JP4157123B2 - Emulsifier for emulsion polymerization, method for producing polymer emulsion, and polymer emulsion - Google Patents

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本発明は乳化重合する際に用いられる乳化重合用乳化剤、該乳化重合用乳化剤を使用したポリマーエマルションの製造方法、及び該製造方法により得られうるポリマーエマルションに関する。   The present invention relates to an emulsifier for emulsion polymerization used in emulsion polymerization, a method for producing a polymer emulsion using the emulsifier for emulsion polymerization, and a polymer emulsion obtainable by the production method.

従来、ノニオン性の乳化重合用乳化剤としては、ノニルフェノールやオクチルフェノールにアルキレンオキサイドを付加したポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルや高級アルコールにアルキレンオキサイドを付加したポリオキシアルキレンアルキルエーテルが単独あるいは併用で使用されているが、ポリマーエマルションの安定性、また該エマルションから得られたポリマーフィルムの性質等は、必ずしも充分に満足し得るものではなく、多くの解決すべき問題点が残されている。   Conventionally, as nonionic emulsifiers for emulsion polymerization, polyoxyalkylene alkylphenyl ethers obtained by adding alkylene oxide to nonylphenol or octylphenol and polyoxyalkylene alkyl ethers obtained by adding alkylene oxide to higher alcohols are used alone or in combination. However, the stability of the polymer emulsion and the properties of the polymer film obtained from the emulsion are not always satisfactory, and many problems to be solved remain.

例えば、エマルションの重合安定性、得られたエマルションの機械安定性、化学安定性、凍結融解安定性、顔料混和性、貯蔵安定性等の問題が挙げられる。特に、機械的安定性については、改善すべき問題点が残されている。   Examples thereof include problems such as polymerization stability of the emulsion, mechanical stability of the obtained emulsion, chemical stability, freeze-thaw stability, pigment miscibility, and storage stability. In particular, the mechanical stability remains a problem to be improved.

さらに、エマルションからポリマーフィルムを作成した際、使用した乳化剤が遊離の状態でポリマーフィルム中に残留するため、フィルムの耐水性、接着性が劣る等の問題を生じている。また、エマルションを塩析または酸析等の手段によって破壊し、ポリマーを取り出す際、排水中に多くの乳化剤が含有され、河川汚濁などの環境汚染の原因となるため、乳化剤の除去処理に多大の労力が必要となっている。   Furthermore, when a polymer film is prepared from the emulsion, the used emulsifier remains in the polymer film in a free state, causing problems such as poor water resistance and adhesion of the film. In addition, when the emulsion is broken down by means such as salting out or aciding out and the polymer is taken out, a large amount of emulsifier is contained in the waste water, which causes environmental pollution such as river pollution. Labor is needed.

このような観点から従来の乳化重合用乳化剤の問題点を改善するため、反応基として共重合性の不飽和基を有し、親水基としてポリオキシアルキレン鎖を持った反応性乳化剤が数多く提案され、各種モノマーについて乳化重合が試みられている。これらの反応性乳化剤を乳化剤として使用したエマルションは重合時の安定性が良く、また、該エマルションから得られたポリマーフィルムは耐水性、接着性、耐熱性、耐候性において優れた性能を示すものである(例えば、特許文献1〜4)。   From this point of view, in order to improve the problems of conventional emulsifiers for emulsion polymerization, many reactive emulsifiers having a copolymerizable unsaturated group as a reactive group and a polyoxyalkylene chain as a hydrophilic group have been proposed. Emulsion polymerization has been attempted for various monomers. Emulsions using these reactive emulsifiers as emulsifiers have good stability during polymerization, and polymer films obtained from the emulsions exhibit excellent performance in water resistance, adhesiveness, heat resistance, and weather resistance. Yes (for example, Patent Documents 1 to 4).

しかしながら、このようなアルキレンオキサイドから誘導される反応性乳化剤の問題点として、未反応のアルキレンオキサイドが製品中に残存すること、副生成物として発がん性や刺激性の高い物質が発生することが挙げられる。例えば、合成時の有害なジオキサンの生成や、アルキレンオキサイド鎖の酸化分解により有害性のアルデヒド類を生成することが知られており、シックハウス症候群やVOC(揮発性有機化合物)問題が騒がれる近年、アルデヒド等を含む乳化重合用乳化剤をエマルションの製造に用いるのは好ましくない。
特開平8−41112号公報 特開平4−50204号公報 特開昭63−319035号公報 特開昭62−104802号公報
However, problems with reactive emulsifiers derived from such alkylene oxides include the fact that unreacted alkylene oxide remains in the product, and substances that are highly carcinogenic or irritating as by-products. It is done. For example, it is known that harmful dioxane is generated during synthesis and toxic aldehydes are generated by oxidative decomposition of alkylene oxide chains. In recent years, sick house syndrome and VOC (volatile organic compound) problems are noisy. It is not preferable to use an emulsifier for emulsion polymerization containing aldehyde or the like in the production of the emulsion.
Japanese Patent Laid-Open No. 8-41112 Japanese Patent Laid-Open No. 4-50204 JP-A-63-319035 JP 62-104802 A

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は親水基としてポリオキシアルキレン鎖を持たず、乳化重合時の安定性を良好なものとし、しかも、ポリマー及びポリマーフィルムの耐水性、接着性、及び耐熱性、耐候性が著しく改善された反応性乳化重合用乳化剤を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is not to have a polyoxyalkylene chain as a hydrophilic group, to improve stability during emulsion polymerization, and to prevent water resistance of polymers and polymer films. An object of the present invention is to provide an emulsifier for reactive emulsion polymerization in which the properties, adhesiveness, heat resistance and weather resistance are remarkably improved.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、共重合性を有する不飽和基としてアリル基を有し、親水基部分がポリグリセリンである乳化重合用乳化剤が適していることを見出し、本発明に到達したものである。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that an emulsifier for emulsion polymerization having an allyl group as an unsaturated group having copolymerizability and a hydrophilic group portion being polyglycerin is suitable. The present invention has been found and reached the present invention.

すなわち、本発明は、下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする乳化重合用乳化剤である。

Figure 0004157123
That is, this invention is an emulsifier for emulsion polymerization characterized by containing the compound represented by following General formula (1).
Figure 0004157123

(式中、R は炭素数6から30のアルキル基またはアルケニル基、Rは水素原子またはメチル基であり、nは1〜200である。また、X及びX水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、2級ブチル基、ターシャリブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、2級ペンチル基、ネオペンチル基、ターシャリペンチル基、ヘキシル基、2級ヘキシル基、ヘプチル基、2級ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、2級オクチル基、ノニル基、2級ノニル基、デシル基、2級デシル基、ウンデシル基、2級ウンデシル基、ドデシル基、2級ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、2級トリデシル基、テトラデシル基、2級テトラデシル基、ヘキサデシル基、2級ヘキサデシル基、ステアリル基、イコシル基、ドコシル基、テトラコシル基、トリアコンチル基、2−ブチルオクチル基、2−ブチルデシル基、2−ヘキシルオクチル基、2−ヘキシルデシル基、2−オクチルデシル基、2−ヘキシルドデシル基、2−オクチルドデシル基、2−デシルテトラデシル基、2−ドデシルヘキサデシル基、2−ヘキサデシルオクタデシル基、2−テトラデシルオクタデシル基、及びモノメチル分枝−イソステアリル基から選択された1種又は2種以上の基である。) (In the formula, R 1 is an alkyl group or alkenyl group having 6 to 30 carbon atoms , R 2 is a hydrogen atom or a methyl group, and n is 1 to 200. X 1 and X 2 are a hydrogen atom , Methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, secondary butyl, tertiary butyl, pentyl, isopentyl, secondary pentyl, neopentyl, tertiary pentyl, hexyl, Secondary hexyl group, heptyl group, secondary heptyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, secondary octyl group, nonyl group, secondary nonyl group, decyl group, secondary decyl group, undecyl group, secondary undecyl group, Dodecyl, secondary dodecyl, tridecyl, isotridecyl, secondary tridecyl, tetradecyl, secondary tetradecyl, hexadecyl, secondary hex Sadecyl, stearyl, icosyl, docosyl, tetracosyl, triacontyl, 2-butyloctyl, 2-butyldecyl, 2-hexyloctyl, 2-hexyldecyl, 2-octyldecyl, 2-hexyl 1 selected from a dodecyl group, a 2-octyldodecyl group, a 2-decyltetradecyl group, a 2-dodecylhexadecyl group, a 2-hexadecyloctadecyl group, a 2-tetradecyloctadecyl group, and a monomethyl branched-isostearyl group Species or two or more groups .)

本発明の乳化重合用乳化剤は、前記一般式(1)で表される化合物と、該化合物以外の他のノニオン界面活性剤及びアニオン界面活性剤及びカチオン界面活性剤の群から選ばれた少なくとも1種類の界面活性剤との混合物であっても良い。   The emulsifier for emulsion polymerization of the present invention is at least one selected from the group consisting of the compound represented by the general formula (1) and other nonionic surfactants, anionic surfactants and cationic surfactants other than the compounds. It may be a mixture with various types of surfactants.

また、本発明のポリマーエマルションの製造方法は、アクリルモノマー、芳香族モノマー、ビニルエステルモノマー、ハロゲン化オレフィンモノマー、共役ジオレフィンモノマー、エチレン、無水マレイン酸及びマレイン酸メチルから選択された1種又は2種以上のモノマーに対して前記の乳化重合用乳化剤を0.1〜20重量%の量で使用し、水性媒体中で前記モノマーを重合させる、または前記モノマー重合後のポリマーに添加することにある。 In addition, the method for producing the polymer emulsion of the present invention may be one or two selected from acrylic monomers, aromatic monomers, vinyl ester monomers, halogenated olefin monomers, conjugated diolefin monomers, ethylene, maleic anhydride and methyl maleate. The emulsifier for emulsion polymerization is used in an amount of 0.1 to 20% by weight with respect to more than one monomer , and the monomer is polymerized in an aqueous medium, or added to the polymer after the monomer polymerization. .

そして、本発明のポリマーエマルションは、前記のポリマーエマルションの製造方法により得られうるものである。   And the polymer emulsion of this invention can be obtained by the manufacturing method of the said polymer emulsion.

本発明の乳化重合用乳化剤は、下記一般式(1)で表される化合物を含有することにある。

Figure 0004157123
The emulsifier for emulsion polymerization of the present invention is to contain a compound represented by the following general formula (1).
Figure 0004157123

上記一般式(1)の化合物において、式中Rは炭化水素基を表わす。炭化水素基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基が挙げられる。 In the compound of the general formula (1), R 1 represents a hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group and an alkenyl group.

アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、2級ブチル、ターシャリブチル、ペンチル、イソペンチル、2級ペンチル、ネオペンチル、ターシャリペンチル、ヘキシル、2級ヘキシル、ヘプチル、2級ヘプチル、オクチル、2−エチルヘキシル、2級オクチル、ノニル、2級ノニル、デシル、2級デシル、ウンデシル、2級ウンデシル、ドデシル、2級ドデシル、トリデシル、イソトリデシル、2級トリデシル、テトラデシル、2級テトラデシル、ヘキサデシル、2級ヘキサデシル、ステアリル、イコシル、ドコシル、テトラコシル、トリアコンチル、2−ブチルオクチル、2−ブチルデシル、2−ヘキシルオクチル、2−ヘキシルデシル、2−オクチルデシル、2−ヘキシルドデシル、2−オクチルドデシル、2−デシルテトラデシル、2−ドデシルヘキサデシル、2−ヘキサデシルオクタデシル、2−テトラデシルオクタデシル、モノメチル分枝−イソステアリル基等が挙げられる。   Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, secondary butyl, tertiary butyl, pentyl, isopentyl, secondary pentyl, neopentyl, tertiary pentyl, hexyl, secondary hexyl, heptyl, 2 Secondary heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, secondary octyl, nonyl, secondary nonyl, decyl, secondary decyl, undecyl, secondary undecyl, dodecyl, secondary dodecyl, tridecyl, isotridecyl, secondary tridecyl, tetradecyl, secondary tetradecyl Hexadecyl, secondary hexadecyl, stearyl, icosyl, docosyl, tetracosyl, triacontyl, 2-butyloctyl, 2-butyldecyl, 2-hexyloctyl, 2-hexyldecyl, 2-octyldecyl, 2-hexyldecyl, - octyldodecyl, 2-decyltetradecyl, 2-dodecyl-hexadecyl, 2-hexadecyl octadecyl, 2-tetradecyl-octadecyl, monomethyl branched - and the like isostearyl group.

アルケニル基としては、例えば、ビニル、アリル、プロペニル、ブテニル、イソブテニル、ペンテニル、イソペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネニル、デセニル、ウンデセニル、ドデセニル、テトラデセニル、オレイル等が挙げられる。   Examples of the alkenyl group include vinyl, allyl, propenyl, butenyl, isobutenyl, pentenyl, isopentenyl, hexenyl, heptenyl, octenyl, nonenyl, decenyl, undecenyl, dodecenyl, tetradecenyl, oleyl and the like.

また、Rは上記に記載の炭化水素基を2種類以上含んでいても良い。 R 1 may contain two or more types of the hydrocarbon groups described above.

さらに、一般式(1)において、Rは炭素数6から30のアルキル基またはアルケニル基であることが好ましい。 Further, in the general formula (1), R 1 is preferably an alkyl group or alkenyl group having 6 to 30 carbon atoms.

通常、Rはα−オレフィンエポキサイドからエポキシド部分を除いた残基である。工業的に製造されるα−オレフィンエポキサイドとしては、ダイセル化学工業社製のAOEシリーズ、大日本インキ化学工業社製のエポサイザーシリーズ、ARKEMA社製のVikoloxシリーズなどがある。これらは商業生産上好適に使用できる原料の一例である。また、これらを2種類以上配合して使用することも可能である。 R 1 is usually a residue obtained by removing an epoxide moiety from an α-olefin epoxide. Industrially produced α-olefin epoxides include AOE series manufactured by Daicel Chemical Industries, Eposizer series manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, and Vikolox series manufactured by ARKEMA. These are examples of raw materials that can be suitably used for commercial production. Moreover, it is also possible to mix and use two or more of these.

一般式(1)において、Rは水素原子またはメチル基であり、X、Xは水素原子または上記に記載の炭化水素基である。また、nは1〜200で、好ましくは2〜50である。 In the general formula (1), R 2 is a hydrogen atom or a methyl group, and X 1 and X 2 are a hydrogen atom or the hydrocarbon group described above. N is 1 to 200, preferably 2 to 50.

また、一般式(1)のポリグリセリン部分は直鎖状に繋がっていても良く、図1に示すように樹状に繋がっているものでも良い。   Moreover, the polyglycerin part of General formula (1) may be connected in linear form, and may be connected in dendritic form as shown in FIG.

本発明の乳化重合用乳化剤は、炭化水素基部分とポリグリセリン部分のモル比が、1:1〜5:1で含まれているのが有利である。   In the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention, it is advantageous that the molar ratio of the hydrocarbon group portion to the polyglycerin portion is 1: 1 to 5: 1.

[乳化重合用乳化剤の合成方法]
本発明の乳化重合用乳化剤を得るための反応条件は特に限定されるものではなく、例えば、α−オレフィンエポキシとアリルアルコールまたはメタリルアルコールを触媒存在下反応させた後、得られた反応組成物にポリグリセリン部分を導入して、本発明の乳化重合用乳化剤を得ることができる。また、必要に応じ公知の方法で精製を行っても良い。
[Synthesis Method of Emulsifier for Emulsion Polymerization]
The reaction conditions for obtaining the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention are not particularly limited. For example, the reaction composition obtained after reacting α-olefin epoxy with allyl alcohol or methallyl alcohol in the presence of a catalyst. By introducing a polyglycerin moiety into the emulsion, the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention can be obtained. Moreover, you may refine | purify by a well-known method as needed.

反応性基を持った疎水基部分へのポリグリセリンの導入は、ポリグリセリンアルキルエーテルの公知の製造方法を適用することにより可能である。ポリグリセリンアルキルエーテルの製造方法は、例えば、特開2001−114720号公報、特開2000−38365号公報、特開平9−188755号公報、特開平6−293688号公報において開示されている方法によることができる。   Polyglycerin can be introduced into the hydrophobic group having a reactive group by applying a known production method of polyglycerin alkyl ether. The production method of polyglycerin alkyl ether is, for example, according to the method disclosed in JP 2001-114720 A, JP 2000-38365 A, JP 9-188755 A, JP 6-293688 A. Can do.

[乳化重合用モノマー]
本発明の乳化重合用乳化剤を用いた乳化重合に適用されうるモノマーとしては各種のものを挙げることができ、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、アクリロニトリル、アクリルアミド、アクリル酸ヒドロキシエステル等のアクリル系モノマー、例えば、スチレン、ジビニルベンゼン等の芳香族モノマー、酢酸ビニル等のビニルエステル系モノマー、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化オレフィンモノマー、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等の共役系ジオレフィン系モノマー等の他、エチレン、無水マレイン酸、マレイン酸メチル等がある。本発明の乳化重合用乳化剤は、上記モノマーの1種または2種以上の乳化重合または懸濁重合に利用できる。
[Emulsion polymerization monomer]
Examples of the monomer that can be applied to the emulsion polymerization using the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention include various monomers such as acrylic acid, methyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and methyl methacrylate. Acrylic monomers such as acrylonitrile, acrylamide, and acrylic acid hydroxy ester, aromatic monomers such as styrene and divinylbenzene, vinyl ester monomers such as vinyl acetate, halogenated olefin monomers such as vinyl chloride and vinylidene chloride, butadiene, In addition to conjugated diolefin monomers such as isoprene and chloroprene, there are ethylene, maleic anhydride, methyl maleate and the like. The emulsifier for emulsion polymerization of the present invention can be used for emulsion polymerization or suspension polymerization of one or more of the above monomers.

[重合条件]
本発明の乳化重合用乳化剤を使用した乳化重合反応において使用される重合開始剤は従来から公知のものでよく、例えば、過酸化水素、過硫酸カリウム、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド等が利用できる。また、重合促進剤としては、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第1鉄アンモニウム等が使用できる。また、連鎖移動剤として、α−メチルスチレンダイマー、n−ブチルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンなどのメルカプタン類、四塩化炭素、四臭化炭素などのハロゲン化炭化水素などを用いてもよい。
[Polymerization conditions]
The polymerization initiator used in the emulsion polymerization reaction using the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention may be a conventionally known one, such as hydrogen peroxide, potassium persulfate, azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, etc. Is available. As the polymerization accelerator, sodium bisulfite, ferrous ammonium sulfate, and the like can be used. Further, as a chain transfer agent, mercaptans such as α-methylstyrene dimer, n-butyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride and carbon tetrabromide may be used.

本発明の乳化重合用乳化剤の使用量は、通常、全モノマーに対して0.1〜20.0重量%が適当である。なお、より好ましくは、0.2〜10.0重量%が適当である。   The amount of the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention is usually 0.1 to 20.0% by weight based on the total monomers. In addition, More preferably, 0.2-10.0 weight% is suitable.

本発明の乳化重合用乳化剤は、それ単独でも乳化重合を良好に完結しうるが、さらに他のノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤及びカチオン界面活性剤を併用してもよく、これにより乳化重合時の重合安定性が向上し、また後工程における処理特性を向上させることができる。   The emulsifier for emulsion polymerization of the present invention alone can satisfactorily complete the emulsion polymerization, but other nonionic surfactants, anionic surfactants and cationic surfactants may be used in combination, thereby emulsion polymerization. The polymerization stability at the time can be improved, and the processing characteristics in the subsequent process can be improved.

かかる他のノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤及びカチオン界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、ノニオン界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、脂肪酸ポリエチレングリコールエーテル、ソルビタン脂肪酸エステルなどが挙げられ、アニオン界面活性剤としては、脂肪酸セッケン、ロジン酸セッケン、アルキルスルホン酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアリール硫酸塩などが挙げられ、カチオン界面活性剤としてはステアリルトリメチルアンモニウム、セチルトリメチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウムなどが挙げられる。その使用量としては、本発明の乳化重合用乳化剤100部に対して、0.5〜100重量部含まれることが好ましく、より好ましくは5〜60重量部である。さらに好ましくは10〜30重量部である。   Such other nonionic surfactants, anionic surfactants and cationic surfactants are not particularly limited. For example, nonionic surfactants include polyoxyalkylene alkyl phenyl ether, polyoxyalkylene alkyl ether, fatty acid polyethylene glycol ether. And anionic surfactants include fatty acid soap, rosin acid soap, alkyl sulfonate, alkyl aryl sulfonate, alkyl sulfo succinate, polyoxyethylene alkyl sulfate, polyoxyethylene aryl Examples of the cationic surfactant include stearyl trimethyl ammonium, cetyl trimethyl ammonium, and lauryl trimethyl ammonium. The amount used is preferably 0.5 to 100 parts by weight, more preferably 5 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention. More preferably, it is 10-30 weight part.

また、乳化重合時の重合安定性を向上させる目的で公知の保護コロイド剤を併用することができる。併用できる保護コロイド剤としては、完全けん化ポリビニルアルコール(PVA)、部分けん化PVA、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ポリアクリル酸、アラビアゴムなどがある。   Moreover, a well-known protective colloid agent can be used together in order to improve the polymerization stability at the time of emulsion polymerization. Examples of protective colloid agents that can be used in combination include fully saponified polyvinyl alcohol (PVA), partially saponified PVA, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, polyacrylic acid, and gum arabic.

本発明の乳化重合用乳化剤の他の使用方法としては、ポリマーエマルションの安定性を改善するために、重合終了後のポリマーに添加し使用することができる。   As another method of using the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention, it can be added to the polymer after completion of polymerization in order to improve the stability of the polymer emulsion.

[作用、その他]
本発明の乳化重合用乳化剤は、その分子中の疎水基部分に共重合性の二重結合であるアリル基を有し、重合性モノマー、殊にビニル系モノマー等との共重合性に優れ、ポリマー組成に組み込まれやすい。そのため、共重合性の反応性乳化剤として、ポリマーエマルションから得られたポリマーフィルム中に遊離した状態で存在する乳化剤量が著しく減少し、フィルムの耐水性、接着性、耐熱性、耐候性向上に極めて優れた効果を発揮する。かつポリマーエマルションの泡立ち、機械安定性等が著しく改善される。
[Action, other]
The emulsifier for emulsion polymerization of the present invention has an allyl group which is a copolymerizable double bond in the hydrophobic group part of the molecule, and is excellent in copolymerizability with a polymerizable monomer, particularly a vinyl monomer, Easy to incorporate into polymer composition. Therefore, as a copolymerizable reactive emulsifier, the amount of the emulsifier present in the polymer film obtained from the polymer emulsion is remarkably reduced, and the water resistance, adhesiveness, heat resistance and weather resistance of the film are greatly improved. Exhibits excellent effects. In addition, foaming and mechanical stability of the polymer emulsion are remarkably improved.

さらに、ジオキサンやアルデヒド類などの有害物質を含まないポリマーエマルションを得ることができる。   Furthermore, a polymer emulsion free from harmful substances such as dioxane and aldehydes can be obtained.

本発明の乳化重合用乳化剤を添加して得られるポリマーエマルションは、例えば接着剤、被覆剤、含浸補強剤等として、木材、金属、紙、布、その他コンクリートなどに適用することができる。また、エマルションあるいはラテックスから取り出したポリマーは樹脂、ゴム、ポリマーの改質剤等に使用することができる。   The polymer emulsion obtained by adding the emulsifier for emulsion polymerization of the present invention can be applied to wood, metal, paper, cloth, other concrete, etc. as, for example, an adhesive, a coating agent, and an impregnation reinforcing agent. The polymer taken out from the emulsion or latex can be used as a resin, rubber, polymer modifier or the like.

以下、実施例および比較例により本発明の実施様態につき述べるが、これにより本発明は何ら限定されるものではない。なお、文中「部」は特に記載がない限り重量基準である。   Hereinafter, although an embodiment of the present invention is described by an example and a comparative example, the present invention is not limited at all by this. In the text, “parts” are based on weight unless otherwise specified.

〈製造例1〉
撹拌機、窒素導入管、及び温度計を備えた反応器にアリルアルコール87部、触媒として三フッ化ホウ素エーテル錯体を仕込み、炭素数12、14のα−オレフィンエポキシド(AOE X24、ダイセル化学工業(株)製)196部を滴下し、80℃にて5時間撹拌反応を行った。次に、120℃に昇温し、減圧により過剰のアリルアルコールを除去した。次に、得られた反応組成物に触媒として水酸化カリウムを加え120℃でグリシドール370部を1時間かけて滴下し、さらに2時間撹拌した。最後に、上記の反応で得られたポリグリセリン付加体に水を加え陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を通過させ脱塩した後、減圧脱水して本発明品の乳化重合用乳化剤Aを得た。
<Production Example 1>
A reactor equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, and a thermometer was charged with 87 parts of allyl alcohol and boron trifluoride ether complex as a catalyst, and an α-olefin epoxide having 12 or 14 carbon atoms (AOE X24, Daicel Chemical Industries ( 196 parts) were added dropwise, and the reaction was stirred at 80 ° C. for 5 hours. Next, the temperature was raised to 120 ° C., and excess allyl alcohol was removed by decompression. Next, potassium hydroxide was added as a catalyst to the obtained reaction composition, and 370 parts of glycidol was added dropwise at 120 ° C. over 1 hour, followed by further stirring for 2 hours. Finally, water is added to the polyglycerin adduct obtained in the above reaction to pass through a cation exchange resin and an anion exchange resin for desalting, followed by dehydration under reduced pressure to obtain an emulsifier A for emulsion polymerization according to the present invention. It was.

〈製造例2〉
撹拌機、窒素導入管、及び温度計を備えた反応器にアリルアルコール87部、触媒として水酸化カリウムを仕込み、炭素数12、14のα−オレフィンエポキシド(エポサイザー M−24、大日本インキ化学工業(株)製)196部を滴下し、80℃にて5時間撹拌反応を行った。次に、120℃に昇温し、減圧により過剰のアリルアルコールを除去した。次に、得られた反応組成物を120℃でグリシドール740部を1時間かけて滴下し、さらに2時間撹拌した。最後に、上記の反応で得られたポリグリセリン付加体に水を加え陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂を通過させ脱塩した後、減圧脱水して本発明品の乳化重合用乳化剤Bを得た。
<Production Example 2>
A reactor equipped with a stirrer, a nitrogen inlet tube, and a thermometer was charged with 87 parts of allyl alcohol and potassium hydroxide as a catalyst, and an α-olefin epoxide having 12 or 14 carbon atoms (Eposizer M-24, Dainippon Ink & Chemicals, Inc.). 196 parts) were added dropwise, and stirred at 80 ° C. for 5 hours. Next, the temperature was raised to 120 ° C., and excess allyl alcohol was removed by decompression. Next, 740 parts of glycidol was added dropwise at 120 ° C. over 1 hour and the mixture was further stirred for 2 hours. Finally, water is added to the polyglycerin adduct obtained by the above reaction to pass through a cation exchange resin and an anion exchange resin for desalting, followed by dehydration under reduced pressure to obtain an emulsifier B for emulsion polymerization according to the present invention. It was.

〈製造例3〉
製造例2の方法に準じて、グリシドールを1480部とした以外は同様の条件で反応、精製して本発明品の乳化重合用乳化剤Cを得た。
<Production Example 3>
According to the method of Production Example 2, the reaction and purification were performed under the same conditions except that 1480 parts of glycidol was used, to obtain an emulsifier C for emulsion polymerization according to the present invention.

〈製造例4〉
撹拌機、窒素導入管、及び温度計を備えた反応器にメタリルアルコール108部、触媒として水酸化カリウムを仕込み、炭素数14のα−オレフィンエポキシド(Vikolox14、ALKEMA社製)212部を滴下し、80℃にて5時間撹拌反応を行った。次に、120℃に昇温し、減圧により過剰のメタリルアルコールを除去した。次に、得られた反応組成物を120℃でグリシドール2960部を1時間かけて滴下し、さらに2時間撹拌した。最後に、上記の反応で得られたポリグリセリン付加体に硫酸を加え中和、脱水した後、析出物を濾別して本発明品の乳化重合用乳化剤Dを得た。
<Production Example 4>
A reactor equipped with a stirrer, a nitrogen inlet tube, and a thermometer was charged with 108 parts of methallyl alcohol and potassium hydroxide as a catalyst, and 212 parts of an α-olefin epoxide having 14 carbon atoms (Vikolox14, manufactured by ALKEMA) was dropped. The reaction was stirred at 80 ° C. for 5 hours. Next, the temperature was raised to 120 ° C., and excess methallyl alcohol was removed by decompression. Next, 2960 parts of glycidol was added dropwise at 120 ° C. over 1 hour and the mixture was further stirred for 2 hours. Finally, sulfuric acid was added to the polyglycerin adduct obtained by the above reaction for neutralization and dehydration, and then the precipitate was filtered to obtain an emulsifier D for emulsion polymerization of the present invention.

〈製造例5〉
製造例2の方法に準じて、炭素数16、18のα−オレフィンエポキシド(エポサイザー M−68、大日本インキ化学工業(株)製)252部、またグリシドールを4440部とした以外は同様の条件で反応、精製して本発明品の乳化重合用乳化剤Eを得た。
<Production Example 5>
According to the method of Production Example 2, the same conditions except that 252 parts of an α-olefin epoxide having 16 and 18 carbon atoms (Eposizer M-68, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) and 4440 parts of glycidol were used. To obtain an emulsifier E for emulsion polymerization of the present invention.

〈製造例6〉
製造例4の方法に準じて、炭素数16、18のα−オレフィンエポキシド(AOE X68、ダイセル化学工業(株)製)252部、またグリシドールを7400部とした以外は同様の条件で反応、中和して本発明品の乳化重合用乳化剤Fを得た。
<Production Example 6>
According to the method of Production Example 4, the reaction was carried out under the same conditions except that 252 parts of an α-olefin epoxide having 16 and 18 carbon atoms (AOE X68, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) and 7400 parts of glycidol were used. Emulsifier F for emulsion polymerization of the product of the present invention was obtained by summing.

〈製造例7〉
製造例1の方法に準じて、炭素数12〜14の分岐型α−オレフィンエポキシド198部、またグリシドールを1480部とした以外は同様の条件で反応、精製して本発明品の乳化重合用乳化剤Gを得た。
<Production Example 7>
According to the method of Production Example 1, an emulsifier for emulsion polymerization of the product of the present invention by reaction and purification under the same conditions except that 198 parts of a branched α-olefin epoxide having 12 to 14 carbon atoms and 1480 parts of glycidol were used. G was obtained.

〈製造例8〉
製造例4の方法に準じて、炭素数16の分岐型α−オレフィンエポキシド240部、またグリシドールを2960部とした以外は同様の条件で反応、中和して本発明品の乳化重合用乳化剤Hを得た。
<Production Example 8>
According to the method of Production Example 4, emulsifier H for emulsion polymerization of the present invention by reacting and neutralizing under the same conditions except that 240 parts of branched α-olefin epoxide having 16 carbon atoms and 2960 parts of glycidol were used. Got.

〈実施例及び比較例〉
実施例及び比較例に用いた乳化重合用乳化剤は表1の通りである。比較品A〜Fは表1に示す化学構造を有するエチレンオキサイドを付加した従来の乳化重合用乳化剤である。
<Examples and Comparative Examples>
Table 1 shows emulsifiers for emulsion polymerization used in Examples and Comparative Examples. Comparative products A to F are conventional emulsifiers for emulsion polymerization to which ethylene oxide having the chemical structure shown in Table 1 is added.

Figure 0004157123
Figure 0004157123

〈使用例1〉
アクリル酸ブチル100部、スチレン100部、イオン交換水290部および乳化重合用乳化剤10部を混合して混合モノマー乳濁液を調製し、窒素ガスにて溶存酸素を除去した。次に攪拌機、還流冷却器、温度計および滴下漏斗を備えた反応器に、上記混合モノマー乳濁液を100部仕込み、80℃に昇温し、過硫酸カリウム0.5部を加えて先行重合させた。次いで、重合開始10分後より3時間かけて、残りの混合モノマー乳濁液400部を滴下して重合させた。さらに、続けて重合温度にて2時間熟成した後、冷却してポリマーエマルションを得た。
<Usage example 1>
A mixed monomer emulsion was prepared by mixing 100 parts of butyl acrylate, 100 parts of styrene, 290 parts of ion-exchanged water and 10 parts of an emulsifier for emulsion polymerization, and dissolved oxygen was removed with nitrogen gas. Next, a reactor equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer and a dropping funnel was charged with 100 parts of the above mixed monomer emulsion, heated to 80 ° C., and 0.5 parts of potassium persulfate was added for prepolymerization. I let you. Next, over 10 hours after 10 minutes from the start of polymerization, 400 parts of the remaining mixed monomer emulsion was added dropwise for polymerization. Further, after aging for 2 hours at the polymerization temperature, the mixture was cooled to obtain a polymer emulsion.

使用した乳化重合用乳化剤は表2に示す通りである。また、乳化重合用乳化剤の内10重量%を併用アニオン性乳化剤としてラウリル硫酸エステルナトリウム塩を用いた。   The emulsifiers for emulsion polymerization used are as shown in Table 2. Further, 10% by weight of the emulsifier for emulsion polymerization was used as a combined anionic emulsifier, and lauryl sulfate sodium salt was used.

使用した乳化重合用乳化剤のジオキサン及びホルムアルデヒドの含有量及び、得られたポリマーエマルションについて、重合安定性、機械安定性、粒子径、起泡性、フィルムの光沢性をそれぞれ評価した。評価方法は以下の通りである。結果は表2に示す。   The contents of dioxane and formaldehyde as the emulsifier for emulsion polymerization used, and the obtained polymer emulsion were evaluated for polymerization stability, mechanical stability, particle diameter, foamability, and gloss of the film. The evaluation method is as follows. The results are shown in Table 2.

[ジオキサン及びホルムアルデヒドの含有量]
乳化重合用乳化剤に含まれるジオキサンをGC、ホルムアルデヒドをアセチルアセトン法を用い吸光光度法で定量を行った。結果、ジオキサン量が、1ppm未満:○、1〜10ppm:△、10ppm以上:×、ホルムアルデヒド量が、1ppm未満:○、1〜10ppm:△、10ppm以上:×、として示した。
[Contents of dioxane and formaldehyde]
The dioxane contained in the emulsifier for emulsion polymerization was determined by spectrophotometry using GC and formaldehyde using the acetylacetone method. As a result, the dioxane amount was shown as less than 1 ppm: ○, 1-10 ppm: Δ, 10 ppm or more: ×, and the formaldehyde amount was less than 1 ppm: ○, 1-10 ppm: Δ, 10 ppm or more: ×.

[重合安定性]
重合後のポリマーエマルションを80メッシュの濾布を用いて濾過し、濾布上の残渣を水洗後、乾燥し、その重量をエマルションの固形分に対し%で表示した。
[Polymerization stability]
The polymer emulsion after polymerization was filtered using an 80-mesh filter cloth, and the residue on the filter cloth was washed with water and dried, and the weight was expressed as a percentage of the solid content of the emulsion.

[機械安定性]
ポリマーエマルション50gをマーロン型試験器にて荷重10Kg、回転数1000rpmで5分間撹拌し、生成した凝集物を80メッシュの金網で濾過し、残渣を水洗後、乾燥し、その重量をエマルションの固形分に対し%で表示した。
[Machine stability]
50 g of the polymer emulsion was stirred for 5 minutes at a load of 10 kg at a rotation speed of 1000 rpm with a Marlon type tester, the resulting agglomerate was filtered through an 80-mesh wire mesh, the residue was washed with water and dried, and its weight was determined as the solid content of the emulsion. In%.

[粒子径]
動的光散乱式粒度分布測定装置(日機装製 MICROTRAC UPA 9340)にて測定し、μmで表示した。
[Particle size]
It measured with the dynamic light-scattering type particle size distribution measuring apparatus (MICROTRAC UPA 9340 made by Nikkiso) and displayed in μm.

[起泡性]
エマルションを水で2倍希釈し、100mlネスラー管に30cc入れ、30回倒立させてから静置5分後における泡の量を測定し、mlで表示した。
[Foaming]
The emulsion was diluted 2 times with water, put in 30 cc into a 100 ml Nessler tube, inverted 30 times, and then measured for the amount of foam 5 minutes after standing, and expressed in ml.

[フィルムの光沢性]
ガラスプレート上に0.5mm(wet)のエマルション膜を作り、室温で24時間放置してフィルムを作成した。このフィルムの光沢性を目視にて、○(優)、△(可)、×(不可)の3段階で評価した。
[Glossiness of film]
A 0.5 mm (wet) emulsion film was formed on a glass plate and allowed to stand at room temperature for 24 hours to prepare a film. The glossiness of this film was visually evaluated in three stages: ○ (excellent), Δ (possible), and × (impossible).

Figure 0004157123
Figure 0004157123

〈使用例2〉
攪拌機、還流冷却器、温度計および滴下漏斗を備えた反応器に、イオン交換水135部、緩衝剤として炭酸水素ナトリウム0.5部を仕込み、80℃まで昇温させ、窒素ガスにて水中の溶存酸素を除去した。これとは別にメタクリル酸メチル75部、アクリル酸エチル171部、アクリル酸4部、乳化重合用乳化剤8部、イオン交換水110部とを混合して、モノマーエマルションを調製した。次に、上記で調製したモノマーエマルション40部を一括して上記反応容器に添加し、10分間撹拌後、重合開始剤である過硫酸アンモニウム0.5部を加え、10分間撹拌した。次に残りのモノマーエマルションを3時間かけて滴下して重合反応を行い、40℃まで冷却後、アンモニア水でpH8〜9に調整してポリマーエマルションを得た。
<Usage example 2>
A reactor equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer and dropping funnel was charged with 135 parts of ion-exchanged water and 0.5 part of sodium bicarbonate as a buffering agent, heated to 80 ° C. Dissolved oxygen was removed. Separately, 75 parts of methyl methacrylate, 171 parts of ethyl acrylate, 4 parts of acrylic acid, 8 parts of an emulsifier for emulsion polymerization, and 110 parts of ion-exchanged water were mixed to prepare a monomer emulsion. Next, 40 parts of the monomer emulsion prepared above were added all at once to the reaction vessel, and after stirring for 10 minutes, 0.5 part of ammonium persulfate as a polymerization initiator was added and stirred for 10 minutes. Next, the remaining monomer emulsion was added dropwise over 3 hours to conduct a polymerization reaction, cooled to 40 ° C., and adjusted to pH 8-9 with aqueous ammonia to obtain a polymer emulsion.

使用した乳化重合用乳化剤は表3に示す通りである。また、乳化重合用乳化剤の内10重量%を併用アニオン性乳化剤として直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を用いた。   The emulsifiers for emulsion polymerization used are as shown in Table 3. Further, 10% by weight of the emulsifier for emulsion polymerization was used as a combined anionic emulsifier, and linear alkylbenzene sulfonic acid sodium salt was used.

得られたポリマーエマルションについて、重合安定性、粒子径、VOC量、未反応乳化剤量、耐水性をそれぞれ評価した。重合安定性、粒子径の評価方法は上記と同様である。VOC量、未反応乳化剤量、耐水性評価方法は以下の通りである。結果は表3に示す。   About the obtained polymer emulsion, polymerization stability, a particle diameter, the amount of VOC, the amount of unreacted emulsifier, and water resistance were evaluated, respectively. The evaluation methods for polymerization stability and particle diameter are the same as described above. The amount of VOC, the amount of unreacted emulsifier, and the water resistance evaluation method are as follows. The results are shown in Table 3.

[VOC量]
ポリマーエマルションに含まれるVOC量をヘッドスペースGCにより測定を行った。その結果、10ppm未満:○、10〜50ppm:△、50ppm以上:×、として示した。
[VOC amount]
The amount of VOC contained in the polymer emulsion was measured by headspace GC. As a result, it showed as less than 10 ppm: (circle), 10-50 ppm: (triangle | delta), 50 ppm or more: x.

[未反応乳化剤量]
ポリマーエマルションにメタノールを加えて、ポリマーを凝固し、遠心分離処理後、その上澄みを用い、HPLC−MS法にて未反応乳化剤量を測定し、%で表示した。
[Unreacted emulsifier amount]
Methanol was added to the polymer emulsion to solidify the polymer, and after centrifugation, the amount of unreacted emulsifier was measured by HPLC-MS using the supernatant, and expressed in%.

[耐水性試験]
ガラス板上に0.5mm厚のポリマーフィルムを作製し、これを水に浸漬し、前記ポリマーフィルムを透して4.5ポイント文字が読めなくなるまでの時間を測定した。結果、300時間以上:○、300〜200時間:△、200時間未満:×、として示した。
[Water resistance test]
A polymer film having a thickness of 0.5 mm was prepared on a glass plate, immersed in water, and the time until 4.5 point characters could not be read through the polymer film was measured. The results are shown as 300 hours or more: ○, 300 to 200 hours: Δ, less than 200 hours: x.

Figure 0004157123
Figure 0004157123

〈使用例3〉
攪拌機、還流冷却器、温度計および滴下漏斗を備えた反応器に、イオン交換水250部を仕込み、80℃まで昇温させ、窒素ガスにて水中の溶存酸素を除去した。次にアクリル酸ブチル125部とアクリル酸2−エチルヘキシル125部に乳化重合用乳化剤5部を溶解させた混合モノマー液のうち50部を反応器に仕込み、次いで過硫酸アンモニウム0.5部を加えて先行重合させ、重合開始10分後より3時間かけて残りの混合モノマー液205部を滴下して重合させた。続けて重合温度にてさらに2時間熟成した後、40℃まで冷却後、アンモニア水でpH8〜9に調整してポリマーエマルションを得た。
<Usage example 3>
A reactor equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer, and a dropping funnel was charged with 250 parts of ion-exchanged water, heated to 80 ° C., and dissolved oxygen in water was removed with nitrogen gas. Next, 50 parts of a mixed monomer solution prepared by dissolving 5 parts of an emulsifier for emulsion polymerization in 125 parts of butyl acrylate and 125 parts of 2-ethylhexyl acrylate was charged into the reactor, and then 0.5 part of ammonium persulfate was added to the reactor. Polymerization was performed, and the remaining 205 parts of the mixed monomer solution was added dropwise over 3 hours from 10 minutes after the start of the polymerization. Subsequently, the mixture was further aged for 2 hours at the polymerization temperature, cooled to 40 ° C., and adjusted to pH 8-9 with aqueous ammonia to obtain a polymer emulsion.

使用した乳化重合用乳化剤は表4に示す通りである。また、乳化重合用乳化剤の内10重量%を併用アニオン性乳化剤としてポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテルリン酸エステル(EO8モル付加体)を用いた。   The emulsifiers for emulsion polymerization used are as shown in Table 4. Further, 10% by weight of the emulsifier for emulsion polymerization was used as a combined anionic emulsifier, and polyoxyethylene styrenated phenyl ether phosphate ester (EO 8 mol adduct) was used.

得られたポリマーエマルションについて、重合安定性、機械安定性、未反応乳化剤量、耐熱着色性、接着性をそれぞれ評価した。重合安定性、機械安定性、未反応乳化剤量の評価方法は上記と同様である。耐熱着色性、接着性の評価方法は以下の通りである。結果は表4に示す。   About the obtained polymer emulsion, polymerization stability, mechanical stability, the amount of unreacted emulsifier, heat-resistant coloring property, and adhesiveness were evaluated, respectively. The evaluation methods for polymerization stability, mechanical stability, and amount of unreacted emulsifier are the same as described above. The evaluation methods for heat resistant colorability and adhesiveness are as follows. The results are shown in Table 4.

[耐熱着色性]
ガラス板上に0.5mm厚のポリマーフィルムを作製し、200℃に調整した熱風乾燥器内で30分間熱処理して、ポリマーフィルムの着色を目視で観察した。結果、全く着色が認められない:○、淡い黄色に着色している:△、濃い褐色に着色している:×、として示した。
[Heat resistant coloring]
A polymer film having a thickness of 0.5 mm was prepared on a glass plate, heat-treated for 30 minutes in a hot air drier adjusted to 200 ° C., and coloring of the polymer film was visually observed. As a result, no coloration was observed: ○, pale yellow coloration: Δ, dark brown coloration: x.

[接着性]
5cm幅に切ったPETフィルム上にエマルションを25μm(dry)の厚さに塗工し、熱処理した後SUS板に貼り付け、ローラ圧着する。接着面が5cm×5cmとなるようにフィルムを剥がし、フィルムの端に200gの重りを吊り下げて剥がれるまでの時間(秒)を測定した。
[Adhesiveness]
The emulsion is applied to a thickness of 25 μm (dry) on a PET film cut to a width of 5 cm, heat-treated, then attached to a SUS plate, and roller-pressed. The film was peeled off so that the adhesive surface was 5 cm × 5 cm, and a time (second) until the film was peeled off by hanging a weight of 200 g on the edge of the film was measured.

Figure 0004157123
Figure 0004157123

〈使用例4〉
攪拌機、還流冷却器、温度計および滴下漏斗を備えた反応器に、イオン交換水131部、緩衝剤として炭酸水素ナトリウム0.5部を仕込み、70℃まで昇温させ、窒素ガスにて水中の溶存酸素を除去した。これとは別に酢酸ビニル250部、乳化重合用乳化剤8部、イオン交換水110部とを混合して、モノマーエマルションを調製した。次に、上記で調製したモノマーエマルション40部を一括して上記反応容器に添加し、10分間撹拌後、重合開始剤である過硫酸アンモニウム0.5部を加え、10分間撹拌した。次に残りのモノマーエマルションを3時間かけて滴下して重合反応を行い、40℃まで冷却後、アンモニア水でpH8〜9に調整してポリマーエマルションを得た。
<Usage example 4>
A reactor equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer and dropping funnel was charged with 131 parts of ion-exchanged water and 0.5 part of sodium bicarbonate as a buffering agent, heated to 70 ° C. Dissolved oxygen was removed. Separately, 250 parts of vinyl acetate, 8 parts of an emulsifier for emulsion polymerization, and 110 parts of ion-exchanged water were mixed to prepare a monomer emulsion. Next, 40 parts of the monomer emulsion prepared above were added all at once to the reaction vessel, and after stirring for 10 minutes, 0.5 part of ammonium persulfate as a polymerization initiator was added and stirred for 10 minutes. Next, the remaining monomer emulsion was added dropwise over 3 hours to conduct a polymerization reaction, cooled to 40 ° C., and adjusted to pH 8-9 with aqueous ammonia to obtain a polymer emulsion.

使用した乳化重合用乳化剤は表5に示す通りである。   The emulsifiers for emulsion polymerization used are as shown in Table 5.

得られたポリマーエマルションについて、重合安定性、粒子径、接着性をそれぞれ評価した。重合安定性、粒子径評価方法は上記の評価方法と同様である。接着性の評価方法は以下の通りである。結果を表5に示す。   The obtained polymer emulsion was evaluated for polymerization stability, particle diameter, and adhesiveness. The polymerization stability and particle size evaluation method is the same as the above evaluation method. The evaluation method of adhesiveness is as follows. The results are shown in Table 5.

[接着性]
5cm幅に切った合板上にエマルションを25μm(dry)の厚さに塗工し、熱処理した後5cm幅の綿製の布を貼り付け、ローラ圧着する。接着面が5cm×5cmとなるように布を剥がし、剥がした布の端に1Kgの重りを吊り下げて剥がれるまでの時間(秒)を測定した。
[Adhesiveness]
The emulsion is applied to a plywood cut to a width of 5 cm to a thickness of 25 μm (dry), heat-treated, and then a 5 cm-wide cotton cloth is attached thereto, followed by roller pressure bonding. The cloth was peeled off so that the adhesion surface became 5 cm × 5 cm, and a time (second) until the piece was peeled off by hanging a 1 kg weight on the edge of the peeled cloth was measured.

Figure 0004157123
Figure 0004157123

表2〜表5の結果から、本発明にかかる乳化重合用乳化剤は、乳化剤に含まれるアルデヒドやジオキサン量が極めて少量であり、エマルションの重合安定性、機械安定性が良好であり、VOCなど有害な副生成物の発生を低減することができる。また、未反応乳化剤量が少なく、得られたポリマーエマルションのフィルム光沢性や接着性、耐水性などの諸特性が従来のノニオン界面活性剤からなる比較品の乳化剤を用いたものより優れることが分かる。   From the results of Tables 2 to 5, the emulsifier for emulsion polymerization according to the present invention has a very small amount of aldehyde and dioxane contained in the emulsifier, good polymerization stability and mechanical stability of the emulsion, and harmful such as VOC. Generation of by-products can be reduced. In addition, the amount of unreacted emulsifier is small, and it can be seen that the obtained polymer emulsion has superior properties such as film gloss, adhesion, and water resistance compared to those using a conventional nonionic surfactant emulsifier. .

本発明により得られたポリマーエマルションは、例えば接着剤、被覆剤、含浸補強剤等として、木材、金属、紙、布、その他コンクリートなどに適用することができる。また、エマルションあるいはラテックスから取り出したポリマーは樹脂、ゴム、ポリマーの改質剤等に使用することができる。   The polymer emulsion obtained by the present invention can be applied to wood, metal, paper, cloth, and other concrete as an adhesive, a coating agent, an impregnation reinforcing agent, and the like. The polymer taken out from the emulsion or latex can be used as a resin, rubber, polymer modifier or the like.

ポリグリセリン部分が樹状に繋がった1例を示す模式構造図である。It is a schematic structure figure which shows one example in which the polyglycerin part was connected in dendritic form.

Claims (4)

下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする乳化重合用乳化剤。
Figure 0004157123
(式中、R は炭素数6から30のアルキル基またはアルケニル基、Rは水素原子またはメチル基であり、nは1〜200である。また、X及びX水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、2級ブチル基、ターシャリブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、2級ペンチル基、ネオペンチル基、ターシャリペンチル基、ヘキシル基、2級ヘキシル基、ヘプチル基、2級ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、2級オクチル基、ノニル基、2級ノニル基、デシル基、2級デシル基、ウンデシル基、2級ウンデシル基、ドデシル基、2級ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、2級トリデシル基、テトラデシル基、2級テトラデシル基、ヘキサデシル基、2級ヘキサデシル基、ステアリル基、イコシル基、ドコシル基、テトラコシル基、トリアコンチル基、2−ブチルオクチル基、2−ブチルデシル基、2−ヘキシルオクチル基、2−ヘキシルデシル基、2−オクチルデシル基、2−ヘキシルドデシル基、2−オクチルドデシル基、2−デシルテトラデシル基、2−ドデシルヘキサデシル基、2−ヘキサデシルオクタデシル基、2−テトラデシルオクタデシル基、及びモノメチル分枝−イソステアリル基から選択された1種又は2種以上の基である。)
An emulsifier for emulsion polymerization comprising a compound represented by the following general formula (1).
Figure 0004157123
(In the formula, R 1 is an alkyl group or alkenyl group having 6 to 30 carbon atoms , R 2 is a hydrogen atom or a methyl group, and n is 1 to 200. X 1 and X 2 are a hydrogen atom , Methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, secondary butyl, tertiary butyl, pentyl, isopentyl, secondary pentyl, neopentyl, tertiary pentyl, hexyl, Secondary hexyl group, heptyl group, secondary heptyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, secondary octyl group, nonyl group, secondary nonyl group, decyl group, secondary decyl group, undecyl group, secondary undecyl group, Dodecyl, secondary dodecyl, tridecyl, isotridecyl, secondary tridecyl, tetradecyl, secondary tetradecyl, hexadecyl, secondary hex Sadecyl, stearyl, icosyl, docosyl, tetracosyl, triacontyl, 2-butyloctyl, 2-butyldecyl, 2-hexyloctyl, 2-hexyldecyl, 2-octyldecyl, 2-hexyl 1 selected from dodecyl, 2-octyldodecyl, 2-decyltetradecyl, 2-dodecylhexadecyl, 2-hexadecyloctadecyl, 2-tetradecyloctadecyl, and monomethyl branched-isostearyl groups Species or two or more groups .)
前記一般式(1)で表される化合物と、該化合物以外の他のノニオン界面活性剤及びアニオン界面活性剤及びカチオン界面活性剤の群から選ばれた少なくとも1種類の界面活性剤との混合物であることを特徴とする請求項1に記載の乳化重合用乳化剤。   A mixture of the compound represented by the general formula (1) and at least one surfactant selected from the group of other nonionic surfactants, anionic surfactants and cationic surfactants other than the compounds; The emulsifier for emulsion polymerization according to claim 1, wherein the emulsifier is used for emulsion polymerization. アクリルモノマー、芳香族モノマー、ビニルエステルモノマー、ハロゲン化オレフィンモノマー、共役ジオレフィンモノマー、エチレン、無水マレイン酸及びマレイン酸メチルから選択された1種又は2種以上のモノマーに対して請求項1又は2に記載の乳化重合用乳化剤を0.1〜20重量%の量で使用し、水性媒体中で前記モノマーを重合させる、または前記モノマー重合後のポリマーに添加することを特徴とするポリマーエマルションの製造方法。 Claim 1 or 2 for one or more monomers selected from acrylic monomers, aromatic monomers, vinyl ester monomers, halogenated olefin monomers, conjugated diolefin monomers, ethylene, maleic anhydride and methyl maleate An emulsion for emulsion polymerization as described in 1) is used in an amount of 0.1 to 20% by weight, and the monomer is polymerized in an aqueous medium, or added to the polymer after the monomer polymerization, to produce a polymer emulsion Method. 請求項3に記載のポリマーエマルションの製造方法により得られうることを特徴とするポリマーエマルション。   A polymer emulsion obtained by the method for producing a polymer emulsion according to claim 3.
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