JP3025763B1 - 乳化重合用界面活性剤組成物 - Google Patents
乳化重合用界面活性剤組成物Info
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Abstract
性が良好で、粒径が小さく、粘度が低い乳化重合用界面
活性剤組成物の提供。 【解決手段】 (a)一般式(I)で表され、臨界ミセル濃
度(CMC)が0.007molL-1以上0.1molL-1以下の範囲
にある化合物、及び(b) 一般式 (II) で表され、CMC
が1×10-5 molL-1以上0.007molL-1未満の範囲にある
化合物を必須成分とし、(a) 成分と(b) 成分のモル比
が、 (a)/(b) =5/95〜75/25である乳化重合用界面
活性剤組成物。 R1O-(A1O)m-SO3M1 (I) R2O-(A2O)n-SO3M2 (II) (式中、R1及びR2は1価の脂肪族炭化水素基、A1及びA2
は炭素数2〜4のアルキレン基、m 及びn は1〜50の
数、M1及びM2は1価のカチオンを示す。)
Description
剤組成物に関する。
ビニル単量体等の乳化重合の際に、ポリオキシエチレン
アルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニ
ルエーテル等の非イオン界面活性剤や、アルキルベンゼ
ンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシ
エチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩、高
級脂肪酸塩等の陰イオン界面活性剤が用いられている。
(以下CMCという)の低い界面活性剤が用いられてき
た。一方、CMCの高い界面活性剤は乳化重合用界面活
性剤としては適していなかった。
性能は、重合時の安定性やエマルジョンの機械的安定性
が良好であること、エマルジョンの粒径が小さく、粘度
が低いこと、更には環境問題が発生しないこと等であ
り、これらの性能を全て満足する界面活性剤は得られて
いない。
乳化重合用界面活性剤組成物を提供することにある。
(I)で表され、CMCが0.007molL-1以上0.1molL-1
以下の範囲にある化合物、及び(b)一般式 (II) で表さ
れ、CMCが1×10-5molL-1以上0.007molL-1未満の
範囲にある化合物を必須成分とし、(a) 成分と(b)成分
のモル比が、 (a)/(b) =5/95〜75/25である乳化重
合用界面活性剤組成物を提供する。
A1及びA2はそれぞれ炭素数2〜4のアルキレン基、m 及
びn はそれぞれアルキレンオキサイドの平均付加モル数
を示す1〜50の数、M1及びM2はそれぞれ1価のカチオン
を示し、m 個のA1、n 個のA2は同一でも異なっていても
よい。)
(I)で表され、CMCが 0.007molL-1以上0.1molL
-1以下、好ましくは 0.01〜0.06 molL-1の範囲にある
化合物であり、単独でも2種以上を併用してもよい。ま
た(b) 成分は、一般式(II)で表され、CMCが1×10-5
molL-1以上0.007molL-1未満、好ましくは 0.001〜0.
005molL-1の範囲にある化合物であり、単独でも2種以
上を併用してもよい。なお本発明において、CMCは電
気伝導度滴定法によって測定される値である。
数7〜11の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、R2は炭素数12
〜24、特に12〜16の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が好ま
しい。A1及びA2はエチレン基又はプロピレン基が好まし
い。また2種以上のアルキレンオキサイドが付加する場
合は、ランダム付加、ブロック付加のいずれでも良い。
また両者の付加方法を組み合わせても良い。それぞれ m
/2, n/2 以上のA1,A2がエチレン基であることが好まし
く、特に好ましくはA1及びA2はエチレン基である。m 及
びn は3〜30の数が好ましい。M1及びM2はナトリウム、
カリウム等のアルカリ金属;アンモニウム;アルカノー
ルアミン等のアミンが好ましい。
は、例えば、脂肪族1価アルコールにエチレンオキサイ
ド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを
付加した後、SO3 ガス等のスルホン化剤で硫酸化し、Na
OH等で中和することにより製造することができる。
配合割合は、モル比で (a)/(b) =5/95〜75/25、好
ましくは10/90〜50/50である。 (a)/(b) が5/95未
満であるとエマルジョンの粘度が高くなり、また機械的
安定性も十分ではない。75/25を超えると粒径が大きく
なりすぎ、また重合安定性、機械的安定性も十分ではな
い。
合を行い得る単量体の具体例を挙げれば、スチレン、α
ーメチルスチレン、クロロスチレン等の芳香族ビニル単
量体:アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル
酸ブチル等のアクリル酸エステル類:メタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステル類:
塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン
化ビニル及びハロゲン化ビニリデン類:酢酸ビニル、プ
ロピオン酸ビニル等のビニルエステル類:アクリロニト
リル、メタクリロニトリル等のニトリル類:ブタジエ
ン、イソプレン等の共役ジエン類等である。これらの単
量体は単独でも、2種以上を併用してもよい。本発明の
界面活性剤組成物は単量体100 重量部に対して 0.1〜20
重量部、特に0.5〜5重量部の範囲で用いるのが好まし
い。
エチレン(エチレンオキサイド付加モル数0〜100)アル
キル又はアルケニル(アルキル又はアルケニル基の炭素
数12〜24)エーテル等の非イオン界面活性剤と併用する
こともできる。更に水溶性保護コロイド等を併用するこ
ともできる。
合条件には特に制限がなく、モノマーの量は全系に対し
て20〜70重量%、特に40〜50重量%が好ましい。またモ
ノマー滴下法、モノマー一括仕込み法、プレエマルジョ
ン法等のいずれの乳化重合法にも用いることができる。
記(b-1) 〜(b-4) を用い、表1に示す配合割合で本発明
の界面活性剤組成物、及び比較の界面活性剤組成物を製
造した。
カーにとり、攪拌しながら電気伝導度を測定した(電気
伝導度計は東亜電波工業(株)CM-20S型、セルCG-511
B)。あらかじめ所定濃度に調整した界面活性剤溶液を0.
2mL ずつビーカー内に滴下し、滴下するごとに電気伝導
度を読みとった。滴定液の界面活性剤濃度をx mol
L-1、滴下した滴定液の量をy mL とすると、ビーカー
内の溶液中の界面活性剤濃度Cは、C=x・y/(100+
y)となる。電気伝導度をCに対してプロットしたとき
の屈曲点がCMCである(温度25℃)。
示すモノマー滴下法により乳化重合を行い、得られたポ
リマーエマルジョンを下記方法で評価した。結果を表1
に示す。
網でろ過し、重合後の反応器壁や攪拌羽根等に付着した
凝集物も集めて同様にろ過し、水洗後26.6kPa、105 ℃
で2時間乾燥・秤量して、凝集物量を求めた。使用した
モノマーの総量に対する凝集物の重量%で、重合安定性
を表した。
g、1000r/min の条件で5分間回転させ、生成した凝集
物を 200メッシュのステンレス製金網でろ過し、ろ過残
渣を水洗後に26.6kPa 、105 ℃で乾燥・秤量して、ポリ
マーに対する重量%で表示した。
温度25℃、回転数12r/min で測定した。
用して、ポリマーエマルジョン粒子の平均粒径を測定し
た。
イオン交換水316.25g、界面活性剤組成物8.75g、過硫
酸カリウム0.35gを仕込み、窒素気流中で30分間攪拌し
た。アクリル酸0.9 gとアクリル酸ブチル 174.1gを混
合し、この混合モノマーの8.75gを上記フラスコに仕込
んだ後、60℃の水浴に入れ昇温した。58℃に達したとこ
ろで、残りの混合モノマーを2時間かけて滴下した。こ
の間フラスコ内の温度を60±2℃に保った。滴下終了後
3時間60℃に保ち熟成した後、室温まで冷却し、ポリマ
ーエマルジョンを得た。
上記(b-1) 及び(b-2)を用い、表2に示す配合割合で本
発明及び比較の界面活性剤組成物を製造した。得られた
界面活性剤組成物を用い、下記に示す一括仕込み法によ
り乳化重合を行い、得られたポリマーエマルジョンを上
記方法で評価した。結果を表2に示す。
オン交換水316.25g、界面活性剤組成物8.75g、過硫酸
カリウム0.35gを仕込み、窒素気流中で30分間攪拌し
た。スチレンモノマー175 gを上記フラスコに仕込んだ
後、65℃の水浴に入れ昇温した。フラスコ内の温度が約
62℃に達したところで、重合反応が開始した。フラスコ
内の温度を65±2℃に5時間保ち、重合反応を完結さ
せ、ポリマーエマルジョンを得た。
記(b-1) 〜(b-4) を用い、表3に示す配合割合で本発明
及び比較の界面活性剤組成物を製造した。得られた界面
活性剤組成物を用い、下記に示すプレエマルジョン法に
より乳化重合を行い、得られたポリマーエマルジョンを
上記方法で評価した。結果を表3に示す。
g、アクリル酸ブチル123.75g、メタクリル酸メチル12
3.75gを混合し、モノマー混合物を調製した。イオン交
換水 107.1gに界面活性剤組成物 5.0g、過硫酸カリウ
ム0.50gを溶解し、これに上記モノマー混合物を混合
し、ホモミキサーにて 5000r/min×10分間乳化し、均一
なモノマー乳化物を得た。セパラブルフラスコにイオン
交換水 137.9g及び上記モノマー乳化物36.2gを仕込
み、窒素気流中で30分間攪拌した。次にフラスコを80℃
の水浴に入れ昇温した。30分間初期重合させ、残りのモ
ノマー乳化物を2時間かけて滴下した。この間フラスコ
内の温度を80±2℃に保った。滴下終了後3時間80℃に
保ち熟成した後、室温まで冷却し、ポリマーエマルジョ
ンを得た。
乳化剤として用いると、重合反応中に発生する凝集物の
量が少なく(即ち重合安定性が良く)、得られるエマル
ジョンの機械的安定性も良く、さらに粒径が小さく、粘
度の低いエマルジョンが得られる。
Claims (1)
- 【請求項1】 (a) 一般式(I)で表され、臨界ミセル
濃度(CMC)が0.007molL-1以上0.1molL-1以下の範
囲にある化合物、及び(b) 一般式 (II) で表され、CM
Cが1×10-5 molL-1以上0.007molL-1未満の範囲にあ
る化合物を必須成分とし、(a) 成分と(b) 成分のモル比
が、 (a)/(b) =5/95〜75/25である乳化重合用界面
活性剤組成物。 R1O-(A1O)m-SO3M1 (I) R2O-(A2O)n-SO3M2 (II) (式中、R1及びR2はそれぞれ1価の脂肪族炭化水素基、
A1及びA2はそれぞれ炭素数2〜4のアルキレン基、m 及
びn はそれぞれアルキレンオキサイドの平均付加モル数
を示す1〜50の数、M1及びM2はそれぞれ1価のカチオン
を示し、m 個のA1、n 個のA2は同一でも異なっていても
よい。)
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