセルロースN−200〔エトキシル含
有率48%、分子量216,000(ポリスチレン換算)〕を用
いる他は、実施例−1と同様の方法で重合を行った。
Example-2 A method similar to that of Example-1 except that ethylcellulose N-200 manufactured by Hercules Inc. [ethoxyl content 48%, molecular weight 216,000 (in terms of polystyrene)] was used instead of ethylcellulose N-7 in Example-1. The polymerization was carried out.

その結果、105部のイソブチレンと無水マレイン酸共
重合体粉末が得られ、収率は97.8%で、反応器内壁、撹
拌羽根にはポリマーの付着は全く見られなかった。又、
得られたポリマー粒子は0.2μmの単分散粒子であっ
た。
As a result, 105 parts of isobutylene and maleic anhydride copolymer powder were obtained, the yield was 97.8%, and no adhesion of polymer was observed on the inner wall of the reactor and the stirring blade. or,
The obtained polymer particles were monodisperse particles of 0.2 μm.

実施例−3 実施例−1のイソブチレンガスの代わりにスチレン7
2.8部(無水マレイン酸に対するモル比1.0)を3時間で
連続的に滴下する以外は実施例−1と同様の方法で行っ
た。
Example 3 Instead of the isobutylene gas of Example 1, styrene 7 was used.
The procedure was performed in the same manner as in Example 1, except that 2.8 parts (molar ratio to maleic anhydride: 1.0) was continuously added dropwise over 3 hours.

139部の白色粉末が得られ(収率985)、これはスチレ
ンと無水マレイン酸との交互共重合体であった。反応器
内壁や撹拌羽根へのポリマーの付着は全く見られなかっ
た。実施例−1と同様に分子量及び粒径の分析を行った
ところ、重量平均分子量13,100、粒径は0.4μmであ
り、ほとんど凝集物のない単分散粒子であった。
139 parts of a white powder were obtained (yield 985), which was an alternating copolymer of styrene and maleic anhydride. No adhesion of the polymer to the inner wall of the reactor or the stirring blade was observed. When the molecular weight and the particle diameter were analyzed in the same manner as in Example 1, the weight average molecular weight was 13,100, the particle diameter was 0.4 μm, and the particles were monodisperse particles having almost no aggregate.

比較例−1 実施例−1において、エチルセルロースを添加しない
で、イソブチレンと無水マレイン酸の沈澱重合を行っ
た。重合終了後、スラリー状の反応液を取り出し、濾
過、乾燥して76.5部のポリマーの白色粉末を得た。仕込
み無水マレイン酸に対する収率は、71%で低かった。ま
た、反応液を取り出したセパラブルフラスコを点検した
ところ、溶液の内壁や撹拌羽根にポリマーが多量に付着
しており、この付着物をかき落として重量を測定したと
ころ、29部であった。
Comparative Example-1 In Example-1, precipitation polymerization of isobutylene and maleic anhydride was performed without adding ethylcellulose. After the completion of the polymerization, the slurry-like reaction liquid was taken out, filtered and dried to obtain 76.5 parts of a white powder of a polymer. The yield based on the charged maleic anhydride was low at 71%. When the separable flask from which the reaction solution was taken out was inspected, a large amount of the polymer adhered to the inner wall of the solution and the stirring blade, and the weight was measured by scraping off the adhered substance, and it was 29 parts.

実施例−1と同様にして得られた粉末ポリマーの分子
量を測定したところ、重量平均分子量12,200で、分子量
については実施例−1とほとんど変わらなかったが、電
子顕微鏡で観察したところ、粒子形成は全く見られず、
ほとんど20〜100μmの不定形の塊であった。
When the molecular weight of the powder polymer obtained in the same manner as in Example 1 was measured, the weight-average molecular weight was 12,200, and the molecular weight was almost the same as that of Example 1. Not seen at all,
Almost 20 to 100 μm in irregular mass.

比較例−2 実施例−1においてエチルセルロースの代わりに次式
で表されるイソブチレンと無水マレイン酸の共重合体の
ハーフエステル(重量平均分子量10,000)を用いて沈澱
重合を行った。
Comparative Example 2 Precipitation polymerization was carried out using a half ester (weight average molecular weight 10,000) of a copolymer of isobutylene and maleic anhydride represented by the following formula in place of ethyl cellulose in Example 1.

実施例−1と同様の操作を行った結果、反応器壁、撹
拌機への付着は比較的少なく、6.4部であった。しかし
ながら、得られたポリマー粉末を電子顕微鏡で観察する
と粒子形成は全く見られず、やはり30〜100μmの不定
形の塊であった。
As a result of performing the same operation as in Example 1, adhesion to the reactor wall and the stirrer was relatively small, and it was 6.4 parts. However, when the obtained polymer powder was observed with an electron microscope, no particle formation was observed at all, and it was again an amorphous mass of 30 to 100 μm.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−204910(JP,A) 特開 昭51−95489(JP,A) 特公 昭62−6567(JP,B1) 特公 昭62−5927(JP,B1) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-1-204910 (JP, A) JP-A-51-95489 (JP, A) JP-B-62-6567 (JP, B1) JP-B-62 5927 (JP, B1)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】無水マレイン酸と、スチレン又はイソブチ
レンとを共重合させるに際し、それらの単量体を溶解す
るが、得られる共重合体は溶解しない溶媒中で、分散剤
として使用するセルロースエステル又はセルロースエー
テルの存在下で、ラジカル重合を行うことを特徴とす
る、無水マレイン酸共重合体粒子の製造方法
When a copolymer of maleic anhydride and styrene or isobutylene is used, the monomer is dissolved, but the resulting copolymer is not dissolved in a solvent in which cellulose ester or cellulose ester used as a dispersant is used. A method for producing maleic anhydride copolymer particles, wherein radical polymerization is performed in the presence of cellulose ether.
【請求項2】無水マレイン酸と、スチレン又はイソブチ
レンとを共重合させるに際し、それらの単量体を溶解す
るが、得られる共重合体は溶解しない溶媒中で、分散剤
として使用するエチルセルロースの存在下で、ラジカル
重合を行うことを特徴とする、無水マレイン酸共重合体
粒子の製造方法。
2. A copolymer of maleic anhydride and styrene or isobutylene, which dissolves these monomers but does not dissolve the obtained copolymer in a solvent in which ethyl cellulose used as a dispersant is present. A method for producing maleic anhydride copolymer particles, comprising performing radical polymerization below.
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