JP5602197B2 - Method for producing copolymer latex and copolymer latex - Google Patents
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Description
本発明は、共重合体ラテックスの製造方法、および、その製造方法により得られる共重合体ラテックスに関するものである。 The present invention relates to a method for producing a copolymer latex, and a copolymer latex obtained by the method.
ブタジエン系共重合体ラテックス(1,3−ブタジエンを主成分とする共重合体ラテックス)は、紙塗工用分野、カーペットのバックサイジング、木質系接着剤、電池の電極、タイヤコード分野などにおけるバインダーとして広く用いられている。
ブタジエン系共重合体ラテックスの製造においては、単量体、乳化剤、重合開始剤、分子量調整剤などの他に炭化水素が用いられることがある。
このような共重合体ラテックスの製造方法として、例えば、特開平5−112604号では、脂肪族共役ジエン系単量体およびこれと共重合可能な他の単量体を乳化重合するに際し、共重合反応性の無い炭素数5〜10の分岐アルカンを添加して重合する方法が開示されている。
また、特許第2961207号では、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、4−メチルシクロヘキセン、1−メチルシクロヘキセンから選ばれた環内に不飽和結合を有する環状の不飽和炭化水素の存在下で乳化重合する方法が開示されている。
また、特許第2879121号では、脂肪族共役ジエン系単量体、エチレン系不飽和カルボン酸単量体、およびこれらと共重合可能な他の単量体を、不飽和結合を1つ有する鎖状の不飽和炭化水素の存在下で乳化重合する方法が開示されている。
Butadiene copolymer latex (copolymer latex based on 1,3-butadiene) is a binder in paper coating, carpet backsizing, wood adhesives, battery electrodes, tire cords, etc. Is widely used.
In the production of butadiene copolymer latex, hydrocarbons may be used in addition to monomers, emulsifiers, polymerization initiators, molecular weight modifiers, and the like.
As a method for producing such a copolymer latex, for example, in JP-A No. 5-112604, in the emulsion polymerization of an aliphatic conjugated diene monomer and another monomer copolymerizable therewith, copolymerization is carried out. A method for polymerizing by adding a non-reactive branched alkane having 5 to 10 carbon atoms is disclosed.
Japanese Patent No. 2961207 discloses a method of emulsion polymerization in the presence of a cyclic unsaturated hydrocarbon having an unsaturated bond in a ring selected from cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, 4-methylcyclohexene, and 1-methylcyclohexene. It is disclosed.
Further, in Japanese Patent No. 2879121, an aliphatic conjugated diene monomer, an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, and other monomers copolymerizable therewith are chain-like having one unsaturated bond. A process for emulsion polymerization in the presence of an unsaturated hydrocarbon is disclosed.
上記のような炭化水素を用いた乳化重合を工業化するにあたり、製造コストを低減する方法を検討する必要がある。
これらの炭化水素は、通常、乳化重合の終了後に、水蒸気蒸留などの方法によって、共重合体ラテックスから、油性混合物として未反応で残留している単量体などとともに揮発、除去される。
そこで、製造コストを低減するために、除去された炭化水素を回収し、次の乳化重合に再利用することが検討される。
しかし、除去された油性混合物をそのまま再利用すると、凝集物が多く発生して共重合体ラテックスの収率が低下したり、重合系内が汚れたりなど生産性が大きく低下する問題がある。
本発明の目的は、1,3−ブタジエン、及び1,3−ブタジエンと共重合可能な他の単量体を、不飽和結合を一つ有する不飽和炭化水素の存在下で乳化重合する際に、不飽和結合を一つ有する不飽和炭化水素を含む油性混合物を再利用した場合であっても、凝集物の少ない共重合体ラテックスを得ることが出来る共重合体ラテックスの製造方法を提供することである。
In industrializing emulsion polymerization using hydrocarbons as described above, it is necessary to study methods for reducing production costs.
These hydrocarbons are usually volatilized and removed from the copolymer latex together with monomers remaining unreacted as an oily mixture from the copolymer latex by a method such as steam distillation after the completion of emulsion polymerization.
Therefore, in order to reduce the production cost, it is considered to collect the removed hydrocarbon and reuse it for the next emulsion polymerization.
However, when the removed oily mixture is reused as it is, there is a problem that productivity is greatly reduced such that agglomerates are generated and the yield of the copolymer latex is reduced or the inside of the polymerization system is soiled.
The object of the present invention is to emulsion polymerize 1,3-butadiene and other monomers copolymerizable with 1,3-butadiene in the presence of an unsaturated hydrocarbon having one unsaturated bond. To provide a method for producing a copolymer latex capable of obtaining a copolymer latex with less aggregates even when an oily mixture containing an unsaturated hydrocarbon having one unsaturated bond is reused. It is.
本発明の共重合体ラテックスの製造方法は、1,3−ブタジエンと、1,3−ブタジエンと共重合可能な他の単量体とを含む単量体組成物を、不飽和結合を一つ有する不飽和炭化水素の存在下で乳化重合する共重合体ラテックスの製造方法であって、以前の共重合体ラテックスの製造において重合後の共重合体ラテックスを蒸留することで得られた不飽和炭化水素を含む油性混合物を、単量体組成物と未使用の不飽和炭化水素と油性混合物との総量に対する4−ビニルシクロヘキセンの割合が600ppm以下となるように、今回の乳化重合系内に配合することを特徴としている。
また、本発明の共重合体ラテックスの製造方法は、1,3−ブタジエンと、1,3−ブタジエンと共重合可能な他の単量体とを含む単量体組成物を、不飽和結合を一つ有する不飽和炭化水素の存在下で乳化重合する共重合体ラテックスの製造方法であって、以前の共重合体ラテックスの製造において重合後の共重合体ラテックスを蒸留することで得られた不飽和炭化水素を含む油性混合物を、単量体組成物と未使用の不飽和炭化水素と油性混合物との総量に対する、油性混合物に由来する4−ビニルシクロヘキセンの割合が600ppm以下となるように、今回の乳化重合系内に配合することを特徴としている。
また、本発明の共重合体ラテックスの製造方法は、油性混合物が、不飽和炭化水素が蒸発する温度に加熱されることにより、さらに、蒸留されていることが好適である。
また、本発明の共重合体ラテックスの製造方法は、不飽和炭化水素が、シクロヘキセンであることが好適である。
The method for producing a copolymer latex of the present invention comprises a monomer composition containing 1,3-butadiene and another monomer copolymerizable with 1,3-butadiene, one unsaturated bond. A method for producing a copolymer latex in which emulsion polymerization is carried out in the presence of an unsaturated hydrocarbon having an unsaturated hydrocarbon obtained by distilling the copolymer latex after polymerization in the previous production of the copolymer latex The oily mixture containing hydrogen is blended in the emulsion polymerization system so that the ratio of 4-vinylcyclohexene to the total amount of the monomer composition, the unused unsaturated hydrocarbon, and the oily mixture is 600 ppm or less. It is characterized by that.
Further, the method for producing a copolymer latex of the present invention comprises a monomer composition containing 1,3-butadiene and another monomer copolymerizable with 1,3-butadiene, having an unsaturated bond. A method for producing a copolymer latex in which emulsion polymerization is carried out in the presence of one unsaturated hydrocarbon, which is obtained by distilling the copolymer latex after polymerization in the previous production of the copolymer latex. This time, the ratio of 4-vinylcyclohexene derived from the oily mixture to the total amount of the monomer composition, the unused unsaturated hydrocarbon and the oily mixture was 600 ppm or less. It is characterized by blending in the emulsion polymerization system.
In the method for producing a copolymer latex of the present invention, it is preferable that the oily mixture is further distilled by being heated to a temperature at which the unsaturated hydrocarbon evaporates.
In the method for producing a copolymer latex of the present invention, it is preferable that the unsaturated hydrocarbon is cyclohexene.
本発明の共重合体ラテックスの製造方法によれば、不飽和炭化水素を再利用して製造コストの低減を図ることができながら、凝集物の少ない共重合体ラテックスを製造することができる。
また、不飽和炭化水素を再利用することによって、不飽和炭化水素の廃棄量を大幅に低減して、環境負荷を低減できる。
According to the method for producing a copolymer latex of the present invention, it is possible to produce a copolymer latex with few aggregates while reducing the production cost by reusing unsaturated hydrocarbons.
Also, by recycling unsaturated hydrocarbons, the amount of unsaturated hydrocarbons discarded can be greatly reduced, and the environmental burden can be reduced.
本発明の共重合体ラテックスの製造方法では、1,3−ブタジエンと、1,3−ブタジエンと共重合可能な他の単量体とを含む単量体組成物を、不飽和結合を一つ有する不飽和炭化水素の存在下で乳化重合する。
単量体組成物は、1,3−ブタジエンを、例えば、10〜90重量%含む。
なお、1,3−ブタジエンは、後述する水蒸気蒸留によって回収される未反応の1,3−ブタジエンを含んでもよい。
1,3−ブタジエンと共重合可能な他の単量体としては、例えば、アルケニル芳香族単量体、シアン化ビニル単量体、不飽和カルボン酸単量体、不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体、ヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体、不飽和カルボン酸アミド単量体などが挙げられる。
1,3−ブタジエンと共重合可能な他の単量体は、単量体組成物中に、例えば、10〜90重量%の割合で配合される。
In the method for producing a copolymer latex of the present invention, a monomer composition containing 1,3-butadiene and another monomer copolymerizable with 1,3-butadiene is combined with one unsaturated bond. Emulsion polymerization is carried out in the presence of unsaturated hydrocarbons.
The monomer composition contains, for example, 10 to 90% by weight of 1,3-butadiene.
The 1,3-butadiene may contain unreacted 1,3-butadiene recovered by steam distillation described later.
Examples of other monomers copolymerizable with 1,3-butadiene include, for example, alkenyl aromatic monomers, vinyl cyanide monomers, unsaturated carboxylic acid monomers, and unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers. And unsaturated monomers containing a hydroxyalkyl group, unsaturated carboxylic acid amide monomers, and the like.
The other monomer copolymerizable with 1,3-butadiene is blended in the monomer composition at a ratio of, for example, 10 to 90% by weight.
アルケニル芳香族単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、メチルα−メチルスチレン、ビニルトルエンおよびジビニルベンゼンなどが挙げられる。
これらのアルケニル芳香族単量体のうち、好ましくは、スチレンが挙げられる。
Examples of the alkenyl aromatic monomer include styrene, α-methylstyrene, methyl α-methylstyrene, vinyl toluene, and divinylbenzene.
Of these alkenyl aromatic monomers, styrene is preferable.
シアン化ビニル単量体としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリルなどが挙げられる。
これらのシアン化ビニル単量体のうち、好ましくは、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが挙げられる。
Examples of the vinyl cyanide monomer include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-ethylacrylonitrile and the like.
Of these vinyl cyanide monomers, acrylonitrile and methacrylonitrile are preferable.
不飽和カルボン酸単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などの1塩基酸、例えば、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸などの2塩基酸(またはその無水物)などが挙げられる。 Examples of the unsaturated carboxylic acid monomer include monobasic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid, and dibasic acids (or anhydrides thereof) such as maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid. It is done.
不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルへキシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、ジメチルマレエート、ジエチルマレエート、ジメチルイタコネート、モノメチルフマレート、モノエチルフマレートなどが挙げられる。
これらの不飽和カルボン酸アルキルエステル単量体のうち、好ましくは、2−エチルへキシルアクリレート、メチルメタクリレートが挙げられる。
Examples of unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, Examples thereof include dimethyl maleate, diethyl maleate, dimethyl itaconate, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate and the like.
Of these unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers, 2-ethylhexyl acrylate and methyl methacrylate are preferable.
ヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体としては、例えば、β−ヒドロキシエチルアクリレート、β−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジ−(エチレングリコール)マレエート、ジ−(エチレングリコール)イタコネート、2−ヒドロキシエチルマレエート、ビス(2−ヒドロキシエチル)マレエート、2−ヒドロキシエチルメチルフマレートなどが挙げられる。
これらのヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体のうち、好ましくは、β−ヒドロキシエチルアクリレートが挙げられる。
Examples of the unsaturated monomer containing a hydroxyalkyl group include β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, 3-chloro-2- Examples include hydroxypropyl methacrylate, di- (ethylene glycol) maleate, di- (ethylene glycol) itaconate, 2-hydroxyethyl maleate, bis (2-hydroxyethyl) maleate, 2-hydroxyethyl methyl fumarate and the like.
Of these unsaturated monomers containing a hydroxyalkyl group, β-hydroxyethyl acrylate is preferable.
不飽和カルボン酸アミド単量体としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミドなどが挙げられる。
これらの不飽和カルボン酸アミド単量体のうち、好ましくは、アクリルアミド、メタクリルアミドが挙げられる。
Examples of the unsaturated carboxylic acid amide monomer include acrylamide, methacrylamide, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, N, N-dimethylacrylamide and the like.
Of these unsaturated carboxylic acid amide monomers, acrylamide and methacrylamide are preferable.
さらに、1,3−ブタジエンと共重合可能な他の単量体として、例えば、エチレン、プロピレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデンなど、通常の乳化重合において使用される単量体を用いることもできる。
これら1,3−ブタジエンと共重合可能な他の単量体は、単独(1種類のみ)で用いることもでき、2種以上併用することもできる。
Further, as other monomers copolymerizable with 1,3-butadiene, for example, monomers used in ordinary emulsion polymerization such as ethylene, propylene, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl chloride, vinylidene chloride, etc. Can also be used.
These other monomers copolymerizable with 1,3-butadiene can be used alone (one kind only) or in combination of two or more kinds.
不飽和結合を一つ有する不飽和炭化水素としては、例えば、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、4−メチルシクロヘキセン、1−メチルシクロヘキセン、1−ペンテン、2−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、2,4,4−トリメチル−1−ペンテン、1−オクテンなどが挙げられる。
これらの不飽和炭化水素のうち、好ましくは、シクロヘキセンが挙げられる。
これらの不飽和炭化水素は、単独(1種類のみ)で用いることもでき、2種以上併用することもできる。
Examples of the unsaturated hydrocarbon having one unsaturated bond include cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, 4-methylcyclohexene, 1-methylcyclohexene, 1-pentene, 2-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-hexene, Examples include heptene, 2,4,4-trimethyl-1-pentene, and 1-octene.
Of these unsaturated hydrocarbons, cyclohexene is preferable.
These unsaturated hydrocarbons can be used alone (one kind only) or in combination of two or more kinds.
また、これらの不飽和炭化水素は、共重合体ラテックスの製造において重合終了後に共重合体ラテックスから回収し、次回以降の製造において再利用することができる。
不飽和炭化水素を共重合体ラテックスの重合終了後に回収するには、蒸留などの方法により、残留している未反応の単量体などとともに共重合体ラテックスから回収される。
共重合体ラテックスの蒸留方法は、特に制限されず、公知の方法が利用できる。好ましくは、50℃〜100℃で水蒸気蒸留する。
ここで、蒸留によって共重合体ラテックスから取り除かれた油性混合物(以下、「油性混合物」という)には、不飽和炭化水素や、揮発性の単量体などの他に、乳化重合の際に副生する4−ビニルシクロヘキセン(以下、4VCと省略する。)が含まれている。
この油性混合物を、1,3−ブタジエン、及び1,3−ブタジエンと共重合可能な他の単量体を乳化重合する際に配合するには、単量体組成物と、未使用の不飽和炭化水素(すなわち、油性混合物中の不飽和炭化水素を除く。)と、油性混合物との総量に対する4VCの割合を、例えば、600ppm以下、好ましくは、500ppm以下、さらに好ましくは400ppm以下にする。
また、油性混合物は、単量体組成物と、未使用の不飽和炭化水素(すなわち、油性混合物中の不飽和炭化水素を除く。)と、油性混合物との総量に対する、油性混合物に由来する4VCの割合が、例えば、600ppm以下、好ましくは、500ppm以下、さらに好ましくは400ppm以下となるように配合される。
600ppmを超える4VCが乳化重合系内に持ち込まれると、凝集物の発生量が多くなり、共重合体ラテックスの収率が低下する。また、得られる共重合体の粒子径が大きくなる傾向が見られ、重合の再現性が悪化する。
油性混合物を再利用する重合において、乳化重合系内に持ち込まれる4VC量をコントロールする方法としては、油性混合物中の4VC量を測定し、乳化重合系内へ持ち込まれる4VC量を算出することで、そのまま再利用できるか否かを判断することが可能となる。
このとき、重合に使用する1,3−ブタジエン(水蒸気蒸留によって回収された未反応の1,3−ブタジエンを含んでもよい。)に含まれる4VC量についても測定し、乳化重合系内へ持ち込まれる4VC量を算出し、油性混合物から乳化重合系内へ持ち込まれる4VC量に加算する。
なお、乳化重合系内に持ち込まれる4VCを減らす方法としては、例えば、油性混合物を、不飽和炭化水素が蒸発する温度に加熱することによりさらに蒸留し、不飽和炭化水素を含む蒸留物(以下、「蒸留物」という)として使用する方法、例えば、油性混合物と蒸留物とを併用する方法、例えば、新たな不飽和炭化水素を油性混合物および/または蒸留物と併用する方法などが挙げられる。蒸留物についても、上記した油性混合物と同様に、蒸留物中の4VC量を測定し、その使用量によって重合系内に持ち込まれる4VC量を算出し、再利用できるか否かを判断する。
油性混合物および/または蒸留物を再利用することで、不飽和炭化水素を含む油性混合物の廃棄量を大幅に減らすことが出来る。
Further, these unsaturated hydrocarbons can be recovered from the copolymer latex after the completion of the polymerization in the production of the copolymer latex and reused in the next and subsequent productions.
In order to recover the unsaturated hydrocarbon after completion of the polymerization of the copolymer latex, it is recovered from the copolymer latex together with the remaining unreacted monomers and the like by a method such as distillation.
The method for distilling the copolymer latex is not particularly limited, and a known method can be used. Preferably, steam distillation is performed at 50 to 100 ° C.
Here, the oily mixture removed from the copolymer latex by distillation (hereinafter referred to as “oily mixture”) includes, in addition to unsaturated hydrocarbons, volatile monomers, and the like, during the emulsion polymerization. 4-vinylcyclohexene produced (hereinafter abbreviated as 4VC) is included.
To incorporate this oily mixture in emulsion polymerization of 1,3-butadiene and other monomers copolymerizable with 1,3-butadiene, a monomer composition and unused unsaturated The ratio of 4VC to the total amount of the hydrocarbon (that is, the unsaturated hydrocarbon in the oily mixture) and the oily mixture is, for example, 600 ppm or less, preferably 500 ppm or less, and more preferably 400 ppm or less.
In addition, the oily mixture is 4 VC derived from the oily mixture with respect to the total amount of the monomer composition, the unused unsaturated hydrocarbon (that is, the unsaturated hydrocarbon in the oily mixture is excluded), and the oily mixture. The ratio is, for example, 600 ppm or less, preferably 500 ppm or less, more preferably 400 ppm or less.
When 4VC exceeding 600 ppm is brought into the emulsion polymerization system, the amount of aggregates increases, and the yield of the copolymer latex decreases. Moreover, the tendency for the particle diameter of the obtained copolymer to become large is seen, and the reproducibility of superposition | polymerization deteriorates.
As a method for controlling the amount of 4VC brought into the emulsion polymerization system in the polymerization for reusing the oily mixture, the amount of 4VC in the oily mixture is measured and the amount of 4VC brought into the emulsion polymerization system is calculated. It can be determined whether or not it can be reused as it is.
At this time, the amount of 4VC contained in 1,3-butadiene (which may contain unreacted 1,3-butadiene recovered by steam distillation) used for the polymerization is also measured and brought into the emulsion polymerization system. The 4VC amount is calculated and added to the 4VC amount brought into the emulsion polymerization system from the oily mixture.
In addition, as a method for reducing 4VC brought into the emulsion polymerization system, for example, the oily mixture is further distilled by heating to a temperature at which the unsaturated hydrocarbon evaporates, and the distillate containing the unsaturated hydrocarbon (hereinafter, referred to as “an unsaturated hydrocarbon”). And a method of using an oily mixture and a distillate, for example, a method of using a new unsaturated hydrocarbon in combination with an oily mixture and / or a distillate. As for the distillate, similarly to the oily mixture described above, the amount of 4VC in the distillate is measured, and the amount of 4VC brought into the polymerization system is calculated based on the amount used, and it is determined whether or not it can be reused.
By reusing the oily mixture and / or distillate, the amount of oily mixture containing unsaturated hydrocarbons can be greatly reduced.
本発明における乳化重合方法としては、公知の方法が適用できる。つまり、単量体ならびにその他の成分の添加方法について、特に制限されない。また、単量体の添加方法について、公知の方法の何れでも採用することができる。また、乳化重合において、公知の乳化剤、重合開始剤、連鎖移動剤、電解質、キレート剤などを使用することができる。 A known method can be applied as the emulsion polymerization method in the present invention. That is, the method for adding the monomer and other components is not particularly limited. In addition, any known method can be employed for the monomer addition method. In emulsion polymerization, known emulsifiers, polymerization initiators, chain transfer agents, electrolytes, chelating agents and the like can be used.
乳化剤としては、例えば、高級アルコールの硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、脂肪族カルボン酸塩、デヒドロアビエチン酸塩、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物、非イオン性界面活性剤の硫酸エステル塩などのアニオン性界面活性剤、例えば、ポリエチレングリコールのアルキルエステル型、アルキルフェニルエーテル型、アルキルエーテル型などのノニオン性界面活性剤が挙げられる。
これらの乳化剤は、単独(1種類のみ)で用いることもでき、2種以上併用することもできる。
Examples of the emulsifier include sulfate esters of higher alcohols, alkylbenzene sulfonates, alkyl diphenyl ether disulfonates, aliphatic sulfonates, aliphatic carboxylates, dehydroabietic acid salts, formalin condensates of naphthalene sulfonic acid, Anionic surfactants such as sulfate ester salts of ionic surfactants, for example, nonionic surfactants such as alkyl ester type, alkyl phenyl ether type, and alkyl ether type of polyethylene glycol.
These emulsifiers can be used alone (one kind only) or in combination of two or more kinds.
重合開始剤としては、例えば、過硫酸リチウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの水溶性重合開始剤、例えば、クメンハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、t−ブチルハイドロパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイドなどの油溶性重合開始剤、例えば、レドックス系重合開始剤を適宜用いることができる。
これらの重合開始剤のうち、好ましくは、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイドが挙げられる。
Examples of the polymerization initiator include water-soluble polymerization initiators such as lithium persulfate, potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate, such as cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, and acetyl peroxide. Oil-soluble polymerization initiators such as oxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, for example, redox polymerization initiators can be used as appropriate.
Of these polymerization initiators, potassium persulfate, sodium persulfate, cumene hydroperoxide, and t-butyl hydroperoxide are preferable.
連鎖移動剤としては、例えば、アルキルメルカプタン、ジメチルキサントゲンジサルファイド、ジイソプロピルキサントゲンジサルファイドなどのキサントゲン化合物、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィドなどのチウラム系化合物、例えば、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノールなどのフェノール系化合物、例えば、アリルアルコールなどのアリル化合物、例えば、ジクロルメタン、ジブロモメタン、四臭化炭素などのハロゲン化炭化水素化合物、例えば、α−ベンジルオキシスチレン、α−ベンジルオキシアクリロニトリル、α−ベンジルオキシアクリルアミドなどのビニルエーテル、例えば、トリフェニルエタン、ペンタフェニルエタン、アクロレイン、メタアクロレイン、チオグリコール酸、チオリンゴ酸、2−エチルヘキシルチオグリコレート、ターピノレン、α−メチルスチレンダイマーなどが挙げられる。
これらの連鎖移動剤は、単独(1種類のみ)で用いることもでき、2種以上併用することもできる。
Examples of the chain transfer agent include xanthogen compounds such as alkyl mercaptan, dimethylxanthogen disulfide, and diisopropylxanthogen disulfide, for example, thiuram compounds such as tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, and tetramethylthiuram monosulfide. , 6-Di-t-butyl-4-methylphenol, phenolic compounds such as styrenated phenol, for example, allyl compounds such as allyl alcohol, for example, halogenated hydrocarbon compounds such as dichloromethane, dibromomethane, and carbon tetrabromide For example, vinyl ethers such as α-benzyloxystyrene, α-benzyloxyacrylonitrile, α-benzyloxyacrylamide, such as triphenylethane, Data phenylethane, acrolein, methacrolein, thioglycolic acid, thiomalate, 2-ethylhexyl thioglycolate, Tapinoren, such as α- methylstyrene dimer.
These chain transfer agents can be used alone (one kind only) or in combination of two or more kinds.
本発明の共重合体ラテックスの製造方法で得られる共重合体ラテックスの粒子径は、特に制限されず、光子相関法による平均粒子径が、例えば、50〜300nmである。共重合体ラテックスの平均粒子径が50nm未満では、共重合体ラテックスの粘度が高くなり、取り扱いが困難となる場合があり、好ましくない。共重合体ラテックスの平均粒子径が300nmより大きいと、共重合体ラテックスの表面積が小さくなり、接着力が低下する場合があり、好ましくない。共重合体ラテックスの粒子径は、共重合体ラテックスの重合において使用する各種乳化剤、重合開始剤の種類およびその使用量や添加方法、重合水の使用割合等を適宜変更することにより調整が可能である。 The particle diameter of the copolymer latex obtained by the method for producing the copolymer latex of the present invention is not particularly limited, and the average particle diameter by the photon correlation method is, for example, 50 to 300 nm. If the average particle size of the copolymer latex is less than 50 nm, the viscosity of the copolymer latex becomes high and handling may be difficult, which is not preferable. When the average particle diameter of the copolymer latex is larger than 300 nm, the surface area of the copolymer latex is decreased, and the adhesive force may be lowered, which is not preferable. The particle size of the copolymer latex can be adjusted by appropriately changing the various emulsifiers used in the polymerization of the copolymer latex, the type and amount of polymerization initiator used, the addition method, the proportion of polymerization water used, etc. is there.
本発明における共重合体ラテックスのゲル含量は、特に制限はないが、例えば、30〜100重量%である。ゲル含量が30重量%未満では、接着力が低下する傾向があり、好ましくない。 The gel content of the copolymer latex in the present invention is not particularly limited, but is, for example, 30 to 100% by weight. If the gel content is less than 30% by weight, the adhesive force tends to decrease, which is not preferable.
本発明の共重合体ラテックスの重合には、必要に応じて、酸素補足剤、キレート剤、分散剤、消泡剤、老化防止剤、防腐剤、抗菌剤、難燃剤、紫外線吸収剤などの公知の添加剤を用いることもできる。これらの添加剤は、種類、使用量ともに特に限定されず、適宜適量使用することが出来る。 For the polymerization of the copolymer latex of the present invention, known oxygen scavengers, chelating agents, dispersants, antifoaming agents, anti-aging agents, preservatives, antibacterial agents, flame retardants, UV absorbers, etc., as necessary. These additives can also be used. These additives are not particularly limited in both types and amounts used, and can be used in appropriate amounts.
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。なお実施例中、割合を示す部および%は特に断りのない限り重量基準によるものである。また実施例における諸物性の評価は下記の方法に拠った。
なお、本実施例では、「1,3−ブタジエン」として、4VCを80ppm含有する1,3−ブタジエンを使用し、「シクロヘキセン」として、4VCを含まない(1ppm未満)シクロヘキセンを使用した。「1,3−ブタジエン」中に含まれる4VCは、ガスクロマトグラフ測定に基づいて、定量した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded. In the examples, parts and percentages indicating percentages are based on weight unless otherwise specified. In addition, various physical properties in the examples were evaluated according to the following methods.
In this example, 1,3-butadiene containing 80 ppm of 4VC was used as “1,3-butadiene”, and cyclohexene containing no 4VC (less than 1 ppm) was used as “cyclohexene”. 4VC contained in "1,3-butadiene" was quantified based on gas chromatographic measurement.
「1,3−ブタジエン」のガスクロマトグラフ測定条件
サンプル量:0.5μL
検出器:FID
インジェクション温度:250℃
検出器温度:250℃
カラム:長さ/内径/膜厚=50m/0.53mm/50μm(GS−ALUMINA 115−3552)
キャリアーガス:He 6mL/分
スプリット比:1/50
カラム温度:45℃で3分ホールドした後に、6℃/分で195℃まで昇温し、195℃で15分間ホールドした。
Gas chromatograph measurement conditions for “1,3-butadiene” Sample volume: 0.5 μL
Detector: FID
Injection temperature: 250 ° C
Detector temperature: 250 ° C
Column: length / inner diameter / film thickness = 50 m / 0.53 mm / 50 μm (GS-ALUMINA 115-3552)
Carrier gas: He 6 mL / min Split ratio: 1/50
Column temperature: After holding at 45 ° C. for 3 minutes, the temperature was raised to 195 ° C. at 6 ° C./min and held at 195 ° C. for 15 minutes.
共重合体ラテックス中の凝集物量の測定
重合が完了した後、水蒸気蒸留する前に、共重合体ラテックス:1kgを試料として採取し、ステンレス製の300メッシュ金網でろ過した。金網上に残った凝集物を乾燥した後、重量を測定し、試料(固形分換算)に対する割合を求め、凝集物発生率とした。その発生率を下記の4段階で評価した。
◎ : 0.01% 未満 (非常に少ない)
○ : 0.01〜 0.02% 未満 (少ない)
△ : 0.02〜 0.05% 未満 (やや多い)
× : 0.05% 以上 (多い)
Measurement of the amount of agglomerates in the copolymer latex After the polymerization was completed and before steam distillation, 1 kg of the copolymer latex was sampled and filtered through a 300-mesh metal mesh made of stainless steel. After drying the agglomerates remaining on the wire mesh, the weight was measured and the ratio to the sample (in terms of solid content) was determined to obtain the agglomerate generation rate. The incidence was evaluated in the following four stages.
: Less than 0.01% (very little)
○: 0.01 to less than 0.02% (less)
Δ: 0.02 to less than 0.05% (slightly more)
×: 0.05% or more (more)
油性混合物、蒸留物中の4−ビニルシクロヘキセンの測定
ガスクロマトグラフとしては、島津製作所製 GC−2014型を使用した。
(1)サンプルの作成
油性混合物A〜F、及び油性混合物の蒸留物A〜F(下記の各実施例参照)を、そのまま測定試料とした。
(2)ガスクロマトグラフ測定条件
サンプル量:1μL
検出器:FID
インジェクション温度:170℃
検出器温度:250℃
カラム:長さ/内径/膜厚(液層)=30m/0.25mm/0.5μm(DB−WAX)
キャリアーガス:He 1mL/分
スプリット比:1/40
カラム温度:70℃で5分ホールドした後に、10℃/分で170℃まで昇温し、更に20℃/分で230℃まで昇温し、230℃で10分間ホールドした。
(3)定量方法
4VCをシクロヘキセンで希釈した試料を用いて検量線を作成し、その検量線を用いて、上記サンプル中に含まれる4VCを定量した。
Measurement of 4-vinylcyclohexene in oily mixture and distillate GC-2014 type manufactured by Shimadzu Corporation was used as a gas chromatograph.
(1) Preparation of sample Oily mixtures A to F and distillates A to F of oily mixtures (see the following examples) were used as measurement samples as they were.
(2) Gas chromatograph measurement conditions Sample volume: 1 μL
Detector: FID
Injection temperature: 170 ° C
Detector temperature: 250 ° C
Column: length / inner diameter / film thickness (liquid layer) = 30 m / 0.25 mm / 0.5 μm (DB-WAX)
Carrier gas: He 1 mL / min Split ratio: 1/40
Column temperature: After holding at 70 ° C. for 5 minutes, the temperature was raised to 170 ° C. at 10 ° C./minute, further raised to 230 ° C. at 20 ° C./minute, and held at 230 ° C. for 10 minutes.
(3) Quantification method A calibration curve was prepared using a sample obtained by diluting 4VC with cyclohexene, and 4VC contained in the sample was quantified using the calibration curve.
共重合体ラテックスの平均粒子径の測定
共重合体ラテックスの平均粒子径を、動的光散乱法により光子相関法による平均粒子径として測定した。尚、測定に際しては、FPAR−1000(大塚電子製)を使用した。
Measurement of average particle size of copolymer latex The average particle size of the copolymer latex was measured as the average particle size by the photon correlation method by the dynamic light scattering method. In the measurement, FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics) was used.
共重合体ラテックスのゲル含有量の測定
80℃にてラテックスフィルムを作製する。その後ラテックスフィルムを約1g秤量しXgとする。これを400mlのトルエンに入れ48時間膨潤溶解させる。その後、これを秤量済みの300メッシュのステンレス製金網で濾過し、その後トルエンを蒸発乾燥させ、その乾燥後重量からメッシュ重量を減じて、試料の乾燥後重量を秤量しYgとする。下記式よりゲル含量を計算した。
ゲル含量(%)=Y/X*100
Measurement of gel content of copolymer latex A latex film is prepared at 80 ° C. Thereafter, about 1 g of the latex film is weighed to obtain Xg. This is put into 400 ml of toluene and swelled and dissolved for 48 hours. Thereafter, this is filtered through a weighed 300-mesh stainless steel wire mesh, and then toluene is evaporated to dryness. After the drying, the mesh weight is subtracted, and the weight of the sample after drying is weighed to obtain Yg. The gel content was calculated from the following formula.
Gel content (%) = Y / X * 100
実施例1
1回目の重合として、攪拌機を備える耐圧性の重合反応器に、重合水150部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ1.5部、過硫酸カリウム1部、表1の1段目に示す単量体、t−ドデシルメルカプタン、シクロヘキセンを仕込み、70℃に昇温した。次いで、表1の2段目に示す単量体、t−ドデシルメルカプタン、シクロヘキセンを7時間で連続添加した。更に、重合を継続し、重合転化率が98%を超えた時点で重合を終了した。
次いで、得られた重合物を、水酸化カリウムを用いて、pHを7に調製し、80℃で水蒸気蒸留した。これにより、得られた重合物を、共重合体ラテックスA1と、シクロヘキセンを含む油性混合物Aに分離した。得られた油性混合物Aの一部を、95℃で蒸留することで、シクロヘキセンを含む蒸留物Aを得た。
油性混合物A中の4VCの濃度は3,502ppmであった。また、蒸留物A中の4VCの濃度は2,110ppmであった。
その後、再利用1の重合として、攪拌機を備える耐圧性の重合反応器に、重合水150部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ1.5部、過硫酸カリウム1部、表1の1段目に示す単量体、t−ドデシルメルカプタン、シクロヘキセン及び蒸留物Aを仕込み、70℃に昇温した。次いで、表1の2段目に示す単量体、t−ドデシルメルカプタン及び油性混合物Aを7時間で連続添加した。更に、重合を継続し、重合転化率が98%を超えた時点で重合を終了した。次いで、得られた重合物を、水酸化カリウムを用いて、pHを7に調製し、80℃で水蒸気蒸留して、共重合体ラテックスA2を得た。
また、再利用2の重合として、攪拌機を備える耐圧性の重合反応器に、重合水150部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ1.5部、過硫酸カリウム1部、表1の1段目に示す単量体、t−ドデシルメルカプタン及び蒸留物Aを仕込み、70℃に昇温した。次いで、表1の2段目に示す単量体、t−ドデシルメルカプタン及び油性混合物Aを7時間で連続添加した。更に、重合を継続し、重合転化率が98%を超えた時点で重合を終了した。次いで、得られた重合物を、水酸化カリウムを用いて、pHを7に調製し、80℃で水蒸気蒸留して、共重合体ラテックスA3を得た。
Example 1
As the first polymerization, in a pressure-resistant polymerization reactor equipped with a stirrer, 150 parts of polymerization water, 1.5 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1 part of potassium persulfate, monomers shown in the first stage of Table 1, t-Dodecyl mercaptan and cyclohexene were charged, and the temperature was raised to 70 ° C. Subsequently, the monomer shown in the second row of Table 1, t-dodecyl mercaptan, and cyclohexene were continuously added in 7 hours. Further, the polymerization was continued, and the polymerization was terminated when the polymerization conversion rate exceeded 98%.
Next, the obtained polymer was adjusted to pH 7 with potassium hydroxide and subjected to steam distillation at 80 ° C. As a result, the obtained polymer was separated into a copolymer latex A1 and an oily mixture A containing cyclohexene. A part of the obtained oily mixture A was distilled at 95 ° C. to obtain a distillate A containing cyclohexene.
The concentration of 4VC in the oily mixture A was 3,502 ppm. Further, the concentration of 4VC in the distillate A was 2,110 ppm.
Thereafter, as the polymerization for reuse 1, in a pressure-resistant polymerization reactor equipped with a stirrer, 150 parts of polymerized water, 1.5 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1 part of potassium persulfate, and the single stage shown in Table 1 were used. A monomer, t-dodecyl mercaptan, cyclohexene and distillate A were charged, and the temperature was raised to 70 ° C. Next, the monomer, t-dodecyl mercaptan and oily mixture A shown in the second row of Table 1 were continuously added in 7 hours. Further, the polymerization was continued, and the polymerization was terminated when the polymerization conversion rate exceeded 98%. Next, the obtained polymer was adjusted to pH 7 with potassium hydroxide and steam distilled at 80 ° C. to obtain a copolymer latex A2.
In addition, as the polymerization for reuse 2, a pressure-resistant polymerization reactor equipped with a stirrer was charged with 150 parts of polymerized water, 1.5 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1 part of potassium persulfate, and the single stage shown in Table 1. The monomer, t-dodecyl mercaptan and distillate A were charged, and the temperature was raised to 70 ° C. Next, the monomer, t-dodecyl mercaptan and oily mixture A shown in the second row of Table 1 were continuously added in 7 hours. Further, the polymerization was continued, and the polymerization was terminated when the polymerization conversion rate exceeded 98%. Next, the obtained polymer was adjusted to pH 7 with potassium hydroxide and steam distilled at 80 ° C. to obtain a copolymer latex A3.
実施例2
1回目の重合として、攪拌機を備える耐圧性の重合反応器に、重合水150部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.7部、過硫酸カリウム1部、表1の1段目に示す単量体、t−ドデシルメルカプタン及びシクロヘキセンを仕込み、68℃に昇温した。次いで、表1の2段目に示す単量体及びt−ドデシルメルカプタンを8時間で連続添加した。更に重合を継続し、重合転化率が97%を超えた時点で重合を終了した。次いで、得られた重合物を、水酸化カリウムを用いて、pHを7に調製し、80℃で水蒸気蒸留した。これにより、得られた重合物を、共重合体ラテックスB1と、シクロヘキセンを含む油性混合物Bに分離した。油性混合物Bの一部を、95℃で蒸留することで、シクロヘキセンを含む蒸留物Bを得た。
油性混合物B中の4VCの濃度は13,119ppmであった。また、蒸留物B中の4VCの濃度は6,074ppmであった。
その後、再利用の重合として、攪拌機を備える耐圧性の重合反応器に、重合水150部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.7部、過硫酸カリウム1部、表1の1段目に示す単量体、t−ドデシルメルカプタン、シクロヘキセン及び蒸留物Bを仕込み、68℃に昇温した。次いで、表1の2段目に示す単量体及びt−ドデシルメルカプタンを8時間で連続添加した。更に、重合を継続し、重合転化率が97%を超えた時点で重合を終了した。次いで、得られた重合物を、水酸化カリウムを用いて、pHを7に調製し、80℃で水蒸気蒸留して、共重合体ラテックスB2を得た。
Example 2
As the first polymerization, in a pressure-resistant polymerization reactor equipped with a stirrer, 150 parts of polymerization water, 0.7 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1 part of potassium persulfate, monomers shown in the first stage of Table 1, t-Dodecyl mercaptan and cyclohexene were charged, and the temperature was raised to 68 ° C. Subsequently, the monomer shown in the second row of Table 1 and t-dodecyl mercaptan were continuously added in 8 hours. Further, the polymerization was continued, and the polymerization was terminated when the polymerization conversion rate exceeded 97%. Next, the obtained polymer was adjusted to pH 7 with potassium hydroxide and subjected to steam distillation at 80 ° C. Thereby, the obtained polymer was separated into a copolymer latex B1 and an oily mixture B containing cyclohexene. A part of the oily mixture B was distilled at 95 ° C. to obtain a distillate B containing cyclohexene.
The concentration of 4VC in the oily mixture B was 13,119 ppm. Further, the concentration of 4VC in the distillate B was 6,074 ppm.
Thereafter, as a reusable polymerization, in a pressure-resistant polymerization reactor equipped with a stirrer, 150 parts of polymerization water, 0.7 part of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1 part of potassium persulfate, and the single amount shown in the first stage of Table 1 Body, t-dodecyl mercaptan, cyclohexene and distillate B were charged and heated to 68 ° C. Subsequently, the monomer shown in the second row of Table 1 and t-dodecyl mercaptan were continuously added in 8 hours. Further, the polymerization was continued, and the polymerization was terminated when the polymerization conversion rate exceeded 97%. Next, the obtained polymer was adjusted to pH 7 with potassium hydroxide and steam distilled at 80 ° C. to obtain a copolymer latex B2.
実施例3
表2に示す単量体及び他の化合物に変更した以外は、実施例1と同様にして、1回目の重合における共重合体ラテックスC1、シクロヘキセンを含む油性混合物C、シクロヘキセンを含む蒸留物C、再利用の重合における共重合体ラテックスC2を得た。
油性混合物C中の4VCの濃度は4,188ppmであった。また、蒸留物C中の4VCの濃度は1,962ppmであった。
Example 3
Except having changed into the monomer shown in Table 2, and other compounds, it carried out similarly to Example 1, copolymer latex C1 in the 1st superposition | polymerization, the oil-based mixture C containing cyclohexene, the distillate C containing cyclohexene, A copolymer latex C2 was obtained in the recycling polymerization.
The concentration of 4VC in the oily mixture C was 4,188 ppm. The concentration of 4VC in the distillate C was 1,962 ppm.
実施例4
1回目の重合として、攪拌機を備える耐圧性の重合反応器に、重合水150部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.8部、過硫酸カリウム1部、表2の1段目に示す単量体、t−ドデシルメルカプタン及びシクロヘキセンを仕込み、70℃に昇温した。次いで、表2の2段目に示す単量体、t−ドデシルメルカプタン及びシクロヘキセンを7時間で連続添加した。引き続き、表2の3段目に示す単量体及びt−ドデシルメルカプタンを4時間で連続添加した。更に、重合を継続し、重合転化率が98%を超えた時点で重合を終了した。次いで、得られた重合物を、水酸化ナトリウムを用いて、pHを7に調製し、80℃で水蒸気蒸留した。これにより、得られた重合物を、共重合体ラテックスD1と、シクロヘキセンを含む油性混合物Dに分離した。油性混合物Dを、95℃で蒸留することで、シクロヘキセンを含む蒸留物Dを得た。
油性混合物D中の4VCの濃度は7,305ppmであった。また蒸留物D中の4VCの濃度は5,162ppmであった。
その後、再利用1の重合として、攪拌機を備える耐圧性の重合反応器に、重合水150部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.8部、過硫酸カリウム1部、表2の1段目に示す単量体、t−ドデシルメルカプタン及びシクロヘキセンを仕込み、70℃に昇温した。次いで、表2の2段目に示す単量体、t−ドデシルメルカプタン及び油性混合物Dを7時間で連続添加した。引き続き、表2の3段目に示す単量体及びt−ドデシルメルカプタンを4時間で連続添加した。更に、重合を継続し、重合転化率が98%を超えた時点で重合を終了した。次いで、得られた重合物を、水酸化ナトリウムを用いて、pHを7に調製し、80℃で水蒸気蒸留して、共重合体ラテックスD2を得た。
また、再利用2の重合として、共重合体ラテックスB2(上記実施例2参照)の重合において、シクロヘキセンを油性混合物Dに置き換えて2段目で連続添加し、蒸留物Bを蒸留物Dに置き換えた他は、同様にして重合及び水蒸気蒸留して、共重合体ラテックスD3を得た。
Example 4
As the first polymerization, in a pressure-resistant polymerization reactor equipped with a stirrer, 150 parts of polymerization water, 0.8 part of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1 part of potassium persulfate, monomers shown in the first stage of Table 2, t-Dodecyl mercaptan and cyclohexene were charged, and the temperature was raised to 70 ° C. Subsequently, the monomer shown in the second row of Table 2, t-dodecyl mercaptan and cyclohexene were continuously added in 7 hours. Subsequently, the monomer shown in the third row of Table 2 and t-dodecyl mercaptan were continuously added in 4 hours. Further, the polymerization was continued, and the polymerization was terminated when the polymerization conversion rate exceeded 98%. Next, the obtained polymer was adjusted to pH 7 with sodium hydroxide and subjected to steam distillation at 80 ° C. Thereby, the obtained polymer was separated into a copolymer latex D1 and an oily mixture D containing cyclohexene. The oily mixture D was distilled at 95 ° C. to obtain a distillate D containing cyclohexene.
The concentration of 4VC in the oily mixture D was 7,305 ppm. The concentration of 4VC in the distillate D was 5,162 ppm.
Thereafter, as a polymerization for reuse 1, in a pressure-resistant polymerization reactor equipped with a stirrer, 150 parts of polymerized water, 0.8 part of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1 part of potassium persulfate, the first stage shown in Table 2 were used. A monomer, t-dodecyl mercaptan and cyclohexene were charged, and the temperature was raised to 70 ° C. Next, the monomer, t-dodecyl mercaptan and oily mixture D shown in the second row of Table 2 were continuously added in 7 hours. Subsequently, the monomer shown in the third row of Table 2 and t-dodecyl mercaptan were continuously added in 4 hours. Further, the polymerization was continued, and the polymerization was terminated when the polymerization conversion rate exceeded 98%. Next, the obtained polymer was adjusted to pH 7 with sodium hydroxide and subjected to steam distillation at 80 ° C. to obtain a copolymer latex D2.
Further, as polymerization of reuse 2, in the polymerization of copolymer latex B2 (see Example 2 above), cyclohexene is replaced with oily mixture D and continuously added in the second stage, and distillate B is replaced with distillate D. Otherwise, polymerization and steam distillation were performed in the same manner to obtain a copolymer latex D3.
比較例1
1回目の重合として、攪拌機を備える耐圧性の重合反応器に、重合水150部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.8部、過硫酸カリウム1部、表3の1段目に示す単量体、t−ドデシルメルカプタン及びシクロヘキセンを仕込み、68℃に昇温した。次いで、表1の2段目に示す単量体及びt−ドデシルメルカプタンを8時間で連続添加した。更に、重合を継続し、重合転化率が98%を超えた時点で重合を終了した。次いで、得られた重合物を、水酸化ナトリウムを用いて、pHを7に調製し、80℃で水蒸気蒸留した。これにより、得られた重合物を、共重合体ラテックスE1と、シクロヘキセンを含む油性混合物Eに分離した。
油性混合物Eを、95℃で蒸留することで、シクロヘキセンを含む蒸留物Eを得た。
油性混合物E中の4VCの濃度は9,950ppmであった。また蒸留物E中の4VCの濃度は4,135ppmであった。
その後、再利用1の重合として、攪拌機を備える耐圧性の重合反応器に、重合水150部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.8部、過硫酸カリウム1部、表3の1段目に示す単量体、t−ドデシルメルカプタン、シクロヘキセン及び油性混合物Eを仕込み、68℃に昇温した。次いで、表1の2段目に示す単量体及びt−ドデシルメルカプタンを8時間で連続添加した。更に、重合を継続し、重合転化率が98%を超えた時点で重合を終了した。次いで、得られた重合物を、水酸化ナトリウムを用いて、pHを7に調製し、80℃で水蒸気蒸留し、共重合体ラテックスE2を得た。
また、再利用2の重合として、共重合体ラテックスA3(上記実施例1参照)の重合において、油性混合物Aの代わりに油性混合物Eを、蒸留物Aの代わりに蒸留物Eを使用した以外は、同様にして重合及び水蒸気蒸留して、共重合体ラテックスE3を得た。
Comparative Example 1
As the first polymerization, in a pressure-resistant polymerization reactor equipped with a stirrer, 150 parts of polymerization water, 0.8 part of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1 part of potassium persulfate, monomers shown in the first stage of Table 3, t-Dodecyl mercaptan and cyclohexene were charged, and the temperature was raised to 68 ° C. Subsequently, the monomer shown in the second row of Table 1 and t-dodecyl mercaptan were continuously added in 8 hours. Further, the polymerization was continued, and the polymerization was terminated when the polymerization conversion rate exceeded 98%. Next, the obtained polymer was adjusted to pH 7 with sodium hydroxide and subjected to steam distillation at 80 ° C. Thereby, the obtained polymer was separated into a copolymer latex E1 and an oily mixture E containing cyclohexene.
Distillate E containing cyclohexene was obtained by distilling oily mixture E at 95 ° C.
The concentration of 4VC in the oily mixture E was 9,950 ppm. The concentration of 4VC in the distillate E was 4,135 ppm.
Thereafter, as the polymerization for reuse 1, in a pressure-resistant polymerization reactor equipped with a stirrer, 150 parts of polymerized water, 0.8 part of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1 part of potassium persulfate, the first stage shown in Table 3 were used. The monomer, t-dodecyl mercaptan, cyclohexene and oily mixture E were charged, and the temperature was raised to 68 ° C. Subsequently, the monomer shown in the second row of Table 1 and t-dodecyl mercaptan were continuously added in 8 hours. Further, the polymerization was continued, and the polymerization was terminated when the polymerization conversion rate exceeded 98%. Next, the obtained polymer was adjusted to pH 7 with sodium hydroxide and steam distilled at 80 ° C. to obtain a copolymer latex E2.
In addition, as the polymerization of reuse 2, in the polymerization of the copolymer latex A3 (see Example 1 above), the oily mixture E was used instead of the oily mixture A, and the distillate E was used instead of the distillate A. In the same manner, polymerization and steam distillation were performed to obtain a copolymer latex E3.
比較例2
1回目の重合として、攪拌機を備える耐圧性の重合反応器に、重合水150部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.9部、過硫酸カリウム1部、表3の1段目に示す単量体、t−ドデシルメルカプタン及びシクロヘキセンを仕込み、70℃に昇温した。次いで、表3の2段目に示す単量体及びt−ドデシルメルカプタンを8時間で連続添加した。更に、重合を継続し、重合転化率が98%を超えた時点で重合を終了した。次いで、得られた重合物を、水酸化ナトリウムを用いて、pHを7に調製し、80℃で水蒸気蒸留した。これにより、得られた重合物を、共重合体ラテックスF1と、シクロヘキセンを含む油性混合物Fに分離した。
油性混合物Fを、95℃で蒸留することで、シクロヘキセンを含む蒸留物Fを得た。
油性混合物F中の4VCの濃度は14,473ppmであった。また蒸留物F中の4VCの濃度は6,208ppmであった。
その後、再利用1の重合として、共重合体ラテックスF1の重合において、シクロヘキセンを油性混合物Fに変更した他は、同様に重合及び水蒸気蒸留して、共重合体ラテックスF2を得た。
また、再利用2の重合として、共重合体ラテックスF1の重合において、シクロヘキセンを蒸留物Fに変更した他は、同様に重合及び水蒸気蒸留して、共重合体ラテックスF3を得た。
Comparative Example 2
As the first polymerization, in a pressure-resistant polymerization reactor equipped with a stirrer, 150 parts of polymerization water, 0.9 part of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1 part of potassium persulfate, monomers shown in the first stage of Table 3, t-Dodecyl mercaptan and cyclohexene were charged, and the temperature was raised to 70 ° C. Subsequently, the monomer shown in the second row of Table 3 and t-dodecyl mercaptan were continuously added in 8 hours. Further, the polymerization was continued, and the polymerization was terminated when the polymerization conversion rate exceeded 98%. Next, the obtained polymer was adjusted to pH 7 with sodium hydroxide and subjected to steam distillation at 80 ° C. Thereby, the obtained polymer was separated into a copolymer latex F1 and an oily mixture F containing cyclohexene.
Distillate F containing cyclohexene was obtained by distilling oily mixture F at 95 ° C.
The concentration of 4VC in the oily mixture F was 14,473 ppm. The concentration of 4VC in the distillate F was 6,208 ppm.
Thereafter, as the polymerization of reuse 1, except that cyclohexene was changed to the oily mixture F in the polymerization of the copolymer latex F1, polymerization and steam distillation were performed in the same manner to obtain a copolymer latex F2.
Further, as the polymerization of reuse 2, except that cyclohexene was changed to the distillate F in the polymerization of the copolymer latex F1, polymerization and steam distillation were performed in the same manner to obtain a copolymer latex F3.
表1及び表2の結果から、本願発明の実施例は、シクロヘキセンを、シクロヘキセンを含む油性混合物もしくは油性混合物の蒸留物として、再利用して乳化重合した場合においても、凝集物の発生率も少なく、得られる共重合体ラテックスの粒子径も1回目の重合とほぼ同じであった。生産性が良好でかつ重合再現性も良好であることが明らかである。 From the results of Tables 1 and 2, in the examples of the present invention, even when cyclohexene is reused as an oily mixture containing cyclohexene or as a distillate of an oily mixture, the rate of occurrence of aggregates is small. The particle size of the resulting copolymer latex was also almost the same as the first polymerization. It is clear that the productivity is good and the polymerization reproducibility is also good.
表3の結果から、比較例1及び2のいずれにおいても、重合系内に持ち込まれる4VC量が本願発明の上限を超えており、凝集物の発生率が非常に多く、生産性が劣っていることがわかる。またシクロヘキセンを再利用して得られた共重合体ラテックスの粒子径が、1回目で得られる共重合体ラテックスに比べて大きくなる傾向が見られ、重合の再現性についても劣っていることが明らかである。 From the results of Table 3, in both Comparative Examples 1 and 2, the amount of 4VC brought into the polymerization system exceeds the upper limit of the present invention, the generation rate of aggregates is very large, and the productivity is inferior. I understand that. In addition, the particle size of the copolymer latex obtained by reusing cyclohexene tends to be larger than that of the copolymer latex obtained at the first time, and it is clear that the reproducibility of polymerization is also inferior. It is.
上記のとおり、本発明の共重合体ラテックスの製造方法は、1,3−ブタジエン、及び1,3−ブタジエンと共重合可能な他の単量体を、不飽和結合を一つ有する不飽和炭化水素の存在下で乳化重合する共重合体ラテックスを製造する際に、不飽和結合を一つ有する不飽和炭化水素を、油性混合物そのもの、もしくは油性混合物を蒸留物として再利用しても凝集物の少ない共重合体ラテックスが得られる。このことから、油性混合物を廃棄する量を大幅に低減でき、環境負荷及び製造コストを大幅に低減可能である。また、得られた共重合体ラテックスは、従来の共重合体ラテックスと同様に凝集物が少ないことから、紙塗工用分野、カーペットのバックサイジング、木質系接着剤、電池の電極、タイヤコード分野等におけるバインダーとして好適に使用することが可能である。
なお、上記説明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記の特許請求の範囲に含まれるものである。
As described above, the method for producing the copolymer latex of the present invention includes 1,3-butadiene and other monomers copolymerizable with 1,3-butadiene, unsaturated carbonized carbon having one unsaturated bond. When producing a copolymer latex that undergoes emulsion polymerization in the presence of hydrogen, the unsaturated hydrocarbon having one unsaturated bond may be reused as an oily mixture itself or as a distillate. Less copolymer latex is obtained. From this, the amount of discarding the oily mixture can be greatly reduced, and the environmental load and the manufacturing cost can be greatly reduced. Further, the obtained copolymer latex has few aggregates like the conventional copolymer latex, so it is used for paper coating, carpet backsizing, wood-based adhesives, battery electrodes, and tire cord fields. It can be suitably used as a binder in the above.
Although the above description has been provided as an exemplary embodiment of the present invention, this is merely an example and should not be construed as limiting. Modifications of the present invention apparent to those skilled in the art are intended to be included within the scope of the following claims.
Claims (6)
The method for producing a copolymer latex according to claim 4, wherein the unsaturated hydrocarbon is cyclohexene.
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