JP2837880B2 - Method for producing aqueous dispersion of long-chain alkyl graft polymer - Google Patents

Method for producing aqueous dispersion of long-chain alkyl graft polymer

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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、長鎖アルキルグラフトポリマーの水分散体
の製造方法に関し、特に、長鎖アルキルグラフトポリマ
ーがポリアミンとアルキルイソシアネートの反応により
生成するものに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an aqueous dispersion of a long-chain alkyl graft polymer, and more particularly to a method for producing a long-chain alkyl graft polymer by reacting a polyamine with an alkyl isocyanate. About.

本発明の長鎖アルキルグラフトポリマーの水分散体
は、感圧粘着テープ、シートの背面処理に使用する剥離
剤として使用される他、サイズ剤、表面処理剤、原油の
流動化剤等としても使用できる。
The aqueous dispersion of the long-chain alkyl graft polymer of the present invention is used as a pressure-sensitive adhesive tape, a release agent used for back treatment of a sheet, and also used as a sizing agent, a surface treatment agent, a fluidizing agent for crude oil, and the like. it can.

[従来の技術] 従来、長鎖アルキルグラフトポリマーとしてはポリビ
ニルアルコール−オクタデシルイソシアネート付加物
(特公昭29−7888号公報)、ポリエチレンイミン−オク
タデシルイソシアネート付加物(特公昭40−17661号公
報)などの有機溶剤中での製造方法が知られていた。
[Prior Art] Conventionally, organic compounds such as polyvinyl alcohol-octadecyl isocyanate adduct (Japanese Patent Publication No. 29-7888) and polyethyleneimine-octadecyl isocyanate adduct (Japanese Patent Publication No. 40-17661) have been used as long-chain alkyl graft polymers. A production method in a solvent was known.

[発明が解決しようとする問題点] これらのポリマーは何れも有機溶剤に溶解して使用す
るもので、水で希釈して使用できる長鎖アルキルグラフ
トポリマーはほとんど知られていない。上記のような溶
剤系のポリマーは、有機溶剤による作業環境の悪化、公
害などの問題から溶剤の回収を必要とする上に、さらに
近年の溶剤自体の価値の上昇や、技術革新によりすでに
粘着剤が水系やホットメルトタイプに変っていることも
あり、長鎖アルキルグラフトポリマーの水分散体に対す
る要求が高まっている。
[Problems to be Solved by the Invention] These polymers are used by dissolving them in an organic solvent, and almost no long-chain alkyl graft polymers that can be used after dilution with water are known. Solvent-based polymers such as those described above require solvent recovery due to problems such as the deterioration of the working environment and pollution caused by organic solvents. May be changed to an aqueous type or a hot-melt type, and the demand for an aqueous dispersion of a long-chain alkyl graft polymer is increasing.

本発明者らは、長鎖アルキルグラフトポリマーの水分
散体の製造方法について検討を重ねた結果、水中でホモ
ジナイザーで撹拌することにより得られるエマルジョン
状態またはサスペンジョン状態でポリアミンとアルキル
イソシアネートの反応を行うことにより、非常に簡便に
目的を達成できることを見いだし本発明を完成するに至
った。
The present inventors have conducted repeated studies on a method for producing an aqueous dispersion of a long-chain alkyl graft polymer, and found that the reaction of a polyamine and an alkyl isocyanate in an emulsion state or a suspension state obtained by stirring with a homogenizer in water. As a result, it has been found that the object can be achieved very easily, and the present invention has been completed.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、ポリアミンと炭素数8以上30以下のアルキ
ル基を有するアルキルイソシアネートとを反応させて得
られる炭素数8以上30以下のアルキル基がグラフトした
長鎖アルキルグラフトポリマーの水分散体の製造方法で
あって、ポリアミンとアルキルイソシアネートとを、水
中でホモジナイザーで撹拌することにより得られるエマ
ルジョン状態またはサスペンジョン状態で反応させるこ
とを特徴とする長鎖アルキルグラフトポリマー水分散体
の製造方法に関するものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention relates to a long chain grafted with an alkyl group having 8 to 30 carbon atoms obtained by reacting a polyamine with an alkyl isocyanate having an alkyl group having 8 to 30 carbon atoms. A method for producing an aqueous dispersion of an alkyl graft polymer, comprising reacting a polyamine and an alkyl isocyanate in an emulsion state or a suspension state obtained by stirring in water with a homogenizer. The present invention relates to a method for producing a dispersion.

本発明において用いられるポリアミンは、ポリエチレ
ンイミン、ポリプロピレンイミンなどのポリアルキレン
イミン、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、
テトラエチレンペンタミン等のポリアルキレンポリアミ
ン、エチレンジアミンとエピクロルヒドリンの縮合物な
どの変性ポリアミン、ポリビニルアミン、ポリアリルア
ミンなどの水溶性の高分子で、イソシアネートと反応し
得る活性水素を持っていれば良い 本発明において用いられるアルキルイソシアネート
は、炭素数が8以上のアルキル基を有する1価のイソシ
アネートで、特に、入手し易さの点から炭素数が12〜30
のアルキル基を有するものが望ましい。その例として
は、ドデシルイソシアネート、トリデシルイソシアネー
ト、テトラデシルイソシアネート、ペンタデシルイソシ
アネート、ヘキサデシルイソシアネート、オクタデシル
イソシアネート、ノナデシルイソシアネート、エイコデ
シルイソシアネートなどの長鎖アルキルイソシアネート
があげられる。
Polyamine used in the present invention, polyethyleneimine, polyalkyleneimine such as polypropyleneimine, ethylenediamine, triethylenetetramine,
Polyalkylene polyamines such as tetraethylene pentamine, modified polyamines such as condensates of ethylenediamine and epichlorohydrin, water-soluble polymers such as polyvinylamine and polyallylamine, as long as they have active hydrogen that can react with isocyanate. The alkyl isocyanate used in (1) is a monovalent isocyanate having an alkyl group having 8 or more carbon atoms, and particularly, having 12 to 30 carbon atoms from the viewpoint of availability.
Those having an alkyl group are desirable. Examples thereof include long-chain alkyl isocyanates such as dodecyl isocyanate, tridecyl isocyanate, tetradecyl isocyanate, pentadecyl isocyanate, hexadecyl isocyanate, octadecyl isocyanate, nonadecyl isocyanate, and eicodecyl isocyanate.

上記ポリアミンとアルキルイソシアネートとを反応さ
せることにより、炭素数8以上30以下のアルキル基(長
鎖アルキル基)がグラフトした長鎖アルキルグラフトポ
リマーが得られる。
By reacting the polyamine with the alkyl isocyanate, a long-chain alkyl graft polymer obtained by grafting an alkyl group having 8 to 30 carbon atoms (long-chain alkyl group) can be obtained.

本発明においては、ポリアミンとアルキルイソシアネ
ートとを水中でホモジナイザーで撹拌することにより得
られるエマルジョン状態またはサスペンジョン状態で反
応させることを特徴とするものであり、例えば、ポリア
ミンの水溶液中にアルキルイソシアネートを加え、オモ
ジナイザーで強く撹拌することにより、エマルジョン状
態またはサスペンジョン状態で反応を進行させる。この
とき、反応が円滑に、かつ完全に進行するには、アルキ
ルイソシアネートを充分微粒子化したエマルジョン状態
またはサスペンジョン状態で反応を行うことが重要であ
るので、剪断力の強い装置であるホモジナイザーを用い
て撹拌を行う必要がある。反応は、0℃〜100℃で行わ
れるが、5℃〜40℃で行うことが望ましい。また、必要
以上の加温は、アルキルイソシアネートの水との反応を
促進するため好ましくない。
In the present invention, a polyamine and an alkyl isocyanate are characterized by reacting in an emulsion state or a suspension state obtained by stirring in water with a homogenizer, for example, adding an alkyl isocyanate to an aqueous solution of a polyamine, The reaction proceeds in an emulsion state or a suspension state by vigorously stirring with an ominizer. At this time, in order for the reaction to proceed smoothly and completely, it is important to carry out the reaction in an emulsion state or a suspension state in which the alkyl isocyanate is sufficiently finely divided. Therefore, using a homogenizer which is a device having a strong shear force is used. It is necessary to perform stirring. The reaction is carried out at 0 ° C to 100 ° C, preferably at 5 ° C to 40 ° C. Heating more than necessary is not preferable because it promotes the reaction of the alkyl isocyanate with water.

このとき、アルキルイソシアネートは希釈せず、に加
えることができるほか、有機溶剤に溶解し希釈して加え
ることもできる。アルキルイソシアネートの融点が、反
応温度に較べて高い場合には、アルキルイソシアネート
を水中で充分微粒子化した状態で反応を行うために、ア
ルキルイソシアネートを溶剤に溶解し液状にして反応を
行うことが好ましい。溶剤としては水と自由に混合しな
いものが好適で、例えば、ベゼン、トルエン、キシレン
などの芳香族系の溶媒や、ヘキサン、ヘプタン、オクタ
ンなどの脂肪族系の溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチルなど
のエステル類の溶媒などが使用できる。
At this time, the alkyl isocyanate can be added without being diluted, or can be dissolved in an organic solvent and diluted. When the melting point of the alkyl isocyanate is higher than the reaction temperature, it is preferable to dissolve the alkyl isocyanate in a solvent and carry out the reaction in order to carry out the reaction in a state where the alkyl isocyanate is sufficiently finely divided in water. As the solvent, those that do not freely mix with water are preferable.For example, aromatic solvents such as bezen, toluene, and xylene, and aliphatic solvents such as hexane, heptane, and octane, ethyl acetate, and butyl acetate are preferable. Ester solvents and the like can be used.

アルキルイソシアネートをポリアミンの水溶液中に分
散するに当たっては、アルキルイソシアネートを充分微
粒子化するために、界面活性剤を使用しても良い。使用
する界面活性剤に特に制限はないが、乳化に際してO/W
型のエマルジョンを作り得る比較的親水性の高いものが
好適である。具体的な例としては、ポリオキシエチレン
ノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリ
ルエーテルなどのノニオン系界面活性剤、ラウリル硫酸
ナトリウム、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテ
ル硫酸ナトリウムなどのアニオン系界面活性剤またはス
テアリルアミンアセテート、ステアリルトリメチルアン
モニウムクロライドなどのカチオン系界面活性剤などが
使用できる。
In dispersing the alkyl isocyanate in the aqueous solution of the polyamine, a surfactant may be used in order to sufficiently reduce the particle size of the alkyl isocyanate. There is no particular limitation on the surfactant used, but O / W
Those having a relatively high hydrophilicity capable of forming a type emulsion are preferred. Specific examples include nonionic surfactants such as polyoxyethylene nonylphenyl ether and polyoxyethylene stearyl ether, anionic surfactants such as sodium lauryl sulfate and sodium polyoxyethylene nonylphenyl ether sulfate, and stearylamine acetate. And a cationic surfactant such as stearyltrimethylammonium chloride.

[実施例] 以下の実施例で代表的な長鎖アルキルグラフトポリマ
ー水分散体の製造方法を具体的に説明するがこれらに限
定されるものでない。
[Examples] The following examples specifically describe a method for producing a typical aqueous dispersion of a long-chain alkyl graft polymer, but are not limited thereto.

実施例1 ポリエチレンイミン(日本触媒製 SP−300 平均分
子量20000)2.6gを75.0gの水に完全に溶解した。これ
に、12.4gのオクタデシルイソシアネートを加え、25℃
に保ちながらホモジナイザーで30分間撹拌し、ポリエチ
レンイミン−オクタデシルイソシアネート付加物水分散
体を得た。
Example 1 2.6 g of polyethyleneimine (Nippon Shokubai SP-300 average molecular weight: 20,000) was completely dissolved in 75.0 g of water. To this, add 12.4 g of octadecyl isocyanate,
The mixture was stirred for 30 minutes with a homogenizer while keeping the temperature of the mixture to obtain an aqueous dispersion of polyethyleneimine-octadecyl isocyanate adduct.

オクタデシルイソシアネートの水分散物をガスクロマ
トグラフィーで定量し、下記の式でオクタデシルイソシ
アネートの選択率を求めたところ96%であった。
The aqueous dispersion of octadecyl isocyanate was quantified by gas chromatography, and the selectivity of octadecyl isocyanate was determined by the following formula to be 96%.

ODI : オクタデシルイソシアネート 実施例2 ポリエチレンイミン(日本触媒化学工業株式会社製
P−1000 有効成分30重量%)8.7gと、ノニオン系界面
活性剤、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
(HLB 17.5)3.0gを75.9gの水に完全に溶解した。これ
に、12.4gのオクタデシルイソシアネートを加え、25℃
に保ちながらホモジナイザーで30分間撹拌し、ポリエチ
レンイミン−オクタデシルイソシアネート付加物水分散
体を得た。
ODI: octadecyl isocyanate Example 2 Polyethyleneimine (manufactured by Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd.)
8.7 g of P-1000 active ingredient (30% by weight) and 3.0 g of a nonionic surfactant, polyoxyethylene nonylphenyl ether (HLB 17.5), were completely dissolved in 75.9 g of water. To this, add 12.4 g of octadecyl isocyanate,
The mixture was stirred for 30 minutes with a homogenizer while keeping the temperature of the mixture to obtain an aqueous dispersion of polyethyleneimine-octadecyl isocyanate adduct.

実施例1の方法と同様の方法でオクタデシルイソシア
ネートの選択率を求めたところ95%であった。
When the selectivity of octadecyl isocyanate was determined in the same manner as in Example 1, it was 95%.

実施例3 ポリエチレンイミン(日本触媒化学工業株式会社製
SP−300 平均分子量20000)2.6gと、ノニオン系界面活
性剤、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(HL
B 17.5)3.0gを69.6gの水に完全に溶解した。これに、
12.4gのオクタデシルイソシアネートを12.4gのヘキサン
に溶解したものを加え、25℃に保ちながらホモジナイザ
ーで30分間撹拌し、ポリエチレンイミン−オクタデシル
イソシアネート付加物水分散体を得た。
Example 3 Polyethyleneimine (manufactured by Nippon Shokubai Chemical Industry Co., Ltd.)
2.6 g of SP-300 average molecular weight 20,000) and nonionic surfactant, polyoxyethylene nonyl phenyl ether (HL
B 17.5) 3.0 g was completely dissolved in 69.6 g of water. to this,
A solution prepared by dissolving 12.4 g of octadecyl isocyanate in 12.4 g of hexane was added, and the mixture was stirred with a homogenizer for 30 minutes while maintaining the temperature at 25 ° C to obtain an aqueous dispersion of polyethyleneimine-octadecyl isocyanate adduct.

実施例1の方法と同様の方法でオクタデシルイソシア
ネートの選択率を求めたところ97%であった。
When the selectivity of octadecyl isocyanate was determined in the same manner as in Example 1, it was 97%.

実施例4 ポリエチレンイミン(日本触媒化学工業株式会社製
SP−018 平均分子量1800)2.1gと、カチオン系界面活
性剤、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド
(固形分63重量%)4.8gを67.3gの水に完全に溶解し
た。これに、12.9gのオクタデシルイソシアネートを12.
9gの酢酸エチルに溶解したものを加え、25℃に保ちなが
らホモジナイザーで30分間撹拌し、ポリエチレンイミン
−オクタデシルイソシアネート付加物水分散体を得た。
Example 4 Polyethyleneimine (manufactured by Nippon Shokubai Chemical Industry Co., Ltd.)
2.1 g of SP-018 (average molecular weight: 1800) and 4.8 g of a cationic surfactant, stearyltrimethylammonium chloride (solid content: 63% by weight) were completely dissolved in 67.3 g of water. To this, 12.9 g of octadecyl isocyanate was added to 12.
A solution dissolved in 9 g of ethyl acetate was added, and the mixture was stirred with a homogenizer for 30 minutes while maintaining the temperature at 25 ° C to obtain an aqueous dispersion of polyethyleneimine-octadecyl isocyanate adduct.

実施例1の方法と同様の方法でオクタデシルイソシア
ネートの選択率を求めたところ98%であった。
When the selectivity of octadecyl isocyanate was determined by the same method as in Example 1, it was 98%.

実施例5 テトラエチレンペンタミン2.3gと、ノニオン系界面活
性剤、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(HL
B 17.5)3.0gを69.3gの水に完全に溶解した。これに、
12.7gのオクタデシルイサシアネートを12.7gのトルエン
に溶解したものを加え、25℃に保ちながらホモジナイザ
ーで30分間撹拌し、ポリエチレンイミン−オクタデシル
イソシアネート付加物水分散体を得た。
Example 5 2.3 g of tetraethylenepentamine and a nonionic surfactant, polyoxyethylene nonylphenyl ether (HL
B 17.5) 3.0 g was completely dissolved in 69.3 g of water. to this,
A solution obtained by dissolving 12.7 g of octadecyl isocyanate in 12.7 g of toluene was added, and the mixture was stirred for 30 minutes with a homogenizer while maintaining the temperature at 25 ° C. to obtain an aqueous dispersion of polyethyleneimine-octadecyl isocyanate adduct.

実施例1の方法と同様の方法でオクタデシルイソシア
ネートの選択率を求めたことろ98%であった。
When the selectivity of octadecyl isocyanate was determined in the same manner as in Example 1, it was 98%.

実施例6 ポリアリルアミン(平均分子量10000)2.8gと、カチ
オン系界面活性剤、ステアリルトリメチルアンモニウム
クロライド(固形分63重量%)4.8gを68.0gの水に完全
に溶解した。これに、12.2gのオクタデシルイソシアネ
ートを12.2gのトルエンに溶解したものを加え、25℃に
保ちながらホモジナイザーで30分間撹拌し、ポリアリル
アミン−オクタテシルイソシアネート付加物水分散体を
得た。
Example 6 2.8 g of polyallylamine (average molecular weight 10,000) and 4.8 g of a cationic surfactant, stearyltrimethylammonium chloride (solid content 63% by weight) were completely dissolved in 68.0 g of water. A solution prepared by dissolving 12.2 g of octadecyl isocyanate in 12.2 g of toluene was added thereto, and the mixture was stirred for 30 minutes with a homogenizer while maintaining the temperature at 25 ° C., to obtain a polyallylamine-octatecyl isocyanate adduct aqueous dispersion.

実施例1の方法と同様の方法でオクタデシルイソシア
ネートの選択率を求めたところ95%であった。
When the selectivity of octadecyl isocyanate was determined in the same manner as in Example 1, it was 95%.

比較例1 ポリビニルアルコール(平均重合度550鹸化度88.0
%)2.4gと、ノニオン系界面活性剤、ポリオキシエチレ
ンノニルフェニルエーテル(HLB17.5)3.0を69.4gの水
に完全に溶解した。これに、12.6gノオクタデシルイソ
シアネートを12.6gのトルエンに溶解したものを加え、2
5℃に保ちながらホモジナイザーで30分間撹拌し、ポリ
ビニルアルコールオクタデシルイソシアネート付加物水
分散体を得た。
Comparative Example 1 Polyvinyl alcohol (average degree of polymerization 550 saponification degree 88.0
%) And a nonionic surfactant, polyoxyethylene nonylphenyl ether (HLB17.5) 3.0, were completely dissolved in 69.4 g of water. To this, 12.6 g of nooctadecyl isocyanate dissolved in 12.6 g of toluene was added, and 2
The mixture was stirred with a homogenizer for 30 minutes while maintaining the temperature at 5 ° C. to obtain an aqueous dispersion of an adduct of polyvinyl alcohol octadecyl isocyanate.

実施例1の方法と同様の方法でオクタデシルイソシア
ネートの選択率を求めたところ13%であった。
When the selectivity of octadecyl isocyanate was determined in the same manner as in Example 1, the result was 13%.

[発明の効果] 本発明によれば、ポリアミンと、イソシアネートの反
応を、水中でエマルジョン状態またはサスペンジョン状
態で行うことによって、反応を迅速に、かつ高選択率で
行ない、長鎖アルキルグラフトポリマーの安定な水分散
体を得ることができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, a reaction between a polyamine and an isocyanate is carried out in water in an emulsion state or a suspension state, whereby the reaction is carried out quickly and with high selectivity, and the long-chain alkyl graft polymer is stabilized. Water dispersion can be obtained.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−135875(JP,A) 特開 昭61−90731(JP,A) 特開 昭52−12298(JP,A) 特公 昭40−17661(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08G 73/02Continuation of the front page (56) References JP-A-1-135875 (JP, A) JP-A-61-90731 (JP, A) JP-A-52-12298 (JP, A) JP-B-40-17661 (JP, A) , B1) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C08G 73/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ポリアミンと炭素数8以上30以下のアルキ
ル基を有するアルキルイソシアネートとを反応させて得
られる炭素数8以上30以下のアルキル基がグラフトした
長鎖アルキルグラフトポリマーの水分散体の製造方法で
あって、ポリアミンとアルキルイソシアネートとを、水
中でホモジナイザーで撹拌することにより得られるエマ
ルジョン状態またはサスペンジョン状態で反応させるこ
とを特徴とする長鎖アルキルグラフトポリマー水分散体
の製造方法。
An aqueous dispersion of a long-chain alkyl graft polymer obtained by reacting a polyamine with an alkyl isocyanate having an alkyl group having 8 to 30 carbon atoms and having an alkyl group having 8 to 30 carbon atoms grafted. A method for producing an aqueous dispersion of a long-chain alkyl graft polymer, comprising reacting a polyamine and an alkyl isocyanate in an emulsion state or a suspension state obtained by stirring in water with a homogenizer.
【請求項2】前記反応が界面活性剤の存在下に行われ
る、請求項1記載の長鎖アルキルグラフトポリマー水分
散体の製造方法。
2. The method for producing an aqueous dispersion of a long-chain alkyl graft polymer according to claim 1, wherein the reaction is carried out in the presence of a surfactant.
【請求項3】前記ポリアミンがポリエチレンイミン、ポ
リビニルアミンおよびポリアリルアミンから選ばれる少
なくとも1つである、請求項1または2記載の長鎖アル
キルグラフトポリマー水分散体の製造方法。
3. The method for producing a long-chain alkyl graft polymer aqueous dispersion according to claim 1, wherein the polyamine is at least one selected from polyethyleneimine, polyvinylamine and polyallylamine.
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