JP3213821B2 - ハイドロタルサイト水性乳化液の製造方法 - Google Patents

ハイドロタルサイト水性乳化液の製造方法

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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/78Compounds containing aluminium and two or more other elements, with the exception of oxygen and hydrogen
    • C01F7/784Layered double hydroxide, e.g. comprising nitrate, sulfate or carbonate ions as intercalating anions
    • C01F7/785Hydrotalcite

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  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ハイドロタルサイトの
微粒子からなる分散安定性に優れる水性乳化液の製造方
法に関するものであり、ハイドロタルサイトは酸性イオ
ンを捕捉する性質を有するので、本発明による水性乳化
液は、各種の水性媒体中の酸性イオンの捕捉たとえば塩
化ビニルの懸濁重合系において存在すると種々の不都合
を生じる塩素イオンの捕捉に用いて有用である。
【0002】
【従来の技術】ハイドロタルサイトとは、化学式Mg6
Al2(OH)16CO3・4H2Oで表される天然鉱物を
指す名称であるが、最近では、上記天然鉱物と基本的に
近似な構造を有する下記一般式で表される無機化合物の
総称としても、一般的に使用されている。 Mg1-XAlX(OH)2(CO3X/2 ・mH2O (式中xは0〜0.33の数であり、またmは0〜2の数
である) 本発明においても、上記一般式で表されるハイドロタル
サイト類を総称する意味で、ハイドロタルサイトという
用語を使用する。
【0003】上記ハイドロタルサイトは、前記のとお
り、酸性イオンを捕捉する性質があり、そのためポリ塩
化ビニル、ポリオレフィンおよびポリ塩化ビニリデン等
のプラスチックの安定化剤として使用され、通常上記プ
ラスチックに対して、乾式で微粉末のハイドロタルサイ
トを混合する添加方法が採用されている。他方、上記添
加方法とは異なり、例えば塩化ビニル等の懸濁重合また
は乳化重合に際して、ハイドロタルサイトの水性スラリ
ーを水性媒体中に添加して、得られるハイドロタルサイ
ト分散水性媒体中で、重合を行うという使用方法も知ら
れている(特開昭61−207号公報)。
【0004】上記重合時に添加する方法によれば、理想
的にはハイドロタルサイトを重合体の内部に均一に存在
させることができ、より熱安定性に優れる重合体を得る
ことになるのであるが、現実には水性媒体においてハイ
ドロタルサイトのスラリーが均一に分散されず、一部が
凝集化するという問題があり、実用化されるに至ってい
ないのが現状である。上記重合方法において使用されて
いる、水によるスラリー化が可能な種類のハイドロタル
サイト以外に、水によるスラリー化が困難な、疎水性の
有機物で表面が処理されたハイドロタルサイトが知られ
ているが、そのようなハイドロタルサイトについては、
水性分散化させて重合系に添加することは従来行われて
いなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明においては、重
合系への自動投入が容易にでき、しかも重合媒体中に投
入した場合に、ハイドロタルサイトが均一に水性媒体中
に分散するハイドロタルサイト乳化液を提供することを
目的とした。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成する
に至った。すなわち、本発明は、下記工程〔A〕〜
〔C〕からなるハイドロタルサイト水性乳化液の製造方
法である。 〔A〕;水不溶性の有機化合物によって表面処理がされ
たハイドロタルサイト粉末および乳化剤を粉体混合器で
混合する工程。 〔B〕;工程〔A〕で得られた粉末混合物を水中に投入
して得られる分散液を、その液温を上記乳化剤の融点以
上の温度に保持しながら、攪拌して水性乳化液を得る工
程。 〔C〕;工程〔B〕に引続き攪拌を継続しながら、得ら
れた水性乳化液の液温を乳化剤の融点より5℃以上低い
温度にまで冷却させる工程。
【0007】以下、本発明について更に詳しく説明す
る。本発明において使用されるハイドロタルサイトは、
粒子の表面に水不溶性の有機化合物が処理されたハイド
ロタルサイトであり、親水性に乏しく、微粉末の状態で
は通常水に浮き、水性のスラリーを形成しない。好まし
くは、粒径が0.01〜1.0μmのハイドロタルサイトで
ある。上記有機化合物としては、長鎖アルキル基を有す
る高級脂肪酸、高級脂肪酸多価金属塩および高級脂肪酸
アミドが好ましく、具体的には、ステアリン酸、パルミ
チン酸、ミリスナン酸等;ステアリン酸カルシウム、ス
テアリン酸亜鉛、パルミチン酸カルシユム等;ステアリ
ルアミド、メチレン−ビス−ステアリルアミド等が挙げ
られる。上記有機化合物で処理される無機質のハイドロ
タルサイトについては、格別に限定はなく、従来技術の
項で示した化学式を有するハイドロタルサイト類のいず
れも使用できる。水不溶性の有機化合物で表面処理され
たハイドロタルサイトの代表例としては、協和化学工業
(株)製の商品名DHT−4Aがある。有機物で処理さ
れていないハイドロタルサイトをそのまま用いて、以下
の方法に従い水性乳化を行った場合には、攪拌を停止す
ると、ハイドロタルサイトが直に沈降してしまい、乳化
液は得られない。
【0008】ハイドロタルサイトを乳化させるために使
用する好ましい乳化剤は、ノニオン系界面活性剤および
アニオン系界面活性剤であり、より好ましくはノニオン
系界面活性剤である。ノニオン系界面活性剤としては、
グリセリンモノステアレート、グリセリンモノオレート
およびグリセリンモノラウレートなどのグリセリン脂肪
酸エステル、ならびにソルビタンラウレート、ソルビタ
ンオレートおよびソルビタンステアレートなどのソルビ
タン脂肪酸エステルが代表例として挙げられ、アニオン
系界面活性剤としては、ステアリン酸ソーダ、オレイン
酸ソーダ、ラウリル酸カリウムおよびラウリルアルコー
ル硫酸エステルソーダなどが挙げられる。なお、代表的
な乳化剤の融点は、以下のとおりである。グリセリンモ
ノステアレート;63〜68℃,グリセリンモノオレー
ト;52〜58℃,ソルビタンステアレート;59〜6
3℃.
【0009】ハイドロタルサイトに対する乳化剤の好ま
しい使用量は、ハイドロタルサイト100重量部当た
り、乳化剤10〜40重量部、さらに好ましくは20〜
35重量部である。乳化剤の割合が10重量部未満であ
ると、得られるハイドロタルサイト水性乳化液の分散安
定性に劣り、一方40重量部を越える量の乳化剤は過剰
である。
【0010】ハイドロタルサイトと乳化剤の混合は、通
常粉体混合器を用いて乾式で行う。具体的には、例えば
合計量で100g程度の量の混合であれば、愛工舎製作
所製の商品名KENMIX−CHEF(以下ケンミック
スミキサーという)等の粉末混合器を使用して、20〜
30℃程度の温度(以下室温という)で15〜30分程
度混合することにより、充分均一な混合体が得られる。
この混合によって、ハイドロタルサイトの大半は、乳化
剤粒子の表面上に吸着された状態になると推測される。
本発明においては、ハイドロタルサイトと乳化剤の混合
工程は必須であり、この工程が省略されると、分散安定
性の良好なハイドロタルサイト水性乳化液は得られな
い。
【0011】つぎに、上記混合によって得られた粉末混
合物を水中に投入して、使用した乳化剤の融点以上に液
温を保持して攪拌を行うが、具体的には、上記粉末混合
物を乳化剤の融点以上の温度に加温された水中に投入す
るか、または室温の水中に投入し、次いで加熱して水温
を乳化剤の融点以上の温度に上げても良い。そして、安
定な水性乳化液が得られるまで、すなわち攪拌を停止し
ても水性乳化液中に固形分の分離が起こらない状態にな
るまで、液温を上記温度に維持したまま攪拌を行う。こ
の工程において使用される攪拌機としては、パドル、プ
ロペラ、タービン、ファウドラーまたはブルーマージン
等の攪拌翼を有する攪拌機を使用できる。粉末混合物と
それを投入する水の割合は、水性分散体における固形分
濃度で1〜30重量%の割合が好ましく、さらに好まし
くは2〜15重量%である。液温が、乳化剤の融点未満
の温度であると、分散安定性に優れるハイドロタルサイ
ト水性乳化液は得られない。本発明においては、乳化剤
の融点以上の温度に加温された水中にハイドロタルサイ
トおよび乳化剤が添加された液を攪拌することにより、
乳化剤が容易に微細化して、極めて微小なミセルを形成
し、そのミセル中にハイドロタルサイトの微粉末が包含
されていると推測される。
【0012】最後の工程は、乳化剤の融点以上の温度に
加温された状態にあるハイドロタルサイト水性乳化液を
冷却する工程であるが、本発明においては、該乳化液が
使用した乳化剤の融点より5℃以上低い温度に冷却され
るまで、乳化液の攪拌を継続する必要があり、ハイドロ
タルサイト水性乳化液の液温が乳化剤の融点より10℃
以上低い温度に冷却されるまで、攪拌を継続することが
更に好ましい。それ以降、室温にまで冷却される期間に
おいては、攪拌は不可欠ではないが、攪拌を継続するこ
とが好ましい。ハイドロタルサイト水性乳化液の液温
が、乳化剤の融点より5℃以上低下していない時点で攪
拌を停止すると、室温にまで冷却された時、極めて高粘
度の液体となり、このようにして一旦高粘度な液体とな
ると、再び攪拌を行っても、低粘度な水性乳化液には戻
らない。
【0013】本発明の方法によって得られるハイドロタ
ルサイト水性乳化液は、塩化ビニル系単量体の水性懸濁
重合において塩素イオン捕捉剤として重合系に添加した
場合に、微細ミセルの状態で水性媒体中に安定に分散す
るため、ハイドロタルサイトの水性スラリーを同様な重
合系に添加する場合に起る問題を解決できる。すなわ
ち、塩化ビニル系単量体を懸濁重合する際に、重合開始
前または重合途中に、上記単量体100重量部当たり、
ハイドロタルサイト0.01〜0.003重量部を含む乳化
液を添加することにより、塩化ビニル系単量体が重合中
に生成する塩素イオンが捕捉され、熱安定性に優れる塩
化ビニル系重合体が得られる。しかも、上記ハイドロタ
ルサイト水性乳化液は、粉末状のハイドロタルサイトと
異なり、重合系に自動投入することができるため、塩化
ビニル系重合体の製造の操作を煩雑化させるという問題
も起こらない。
【0014】上記用途に使用する場合、ハイドロタルサ
イト水性乳化液には、フェノール系酸化防止剤またはア
ミン系酸化防止剤を添加しても良く、その場合には、か
かる酸化防止剤をハイドロタルサイトおよび乳化剤と共
に、乾式で粉末混合し、以下は前記と同様に操作すれば
良い。より好ましいフェノール系酸化防止剤の具体例と
しては、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t
−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロ
ピオネート〕、ペンタエリスリトール−テトラキス〔3
−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオネート〕およびオクタデシル−3−(3,
5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピ
オネート等が挙げられる。
【0015】以下、実施例および比較例を挙げて、本発
明を更に具体的に説明する。
【実施例1】 (1) ハイドロタルサイト水性乳化液の製造 ケンミックスミキサーに、表面をステアリン酸カルシウ
ムで処理したハイドロタルサイト70gおよびステアリ
ン酸ソルビタンエステル25gを入れ、30分間混合し
た。得られた混合物を、1000ml容のビーカーに入
った70℃の温水500ml中に投入して、液温を70
℃に維持しながら、30分間攪拌して、安定な水性乳化
液を得、さらに該乳化液が室温に冷却するまでの間、攪
拌を継続した。 (2) 懸濁重合による塩化ビニル重合体の製造 内容積400Lの重合器に、脱イオン水200L、ポリ
ビニルアルコール60g、上記ハイドロタルサイト乳化
液50mlおよびジ−2−エチルヘキシルパーオキシジ
カーボネート90gを仕込んだ。重合器内を200mmH
gの圧力になるまで脱気した後、塩化ビニル単量体10
0Kgを仕込み、攪拌しながら57℃まで昇温し、この温
度に保持して 時間重合を行った。重合器内圧力が6Kg
/cm2になった時、未反応単量体を回収し、次いで重合
体のスラリーを抜き出した。上記重合中、重合安定性は
極めて良好であった。
【0016】
【比較例1】内容積1000mlのビーカーに脱イオン
水500mlを仕込み、その中に実施例1で使用したハ
イドロタルサイト70gおよびステアリン酸ソルビタン
エステル25gを、粉体混合器で混合することなく、そ
れぞれ別個に加え、室温で30分間攪拌を行った。攪拌
を停止すると、ハイドロタルサイトが液表面に浮いた状
態となり、均一な乳化液は得られなかった。
【0017】
【比較例2】比較例1の操作を液温70℃で行ったが、
結果は比較例1と同様であった。
【比較例3】実施例1の方法において、ハイドロタルサ
イトとステアリン酸ソルビタンエステルの混合物を室温
の脱イオン水に投入して、そのまま室温で攪拌をした。
その結果は比較例1と同様であった。
【0018】
【比較例4】実施例1の方法において、70℃の液温で
均一な乳化液を得た後、攪拌を停止して室温まで冷却し
た。得られた液には、ゲル状物が発生していた。
【比較例5】実施例1の方法において、70℃の液温で
均一な乳化液を得た後、液温が55℃に低下するするま
で攪拌を継続し、それ以降攪拌を停止して室温まで冷却
した。得られた液は、極めて高粘度な液であった。
【0019】
【比較例6】有機化合物による表面処理のなされていな
いハイドロタルサイトを使用して、実施例1と同様に操
作して、乳化液を製造した。得られた乳化液は、24時
間後に固液の相分離を起こした。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、分散安定性に優れるハ
イドロタルサイト水性乳化液を容易に得ることができ
る。該乳化液を、塩化ビニルなどの単量体を重合する重
合系に添加することにより、重合中に凝集物が発生する
こともなく安定に重合ができ、しかも得られる重合体中
には熱安定剤となるハイドロタルサイトが良好な混合状
態で混合されるので、熱安定性に優れる重合体が得られ
る。また、本発明によって得られるハイドロタルサイト
水性乳化液は分散安定性に優れるために、簡易な装置を
重合器に付属されることにより、重合系中に自動で投入
することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古田 円 愛知県名古屋市港区船見町1番地の1 東亞合成化学工業株式会社 名古屋総合 研究所内 (72)発明者 浅田 直則 愛知県名古屋市港区船見町1番地の1 東亞合成化学工業株式会社 名古屋総合 研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−74203(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C01F 7/00 C08F 2/18 - 2/44

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記工程〔A〕〜〔C〕からなるハイドロ
    タルサイト水性乳化液の製造方法。 〔A〕;水不溶性の有機化合物によって表面処理がされ
    たハイドロタルサイト粉末および乳化剤を粉体混合器で
    混合する工程。 〔B〕;工程〔A〕で得られた粉末混合物を水中に投入
    して得られる分散液を、その液温を上記乳化剤の融点以
    上の温度に保持しながら、攪拌して水性乳化液を得る工
    程。 〔C〕;工程〔B〕に引続き攪拌を継続しながら、得ら
    れた水性乳化液の液温を乳化剤の融点より5℃以上低い
    温度にまで冷却させる工程。
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JP2006206660A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Nippon Zeon Co Ltd ハイドロタルサイトサスペンション、ポリマーブレンド組成物及び熱入れゴム組成物

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