JP3325621B2 - Method for producing water-in-oil cationic polymer emulsion - Google Patents

Method for producing water-in-oil cationic polymer emulsion

Info

Publication number
JP3325621B2
JP3325621B2 JP33950392A JP33950392A JP3325621B2 JP 3325621 B2 JP3325621 B2 JP 3325621B2 JP 33950392 A JP33950392 A JP 33950392A JP 33950392 A JP33950392 A JP 33950392A JP 3325621 B2 JP3325621 B2 JP 3325621B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
oil
emulsion
carbon atoms
monomer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP33950392A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06157669A (en
Inventor
啓典 森友
昌宏 林
英雄 宮田
満 宇津木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko KK
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP33950392A priority Critical patent/JP3325621B2/en
Publication of JPH06157669A publication Critical patent/JPH06157669A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3325621B2 publication Critical patent/JP3325621B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • C08F20/34Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Polymerization Catalysts (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、油中水型カチオン性ポ
リマーエマルジョンの新規な製造方法に関するものであ
り、さらに詳しくは、水溶性および保存安定性が良好で
あり、かつ製紙用歩留まり向上剤および濾水性向上剤、
産業廃水用および下水し尿処理用の凝集剤および脱水剤
等の用途に対し、高い性能を示す油中水型カチオン性ポ
リマーエマルジョンの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel process for producing a water-in-oil cationic polymer emulsion, and more particularly, to a water-soluble and storage-stable good retention agent for papermaking. And drainage improver,
The present invention relates to a method for producing a water-in-oil cationic polymer emulsion exhibiting high performance for uses such as a flocculant and a dehydrating agent for industrial wastewater and sewage and human waste treatment.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、製紙用歩留まり向上剤および濾水
性向上剤、産業廃水用および下水し尿処理用の凝集剤お
よび脱水剤などの用途に対し、カチオン性高分子凝集剤
が広く用いられてきた。これらカチオン性高分子凝集剤
は、カチオン性ビニル単量体の単独重合体またはこれと
他の水溶性ビニル単量体との共重合体が一般的であり、
その製品形態は粉末状ポリマーが主流であった。一方、
近年、その取扱性の良さから、製品形態として油中水型
ポリマーエマルジョンタイプの高分子凝集剤が数多く提
案されている。例えば、特公昭54−37986号公報
には、単量体水溶液30〜70重量%と疎水性液体70
〜30重量%を界面活性剤を用いて乳化分散させ、油中
水型ポリマーエマルジョンを得る方法が提案されてお
り、特開昭63−90510号公報には、水溶性ビニル
モノマーと架橋剤を含む水溶液と、HLB値が3〜6で
ある疎水性界面活性剤を含む有機分散媒とを混合した
後、ラジカル重合触媒の存在下、温度30〜80℃で重
合させ油中水型エマルジョンポリマーを製造する方法な
どが提案されており、また、特公昭51−47156号
公報には、水溶性かつエチレン性不飽和単量体水溶液3
0〜70重量%、疎水性液体、濃度0.1ないし10重
量%の油中水型乳化剤、フリーラジカル開始剤からなる
油中水型乳濁液を作り、それを加熱して、フリーラジカ
ルを生成させて該単量体を重合させて重合体ラッテクス
とし、これを下水、産業用廃液から固形分を濃縮脱水す
るのに用いる方法が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, cationic polymer flocculants have been widely used for applications such as retention and drainage improvers for papermaking, flocculants and dehydrating agents for industrial wastewater and sewage and human waste treatment. . These cationic polymer flocculants are generally a homopolymer of a cationic vinyl monomer or a copolymer thereof with another water-soluble vinyl monomer,
The predominant product form was a powdered polymer. on the other hand,
In recent years, due to its good handleability, a number of water-in-oil polymer emulsion-type polymer flocculants have been proposed as product forms. For example, Japanese Patent Publication No. 54-37986 discloses a monomer aqueous solution of 30 to 70% by weight and a hydrophobic liquid 70%.
A method of obtaining a water-in-oil polymer emulsion by emulsifying and dispersing about 30% by weight of a surfactant using a surfactant has been proposed. JP-A-63-90510 discloses a method containing a water-soluble vinyl monomer and a crosslinking agent. After mixing an aqueous solution and an organic dispersion medium containing a hydrophobic surfactant having an HLB value of 3 to 6, the mixture is polymerized at a temperature of 30 to 80 ° C. in the presence of a radical polymerization catalyst to produce a water-in-oil emulsion polymer. In addition, Japanese Patent Publication No. 47156/1976 discloses a water-soluble and ethylenically unsaturated monomer aqueous solution.
A water-in-oil emulsion composed of 0-70% by weight, a hydrophobic liquid, a concentration of 0.1-10% by weight of a water-in-oil emulsifier and a free radical initiator is prepared, and heated to generate free radicals. A method has been proposed in which the monomer is produced and the monomer is polymerized to form a polymer latex, which is used for concentrating and dehydrating solids from sewage and industrial waste liquid.

【0003】これら従来の油中水型ポリマーエマルジョ
ンの製造方法においては、重合開始剤として過酸化物、
過硫酸塩、アゾ化合物等のラジカル重合開始剤が単独で
用いられるか、または過酸化物および過硫酸塩等と還元
剤を組み合わせたレドックス系重合開始剤が用いられて
いた。さらに、これらのポリマーエマルジョンに対する
基本的要求性能は、製紙工程、廃水処理工程等において
対象懸濁粒子を凝集させることであるが、これに応える
ためにはポリマーをいかに高分子量化するかが大きな課
題である。しかし、従来の製造方法による油中水型ポリ
マーエマルジョンでは、高分子量化するための重合条件
を選択すれば保存安定性が悪化し、保管時においてポリ
マー粒子の沈降および再凝集、増粘等が生じ、経時によ
る性能および水溶解性の低下等の点で大きな問題点が存
在し、性能と保存安定性の両者を充分に満足させること
は困難であった。
In these conventional methods for producing water-in-oil polymer emulsions, peroxides are used as polymerization initiators.
Radical polymerization initiators such as persulfates and azo compounds have been used alone, or redox-based polymerization initiators obtained by combining peroxides and persulfates with reducing agents have been used. Furthermore, the basic performance requirement for these polymer emulsions is to aggregate target suspended particles in the papermaking process, wastewater treatment process, etc.However, in order to meet this requirement, how to increase the molecular weight of the polymer is a major issue. It is. However, in the water-in-oil type polymer emulsion produced by the conventional production method, if the polymerization conditions for increasing the molecular weight are selected, storage stability deteriorates, and during storage, sedimentation, reagglomeration, thickening, etc. of the polymer particles occur. However, there is a large problem in that the performance and the water solubility decrease with time, and it has been difficult to sufficiently satisfy both the performance and the storage stability.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の油中水型
ポリマーエマルジョンは、モノマー組成、界面活性剤組
成などについて種々の改良がなされたものの、上記問題
は未解決であり、性能と保存安定性などをバランスよく
有する油中水型ポリマーエマルジョンの製造方法を開発
することが強く求められている。本発明は、水溶性、分
散安定性、保存安定性が良好であり、かつ有姿粘度の低
い油中水型カチオン性ポリマーエマルジョンであって、
製紙用歩留まり向上剤および濾水性向上剤、産業廃水用
および下水し尿処理用の凝集剤および脱水剤などの用途
に対し、高い性能を示す油中水型カチオン性ポリマーエ
マルジョンを製造する方法を提供することを目的とす
る。
In the above-mentioned conventional water-in-oil polymer emulsion, various improvements have been made in the monomer composition, the surfactant composition, and the like, but the above-mentioned problems have not been solved, and the performance and storage stability have not been solved. There is a strong need to develop a method for producing a water-in-oil polymer emulsion having a good balance of properties and the like. The present invention is a water-in-oil cationic polymer emulsion having good water solubility, dispersion stability, storage stability, and low viscosities,
Provided is a method for producing a water-in-oil cationic polymer emulsion exhibiting high performance for applications such as retention and drainage improvers for papermaking, flocculants and dehydrating agents for industrial wastewater and sewage treatment. The purpose is to:

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者等は従来の問題
点を解決するために鋭意検討を重ねた結果、従来全く使
用されていない特殊な重合開始剤系を用いた重合条件に
より(共)重合することにより、高分子量のエマルジョ
ンポリマーを含む保存安定性良好なポリマーエマルジョ
ンを製造することができ、上記課題を解決し得ることを
見い出し、本発明を完成するに到った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the conventional problems, and as a result, the polymerization conditions using a special polymerization initiator system, which has not been used at all, have been investigated. ) By polymerization, a polymer emulsion containing a high-molecular-weight emulsion polymer and having good storage stability can be produced, and it has been found that the above problems can be solved. Thus, the present invention has been completed.

【0006】本発明は、下記一般式(化2)で表わされ
るカチオン性ビニル単量体を水、疎水性有機液体、非イ
オン性界面活性剤の存在下で単独重合、またはこれと他
の水溶性ビニル単量体と共重合させ、油中水型ポリマー
エマルジョンを製造する時、重合開始剤として過酸化物
を使用せず、還元剤を、単独で、またはアゾビス系重合
開始剤および/または金属塩と併用して用い、単量体当
り5〜300ppm添加して重合を開始することを特徴
とする油中水型カチオン性ポリマーエマルジョンの製造
方法である。
According to the present invention, a cationic vinyl monomer represented by the following general formula (Chemical Formula 2) is homopolymerized in the presence of water, a hydrophobic organic liquid, a nonionic surfactant, When a water-in-oil polymer emulsion is produced by copolymerization with a hydrophilic vinyl monomer, a peroxide is not used as a polymerization initiator, and a reducing agent is used alone, or an azobis-based polymerization initiator and / or metal This is a method for producing a water-in-oil cationic polymer emulsion, which is used in combination with a salt and initiates polymerization by adding 5 to 300 ppm per monomer.

【0007】[0007]

【化2】 Embedded image

【0008】(式中、Aは酸素原子またはNH;Zは炭
素数1〜4のアルキレン基または炭素数2〜4のヒドロ
キシアルキレン基;R1 は水素またはメチル基;R2
炭素数1〜4のアルキル基、炭素数2〜4のヒドロキシ
アルキル基またはベンジル基;R3 ,R4 はそれぞれ独
立に炭素数1〜4のアルキル基または炭素数2〜4のヒ
ドロキシアルキル基;X- は塩を形成する陰イオンを表
わす。)
[0008] (In the formulas, A represents an oxygen atom or NH; Z is a hydroxy alkylene group having 2 to 4 carbon alkylene group or a C 1 to 4 carbon atoms; R 1 is hydrogen or a methyl group; R 2 is 1 to the number of carbon atoms R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a hydroxyalkyl group having 2 to 4 carbon atoms; X is a salt Represents an anion that forms

【0009】本発明で用いる一般式(1)で示されるカ
チオン性ビニル単量体としては、ジメチルアミノエチ
ル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メ
タ)アクリレート、ジメチルアミノヒドロキシプロピル
(メタ)アクリレート等のようなジアルキルアミノ(ヒ
ドロキシ)アルキル(メタ)アクリレートの中和塩また
は4級化物、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリル
アミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミ
ド、ジメチルアミノヒドロキシプロピル(メタ)アクリ
ルアミド等のようなジアルキルアミノ(ヒドロキシ)ア
ルキル(メタ)アクリルアミドの中和塩または4級化物
等が挙げられる。
The cationic vinyl monomer represented by the general formula (1) used in the present invention includes dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminohydroxypropyl (meth) acrylate and the like. Dialkylamino such as neutralized salt or quaternized dialkylamino (hydroxy) alkyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, dimethylaminohydroxypropyl (meth) acrylamide, etc. Neutralized salts or quaternized (hydroxy) alkyl (meth) acrylamides are exemplified.

【0010】本発明で用いる他の水溶性ビニル単量体と
しては、(メタ)アクリルアミド、N,N′−ジメチ
ル(メタ)アクリルアミド、アクリロニトリル、メチル
メタクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレ
ート等のノニオン性ビニル単量体、ビニルピリジン、
ビニルイミダゾリン等のカチオン性ビニル単量体、ア
クリル酸、メタクリル酸、アクリル酸ナトリウム、アク
リルアミドプロパンスルホン酸等のアニオン性ビニル単
量体等が挙げられる。
Other water-soluble vinyl monomers used in the present invention include nonionic vinyl monomers such as (meth) acrylamide, N, N'-dimethyl (meth) acrylamide, acrylonitrile, methyl methacrylate, and hydroxypropyl (meth) acrylate. Monomer, vinyl pyridine,
Examples include cationic vinyl monomers such as vinylimidazoline and the like, and anionic vinyl monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, sodium acrylate and acrylamidopropanesulfonic acid.

【0011】本発明で用いる疎水性有機液体としては、
灯油、軽油、ヘキサン、イソパラフィン、ベンゼン、ト
ルエン、キシレン等の脂肪族炭化水素または芳香族炭化
水素等が挙げられる。
The hydrophobic organic liquid used in the present invention includes:
Examples thereof include kerosene, light oil, hexane, isoparaffin, benzene, toluene, xylene, and other aliphatic hydrocarbons or aromatic hydrocarbons.

【0012】本発明で用いる非イオン界面活性剤として
は、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポ
リオキシエチレンソルビタントリステアレート、ポリオ
キシエチレンラウリルエーテル、ポリエチレングリコー
ルモノオレエート、ソルビタンモノラウレート等が挙げ
られる。
The nonionic surfactant used in the present invention includes polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, polyoxyethylene lauryl ether, polyethylene glycol monooleate, sorbitan monolaurate and the like. Can be

【0013】本発明では、重合開始剤として、過酸化水
素、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサ
イド、ターシャリブチルハイドロパーオキサイド、過硫
酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過酸化物は用いな
い。本発明では、重合開始剤として、還元剤を単独で、
またはアゾビス系重合開始剤との併用で、または微量金
属イオンとの併用で用いることが肝要である。
In the present invention, peroxides such as hydrogen peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, ammonium persulfate and potassium persulfate are not used as the polymerization initiator. In the present invention, as a polymerization initiator, a reducing agent alone,
Alternatively, it is important to use it in combination with an azobis-based polymerization initiator or in combination with a trace amount of metal ion.

【0014】本発明で用いる還元剤としては、特に限定
はないが、塩化第一鉄、硫酸第一鉄、塩化第一銅、硫酸
第一銅、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、チ
オ硫酸ナトリウム、L−アスコルビン酸、アルカノール
アミン、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシラー
ト、ヒドラジン等を用いることができる。また、これら
還元剤の添加量は、好ましくは10〜200ppmであ
る。5ppm以下では重合反応を開始させることが非常
に困難であり、300ppm以上では、ポリマーを十分
に高分子量化させることが困難となる。本発明において
は、これらの還元剤を二種以上併用して用いることも可
能である。
The reducing agent used in the present invention is not particularly limited, but ferrous chloride, ferrous sulfate, cuprous chloride, cuprous sulfate, sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, sodium thiosulfate, L -Ascorbic acid, alkanolamines, sodium formaldehyde sulfoxylate, hydrazine and the like can be used. Further, the addition amount of these reducing agents is preferably 10 to 200 ppm. If it is 5 ppm or less, it is very difficult to initiate a polymerization reaction, and if it is 300 ppm or more, it becomes difficult to sufficiently increase the molecular weight of the polymer. In the present invention, two or more of these reducing agents can be used in combination.

【0015】また、本発明において、重合開始剤として
の還元剤をアゾビス系重合開始剤と併用することも可能
である。アゾビス系重合開始剤としては、特に限定はな
いが、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,
2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレ
ロニトリル、2,2’−アゾビス(2−アミノジプロパ
ン)2塩酸塩等を用いることができる。重合条件によっ
ては、アゾビス系重合開始剤と併用させて還元剤を作用
させた方が、重合物中の未反応モノマーを低減できる場
合がある。
In the present invention, a reducing agent as a polymerization initiator can be used in combination with an azobis-based polymerization initiator. The azobis-based polymerization initiator is not particularly limited, but includes 2,2′-azobisisobutyronitrile,
2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, 2,2'-azobis (2-aminodipropane) dihydrochloride, etc. Depending on the polymerization conditions, an azobis-based polymerization initiator may be used. When the reducing agent is allowed to act in combination with the above, the unreacted monomer in the polymer may be reduced in some cases.

【0016】さらに、本発明において、重合開始剤とし
ての還元剤を金属塩と併用することも可能である。金属
塩としては、特に限定はないが、銅塩、ニッケル塩、鉄
塩、コバルト塩、クロム塩等を用いることができ、その
例としては、塩化第二銅、硫酸第二鉄等が挙げられる。
重合条件によっては、金属塩を併用させて還元剤を作用
させた方がスムーズに重合反応が進行し、エマルジョン
の安定性が高く、分子量の高いポリマーが得られる場合
がある。
Further, in the present invention, a reducing agent as a polymerization initiator can be used in combination with a metal salt. The metal salt is not particularly limited, but a copper salt, a nickel salt, an iron salt, a cobalt salt, a chromium salt, and the like can be used, and examples thereof include cupric chloride and ferric sulfate. .
Depending on the polymerization conditions, when a reducing agent is used in combination with a metal salt, the polymerization reaction proceeds smoothly, and a polymer having high emulsion stability and high molecular weight may be obtained.

【0017】前記の特殊な重合開始剤系を用いた重合条
件により(共)重合することにより得られる油中水型カ
チオン性ポリマーエマルジョンは、エマルジョンポリマ
ーの分子量が高く、低い有姿粘度を有し、保管時におけ
るエマルジョン粒子の沈澱や再凝集等がなく、分散安定
性、保存安定性に優れたものとなる。さらに、本発明の
製造方法による油中水型カチオン性ポリマーエマルジョ
ンは、従来の製法により製造されたポリマーエマルジョ
ンに比べ、性能が著しく改良されたものであって、製紙
用歩留まり向上剤および濾水性向上剤、産業廃水用およ
び下水し尿処理用の凝集剤および脱水剤等の用途に対し
て好適である。
The water-in-oil cationic polymer emulsion obtained by (co) polymerization under the polymerization conditions using the special polymerization initiator system has a high molecular weight of the emulsion polymer and a low physical viscosity. There is no precipitation or re-agglomeration of the emulsion particles during storage, resulting in excellent dispersion stability and storage stability. Furthermore, the water-in-oil cationic polymer emulsion produced by the production method of the present invention has a significantly improved performance as compared with a polymer emulsion produced by a conventional production method, and has a papermaking retention improver and an improved drainage. It is suitable for use as an agent, a flocculant for industrial wastewater and a sewage excreta treatment and a dehydrating agent.

【0018】[0018]

【実施例】以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
るが、本発明は、その主旨を越えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。 (実施例1)2リットルビーカーにて疎水性有機液体と
してアイソバー(エクソン社製、イソパラフィン)56
0gおよび非イオン性界面活性剤としてソルビタンモノ
ラウレート64gを混合し、オイル液を作製した。別に
1リットルビーカーにてメタクロイルエチルトリメチル
アンモニウムクロライド(80%水溶液)800gをイ
オン交換水128gに溶解し、単量体水溶液を作製し
た。オイル液に対してホモジナイザーを用い、5000
rpmにて攪拌しながら単量体水溶液を徐々に加えた。
添加終了後、10分間乳化分散を継続し、モノマーエマ
ルジョンを作製した。攪拌機、温度計及び窒素導入管を
接続した2リットルの3つ口セパラブルフラスコに作製
したモノマーエマルジョンを全量仕込み、窒素ガスを
1.5リットル/分の流量で120分間バブリングし、
モノマーエマルジョンを脱気した。次に、このモノマー
エマルジョンの温度を40℃の一定温度に保持した後、
重合開始剤として0.1%ナトリウムホルムアルデヒド
スルホキシラート水溶液32gおよび0.1%亜硫酸ナ
トリウム水溶液16gを添加して重合を開始した。約4
時間後に重合は終了し、油中水型ポリマーエマルジョン
を得た。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist of the invention. (Example 1) Isobar (manufactured by Exxon, isoparaffin) 56 as a hydrophobic organic liquid in a 2 liter beaker
0 g and sorbitan monolaurate 64 g as a nonionic surfactant were mixed to prepare an oil solution. Separately, 800 g of methacryloylethyltrimethylammonium chloride (80% aqueous solution) was dissolved in 128 g of ion-exchanged water in a 1-liter beaker to prepare an aqueous monomer solution. Using a homogenizer for the oil solution, 5000
The aqueous monomer solution was gradually added while stirring at rpm.
After the addition was completed, emulsification and dispersion were continued for 10 minutes to produce a monomer emulsion. The prepared monomer emulsion was charged in a 2-liter three-neck separable flask connected to a stirrer, a thermometer, and a nitrogen inlet tube, and nitrogen gas was bubbled at a flow rate of 1.5 liter / min for 120 minutes.
The monomer emulsion was degassed. Next, after maintaining the temperature of this monomer emulsion at a constant temperature of 40 ° C.,
As a polymerization initiator, 32 g of a 0.1% aqueous sodium formaldehyde sulfoxylate solution and 16 g of a 0.1% aqueous sodium sulfite solution were added to initiate polymerization. About 4
After an hour, the polymerization was completed, and a water-in-oil polymer emulsion was obtained.

【0019】(実施例2)2リットルビーカーにて疎水
性有機液体としてトルエン640gおよび非イオン性界
面活性剤としてポリオキシエチレンステアリルエーテル
80gを混合し、オイル液を作製した。別に1リットル
ビーカーにてジメチルアミノエチルメタアクリレート硫
酸塩(80%水溶液)350gおよびアクリルアミド2
80gをイオン交換水208gに溶解し、単量体水溶液
を作製した。オイル液に対してホモジナイザーを用い、
5000rpmにて攪拌しながら単量体水溶液を徐々に
加えた。添加終了後、10分間乳化分散を継続し、モノ
マーエマルジョンを作製した。攪拌機、温度計および窒
素導入管を接続した2リットルの3つ口セパラブルフラ
スコに作製したモノマーエマルジョンを全量仕込み、窒
素ガスを1.5リットル/分の流量で120分間バブリ
ングし、モノマーエマルジョンを脱気した。次に、この
モノマーエマルジョンの温度を40℃の一定温度に保持
した後、重合開始剤として0.1%亜硫酸ナトリウム水
溶液42gを添加して重合を開始した。約4時間後に重
合は終了し、油中水型ポリマーエマルジョンを得た。
Example 2 In a 2-liter beaker, 640 g of toluene as a hydrophobic organic liquid and 80 g of polyoxyethylene stearyl ether as a nonionic surfactant were mixed to prepare an oil liquid. Separately, in a 1 liter beaker, 350 g of dimethylaminoethyl methacrylate sulfate (80% aqueous solution) and acrylamide 2
80 g was dissolved in 208 g of ion-exchanged water to prepare an aqueous monomer solution. Using a homogenizer for the oil liquid,
While stirring at 5000 rpm, the aqueous monomer solution was gradually added. After the addition was completed, emulsification and dispersion were continued for 10 minutes to produce a monomer emulsion. The entire amount of the prepared monomer emulsion was charged into a 2-liter 3-neck separable flask connected to a stirrer, a thermometer and a nitrogen inlet tube, and nitrogen gas was bubbled at a flow rate of 1.5 liter / min for 120 minutes to remove the monomer emulsion. I noticed. Next, after maintaining the temperature of the monomer emulsion at a constant temperature of 40 ° C., 42 g of a 0.1% aqueous sodium sulfite solution was added as a polymerization initiator to initiate polymerization. After about 4 hours, the polymerization was completed, and a water-in-oil polymer emulsion was obtained.

【0020】(実施例3)2リットルビーカーにて疎水
性有機液体としてn−ヘキサン640gおよび非イオン
性界面活性剤としてポリオキシエチレンステアリルエー
テル96gを混合し、オイル液を作製した。別に1リッ
トルビーカーにてジメチルアミノエチルメタアクリレー
ト塩酸塩(80%水溶液)420gおよびアクリルアミ
ド224gをイオン交換水192gに溶解し、単量体水
溶液を作製した。オイル液に対してホモジナイザーを用
い、5000rpmにて攪拌しながら単量体水溶液を徐
々に加えた。添加終了後、10分間乳化分散を継続し、
モノマーエマルジョンを作製した。攪拌機、温度計およ
び窒素導入管を接続した2リットルの3つ口セパラブル
フラスコに作製したモノマーエマルジョンを全量仕込
み、窒素ガスを1.5リットル/分の流量で120分間
バブリングし、モノマーエマルジョンを脱気した。次
に、このモノマーエマルジョンの温度を35℃の一定温
度に保持した後、重合開始剤として0.1%塩化第一鉄
水溶液28gを添加して重合を開始した。約4時間後に
重合は終了し、油中水型ポリマーエマルジョンを得た。
Example 3 In a 2-liter beaker, 640 g of n-hexane as a hydrophobic organic liquid and 96 g of polyoxyethylene stearyl ether as a nonionic surfactant were mixed to prepare an oil liquid. Separately, 420 g of dimethylaminoethyl methacrylate hydrochloride (80% aqueous solution) and 224 g of acrylamide were dissolved in 192 g of ion-exchanged water in a 1-liter beaker to prepare an aqueous monomer solution. A monomer aqueous solution was gradually added to the oil solution while stirring at 5000 rpm using a homogenizer. After addition is completed, emulsification and dispersion are continued for 10 minutes,
A monomer emulsion was prepared. The entire amount of the prepared monomer emulsion was charged into a 2-liter 3-neck separable flask connected to a stirrer, a thermometer and a nitrogen inlet tube, and nitrogen gas was bubbled at a flow rate of 1.5 liter / min for 120 minutes to remove the monomer emulsion. I noticed. Next, after keeping the temperature of this monomer emulsion at a constant temperature of 35 ° C., 28 g of a 0.1% ferrous chloride aqueous solution was added as a polymerization initiator to initiate polymerization. After about 4 hours, the polymerization was completed, and a water-in-oil polymer emulsion was obtained.

【0021】(実施例4)実施例3と同様の方法で、単
量体水溶液作製時のイオン交換水仕込量を178gに変
更し、重合開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロ
ニトリルの0.1%水溶液14gおよび0.1%塩化第
一鉄水溶液28gを添加して重合を開始して、油中水型
ポリマーエマルジョンを得た。
(Example 4) In the same manner as in Example 3, the charged amount of ion-exchanged water at the time of preparing the aqueous monomer solution was changed to 178 g, and 2,2'-azobisisobutyronitrile was used as a polymerization initiator. The polymerization was started by adding 14 g of a 0.1% aqueous solution and 28 g of a 0.1% ferrous chloride aqueous solution to obtain a water-in-oil polymer emulsion.

【0022】(実施例5)実施例3と同様の方法で、単
量体水溶液作製時のイオン交換水仕込量を189.2g
に変更し、重合開始前のみに0.1%塩化第二銅2.8
gを添加した後、重合開始剤として0.1%塩化第一鉄
水溶液24gを添加して重合を開始して、油中水型ポリ
マーエマルジョンを得た。
(Example 5) In the same manner as in Example 3, the amount of charged ion-exchanged water at the time of preparing the aqueous monomer solution was 189.2 g.
To 0.1% cupric chloride only before the start of polymerization.
After the addition of g, 24 g of a 0.1% ferrous chloride aqueous solution was added as a polymerization initiator to initiate polymerization, thereby obtaining a water-in-oil polymer emulsion.

【0023】(比較例1〜2)表1に示す重合開始剤添
加量および蒸留水の仕込量により、実施例3と同様の方
法で、重合開始剤として過硫酸アンモニウム単独のレド
ックス重合開始剤を用いて操作を行って、油中水型ポリ
マーエマルジョンを得た。 (比較例3〜5)表1に示す重合開始剤添加量および蒸
留水の仕込量により、実施例3と同様の方法で、重合開
始剤として塩化第一鉄を添加した後、過硫酸アンモニウ
ムを添加したレドックス重合開始剤を用いて操作を行っ
て、油中水型ポリマーエマルジョンを得た。
(Comparative Examples 1 and 2) A redox polymerization initiator consisting of ammonium persulfate alone was used as the polymerization initiator in the same manner as in Example 3 according to the amounts of the polymerization initiator and the amounts of distilled water shown in Table 1. To obtain a water-in-oil polymer emulsion. (Comparative Examples 3 to 5) In the same manner as in Example 3, ferrous chloride was added as a polymerization initiator and then ammonium persulfate was added in the same manner as in Example 3 based on the amount of the polymerization initiator and the amount of distilled water shown in Table 1. The operation was performed using the redox polymerization initiator thus obtained to obtain a water-in-oil polymer emulsion.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】実施例1〜5、比較例1〜5によって得ら
れた油中水型ポリマーエマルジョンの重合収率、有姿粘
度、0.2%水溶液粘度、重量平均分子量(Mw)、エ
マルジョン状態を表2に示した。重合収率は、液体クロ
マトグラフィーにて測定し、有姿粘度および0.2%水
溶液粘度は、B型回転粘度計(ローターNo.3,30
rpm)にて30℃で測定し、重量平均分子量はGPC
にて測定した。また、エマルジョン状態は、目視により
エマルジョンの分散性と均一性を評価した。
The polymerization yield, physical viscosity, 0.2% aqueous solution viscosity, weight average molecular weight (Mw), and emulsion state of the water-in-oil polymer emulsions obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 The results are shown in Table 2. The polymerization yield was measured by liquid chromatography, and the physical viscosity and the 0.2% aqueous solution viscosity were measured using a B-type rotational viscometer (Rotor No. 3, 30
rpm) at 30 ° C., and the weight average molecular weight is GPC
Was measured. In the emulsion state, the dispersibility and uniformity of the emulsion were visually evaluated.

【0026】[0026]

【表2】 [Table 2]

【0027】実施例1〜5、比較例1〜5で得られたポ
リマーエマルジョンの保存安定性試験結果を表3に示
す。試験は、ポリマーエマルジョンを40℃の恒温槽中
に保管し、有姿粘度を経時的に測定し、エマルジョン状
態も目視で経時的に評価した。
Table 3 shows the results of storage stability tests of the polymer emulsions obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5. In the test, the polymer emulsion was stored in a constant temperature bath at 40 ° C., the physical viscosity was measured with time, and the emulsion state was also evaluated with time.

【0028】[0028]

【表3】 [Table 3]

【0029】実施例1〜5、比較例1〜5で得られたポ
リマーエマルジョンの高分子凝集剤としての性能を調べ
るために、余剰汚泥に対するヌッチェテストを行った。
紙パルプ排水の生物処理により発生した余剰汚泥(pH
7.0,SS濃度:2.6%)の200mlに対して、
ポリマーエマルジョンの0.1%ポリマー水溶液を添加
し、プロペラ羽根付き攪拌機を用いて500rpmで9
0秒間攪拌し、フロックを形成させた。凝集したスラリ
ーに対して、ヌッチェテスト(100メッシュナイロン
濾布)を行い、30秒後の濾液量を測定した。さらに、
得られたフロックを遠心脱水し(100メッシュナイロ
ン濾布、3000rpm、1分間)、フロックの含水率
を測定した。結果を表4に示す。
In order to examine the performance of the polymer emulsions obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 as a polymer flocculant, a Nutsche test was performed on excess sludge.
Surplus sludge generated by biological treatment of pulp and paper wastewater (pH
7.0, SS concentration: 2.6%)
A 0.1% aqueous polymer solution of the polymer emulsion was added, and the mixture was stirred at 500 rpm using a stirrer with propeller blades.
The mixture was stirred for 0 second to form a floc. The aggregated slurry was subjected to a Nutsche test (100 mesh nylon filter cloth), and the amount of filtrate after 30 seconds was measured. further,
The obtained floc was centrifugally dehydrated (100 mesh nylon filter cloth, 3000 rpm, 1 minute), and the water content of the floc was measured. Table 4 shows the results.

【0030】[0030]

【表4】 [Table 4]

【0031】表2〜表4に示すように、本発明の製造方
法に従った実施例1〜5より得られた油中水型ポリマー
エマルジョンは、比較例1〜5に比して高分子量でかつ
エマルジョンの分散性、均一性、保存安定性に優れたも
のであり、かつ高分子凝集剤として、高い凝集性能を示
すことがわかる。
As shown in Tables 2 to 4, the water-in-oil polymer emulsions obtained from Examples 1 to 5 according to the production method of the present invention have a higher molecular weight than Comparative Examples 1 to 5. It is also found that the emulsion is excellent in the dispersibility, uniformity and storage stability of the emulsion, and shows high aggregation performance as a polymer flocculant.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明においては、従来全く使用されて
いない特殊な重合開始剤系を用いた重合条件により
(共)重合することにより、高分子量のエマルジョンポ
リマーを含む保存安定性良好な油中水型カチオン性ポリ
マーエマルジョンを製造することができる。本発明の方
法により得られる油中水型カチオン性ポリマーエマルジ
ョンは、水溶性、分散安定性、保存安定性が良好であ
り、かつ有姿粘度の低い油中水型カチオン性ポリマーエ
マルジョンであって、製紙用歩留まり向上剤および濾水
性向上剤、産業廃水用および下水し尿処理用の凝集剤お
よび脱水剤などの用途に対し、高い性能を示す。本発明
においては、高分子量化するための重合条件を選択すれ
ば保存安定性が悪化するという従来の油中水型ポリマー
エマルジョンにおける大きな問題を解決し、性能と保存
安定性の両者を充分に満足させることができるので、そ
の産業上の利用価値は大きい。
According to the present invention, by carrying out (co) polymerization under polymerization conditions using a special polymerization initiator system which has not been used at all, an oil containing a high-molecular-weight emulsion polymer and having good storage stability can be obtained. A water-based cationic polymer emulsion can be produced. The water-in-oil cationic polymer emulsion obtained by the method of the present invention is a water-in-oil cationic polymer emulsion having good water solubility, dispersion stability and storage stability, and having a low physical viscosity. High performance for applications such as retention and drainage improvers for papermaking, flocculants and dehydrating agents for industrial wastewater and sewage and human waste treatment. In the present invention, a large problem in the conventional water-in-oil polymer emulsion in which storage stability is deteriorated by selecting polymerization conditions for increasing the molecular weight is solved, and both performance and storage stability are sufficiently satisfied. Therefore, its industrial utility value is great.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08F 4/06 C08F 4/06 20/60 20/60 (72)発明者 宇津木 満 神奈川県川崎市川崎区扇町5−1 昭和 電工株式会社化学品研究所内 (56)参考文献 特公 昭54−37986(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 20/34 - 20/36 C08F 20/60 C08F 120/24 - 120/36 C08F 120/60 C08F 220/34 - 220/36 C08F 220/60 C08F 2/32 C08F 4/04 C08F 4/06 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C08F 4/06 C08F 4/06 20/60 20/60 (72) Inventor Mitsuru Utsuki 5-1 Ogimachi, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Showa (56) References JP-B-54-37986 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08F 20/34-20/36 C08F 20 / 60 C08F 120/24-120/36 C08F 120/60 C08F 220/34-220/36 C08F 220/60 C08F 2/32 C08F 4/04 C08F 4/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記一般式(化1)で表わされるカチオ
ン性ビニル単量体を水、疎水性有機液体、非イオン性界
面活性剤の存在下で単独重合、またはこれと他の水溶性
ビニル単量体と共重合させ、油中水型ポリマーエマルジ
ョンを製造する時、重合開始剤として過酸化物を使用せ
ず、還元剤を、単独で、またはアゾビス系重合開始剤お
よび/または金属塩と併用して用い、単量体当り5〜3
00ppm添加して重合を開始することを特徴とする油
中水型カチオン性ポリマーエマルジョンの製造方法。 【化1】 (式中、Aは酸素原子またはNH;Zは炭素数1〜4の
アルキレン基または炭素数2〜4のヒドロキシアルキレ
ン基;R1 は水素またはメチル基;R2 は炭素数1〜4
のアルキル基、炭素数2〜4のヒドロキシアルキル基ま
たはベンジル基;R3 ,R4 はそれぞれ独立に炭素数1
〜4のアルキル基または炭素数2〜4のヒドロキシアル
キル基;X- は塩を形成する陰イオンを表わす。)
1. The method of claim 1, wherein the cationic vinyl monomer represented by the following general formula (1) is homopolymerized in the presence of water, a hydrophobic organic liquid, a nonionic surfactant, When producing a water-in-oil polymer emulsion by copolymerizing with a monomer, a peroxide is not used as a polymerization initiator, and a reducing agent is used alone or with an azobis-based polymerization initiator and / or a metal salt. Used in combination, 5 to 3 per monomer
A process for producing a water-in-oil cationic polymer emulsion, characterized in that polymerization is started by adding 00 ppm. Embedded image (In the formula, A represents an oxygen atom or NH; hydroxyalkylene group and Z is C2-4 alkylene or a carbon of 1 to 4 carbon atoms; R 1 is hydrogen or a methyl group; R 2 is from 1 to 4 carbon atoms
Alkyl group, hydroxyalkyl group or benzyl group having 2 to 4 carbon atoms; R 3, R 4 carbon atoms are each independently 1
X 4 represents an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms or a hydroxyalkyl group having 2 to 4 carbon atoms; X represents a salt-forming anion. )
JP33950392A 1992-11-27 1992-11-27 Method for producing water-in-oil cationic polymer emulsion Expired - Fee Related JP3325621B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33950392A JP3325621B2 (en) 1992-11-27 1992-11-27 Method for producing water-in-oil cationic polymer emulsion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33950392A JP3325621B2 (en) 1992-11-27 1992-11-27 Method for producing water-in-oil cationic polymer emulsion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06157669A JPH06157669A (en) 1994-06-07
JP3325621B2 true JP3325621B2 (en) 2002-09-17

Family

ID=18328097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33950392A Expired - Fee Related JP3325621B2 (en) 1992-11-27 1992-11-27 Method for producing water-in-oil cationic polymer emulsion

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3325621B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5708071A (en) * 1994-12-15 1998-01-13 Hymo Corporation Aqueous dispersion of an amphoteric water-soluble polymer, a method of manufacturing the same, and a treating agent comprising the same
JP4840995B2 (en) * 2007-01-17 2011-12-21 ハイモ株式会社 Dilutions of water-in-oil dispersions, methods for their preparation and methods for their use
PT2205643E (en) * 2007-10-23 2012-03-21 Ashland Licensing & Intellectu Inverse emulsion polymers containing a polymeric coagulant
JP5510996B2 (en) * 2009-11-09 2014-06-04 ハイモ株式会社 Papermaking chemicals and papermaking method using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06157669A (en) 1994-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4660193B2 (en) Modified polymer flocculant with improved performance characteristics
CA1124946A (en) Process for the production of polymer emulsion having excellent fluidity
EP0107226B1 (en) Water-in-oil emulsions of water-soluble cationic polymers and a process for preparing such emulsions
EP0469196A1 (en) Terpolymer flocculants
JP2000515178A (en) Method for producing aqueous dispersion polymer
JP2671249B2 (en) Water-in-oil type cationic emulsion, its production method and use as a polymer flocculant
EP1059305A1 (en) Inverse emulsion polymer and production thereof
JP2000500387A (en) High performance polymer flocculant
JPH07256300A (en) Dehydration of sludge using both inorganic flocculant and amphoteric polymeric flocculant
JP3886098B2 (en) Sludge dewatering agent and sludge dewatering method
JPH0762254A (en) Polymer emulsion composition and polymer flocculant
JP3325621B2 (en) Method for producing water-in-oil cationic polymer emulsion
JP2002256032A (en) Amphoteric water-soluble high polymer dispersion liquid
JPH0753827A (en) W/o-type polymer emulsion and use thereof
KR20020012521A (en) Novel water-soluble (co)polymers containing quaternary amino groups, their manufacture and their use
JPH11510526A (en) High standard viscosity quaternized Mannich microemulsion
US5019275A (en) Method of flocculation with cationic terpolymer flocculants
JP2000159969A (en) Emulsion and its use
JPH11507411A (en) Method for producing a dispersion of a water-soluble vinyl polymer and a stabilizer for performing the method
JPH0841114A (en) Water-in-oil cationic polymer emulsion and its application
JPH10306123A (en) New association polymer, and its production by reverse-phase micro-emulsion polymerization
JP5709257B2 (en) Sludge treatment agent and sludge dewatering method
JP4676632B2 (en) Method for controlling solubility of water-in-oil emulsion
JP4753401B2 (en) How to use water-in-oil water-soluble polymer emulsion
JP3064230B2 (en) Papermaking additives

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees