JP4275411B2 - ラテックスの調製方法 - Google Patents
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Description
最初に、必要により種ラテックスの関与により、水溶性開始剤の関与により非ミセルエマルション中でラテックスを回分式ラジカル重合により調製することが知られている。このラテックスの調製方法はラテックス又はこれを乾燥させ、次いで乾燥生成物を微粉砕することにより得られた樹脂から調製された組成物及び物品が不十分な性質、特に低い熱安定性及び著しい初期着色を有するようなものである。加えて、乳化重合が種ラテックスを用いないで行なわれる場合、
−素粒子が制御し難い非常に複雑なメカニズムに従って重合中に生じられ、
−こうして調製された一種以上のポリマーの素粒子が全てサイズが小さい;このようなポリマー素粒子を含むラテックス及びこのようなラテックスを乾燥させ、次いで乾燥生成物を微粉砕することにより調製されたポリマー樹脂を含むプラスチゾル組成物は非常に高い粘度を有する。
−素粒子がそれにもかかわらず一般に重合中に、上記欠点でもって生じられ、
−結果的に、前記種ラテックスを調製することが必要である;実際に、適当な種ラテックスの調製はそれ自体複雑である。
続いて、微細なモノマー分散液中に含まれる一種以上の油溶性開始剤の関与によりラテックスを回分式ラジカル微細懸濁重合により調製することが知られている。このラテックスの調製方法はラテックス又はこれを乾燥させ、次いで乾燥生成物を微粉砕することにより得られた樹脂から調製された組成物及び物品が上記のようにラテックスを回分式ラジカル乳化重合により調製するラテックスの調製方法により得られたラテックス及び樹脂から調製された組成物及び物品よりも全体として良好な性質を有するようなものである。しかしながら、このラテックスの調製方法は重大な欠点を有する:この方法はそれに従って調製されたラテックスが不十分な機械的安定性を有するようなものである;このようなラテックスの機械的安定性を改良するために、重合に使用される一種以上のモノマーの量を減少することが必要であり、低い生産性をもたらす。
−この方法は、重合中に、調製し、貯蔵し、取り扱うのが極めて困難である種ラテックスLB*を使用する:(a)LB*の調製に関して、残留LB*モノマーの除去が、未分解開始剤を壊さないように温和な条件下で行なわれる必要があり;(b)LB*の貯蔵及び取扱に関して、非常に特別な注意、特に充分に低い貯蔵温度の維持及び大気との接触の不在が必要とされる。
−この方法は、それが重合中に錯体の形態の活性剤を使用する場合に、通常、ラテックス又はラテックスを乾燥させることにより得られた樹脂から調製された組成物及び物品が不十分な性質、特に低い熱安定性及び著しい初期着色を有するようなものである。
−この方法は、それが重合中に多量の錯体+LB*ラテックスの形態の活性剤を使用しない場合に、重合の期間が極めて長いようなものである(その特許の実施例1によれば、18時間)。
(a) 一種以上の微細に分散されたモノマーを含む一種以上の微細な分散液、及び
(b) 一種以上の播種ポリマーを含む一種以上の種ラテックス
を伴うことを特徴とする、ラテックスの調製方法に関する。
特に、本発明のラテックスの調製方法は更に必要により
−モノマーそのもの
−液体分散剤そのもの
−一種以上の水溶性開始剤を含む溶液
−一種以上のイオン性乳化剤を含む溶液
−一種以上の還元剤を含む溶液
から選ばれた一種以上の物質そのもの及び/又は一種以上の溶液を伴う。
微細分散液の数は通常せいぜい微細に分散されたモノマーの数、好ましくは1に相当する。
一種以上の微細な分散液は通常少なくとも
−一種以上の微細に分散されたモノマー
−これらのモノマー用の一種以上の液体分散剤
を含む。
通常、少なくとも一種、好ましくは全ての微細な分散液は一種以上の油溶性開始剤を含む。
通常、微細な分散液は水溶性開始剤を含まない。
通常、少なくとも一種、好ましくは全ての微細な分散液は一種以上のイオン性乳化剤を含む。
通常、微細な分散液はポリマーを含まない。
一種以上の微細な分散液は通常、互いに独立に、また種ラテックスとは独立に、重合反応器の外部で調製され、次いで重合反応器に導入され、又は重合反応器内で直接調製される。また、特に一種以上の微細な分散液を反応器の外部で調製し、次いでこれらを一種以上の種ラテックス又は一種以上の物質そのもの(これらはそれらの順に重合反応器に導入される)に導入することが可能である。一種以上の微細な分散液は重合反応器の外部で調製され、次いで重合反応器に導入されることが好ましい。
種ラテックスの数は通常せいぜい播種ポリマーの数、好ましくは1に相当する。
一種以上の種ラテックスは通常少なくとも
−一種以上の播種ポリマー
−これらのポリマー用の一種以上の液体分散剤
を含む。
通常、せいぜい一種の種ラテックスは一種以上の油溶性開始剤を含む。種ラテックスは油溶性開始剤を含まないことが好ましい。
通常、種ラテックスは種ラテックスの調製後に添加される水溶性開始剤を含まない。
通常、少なくとも一種、好ましくは全ての種ラテックスは一種以上のイオン性乳化剤を含む。
通常、種ラテックスはモノマーを含まない。
重合反応器に導入され、又は重合反応器中で直接調製された一種以上の種ラテックスは、通常、互いに独立に、また微細な分散液とは独立に、重合が始まる前又は重合が起こっている間に、必要により別々の時点で、また別々の導入プログラムに従って、夫々導入又は調製される。重合反応器に導入され、又は重合反応器中で直接調製された一種以上の種ラテックスは重合が始まる前に夫々導入又は調製されることが好ましい。
重合にそのまま関与する液体分散剤の数はあらゆる値をとり得る。特に、この数は値0を有し得る。重合にそのまま関与する液体分散剤の数は微細に分散されたモノマー用の液体分散剤の数に少なくとも相当することが好ましく、特に好ましい方法では微細に分散されたモノマー用の液体分散剤の数に相当する。
一種以上の水溶性開始剤を含む溶液の数はせいぜい1に相当する値を通常有する。この数は0の値を有することが好ましい。
−一種以上の水溶性開始剤
−これらの開始剤用の一種以上の溶媒
を含む。
一種以上のイオン性乳化剤を含む溶液の数は通常微細な分散液中に含まれるイオン性乳化剤の数に少なくとも相当し、好ましくは微細な分散液中に含まれるイオン性乳化剤の数に相当する。
一種以上のイオン性乳化剤を含む一種以上の溶液は通常
−一種以上のイオン性乳化剤
−これらのイオン性乳化剤用の一種以上の溶媒
を含む。
一種以上の還元剤を含む溶液の数は通常せいぜい1に相当する。この数は0の値を有することが好ましい。
一種以上の還元剤を含む一種以上の溶液は通常
−一種以上の水溶性還元剤
−これらの還元剤用の一種以上の溶媒
を含む。
モノマーの少なくとも50質量%、特に好ましい方法では少なくとも80質量%、非常に特に好ましい方法では全てがハロゲン化ビニルモノマーから選ばれることが好ましい。
加えて、一種以上のモノマーがハロゲン化ビニルモノマーから選ばれる場合、一種以上のハロゲン化ビニルモノマー以外の一種以上のモノマーはビニルエステル、特に酢酸ビニル、並びにアクリルエステル及びメタクリルエステルから選ばれることが好ましい。
一種以上のハロゲン化ビニルモノマーは通常塩素含有ハロゲン化ビニルモノマーから選ばれ、ハロゲン化ビニルモノマーは塩化ビニルであることが好ましい。
−一種以上の微細に分散されたモノマー
−重合にそのまま関与する一種以上のモノマー(“モノマーそのもの”と称される)
である。
一種以上の微細に分散されたモノマーはそれらの液滴の通常非常に広い分布を有する。液滴の分布の範囲はミクロンの数百分の一から数ミクロンまで、特に好ましい方法ではミクロンの数十分の一から数ミクロンまでの値を有する。
加えて、一種以上の微細に分散されたモノマーはそれらの液滴の単峰性分布を有することが好ましい。
一種以上のモノマーの合計質量に対する一種以上の微細に分散されたモノマーの質量は通常少なくとも1%、好ましくは少なくとも5%、特に好ましい方法では少なくとも10%、非常に特に好ましい方法では少なくとも15%に相当する。
一種以上のモノマーの合計質量に対する一種以上の微細に分散されたモノマーの質量は通常せいぜい100%に相当する。それはせいぜい75%、特に好ましい方法ではせいぜい50%に相当することが好ましい。
一種以上のモノマーの合計量に対する、重合が行なわれている間に重合反応器に導入される一種以上のモノマーそのものの質量は、通常少なくとも15%に相当する。
一種以上の播種ポリマーは通常一種以上のエチレン性不飽和モノマーのラジカル重合により調製されたポリマーである。
通常、播種ポリマーの少なくとも50質量%、好ましくは少なくとも80質量%、特に好ましい方法では全てがハロゲン化ビニルポリマーから選ばれる。
一種以上のハロゲン化ビニルポリマーは通常塩素含有ハロゲン化ビニルポリマー、好ましくは少なくとも80質量%の-CH2-CHCl-単位を含む塩化ビニルポリマー、特に好ましい方法では塩化ビニルホモポリマーから選ばれる。
一種以上の播種ポリマーは素粒子の少なくとも50質量%が通常400nm未満、好ましくは300nm未満、特に好ましい方法では200nm未満、非常に特に好ましい方法では130nm未満の直径を有するようなそれらの素粒子の分布を有する。
加えて、一種以上の播種ポリマーは素粒子の少なくとも50%が通常25nmより大きく、好ましくは40nmより大きく、特に好ましい方法では55nmより大きく、非常に特に好ましい方法では70nmより大きい直径を有するようなそれらの素粒子の分布を有する。
加えて、一種以上の播種ポリマーはファミリーの数が通常せいぜい種ラテックスの数+1に相当し、好ましくはせいぜい種ラテックスの数に相当し、特に好ましい方法では1の値を有するそれらの素粒子の分布を有する。
加えて、一種以上の播種ポリマーは通常少なくとも一種、好ましくは夫々のファミリーが通常せいぜい300nm、好ましくはせいぜい200nm、特に好ましい方法ではせいぜい130nmの値を有する重量平均直径を有するそれらの素粒子の分布を有する。
一種以上のモノマーの合計質量に対する一種以上の播種ポリマーの質量は通常少なくとも1%、好ましくは少なくとも2%、特に好ましい方法では少なくとも3%の値を有する。
一種以上のモノマーの合計質量に対する一種以上の播種ポリマーの質量はせいぜい25%、好ましくはせいぜい15%、特に好ましい方法ではせいぜい10%の値を有する。
液体分散剤及び溶媒の少なくとも50質量%、特に好ましい方法では少なくとも80質量%、非常に特に好ましい方法では全てが水であることが好ましい。
一種以上の液体分散剤は通常
−一種以上の微細に分散されたモノマー用の一種以上の液体分散剤
−一種以上の播種ポリマー用の一種以上の液体分散剤
−重合にそのまま関与する一種以上の液体分散剤(“液体分散剤そのもの”と称される)
である。
一種以上の微細に分散されたモノマーの質量に対する一種以上の微細に分散されたモノマー用の一種以上の液体分散剤の質量は通常少なくとも1、好ましくは少なくとも1.2の値を有する。
一種以上の播種ポリマーの質量に対する一種以上の播種ポリマー用の一種以上の液体分散剤の質量は通常少なくとも1の値を有する。
一種以上の播種ポリマーの質量に対する一種以上の播種ポリマー用の一種以上の液体分散剤の質量は通常せいぜい2の値を有する。
一種以上のモノマーそのものの質量に対する一種以上の液体分散剤そのものの質量は通常少なくとも0.2、好ましくは少なくとも0.4の値を有する。
一種以上のモノマーそのものの質量に対する一種以上の液体分散剤そのものの質量は通常せいぜい2、好ましくはせいぜい1.5の値を有する。
一種以上の油溶性開始剤は少なくとも10個の炭素原子を含む油溶性有機過酸化物及び少なくとも10個の炭素原子を含む油溶性ジアゾ化合物、特に好ましい方法では少なくとも20個の炭素原子を含む油溶性有機過酸化物、非常に特に好ましい方法では少なくとも20個の炭素原子を含む油溶性ジアシルペルオキシド及び少なくとも20個の炭素原子を含む油溶性ジアルキルペルオキシジカーボネートから選ばれることが好ましい。
一種以上の油溶性開始剤は通常
−一種以上の微細な分散液中に含まれる一種以上の油溶性開始剤
−一種以上の種ラテックス中に含まれる一種以上の油溶性開始剤
である。
一種以上の水溶性開始剤は通常水溶性無機過酸化物、水溶性有機ヒドロペルオキシド及び水溶性ジアゾ化合物から選ばれる。一種以上の水溶性開始剤は水溶性の過硫酸塩及び過酸化水素から選ばれることが好ましい。
一種以上の水溶性開始剤は通常一種以上の水溶性開始剤の一種以上の溶液中に含まれる。
一種以上のイオン性乳化剤は全て通常陰イオン性乳化剤及び両性乳化剤又は陽イオン性乳化剤及び両性乳化剤から選ばれる。全てが陰イオン性乳化剤から選ばれることが好ましい。特に好ましい方法では、全てが下記の陰イオン性乳化剤から選ばれる:アルキル硫酸塩、アルキルスルホネート、アルキルアリールスルホネート、ジアルキルスルホスクシネート及びアルキルカルボキシレート(これらの塩は、互いに独立に、必要によりエトキシル化されていてもよく、また、互いに独立に、対イオンとして、ナトリウム陽イオン、カリウム陽イオン、リチウム陽イオン又はアンモニウム陽イオンを含んでもよい)。非常に特に好ましい方法では、全てが下記の非エトキシル化ナトリウム塩から選ばれる:アルキル硫酸ナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム、アルキルアリールスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホスクシネートナトリウム及びアルキルカルボキシレートナトリウム。
−一種以上の微細な分散液中に含まれる一種以上のイオン性乳化剤
−一種以上の種ラテックス中に含まれる一種以上のイオン性乳化剤
−一種以上のイオン性乳化剤の一種以上の溶液中に含まれる一種以上のイオン性乳化剤
である。
微細に分散された一種以上のモノマーの質量に対する一種以上の微細な分散液中に含まれる一種以上のイオン性乳化剤の質量は通常少なくとも0.5%の値を有する。
微細に分散された一種以上のモノマーの質量に対する一種以上の微細な分散液中に含まれる一種以上のイオン性乳化剤の質量は通常せいぜい3%の値を有する。
一種以上の播種ポリマーの質量に対する一種以上の種ラテックス中に含まれる一種以上のイオン性乳化剤の質量は通常せいぜい3%の値を有する。
一種以上のモノマーそのものの質量に対する一種以上のイオン性乳化剤の一種以上の溶液中に含まれる一種以上のイオン性乳化剤の質量は通常少なくとも0.2%、好ましくは少なくとも0.4%の値を有する。
一種以上のモノマーそのものの質量に対する一種以上のイオン性乳化剤の一種以上の溶液中に含まれる一種以上のイオン性乳化剤の質量はせいぜい3%、好ましくはせいぜい1.5%の値を有する。
一種以上の水溶性還元剤は通常一種以上の水溶性還元剤の一種以上の溶液中に含まれる。
一種以上の油溶性開始剤の合計モル数に対する一種以上の水溶性還元剤の合計モル数は通常50%未満の値を有する。
設定重合温度は通常少なくとも-50℃、好ましくは少なくとも0℃、特に好ましい方法では少なくとも30℃、非常に特に好ましい方法では少なくとも45℃の値を有する。
設定重合温度は通常せいぜい250℃、好ましくはせいぜい100℃、特に好ましい方法ではせいぜい80℃、非常に特に好ましい方法ではせいぜい65℃の値を有する。
一種以上のポリマーに変換される一種以上のモノマーの合計量は通常少なくとも50%、好ましくは少なくとも70%、特に好ましい方法では少なくとも80%の値を有する。
重合後に、ラテックスは通常一種以上の残留モノマーからの精製にかけられる。
重合後に、ラテックスは、更に、必要によりそれに添加された、通常乳化剤、熱安定剤、粘度低下剤、帯電防止剤、充填剤及び顔料から選ばれた一種以上の物質を有してもよい。
重合後に、ラテックスは、更に、必要により一種以上のその他のラテックスと混合されてもよい。ラテックスはその他のラテックスと混合されないことが好ましい。
重合後に、ラテックスは通常そのまま使用され、又はそれから樹脂の形態の一種以上のポリマーを回収するように処理される。
重合後に、ラテックスはそれから樹脂の形態の一種以上のポリマーを回収するように処理されることが好ましい。
−濾過又は限外濾過
−凝固
−沈降による分離
−脱水
−フレーク化
−凍結乾燥
−噴霧による乾燥。
ラテックスの噴霧による乾燥はあらゆる既知の型のアトマイザー-ドライヤーにより行ない得る。それは
−高速で回転するための装置を備え、ラテックスが熱空気の流れに排出される微細なオリフィスにより孔抜きされたアトマイザー-ドライヤーにより、又は
−一種以上の流体で噴霧するための一つ以上のノズルを備えたアトマイザー-ドライヤーにより行なわれることが好ましい。その流体はラテックスであり、その他の任意の流体(通常“噴霧流体”と称される)は空気、スチーム又は空気とスチームの混合物である。流体は通常熱空気の流れに噴霧される。
樹脂の形態の一種以上のポリマーの回収後に、これらの樹脂はそれらの粒子サイズを調節するように処理されることが好ましい。
粒子サイズを調節するための処理はあらゆる既知の方法又はそれらの組み合わせにより行ない得る。粒子サイズを調節するための処理は下記の方法の一つ又はそれらの組み合わせにより行なわれることが好ましい:
−微粉砕
−分級
−篩分け。
この目的のために、本発明は本発明の方法により調製されたラテックスに関する。
本発明の方法により調製されたラテックスの一種以上のポリマーはそれらの素粒子のあらゆる分布を有し得る。
本発明の方法により調製されたラテックスの一種以上のポリマーは素粒子の通常せいぜい50質量%、好ましくはせいぜい30質量%が400nm未満の直径を有するようなそれらの素粒子の分布を有する。
加えて、本発明の方法により調製されたラテックスの一種以上のポリマーは素粒子の通常少なくとも2%、好ましくは少なくとも6%、特に好ましい方法では少なくとも10質量%が400nm未満の直径を有するようなそれらの素粒子の分布を有する。
加えて、本発明の方法により調製されたラテックスの一種以上のポリマーはファミリーの数が通常せいぜい種ラテックスの数+2、好ましくはせいぜい種ラテックスの数+1、特に好ましい方法ではせいぜい2に相当するそれらの素粒子の分布を有する。
加えて、本発明の方法により調製されたラテックスの一種以上のポリマーは通常少なくとも一種、好ましくは唯一のファミリーが少なくとも400nmの値を有する重量平均直径を有するそれらの素粒子の分布を有する。
加えて、本発明の方法により調製されたラテックスの一種以上のポリマーは通常少なくとも一種、好ましくは一種以外の夫々のファミリーが通常せいぜい350nm、好ましくはせいぜい250nm、特に好ましい方法ではせいぜい180nmの値を有する重量平均直径を有するそれらの素粒子の分布を有する。
本発明の方法により調製された一種以上のラテックスは通常、特にインキもしくはフィルムの調製のために、ラテックスの形態で使用され、又は、特に樹脂の形態で、ポリマーをそれから回収するように処理される。
最後に、本発明の主題は特に有効な方法により調製された優れた性質を有するポリマー樹脂である。
この目的のために、本発明は本発明の方法により調製されたポリマー樹脂に関する。
最初に、本発明のラテックスの調製方法は特に生産上かつ経済上有利である:
−それは格別安定である高度に濃縮されたラテックス(50%より大きい乾燥物質含量を有する)の調製を可能にする;指示のために、生産性は回分式ラジカル微細懸濁重合によるラテックスの調製方法に対し少なくとも25%増大され、追加の投資費用を必要としない。
−この方法はそれが多量の一種以上の種ラテックス(これはその後に反応器中のかなりのスペースを占め、この理由のためにその方法の生産性に影響する)の重合中の使用を必要としないようなものである。
−この方法は重合が一種以上の種ラテックス(これらは調製し、取り扱い、貯蔵するのに困難である)の使用を必要としないようなものである。
−この方法は重合が通常一種以上の種ラテックス(これらは調製し、取り扱い、貯蔵するのが容易である)を用いて行ない得るようなものである。
次に、本発明のラテックスの調製方法は制御するのに特に容易であり、またこの方法により調製された、生成物、ラテックス及び樹脂が、著しく一定の特性及び性質を有する:
−この方法は極めて少ない粒子が複雑なメカニズムに従って生じられるか、又は全く生じられないようなものである。
−本発明に従って調製されたラテックスが著しく一定の分布でポリマー素粒子を含む。
−それは極めて高い機械的安定性を有するラテックスの調製を可能にする(たとえ、それらの乾燥物質含量が50%より大きいとしても)。
−それは優れた性質、特に高い熱安定性、非常にわずかの初期着色及びプラスチゾルのための低いレオロジーを有する組成物及び物品の調製を可能にするラテックス及び樹脂の調製を可能にする。
“反応体の合計量”という用語は、どのような形態であろうと、またどのような時点であろうとも、反応器に導入されたこの反応体の量の合計を意味すると理解される。特に、反応体を導入するための形態の例として、微細な分散液、種ラテックス、反応体そのもの及び溶液が挙げられる。
“微細な分散液”という用語は少なくとも一種の液体分散剤中の少なくとも一種のモノマーの液滴の安定な分散液又はエマルションを表すと理解される。
“ラテックス”という用語は少なくとも一種の液体分散剤中の少なくとも一種のポリマーの素粒子の安定な分散液又はエマルションを表すと理解される。
“水溶性物質”という用語は油中のその溶解性より大きい水中の安定性を、周囲温度で、有する物質を表すと理解される。
“油溶性物質”という用語は水中のその溶解性よりも大きい油中の溶解性を、周囲温度で、有する物質を表すと理解される。
“ハロゲン化ビニルモノマー”という用語は1個以上の同じ又は異なるハロゲン原子を含み、1個以上のハロゲン原子以外のヘテロ原子を含まないエチレン性不飽和モノマーを表すと理解される。
ハロゲン化ビニルモノマーの例として、塩素を含むハロゲン化ビニルモノマー及びフッ素を含むハロゲン化ビニルモノマー、及びその他のハロゲン化ビニルモノマー、例えば、臭化ビニルが挙げられる。
フッ素を含むハロゲン化ビニルモノマーの例として、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン及びクロロトリフルオロエチレンが挙げられる。
“ハロゲン化ビニルポリマー”という用語はハロゲン化ビニルモノマーのホモポリマー及びこれらのモノマーが互いに、又はその他のエチレン性不飽和モノマー、例えば、オレフィン、アクリルエステル、メタクリルエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド及びメタクリルアミド、並びにビニルエステル、例えば、酢酸ビニルとともに生成するコポリマーの両方を表すと理解される。
塩素を含むハロゲン化ビニルポリマーの例として、塩化ビニルポリマー、塩化ビニリデンポリマー、クロロトリフルオロエチレンポリマー及びクロロプレンポリマーが挙げられる。
油溶性開始剤の例として、油溶性有機過酸化物、油溶性ジアゾ化合物及びその他の油溶性開始剤、例えば、ジメチルジフェニルアルカンが挙げられる。
クラス(a)の油溶性有機過酸化物の例として、ジエチルペルオキシジカーボネート(C6)及びジイソプロピルペルオキシジカーボネート(C8)が挙げられる。
クラス(b)の油溶性有機過酸化物の中で、(b-1)10〜20個の炭素原子を含む油溶性有機過酸化物及び(b-2)少なくとも20個の炭素原子を含む油溶性有機過酸化物を区別することが可能である。
クラス(b-1)の油溶性有機過酸化物の例として、ジベンゾイルペルオキシド(C14)、tert-ブチルペルネオデカノエート(C14)及びクミルペルネオデカノエート(C19)が挙げられる。
クラス(b-2)の油溶性有機過酸化物の例として、少なくとも20個の炭素原子を含む油溶性ジアシルペルオキシド、少なくとも20個の炭素原子を含む油溶性ジアルキルペルオキシジカーボネート及び少なくとも20個の炭素原子を含むその他の油溶性有機過酸化物、例えば、2,5-ジメチルヘキサン2,5-ジペルベンゾエートが挙げられる。
少なくとも20個の炭素原子を含むジアルキルペルオキシジカーボネートの例として、ジミリスチルペルオキシジカーボネート(C30)及びジ(4-tert-ブチル)シクロヘキシルペルオキシジカーボネート(C22)が挙げられる。
油溶性ジアゾ化合物はまた特にそれらが含む炭素原子の数に従って分類し得る。この分類によれば、(a)10個未満の炭素原子を含む油溶性ジアゾ化合物及び(b)少なくとも10個の炭素原子を含む油溶性ジアゾ化合物を区別することが可能である。
クラス(b)の油溶性ジアゾ化合物の例として、アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(C14)が挙げられる。
水溶性開始剤の例として、特に水溶性無機過酸化物、水溶性有機ヒドロペルオキシド、例えば、クミルヒドロペルオキシド又はtert-ブチルヒドロペルオキシド、水溶性有機過酸化物、例えば、スクシノイルペルオキシド、又は水溶性ジアゾ化合物、例えば、アンモニウム4,4'-アゾビス(4-シアノバレレート)が挙げられる。
水溶性無機過酸化物の例として、過酸化水素、水溶性過ホウ酸塩及び水溶性過硫酸塩が挙げられる。
水溶性過硫酸塩の例として、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム及び過硫酸カリウムが挙げられる。
陽イオン性乳化剤の例として、一級アミン塩酸塩(これらは必要によりエトキシル化されてもよい)、及び四級アンモニウム塩が挙げられる。
陰イオン性乳化剤の例として、エトキシル化又は非エトキシル化ナトリウムモノアルキルスルホスクシネート、エトキシル化又は非エトキシル化ナトリウム又はアンモニウムノニルフェニルホスフェート、ナトリウムスルホスクシナメート、及び以下に定義されるクラス(I)〜(V)からの乳化剤が挙げられる。
アルキル硫酸塩(I)の例として、エトキシル化又は非エトキシル化、アンモニウム又はナトリウム、線状又は分岐C6、C8、C10、C12、C14、C16、及びC18アルキル硫酸塩が挙げられる。
アルキルスルホネート(II)の例として、ナトリウム一級又は二級アルキルスルホネート、例えば、メルソラット(登録商標)H76及びホスタパー(登録商標)SASの夫々が挙げられる。
アルキルアリールスルホネート(III)の例として、ナトリウム又はアンモニウムテトラプロピルベンゼンスルホネート、n-ドデシルベンゼンスルホネート及びエトキシル化ノニルフェニルスルホネートが挙げられる。
アルキルカルボキシレート(V)の例として、ナトリウム、アンモニウム又はカリウムラウレート、ミリステート、パルミテート及びステアレートが挙げられる。
ノニオン性乳化剤の例として、エチレンオキサイドと脂肪酸又は脂肪アルコールの縮合物が挙げられる。
機械的安定剤の例として、C6-C20脂肪アルコール、C6-C20アルカン、飽和脂肪族α,ω-ジカルボン酸のジエステル、及びフタル酸ジエステルが挙げられる。
“ピーク抑制剤”という用語は重合の速度論を調節する薬剤を表すと理解される。ピーク抑制剤の例として、ブチル化ヒドロキシアニソール及びブチル化ヒドロキシトルエンが挙げられる。
鎖延長剤の例として、ジアリルマレエート及びジアリルフタレートが挙げられる。
連鎖移動剤の例として、クロロホルム、トリクロロフルオロメタン及びジ(C2-C5アルキル)カーボネート(そのアルキルは線状又は分岐である)が挙げられる。
以下の実施例は本発明を説明することを目的とするが、本発明の範囲を限定しない。
種ラテックス(種ラテックスS)の調製 脱イオン水129.8kg、5.4g/lの硫酸銅5水和物水溶液70cm3及び180g/kgのテトラプロピルベンゼンスルホネート溶液580gを最初に撹拌機及びジャケットを備えた300Lの反応器に導入した。反応器を閉じ、撹拌機にスイッチを入れた。真空を反応器中に生じた。
塩化ビニル95.0kgを反応器に導入した。
反応器の内容物を51℃にした。この温度に一旦達すると、40.0g/lのアンモニア水溶液2.38Lを反応器に導入した。続いて、66.5g/lの過硫酸アンモニウム水溶液500cm3を反応器に導入した(この時点を便宜上“t0”と称する)。
重合中に、180g/kgのテトラプロピルベンゼンスルホネート水溶液7.34kgを反応器に導入した。
ラテックスを反応器から空にした。ラテックスを1mmのメッシュ間隔を有する篩で濾過した。ラテックスを貯蔵タンクに導入した。最後に、脱イオン水25.0Lをラテックスに添加した。
ラテックスのサンプルを貯蔵タンクから取り出し、その乾燥物質含量を比重測定法により測定した。種ラテックスSの乾燥物質含量は34.1%であった。
また、種ラテックスのポリマー素粒子の分布をコウルター(登録商標)LS230装置による光回折により測定した。種ラテックスSのポリマー素粒子の分布は単峰性であった。これらの素粒子の平均直径は105nmの値を有していた。
反応器への反応体の仕込み(第一パート) 脱イオン水50.6kg、170g/kgのテトラプロピルベンゼンスルホネート水溶液3.96kg及び種ラテックスS(播種ポリマー約6.4kg及び水12.5kgを含む)18.9kgを撹拌機及びジャケットを備えた300Lの反応器に連続して導入した。反応器を閉じ、撹拌機にスイッチを入れた。続いて真空を反応器中に生じた。
反応器への反応体の仕込み(第二パート) 塩化ビニル46.0kgを反応器に導入した。
微細な分散液の調製(第三パート)及び反応器への反応体の仕込み(第三パート) 混合オートクレーブを反応器に連結する高圧ホモジナイザーを使用した。均一化圧力を調節した。混合オートクレーブの内容物をこのホモジナーザーを経由して反応器に移した。ホモジナーザーの操作条件は、ホモジナイザーの出口で、油溶性開始剤及びピーク抑制剤を含む塩化ビニル液滴の微細な水性懸濁液が得られるようなものであった。
重合 反応器の内容物を51℃にした。この温度に一旦達すると、32.7g/lのアンモニア水溶液1.25Lを反応器に導入した。
重合中、塩化ビニル42.0kgを反応器に導入した。
圧力の低下(ΔP=1バール)が一旦検出されると、t0以降経過した時間を記録し、反応器の内容物を更に高い温度にした。
ラテックスを空にし、反応器を洗浄した。
反応器の内部、特にその壁及び撹拌機のブレードに存在する湿潤付着物を集めた。計量後に、湿潤付着物をオーブン中で乾燥させた。乾燥付着物を順に計量した。
ラテックスを1mmのメッシュ間隔を有する篩で濾過した。この篩で拒絶された湿潤塊を集めた。計量後に、湿潤塊をオーブン中で乾燥させた。乾燥塊を順に計量した。
ラテックスのサンプルを取り出し、その乾燥物質含量を比重測定法により測定し、その素粒子の分布を沈降測定法により測定した。
ラテックスの乾燥及び樹脂の回収 ラテックスの残部を噴霧により乾燥させた。塩化ビニルポリマーから生成された乾燥樹脂を回収し、微粉砕した。最後に、ポリマーのK数をISO規格1628-2に従って測定した。
反応器内部で回収された湿潤付着物の量は2.82kgの値を有していた。乾燥付着物の量は0.76kgの値を有していた。
湿潤塊の量は3.6kgの値を有していた。乾燥塊の量は1.95kgの値を有していた。
ラテックスの乾燥物質含量は50.6%の値を有していた。
ラテックスのポリマーの素粒子の分布は以下のとおりであった:
−約0.83μmの重量平均直径を有する広い分布を有する“大きい”素粒子のファミリー約83質量%
−約0.16μmの重量平均直径を有する比較的狭い分布を有する“微細な”素粒子のファミリー約17質量%
を含む単峰性分布。
塩化ビニルポリマーのK数は72.2の値を有していた。
操作は
−種ラテックスを反応器に導入しなかった
−夫々一方で、混合オートクレーブに、他方で、反応器に導入された脱イオン水の量が56.8kgの値を有していた
−重合中に反応器に導入された塩化ビニルの量が48.6kgの値を有していたこと以外は、例1のとおりであった。
脱イオン水及び塩化ビニルの量を例1に対し修正し、その結果、最大の到達可能な乾燥物質含量(100%の理論転化率に相当する)は例として示された2試験について同じであった。
反応器内部で集められた湿潤付着物の量は5.80kgの値を有していた。乾燥付着物の量は1.19kgの値を有していた。
ラテックスを部分凝固させた。それは極めて多量の塊(20kgより大きい)を含み、その塊がフィルターを詰まらせた。濾過は停止される必要があった。塊を更に正確に定量することができた。ラテックスをアトマイザー-ドライヤーにより乾燥させることができなかった。
ラテックスの素粒子の分布(これを前もって濾過されたサンプルについて測定した)は単峰性であった。それは約0.85μmの重量平均直径を有する広い分布を有する“大きい”素粒子のファミリーを含んでいた。
塩化ビニルポリマー(オーブン中でラテックスのサンプルを乾燥させることにより調製した)のK数は71.9の値を有していた。
Claims (17)
- 一種以上のモノマーの播種回分式ラジカル微細懸濁重合によるラテックスの調製方法であって、
(a) 一種以上の微細に分散されたモノマーを含む一種以上の微細な分散液(ただし、少なくとも一種の該微細分散液は一種以上の油溶性開始剤を含む)
を、
(b) 素粒子の少なくとも 50 質量%が 400nm 未満の直径を有するようなそれらの素粒子の分布を有する一種以上の播種ポリマーを含む一種以上の種ラテックス
の存在下で重合することを含む、方法。 - 多くとも一種の種ラテックスが一種以上の油溶性開始剤を含むことを特徴とする、請求項1記載のラテックスの調製方法。
- モノマーの少なくとも50質量%がハロゲン化ビニルモノマーから選ばれることを特徴とする、請求項1記載のラテックスの調製方法。
- 一種以上のモノマーの合計質量に対する微細に分散された一種以上のモノマーの質量が少なくとも1%の値を有することを特徴とする、請求項1記載のラテックスの調製方法。
- 播種ポリマーの少なくとも50質量%がハロゲン化ビニルポリマーから選ばれることを特徴とする、請求項1記載のラテックスの調製方法。
- 一種以上のモノマーの合計質量に対する一種以上の播種ポリマーの質量が少なくとも1%の値を有することを特徴とする、請求項1又は5記載のラテックスの調製方法。
- 一種以上のモノマーの合計質量に対する一種以上の播種ポリマーの質量が25%以下の値を有することを特徴とする、請求項1、5及び6のいずれか1項記載のラテックスの調製方法。
- 一種以上の微細な分散液が更に互いに独立して、C6-C20脂肪アルコール、C6-C20アルカン、飽和脂肪族α,ω-ジカルボン酸のジエステル、及びフタル酸ジエステルから選ばれる一種以上の機械的安定剤を含有することを特徴とする請求項1記載のラテックスの調製方法。
- 一種以上の種ラテックスが更に互いに独立して、C6-C20脂肪アルコール、C6-C20アルカン、飽和脂肪族α,ω-ジカルボン酸のジエステル、及びフタル酸ジエステルから選ばれる一種以上の機械的安定剤を含有することを特徴とする請求項1記載のラテックスの調製方法。
- 重合中に更に、一種以上の物質そのもの及び/又は一種以上の物質の一種以上の溶液及び/又は一種以上の物質の一種以上の分散液を伴い、該物質がC6-C20脂肪アルコール、C6-C20アルカン、飽和脂肪族α,ω-ジカルボン酸のジエステル、及びフタル酸ジエステルから選ばれる機械的安定剤から選ばれることを特徴とする請求項1記載のラテックスの調製方法。
- 機械的安定剤が飽和脂肪族α,ω-ジカルボン酸のジエステルから選ばれることを特徴とする、請求項8〜10のいずれか1項記載のラテックスの調製方法。
- 請求項1〜11のいずれか1項記載の方法によって調製されたラテックスを処理し、該ラテックスから一種以上のポリマーを樹脂の形態で回収する、ポリマー樹脂の調製方法。
- 樹脂の形態の一種以上のポリマーの回収後に、これらの樹脂を処理してその粒子サイズを調節することを特徴とする、請求項12記載のポリマー樹脂の調製方法。
- 請求項1〜11のいずれか1項記載の方法により調製されたポリマーラテックス又は請求項12又は13記載の方法により調製されたポリマー樹脂を使用することを含む、ポリマー組成物の調製方法。
- 請求項12又は13記載の方法により調製されたポリマー樹脂を使用し、該ポリマー樹脂が粉末形態、分散形態又は溶解された形態である、請求項14記載の方法。
- ポリマー樹脂が少なくとも80質量%の-CH2-CHCl-単位を含む塩化ビニルポリマーであり、ポリマー組成物がプラスチゾル組成物である、請求項15記載の方法。
- 請求項1〜11のいずれか1項記載の方法により調製されたポリマーラテックス又は請求項12又は13記載の方法により調製されたポリマー樹脂を使用することを含む、ポリマー物品の調製方法。
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