JP3611736B2 - Manufacturing method of resin fine particles - Google Patents

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    • 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
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/12Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16Aqueous medium
    • C08F2/18Suspension polymerisation

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂微粒子の製造方法に関し、特別な添加剤を使用することなく、簡便な操作により平均粒子径0.5〜5μmの樹脂微粒子を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、樹脂微粒子は、例えば、塗料用の艶消し剤、光拡散剤、化粧品の滑り性付与剤、トナーまたはプラスチックフィルム用ブロッキング防止剤などのさまざまな用途に利用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、樹脂微粒子の製造方法としては、乳化重合やシード重合、懸濁重合等が知られている。
乳化重合では粒度分布の均一な樹脂粒子は得られるが、通常、0.5μm以上の粒子径を有する樹脂粒子を製造することは困難である。
また、シード重合では比較的粒度分布が均一で数μmの粒子径を有する樹脂粒子を得ることはできるが、その操作が煩雑で、製造工程も多くなる。
【0004】
懸濁重合では、通常、粒子径が5μm以下の微粒子を得るのは困難であるが、懸濁系における界面活性剤の添加量を増やすと液滴径を小さくすることができ、それに伴って樹脂粒子の粒子径も小さくすることができる。しかしながら、懸濁系における界面活性剤の量が臨界ミセル濃度以上になると乳化重合を起こすため、目的の粒子径より小さな粒子が多数生じるという不都合がある。
また、懸濁重合において、液滴径を小さく5μm以下とする方法として、特殊な分散機械を使うことも考えられるが、製造工程が繁雑になる。
【0005】
このような問題に対して、特開平10−87710号公報では、懸濁系に難水溶性物質を添加することにより、比較的粒子径の均一な2〜15μmの粒子径を有する樹脂微粒子の得られることが開示されている。しかし、このような方法で製造された樹脂微粒子には、難水溶性物質が樹脂微粒子内に残留するため、この樹脂微粒子を用いて成形加工すると、ガスが発生したり、成形性が悪くなったりするなどの悪影響が懸念される。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記のような従来の製造方法が有する問題点を解決すべく、鋭意研究の結果、特別な添加剤を用いることなく、簡単な操作で、平均粒子径が0.5〜5μmの樹脂粒子を製造する方法を見出し、本発明を完成するに到った。
本発明によれば、重合性単量体および重合開始剤を含む重合性単量体成分と臨界ミセル濃度以上の界面活性剤を含む水溶液とからなる混合液を攪拌して液滴径5μm以下のo/wエマルションを調製し、このエマルションに分散安定剤を含む水溶液を加えて界面活性剤の濃度を臨界ミセル濃度未満とした後、懸濁重合することを特徴とする樹脂微粒子の製造方法が提供される。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法においては、まず、重合性単量体および重合開始剤を含む重合性単量体成分と臨界ミセル濃度以上の界面活性剤を含む水溶液とを混合し、この混合液を攪拌して液滴径5μm以下のエマルションを調製する。
【0008】
本発明の方法で用いられる重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルなどの(メタ)アクリル酸エステル系単量体、スチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル系単量体、アクリロニトリル、酢酸ビニルなどのビニル基を有する単量体が挙げられる。これらの重合性単量体は単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、架橋構造を有する樹脂微粒子を得ようとする場合には、重合性二重結合基を分子中に複数個有する架橋性単量体が重合性単量体として用いられる。
【0009】
架橋性単量体としては、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン、ジメタクリル酸エチレングリコール、ジメタクリル酸ジエチレングリコール、ジメタクリル酸トリエチレングリコール、ジメタクリル酸デカエチレングリコール、ジメタクリル酸ペンタデカエチレングリコール、ジメタクリル酸ペンタコンタヘクタエチレングリコール、ジメタクリル酸1,3−ブチレン、メタクリル酸アリル、テトラメタクリル酸ペンタエリスリトール、ジメタクリル酸フタル酸ジエチレングリコールなどの(メタ)アクリル酸系単量体、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンおよびこれらの誘導体である芳香族ジビニル化合物などが挙げられる。これらの架橋性単量体は、単独でまたは2種以上組み合わせて、あるいは前記のような重合性単量体と組み合わせて用いることができる。
【0010】
本発明の方法で用いられる重合開始剤としては、通常、懸濁重合に用いられる油溶性の過酸化物系あるいはアゾ系のものを使用することができる。過酸化物系の重合開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酸化オクタノイル、オルトクロロ過酸化ベンゾイル、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイドなどが挙げられ、またアゾ系の重合開始剤としては、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)、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−メチルブチロニトリル)などが挙げられる。
重合性単量体成分における重合性単量体と重合開始剤との割合は、重合性単量体100重量部に対して、重合開始剤0.01〜5重量部程度が適当である。
【0011】
上記のような重合性単量体と重合開始剤とからなる重合性単量体成分に加えられる界面活性剤含有水溶液における界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、オレイン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアニオン性界面活性剤、ラウリルアミンアセテート、ラウ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性界面活性剤、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などのノニオン性界面活性剤などが挙げられる。
【0012】
水溶液中の界面活性剤の濃度は臨界ミセル濃度(界面活性剤が、水溶液でミセルを形成する最低濃度)以上であり、臨界ミセル濃度の1.0〜10倍であるのが好ましく、1.0〜3.0倍であるのがさらに好ましい。水溶液中の界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度に達しない場合は、平均粒子径0.5〜5μmの樹脂粒子を得るのが困難であり、また臨界ミセル濃度の10倍を超える濃度にしてもそれ以上粒子径を小さくする効果は得られない。
重合性単量体成分と界面活性剤を含む水溶液との割合は、重合性単量体成分100重量部に対して、界面活性剤水溶液100〜500重量部程度が適当である。
【0013】
このようにしてなる混合液の攪拌には、特に剪断を与えながら攪拌することが好ましく、例えば、高圧ホモジナイザー、ホモミキサー、超音波分散装置、高圧噴射型分散装置などの公知の攪拌装置を好適に使用することができる。剪断を与えながら攪拌することにより、液滴径が5μm以下、好ましくは1〜3μmのエマルションを容易に調製できる。
【0014】
本発明の方法では、上記のようにして得られるエマルションに、分散安定剤を含む水溶液を加えて、エマルション中の界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度未満、好ましくは臨界ミセル濃度の0.01倍〜1.0倍未満の分散液とした後、懸濁重合することにより、平均粒子径0.5〜5μmである樹脂微粒子が得られる。
【0015】
上記の分散安定剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどの水溶性高分子、オレイン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアニオン性界面活性剤、ラウリルアミンアセテート、ラウ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性界面活性剤、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などのノニオン性界面活性剤などが挙げられる。これらの分散安定剤は、単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0016】
エマルションに加えられる分散安定剤含有水溶液における分散安定剤の量は、特に限定されないが、通常、水100重量部に対して0.5〜5重量部が適当である。エマルションに加えられる分散安定剤含有水溶液の量は、エマルション中の界面活性剤の濃度や水溶液中の分散安定剤の濃度により変動するが、エマルション100重量部に対して、通常、100〜500重量部程度が適当である。
【0017】
エマルションに分散安定剤を含む水溶液を加えて分散液中の界面活性剤の濃度を臨界ミセル濃度未満とした後、重合反応を開始させる。分散液中の界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度以上のままで重合反応を行うと、乳化重合が起こり、目的の範囲以外の粒子径を有する樹脂微粒子が多量に生成するため好ましくない。重合反応は、上記のようにして得られる分散液を40〜90℃で攪拌することにより行われる。分散液中の界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度未満であっても、水相で重合反応が進行して、好ましくない新粒子が副生することがあるので、必要に応じて亜硝酸ナトリウムやハイドロキノンなどの水溶性の重合禁止剤を反応系に添加してもよい。
【0018】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は本発明を何ら限定するものではない。
なお、実施例および比較例における樹脂微粒子の平均粒子径は、コールター(株)製のコールターマルチサイザーによって測定した重量平均粒子径である。
【0019】
実施例1
メタクリル酸メチル90gおよびトリメタクリル酸トリメチロールプロパン10gからなる混合液に過酸化ベンゾイル0.5gを溶解し、重合性単量体成分とした。これとは別に、水200gにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム〔臨界ミセル濃度(C.M.C.)0.08%〕0.3gを溶解した。この水溶液に上記の重合性単量体成分を混合し、T.K.Homomixer〔特殊機化工業(株)製〕を用いて回転数7000rpmで10分間攪拌した。得られたo/wエマルション中の液滴径は約3μmであった。
【0020】
ここで得られたエマルションを攪拌機および温度計を備えた容量1Lの反応容器内に入れ、ポリビニルアルコール〔ゴーセノールGH−23、日本合成化学(株)製〕4gと亜硝酸ナトリウム0.03gを水300gに溶解した水溶液をさらに加えて、窒素気流中で撹拌しながら65℃で重合を行った。この実施例におけるエマルション調製時のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液の濃度は0.15%であり、重合反応系におけるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの濃度は0.06%であり、得られた樹脂微粒子の平均粒子径は3.3μmであった。
【0021】
実施例2
メタクリル酸メチル50g、メタクリル酸ブチル40gおよびジメタクリル酸エチレングリコール10gからなる混合液に2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.5gを溶解し、重合性単量体成分とした。これとは別に、ラウリル硫酸ナトリウム(C.M.C. 0.23%)0.4gを水100gに溶解した。この水溶液に上記の重合性単量体成分を混合し、T.K.Homomixerを用いて回転数8000rpmで10分間攪拌した。得られたo/wエマルション中の液滴径は約1μmであった。
【0022】
このエマルションを攪拌機および温度計を備えた容量1Lの反応容器内に入れ、ポリビニルピロリドン(PVP K−90,GAF Corporation 製)8gと亜硝酸ナトリウム0.03gを水500gに溶解した水溶液を加えて、窒素気流中で撹拌しながら50℃で重合を行った。この実施例におけるエマルション調製時のラウリル硫酸ナトリウム水溶液の濃度は0.4%であり、重合反応系におけるラウリル硫酸ナトリウムの濃度は0.067%であり、得られた樹脂微粒子の平均粒子径は0.9μmであった。
【0023】
実施例3
スチレン90gおよびジビニルベンゼン10gからなる混合液に2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.5gを溶解し、重合性単量体成分とした。これとは別に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(C.M.C. 0.08%)0.2gを水100gに溶解した。この水溶液に上記の重合性単量体成分を混合し、T.K.Homomixerを用いて回転数6000rpmで10分間攪拌した。得られたo/wエマルション中の液滴径は約4μmであった。
【0024】
このエマルションを攪拌機および温度計を備えた容量1Lの反応容器内に入れ、ポリビニルアルコール〔GL−05、日本合成化学(株)製〕10gと亜硝酸ナトリウム0.03gを水400gに溶解した水溶液を加えて、窒素気流中で攪拌しながら60℃で重合を行った。この実施例におけるエマルション調製時のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液の濃度は0.2%であり、重合反応系におけるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの濃度は0.04%であり、得られた樹脂微粒子の平均粒子径は4.3μmであった。
【0025】
比較例1
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.5g使用したこと以外は、実施例1と同様にしてo/wエマルションを調製した。得られたエマルション中の液滴径は2μmであった。このエマルションを、攪拌機および温度計を備えた容量1Lの反応容器内に入れ、ポリビニルアルコール〔ゴーセノールGH−23、日本合成化学(株)製〕4gと亜硝酸ナトリウム0.03gを水300gに溶解した水溶液を加えて、窒素気流中で撹拌しながら65℃で重合を行った。この比較例におけるエマルション調製時のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液の濃度は0.25%であり、重合反応系におけるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの濃度は0.10%であった。この比較例では、重合反応系におけるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの濃度が臨界ミセル濃度を上回っており、目的とした粒子径以外のサブミクロンサイズの粒子が多量に生成した。
【0026】
比較例2
メタクリル酸メチル90gおよびトリメタクリル酸トリメチロールプロパン10gからなる混合液に過酸化ベンゾイル0.5gを溶解し、重合性単量体成分とした。これとは別に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.3g、ポリビニルアルコール〔ゴーセノールGH−23、日本合成化学(株)製〕4gおよび亜硝酸ナトリウム0.03gを水500gに溶解した。この水溶液に上記の重合性単量体成分を混合し、T.K.Homomixerを用いて回転数7000rpmで10分間攪拌した。得られたo/wエマルション中の液滴径は約7μmであった。
【0027】
このエマルションを容量1Lの反応容器内に入れ、窒素気流中で撹拌しながら65℃で重合を行なった。この比較例の重合反応系におけるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの濃度は0.06%であり、得られた樹脂粒子を電子顕微鏡で観察した結果、樹脂粒子の平均粒子径は約7μmであり、かつ粒子が凝集していた。
【0028】
比較例3
スチレン90gおよびジビニルベンゼン10gからなる混合液に2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.5gを溶解し、重合性単量体成分とした。これとは別に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(C.M.C. 0.08%)0.07gを水100gに溶解した。この水溶液に上記の重合性単量体成分を混合し、T.K.Homomixerを用いて回転数8000rpmで10分間攪拌した。得られたo/wエマルション中の液滴径は約6μmであった。
【0029】
このエマルションを攪拌機および温度計を備えた容量1Lの反応容器内に入れ、ポリビニルアルコール〔GL−05、日本合成化学(株)製〕10gと亜硝酸ナトリウム0.03gを水400gに溶解した溶液を加えて、窒素気流中で撹拌しながら60℃で重合を行った。この比較例におけるエマルション調製時のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液の濃度は0.07%であり、重合反応系におけるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの濃度は0.014%であり、得られた樹脂微粒子の平均粒子径は6.1μmであった。
【0030】
比較例4
スチレン97.5gおよびジビニルベンゼン2.5gからなる混合液にヘキサデカン1gおよびラウロイルパーオキサイド1gを溶解し、重合性単量体成分とした。これとは別に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.0gおよび亜硝酸ナトリウム0.015gを水250gに溶解した。この水溶液に上記の重合性単量体成分を混合し、遠心ポンプにより1,750rpmで2時間通過させ、液滴径が6.0μmのo/wエマルションを得た。
【0031】
このエマルションを、窒素気流中、65℃で7時間攪拌して重合を行った。この比較例の重合反応系におけるドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの濃度は0.4%であり、得られた樹脂微粒子の平均粒子径は5.9μmであった。
上記の実施例1および比較例4で得られた樹脂微粒子の高温溶融加工時の特性および製造された樹脂成形板について、以下のような条件により評価した。
【0032】
参考例1
実施例1で得られた樹脂微粒子10重量部を、ポリメチルメタクリレート樹脂〔住友化学工業(株)スミペックスMG−5〕90重量部に添加し、ヘンシェルミキサーで攪拌混合した。この混合物を2軸押出機にて280℃でポリメチルメタクリレート樹脂を溶融しながら押し出し、ペレットを製造した。このペレットを射出成型機を用いて成型温度200℃、金型温度50℃の条件で射出成形して、厚さ1mmの樹脂成形板を得た。
【0033】
参考例2
比較例4で得られた樹脂微粒子を用いて、参考例1と同様の方法で樹脂成形板を製造した。
上記の参考例1および参考例2で得られた各成形板を目視にて着色および外観について評価した。
その結果、参考例2で得られた成形板には発泡が見られたのに対して、参考例1で得られた成形板には発泡、シルバーストリークなどの外観不良は見られなかった。
このことから、本発明の方法により得られた樹脂微粒子は、従来法により得られた樹脂微粒子に比べて、高温溶融時の着色がなく、本発明の樹脂微粒子を用いて得られる成形体には外観不良のないことが分かった。
【0034】
【発明の効果】
この発明の方法によれば、特別な添加剤を用いることなく、簡単な操作で、平均粒子径が0.5〜5μmである樹脂微粒子を製造することができる。そしてこの発明の方法により得られる樹脂微粒子は、例えば塗料用艶消し剤、光拡散剤、化粧品用滑り性付与剤、トナーなどの用途に利用できる。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing resin fine particles, and relates to a method for producing resin fine particles having an average particle size of 0.5 to 5 μm by a simple operation without using a special additive.
[0002]
[Prior art]
In recent years, resin fine particles have been used in various applications such as matting agents for paints, light diffusing agents, slipperiness imparting agents for cosmetics, and anti-blocking agents for toners or plastic films.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In general, emulsion polymerization, seed polymerization, suspension polymerization and the like are known as methods for producing resin fine particles.
In emulsion polymerization, resin particles having a uniform particle size distribution can be obtained, but it is usually difficult to produce resin particles having a particle diameter of 0.5 μm or more.
In seed polymerization, resin particles having a relatively uniform particle size distribution and a particle size of several μm can be obtained, but the operation is complicated and the number of manufacturing steps is increased.
[0004]
In suspension polymerization, it is usually difficult to obtain fine particles having a particle size of 5 μm or less. However, if the amount of surfactant added in the suspension system is increased, the droplet size can be reduced, and the resin is reduced accordingly. The particle diameter of the particles can also be reduced. However, when the amount of the surfactant in the suspension system exceeds the critical micelle concentration, emulsion polymerization occurs, so that there is a disadvantage that many particles smaller than the target particle size are generated.
In suspension polymerization, a special dispersion machine may be used as a method for reducing the droplet diameter to 5 μm or less, but the manufacturing process becomes complicated.
[0005]
In order to solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-87710 discloses a resin fine particle having a relatively uniform particle size of 2 to 15 μm by adding a hardly water-soluble substance to the suspension system. Is disclosed. However, since the resin fine particles produced by such a method have poorly water-soluble substances remaining in the resin fine particles, when molding is performed using the resin fine particles, gas may be generated or the moldability may deteriorate. There are concerns about adverse effects such as
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of earnest research, the present inventor has solved the problems of the conventional production method as described above, and the average particle size is 0.5 to 5 μm by a simple operation without using a special additive. The present inventors have found a method for producing the resin particles and have completed the present invention.
According to the present invention, a liquid mixture composed of a polymerizable monomer component containing a polymerizable monomer and a polymerization initiator and an aqueous solution containing a surfactant having a critical micelle concentration or higher is stirred to have a droplet diameter of 5 μm or less. Provided is a method for producing resin fine particles, comprising preparing an o / w emulsion, adding an aqueous solution containing a dispersion stabilizer to the emulsion to make the concentration of the surfactant less than the critical micelle concentration, and then performing suspension polymerization. Is done.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the production method of the present invention, first, a polymerizable monomer component containing a polymerizable monomer and a polymerization initiator and an aqueous solution containing a surfactant having a critical micelle concentration or more are mixed, and this mixed solution is stirred. To prepare an emulsion having a droplet diameter of 5 μm or less.
[0008]
Examples of the polymerizable monomer used in the method of the present invention include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid. Examples include (meth) acrylic acid ester monomers such as 2-ethylhexyl, aromatic vinyl monomers such as styrene and α-methylstyrene, and monomers having a vinyl group such as acrylonitrile and vinyl acetate. These polymerizable monomers can be used alone or in combination of two or more.
In order to obtain resin fine particles having a crosslinked structure, a crosslinkable monomer having a plurality of polymerizable double bond groups in the molecule is used as the polymerizable monomer.
[0009]
Examples of the crosslinkable monomer include trimethylolpropane trimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, decaethylene glycol dimethacrylate, pentadecaethylene glycol dimethacrylate, dimethacrylate. (Meth) acrylic acid-based monomers such as pentaglyceride ethylene glycol, 1,3-butylene dimethacrylate, allyl methacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, divinylbenzene, divinylnaphthalene and Examples thereof include aromatic divinyl compounds which are derivatives thereof. These crosslinkable monomers can be used alone or in combination of two or more thereof, or in combination with the polymerizable monomer as described above.
[0010]
As the polymerization initiator used in the method of the present invention, an oil-soluble peroxide-based or azo-based one generally used for suspension polymerization can be used. Examples of the peroxide-based polymerization initiator include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, octanoyl peroxide, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, and the like. Examples of the azo polymerization initiator include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (4-methoxy-2). , 4-dimethylvaleronitrile, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), and the like.
The ratio of the polymerizable monomer and the polymerization initiator in the polymerizable monomer component is suitably about 0.01 to 5 parts by weight of the polymerization initiator with respect to 100 parts by weight of the polymerizable monomer.
[0011]
The surfactant in the surfactant-containing aqueous solution added to the polymerizable monomer component comprising the polymerizable monomer and the polymerization initiator as described above is not particularly limited, but examples thereof include sodium oleate and lauryl sulfate. Anionic surfactants such as sodium and sodium dodecylbenzenesulfonate, cationic surfactants such as laurylamine acetate and lauryltrimethylammonium chloride, and nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether and polyoxyethylene alkylphenyl ether Etc.
[0012]
The concentration of the surfactant in the aqueous solution is not less than the critical micelle concentration (the surfactant is the lowest concentration capable of forming micelles in the aqueous solution), preferably 1.0 to 10 times the critical micelle concentration, More preferably, it is -3.0 times. When the concentration of the surfactant in the aqueous solution does not reach the critical micelle concentration, it is difficult to obtain resin particles having an average particle diameter of 0.5 to 5 μm, and the concentration exceeds 10 times the critical micelle concentration. No further effect of reducing the particle size can be obtained.
The ratio of the polymerizable monomer component to the aqueous solution containing the surfactant is suitably about 100 to 500 parts by weight of the surfactant aqueous solution with respect to 100 parts by weight of the polymerizable monomer component.
[0013]
It is preferable to stir the mixed liquid thus obtained while applying shearing. For example, a known stirring device such as a high-pressure homogenizer, a homomixer, an ultrasonic dispersion device, or a high-pressure jet dispersion device is preferably used. Can be used. By stirring while applying shear, an emulsion having a droplet diameter of 5 μm or less, preferably 1 to 3 μm can be easily prepared.
[0014]
In the method of the present invention, an aqueous solution containing a dispersion stabilizer is added to the emulsion obtained as described above, and the concentration of the surfactant in the emulsion is less than the critical micelle concentration, preferably 0.01 times the critical micelle concentration. Resin fine particles having an average particle diameter of 0.5 to 5 μm are obtained by suspension polymerization after preparing a dispersion of less than ˜1.0 times.
[0015]
The dispersion stabilizer is not particularly limited, and examples thereof include water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, methyl cellulose, and hydroxyethyl cellulose, and anionic interfaces such as sodium oleate, sodium lauryl sulfate, and sodium dodecylbenzenesulfonate. Examples thereof include cationic surfactants such as activators, laurylamine acetate and lauryltrimethylammonium chloride, and nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether and polyoxyethylene alkylphenyl ether. These dispersion stabilizers can be used alone or in combination of two or more.
[0016]
The amount of the dispersion stabilizer in the dispersion stabilizer-containing aqueous solution added to the emulsion is not particularly limited, but usually 0.5 to 5 parts by weight is appropriate for 100 parts by weight of water. The amount of the dispersion stabilizer-containing aqueous solution added to the emulsion varies depending on the concentration of the surfactant in the emulsion and the concentration of the dispersion stabilizer in the aqueous solution, but is usually 100 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the emulsion. The degree is appropriate.
[0017]
An aqueous solution containing a dispersion stabilizer is added to the emulsion so that the concentration of the surfactant in the dispersion is less than the critical micelle concentration, and then the polymerization reaction is started. If the polymerization reaction is carried out while the concentration of the surfactant in the dispersion is not less than the critical micelle concentration, emulsion polymerization occurs, and a large amount of resin fine particles having a particle diameter outside the target range is not preferable. The polymerization reaction is carried out by stirring the dispersion obtained as described above at 40 to 90 ° C. Even if the concentration of the surfactant in the dispersion is less than the critical micelle concentration, the polymerization reaction may proceed in the aqueous phase, and undesirable new particles may be produced as a by-product. A water-soluble polymerization inhibitor such as hydroquinone may be added to the reaction system.
[0018]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but these examples do not limit the present invention.
In addition, the average particle diameter of the resin fine particles in Examples and Comparative Examples is a weight average particle diameter measured by a Coulter Multisizer manufactured by Coulter Co., Ltd.
[0019]
Example 1
0.5 g of benzoyl peroxide was dissolved in a mixed solution composed of 90 g of methyl methacrylate and 10 g of trimethylolpropane trimethacrylate to obtain a polymerizable monomer component. Separately, 0.3 g of sodium dodecylbenzenesulfonate [critical micelle concentration (CMC) 0.08%] was dissolved in 200 g of water. The above polymerizable monomer component is mixed with this aqueous solution. K. The mixture was stirred for 10 minutes at a rotational speed of 7000 rpm using a Homomixer (manufactured by Special Machine Industries Co., Ltd.). The droplet diameter in the obtained o / w emulsion was about 3 μm.
[0020]
The obtained emulsion was put in a reaction vessel having a capacity of 1 L equipped with a stirrer and a thermometer. The aqueous solution dissolved in was further added, and polymerization was carried out at 65 ° C. with stirring in a nitrogen stream. The concentration of the sodium dodecylbenzenesulfonate aqueous solution at the time of preparing the emulsion in this example is 0.15%, the concentration of sodium dodecylbenzenesulfonate in the polymerization reaction system is 0.06%, and the average resin fine particles obtained are The particle size was 3.3 μm.
[0021]
Example 2
0.5 g of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) is dissolved in a mixed solution of 50 g of methyl methacrylate, 40 g of butyl methacrylate and 10 g of ethylene glycol dimethacrylate, did. Separately, 0.4 g of sodium lauryl sulfate (CMC 0.23%) was dissolved in 100 g of water. The above polymerizable monomer component is mixed with this aqueous solution. K. The mixture was stirred for 10 minutes at a rotational speed of 8000 rpm using a Homomixer. The droplet diameter in the obtained o / w emulsion was about 1 μm.
[0022]
This emulsion was put in a reaction vessel having a capacity of 1 L equipped with a stirrer and a thermometer, and an aqueous solution in which 8 g of polyvinylpyrrolidone (PVP K-90, manufactured by GAF Corporation) and 0.03 g of sodium nitrite were dissolved in 500 g of water was added. Polymerization was carried out at 50 ° C. with stirring in a nitrogen stream. In this example, the concentration of the sodium lauryl sulfate aqueous solution at the time of preparing the emulsion was 0.4%, the concentration of sodium lauryl sulfate in the polymerization reaction system was 0.067%, and the average particle size of the obtained resin fine particles was 0. .9 μm.
[0023]
Example 3
0.5 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile was dissolved in a mixed solution composed of 90 g of styrene and 10 g of divinylbenzene to obtain a polymerizable monomer component. Separately, 0.2 g of sodium dodecylbenzenesulfonate (CMC 0.08%) was dissolved in 100 g of water. The above polymerizable monomer component is mixed with this aqueous solution. K. The mixture was stirred for 10 minutes at 6000 rpm using a Homomixer. The droplet diameter in the obtained o / w emulsion was about 4 μm.
[0024]
This emulsion was put in a reaction vessel having a capacity of 1 L equipped with a stirrer and a thermometer, and an aqueous solution obtained by dissolving 10 g of polyvinyl alcohol [GL-05, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.] and 0.03 g of sodium nitrite in 400 g of water. In addition, polymerization was carried out at 60 ° C. with stirring in a nitrogen stream. The concentration of the sodium dodecylbenzenesulfonate aqueous solution at the time of emulsion preparation in this example is 0.2%, the concentration of sodium dodecylbenzenesulfonate in the polymerization reaction system is 0.04%, and the average resin fine particles obtained are The particle size was 4.3 μm.
[0025]
Comparative Example 1
An o / w emulsion was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.5 g of sodium dodecylbenzenesulfonate was used. The droplet diameter in the obtained emulsion was 2 μm. This emulsion was put in a 1 L reaction vessel equipped with a stirrer and a thermometer, and 4 g of polyvinyl alcohol [Gosenol GH-23, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.] and 0.03 g of sodium nitrite were dissolved in 300 g of water. An aqueous solution was added, and polymerization was performed at 65 ° C. with stirring in a nitrogen stream. In this comparative example, the concentration of the aqueous sodium dodecylbenzenesulfonate at the time of preparing the emulsion was 0.25%, and the concentration of sodium dodecylbenzenesulfonate in the polymerization reaction system was 0.10%. In this comparative example, the concentration of sodium dodecylbenzenesulfonate in the polymerization reaction system exceeded the critical micelle concentration, and a large amount of submicron-sized particles other than the intended particle size were generated.
[0026]
Comparative Example 2
0.5 g of benzoyl peroxide was dissolved in a mixed solution composed of 90 g of methyl methacrylate and 10 g of trimethylolpropane trimethacrylate to obtain a polymerizable monomer component. Separately, 0.3 g of sodium dodecylbenzenesulfonate, 4 g of polyvinyl alcohol [Gosenol GH-23, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.] and 0.03 g of sodium nitrite were dissolved in 500 g of water. The above polymerizable monomer component is mixed with this aqueous solution. K. The mixture was stirred for 10 minutes at a rotational speed of 7000 rpm using a Homomixer. The droplet diameter in the obtained o / w emulsion was about 7 μm.
[0027]
This emulsion was put in a reaction vessel having a volume of 1 L, and polymerization was carried out at 65 ° C. with stirring in a nitrogen stream. The concentration of sodium dodecylbenzenesulfonate in the polymerization reaction system of this comparative example was 0.06%, and the obtained resin particles were observed with an electron microscope. As a result, the average particle size of the resin particles was about 7 μm, and the particles Was agglomerated.
[0028]
Comparative Example 3
0.5 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile was dissolved in a mixed solution composed of 90 g of styrene and 10 g of divinylbenzene to obtain a polymerizable monomer component. Separately, 0.07 g of sodium dodecylbenzenesulfonate (CMC 0.08%) was dissolved in 100 g of water. The above polymerizable monomer component is mixed with this aqueous solution. K. The mixture was stirred for 10 minutes at a rotational speed of 8000 rpm using a Homomixer. The droplet diameter in the obtained o / w emulsion was about 6 μm.
[0029]
This emulsion was put in a reaction vessel having a capacity of 1 L equipped with a stirrer and a thermometer, and a solution obtained by dissolving 10 g of polyvinyl alcohol [GL-05, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.] and 0.03 g of sodium nitrite in 400 g of water. In addition, polymerization was carried out at 60 ° C. with stirring in a nitrogen stream. In this comparative example, the concentration of the sodium dodecylbenzenesulfonate aqueous solution at the time of emulsion preparation was 0.07%, the concentration of sodium dodecylbenzenesulfonate in the polymerization reaction system was 0.014%, and the average resin fine particles obtained were The particle diameter was 6.1 μm.
[0030]
Comparative Example 4
1 g of hexadecane and 1 g of lauroyl peroxide were dissolved in a mixed solution composed of 97.5 g of styrene and 2.5 g of divinylbenzene to obtain a polymerizable monomer component. Separately, 1.0 g of sodium dodecylbenzenesulfonate and 0.015 g of sodium nitrite were dissolved in 250 g of water. The above polymerizable monomer component was mixed with this aqueous solution and allowed to pass through a centrifugal pump at 1,750 rpm for 2 hours to obtain an o / w emulsion having a droplet diameter of 6.0 μm.
[0031]
This emulsion was polymerized by stirring at 65 ° C. for 7 hours in a nitrogen stream. The concentration of sodium dodecylbenzenesulfonate in the polymerization reaction system of this comparative example was 0.4%, and the average particle size of the obtained resin fine particles was 5.9 μm.
Characteristics of the resin fine particles obtained in Example 1 and Comparative Example 4 during high-temperature melt processing and the produced resin molded plates were evaluated under the following conditions.
[0032]
Reference example 1
10 parts by weight of the resin fine particles obtained in Example 1 were added to 90 parts by weight of a polymethyl methacrylate resin (Sumitomo Chemical Co., Ltd. Sumipex MG-5) and mixed by stirring with a Henschel mixer. This mixture was extruded with a twin screw extruder at 280 ° C. while melting the polymethyl methacrylate resin to produce pellets. The pellets were injection molded using an injection molding machine under conditions of a molding temperature of 200 ° C. and a mold temperature of 50 ° C. to obtain a resin molded plate having a thickness of 1 mm.
[0033]
Reference example 2
A resin molded plate was produced in the same manner as in Reference Example 1 using the resin fine particles obtained in Comparative Example 4.
Each molded plate obtained in Reference Example 1 and Reference Example 2 was visually evaluated for coloring and appearance.
As a result, foaming was observed in the molded plate obtained in Reference Example 2, whereas no appearance defects such as foaming and silver streaks were observed in the molded plate obtained in Reference Example 1.
From this, the resin fine particles obtained by the method of the present invention are not colored when melted at a high temperature as compared with the resin fine particles obtained by the conventional method, and the molded product obtained using the resin fine particles of the present invention has It turned out that there was no appearance defect.
[0034]
【The invention's effect】
According to the method of the present invention, resin fine particles having an average particle diameter of 0.5 to 5 μm can be produced by a simple operation without using a special additive. The resin fine particles obtained by the method of the present invention can be used for applications such as a matting agent for paints, a light diffusing agent, a slipperiness imparting agent for cosmetics, and a toner.

Claims (2)

重合性単量体および重合開始剤を含む重合性単量体成分と臨界ミセル濃度以上の界面活性剤を含む水溶液とからなる混合液を攪拌して液滴径5μm以下のエマルションを調製し、このエマルションに分散安定剤を含む水溶液を加えて界面活性剤の濃度を臨界ミセル濃度未満とした後、懸濁重合することを特徴とする樹脂微粒子の製造方法。An emulsion having a droplet diameter of 5 μm or less is prepared by stirring a mixed solution composed of a polymerizable monomer component containing a polymerizable monomer and a polymerization initiator and an aqueous solution containing a surfactant having a critical micelle concentration or higher. A method for producing resin fine particles, characterized in that an aqueous solution containing a dispersion stabilizer is added to an emulsion so that the concentration of the surfactant is less than the critical micelle concentration, followed by suspension polymerization. 製造される樹脂粒子の重量平均粒子径が0.5〜5μmである請求項1に記載の製造方法。The production method according to claim 1, wherein the resin particles to be produced have a weight average particle diameter of 0.5 to 5 μm.
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