JP6027419B2 - Alkenyl-modified vinyl alcohol polymer and thickener containing the same - Google Patents

Alkenyl-modified vinyl alcohol polymer and thickener containing the same Download PDF

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Description

本発明は、新規なアルケニル変性ビニルアルコール系重合体及びこれを含む増粘剤に関する。   The present invention relates to a novel alkenyl-modified vinyl alcohol polymer and a thickener containing the same.

ビニルアルコール系重合体(以下、「PVA」と略記することもある)は、数少ない結晶性の水溶性高分子であり、優れた造膜性、界面特性及び強度特性を有する。このため、PVAは増粘剤、紙用塗工剤、接着剤、繊維加工剤、バインダー、エマルジョン安定剤、フィルム及び繊維等の原料等として広く利用されている。またPVAの特定の性能を向上させるために、結晶性の制御、官能基の導入等による変性PVAが種々開発されている。   A vinyl alcohol polymer (hereinafter sometimes abbreviated as “PVA”) is a few crystalline water-soluble polymers, and has excellent film-forming properties, interfacial properties, and strength properties. For this reason, PVA is widely used as a raw material for thickeners, paper coating agents, adhesives, fiber processing agents, binders, emulsion stabilizers, films, fibers and the like. In order to improve the specific performance of PVA, various modified PVAs by controlling crystallinity and introducing functional groups have been developed.

このような変性PVAの中でも、アルキル基が導入されたアルキル変性PVAは、水系溶媒中でアルキル基による疎水基相互作用が発現し、優れた増粘性を発揮することが知られている(特開昭55−47256号公報参照)。このため、アルキル変性PVAは、塗料や接着剤の増粘剤として有用であり、各種単量体単位を含有するアルキル変性PVAが開発されている(特開2008−291120号公報及び特開平10−338714号公報参照)。しかし、このアルキル変性PVAは、水溶性が不十分であり、その水溶液の調製には時間を要するなど製造作業が煩雑となる。   Among such modified PVA, alkyl-modified PVA into which an alkyl group has been introduced is known to exhibit hydrophobic group interaction due to an alkyl group in an aqueous solvent and to exhibit excellent thickening properties (Japanese Patent Application Laid-Open (JP-A)). (See Sho 55-47256). For this reason, alkyl-modified PVA is useful as a thickener for paints and adhesives, and alkyl-modified PVA containing various monomer units has been developed (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-291120 and Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-). 338714). However, this alkyl-modified PVA is insufficient in water solubility, and it takes time to prepare the aqueous solution, which makes the manufacturing work complicated.

特開昭55−47256号公報JP 55-47256 A 特開2008−291120号公報JP 2008-291120 A 特開平10−338714号公報JP 10-338714 A

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、十分な増粘性を発揮しつつ、水溶性に優れる新規な変性PVAを提供することを目的とする。   This invention is made | formed based on the above situations, and it aims at providing the novel modified PVA which is excellent in water solubility, exhibiting sufficient viscosity.

上記目的を達成するためになされた本発明は、
下記式(I)で表される単量体単位(以下、「単量体単位(a)」ともいう)を含有し、粘度平均重合度が100以上5,000以下、けん化度が20モル%以上99.99モル%以下、上記単量体単位の含有率が0.05モル%以上5モル%以下であるアルケニル変性ビニルアルコール共重合体である。

Figure 0006027419
(式(I)中、Rは、炭素数8〜29の直鎖状又は分岐状のアルケニル基である。Rは、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基である。) The present invention made to achieve the above object
It contains a monomer unit represented by the following formula (I) (hereinafter also referred to as “monomer unit (a)”), has a viscosity average polymerization degree of 100 or more and 5,000 or less, and a saponification degree of 20 mol%. An alkenyl-modified vinyl alcohol copolymer having a monomer unit content of 0.05 mol% or more and 5 mol% or less.
Figure 0006027419
(In Formula (I), R 1 is a linear or branched alkenyl group having 8 to 29 carbon atoms. R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.)

当該アルケニル変性PVAは、上記単量体単位(a)が有する疎水性かつ二重結合を含むアルケニル基と、親水性のアミド結合との存在に基づき、アルケニル基の低結晶性により溶解時に水溶性に優れるにもかかわらず、疎水性相互作用により溶液状態で十分な増粘性を発揮することができる。また、当該アルケニル変性PVAにおいては、粘度平均重合度、けん化度及び上記単量体単位(a)の含有率を上記範囲とすることにより、この水溶性及び増粘性を高めることができる。   The alkenyl-modified PVA is water-soluble when dissolved due to the low crystallinity of the alkenyl group based on the presence of the hydrophobic and double bond alkenyl group of the monomer unit (a) and the hydrophilic amide bond. In spite of its superiority, it can exhibit sufficient thickening in the solution state due to hydrophobic interaction. Moreover, in the said alkenyl modified PVA, this water solubility and thickening can be improved by making a viscosity average polymerization degree, a saponification degree, and the content rate of the said monomer unit (a) into the said range.

上記式(I)におけるRのアルケニル基の炭素数としては、15以上26以下が好ましい。このように上記特定の炭素数のアルケニル基をRに用いることで、水溶性及び増粘性をより高めることができる。 The number of carbon atoms of the alkenyl group R 1 in the above formula (I), the preferably 15 to 26. Thus, by using the alkenyl group having the specific carbon number for R 1 , water solubility and thickening can be further increased.

当該アルケニル変性PVAのけん化度としては、60モル%以上99.9モル%以下が好ましい。このようなけん化度とすることで、当該アルケニル変性PVAの疎水基同士の相互作用がより効果的に発現され、上述の増粘性をさらに高めることができる。   The saponification degree of the alkenyl-modified PVA is preferably 60 mol% or more and 99.9 mol% or less. By setting it as such a saponification degree, the interaction of the hydrophobic groups of the said alkenyl modified PVA is expressed more effectively, and the above-mentioned viscosity can be further increased.

当該アルケニル変性PVAは、下記式(II)で表される不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合体をけん化することにより得られるものであることが好ましい。

Figure 0006027419
(式(II)中、R及びRの定義は上記式(I)と同様である。) The alkenyl-modified PVA is preferably obtained by saponifying a copolymer of an unsaturated monomer represented by the following formula (II) and a vinyl ester monomer.
Figure 0006027419
(In formula (II), the definitions of R 1 and R 2 are the same as in formula (I) above.)

当該アルケニル変性PVAが上記特定の単量体の共重合体をけん化することにより得られるものであることで、上記アルケニル変性PVAのけん化度等の調整が容易となり、当該アルケニル変性PVAの水溶性及び増粘性をさらに高めることができる。   Since the alkenyl-modified PVA is obtained by saponifying the copolymer of the specific monomer, adjustment of the saponification degree of the alkenyl-modified PVA becomes easy, and the water-solubility and The thickening can be further increased.

本発明の増粘剤は、当該アルケニル変性PVAを含むものである。当該増粘剤は、当該アルケニル変性PVAを含むため、少量の使用でも優れた増粘機能を発揮することができる。   The thickener of the present invention contains the alkenyl-modified PVA. Since the thickener contains the alkenyl-modified PVA, it can exhibit an excellent thickening function even when used in a small amount.

以上説明したように、本発明のアルケニル変性PVAは、水溶性に優れると共に、十分な増粘性を発揮することができる。従って、当該アルケニル変性PVAは、例えば、増粘剤、紙用塗工剤、接着剤及びフィルム等に好適に用いることができる。また、本発明の増粘剤は、少量の使用でも優れた増粘機能を発揮することができる。   As described above, the alkenyl-modified PVA of the present invention is excellent in water solubility and can exhibit sufficient viscosity. Therefore, the alkenyl-modified PVA can be suitably used for, for example, a thickener, a paper coating agent, an adhesive and a film. Further, the thickener of the present invention can exhibit an excellent thickening function even when used in a small amount.

以下、本発明のアルケニル変性PVAの実施形態について詳説する。   Hereinafter, embodiments of the alkenyl-modified PVA of the present invention will be described in detail.

<アルケニル変性PVA>
当該アルケニル変性PVAは、下記式(I)で表される単量体単位(a)を含有する。当該アルケニル変性PVAは、この単量体単位(a)が有する疎水性かつ二重結合を有するアルケニル基(R)と、親水性のアミド結合との存在に基づき、アルケニル基の低結晶性により溶解時に水溶性に優れるにもかかわらず、疎水性相互作用により溶液状態で十分な増粘性を発揮することができる。当該アルケニル変性PVAは、上記単量体単位(a)と、ビニルアルコール単量体単位(−CH−CHOH−)を有する共重合体であり、さらに他の単量体単位を有していてもよい。
<Alkenyl modified PVA>
The alkenyl-modified PVA contains a monomer unit (a) represented by the following formula (I). The alkenyl-modified PVA is based on the low crystallinity of the alkenyl group based on the presence of the hydrophobic and double-bonded alkenyl group (R 1 ) of the monomer unit (a) and the hydrophilic amide bond. Despite being excellent in water solubility at the time of dissolution, sufficient thickening can be exhibited in a solution state by hydrophobic interaction. The alkenyl-modified PVA is a copolymer having the monomer unit (a) and a vinyl alcohol monomer unit (—CH 2 —CHOH—), and further has other monomer units. Also good.

Figure 0006027419
Figure 0006027419

式(I)中、Rは、炭素数8〜29の直鎖状又は分岐状のアルケニル基である。Rは、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基である。なお、上記R及びRは、本発明の効果が損なわれない範囲であれば、ハロゲン原子等の置換基を有していてもよいが、これらの置換基を有していないことが好ましい。 In formula (I), R 1 is a linear or branched alkenyl group having 8 to 29 carbon atoms. R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. The R 1 and R 2 may have a substituent such as a halogen atom as long as the effect of the present invention is not impaired, but preferably does not have these substituents. .

上記Rで表される直鎖状又は分岐状のアルケニル基の炭素数は8以上29以下であるが、10以上28以下が好ましく、12以上27以下がより好ましく、15以上26以下がさらに好ましく、17以上24以下が特に好ましい。上記Rとしては、例えば、エルシル基(−C2243)、オレイル基(−C1835)、ミリストリル基(−C1427)等が挙げられる。この炭素数が8未満の場合、当該アルケニル変性PVAにおけるアルケニル基同士の相互作用が発現しないため、増粘性が十分に発揮されない。逆に、この炭素数が29を超える場合、当該アルケニル変性PVAの水溶性等が低下する。アルケニル基の末端はメチル基であるのが好ましい。すなわち、アルケニル基中の二重結合の位置は、アルケニル基全体の結晶性を低下させ運動性を良好にするため、また共重合反応中の副反応や水溶液の粘度安定性の低下を防ぐために、末端以外に存在することが好ましい。アルケニル基中の二重結合の数は、単量体の入手容易性や、水溶液又は塗工物の安定性の点から1個が好ましい。 The linear or branched alkenyl group represented by R 1 has 8 to 29 carbon atoms, preferably 10 to 28, more preferably 12 to 27, and even more preferably 15 to 26. 17 to 24 is particularly preferable. Examples of R 1 include an erucyl group (—C 22 H 43 ), an oleyl group (—C 18 H 35 ), a myristol group (—C 14 H 27 ), and the like. When the number of carbon atoms is less than 8, the interaction between alkenyl groups in the alkenyl-modified PVA does not appear, so that the viscosity increase is not sufficiently exhibited. On the contrary, when this carbon number exceeds 29, the water solubility etc. of the said alkenyl modified PVA fall. The terminal of the alkenyl group is preferably a methyl group. That is, the position of the double bond in the alkenyl group is to reduce the crystallinity of the entire alkenyl group and improve the mobility, and to prevent side reactions during the copolymerization reaction and the decrease in viscosity stability of the aqueous solution. It is preferable that it exists other than the terminal. The number of double bonds in the alkenyl group is preferably 1 from the viewpoint of availability of the monomer and the stability of the aqueous solution or the coated product.

上記Rは、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基であるが、合成の容易性等の点から、水素原子又はメチル基が好ましい。 R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and a hydrogen atom or a methyl group is preferable from the viewpoint of ease of synthesis.

当該アルケニル変性PVAにおける上記単量体単位(a)の含有率は、0.05モル%以上5モル%以下である。この含有率は、0.1モル%以上が好ましく、0.2モル%以上がより好ましい。また、この含有率は、2モル%以下が好ましく、1モル%以下がより好ましい。なお、この単量体単位(a)の含有率とは、アルケニル変性PVAを構成する全構造単位に占める上記式(I)で表される単量体単位(a)の含有率である。   The content rate of the said monomer unit (a) in the said alkenyl modified PVA is 0.05 mol% or more and 5 mol% or less. This content is preferably 0.1 mol% or more, and more preferably 0.2 mol% or more. Further, the content is preferably 2 mol% or less, and more preferably 1 mol% or less. In addition, the content rate of this monomer unit (a) is a content rate of the monomer unit (a) represented by the said Formula (I) which occupies for all the structural units which comprise alkenyl modified PVA.

この単量体単位(a)の含有率が5モル%を超えると、アルケニル変性PVA一分子あたりに含まれる疎水基の割合が高くなり、このアルケニル変性PVAの水溶性が低下する。一方、この単量体単位(a)の含有率が0.05モル%未満の場合、アルケニル変性PVAの水溶性は優れているものの、このアルケニル変性PVA中に含まれるアルケニル鎖の数が少ないため、増粘性等のアルケニル変性に基づく物性が十分に発現しない。   When the content of the monomer unit (a) exceeds 5 mol%, the proportion of hydrophobic groups contained in one molecule of alkenyl-modified PVA increases, and the water solubility of the alkenyl-modified PVA decreases. On the other hand, when the content of the monomer unit (a) is less than 0.05 mol%, the water solubility of the alkenyl-modified PVA is excellent, but the number of alkenyl chains contained in the alkenyl-modified PVA is small. Further, physical properties based on alkenyl modification such as thickening are not sufficiently exhibited.

この単量体単位(a)の含有率は、当該アルケニル変性PVAの前駆体であるアルケニル変性ビニルエステル系重合体のプロトンNMRから求めることができる。具体的には、n−ヘキサン/アセトンでアルケニル変性ビニルエステル系重合体の再沈精製を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、分析用のサンプルを作製する。このサンプルを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。 The content of the monomer unit (a) can be determined from proton NMR of an alkenyl-modified vinyl ester polymer that is a precursor of the alkenyl-modified PVA. Specifically, after reprecipitation and purification of the alkenyl-modified vinyl ester polymer with n-hexane / acetone 3 times or more sufficiently, drying is performed under reduced pressure at 50 ° C. for 2 days to prepare a sample for analysis. To do. This sample is dissolved in CDCl 3 and measured at room temperature using 500 MHz proton NMR (JEOL GX-500).

この際、例えば、上記単量体単位(a)以外のアルケニル変性単量体単位を含まず、Rのアルケニル基が−CH=CH−を有し、さらにRが水素原子である場合、以下の方法にて算出できる。すなわち、アルケニル変性ビニルエステル系重合体の主鎖メチンに由来するピークα(4.2〜4.8ppm)とアルケニル基の−CH=CH−に由来するピークβ(5.0〜5.4ppm)とから、下記式を用いて、単量体単位(a)の含有率Sを算出する。
S(モル%)
={(βのプロトン数/2)/(αのプロトン数+(βのプロトン数/2))}×100
In this case, for example, when the alkenyl-modified monomer unit other than the monomer unit (a) is not included, the alkenyl group of R 1 has —CH═CH—, and R 2 is a hydrogen atom, It can be calculated by the following method. That is, the peak α (4.2 to 4.8 ppm) derived from the main chain methine of the alkenyl-modified vinyl ester polymer and the peak β (5.0 to 5.4 ppm) derived from the alkenyl group —CH═CH—. From the above, the content S of the monomer unit (a) is calculated using the following formula.
S (mol%)
= {(Number of protons of β / 2) / (number of protons of α + (number of protons of β / 2))} × 100

当該アルケニル変性PVAの粘度平均重合度は100以上5,000以下である。なお、粘度平均重合度を単に重合度と呼ぶことがある。この重合度が5,000を超えると、このアルケニル変性PVAの生産性が低下するため実用的でない。逆に、この重合度が100未満の場合、増粘性等の当該アルケニル変性PVAの各特性が十分に発揮されない場合がある。なお、この重合度の下限は、当該アルケニル変性PVAの増粘性を高める観点から、500が好ましく、1,000がより好ましい。   The viscosity average polymerization degree of the alkenyl-modified PVA is 100 or more and 5,000 or less. The viscosity average degree of polymerization may be simply referred to as the degree of polymerization. If the degree of polymerization exceeds 5,000, the productivity of the alkenyl-modified PVA is lowered, which is not practical. On the other hand, when the degree of polymerization is less than 100, each characteristic of the alkenyl-modified PVA such as thickening may not be sufficiently exhibited. The lower limit of the degree of polymerization is preferably 500 and more preferably 1,000 from the viewpoint of increasing the viscosity of the alkenyl-modified PVA.

この粘度平均重合度(P)は、JIS−K6726に準じて測定される。すなわち、アルケニル変性PVAを再けん化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度[η](単位:デシリットル/g)から次式により求められる。
P=([η]×10/8.29)(1/0.62)
This viscosity average degree of polymerization (P) is measured according to JIS-K6726. That is, after re-saponifying and purifying the alkenyl-modified PVA, it is obtained from the intrinsic viscosity [η] (unit: deciliter / g) measured in water at 30 ° C. by the following formula.
P = ([η] × 10 3 /8.29) (1 / 0.62)

上記アルケニル変性PVAのけん化度は、20モル%以上99.99モル%以下である必要があり、当該アルケニル変性PVAの増粘性を高める観点から、60モル%以上99.9モル%以下が好ましく、70モル%以上99.9モル%以下がより好ましく、80モル%以上99.9モル%以下がさらに好ましく、96モル%以上99.9モル%以下が特に好ましい。   The saponification degree of the alkenyl-modified PVA needs to be 20 mol% or more and 99.99 mol% or less, and preferably 60 mol% or more and 99.9 mol% or less from the viewpoint of increasing the viscosity of the alkenyl-modified PVA. 70 mol% or more and 99.9 mol% or less are more preferable, 80 mol% or more and 99.9 mol% or less are more preferable, and 96 mol% or more and 99.9 mol% or less are especially preferable.

このけん化度が20モル%未満の場合には、当該アルケニル変性PVAの水溶性等が低下する。また、疎水基相互作用により発現する会合性能(架橋的性能)が低下することにより、増粘性も低下する。逆に、このけん化度が99.99モル%を超えると、アルケニル変性PVAの生産が困難になるので実用的でない。なお、上記アルケニル変性PVAのけん化度は、JIS−K6726に準じて測定し得られる値である。   When this saponification degree is less than 20 mol%, the water solubility etc. of the said alkenyl modified PVA fall. In addition, as the association performance (crosslinking performance) expressed by the hydrophobic group interaction decreases, the viscosity increase also decreases. On the contrary, if the degree of saponification exceeds 99.99 mol%, production of alkenyl-modified PVA becomes difficult, which is not practical. The saponification degree of the alkenyl-modified PVA is a value that can be measured according to JIS-K6726.

当該アルケニル変性PVAは、上述のように、上記単量体単位(a)が有する疎水性かつ二重結合を有するアルケニル基と、親水性のアミド結合との存在により、水溶性に優れ、十分な増粘性を発揮することができる。また、当該アルケニル変性PVAにおいては、粘度平均重合度、けん化度及び上記単量体単位(a)の含有率を上記範囲とすることにより、水溶性及び増粘性を高めることができる。従って、当該アルケニル変性PVAは、例えば増粘剤、紙用塗工剤、接着剤、フィルム等に好適に用いることができる。   As described above, the alkenyl-modified PVA is excellent in water solubility due to the presence of the hydrophobic and double-bonded alkenyl group of the monomer unit (a) and the hydrophilic amide bond. Can increase viscosity. Moreover, in the said alkenyl modified PVA, water solubility and thickening can be improved by making a viscosity average polymerization degree, a saponification degree, and the content rate of the said monomer unit (a) into the said range. Therefore, the alkenyl-modified PVA can be suitably used for, for example, a thickener, a paper coating agent, an adhesive, and a film.

<アルケニル変性PVAの製造方法>
当該アルケニル変性PVAを製造する方法は特に制限されないが、下記式(II)で表され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い、得られたアルケニル変性ビニルエステル系重合体をけん化する方法が好ましい。ここで、上記の共重合はアルコール系溶媒中又は無溶媒で行うことが好適である。
<Method for producing alkenyl-modified PVA>
Although the method for producing the alkenyl-modified PVA is not particularly limited, the alkenyl-modified vinyl ester system obtained by copolymerizing an unsaturated monomer represented by the following formula (II) with a vinyl ester monomer is obtained. A method of saponifying the polymer is preferred. Here, the above copolymerization is preferably performed in an alcohol solvent or without a solvent.

Figure 0006027419
Figure 0006027419

式(II)中、R及びRの定義は上記式(I)と同様である。 In the formula (II), the definitions of R 1 and R 2 are the same as those in the above formula (I).

上記式(II)で表される不飽和単量体として具体的には、N−オクテニルアクリルアミド、N−デセニルアクリルアミド、N−ドデセニルアクリルアミド、N−テトラデセニルアクリルアミド、N−オクタデセニルアクリルアミド、N−ドコセニルアクリルアミド、N−ヘキサコセニルアクリルアミド、N−オクテニルメタクリルアミド、N−デセニルメタクリルアミド、N−ドデセニルメタクリルアミド、N−テトラデセニルメタクリルアミド、N−オクタデセニルメタクリルアミド、N−ドコセニルメタクリルアミド、N−ヘキサコセニルメタクリルアミド等が挙げられる。これらの中でも、N−オクタデセニルアクリルアミド、N−テトラデセニルメタクリルアミド、N−オクタデセニルメタクリルアミド及びN−ドコセニルメタクリルアミドが好ましく、N−オクタデセニルアクリルアミド、N−オクタデセニルメタクリルアミド及びN−ドコセニルメタクリルアミドがより好ましく、N−オクタデセニルアクリルアミド及びN−オクタデセニルメタクリルアミドがさらに好ましい。   Specific examples of the unsaturated monomer represented by the formula (II) include N-octenylacrylamide, N-decenylacrylamide, N-dodecenylacrylamide, N-tetradecenylacrylamide, N -Octadecenyl acrylamide, N-docosenyl acrylamide, N-hexacocenyl acrylamide, N-octenyl methacrylamide, N-decenyl methacrylamide, N-dodecenyl methacrylamide, N-tetradece Nyl methacrylamide, N-octadecenyl methacrylamide, N-docosenyl methacrylamide, N-hexacocenyl methacrylamide and the like. Among these, N-octadecenyl acrylamide, N-tetradecenyl methacrylamide, N-octadecenyl methacrylamide and N-docosenyl methacrylamide are preferable, and N-octadecenyl acrylamide, N- Octadecenyl methacrylamide and N-docosenyl methacrylamide are more preferred, and N-octadecenyl acrylamide and N-octadecenyl methacrylamide are more preferred.

上記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、ラウリン酸ビニル、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、安息香酸ビニル等が挙げられるが、これら中でも酢酸ビニルが好ましい。   Examples of the vinyl ester monomers include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl versatate, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl laurate, and vinyl palmitate. , Vinyl stearate, vinyl oleate, vinyl benzoate and the like, among which vinyl acetate is preferred.

上記式(II)で表され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、本発明の趣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は、例えば、
エチレン、プロピレン、n−ブテン、イソブチレン等のα−オレフィン;
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、2,3−ジアセトキシ−1−ビニルオキシプロパン等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等のニトリル類;
塩化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル類;
塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデン類;
酢酸アリル、2,3−ジアセトキシ−1−アリルオキシプロパン、塩化アリル等のアリル化合物;
ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化合物;
酢酸イソプロペニル
等が挙げられる。
When the unsaturated monomer represented by the above formula (II) and the vinyl ester monomer are copolymerized, other monomers may be copolymerized within a range not impairing the gist of the present invention. Examples of monomers that can be used include:
Α-olefins such as ethylene, propylene, n-butene, isobutylene;
Vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, i-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, 2,3-diacetoxy-1-vinyloxypropane;
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, 2,3-diacetoxy-1-allyloxypropane, allyl chloride;
Vinylsilyl compounds such as vinyltrimethoxysilane;
And isopropenyl acetate.

また、上記式(II)で表され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等を目的として、本発明の趣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。この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等のアルデヒド類;
アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;
2−ヒドロキシエタンチオール等のメルカプタン類;
トリクロロエチレン、パークロロエチレン等のハロゲン化炭化水素類;
ホスフィン酸ナトリウム1水和物等のホスフィン酸塩類
等が挙げられ、これらの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。
In addition, the purpose of the present invention is to adjust the degree of polymerization of the copolymer obtained in the copolymerization of the unsaturated monomer represented by the above formula (II) and the vinyl ester monomer. Copolymerization may be carried out in the presence of a chain transfer agent within a range that does not impair. As this chain transfer agent,
Aldehydes such as acetaldehyde and propionaldehyde;
Ketones such as acetone and methyl ethyl ketone;
Mercaptans such as 2-hydroxyethanethiol;
Halogenated hydrocarbons such as trichlorethylene and perchlorethylene;
Examples thereof include phosphinic acid salts such as sodium phosphinate monohydrate, among which aldehydes and ketones are preferably used.

上記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及び目的とするアルケニル変性ビニルエステル系重合体の重合度に応じて決定することができるが、一般にビニルエステル系単量体に対して0.1〜10質量%が好ましい。   The addition amount of the chain transfer agent can be determined according to the chain transfer constant of the chain transfer agent to be added and the degree of polymerization of the target alkenyl-modified vinyl ester polymer. 0.1-10 mass% is preferable with respect to it.

上記式(II)で表され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、本発明で規定する単量体単位(a)の含有率を満足するアルケニル変性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挙げられるが、安全性の面からは後者の方法が好ましい。   The temperature employed when copolymerizing the unsaturated monomer represented by the above formula (II) and the vinyl ester monomer is preferably 0 ° C to 200 ° C, more preferably 30 ° C 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 the alkenyl modified PVA which satisfies the content rate of the monomer unit (a) prescribed | regulated by this invention. As a method of controlling the temperature employed in carrying out the copolymerization to 0 ° C. to 200 ° C., for example, by controlling the polymerization rate, the balance between the heat generated by the polymerization and the heat radiation from the surface of the reactor can be achieved. Or the method of controlling by an external jacket using an appropriate heat medium, and the latter method is preferred from the viewpoint of safety.

上記式(II)で表され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採用さ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、乳化重合法等公知の任意の方法を採用することができる。これらの中でも、無溶媒又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、高重合度の共重合体の製造を目的とする場合は乳化重合法が採用される。   The polymerization method employed for copolymerizing the unsaturated monomer represented by the above formula (II) and the vinyl ester monomer is batch polymerization, semi-batch polymerization, continuous polymerization, semi-continuous polymerization. Either of these may be used. 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 employed. Among these, a bulk polymerization method or a solution polymerization method in which polymerization is performed in a solvent-free or alcohol-based solvent is preferably employed, and an emulsion polymerization method is employed for the purpose of producing a copolymer having a high degree of polymerization. .

上記アルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール等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種類又はそれ以上の種類を混合して用いることができる。   Examples of the alcohol solvent include methanol, ethanol, n-propanol, and the like, but are not limited thereto. Moreover, these solvents can be used by mixing two or more kinds.

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等が適宜選ばれる。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)等が挙げられ、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等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等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等が挙げられる。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、過酸化水素等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、ロンガリット等の還元剤とを組み合わせたものが挙げられる。   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, and peroxide initiators include perisopropyl compounds such as diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate and diethoxyethyl peroxydicarbonate; t-butyl Perester compounds such as peroxyneodecanate, α-cumylperoxyneodecanate, and 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. Moreover, as a redox-type initiator, what combined said peroxide and reducing agents, such as sodium hydrogen sulfite, sodium hydrogencarbonate, tartaric acid, L-ascorbic acid, Rongalite, is mentioned.

なお、上記式(II)で表され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アルケニル変性PVAの着色等が見られることがある。この場合には、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ビニルエステル系単量体に対して1〜100ppm程度添加することはなんら差し支えない。   In addition, when the copolymerization of the unsaturated monomer represented by the above formula (II) and the vinyl ester monomer is performed at a high temperature, the alkenyl modified PVA caused by the decomposition of the vinyl ester monomer Coloring may be seen. In this case, an antioxidant such as tartaric acid may be added to the polymerization system in an amount of about 1 to 100 ppm based on the vinyl ester monomer for the purpose of preventing coloring.

上記共重合により得られたアルケニル変性ビニルエステル系重合体のけん化反応には、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等の塩基性触媒又はp−トルエンスルホン酸等の酸性触媒を用いた公知の加アルコール分解反応又は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、エタノール等のアルコール類;酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素等が挙げられ、これらは単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、メタノール又はメタノール/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 alkenyl-modified vinyl ester polymer obtained by the above copolymerization is publicly known using a basic catalyst such as sodium hydroxide, potassium hydroxide or sodium methoxide or an acidic catalyst such as p-toluenesulfonic acid. An alcoholysis reaction or a hydrolysis reaction can be applied. Examples of the solvent that can be used in 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 these, it is simple 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.

<増粘剤>
本発明の増粘剤は、当該アルケニル変性PVAを含む。これにより、当該増粘剤は、優れた増粘性を発揮することができる。
<Thickener>
The thickener of the present invention contains the alkenyl-modified PVA. Thereby, the said thickener can exhibit the outstanding thickening.

当該増粘剤は、上記アルケニル変性PVAからなる粉末状の増粘剤であってもよいし、水又は水含有溶媒を含有する液体状の増粘剤であってもよい。この液体状の増粘剤は、塗料、接着剤等の水分散性エマルジョン含有物に対して用いる場合に好適である。   The thickener may be a powdery thickener made of the alkenyl-modified PVA, or may be a liquid thickener containing water or a water-containing solvent. This liquid thickener is suitable for use in water-dispersible emulsion-containing materials such as paints and adhesives.

上記水含有溶媒に含まれる水以外の溶媒としては、特に限定されないが、例えばメタノール、エタノール等のアルコール系溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系溶媒;ジエチルエーテル、1,4−ジオキサン、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、MTBE(メチル−t−ブチルエーテル)、ブチルカルビトール等のエーテル系溶媒;アセトン、ジエチルケトン等のケトン系溶媒;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶媒;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール等のグリコールエーテル系溶媒;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、PMA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のグリコールエステル系溶媒等を挙げることができる。   The solvent other than water contained in the water-containing solvent is not particularly limited. For example, alcohol solvents such as methanol and ethanol; ester solvents such as methyl acetate and ethyl acetate; diethyl ether, 1,4-dioxane and methyl Ether solvents such as cellosolve, cellosolve, butyl cellosolve, MTBE (methyl-t-butyl ether) and butyl carbitol; ketone solvents such as acetone and diethyl ketone; glycol solvents such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol Glycol ether solvents such as diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol; Glycol monomethyl ether acetate, PMA (propylene glycol monomethyl ether acetate), diethylene glycol monobutyl ether acetate, can be mentioned glycol esters solvents such as diethylene glycol monoethyl ether acetate.

当該増粘剤が液体状である場合、上記アルケニル変性PVAの配合量は溶媒100質量部に対して、1〜50質量部であることが好ましく、3〜30質量部がより好ましい。このような液体状の当該増粘剤は、水又は水含有溶媒に当該アルケニル変性PVAを添加し、加熱混合することにより製造される。   When the said thickener is a liquid form, it is preferable that the compounding quantity of the said alkenyl modified PVA is 1-50 mass parts with respect to 100 mass parts of solvent, and 3-30 mass parts is more preferable. Such a liquid thickener is produced by adding the alkenyl-modified PVA to water or a water-containing solvent and mixing them by heating.

当該液体状の増粘剤には、本発明の効果を損なわない範囲で、各種可塑剤、界面活性剤、消泡剤、紫外線吸収剤等を配合してもよい。   In the liquid thickener, various plasticizers, surfactants, antifoaming agents, ultraviolet absorbers and the like may be blended as long as the effects of the present invention are not impaired.

また、当該増粘剤には、同様に本発明の効果を損なわない範囲で公知の各種PVA、澱粉、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等の他の水溶性高分子を配合してもよい。これらの他の水溶性高分子の配合量は、当該アルケニル変性PVA100質量部に対して、50質量部以下であることが好ましい。   Similarly, the thickener may be made of various other water-soluble polymers such as various known PVA, starch, carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, and hydroxypropylmethylcellulose as long as the effects of the present invention are not impaired. You may mix | blend. The blending amount of these other water-soluble polymers is preferably 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the alkenyl-modified PVA.

当該増粘剤は、少量で高い増粘性を奏する上、安定した増粘性を発揮する。そのため、当該増粘剤は、塗料、セメント、コンクリート、バインダー、接着剤、化粧品等の水系溶液及び水系エマルジョン溶液に用いる増粘剤として好適に使用できる。   The thickener exhibits a high viscosity in a small amount and also exhibits a stable viscosity. Therefore, the said thickener can be conveniently used as a thickener used for water-system solutions and water-system emulsion solutions, such as a paint, cement, concrete, a binder, an adhesive agent, and cosmetics.

以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明する。以下の実施例及び比較例において「部」及び「%」は、特に断りのない限り質量基準を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples. In the following examples and comparative examples, “part” and “%” mean mass basis unless otherwise specified.

なお、得られたPVA(アルケニル変性PVA、アルキル変性PVA及び無変性PVA)の評価は以下の方法に従って行った。   The obtained PVA (alkenyl-modified PVA, alkyl-modified PVA and unmodified PVA) was evaluated according to the following method.

[変性率]
PVAにおける式(I)で表される単量体単位(a)の含有率(以下、「アルケニル変性率」ともいう。)は、上述のプロトンNMRを用いた方法に準じて求めた。
[Modification rate]
The content of the monomer unit (a) represented by the formula (I) in PVA (hereinafter also referred to as “alkenyl modification rate”) was determined according to the method using proton NMR described above.

[重合度]
PVAの重合度は、JIS−K6726に記載の方法により求めた。
[Degree of polymerization]
The degree of polymerization of PVA was determined by the method described in JIS-K6726.

[けん化度]
PVAのけん化度は、JIS−K6726に記載の方法により求めた。
[Saponification degree]
The degree of saponification of PVA was determined by the method described in JIS-K6726.

<PVAの製造>
実施例1(PVA1の製造)
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管、コモノマー滴下口及び開始剤の添加口を備えた3Lの反応器に、酢酸ビニル750g、メタノール250g及びN−オクタデセニルメタクリルアミド(N−オレイルメタクリルアミド)1.1g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N−オクタデセニルメタクリルアミドをメタノールに溶解して濃度5%としたコモノマー溶液を調製し、このコモノマー溶液を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)0.25gを添加し重合を開始した。上記反応器に、上記ディレー溶液を滴下して重合溶液中のモノマー組成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の総量は4.8gであった。また重合停止時の固形分濃度は29.9%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、アルケニル変性酢酸ビニル系重合体(アルケニル変性PVAc)のメタノール溶液(濃度35%)を得た。さらに、これにメタノールを加えて調製したアルケニル変性PVAcのメタノール溶液771.4g(溶液中のアルケニル変性PVAcは200.0g)に、27.9g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。ここで、けん化溶液におけるアルケニル変性PVAcの濃度は25%、アルケニル変性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は0.03であった。アルカリ溶液を添加後約1分でゲル状物が生成した。このゲル状物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た。この白色固体にメタノール2,000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。この洗浄操作を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日間放置してアルケニル変性PVA(PVA1)を得た。
<Manufacture of PVA>
Example 1 (Production of PVA1)
Into a 3 L reactor equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet, comonomer addition port and initiator addition port, 750 g of vinyl acetate, 250 g of methanol and N-octadecenyl methacrylamide (N-oleyl methacrylamide) ) 1.1 g was charged and the system was purged with nitrogen for 30 minutes while bubbling nitrogen. Further, a comonomer solution in which N-octadecenyl methacrylamide was dissolved in methanol to a concentration of 5% was prepared as a delay solution, and this comonomer solution was purged with nitrogen by bubbling nitrogen gas. 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 initiate polymerization. The delay solution was added dropwise to the reactor so that the monomer composition in the polymerization solution was constant, and polymerization was performed at 60 ° C. for 3 hours, followed by cooling to stop the polymerization. The total amount of comonomer added until the polymerization was stopped was 4.8 g. The solid content concentration when the polymerization was stopped was 29.9%. Subsequently, unreacted vinyl acetate monomer was removed while occasionally adding methanol under reduced pressure at 30 ° C. to obtain a methanol solution (concentration 35%) of an alkenyl-modified vinyl acetate polymer (alkenyl-modified PVAc). Furthermore, 777.9 g of methanol solution of alkenyl-modified PVAc prepared by adding methanol to this (200.0 g of alkenyl-modified PVAc in the solution) was added 27.9 g of alkaline solution (10% methanol solution of sodium hydroxide). Saponification was performed by adding. Here, the concentration of alkenyl-modified PVAc in the saponification solution was 25%, and the molar ratio of sodium hydroxide to vinyl acetate units in the alkenyl-modified PVAc was 0.03. A gel was formed about 1 minute after the addition of the alkaline solution. The gel-like material was pulverized with a pulverizer and allowed to stand at 40 ° C. for 1 hour to allow saponification to proceed. Then, 500 g of methyl acetate was added to neutralize the remaining alkali. After confirming the completion of neutralization using a phenolphthalein indicator, the mixture was filtered to obtain a white solid. To this white solid, 2,000 g of methanol was added, and the mixture was left to wash at room temperature for 3 hours. This washing operation was repeated three times, and then the white solid obtained by centrifugal drainage was left in a dryer at 65 ° C. for 2 days to obtain alkenyl-modified PVA (PVA1).

実施例2〜13並びに比較例1〜3及び6(PVA2〜13並びにPVAi〜iii及びviの製造)
酢酸ビニル及びメタノールの仕込み量、重合時に使用するアルケニル基を有する不飽和単量体の種類や添加量等の重合条件、けん化時におけるアルケニル変性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に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法により各種のアルケニル変性PVA(PVA2〜13及びPVAi〜iii)及びアルキル変性PVA(PVAvi)を製造した。
Examples 2 to 13 and Comparative Examples 1 to 3 and 6 (Production of PVA 2 to 13 and PVAi to iii and vi)
Charge amount of vinyl acetate and methanol, polymerization conditions such as type and amount of unsaturated monomer having alkenyl group used during polymerization, concentration of alkenyl-modified PVAc during saponification, molar ratio of sodium hydroxide to vinyl acetate unit Various alkenyl-modified PVA (PVA2 to 13 and PVAi to iii) and alkyl-modified PVA (PVAvi) were produced in the same manner as in Example 1 except that the saponification conditions were changed as shown in Table 1.

比較例4(PVAviの製造)
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管及び開始剤の添加口を備えた3Lの反応器に、酢酸ビニル750g、メタノール250g及びオレイルビニルエーテル57.3g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)1.0gを添加し重合を開始した。60℃で2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30.4%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、アルケニル変性酢酸ビニル系共重合体(アルケニル変性PVAc)のメタノール溶液(濃度35%)を得た。さらに、これにメタノールを加えて調製したアルケニル変性PVAcのメタノール溶液792.9g(溶液中のアルケニル変性PVAcは200.0g)に、7.0g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。ここで、けん化溶液におけるアルケニル変性PVAcの濃度は25%、アルケニル変性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は0.0075であった。アルカリ溶液を添加後約12分でゲル状物が生成した。このゲル状物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た。この白色固体にメタノール2,000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。この洗浄操作を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日間放置して変性PVA(PVAvi)を得た。
Comparative Example 4 (Production of PVAvi)
A 3 L reactor equipped with a stirrer, a reflux condenser, a nitrogen inlet and an initiator addition port was charged with 750 g of vinyl acetate, 250 g of methanol and 57.3 g of oleyl vinyl ether, and the inside of the system was maintained for 30 minutes while bubbling nitrogen. Replaced with nitrogen. The temperature of the reactor was increased, and when the internal temperature reached 60 ° C., 1.0 g of 2,2′-azobisisobutyronitrile (AIBN) was added to initiate polymerization. After polymerization at 60 ° C. for 2 hours, the polymerization was stopped by cooling. The solid content concentration when the polymerization was stopped was 30.4%. Subsequently, unreacted vinyl acetate monomer was removed while occasionally adding methanol under reduced pressure at 30 ° C. to obtain a methanol solution (concentration 35%) of an alkenyl-modified vinyl acetate copolymer (alkenyl-modified PVAc). Furthermore, 7.0 g of an alkali solution (10% methanol solution of sodium hydroxide) was added to 792.9 g of methanol solution of alkenyl-modified PVAc prepared by adding methanol thereto (200.0 g of alkenyl-modified PVAc in the solution). Saponification was performed by adding. Here, the concentration of the alkenyl-modified PVAc in the saponification solution was 25%, and the molar ratio of sodium hydroxide to the vinyl acetate unit in the alkenyl-modified PVAc was 0.0075. A gel-like material was formed about 12 minutes after the addition of the alkaline solution. The gel-like material was pulverized with a pulverizer and allowed to stand at 40 ° C. for 1 hour to allow saponification to proceed. Then, 500 g of methyl acetate was added to neutralize the remaining alkali. After confirming the completion of neutralization using a phenolphthalein indicator, the mixture was filtered to obtain a white solid. To this white solid, 2,000 g of methanol was added, and the mixture was left to wash at room temperature for 3 hours. This washing operation was repeated three times, and then the white solid obtained by centrifugal deliquoring was left in a dryer at 65 ° C. for 2 days to obtain modified PVA (PVAvi).

比較例5(PVAvの製造)
撹拌機、還流冷却管、窒素導入管及び開始剤の添加口を備えた3Lの反応器に、酢酸ビニル900g及びメタノール100g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31.0%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971.1g(溶液中のPVAcは200.0g)に、27.9g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。ここで、けん化溶液におけるPVAcの濃度は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は0.03であった。アルカリ溶液を添加後約1分でゲル状物が生成した。このゲル状物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た。この白色固体にメタノール2,000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。この洗浄操作を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(PVAv)を得た。
Comparative Example 5 (Production of PVAv)
900 g of vinyl acetate and 100 g of methanol were charged into a 3 L reactor equipped with a stirrer, reflux condenser, nitrogen inlet tube and 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. Then, the polymerization was stopped by cooling. The solid content concentration when the polymerization was stopped was 31.0%. 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, 27.9 g of an alkaline solution (sodium hydroxide in 10% methanol) was added to 971.1 g of PVAc methanol solution prepared by adding methanol to this solution (200.0 g of PVAc in the solution) to saponify. Went. Here, the concentration of PVAc in the saponification solution was 20%, and the molar ratio of sodium hydroxide to vinyl acetate units in PVAc was 0.03. A gel was formed about 1 minute after the addition of the alkaline solution. The gel-like material was pulverized with a pulverizer and allowed to stand at 40 ° C. for 1 hour to allow saponification to proceed. Then, 500 g of methyl acetate was added to neutralize the remaining alkali. After confirming the completion of neutralization using a phenolphthalein indicator, the mixture was filtered to obtain a white solid. To this white solid, 2,000 g of methanol was added, and the mixture was left to wash at room temperature for 3 hours. This washing operation was repeated three times, and then the white solid obtained by centrifugal drainage was left in a dryer at 65 ° C. for 2 days to obtain unmodified PVA (PVAv).

得られた各PVAの重合度、変性率及びけん化度について、上記方法にて評価した。評価結果を表1に示す。   The degree of polymerization, modification rate, and saponification degree of each PVA obtained were evaluated by the above methods. The evaluation results are shown in Table 1.

<評価>
上記得られたアルケニル変性PVA等について、下記方法に従い水溶性について評価した。また、アルケニル変性PVAを増粘剤として用い、増粘性の評価を行った。評価結果を表1に合わせて示す。
<Evaluation>
About the obtained alkenyl modified PVA etc., water solubility was evaluated according to the following method. In addition, alkenyl-modified PVA was used as a thickener to evaluate thickening. The evaluation results are shown in Table 1.

[水溶性]
攪拌機付300mLのセパラブルフラスコに、水98.5gの水と共に、PVA1.5gを入れ、攪拌しながら90℃に昇温し、PVAの溶解の様子を目視で観察した。昇温を開始してから完全に溶解するまでの時間を測定し、以下の基準に従って判定した。なお、下記評価がA又はBの場合、実用性に優れるといえる。
A:1時間未満
B:1時間以上3時間未満
C:3時間以上
D:完全に溶解できず、溶け残った。
[Water soluble]
A 300 mL separable flask equipped with a stirrer was charged with 1.5 g of PVA together with 98.5 g of water, heated to 90 ° C. while stirring, and the state of dissolution of PVA was visually observed. The time from the start of temperature increase until complete dissolution was measured and judged according to the following criteria. In addition, when the following evaluation is A or B, it can be said that it is excellent in practicality.
A: Less than 1 hour B: 1 hour or more and less than 3 hours C: 3 hours or more D: Undissolved and remained undissolved.

[増粘性(PVA水溶液の粘度)]
上記[水溶性]の評価と同様の方法で、濃度1.5%のPVA水溶液を調製し、B型粘度計を用いてロータ回転数6rpmで温度が20℃における粘度(mPa・s)を測定した。
[Thickening (viscosity of PVA aqueous solution)]
A PVA aqueous solution with a concentration of 1.5% is prepared in the same manner as in the above [Water-soluble] evaluation, and the viscosity (mPa · s) at a rotor temperature of 6 rpm and a temperature of 20 ° C. is measured using a B-type viscometer. did.

[増粘性(エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョンの増粘試験)]
エチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジョン(クラレ製OM−4200NT、総固形分55.0%)100部に、濃度10%のPVA溶液(溶媒:水/ブチルカービトール=80/20)5.5部を加えて、PVAとエマルジョンの混合液を作製し、BM型粘度計を用いてロータ回転数6rpmで温度が20℃における粘度を測定し、以下の基準で判定した。
A:20,000mPa・s以上
B:5,000mPa・s以上20,000mPa・s未満
C:1,000mPa・s以上5,000mPa・s未満
D:500mPa・s以上1,000mPa・s未満
E:500mPa・s未満
[Thickening (thickening test of ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion)]
To 100 parts of an ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion (Kuraray OM-4200NT, total solid content 55.0%), 5.5 parts of a 10% concentration PVA solution (solvent: water / butyl carbitol = 80/20) Was added to prepare a liquid mixture of PVA and emulsion, and the viscosity at 20 ° C. was measured at a rotor rotation speed of 6 rpm using a BM type viscometer, and judged according to the following criteria.
A: 20,000 mPa · s or more B: 5,000 mPa · s or more and less than 20,000 mPa · s C: 1,000 mPa · s or more and less than 5,000 mPa · s D: 500 mPa · s or more and less than 1,000 mPa · s E: <500 mPa · s

Figure 0006027419
Figure 0006027419

なお、表1中、(*1)は、PVAが完全には溶解せず、増粘剤として好ましくなかったことを示す。   In Table 1, (* 1) indicates that PVA was not completely dissolved and was not preferable as a thickener.

表1に示されるように、本発明のアルケニル変性PVAは、水溶性に優れ、また、十分な増粘性を発揮することができる。なお、実施例5、8及び9では、増粘性が低下しているが、これは、アルケニル変性PVAの重合度が低いこと、けん化度が低いこと、変性率が低いことにそれぞれ起因していると考えられる。   As shown in Table 1, the alkenyl-modified PVA of the present invention is excellent in water solubility and can exhibit sufficient thickening. In Examples 5, 8 and 9, the thickening is reduced, which is caused by the low degree of polymerization of the alkenyl-modified PVA, the low degree of saponification, and the low modification rate. it is conceivable that.

一方、PVAが規定の要件を満たさない場合、すなわち、けん化度が低い場合(比較例1)、変性率が高い場合(比較例2)やアルケニル基の炭素数が29を超える場合(比較例3)は、水溶性が低いこと、また、式(I)で表される単量体単位を含有しない場合(比較例4)、無変性PVA(比較例5)やアルキル基を有するアルキル変性PVA(比較例6)の場合は、水溶性と増粘性とを両立できないことが示された。   On the other hand, when PVA does not satisfy the prescribed requirements, that is, when the degree of saponification is low (Comparative Example 1), when the modification rate is high (Comparative Example 2), or when the carbon number of the alkenyl group exceeds 29 (Comparative Example 3). ) Has low water solubility, and when it does not contain the monomer unit represented by the formula (I) (Comparative Example 4), unmodified PVA (Comparative Example 5) or alkyl-modified PVA having an alkyl group ( In the case of Comparative Example 6), it was shown that both water solubility and thickening could not be achieved.

以上説明したように、本発明のアルケニル変性PVAは、十分な増粘性を発揮しつつ、水溶性に優れる。従って、当該アルケニル変性PVAは、増粘剤、紙用塗工剤、接着剤及びフィルム等に好適に用いることができる。また、本発明の増粘剤は、少量の使用でも優れた増粘機能を発揮することができる。
As described above, the alkenyl-modified PVA of the present invention is excellent in water solubility while exhibiting sufficient thickening. Therefore, the alkenyl-modified PVA can be suitably used for thickeners, paper coating agents, adhesives, films and the like. Further, the thickener of the present invention can exhibit an excellent thickening function even when used in a small amount.

Claims (4)

下記式(I)で表される単量体単位を含有し、粘度平均重合度が100以上5,000以下、けん化度が60モル%以上99.9モル%以下、上記単量体単位の含有率が0.05モル%以上5モル%以下であるアルケニル変性ビニルアルコール系重合体。
Figure 0006027419
(式(I)中、Rは、炭素数8〜29の直鎖状又は分岐状のアルケニル基である。Rは、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基である。)
It contains a monomer unit represented by the following formula (I), has a viscosity average degree of polymerization of 100 to 5,000, a saponification degree of 60 mol% to 99.9 mol%, An alkenyl-modified vinyl alcohol polymer having a rate of 0.05 mol% or more and 5 mol% or less.
Figure 0006027419
(In Formula (I), R 1 is a linear or branched alkenyl group having 8 to 29 carbon atoms. R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.)
上記式(I)におけるRのアルケニル基の炭素数が15以上26以下である請求項1に記載のアルケニル変性ビニルアルコール系重合体。 The alkenyl-modified vinyl alcohol polymer according to claim 1 , wherein the carbon number of the alkenyl group of R 1 in the formula (I) is 15 or more and 26 or less. 下記式(II)で表される不飽和単量体とビニルエステル系単量体との共重合体をけん化することにより得られたものである請求項1又は請求項2に記載のアルケニル変性ビニルアルコール系重合体。
Figure 0006027419
(式(II)中、R及びRの定義は上記式(I)と同様である。)
The alkenyl-modified vinyl according to claim 1 or 2 , which is obtained by saponifying a copolymer of an unsaturated monomer represented by the following formula (II) and a vinyl ester monomer. Alcohol polymer.
Figure 0006027419
(In formula (II), the definitions of R 1 and R 2 are the same as in formula (I) above.)
請求項1から請求項のいずれか1項に記載のアルケニル変性ビニルアルコール系重合体を含む増粘剤。 A thickener comprising the alkenyl-modified vinyl alcohol polymer according to any one of claims 1 to 3 .
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