JP4159665B2 - ポリエーテルスルホン水性分散液の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリエーテルスルホン水性分散液の製造方法に関する。更に詳しくは分散性の優れた微小粒径のコロイダル粒子からなるポリエーテルスルホン水性分散液の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ポリエーテルスルホンは耐熱性高分子化合物であり、単独または弗素樹脂との混合物の水性分散液が、被覆形成組成物として、塗料や塗料用プライマーとして使用される。
【0003】
このようなポリエーテルスルホン水性分散液の製造方法として、例えば特開昭56−104963号公報には、芳香族ポリエーテルスルホンと塩化メチレンとを混合し固体のスラリー状物を得、これを磨砕し濾過して芳香族ポリエーテルスルホンの湿ったケークを得、これを洗浄し、乳化剤の存在下において水中に分散せしめて芳香族ポリエーテルスルホンの平均粒径25μm以下である分散液を得る方法が開示されている。しかしながらこの方法では、製造工程が煩雑であること、芳香族ポリエーテルスルホンと塩化メチレンとを混合し固体のスラリー状物を得、これを磨砕しているため得られるPES水分散液の平均粒径が大きく、従って分散性が悪い等の欠点がある。また磨砕処理(ボールミル)に24時間もの長時間を必要とするため経済的でない。
【0004】
また、特公昭53−34134号公報には、還元粘度が0.25より低い熱可塑性芳香族ポリエーテルスルホンまたはそのようなポリエーテルスルホンのプレカーサーを溶解含有または分散含有する不活性希釈剤中に分散したテトラフルオロエチレン重合体からなる被覆用分散液が開示され、分散液を得る方法の1つとして、メチレンクロリドのような溶剤にポリエーテルスルホンを溶かした溶液を作成し、次いでスルホコハク酸ジオクチルナトリウムのような乳化剤をもちいて、前記溶液の水中乳化液を形成し、最後に前記溶剤を蒸発除去する方法が開示されている。
【0005】
しかしながら、この方法では、ポリエーテルスルホンを溶解した溶液にそのまま界面活性剤を加えて水中乳化液を形成するため、得られたポリエーテルスルホン分散液中のポリエーテルスルホンは平均粒径が大きく、コロイド粒子とならないため、分散性に劣るという欠点がある。事実、この方法では分散液中のポリエーテルスルホンの平均粒径は25μmより小さく5μmよりも大きいものが好ましいとされ、5μmよりも粒径の小さいポリエーテルスルホンは製造がより困難で、かつ長時間を必要とすると記載され、微小粒径のコロイド粒子から成るポリエーテルスルホン水性分散液の製造に適した方法でないことは明らかである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の発明者らは上記の欠点を解決し、簡単な製造工程により、分散性の優れた微小粒径のコロイダル粒子からなるポリエーテルスルホン(以下、PESという。)水性分散液を得る方法について検討した結果、ポリエーテルスルホンを特定の溶媒に溶解させた溶液を形成し、これに該溶媒に溶解する水溶性溶媒を添加した後、界面活性剤含有水溶液を添加することにより、上記目的が達成できることを見いだした。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、PESをN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPという。)またはジメチルアセトアミド、或いはこれらの混合液に溶解させて得られた溶液に、NMPまたはジメチルアセトアミドに溶解する水溶性溶媒を添加混合した後、界面活性剤を含有した水溶液を添加混合することを特徴とする、平均粒径1μm以下のPESのコロイダル粒子から成るPES水性分散液の製造方法である。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられるPESは、少なくとも下記の繰り返し単位を有する高分子化合物であり、その単独重合体または共重合体のいずれも用いることができ、NMPまたはジメチルアセトアミドに溶解し、溶液を形成できるものであれば特に限定されるものではない。
【0009】
【化1】
【0010】
このようなPESとして、例えば、上記繰り返し単位のみからなる単独重合体(ICI社 "VICTREX PES",BASF社 "ULTRASON E" 等)の他、下記繰り返し単位からなる重合体(Amoco社 "UDEL"、BASF社 "ULTRASON S" )等が挙げられる。
【0011】
【化2】
【0012】
本発明においてポリエーテルスルホンを溶解させる溶媒はN−メチル−2−ピロリドン(NMP)またはジメチルアセトアミドであり、またこれらの混合液を使用することもできる。NMP、ジメチルアセトアミドは市販のものを使用することが出来る。
【0013】
本発明においてはNMP及び/またはジメチルアセトアミドにPESを溶解させ、NMPまたはジメチルアセトアミド或いはこれらの混合液の溶液とすることが必要である。単にPESを分散含有させたものは、最終的に得られるPES水性分散液中のPESの平均粒径が大きくコロイダル粒子とならないため分散性に劣り好ましくない。NMPまたはジメチルアセトアミド、或いはこれらの混合液にPESを溶解させる方法は、特に限定されるものではない。
【0014】
本発明に用いられるPESを溶解したNMP溶液またはジメチルアセトアミド溶液、或いはこれらの混合液中のPES含有量は、溶媒に溶解することができる量であれば、任意に選択出来るが、好ましくは20重量%以下とする。PES含有量が20重量%を越えるとPESを溶解させたNMP溶液またはジメチルアセトアミド溶液或いはこれらの混合液が、NMPまたはジメチルアセトアミドに溶解する水溶性溶媒を添加混合する際に凝集したり、或いは純水と混合する際に凝集するため好ましくない。また、NMPまたはジメチルアセトアミドに溶解する水溶性溶媒の重量が多いほど、PES水性分散液中のPESのコロイダル粒子の平均粒径が小さくなる。そのため、PES含有量は20重量%以下とするのが好ましい。
【0015】
PES含有NMP溶液に添加する溶媒は、NMPまたはジメチルアセトアミドに溶解する水溶性溶媒であれば特に限定されないが、アルコール、グリコール、ケトン、エステルから選ばれる少なくとも1種を用いるのが好ましい。具体的には、エタノール、イソプロピルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、アセトン、酢酸メチル等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【0016】
本発明に用いられる界面活性剤は、PESのコロイダル粒子から成るPES水性分散液を乳化安定させることが出来るアニオン系またはノニオン系の界面活性剤が好ましい。
【0017】
本発明の平均粒径1μm以下のコロイダル粒子から成るPES水性分散液は、次の方法により製造される。
先ず、NMPまたはジメチルアセトアミド或いはこれらの混合液に、好ましくは20重量%以下のPESを撹拌しながら溶解させ、PES含有NMP溶液またはジメチルアセトアミド溶液或いは混合溶液とする。
【0018】
次に、NMPまたはジメチルアセトアミドに溶解する水溶性溶媒を、該溶液に撹拌しながら添加混合する。このとき該水溶性溶媒の添加量が多すぎると該溶液に溶解しているPESが凝集析出し、また少なすぎると次工程の水溶性溶剤が添加された該溶液を純水中に撹拌しながら添加する際PESが凝集析出するため、該水溶性溶媒の添加量は水溶性溶媒の種類により異なるがこれらの現象が起こらない量であることが望ましい。
【0019】
この様にして得られたPESを溶解含有する該溶液を界面活性剤を溶解した純水中に撹拌しながら添加混合し、PESの水性分散液を得る。このPESの水性分散液中のPESの平均粒径は、粒度分析計による測定の結果では平均粒径1μm以下であり、本発明により得られるPES水性分散液は、このような微小粒径のPESのコロイダル粒子からなるもので、このPES水性分散液単独、または他の樹脂、例えば弗素樹脂との混合物の水性分散液として、耐熱性の塗料や塗料用プライマーとして使用することができる。
【0020】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【0021】
[実施例1〜5]
PES(ポリエーテルスルホン”5003P”、三井化学(株)製)をNMP中で撹拌しながら溶解させ、5.0重量%のPES含有NMP溶液を調製した。この溶液40gを各々取り、表1に示すNMPに溶解する水溶性溶媒10gを各々撹拌しながら添加混合し透明な溶液を得た。次に、該溶液を10.0重量%のオクチルフェノキシポリエトキシエタノール2.5gを溶解した37.5gの純水中に各々撹拌しながら添加混合し、乳白色のPESの水性分散液を得た。この乳白色のPESの水性分散液中のPESの平均粒径を、粒度分析計(日機装株式会社製;”Microtrac”UPA150粒度分析計)により測定した。結果を表1に示す。
【0022】
[実施例6〜7]
実施例1〜5で用いたと同じPESをNMPに撹拌しながら溶解させ、6.0重量%のPES含有NMP溶液を調製した。この溶液33.4gを各々取り、NMPに溶解する水溶性溶媒としてエタノール2.0g及び4.0gをそれぞれ撹拌しながら添加混合し透明な溶液を得た。次に、該溶液を10.0重量%のオクチルフェノキシポリエトキシエタノール5.0g及び4.4gをそれぞれ溶解した37.5gの純水中に各々撹拌しながら添加混合し、乳白色のPESの水性分散液を得た。この乳白色のPESの水性分散液中のPESの平均粒径を、実施例1〜5と同様の方法で測定した。結果を表2に示す。
【0023】
[実施例8]
実施例1〜5で用いたと同じPESを、NMPに撹拌しながら溶解させ、20重量%のPES含有NMP溶液を調製した。この溶液10gにジメチルアセトアミド30gを添加混合し、NMPに溶解する水溶性溶媒としてエタノール10.0gを撹拌しながら添加混合し透明な溶液を得た。次に、該溶液を10.0重量%のオクチルフェノキシポリエトキシエタノール1.2gを溶解した37.5gの純水中に撹拌しながら添加混合し、乳白色のPESの水性分散液を得た。この乳白色のPESの水性分散液中のPESの平均粒径を、実施例1〜5と同様の方法で測定した。結果を表2に示す。
【0024】
[比較例1]
実施例1〜5で用いたと同じPESを、NMPに撹拌しながら溶解させ、3.3重量%のPES含有NMP溶液を調製した。この溶液60gを、NMPに溶解する水溶性溶媒を加えずに、そのまま37.5gの純水中に撹拌しながら添加混合したところ、乳白色の凝集物が発生しPESの水性分散液を得ることができなかった。また、PESの平均粒径を、実施例1〜5と同様の方法で測定することを試みたが、測定することが出来なかった。結果を表2に示す。
【0025】
[比較例2]
PESを、NMPに撹拌しながら溶解させ、5.0重量%のPES含有NMP溶液を調製した。この溶液40.0gを取り、NMPに溶解する水溶性溶媒を加えず、そのまま10.0重量%のオクチルフェノキシポリエトキシエタノール2.5gを溶解した37.5gの純水中に撹拌しながら添加混合したところ、乳白色の凝集物が発生した。その後、NMPに溶解する水溶性溶媒としてエタノール10.0gを該溶液に撹拌しながら添加混合したが、PESの水性分散液を得ることができなかった。また、PESの平均粒径を、実施例1〜5と同様の方法で測定することを試みたが、測定することが出来なかった。結果を表2に示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】
【発明の効果】
本発明は、簡単な製造工程で、PES水性分散液を短時間で製造することができる。しかも得られた水性分散液は、平均粒径1μm以下PESのコロイダル粒子から成り、分散性に優れているので、塗料や塗料用プライマー用の被覆形成組成物として有用である。
Claims (4)
- ポリエーテルスルホンをN−メチル−2−ピロリドンまたはジメチルアセトアミド、或いはこれらの混合液に溶解させて得られた溶液に、N−メチル−2−ピロリドンまたはジメチルアセトアミドに溶解する水溶性溶媒を添加混合した後、界面活性剤を含有した水溶液を添加混合することを特徴とする、平均粒径1μm以下のポリエーテルスルホンのコロイダル粒子から成るポリエーテルスルホン水性分散液の製造方法。
- N−メチル−2−ピロリドンまたはジメチルアセトアミドに溶解する水溶性溶媒が、アルコール、グリコール、ケトン、エステルから選ばれる少なくとも1種の溶媒であることを特徴とする請求項1記載のポリエーテルスルホン水性分散液の製造方法。
- 界面活性剤がノニオン系界面活性剤またはアニオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項1または2記載のポリエーテルスルホン水性分散液の製造方法。
- ポリエーテルスルホンを溶解させた溶液中のポリエーテルスルホン含有量が20重量%以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリエーテルスルホン水性分散液の製造方法。
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