JP5606176B2 - 共重合性界面活性剤(2) - Google Patents
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Description
有するアルキル基またはアルキルフェノール基であり、BOはブチレンオキシド単位であり、POはプロピレンオキシド単位であり、EOはエチレンオキシド単位であり、数x、yおよびzは、互いに独立して0または1〜50の数である。ただし、数x、yおよびzの少なくとも1つが0以外であり、部分的にまたは完全に中和したかたちで存在するカルボキシル基、および、シスまたはトランス配置をとるC=C二重結合もあり得る。〕で示される共重合界面活性剤を記載する。
化合物(I)および(II)は、構造要素:
XおよびZは、互いに独立して、水素またはメチル基であり、
nおよびpは、互いに独立して、0〜40の範囲の数である。
上述したように、Mは以下の定義を有していてよい:水素、アルカリ金属またはアルカリ土類金属、−NH3またはアミン基。
Mは、「単離した」基ではないが、−COOMの一部であるため、Mの定義により、基−COOMが遊離カルボキシレート基(M=Hは基−COOHを生じる)またはその塩(Mが水素でない場合、Mは別の定義を有する)のいずれかであることは当業者にとって明らかなことである。
基−COOMは、部分的または完全に中和したかたちで存在してよい。カルボキシレート基−COOHは、例えば、アルカリ金属またはアルカリ金属水和物(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムまたは水酸化マグネシウムなど)、またはアミン(アンモニアまたはエタノールアミン)により中和し得る。化合物(I)および(II)の塩形態は、良好な水溶性で有名である。
アルキル基Aは、3〜40個、好ましくは10〜20個、より好ましくは12〜18個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状、飽和または不飽和アルキル基を含んでなる。特に好ましくは以下のアルキル基Aが挙げられる:ラウリル(C12)、ミリスチル(C14)、セチル(C16)、ステアリル(C18)、オレイル(オレフィン系不飽和C18)、およびイソトリデシル。
本発明に使用する化合物(I)および(II)は、他の異なるオレフィン系不飽和モノマーとともに容易にかつ完全に重合化することができ、気泡のない均質なエマルションの調製を促進する。
さらに、本発明は、上述した化合物(I)および(II)を共重合性乳化剤として用いたオレフィン系不飽和モノマーのエマルション重合によるポリマーの製造方法を提供する。
本発明の1つの実施態様は、同様に、特に耐水性および温度変動に対する安定性により区別され、フィルム中で認識し得る乳化剤の移動がないラテックスを製造する。
さらに、本発明の方法の他の有利点は、実質的に気泡がなく、確実に揮発性有機化合物の形成を防止することである。ポリマーへの乳化剤(I)および(II)の組み込みが実質的に定量的であるため、それらの使用は、生物分解性に関するいかなる問題をも引き起こさない。さらにオレフィン系不飽和エステル(I)および(II)は、実質的に単独重合の傾向を示さない。
本発明に使用される一般式(I)および(II)のオレフィン系不飽和エステルは、全ての工業的に重要な、実質的に不溶性のモノマーの、特に(メタ)アクリル酸化合物、スチレン化合物およびビニル化合物のエマルション重合において乳化剤として適当である。
さらに、本発明に使用する化合物(I)および(II)を、既知の非イオン性および/またはアニオン共乳化剤と組み合わせて使用することもできる。この使用は、例えば、剪断力、温度効果、および電解質に関して増強した安定性を有する分散体を導く。この場合、共乳化剤は、使用するモノマー全体に基づき、0.5〜5重量%、好ましくは1〜3重量%の量で添加する。この場合、共乳化剤を共重合の開始時に乳化剤とともに投入することが可能であり、または、重合中に共乳化剤を測り入れることも可能である。別のバージョンは(単独または組み合わせで)共乳化剤を使用し、重合中にプレエマルションの計量をするプレエマルションの調製を構想する。また、本発明のアクリル酸および/またはメタクリル酸エステルを使用して得られた分散体を後安定化するために、前記分散体に共乳化剤を加えることもできる。
1つの実施態様において、モノマーの合計に基づいて0.1〜25重量%の量で乳化剤(I)および(II)をエマルション重合に使用する。
C12マレイン酸塩:
これは、本発明の式(I)および(II)で示される物質である。以下のように調製した:
フラスコ中で98g(1モル)の無水マレイン酸を溶解し、4.4gの炭酸ナトリウムと混合した。90℃で、攪拌しながら系に窒素を通し、618.18g(1モル)の1,2−ジヒドロキシドデカン−10EO(10モルのエチレンオキシドと1モルの1,2−ジヒドロキシドデカンとの付加物)を加えた。エステル化反応を、酸価を確認することで観察した。反応終了後、生成物を水酸化ナトリウム溶液を用いて中和し、固形分30%まで調製した。
SUS 87:
これは、Cognis製の市販品「Disponil SUS 87」である。
調製したエマルションを、以下のパラメーターにより特徴付けた:
5gのエマルションをSatorius 709301乾燥残留物装置に投入し、一定重量になるまで乾燥させた。結果を、乾燥残留物(重量%)で記載する。これは下記の表におけるデータの意味である。
これにより測定した凝固分を、エマルションの固形分に対する凝固分%として記載する。ここで、エマルションの固形分は、使用したモノマーの量を意味する。
凝固分は、エマルション重合により調製されたエマルションの品質を評価するために、当業者にとって重要な変数である。
実施例1(本発明)
反応容器に、377.20gの蒸留水、1.24gの酢酸ナトリウム、0.12gの硫酸鉄アンモニウム六水和物、8.34gのビニルスルホン酸ナトリウム、および0.19gの二亜硫酸ナトリウムを投入した。反応混合物を窒素で洗い流し、55℃まで加熱し、開始剤溶液1(1.01gの過硫酸ナトリウムと12.14gの蒸留水からなる)と混合した。その後の3時間に、379.28gの酢酸ビニルと126.43gのVeoVa10のモノマー混合物と、62.71gの蒸留水中の10.11gのC12マレイン酸塩からなる乳化剤溶液の計量添加を別々に行った。
その後温度を85℃まで上げ、開始剤溶液2(0.51gの過硫酸ナトリウムと12.14gの蒸留水からなる)を加え、1時間、後重合を行った。反応終了後、得られたラテックスを濾過し、水酸化アンモニウム溶液で中和し、pH7〜8に調整した。
C12マレイン酸塩を同量のSUS87に置き換えた以外は、実施例1と同様に行った。
調製したラテックスについて、より詳細に特徴付けた。結果は表1から明らかである。
実施例3(本発明)
実施例1の本発明のエマルションを23℃から−5℃まで16時間にわたり冷却し、−5℃の温度に達した時点で再び23℃まで8時間にわたり加温した。その後、該エマルションの均質性を調べた。このサイクルを全5回行い、各サイクルにおける最低温度をさらに5℃下げた。すなわち、第2サイクルでは−10℃まで冷却を行い、第3サイクルでは−15℃まで冷却を行うなどした。実施例1による本発明のエマルションは、第5サイクルの後も均質であった。すなわち、無傷のエマルションであった。
実施例3の方法を、実施例2の比較ラテックスに適用した。この場合には、該エマルションが第1サイクルのすぐ後に相分離を示すことがわかった。形成された凝塊は再分散性ではなかった。
Claims (3)
- Aが、12〜18個の炭素原子を有するアルキル基である請求項1に記載の使用。
- 請求項1〜2のいずれかに記載されたマレイン酸エステル(I)および(II)を共重合性乳化剤として使用する、オレフィン系不飽和モノマーのエマルション重合によるポリマーの製造方法。
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