JP5143777B2 - Synthetic resin emulsion powder and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、合成樹脂エマルジョン粉末及びその製造法に関し、さらに詳しくは、ビニルアルコール系重合体を分散剤とし、エチレン性不飽和単量体及びジエン系単量体から選ばれる一種あるいは二種以上の不飽和単量体単位を有する重合体を分散質とするエマルジョン(A)に、下式の一般式(I)で示されるポリオキシアルキレン基を側鎖に含有するビニルアルコール系重合体であり、ビニルアルコール系重合体の粘度平均重合度が100〜3000であり、けん化度が70.0〜99.5モル%以上であり、ポリオキシアルキレン変性量が0.1〜10モル%であるポリオキシアルキレン−ビニルアルコール系重合体(B)を配合した組成物を乾燥して得られる合成樹脂粉末及びその製造法に関する。   The present invention relates to a synthetic resin emulsion powder and a method for producing the same, and more specifically, vinyl alcohol polymer as a dispersant, and one or more selected from ethylenically unsaturated monomers and diene monomers. The emulsion (A) having a polymer having an unsaturated monomer unit as a dispersoid is a vinyl alcohol polymer containing a polyoxyalkylene group represented by the following general formula (I) in the side chain, The polyoxyalkylene polymer has a viscosity average polymerization degree of 100 to 3000, a saponification degree of 70.0 to 99.5 mol% or more, and a polyoxyalkylene modification amount of 0.1 to 10 mol%. The present invention relates to a synthetic resin powder obtained by drying a composition containing an alkylene-vinyl alcohol polymer (B) and a method for producing the same.

合成樹脂エマルジョン粉末は、合成樹脂エマルジョンを噴霧乾燥することにより製造され、合成樹脂エマルジョンに比べて粉末であることにより、取り扱いおよび輸送の点で優れている。また、使用に際しては、水を添加し、攪拌することにより容易に水中に再分散するため、セメントあるいはモルタルへの混和材、接着剤、塗料用バインダーなどの広範な用途に使用されている。なかでもモルタルへの混和材に関しては、粉末であることから、プレミックスが可能であり、多様な商品形態を可能にすることから、広く用いられている。しかしながら、従来の合成樹脂エマルジョンでは、それをそのまま噴霧乾燥した場合には、分散質が容易に融着し、水に再分散しないため、多量のポリビニルアルコール(以下PVAと略記することがある)を後添加し、さらにはブロッキング防止剤として無水珪酸等の無機粉末を多量に併用する必要があるのが現状であった。後添加するPVAとしては、粉末化後、使用時に再乳化しうることが必要であることから、従来低重合度PVAが広く用いられてきた。(特許文献1)
しかしながら、これらの合成樹脂エマルジョン粉末では、後添加するPVAが低重合度PVAであるため、水中に再分散した場合も同固形分の合成樹脂エマルジョンに比較し分散液は低粘度となり、セメントモルタルなどの水硬性物質の混和剤として使用しても高粘度化するためには、増粘剤を使用しなければならない。また、再分散後の分散液を高粘度化するために、後添加PVAの重合度を高くすると、再分散性が低下し、水硬性物質への分散性も低下することから減水性が低下し、得られる水硬性物質の強度が十分には得られないなという問題点があった。
特許−3618540
The synthetic resin emulsion powder is produced by spray-drying the synthetic resin emulsion, and is superior in terms of handling and transportation because it is a powder compared to the synthetic resin emulsion. Further, in use, it is easily redispersed in water by adding water and stirring, and therefore, it is used in a wide range of applications such as an admixture to cement or mortar, an adhesive, and a binder for paint. Among them, the admixture for mortar is widely used because it is a powder and can be premixed and can be used in various commercial forms. However, in the conventional synthetic resin emulsion, when it is spray-dried as it is, the dispersoid easily melts and does not re-disperse in water, so a large amount of polyvinyl alcohol (hereinafter may be abbreviated as PVA). At present, it is necessary to add a large amount of inorganic powder such as silicic acid anhydride as an antiblocking agent after the addition. As the PVA to be added later, low polymerization degree PVA has heretofore been widely used because it is necessary to re-emulsify after use after powdering. (Patent Document 1)
However, in these synthetic resin emulsion powders, the post-added PVA is a low polymerization degree PVA. Therefore, even when redispersed in water, the dispersion has a lower viscosity than the synthetic resin emulsion of the same solid content, such as cement mortar. In order to increase the viscosity even when used as an admixture for hydraulic materials, a thickener must be used. In addition, in order to increase the viscosity of the dispersion after redispersion, if the degree of polymerization of the post-added PVA is increased, the redispersibility decreases and the dispersibility in hydraulic substances also decreases, so the water reduction decreases. However, there is a problem that the strength of the obtained hydraulic substance cannot be sufficiently obtained.
Patent-36818540

本発明の目的は、前述の問題点を解決し、再分散性に優れ、さらに高粘度である合成樹脂エマルジョン粉末が得られ、さらにまた、セメントモルタルなどの水硬性物質へ混和した場合に減水性と増粘性を両立しうる合成樹脂エマルジョン粉末を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to obtain a synthetic resin emulsion powder having excellent redispersibility and higher viscosity, and to reduce water when mixed with a hydraulic substance such as cement mortar. It is an object to provide a synthetic resin emulsion powder capable of achieving both high viscosity and high viscosity.

本発明者らは、上記の実情に鑑み、鋭意検討した結果、ビニルアルコール系重合体を分散剤とし、エチレン性不飽和単量体及びジエン系単量体から選ばれる一種あるいは二種以上の不飽和単量体単位を有する重合体を分散質とするエマルジョン(A)に、一般式(I)で示されるポリオキシアルキレン基(以下、POA基と略記することがある)を側鎖に含有するビニルアルコール系重合体であり、ビニルアルコール系重合体の粘度平均重合度が100〜3000であり、けん化度が70.0〜99.5モル%であり、ポリオキシアルキレン変性量が0.1〜10モル%であるポリオキシアルキレン−ビニルアルコール系重合体(B)を配合した組成物を乾燥して得られる合成樹脂エマルジョン粉末が、上記課題を解決するものであることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive investigations in view of the above circumstances, the present inventors have found that one or two or more kinds of solvents selected from ethylenically unsaturated monomers and diene monomers using a vinyl alcohol polymer as a dispersant. The emulsion (A) having a polymer having a saturated monomer unit as a dispersoid contains a polyoxyalkylene group represented by the general formula (I) (hereinafter sometimes abbreviated as POA group) in the side chain. It is a vinyl alcohol polymer, the viscosity average polymerization degree of the vinyl alcohol polymer is 100 to 3000, the saponification degree is 70.0 to 99.5 mol%, and the polyoxyalkylene modification amount is 0.1 to A synthetic resin emulsion powder obtained by drying a composition containing 10 mol% of a polyoxyalkylene-vinyl alcohol polymer (B) solves the above problems. Out, it has led to the completion of the present invention.

本発明により、再分散性に優れ、さらに高粘度である合成樹脂エマルジョン粉末が得られる。
本発明の合成樹脂エマルジョン粉末を使用することにより、セメントモルタルなどの水硬性物質への分散性に優れ、セメントモルタルなどの水硬性物質へ混和した場合に減水性と増粘性を両立し、得られる水硬性物質の粘性、保水性が増大し、こてさばき、のびが改良され、モルタルの硬化時間、水引き時間が遅くなるので作業性が顕著に向上するほか、亀裂の発生も抑制される効果が得られる。また、本発明の合成樹脂エマルジョン粉末を使用することにより、接着性および耐久性に優れ、さらに機械的強度にも優れる水硬性物質用打継ぎ材が得られる。
According to the present invention, a synthetic resin emulsion powder having excellent redispersibility and higher viscosity can be obtained.
By using the synthetic resin emulsion powder of the present invention, it is excellent in dispersibility in hydraulic substances such as cement mortar, and when mixed with hydraulic substances such as cement mortar, both water reduction and viscosity increase can be obtained. Viscosity and water retention of hydraulic substances are increased, troweling and spreading are improved, mortar setting time and watering time are delayed, so workability is remarkably improved and cracking is also suppressed. Is obtained. Further, by using the synthetic resin emulsion powder of the present invention, a joining material for a hydraulic substance that is excellent in adhesiveness and durability and further excellent in mechanical strength can be obtained.

以下、本発明の合成樹脂エマルジョン粉末について詳細に説明する。
本発明において、エマルジョン(A)の分散質は、エチレン性不飽和単量体及びジエン系単量体から選ばれる一種あるいは二種以上の不飽和単量体単位を有する重合体からなる。エチレン性不飽和単量体としては、エチレン、プロピレン、イソブテン等のオレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン化オレフィン類、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ピバリン酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸i−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸i−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸i−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸オクタデシル等のメタクリル酸エステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル類、酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレンスルホン酸およびそのナトリウム、カリウム塩等のスチレン系単量体類、トリメチル−(3−アクリルアミド−3−ジメチルプロピル)−アンモニウムクロライド、3−アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、3−メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、N−(3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)ジメチルアミンの4級アンモニウム塩、N−(4−アリルオキシ−3−ヒドロキシブチル)ジエチルアミンの4級アンモニウム塩、さらにはアクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等の4級アンモニウム塩、メタクリル酸ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、アクリル酸ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、N−ビニルピロリドン等が挙げられ、またジエン系単量体としては、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。これらの単量体は単独もしくは二種以上を組み合わせて使用される。
上記の単量体単位からなる重合体のうち、酢酸ビニル系重合体で代表されるビニルエステル系重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体で代表されるオレフィン−ビニルエステル共重合体などは、本発明の好ましい態様の一つである。
Hereinafter, the synthetic resin emulsion powder of the present invention will be described in detail.
In the present invention, the dispersoid of the emulsion (A) is composed of a polymer having one or more unsaturated monomer units selected from ethylenically unsaturated monomers and diene monomers. Examples of the ethylenically unsaturated monomer include olefins such as ethylene, propylene, and isobutene, halogenated olefins such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl fluoride, and vinylidene fluoride, vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, Vinyl esters such as vinyl versatate and vinyl pivalate, acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, acrylic acid Acrylic acid esters such as t-butyl, 2-ethylhexyl acrylate, dodecyl acrylate, octadecyl acrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n methacrylate -Butyl, meta Methacrylic acid esters such as i-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, dodecyl methacrylate and octadecyl methacrylate, nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile, allyl such as allyl acetate and allyl chloride Compound, Styrene monomers such as styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrenesulfonic acid and sodium and potassium salts thereof, trimethyl- (3-acrylamido-3-dimethylpropyl) -ammonium chloride, 3-acrylamidopropyl Trimethylammonium chloride, 3-methacrylamidopropyltrimethylammonium chloride, quaternary ammonium salt of N- (3-allyloxy-2-hydroxypropyl) dimethylamine, N- (4-allyloxy- 3-hydroxybutyl) diethylamine quaternary ammonium salt, acrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, diacetone acrylamide, N-methylolacrylamide, methacrylamide, N-methylmethacrylamide Quaternary ammonium salts such as N-ethylmethacrylamide and N-methylolmethacrylamide, hydroxypropyltrimethylammonium methacrylate methacrylate, hydroxypropyltrimethylammonium chloride acrylate, N-vinylpyrrolidone and the like, and diene monomers Examples thereof include butadiene, isoprene, chloroprene and the like. These monomers are used alone or in combination of two or more.
Among the polymers composed of the above monomer units, vinyl ester polymers typified by vinyl acetate polymers, olefin-vinyl ester copolymers typified by ethylene-vinyl acetate copolymers, etc. This is one of the preferred embodiments of the invention.

本発明において、エマルジョン(A)の分散剤にはビニルアルコール系重合体が用いられる。ビニルアルコール系重合体は、例えば、ビニルエステルを重合して得られるビニルエステル系重合体をけん化することにより製造される。該ビニルアルコール系重合体のけん化度は、特に制限されないが、70〜99モル%が好適であり、より好ましくは、80〜98モル%、さらに好ましくは83〜95モル%である。けん化度が70モル%未満の場合には、ビニルアルコール系重合体本来の性質である水溶性が低下する懸念が生じる。またけん化度が99モル%を越える場合、乳化重合が不安定になる懸念がある。該ビニルアルコール系重合体の粘度平均重合度(以下重合度と略す)も特に制限されないが、100〜3000の範囲が好適であり、300〜3000、さらには300〜2500がより好ましい。また、エマルジョン(A)の分散剤のビニルアルコール系重合体としては、1,2−グリコール結合が1.9モル%以上のビニルアルコール系重合体が好適に用いられる。1,2−グリコール結合が1.9モル%以上の重合体の製法としては、例えば、ビニレンカーボネートを上記の1,2−グリコール結合量になるようビニルエステル系単量体と共重合する方法、またはビニルエステル系単量体を重合する際、重合温度を通常の条件より高い温度、例えば75〜200℃で、加圧下に重合する方法などが挙げられる。後者の方法において、重合温度は特に制限されないが通常95〜190℃、好ましくは100〜180℃で実施される。   In the present invention, a vinyl alcohol polymer is used as the dispersant for the emulsion (A). The vinyl alcohol polymer is produced, for example, by saponifying a vinyl ester polymer obtained by polymerizing a vinyl ester. The saponification degree of the vinyl alcohol polymer is not particularly limited, but is preferably 70 to 99 mol%, more preferably 80 to 98 mol%, and still more preferably 83 to 95 mol%. When the degree of saponification is less than 70 mol%, there is a concern that water solubility, which is the original property of the vinyl alcohol polymer, is lowered. Further, when the degree of saponification exceeds 99 mol%, there is a concern that emulsion polymerization becomes unstable. The viscosity average polymerization degree (hereinafter abbreviated as polymerization degree) of the vinyl alcohol polymer is not particularly limited, but is preferably in the range of 100 to 3000, more preferably 300 to 3000, and even more preferably 300 to 2500. Moreover, as a vinyl alcohol polymer of the dispersing agent of emulsion (A), a vinyl alcohol polymer having a 1,2-glycol bond of 1.9 mol% or more is preferably used. As a method for producing a polymer having a 1,2-glycol bond of 1.9 mol% or more, for example, a method of copolymerizing vinylene carbonate with a vinyl ester monomer so as to have the above 1,2-glycol bond amount, Alternatively, when polymerizing a vinyl ester monomer, a method of polymerizing under pressure at a temperature higher than normal conditions, for example, 75 to 200 ° C., may be mentioned. In the latter method, the polymerization temperature is not particularly limited, but is usually 95 to 190 ° C, preferably 100 to 180 ° C.

該ビニルアルコール系重合体は、本発明の効果を損なわない範囲で共重合可能なエチレン性不飽和単量体を共重合したものでも良い。このようなエチレン性不飽和単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、(無水)マレイン酸、イタコン酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、トリメチル−(3−アクリルアミド−3−ジメチルプロピル)−アンモニウムクロリド、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸およびそのナトリウム塩、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ビニルスルホン酸ナトリウム、アリルスルホン酸ナトリウム、N−ビニルピロリドン、 N−ビニルホルムアミド、 N−ビニルアセトアミド等のN−ビニルアミド類が挙げられる。また、チオール酢酸、メルカプトプロピオン酸などのチオール化合物の存在下で、酢酸ビニルなどのビニルエステル系単量体と上記エチレン性不飽和単量体とを共重合し、得られた共重合体をけん化することによって得られる末端変性物を用いることもできる。   The vinyl alcohol polymer may be a copolymer of an ethylenically unsaturated monomer that can be copolymerized within a range that does not impair the effects of the present invention. Examples of such ethylenically unsaturated monomers include acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, (anhydrous) maleic acid, itaconic acid, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, trimethyl- (3-acrylamide). -3-dimethylpropyl) -ammonium chloride, acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and its sodium salt, ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, vinyl chloride, vinyl bromide, vinyl fluoride, vinylidene chloride, vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene N-vinylamides such as sodium vinylsulfonate, sodium allylsulfonate, N-vinylpyrrolidone, N-vinylformamide, N-vinylacetamide, and the like. Also, vinyl ester monomers such as vinyl acetate and the above ethylenically unsaturated monomers are copolymerized in the presence of thiol compounds such as thiol acetic acid and mercaptopropionic acid, and the resulting copolymer is saponified. It is also possible to use a terminally modified product obtained by doing so.

本発明に用いる合成樹脂エマルジョン(A)は、上記のビニルアルコール系重合体の存在下で、エチレン性不飽和単量体及びジエン系単量体から選ばれる1種あるいは2種以上の単量体を乳化重合することによって得られ、また合成樹脂エマルジョン粉末は合成樹脂エマルジョンを乾燥、とくに噴霧乾燥して得られる。該合成樹脂エマルジョンの製造において、乳化重合の開始剤としては、通常乳化重合に用いられる重合開始剤、すなわち過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、t−ブチルハイドロパーオキサイド等の水溶性開始剤や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の油溶性開始剤が単独または各種還元剤との組み合わせによるレドックス系で用いられる。これらの使用方法は特に制限はないが、初期一括で添加する方法や、連続的に重合系に添加する方法等が採用できる。   The synthetic resin emulsion (A) used in the present invention is one or more monomers selected from ethylenically unsaturated monomers and diene monomers in the presence of the above-mentioned vinyl alcohol polymer. The synthetic resin emulsion powder is obtained by drying, particularly spray drying, the synthetic resin emulsion. In the production of the synthetic resin emulsion, as an initiator for emulsion polymerization, a polymerization initiator usually used for emulsion polymerization, that is, a water-soluble initiator such as potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide, etc. In addition, oil-soluble initiators such as azobisisobutyronitrile and benzoyl peroxide are used in redox systems alone or in combination with various reducing agents. Although there are no particular limitations on the method of using these, a method of adding in an initial batch, a method of adding continuously to a polymerization system, or the like can be employed.

本発明に用いる合成樹脂エマルジョン(A)において、ビニルアルコール系重合体の使用量は特に制限されないが、通常単量体100重量部に対して2〜30重量部、好ましくは3〜15重量部、さらに好ましくは3〜10重量部である。ビニルアルコール系重合体が2重量部未満の場合、合成樹脂エマルジョンの重合安定性が低下すると共にビニルアルコール系重合体を分散剤とする合成樹脂エマルジョンの特徴である機械的安定性や化学的安定性の低下、皮膜強度の低下等が起こる懸念がある。また、ビニルアルコール系重合体が30重量部を越える場合、重合系の粘度上昇による反応熱除去の問題や皮膜耐水性の低下等の懸念がある。
ビニルアルコール系重合体の添加方法は特に制限はなく、初期に一括して添加する方法、初期にビニルアルコール系重合体の一部を添加し、重合中に連続的に重合系へ添加する方法等がある。
また、従来公知のノニオン性、アニオン性、カチオン性、両性の界面活性剤やヒドロキシエチルセルロース等の水溶性高分子をビニルアルコール系重合体と併用してもかまわない。
In the synthetic resin emulsion (A) used in the present invention, the amount of the vinyl alcohol polymer used is not particularly limited, but is usually 2 to 30 parts by weight, preferably 3 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the monomer. More preferably, it is 3-10 weight part. When the vinyl alcohol polymer is less than 2 parts by weight, the polymerization stability of the synthetic resin emulsion is lowered, and the mechanical stability and chemical stability which are the characteristics of the synthetic resin emulsion using the vinyl alcohol polymer as a dispersant are characteristic. There is a concern that a decrease in film strength and a decrease in film strength may occur. On the other hand, when the amount of the vinyl alcohol polymer exceeds 30 parts by weight, there are concerns such as a problem of removal of reaction heat due to an increase in the viscosity of the polymerization system and a decrease in water resistance of the film.
There is no particular limitation on the method of adding the vinyl alcohol polymer, a method of adding all at once in the initial stage, a method of adding a part of the vinyl alcohol polymer in the initial stage, and continuously adding to the polymerization system during the polymerization, etc. There is.
In addition, a conventionally known nonionic, anionic, cationic or amphoteric surfactant or a water-soluble polymer such as hydroxyethyl cellulose may be used in combination with the vinyl alcohol polymer.

本発明に用いる合成樹脂エマルジョン(A)を製造する際の単量体の添加方法として、初期に一括して重合系に添加する方法、初期に単量体の一部を添加し、残りを重合中に連続的に添加する方法、単量体と水と分散剤を予め乳化したものを重合系に連続的に添加する方法等、各種の方法が可能である。   As a method for adding a monomer when producing the synthetic resin emulsion (A) used in the present invention, a method of adding to the polymerization system all at once, adding a part of the monomer at the initial stage, and polymerizing the rest Various methods are possible, such as a method of continuously adding the monomer, water and a dispersant previously emulsified, and a method of continuously adding to the polymerization system.

また、本発明に用いる合成樹脂エマルジョン(A)を製造する際に、連鎖移動剤を添加することもできる。連鎖移動剤としては、連鎖移動が起こるものであれば特に制限はないが、連鎖移動の効率の点でメルカプト基を有する化合物が好ましい。メルカプト基を有する化合物としては、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタン、2−メルカプトエタノール、3−メルカプトプロピオン酸等が挙げられる。
連鎖移動剤の添加量は、単量体100重量部に対して5重量部以下が好ましい。連鎖移動剤の添加量が5重量部を越える場合には、合成樹脂エマルジョンの重合安定性が低下する上、分散質を形成する重合体の分子量が著しく低下し、エマルジョン物性の低下が起こる懸念がある。
Moreover, a chain transfer agent can also be added when manufacturing the synthetic resin emulsion (A) used for this invention. The chain transfer agent is not particularly limited as long as chain transfer occurs, but a compound having a mercapto group is preferable from the viewpoint of chain transfer efficiency. Examples of the compound having a mercapto group include alkyl mercaptans such as n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan and t-dodecyl mercaptan, 2-mercaptoethanol, and 3-mercaptopropionic acid.
The addition amount of the chain transfer agent is preferably 5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the monomer. When the addition amount of the chain transfer agent exceeds 5 parts by weight, the polymerization stability of the synthetic resin emulsion is lowered, and the molecular weight of the polymer forming the dispersoid is remarkably lowered, and there is a concern that the physical properties of the emulsion may be lowered. is there.

上記エマルジョン(A)に配合される、ポリオキシアルキレン−ビニルアルコール系重合体(B)は、一般式(I)で示されるポリオキシアルキレン基(POA基)を側鎖に含有するビニルアルコール系重合体である。   The polyoxyalkylene-vinyl alcohol polymer (B) blended in the emulsion (A) is a vinyl alcohol heavy polymer containing a polyoxyalkylene group (POA group) represented by the general formula (I) in the side chain. It is a coalescence.

Figure 0005143777

式中、R1は水素原子またはメチル基、R2は水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を表す。mとnはそれぞれの(ポリ)オキシレンユニットの繰り返し単位を表し、0≦m≦10、3≦n≦20である。ここで、繰り返し単位mで表されるユニットをユニット1と呼び、繰り返し単位nで表されるユニットをユニット2と呼ぶことにする。ユニット1とユニット2の配置は、ランダム状、ブロック状のどちらの形態になっても良い。
Figure 0005143777

In the formula, R1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. m and n represent a repeating unit of each (poly) oxylene unit, and 0 ≦ m ≦ 10 and 3 ≦ n ≦ 20. Here, the unit represented by the repeating unit m will be referred to as unit 1, and the unit represented by the repeating unit n will be referred to as unit 2. The arrangement of the unit 1 and the unit 2 may be random or block.

ポリオキシアルキレン−ビニルアルコール系重合体(B)(以下、POA変性PVAと略すことがある)の重合度は、粉末化時の作業性の観点から100〜3000であることが必要であり、さらに好ましくは150〜2000、より好ましくは200〜1600、最適には200〜1000である。一方、該ポリオキシアルキレン−ビニルアルコール系重合体(B)のけん化度は、再分散性や粉末化時の作業性の観点から70.0〜99.5モル%であることが必要であり、75.0〜98.0モル%がより好ましく、80.0〜96.0モル%がさらに好ましい。   The degree of polymerization of the polyoxyalkylene-vinyl alcohol polymer (B) (hereinafter sometimes abbreviated as POA-modified PVA) needs to be 100 to 3000 from the viewpoint of workability during powderization, and Preferably it is 150-2000, More preferably, it is 200-1600, Optimally, it is 200-1000. On the other hand, the saponification degree of the polyoxyalkylene-vinyl alcohol polymer (B) is required to be 70.0 to 99.5 mol% from the viewpoint of redispersibility and workability during powdering, 75.0-98.0 mol% is more preferable, and 80.0-96.0 mol% is further more preferable.

一般式(I)で示されるPOA基を有する不飽和単量体としては、一般式(II)で示される不飽和単量体などが挙げられる。   Examples of the unsaturated monomer having a POA group represented by the general formula (I) include an unsaturated monomer represented by the general formula (II).

Figure 0005143777

式中、R1は水素原子またはメチル基を表す。R2は水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を表す。R3は水素原子または−COOM基を表し、ここでMは水素原子、アルカリ金属またはアンモニウム基を意味する。R4は水素原子、メチル基または−CH−COOM基を表し、ここでMは前記定義のとおりである。Xは−O−、−CH−O−、−CO−、−CO−O−または−CO−NR5を表し、ここでR5は水素原子または炭素数1〜4の飽和アルキル基を意味する。mとnはそれぞれの(ポリ)オキシレンユニットの繰り返し単位を表し、0≦m≦10、3≦n≦20である。
Figure 0005143777

In the formula, R1 represents a hydrogen atom or a methyl group. R2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. R3 represents a hydrogen atom or a -COOM group, where M represents a hydrogen atom, an alkali metal or an ammonium group. R4 represents a hydrogen atom, a methyl group or a —CH 2 —COOM group, where M is as defined above. X represents —O—, —CH 2 —O—, —CO—, —CO—O— or —CO—NR 5, wherein R 5 represents a hydrogen atom or a saturated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. m and n represent a repeating unit of each (poly) oxylene unit, and 0 ≦ m ≦ 10 and 3 ≦ n ≦ 20.

一般式(II)で示される不飽和単量体のR2としては水素原子、メチル基またはブチル基が好ましく、水素原子またはメチル基がより好ましい。さらに、一般式(II)で示される不飽和単量体のR1が水素原子であり、R2が水素原子またはメチル基であり、R3が水素原子であることが特に好ましい。
例えば、一般式(II)のR1が水素原子、R2が水素原子、R3が水素原子の場合、一般式(II)で示される不飽和単量体として具体的には、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノアクリレート、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノメタクリレート、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノアクリル酸アミド、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノメタクリル酸アミド、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノメタアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノビニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノアクリレート、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノメタクリレート、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノアクリル酸アミド、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノメタクリル酸アミド、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノメタアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノビニルエーテルなどが挙げられる。なかでも、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノアクリル酸アミド、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノメタクリル酸アミド、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノビニルエーテルが好適に用いられ、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノメタクリル酸アミド、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノビニルエーテルが特に好適に用いられる。
R2 of the unsaturated monomer represented by the general formula (II) is preferably a hydrogen atom, a methyl group or a butyl group, more preferably a hydrogen atom or a methyl group. Furthermore, it is particularly preferable that R1 of the unsaturated monomer represented by the general formula (II) is a hydrogen atom, R2 is a hydrogen atom or a methyl group, and R3 is a hydrogen atom.
For example, when R1 in the general formula (II) is a hydrogen atom, R2 is a hydrogen atom, and R3 is a hydrogen atom, the unsaturated monomer represented by the general formula (II) is specifically polyoxyethylene polyoxybutylene. Monoacrylate, polyoxyethylene polyoxybutylene monomethacrylate, polyoxyethylene polyoxybutylene monoacrylic amide, polyoxyethylene polyoxybutylene monomethacrylamide, polyoxyethylene polyoxybutylene monoallyl ether, polyoxyethylene polyoxybutylene Monomethallyl ether, polyoxyethylene polyoxybutylene monovinyl ether, polyoxyethylene polyoxybutylene monoacrylate, polyoxyethylene polyoxybutylene monomethacrylate, polyoxyethylene polyoxybutyl Examples include tylene monoacrylic amide, polyoxyethylene polyoxybutylene monomethacrylamide, polyoxyethylene polyoxybutylene monoallyl ether, polyoxyethylene polyoxybutylene monomethallyl ether, polyoxyethylene polyoxybutylene monovinyl ether, and the like. . Among them, polyoxyethylene polyoxybutylene monoacrylic acid amide, polyoxyethylene polyoxybutylene monomethacrylic acid amide, polyoxyethylene polyoxybutylene monovinyl ether are preferably used, polyoxyethylene polyoxybutylene monomethacrylic acid amide, Polyoxyethylene polyoxybutylene monovinyl ether is particularly preferably used.

一般式(II)のR2が炭素数1〜8のアルキル基の場合、一般式(II)で示される不飽和単量体として具体的には、上記の一般式(II)のR2が水素原子の場合に例示した不飽和単量体の末端のOH基が炭素数1〜8のアルコキシ基に置換されたものが挙げられる。なかでも、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノメタクリル酸アミド、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノビニルエーテルの末端のOH基がメトキシ基に置換された不飽和単量体が好適に用いられ、ポリオキシエチレンポリオキシブチレンモノメタクリル酸アミドの末端のOH基がメトキシ基に置換された不飽和単量体が特に好適に用いられる。   When R2 in the general formula (II) is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, specifically, as the unsaturated monomer represented by the general formula (II), R2 in the general formula (II) is a hydrogen atom. In the case of the above, there may be mentioned those obtained by substituting the terminal OH group of the unsaturated monomer with an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms. Of these, unsaturated monomers in which the OH group at the terminal of polyoxyethylene polyoxybutylene monomethacrylamide or polyoxyethylene polyoxybutylene monovinyl ether is substituted with a methoxy group are preferably used. An unsaturated monomer in which the OH group at the terminal of butylene monomethacrylamide is substituted with a methoxy group is particularly preferably used.

POAの変性量は0.1〜10モル%であることが必要である。POA変性量は、好ましくは0.2モル%以上、さらに好ましくは0.3モル%以上である。POA変性量が10モル%を超えると、配合した合成樹脂エマルジョン粉末の再分散性は極めて悪く、造膜性も悪い。一方、POA変性量が0.1モル%未満の場合、配合した合成樹脂エマルジョン粉末の再分散性は優れているものの、POA変性に基づく物性が発現しない場合がある。   The modified amount of POA needs to be 0.1 to 10 mol%. The POA modification amount is preferably 0.2 mol% or more, more preferably 0.3 mol% or more. When the POA modification amount exceeds 10 mol%, the redispersibility of the blended synthetic resin emulsion powder is extremely poor and the film forming property is also poor. On the other hand, when the POA modification amount is less than 0.1 mol%, the redispersibility of the blended synthetic resin emulsion powder is excellent, but physical properties based on POA modification may not be exhibited.

POA変性量は、PVAの主鎖メチレン基に対するPOA基のモル分率で表され、該PVAの前駆体であるPOA変性ポリ酢酸ビニル(PVAc)のプロトンNMRから求めることができる。具体的には、n−ヘキサン/アセトンでPOA変性PVAcの再沈精製を3回以上十分に行った後、50℃の減圧下で乾燥を2日間行い、分析用のPOA変性PVAcを作成する。該PVAcをCDClに溶解させ、500MHzのプロトンNMR(JEOL GX−500)を用いて室温で測定する。ビニルエステルの主鎖メチンに由来するピークα(4.7〜5.2ppm)とユニット2の末端メチル基に由来するピークβ(0.8〜1.0ppm)から下記式を用いてPOA変性量Sを算出する。
S(モル%)={(βのプロトン数/3n)/(αのプロトン数+(βのプロトン数/3n))}×100
nはユニット2の繰り返し単位数を表す。
The POA modification amount is represented by the molar fraction of the POA group with respect to the main chain methylene group of PVA, and can be determined from the proton NMR of the POA-modified polyvinyl acetate (PVAc) which is the precursor of the PVA. Specifically, after re-precipitation purification of POA-modified PVAc with n-hexane / acetone three times or more sufficiently, drying is performed under reduced pressure at 50 ° C. for 2 days to prepare POA-modified PVAc for analysis. The PVAc is dissolved in CDCl 3 and measured at room temperature using 500 MHz proton NMR (JEOL GX-500). POA modification amount from peak α (4.7 to 5.2 ppm) derived from main chain methine of vinyl ester and peak β (0.8 to 1.0 ppm) derived from terminal methyl group of unit 2 using the following formula S is calculated.
S (mol%) = {(number of protons of β / 3n) / (number of protons of α + (number of protons of β / 3n))} × 100
n represents the number of repeating units of unit 2.

一般式(I)で示されるPOA基のユニット1の繰り返し単位数mは0≦m≦10である必要があり、1≦m≦5がより好ましく、1≦m≦2が特に好ましい。また、ユニット2の繰り返し単位数nは3≦n≦20である必要があり、5≦n≦18が好ましく、8≦n≦15が特に好ましい。nが3未満の場合、POA基同士の相互作用が発現せず、合成樹脂エマルジョン粉末の再分散液の粘度が低い場合があり、nが20を超える場合、POA基の疎水性が高くなり、合成樹脂エマルジョン粉末の再分散性が低下する場合がある。   The number m of repeating units of the POA group unit 1 represented by the general formula (I) needs to satisfy 0 ≦ m ≦ 10, more preferably 1 ≦ m ≦ 5, and particularly preferably 1 ≦ m ≦ 2. Further, the number n of repeating units of unit 2 needs to satisfy 3 ≦ n ≦ 20, preferably 5 ≦ n ≦ 18, and particularly preferably 8 ≦ n ≦ 15. When n is less than 3, the interaction between POA groups does not develop, the viscosity of the re-dispersed liquid of the synthetic resin emulsion powder may be low, and when n exceeds 20, the hydrophobicity of the POA group becomes high, The redispersibility of the synthetic resin emulsion powder may be reduced.

一般式(I)で示すPOA基を有する単量体の含有量は、50重量部以下であることが好ましく、30重量部以下がより好ましく、15重量部以下が特に好ましい。POA基の含有量が50重量部を超えると該PVAの疎水性が高くなり、水溶性が低下する場合がある。含有量の下限は2.5重量部以上が好ましい。
ここで、POA基を有する単量体単位の含有量とは、PVAの主鎖100重量部に対するPOA基の重量部(重量分率)で表される。前述のPOA変性量Sが同等であっても、けん化度が高くなるにつれ、あるいはユニット2の繰り返し単位nが大きくなるにつれ、該単量体単位の含有量は大きくなる。
The content of the monomer having a POA group represented by formula (I) is preferably 50 parts by weight or less, more preferably 30 parts by weight or less, and particularly preferably 15 parts by weight or less. When the content of the POA group exceeds 50 parts by weight, the hydrophobicity of the PVA increases and the water solubility may decrease. The lower limit of the content is preferably 2.5 parts by weight or more.
Here, the content of the monomer unit having a POA group is represented by the weight part (weight fraction) of the POA group with respect to 100 parts by weight of the PVA main chain. Even if the above-mentioned POA modification amount S is equivalent, the content of the monomer unit increases as the degree of saponification increases or as the repeating unit n of the unit 2 increases.

POA変性PVAを製造するには、POA基を有する不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合をアルコール系溶媒中または無溶媒で行い、得られたPOA−ビニルエステル系共重合体をけん化する方法が好ましい。POA基を有する不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合を行う際に採用される温度は0〜200℃が好ましく、30〜140℃がより好ましい。共重合を行う温度が0℃より低い場合は、十分な重合速度が得られにくい。また、重合を行う温度が200℃より高い場合、本発明で規定するPOA変性量を有するPOA変性PVAを得られにくい。共重合を行う際に採用される温度を0〜200℃に制御する方法としては、例えば、重合速度を制御することで、重合により生成する発熱と反応器の表面からの放熱とのバランスをとる方法や、適当な熱媒を用いた外部ジャケットにより制御する方法等があげられるが、安全性の面からは後者の方法が好ましい。   In order to produce POA-modified PVA, copolymerization of an unsaturated monomer having a POA group and a vinyl ester monomer is carried out in an alcohol solvent or without solvent, and the resulting POA-vinyl ester copolymer is obtained. A method of saponifying the coalescence is preferred. The temperature employed when copolymerizing the unsaturated monomer having a POA group and the vinyl ester monomer is preferably 0 to 200 ° C, more preferably 30 to 140 ° C. When the copolymerization temperature is lower than 0 ° C., it is difficult to obtain a sufficient polymerization rate. Moreover, when the temperature which superposes | polymerizes is higher than 200 degreeC, it is difficult to obtain POA modified PVA which has the POA modified amount prescribed | regulated by this invention. As a method for controlling the temperature employed in the copolymerization to 0 to 200 ° C., for example, by controlling the polymerization rate, the heat generated by the polymerization is balanced with the heat released from the surface of the reactor. Examples thereof include a method and a method of controlling by an external jacket using an appropriate heating medium, but the latter method is preferable from the viewpoint of safety.

POA基を有する不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合を行うのに用いられる重合方式としては、回分重合、半回分重合、連続重合、半連続重合のいずれでもよい。重合方法としては、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法など公知の任意の方法を用いることができる。その中でも、無溶媒またはアルコール系溶媒中で重合を行う塊状重合法や溶液重合法が好適に採用され、高重合度の共重合物の製造を目的とする場合は乳化重合法が採用される。アルコール系溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコールなどを用いることができるが、これらに限定されるものではない。またこれらの溶媒は2種類またはそれ以上の種類を混合して用いることができる。共重合に使用される開始剤としては、重合方法に応じて従来公知のアゾ系開始剤、過酸化物系開始剤、レドックス系開始剤などが適宜選ばれる。アゾ系開始剤としては、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)などが挙げられ、過酸化物系開始剤としては、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジエトキシエチルパーオキシジカーボネートなどのパーカーボネート化合物;t−ブチルパーオキシネオデカネート、α−クミルパーオキシネオデカネート、t−ブチルパーオキシデカネートなどのパーエステル化合物;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキシド;2,4,4−トリメチルペンチル−2−パーオキシフェノキシアセテートなどが挙げられる。さらには、上記開始剤に過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素などを組み合わせて開始剤とすることもできる。また、レドックス系開始剤としては、上記の過酸化物と亜硫酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、酒石酸、L−アスコルビン酸、ロンガリットなどの還元剤とを組み合わせたものが挙げられる。また、POAとビニルエステル系単量体との共重合を高い温度で行った場合、ビニルエステル系単量体の分解に起因するPVAの着色等が見られることがあるため、その場合には着色防止の目的で重合系に酒石酸のような酸化防止剤を1〜100ppm(ビニルエステル系単量体に対して)程度添加することはなんら差し支えない。   The polymerization method used for copolymerizing the unsaturated monomer having a POA group and the vinyl ester monomer may be any of batch polymerization, semi-batch polymerization, continuous polymerization, and semi-continuous polymerization. As the polymerization method, any known method such as a bulk polymerization method, a solution polymerization method, a suspension polymerization method, or an emulsion polymerization method can be used. Among them, a bulk polymerization method or a solution polymerization method in which polymerization is performed without a solvent or an alcohol solvent is suitably employed, and an emulsion polymerization method is employed for the purpose of producing a copolymer having a high degree of polymerization. As the alcohol solvent, methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, and the like can be used, but are not limited thereto. These solvents can be used in combination of two or more. As the initiator used for copolymerization, conventionally known azo initiators, peroxide initiators, redox initiators and the like are appropriately selected according to the polymerization method. As the azo initiator, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4- Dimethyl valeronitrile) and the like. Peroxide compounds such as diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, diethoxyethyl peroxydicarbonate; t-butyl Perester compounds such as peroxyneodecanate, α-cumylperoxyneodecanate, t-butylperoxydecanate; acetylcyclohexylsulfonyl peroxide; 2,4,4-trimethylpentyl-2-peroxyphenoxyacetate, etc. Is mentioned. Furthermore, the initiator can be combined with potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, or the like to form an initiator. Examples of the redox initiator include a combination of the above-described peroxide and a reducing agent such as sodium hydrogen sulfite, sodium hydrogen carbonate, tartaric acid, L-ascorbic acid, or longalite. In addition, when copolymerization of POA and a vinyl ester monomer is performed at a high temperature, coloring of PVA or the like due to decomposition of the vinyl ester monomer may be observed. For the purpose of prevention, there may be no problem adding an antioxidant such as tartaric acid to the polymerization system in an amount of 1 to 100 ppm (based on the vinyl ester monomer).

ビニルエステル系単量体としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリル酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、オレイン酸ビニル、安息香酸ビニルなどが挙げられるが、中でも酢酸ビニルが最も好ましい。   Examples of vinyl ester monomers include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl versatate, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl laurate, vinyl palmitate, Examples include vinyl stearate, vinyl oleate, and vinyl benzoate. Among them, vinyl acetate is most preferable.

POA基を有する不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合に際して、本発明の主旨を損なわない範囲で他の単量体を共重合しても差し支えない。使用しうる単量体として、例えば、エチレン、プロピレン、n−ブテン、イソブチレンなどのα−オレフィン;アクリル酸およびその塩;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸i−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸i−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシルなどのアクリル酸エステル類;メタクリル酸およびその塩;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸i−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸オクタデシルなどのメタクリル酸エステル類;アクリルアミド;N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミドプロパンスルホン酸およびその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその塩またはその4級塩、N−メチロールアクリルアミドおよびその誘導体などのアクリルアミド誘導体;メタクリルアミド;N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、メタクリルアミドプロパンスルホン酸およびその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその塩またはその4級塩、N−メチロールメタクリルアミドおよびその誘導体などのメタクリルアミド誘導体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、i−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテルなどのビニルエーテル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル類;塩化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル類;塩化ビニリデン、フッ化ビニリデンなどのハロゲン化ビニリデン類;酢酸アリル、塩化アリルなどのアリル化合物;マレイン酸、イタコン酸、フマル酸などの不飽和ジカルボン酸およびその塩またはそのエステル;ビニルトリメトキシシランなどのビニルシリル化合物;酢酸イソプロペニルなどが挙げられる。   When the unsaturated monomer having a POA group and the vinyl ester monomer are copolymerized, other monomers may be copolymerized as long as the gist of the present invention is not impaired. Examples of monomers that can be used include α-olefins such as ethylene, propylene, n-butene, and isobutylene; acrylic acid and salts thereof; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, and i-propyl acrylate. Acrylates such as n-butyl acrylate, i-butyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, dodecyl acrylate, octadecyl acrylate; methacrylic acid and salts thereof; methyl methacrylate, methacryl Methacrylic acid such as ethyl acetate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, dodecyl methacrylate, octadecyl methacrylate Beauty treatment Acrylamide; N-methyl acrylamide, N-ethyl acrylamide, N, N-dimethyl acrylamide, diacetone acrylamide, acrylamide propane sulfonic acid and its salt, acrylamidopropyldimethylamine and its salt or quaternary salt thereof, N-methylol acrylamide Acrylamide derivatives such as and derivatives thereof; methacrylamide; N-methyl methacrylamide, N-ethyl methacrylamide, methacrylamide propane sulfonic acid and salts thereof, methacrylamide propyldimethylamine and salts thereof or quaternary salts thereof, N-methylol methacryl Methacrylamide derivatives such as amides and derivatives thereof; methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl Vinyl ethers such as nyl ether, n-butyl vinyl ether, i-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, dodecyl vinyl ether, stearyl vinyl ether; nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; vinyl halides such as vinyl chloride and vinyl fluoride; Vinylidene halides such as vinylidene chloride and vinylidene fluoride; allyl compounds such as allyl acetate and allyl chloride; unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, itaconic acid and fumaric acid, and salts or esters thereof; vinyltrimethoxysilane, etc. Vinylsilyl compounds; isopropenyl acetate and the like.

また、POA基を有する不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合に際し、得られる共重合体の重合度を調節することなどを目的として、本発明の主旨を損なわない範囲で連鎖移動剤の存在下で共重合を行っても差し支えない。連鎖移動剤としては、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、などのアルデヒド類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;2−ヒドロキシエタンチオールなどのメルカプタン類;トリクロロエチレン、パークロロエチレンなどのハロゲン化炭化水素類が挙げられ、中でもアルデヒド類およびケトン類が好適に用いられる。連鎖移動剤の添加量は、添加する連鎖移動剤の連鎖移動定数および目的とするビニルエステル系重合体の重合度に応じて決定されるが、一般にビニルエステル系単量体に対して0.1〜10重量%が望ましい。   Further, in the copolymerization of an unsaturated monomer having a POA group and a vinyl ester monomer, for the purpose of adjusting the degree of polymerization of the obtained copolymer, the scope of the present invention is not impaired. Copolymerization may be carried out in the presence of a chain transfer agent. Examples of chain transfer agents include aldehydes such as acetaldehyde and propionaldehyde; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; mercaptans such as 2-hydroxyethanethiol; and halogenated hydrocarbons such as trichloroethylene and perchloroethylene. Of these, aldehydes and ketones are preferably used. The addition amount of the chain transfer agent is determined according to the chain transfer constant of the chain transfer agent to be added and the degree of polymerization of the target vinyl ester polymer, but is generally 0.1% relative to the vinyl ester monomer. -10 wt% is desirable.

POA−ビニルエステル系共重合体のけん化反応には、従来公知の水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメトキシドなどの塩基性触媒またはP−トルエンスルホン酸などの酸性触媒を用いた加アルコール分解反応ないし加水分解反応を適用することができる。この反応に使用しうる溶媒としては、メタノール、エタノールなどのアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;ベンゼン、トルエンなどの芳香族炭化水素などが挙げられ、これらは単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。中でもメタノールまたはメタノール/酢酸メチル混合溶液を溶媒とし、水酸化ナトリウムを触媒に用いてけん化反応を行うのが簡便であり好ましい。   The saponification reaction of the POA-vinyl ester copolymer is an alcoholysis decomposition reaction using a conventionally known basic catalyst such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or sodium methoxide or an acidic catalyst such as P-toluenesulfonic acid. Alternatively, a hydrolysis reaction can be applied. Examples of the solvent that can be used for this reaction include alcohols such as methanol and ethanol; esters such as methyl acetate and ethyl acetate; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; These can be used alone or in combination of two or more. Among them, it is convenient and preferable to perform the saponification reaction using methanol or a methanol / methyl acetate mixed solution as a solvent and sodium hydroxide as a catalyst.

エマルジョン(A)に配合するPOA変性PVA(B)の配合比は、エマルジョン(A)の固形分(分散質)100重量部に対してPOA変性PVA(B)1〜50重量部であることが好適であり、さらに好ましくは3〜30重量部、より好ましくは5〜20重量部、さらには7〜20重量部である。POA変性PVA(B)が1重量部未満の場合、粉末化後の再分散性が低下する懸念があり、またエマルジョン粉末を水硬性物質に混和した際の機械的安定性が不足し、水硬性物質への分散性が低下する懸念がある。また、50重量部を越える場合、得られるエマルジョン粉末の耐水性などの物性が低下し、またこのエマルジョン粉末を使用した水硬性物質の強度が低下する懸念がある。   The blending ratio of the POA-modified PVA (B) blended in the emulsion (A) is 1 to 50 parts by weight of the POA-modified PVA (B) with respect to 100 parts by weight of the solid content (dispersoid) of the emulsion (A). It is suitable, More preferably, it is 3-30 weight part, More preferably, it is 5-20 weight part, Furthermore, it is 7-20 weight part. When the POA-modified PVA (B) is less than 1 part by weight, there is a concern that the redispersibility after pulverization is lowered, and the mechanical stability when the emulsion powder is mixed with a hydraulic substance is insufficient. There is a concern that the dispersibility of the substance may decrease. On the other hand, when the amount exceeds 50 parts by weight, there is a concern that physical properties such as water resistance of the obtained emulsion powder are lowered and the strength of the hydraulic substance using the emulsion powder is lowered.

本発明の合成樹脂エマルジョン粉末は、上記のエマルジョン(A)にPOA変性PVA(B)を配合した後、乾燥、好適には噴霧乾燥して得られる。噴霧乾燥には、流体を噴霧して乾燥する通常の噴霧乾燥が使用できる。噴霧の形式により、ディスク式、ノズル式、衝撃波式などがあるが、いずれの方法でも良い。また、熱源として、熱風や加熱水蒸気等が用いられる。乾燥条件は、噴霧乾燥機の大きさや種類、合成樹脂エマルジョンの濃度、粘度、流量等によって適宜選択すればよい。乾燥温度は、100℃〜150℃が適当であり、この乾燥温度の範囲内で、十分に乾燥した粉末が得られるように、他の乾燥条件を設定することが望ましい。
POA変性PVA(B)の添加方法としては、POA変性PVA(B)の水溶液をエマルジョン(A)に添加する方法が好適な方法であるが、POA変性PVA(B)の粉末、フレークまたはペレットをエマルジョン(A)に添加する方法も挙げられる。また、乳化重合してエマルジョン(A)を製造する際、乳化重合の後半にPOA変性PVA(B)を添加(一括または連続添加)する方法も挙げられる。
The synthetic resin emulsion powder of the present invention is obtained by blending the above emulsion (A) with POA-modified PVA (B) and then drying, preferably spray drying. For spray drying, normal spray drying in which a fluid is sprayed to dry can be used. Depending on the type of spraying, there are disc type, nozzle type, shock wave type, etc. Any method may be used. Moreover, hot air, heating steam, etc. are used as a heat source. The drying conditions may be appropriately selected depending on the size and type of the spray dryer, the concentration, viscosity, flow rate, etc. of the synthetic resin emulsion. The drying temperature is suitably from 100 ° C to 150 ° C, and it is desirable to set other drying conditions so that a sufficiently dried powder can be obtained within this drying temperature range.
As a method for adding the POA-modified PVA (B), a method in which an aqueous solution of the POA-modified PVA (B) is added to the emulsion (A) is a suitable method, but the POA-modified PVA (B) powder, flakes or pellets are added. The method of adding to an emulsion (A) is also mentioned. Moreover, when manufacturing emulsion (A) by emulsion polymerization, the method of adding POA modified PVA (B) to the latter half of emulsion polymerization (lump addition or continuous addition) is also mentioned.

また、本発明の合成樹脂エマルジョン粉末の貯蔵安定性、水への再分散性を向上させる目的で、無機粉末(ブロッキング防止剤)を使用することが望ましい。無機粉末は、噴霧乾燥後のエマルジョン粉末に添加して均一に混合しても良いが、噴霧乾燥する際に合成樹脂エマルジョンを無機粉末の存在下に噴霧すると(同時噴霧)、均一な混合を行うことができ好適である。無機粉末は平均粒径0.1〜100μmの微粒子であることが好適である。無機粉末としては、微粒子の無機粉末が好ましく、炭酸カルシウム、クレー、無水珪酸、珪酸アルミニウム、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等が使用される。これらの無機粉末のうち、無水珪酸が好適である。無機粉末の使用量は、性能上、エマルジョン粉末に対して30重量%以下さらには20重量%以下が好ましい。下限値については0.1重量%以上、さらには0.2重量%以上が好ましい。また、有機系のフィラーも使用できる。   Moreover, it is desirable to use inorganic powder (antiblocking agent) for the purpose of improving the storage stability and redispersibility in water of the synthetic resin emulsion powder of the present invention. The inorganic powder may be added to the emulsion powder after spray drying and mixed uniformly. However, when the synthetic resin emulsion is sprayed in the presence of the inorganic powder during spray drying (simultaneous spraying), uniform mixing is performed. This is preferable. The inorganic powder is preferably fine particles having an average particle size of 0.1 to 100 μm. As the inorganic powder, fine inorganic powder is preferable, and calcium carbonate, clay, anhydrous silicic acid, aluminum silicate, white carbon, talc, alumina white and the like are used. Of these inorganic powders, anhydrous silicic acid is preferred. The amount of the inorganic powder used is preferably 30% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, based on the performance, in view of performance. The lower limit is preferably 0.1% by weight or more, and more preferably 0.2% by weight or more. Organic fillers can also be used.

合成樹脂エマルジョン粉末の水への再分散性をより向上させるために、各種の水溶性添加剤を加えることもできる。添加剤は、噴霧乾燥前に合成樹脂エマルジョンに添加して噴霧乾燥すると均一に混合されるため好ましい。水溶性添加剤の使用量は特に制限はなく、エマルジョンの耐水性等の物性に悪影響を与えない程度に適宜コントロールされる。このような添加剤としては、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、でんぷん誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド等の他、水溶性アルキッド樹脂、水溶性フェノール樹脂、水溶性尿素樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性ナフタレンスルホン酸樹脂、水溶性アミノ樹脂、水溶性ポリアミド樹脂、水溶性アクリル樹脂、水溶性ポリカルボン酸樹脂、水溶性ポリエステル樹脂、水溶性ポリウレタン樹脂、水溶性ポリオール樹脂、水溶性エポキシ樹脂等が挙げられる   In order to further improve the redispersibility of the synthetic resin emulsion powder in water, various water-soluble additives can be added. The additive is preferable because it is uniformly mixed when added to the synthetic resin emulsion before spray drying and spray dried. The amount of the water-soluble additive used is not particularly limited, and is appropriately controlled to such an extent that it does not adversely affect physical properties such as water resistance of the emulsion. Examples of such additives include hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, starch derivatives, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide, etc., water-soluble alkyd resins, water-soluble phenol resins, water-soluble urea resins, water-soluble melamine resins, water-soluble naphthalene sulfonic acids Resins, water-soluble amino resins, water-soluble polyamide resins, water-soluble acrylic resins, water-soluble polycarboxylic acid resins, water-soluble polyester resins, water-soluble polyurethane resins, water-soluble polyol resins, water-soluble epoxy resins, etc.

本発明の合成樹脂エマルジョン粉末(平均粒径1〜1000μm、好適には2〜500μm)は、そのまま各種用途に用いることができるが、必要に応じ、本発明の効果を損なわない範囲で、従来公知の各種エマルジョン、エマルジョン粉末を添加して用いることもできる。
本発明の合成樹脂エマルジョン粉末は、とくに水硬性物質用混和材または水硬性物質用打継ぎ材として有用である。ここで、水硬性物質としては、例えばポルトランドセメント、アルミナセメント、スラグセメント、フライアッシュセメントなどの水硬セメント、あるいは石膏、プラスターなどのセメント以外の水硬性材料が挙げられる。
上記の水硬性物質用混和材を、例えば、セメント、骨材および水からなるセメントモルタルに配合して使用する場合、水硬性物質用混和材の配合量は、セメントに対し5〜20重量%が好適である。ここで、骨材としては、川砂、砕砂、色砂、けい砂などの細骨材、川砂利、砕石などの粗骨材が挙げられる。
また、本発明の合成樹脂エマルジョン粉末を、水硬性物質用打継ぎ材として使用する場合は、上記合成樹脂エマルジョン粉末を水で適宜再乳化し、打継ぎ材(プライマー処理材)としてコンクリートなどの水硬性物質基板に塗り付け、その後で、セメントモルタルなどの水硬性物質を塗り付けることにより施工が行われる。このような打継ぎ材を使用することにより、優れた接着性および耐久性、さらには優れた機械的強度などを付与することができる。
The synthetic resin emulsion powder of the present invention (average particle diameter of 1 to 1000 μm, preferably 2 to 500 μm) can be used as it is for various applications as it is, but is conventionally known as long as it does not impair the effects of the present invention. These various emulsions and emulsion powders can also be added and used.
The synthetic resin emulsion powder of the present invention is particularly useful as an admixture for hydraulic materials or a joint material for hydraulic materials. Here, examples of the hydraulic substance include hydraulic cements such as Portland cement, alumina cement, slag cement and fly ash cement, and hydraulic materials other than cement such as gypsum and plaster.
When the above-mentioned admixture for a hydraulic substance is used by blending it in a cement mortar composed of cement, aggregate and water, for example, the blending quantity of the admixture for hydraulic substance is 5 to 20% by weight with respect to the cement. Is preferred. Here, examples of the aggregate include fine aggregates such as river sand, crushed sand, colored sand and silica sand, and coarse aggregates such as river gravel and crushed stone.
When the synthetic resin emulsion powder of the present invention is used as a joining material for hydraulic substances, the synthetic resin emulsion powder is appropriately re-emulsified with water, and water such as concrete is used as the joining material (primer treatment material). The construction is carried out by applying to a hard substance substrate and then applying a hydraulic substance such as cement mortar. By using such a joining material, it is possible to impart excellent adhesion and durability, and excellent mechanical strength.

水硬性物質用混和材および打継ぎ材の分散性をより向上させるために、各種の添加剤を加えることもできる。添加剤は、噴霧乾燥前に合成樹脂エマルジョンに添加して噴霧乾燥すると均一に混合されるため好ましい。水溶性添加剤の使用量は特に制限はなく、エマルジョンの耐水性等の物性に悪影響を与えない程度に適宜コントロールされる。このような添加剤としては、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、でんぷん誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド等の他、水溶性アルキッド樹脂、水溶性フェノール樹脂、水溶性尿素樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性ナフタレンスルホン酸樹脂、水溶性アミノ樹脂、水溶性ポリアミド樹脂、水溶性アクリル樹脂、水溶性ポリカルボン酸樹脂、水溶性ポリエステル樹脂、水溶性ポリウレタン樹脂、水溶性ポリオール樹脂、水溶性エポキシ樹脂等が挙げられる。
本発明の水硬性物質用混和材および打継ぎ材には、セメントおよびモルタルなどへの混和材としての用途では、AE剤、減水剤、流動化剤、保水剤、増粘剤、防水剤、消泡剤等が適宜使用される。
本発明の合成樹脂エマルジョン粉末は、接着剤、塗料、紙加工剤などの用途にも使用できる。これらの用途には、粘性改良剤、保水剤、粘着付与剤、増粘剤、顔料分散剤、安定剤等が適宜使用される。
In order to further improve the dispersibility of the admixture for hydraulic substance and the joining material, various additives can be added. The additive is preferable because it is uniformly mixed when added to the synthetic resin emulsion before spray drying and spray dried. The amount of the water-soluble additive used is not particularly limited, and is appropriately controlled to such an extent that it does not adversely affect physical properties such as water resistance of the emulsion. Examples of such additives include hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, starch derivatives, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide, etc., water-soluble alkyd resins, water-soluble phenol resins, water-soluble urea resins, water-soluble melamine resins, water-soluble naphthalene sulfonic acids Examples include resins, water-soluble amino resins, water-soluble polyamide resins, water-soluble acrylic resins, water-soluble polycarboxylic acid resins, water-soluble polyester resins, water-soluble polyurethane resins, water-soluble polyol resins, and water-soluble epoxy resins.
The hydraulic material admixture and jointing material of the present invention include AE agent, water reducing agent, fluidizing agent, water retention agent, thickening agent, waterproofing agent, water proofing agent, etc. for use as an admixture for cement and mortar. A foaming agent etc. are used suitably.
The synthetic resin emulsion powder of the present invention can also be used for applications such as adhesives, paints and paper processing agents. For these uses, viscosity improvers, water retention agents, tackifiers, thickeners, pigment dispersants, stabilizers, and the like are used as appropriate.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが本発明はこれらによって何ら制限されるものではない。なお、実施例中の「%」および「部」は特に断りのない限り、それぞれ「重量%」および「重量部」を表す。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. In the examples, “%” and “parts” represent “% by weight” and “parts by weight”, respectively, unless otherwise specified.

[POA変性PVAの製造]
製造例1(PVA1の製造)
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、コモノマー滴下口および開始剤の添加口を備えた3Lの反応器に、酢酸ビニル400g、メタノール600g、POA基を有する不飽和単量体(単量体A)13.0gを仕込み、窒素バブリングをしながら30分間系内を窒素置換した。また、ディレー溶液としてPOA基を有する不飽和単量体(単量体A)をメタノールに溶解して濃度20%としたコモノマー溶液を調製し、窒素ガスのバブリングにより窒素置換した。反応器の昇温を開始し、内温が60℃となったところで、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.15gを添加し重合を開始した。ディレー溶液を滴下して重合溶液中のモノマー組成(酢酸ビニルと単量体Aの比率)が一定となるようにしながら、60℃で3時間重合した後冷却して重合を停止した。重合を停止するまで加えたコモノマー溶液の総量は55mlであった。また重合停止時の固形分濃度は19.8%であった。続いて30℃、減圧下でメタノールを時々添加しながら未反応の酢酸ビニルモノマーの除去を行い、POA−ビニルエステル系共重合体(POA変性PVAc)のメタノール溶液(濃度24%)を得た。さらに、これにメタノールを加えて調製したPOA変性PVAcのメタノール溶液496.5g(溶液中のPOA変性PVAc100.0g)に、3.5gのアルカリ溶液(水酸化ナトリウムの10%メタノール溶液)を添加してけん化を行った(けん化溶液のPOA変性PVAc濃度20%、POA変性PVAc中の酢酸ビニルユニットに対する水酸化ナトリウムのモル比0.0075)。アルカリ溶液を添加後約1分でゲル状物が生成したので、これを粉砕器にて粉砕し、40℃で1時間放置してけん化を進行させた後、酢酸メチル500gを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和が終了したことを確認した後、濾別して白色固体を得、これにメタノール2000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記の洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られた白色固体を乾燥機中65℃で2日間放置してPOA変性PVA(PVA1)を得た。PVA1の重合度は520、けん化度は89.8モル%、POA基変性量(S)は0.4モル%であった。
[Production of POA-modified PVA]
Production Example 1 (Production of PVA1)
In a 3 L reactor equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet, comonomer dropping port and initiator addition port, 400 g of vinyl acetate, 600 g of methanol, unsaturated monomer having POA group (monomer A ) 13.0 g was charged, and the system was purged with nitrogen for 30 minutes while bubbling nitrogen. Further, a comonomer solution having a concentration of 20% was prepared by dissolving an unsaturated monomer having a POA group (monomer A) in methanol as a delay solution, and nitrogen substitution was performed by bubbling nitrogen gas. The temperature of the reactor was increased, and when the internal temperature reached 60 ° C., 0.15 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) was added to initiate polymerization. While the delay solution was added dropwise so that the monomer composition (ratio of vinyl acetate and monomer A) in the polymerization solution was constant, polymerization was performed at 60 ° C. for 3 hours and then cooled to stop the polymerization. The total amount of comonomer solution added until the polymerization was stopped was 55 ml. The solid content concentration when the polymerization was stopped was 19.8%. Subsequently, unreacted vinyl acetate monomer was removed while occasionally adding methanol under reduced pressure at 30 ° C. to obtain a methanol solution (concentration 24%) of POA-vinyl ester copolymer (POA-modified PVAc). Furthermore, 3.5 g of an alkaline solution (10% methanol solution of sodium hydroxide) was added to 496.5 g of a POA-modified PVAc methanol solution prepared by adding methanol (100.0 g of POA-modified PVAc in the solution). Saponification was carried out (POA-modified PVAc concentration of saponified solution 20%, molar ratio of sodium hydroxide to vinyl acetate units in POA-modified PVAc 0.0075). A gel-like product was formed in about 1 minute after the addition of the alkaline solution. This was pulverized with a pulverizer and allowed to stand at 40 ° C. for 1 hour to proceed with saponification. Neutralized. After confirming that the neutralization was completed using a phenolphthalein indicator, a white solid was obtained by filtration, 2000 g of methanol was added thereto, and the mixture was allowed to stand and washed at room temperature for 3 hours. After the above washing operation was repeated three times, the white solid obtained by centrifugal drainage was left in a dryer at 65 ° C. for 2 days to obtain POA-modified PVA (PVA1). The degree of polymerization of PVA1 was 520, the degree of saponification was 89.8 mol%, and the POA group modification amount (S) was 0.4 mol%.

製造例2〜22(PVA2〜22の製造)
酢酸ビニルおよびメタノールの仕込み量、重合時に使用するPOA基を有する不飽和単量体の種類(表2)や添加量等の重合条件、けん化時におけるPOA変性PVAcの濃度、酢酸ビニルユニットに対する水酸化ナトリウムのモル比等のけん化条件を表1および表2に示すように変更した以外は、製造例1と同様の方法により各種のPOA変性PVA(PVA2〜22)を製造した。
Production Examples 2 to 22 (Production of PVA 2 to 22)
Charge amount of vinyl acetate and methanol, type of unsaturated monomer having POA group used during polymerization (Table 2), polymerization conditions such as addition amount, concentration of POA-modified PVAc during saponification, hydroxylation to vinyl acetate unit Various POA-modified PVAs (PVA2-22) were produced in the same manner as in Production Example 1 except that the saponification conditions such as the molar ratio of sodium were changed as shown in Tables 1 and 2.

製造例23(PVA23の製造)
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、開始剤の添加口を備えた3Lの反応器に、酢酸ビニル700g、メタノール300gを仕込み、窒素バブリングをしながら30分間系内を窒素置換した。反応器の昇温を開始し、内温が60℃となったところで、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.25gを添加し重合を開始し、60℃で3時間重合した後冷却して重合を停止した。重合停止時の固形分濃度は17.0%であった。続いて30℃、減圧下でメタノールを時々添加しながら未反応の酢酸ビニルモノマーの除去を行い、ポリ酢酸ビニル(PVAc)のメタノール溶液(濃度30%)を得た。さらに、これにメタノールを加えて調製したPVAcのメタノール溶液496.5g(溶液中のPVAc100.0g)に、3.5gのアルカリ溶液(水酸化ナトリウムの10%メタノール溶液)を添加してけん化を行った(けん化溶液のPVAc濃度20%、PVAc中の酢酸ビニルユニットに対する水酸化ナトリウムのモル比0.0075)。アルカリ溶液を添加後約1分でゲル状物が生成したので、これを粉砕器にて粉砕し、40℃で1時間放置してけん化を進行させた後、酢酸メチル500gを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和が終了したことを確認した後、濾別して白色固体を得、これにメタノール2000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記の洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られた白色固体を乾燥機中65℃で2日間放置して無変性PVA(PVA23)を得た。PVA23の重合度は1700、けん化度は89.4モル%であった。
Production Example 23 (Production of PVA23)
700 g of vinyl acetate and 300 g of methanol were charged into a 3 L reactor equipped with a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet, and an initiator addition port, and the system was purged with nitrogen for 30 minutes while bubbling nitrogen. The temperature of the reactor was increased, and when the internal temperature reached 60 ° C., 0.25 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) was added to start polymerization, and polymerization was performed at 60 ° C. for 3 hours. After cooling, the polymerization was stopped. The solid content concentration when the polymerization was stopped was 17.0%. Subsequently, unreacted vinyl acetate monomer was removed while sometimes adding methanol under reduced pressure at 30 ° C. to obtain a methanol solution (concentration 30%) of polyvinyl acetate (PVAc). Furthermore, saponification was carried out by adding 3.5 g of an alkaline solution (sodium hydroxide in 10% methanol) to 496.5 g of PVAc methanol solution prepared by adding methanol thereto (100.0 g of PVAc in the solution). (PVAc concentration of saponification solution 20%, molar ratio of sodium hydroxide to vinyl acetate units in PVAc 0.0075). A gel-like product was formed in about 1 minute after the addition of the alkaline solution. This was pulverized with a pulverizer and allowed to stand at 40 ° C. for 1 hour to proceed with saponification, and then 500 g of methyl acetate was added to leave the remaining alkali. Neutralized. After confirming that the neutralization was completed using a phenolphthalein indicator, a white solid was obtained by filtration, 2000 g of methanol was added thereto, and the mixture was allowed to stand and washed at room temperature for 3 hours. After repeating the above washing operation three times, the white solid obtained by centrifugal drainage was allowed to stand in a dryer at 65 ° C. for 2 days to obtain unmodified PVA (PVA23). The polymerization degree of PVA23 was 1700, and the saponification degree was 89.4 mol%.

製造例24〜26(PVA24〜26の製造)
酢酸ビニルおよびメタノールの仕込み量、けん化時におけるPVAcの濃度、酢酸ビニルユニットに対する水酸化ナトリウムのモル比等のけん化条件を表1に示すように変更した以外は、製造例23と同様の方法により各種の無変性PVA(PVA24〜26)を製造した。
Production Examples 24-26 (Production of PVA 24-26)
Various methods were used in the same manner as in Production Example 23 except that the saponification conditions such as the amount of vinyl acetate and methanol, the concentration of PVAc during saponification, and the molar ratio of sodium hydroxide to vinyl acetate unit were changed as shown in Table 1. Of unmodified PVA (PVA 24-26).

[エマルジョン製造例]
エマルジョン製造例1(EM−1の製造)
窒素吹き込み口、温度計、撹拌機を備えた耐圧オートクレーブにPVA−217((株)クラレ製、重合度1700、けん化度88モル%)の9.5%水溶液80部を仕込み、60℃に昇温してから、窒素置換を行った。酢酸ビニル80部を仕込んだ後、エチレンを4.9MPaまで加圧し、0.5%過酸化水素水溶液2gおよび2%ロンガリット水溶液0.3gを圧入し、重合を開始した。残存酢酸ビニル濃度が10%となったところで、エチレン放出し、エチレン圧力2.0MPaとし、3%過酸化水素水溶液0.3gを圧入し、重合を完結させた。重合中に凝集などがなく、重合安定性に優れており、固形分濃度55%、エチレン含量18重量%のエチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン(EM−1)が得られた。
[Emulsion production example]
Emulsion production example 1 (production of EM-1)
A pressure-resistant autoclave equipped with a nitrogen inlet, a thermometer, and a stirrer was charged with 80 parts of a 9.5% aqueous solution of PVA-217 (manufactured by Kuraray Co., Ltd., polymerization degree 1700, saponification degree 88 mol%), and the temperature was raised to 60 ° C. After warming, nitrogen substitution was performed. After charging 80 parts of vinyl acetate, ethylene was pressurized to 4.9 MPa, and 2 g of 0.5% hydrogen peroxide aqueous solution and 0.3 g of 2% Rongalite aqueous solution were injected to initiate polymerization. When the residual vinyl acetate concentration reached 10%, ethylene was released, the ethylene pressure was set to 2.0 MPa, and 0.3 g of 3% hydrogen peroxide aqueous solution was injected to complete the polymerization. There was no aggregation during the polymerization and the polymerization stability was excellent, and an ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion (EM-1) having a solid content concentration of 55% and an ethylene content of 18% by weight was obtained.

エマルジョン製造例2(EM−2の製造)
還流冷却器、滴下ロート、温度計、窒素吹込口、撹拌機を備えたガラス製容器に、末端にメルカプト基を有するPVA(重合度550、鹸化度88.3モル%、メルカプト基含量3.3×10−5当量/g)5部とイオン交換水90部を仕込み、95℃で完全溶解させた。次いで、希硫酸によりpH=4とした後、150rpmで撹拌しながらメチルメタクリレート10部、n−ブチルアクリレート10部、n−ドデシルメルカプタン0.1部を添加し、窒素置換後70℃まで昇温した。1%過硫酸カリウム5部を添加し重合を開始し、さらに2時間かけてメチルメタクリレート40部、n−ブチルアクリレート40部、n−ドデシルメルカプタン0.4部を混合したものを連続的に添加した。重合開始3時間後、転化率99.5%となり重合を終了した。固形分濃度52.0%の安定なメチルメタクリレート/n−ブチルアクリレート共重合体エマルジョン(EM−2)を得た。
Emulsion production example 2 (production of EM-2)
In a glass container equipped with a reflux condenser, a dropping funnel, a thermometer, a nitrogen inlet, and a stirrer, PVA having a mercapto group at the end (polymerization degree 550, saponification degree 88.3 mol%, mercapto group content 3.3) × 10 −5 equivalent / g) 5 parts and 90 parts of ion-exchanged water were charged and completely dissolved at 95 ° C. Next, after adjusting the pH to 4 with dilute sulfuric acid, 10 parts of methyl methacrylate, 10 parts of n-butyl acrylate and 0.1 part of n-dodecyl mercaptan were added while stirring at 150 rpm, and the temperature was raised to 70 ° C. after nitrogen substitution. . Polymerization was started by adding 5 parts of 1% potassium persulfate, and a mixture of 40 parts of methyl methacrylate, 40 parts of n-butyl acrylate and 0.4 part of n-dodecyl mercaptan was continuously added over 2 hours. . Three hours after the start of the polymerization, the conversion was 99.5% and the polymerization was terminated. A stable methyl methacrylate / n-butyl acrylate copolymer emulsion (EM-2) having a solid content concentration of 52.0% was obtained.

実施例1
エマルジョン製造例1で得たエチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン(A)(EM−1)固形分100部とPOA変性PVA(B)(PVA−1、重合度520、けん化度89.8モル%、POA基変性量0.4モル%)の5%水溶液200部を混合したものと、エマルジョンの固形分に対して11%の炭酸カルシウム粉末(平均粒径2μm)とを別々に120℃の熱風中に同時噴霧して乾燥し、平均粒径6μmの合成樹脂エマルジョン粉末を得た。
Example 1
100 parts of ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion (A) (EM-1) solid content obtained in Emulsion Production Example 1 and POA-modified PVA (B) (PVA-1, polymerization degree 520, saponification degree 89.8 mol%) , POA group modification amount 0.4 mol%) 200% 5% aqueous solution and 11% calcium carbonate powder (average particle size 2 μm) with respect to the solid content of the emulsion were separately heated at 120 ° C. It was simultaneously sprayed in and dried to obtain a synthetic resin emulsion powder having an average particle size of 6 μm.

実施例2〜12、比較例1〜14
実施例1のPVA1に代えて製造例2〜26で得られたPVA2〜26を用いる以外は、実施例1と同様にして、合成樹脂エマルジョン粉末を得た。
Examples 2-12, Comparative Examples 1-14
A synthetic resin emulsion powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that PVA 2 to 26 obtained in Production Examples 2 to 26 were used instead of PVA 1 of Example 1.

実施例13
実施例1のEM−1に代えてエマルジョン製造例2で得られたEM−2を用いる以外は、実施例1と同様にして、合成樹脂エマルジョン粉末を得た。
Example 13
A synthetic resin emulsion powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that EM-2 obtained in Emulsion Production Example 2 was used instead of EM-1 in Example 1.

実施例14〜15、比較例15〜16
実施例1のPVA―1の比率を変更する以外は、実施例1と同様にして、合成樹脂エマルジョン粉末を得た。PVA−1の比率は表3に示す。
Examples 14-15, Comparative Examples 15-16
A synthetic resin emulsion powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ratio of PVA-1 in Example 1 was changed. The ratio of PVA-1 is shown in Table 3.

実施例16
実施例1の炭酸カルシウムをタルクに変更する以外は、実施例1と同様にして、合成樹脂エマルジョン粉末を得た。
Example 16
A synthetic resin emulsion powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the calcium carbonate of Example 1 was changed to talc.

実施例および比較例において、各種のPVAとエマルジョンを用いて製造した合成樹脂エマルジョン粉末について、以下の方法にしたがって評価した。結果を表3に示す。
[再分散性]
ろ過残渣:
実施例および比較例にて得られた合成樹脂エマルジョン粉末50部と水50部を混合し、再分散したエマルジョンを200メッシュのステンレス製金網でろ過し、ろ過残渣を105℃で5時間乾燥し、ろ過残渣の割合を測定した。
ろ過残渣(%)=(乾燥後のろ過残渣量/再分散に用いたエマルジョン粉末重量)×100
ろ過残渣は少なければすくないほど、エマルジョン粉末を、水硬性物質用混和材または打ち継ぎ材として用いた場合に、優れた強度を有する水硬物が得られる。本発明によれば、ろ過残渣5%以下(表3)のエマルジョン粉末を得ることができる。
再分散後の状態:
実施例および比較例にて得られた合成樹脂エマルジョン粉末50部と水50部を混合し、再分散したエマルジョンの状態を目視及び光学顕微鏡で観察し、以下の基準により判断した。
◎ 再分散液が均一で平均粒子径50μm以下。
○ 再分散液が均一で未分散物(ブツ)がない。
△ 再分散はしているが、未分散物が認められる。
× 再分散しない。
[造膜性]
実施例および比較例にて得られた合成樹脂エマルジョン粉末50部と水50部を混合し、再分散したエマルジョンを50℃のガラス板上へ流延、乾燥させ、造膜性を以下の基準により判断した。
○ 均一な皮膜となり、強靱な皮膜が得られる。
△ 皮膜にはなるがもろい。
× 均一な皮膜が得られない。
[粘度]
実施例および比較例にて得られた合成樹脂エマルジョン粉末50部と水50部を混合し、再分散したエマルジョンを液温30℃とし、B型粘度計にて20rpmで粘度を測定した。
[モルタル性能]
実施例および比較例にて得られた合成樹脂粉末エマルジョン粉末を水硬性物質用混和材および水硬性物質用打継ぎ材として使用し、物性を評価した。
(水硬性物質用混和材の性能評価)
セメントモルタル用混和材としての性能
セメントモルタルの物性試験
1)モルタル組成:
水硬性物質用混和材/セメント重量比=0.10
砂/セメント重量比=3.0、水/セメント重量比=0.7
2)スランプ値 :JIS A−1171に準じて測定
3)フロー値 :JIS R−5201に準じて測定
3)曲げ強度 :JIS R−5201に準じて測定
4)圧縮強度 :JIS R−5201に準じて測定
In Examples and Comparative Examples, synthetic resin emulsion powders produced using various PVA and emulsions were evaluated according to the following methods. The results are shown in Table 3.
[Redispersibility]
Filtration residue:
50 parts of the synthetic resin emulsion powder obtained in Examples and Comparative Examples and 50 parts of water were mixed, the redispersed emulsion was filtered through a 200 mesh stainless steel wire mesh, and the filtration residue was dried at 105 ° C. for 5 hours. The ratio of the filtration residue was measured.
Filtration residue (%) = (filter residue after drying / emulsion powder weight used for redispersion) × 100
The smaller the filtration residue is, the more the hydraulic material having excellent strength can be obtained when the emulsion powder is used as an admixture or jointing material for hydraulic substances. According to the present invention, an emulsion powder having a filtration residue of 5% or less (Table 3) can be obtained.
State after redistribution:
50 parts of the synthetic resin emulsion powder obtained in Examples and Comparative Examples and 50 parts of water were mixed, and the state of the redispersed emulsion was observed visually and with an optical microscope, and judged according to the following criteria.
◎ The redispersion liquid is uniform and the average particle size is 50 μm or less.
○ The re-dispersed liquid is uniform and there is no undispersed material.
Δ: Redispersed, but undispersed material is observed.
× Do not redistribute.
[Film-forming properties]
50 parts of the synthetic resin emulsion powder obtained in Examples and Comparative Examples and 50 parts of water were mixed, and the redispersed emulsion was cast on a glass plate at 50 ° C. and dried. It was judged.
○ A uniform film is obtained and a tough film is obtained.
△ Although it becomes a film, it is fragile.
X A uniform film cannot be obtained.
[viscosity]
50 parts of the synthetic resin emulsion powder obtained in Examples and Comparative Examples and 50 parts of water were mixed, and the redispersed emulsion was brought to a liquid temperature of 30 ° C., and the viscosity was measured at 20 rpm with a B-type viscometer.
[Mortar performance]
The synthetic resin powder emulsion powders obtained in Examples and Comparative Examples were used as admixtures for hydraulic materials and joint materials for hydraulic materials, and the physical properties were evaluated.
(Performance evaluation of admixtures for hydraulic materials)
Performance as an admixture for cement mortar Properties test of cement mortar 1) Mortar composition:
Hydraulic material admixture / cement weight ratio = 0.10
Sand / cement weight ratio = 3.0, water / cement weight ratio = 0.7
2) Slump value: measured according to JIS A-1171 3) Flow value: measured according to JIS R-5201 3) Bending strength: measured according to JIS R-5201 4) Compressive strength: according to JIS R-5201 Measured

Figure 0005143777
Figure 0005143777

Figure 0005143777
Figure 0005143777

Figure 0005143777
Figure 0005143777

本発明の合成樹脂エマルジョン粉末は、再分散性に優れ、さらに高粘度である合成樹脂エマルジョン粉末が得られる。
本発明の合成樹脂エマルジョン粉末を使用することにより、セメントモルタルなどの水硬性物質への分散性に優れ、セメントモルタルなどの水硬性物質へ混和した場合に減水性と増粘性を両立し、得られる水硬性物質の粘性、保水性が増大し、こてさばき、のびが改良され、モルタルの硬化時間、水引き時間が遅くなるので作業性が顕著に向上するほか、亀裂の発生も抑制される効果が得られる。また、本発明の合成樹脂エマルジョン粉末を使用することにより、接着性および耐久性に優れ、さらに機械的強度にも優れる水硬性物質用打継ぎ材が得られる。
The synthetic resin emulsion powder of the present invention is excellent in redispersibility, and a synthetic resin emulsion powder having a higher viscosity can be obtained.
By using the synthetic resin emulsion powder of the present invention, it is excellent in dispersibility in hydraulic substances such as cement mortar, and when mixed with hydraulic substances such as cement mortar, both water reduction and viscosity increase can be obtained. Viscosity and water retention of hydraulic substances are increased, troweling and spreading are improved, mortar setting time and watering time are delayed, so workability is remarkably improved and cracking is also suppressed. Is obtained. Further, by using the synthetic resin emulsion powder of the present invention, a joining material for a hydraulic substance that is excellent in adhesiveness and durability and further excellent in mechanical strength can be obtained.

Claims (7)

ビニルアルコール系重合体を分散剤とし、エチレン性不飽和単量体及びジエン系単量体から選ばれる一種あるいは二種以上の不飽和単量体単位を有する重合体を分散質とするエマルジョン(A)に、下式の一般式(I)で示されるポリオキシアルキレン基を側鎖に含有するビニルアルコール系重合体であり、ビニルアルコール系重合体の粘度平均重合度が100〜3000であり、けん化度が70.0〜99.5モル%以上であり、ポリオキシアルキレン変性量が0.1〜10モル%であるポリオキシアルキレン−ビニルアルコール系重合体(B)を配合した組成物を乾燥して得られる合成樹脂エマルジョン粉末。
Figure 0005143777



(式中、R1は水素原子またはメチル基、R2は水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を表す。mとnはそれぞれの(ポリ)オキシレンユニットの繰り返し単位を表し、0≦m≦10、3≦n≦20である。)
An emulsion having a vinyl alcohol polymer as a dispersant and a polymer having one or more unsaturated monomer units selected from ethylenically unsaturated monomers and diene monomers as a dispersoid (A ), A vinyl alcohol polymer containing a polyoxyalkylene group represented by the following general formula (I) in the side chain, the viscosity average polymerization degree of the vinyl alcohol polymer is 100 to 3000, and saponification A composition containing a polyoxyalkylene-vinyl alcohol polymer (B) having a degree of 70.0 to 99.5 mol% or more and a polyoxyalkylene modification amount of 0.1 to 10 mol% is dried. Synthetic resin emulsion powder obtained.
Figure 0005143777



(Wherein R1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, m and n represent a repeating unit of each (poly) oxylene unit, and 0 ≦ m ≦ 10, 3 ≦ n ≦ 20.)
ポリオキシアルキレン−ビニルアルコール系重合体(B)における一般式(I)で示すポリオキシアルキレン基の含有量が2.0〜50重量部である請求項1記載の合成樹脂エマルジョン粉末。   The synthetic resin emulsion powder according to claim 1, wherein the content of the polyoxyalkylene group represented by the general formula (I) in the polyoxyalkylene-vinyl alcohol polymer (B) is 2.0 to 50 parts by weight. ポリオキシアルキレン−ビニルアルコール系重合体(B)が、下式の一般式(II)で示されるポリオキシアルキレン基を有するマクロモノマーとビニルエステルとを共重合した後、けん化することによって得られるポリオキシアルキレン−ビニルアルコール系重合体である請求項1または2に記載の合成樹脂エマルジョン粉末。
Figure 0005143777


(式中、R1は水素原子またはメチル基、R2は水素原子または炭素数1〜8のアルキル基を表す。mとnはそれぞれの(ポリ)オキシレンユニットの繰り返し単位を表し、0≦m≦10、3≦n≦20である。R3は水素原子または−COOM基を表し、Mは水素原子、アルカリ金属またはアンモニウム基を表す。R4は水素原子、メチル基または−CH−COOM基を示し、Mは前記定義どおりである。Xは−O−、−CH−O−,−CO−,−CO−O−または−CO−NR5を表し、R5は水素原子または炭素数1〜4の飽和アルキル基を表す。)
A polyoxyalkylene-vinyl alcohol polymer (B) is obtained by copolymerizing a macromonomer having a polyoxyalkylene group represented by the following general formula (II) with a vinyl ester and then saponifying the polyoxyalkylene-vinyl alcohol polymer (B). The synthetic resin emulsion powder according to claim 1 or 2, which is an oxyalkylene-vinyl alcohol polymer.
Figure 0005143777


(Wherein R1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, m and n represent a repeating unit of each (poly) oxylene unit, and 0 ≦ m ≦ 10, 3 ≦ n ≦ 20, R3 represents a hydrogen atom or a —COOM group, M represents a hydrogen atom, an alkali metal or an ammonium group, and R4 represents a hydrogen atom, a methyl group or a —CH 2 —COOM group. , M is as defined above, X represents —O—, —CH 2 —O—, —CO—, —CO—O— or —CO—NR 5, wherein R 5 represents a hydrogen atom or a group having 1 to 4 carbon atoms. Represents a saturated alkyl group.)
エマルジョン(A)の固形分100重量部に対し、ポリオキシアルキレン−ビニルアルコール系重合体(B)を1〜50重量部配合する請求項1に記載の合成樹脂エマルジョン粉末。   The synthetic resin emulsion powder according to claim 1, wherein 1 to 50 parts by weight of the polyoxyalkylene-vinyl alcohol polymer (B) is blended with 100 parts by weight of the solid content of the emulsion (A). エチレン性不飽和単量体及びジエン系単量体から選ばれる一種あるいは二種以上の不飽和単量体単位を有する重合体が、ビニルエステル系重合体、またはオレフィン−ビニルエステル共重合体である請求項1に記載の合成樹脂エマルジョン粉末。   The polymer having one or more unsaturated monomer units selected from ethylenically unsaturated monomers and diene monomers is a vinyl ester polymer or an olefin-vinyl ester copolymer. The synthetic resin emulsion powder according to claim 1. 乾燥が噴霧乾燥である請求項1に記載の合成樹脂エマルジョン粉末。   The synthetic resin emulsion powder according to claim 1, wherein the drying is spray drying. さらに無機粉末を含有する請求項1〜6のいずれかに記載の合成樹脂エマルジョン粉末。   Furthermore, the synthetic resin emulsion powder in any one of Claims 1-6 containing an inorganic powder.
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