JP6617709B2 - Acrylic acid polymer aqueous solution and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、水処理剤として好適なアクリル酸系重合体を含む水溶液及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an aqueous solution containing an acrylic acid polymer suitable as a water treatment agent and a method for producing the same.

アクリル酸又はその塩に由来する構造単位を有する低分子量重合体は、配管、ボイラー、熱交換器等におけるスケール形成の抑制に好適であることが知られている。   It is known that a low molecular weight polymer having a structural unit derived from acrylic acid or a salt thereof is suitable for suppressing scale formation in piping, boilers, heat exchangers and the like.

アクリル酸系の低分子量重合体を製造する方法としては、下記の方法が知られている。
特許文献1には、アクリル酸又はメタクリル酸と、連鎖移動剤である亜硫酸水素ナトリウムと、3−アリロキシ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸とを反応系に滴下し、重量平均分子量が4400又は3600の共重合体を製造する方法が開示されている。
特許文献2には、水を80重量%以上含む水性溶媒中で、マレイン酸を、マレイン酸の全使用量に対し80重量%以上を初期に仕込み、残りを滴下とし、アクリル酸を、その全使用量に対し90重量%以上を滴下、残りは初期仕込とし、重合開始剤として、過酸化水素及び過硫酸ナトリウムをそれぞれその所定使用量の80重量%以上を滴下用とし、残りを初期仕込用として用い、初期仕込の段階での該重合反応用単量体組成物液体のpHが8〜12、中和度が50〜95mol%で重合を開始し、その重合反応中の固形分濃度が40〜70重量%の範囲に調整され、全ての単量体組成物の滴下が終了した段階で、pHを4〜8、固形分濃度を40〜60重量%の範囲に調整し、80℃以上で重合して、重量平均分子量が4900〜9000程度のマレイン酸系水溶性共重合体を製造する方法が開示されている。
As a method for producing an acrylic acid-based low molecular weight polymer, the following methods are known.
In Patent Document 1, acrylic acid or methacrylic acid, sodium bisulfite that is a chain transfer agent, and 3-allyloxy-2-hydroxy-1-propanesulfonic acid are dropped into a reaction system, and the weight average molecular weight is 4400 or A method for producing 3600 copolymers is disclosed.
In Patent Document 2, in an aqueous solvent containing 80% by weight or more of water, maleic acid is initially charged at 80% by weight or more with respect to the total amount of maleic acid used, and the remainder is dropped, and acrylic acid is added to the total amount thereof. 90% by weight or more is dropped relative to the amount used, the rest is initially charged, and as a polymerization initiator, hydrogen peroxide and sodium persulfate are used for dropping 80% by weight or more of the predetermined amount, and the rest are used for initial charging. The polymerization reaction monomer composition liquid at the initial charging stage has a pH of 8 to 12 and a degree of neutralization of 50 to 95 mol%, and polymerization is started. The solid content concentration during the polymerization reaction is 40 The pH is adjusted to 4 to 8 and the solid content concentration is adjusted to the range of 40 to 60% by weight at the stage where the dripping of all the monomer compositions is completed. Polymerized to have a weight average molecular weight of 4900 to 9000 Method for producing a maleic acid-based water-soluble copolymer of time is disclosed.

特許文献3には、アクリル酸、又は、アクリル酸及び2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸と、過硫酸ナトリウムとを反応系に滴下し、いずれも、重量平均分子量が2000の重合体を製造する方法が開示されている。
特許文献4には、マレイン酸の存在下、アクリル酸及び/又は2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸と、過硫酸ナトリウムとを滴下し、重量平均分子量が700〜18000の共重合体を製造する方法が開示されている。
また、特許文献5には、アクリル酸、メタクリル酸及びメルカプトプロピオン酸を含むモノマー混合物を特定のアゾ開始剤を用いて重合することにより、数平均分子量2580のコポリマーを製造する方法が開示されている。
In Patent Document 3, acrylic acid or acrylic acid and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and sodium persulfate are dropped into a reaction system, and both produce polymers having a weight average molecular weight of 2000. A method is disclosed.
In Patent Document 4, acrylic acid and / or 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and sodium persulfate are added dropwise in the presence of maleic acid to produce a copolymer having a weight average molecular weight of 700 to 18,000. A method is disclosed.
Patent Document 5 discloses a method for producing a copolymer having a number average molecular weight of 2580 by polymerizing a monomer mixture containing acrylic acid, methacrylic acid and mercaptopropionic acid using a specific azo initiator. .

特開2002−3536号公報JP 2002-3536 A 特開2000−355615号公報JP 2000-355615 A 特開平11−181479号公報JP 11-181479 A 特開平10−25684号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-25684 特開2011−82512号公報JP 2011-82512 A

スケール形成の抑制を目的とする水処理剤は、通常、透明である。pHを3〜5の範囲に調整される場合があるが、水処理剤としては、金属製配管等の腐食を招くことなく、また、使用時に濁り、着色等があることが好ましくないとされている。しかしながら、これらの不具合は、アクリル酸系重合体の製造原料及び製造方法に依存することが分かってきた。
例えば、特許文献1〜4に記載の方法により得られた重合体は、単量体、連鎖移動剤及び開始剤等に由来するスルホン酸基又は硫酸エステル基を有するものであり、上記pHを有する水処理剤を用いると、金属、合金等を腐食する場合がある。
また、特許文献5に記載のコポリマーは、スルホン酸基又は硫酸エステル基を有するものではないが、該コポリマーを含む水溶液は、低温条件下において、濁りが発生する場合があり、寒冷地又はそれに準ずる気候においては、水処理剤の保管時において、既に使用不可となってしまう。
以上より、金属、合金等への作用が低減され、低温条件下において、濁りが発生することもない、アクリル酸系重合体を含む水溶液の製造方法が求められている。
A water treatment agent for the purpose of suppressing scale formation is usually transparent. Although the pH may be adjusted in the range of 3 to 5, the water treatment agent is not preferred to cause corrosion of metal pipes or the like, and to be turbid or colored during use. Yes. However, it has been found that these defects depend on the production raw material and production method of the acrylic acid polymer.
For example, the polymer obtained by the method described in Patent Documents 1 to 4 has a sulfonic acid group or a sulfate ester group derived from a monomer, a chain transfer agent, an initiator, and the like, and has the above pH. Use of a water treatment agent may corrode metals, alloys, and the like.
Further, the copolymer described in Patent Document 5 does not have a sulfonic acid group or a sulfate ester group, but an aqueous solution containing the copolymer may generate turbidity under low temperature conditions. In the climate, when the water treatment agent is stored, it can no longer be used.
In view of the above, there is a demand for a method for producing an aqueous solution containing an acrylic acid-based polymer that has reduced effects on metals, alloys, and the like and does not generate turbidity under low temperature conditions.

本発明は、以下に示される。
[1]重量平均分子量が1500以下であるアクリル酸系重合体を含む水溶液の製造方法であって、次亜リン酸及びその塩並びに亜リン酸及びその塩から選ばれた少なくとも1種の連鎖移動剤と、アゾ化合物及び過酸化物から選ばれた少なくとも1種の重合開始剤と、水とを含む反応系において、アクリル酸を含む単量体を重合する重合工程を備えることを特徴とする、アクリル酸系重合体水溶液の製造方法。
[2]上記連鎖移動剤の使用量が、上記単量体を100質量部とした場合に12〜35質量部である上記[1]に記載のアクリル酸系重合体水溶液の製造方法。
[3]上記重合工程において、上記水及び上記連鎖移動剤を含む反応系に、上記単量体と上記重合開始剤とを連続的に供給する上記[1]又は[2]に記載のアクリル酸系重合体水溶液の製造方法。
[4]上記重合工程の後、更に、反応液のpHを3.0以上に調整するpH調整工程を備える上記[1]乃至[3]のいずれか一項に記載のアクリル酸系重合体水溶液の製造方法。
[5]上記[1]乃至[4]のいずれか一項に記載の方法により得られたことを特徴とするアクリル酸系重合体水溶液。
本明細書において、重合体の重量平均分子量(以下、「Mw」ともいう)は、ゲル・パーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」ともいう)により測定された標準ポリアクリル酸ナトリウム換算値である。また、「(メタ)アクリル」の記載は、アクリル及びメタクリルを意味する。
The present invention is shown below.
[1] A method for producing an aqueous solution containing an acrylic acid polymer having a weight average molecular weight of 1500 or less, comprising at least one chain transfer selected from hypophosphorous acid and a salt thereof and phosphorous acid and a salt thereof Characterized by comprising a polymerization step of polymerizing a monomer containing acrylic acid in a reaction system comprising an agent, at least one polymerization initiator selected from azo compounds and peroxides, and water, A method for producing an acrylic acid polymer aqueous solution.
[2] The method for producing an acrylic acid polymer aqueous solution according to the above [1], wherein the amount of the chain transfer agent used is 12 to 35 parts by mass when the monomer is 100 parts by mass.
[3] The acrylic acid according to [1] or [2], wherein in the polymerization step, the monomer and the polymerization initiator are continuously supplied to a reaction system containing the water and the chain transfer agent. For producing an aqueous polymer solution.
[4] The acrylic polymer aqueous solution according to any one of [1] to [3], further including a pH adjusting step for adjusting the pH of the reaction solution to 3.0 or more after the polymerization step. Manufacturing method.
[5] An acrylic acid polymer aqueous solution obtained by the method according to any one of [1] to [4] above.
In this specification, the weight average molecular weight (hereinafter also referred to as “Mw”) of the polymer is a standard sodium polyacrylate conversion value measured by gel permeation chromatography (hereinafter also referred to as “GPC”). . The description of “(meth) acryl” means acryl and methacryl.

本発明によれば、特定の連鎖移動剤の使用によりリン酸基を有するアクリル酸系重合体を含む水溶液を効率よく製造することができ、この水溶液は、金属、合金等への作用が小さく、低温条件下において、濁りの発生も抑制される。従って、本発明の製造方法により得られるアクリル酸系重合体水溶液を水処理剤として好適に用いることができる。   According to the present invention, an aqueous solution containing an acrylic acid-based polymer having a phosphate group can be efficiently produced by using a specific chain transfer agent, and this aqueous solution has a small effect on metals, alloys, etc. Turbidity is also suppressed under low temperature conditions. Therefore, the acrylic acid polymer aqueous solution obtained by the production method of the present invention can be suitably used as a water treatment agent.

本発明は、Mwが1500以下であるアクリル酸系重合体を含む水溶液の製造方法であって、次亜リン酸及びその塩並びに亜リン酸及びその塩から選ばれた少なくとも1種の連鎖移動剤と、アゾ化合物及び過酸化物から選ばれた少なくとも1種の重合開始剤と、水とを含む反応系において、アクリル酸を含む単量体を重合する重合工程を備えることを特徴とする。   The present invention relates to a method for producing an aqueous solution containing an acrylic acid polymer having an Mw of 1500 or less, and at least one chain transfer agent selected from hypophosphorous acid and salts thereof and phosphorous acid and salts thereof And a polymerization step of polymerizing a monomer containing acrylic acid in a reaction system comprising at least one polymerization initiator selected from azo compounds and peroxides and water.

本発明の製造方法に係る重合工程では、アクリル酸を含む単量体を、次亜リン酸及びその塩並びに亜リン酸及びその塩から選ばれた少なくとも1種の連鎖移動剤と、アゾ化合物及び過酸化物から選ばれた少なくとも1種の重合開始剤と、水とを含む反応系において重合する。
上記単量体は、アクリル酸のみであってよいし、アクリル酸と共重合可能な、重合性不飽和結合を有する化合物(以下、「他の単量体」という)を含んでもよい。他の単量体としては、アクリル酸の塩、炭素原子数4以上の不飽和モノカルボン酸又はその塩、不飽和ジカルボン酸又はその無水物若しくはその塩、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、アミノ基含有ビニル化合物、アミド基含有ビニル化合物、スルホン酸基含有ビニル化合物、ポリオキシアルキレン基含有ビニル化合物、アルコキシル基含有ビニル化合物等が挙げられる。これらの化合物は、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記「塩」は、ナトリウム、カリウム等によるアルカリ金属塩、カルシウム、マグネシウム等によるアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン塩等とすることができる。他の単量体としては、上記のうち、スケール抑制能及び水への溶解性が良好であることから、アクリル酸の塩、炭素原子数4以上の不飽和モノカルボン酸又はその塩、不飽和ジカルボン酸又はその無水物若しくはその塩及びスルホン酸基含有ビニル化合物が好ましい。
尚、上記単量体に含まれるアクリル酸の割合は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、特に好ましくは100質量%である。
In the polymerization step according to the production method of the present invention, the monomer containing acrylic acid is composed of at least one chain transfer agent selected from hypophosphorous acid and its salt and phosphorous acid and its salt, an azo compound, and Polymerization is performed in a reaction system including at least one polymerization initiator selected from peroxides and water.
The monomer may be only acrylic acid, or may contain a compound having a polymerizable unsaturated bond (hereinafter referred to as “other monomer”) that can be copolymerized with acrylic acid. Other monomers include salts of acrylic acid, unsaturated monocarboxylic acids having 4 or more carbon atoms or salts thereof, unsaturated dicarboxylic acids or anhydrides or salts thereof, (meth) acrylic acid alkyl esters, (meth ) Acrylic acid hydroxyalkyl ester, amino group-containing vinyl compound, amide group-containing vinyl compound, sulfonic acid group-containing vinyl compound, polyoxyalkylene group-containing vinyl compound, alkoxyl group-containing vinyl compound and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more. The “salt” may be an alkali metal salt such as sodium or potassium, an alkaline earth metal salt such as calcium or magnesium, an organic amine salt such as ammonium salt, monoethanolamine, or triethanolamine. As other monomers, among them, the scale inhibiting ability and the solubility in water are good, so that a salt of acrylic acid, an unsaturated monocarboxylic acid having 4 or more carbon atoms or a salt thereof, unsaturated Dicarboxylic acids or anhydrides or salts thereof and sulfonic acid group-containing vinyl compounds are preferred.
The proportion of acrylic acid contained in the monomer is preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 100% by mass.

炭素原子数4以上の不飽和モノカルボン酸としては、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、α−ヒドロキシアクリル酸等が挙げられる。
不飽和ジカルボン酸又はその無水物としては、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、フマル酸、シトラコン酸等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル等が挙げられる。
また、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル等が挙げられる。
Examples of the unsaturated monocarboxylic acid having 4 or more carbon atoms include methacrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, α-hydroxyacrylic acid and the like.
Examples of the unsaturated dicarboxylic acid or its anhydride include maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, mesaconic acid, fumaric acid, citraconic acid and the like.
Examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, and butyl (meth) acrylate.
Examples of the (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, and the like.

アミノ基含有ビニル化合物としては、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノメチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノメチル、(メタ)アクリル酸2−ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸2−ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸2−(ジ−n−プロピルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸2−ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸2−ジエチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸2−(ジ−n−プロピルアミノ)プロピル、(メタ)アクリル酸3−ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸3−ジエチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸3−(ジ−n−プロピルアミノ)プロピル等が挙げられる。   Examples of amino group-containing vinyl compounds include dimethylaminomethyl (meth) acrylate, diethylaminomethyl (meth) acrylate, 2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, 2-diethylaminoethyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic. 2- (di-n-propylamino) ethyl acid, 2-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, 2-diethylaminopropyl (meth) acrylate, 2- (di-n-propylamino) propyl (meth) acrylate , (Meth) acrylic acid 3-dimethylaminopropyl, (meth) acrylic acid 3-diethylaminopropyl, (meth) acrylic acid 3- (di-n-propylamino) propyl, and the like.

アミド基含有ビニル化合物としては、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。   Examples of the amide group-containing vinyl compound include (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide and the like.

スルホン酸基含有ビニル化合物としては、メタリルスルホン酸、アクリルアミド−2−メチル−2−プロパンスルホン酸等が挙げられる。   Examples of the sulfonic acid group-containing vinyl compound include methallylsulfonic acid, acrylamide-2-methyl-2-propanesulfonic acid, and the like.

ポリオキシアルキレン基含有ビニル化合物としては、ポリオキシエチレン基、及び/又は、ポリオキシプロピレン基を有するアルコールの(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。   Examples of the polyoxyalkylene group-containing vinyl compound include (meth) acrylic acid esters of alcohols having a polyoxyethylene group and / or a polyoxypropylene group.

アルコキシル基含有ビニル化合物としては、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−(n−プロポキシ)エチル、(メタ)アクリル酸2−(n−ブトキシ)エチル、(メタ)アクリル酸3−メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−エトキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−(n−プロポキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸2−(n−ブトキシ)プロピル等が挙げられる。   Examples of the alkoxyl group-containing vinyl compound include 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2- (n-propoxy) ethyl (meth) acrylate, 2- (meth) acrylic acid 2- ( n-butoxy) ethyl, 3-methoxypropyl (meth) acrylate, 3-ethoxypropyl (meth) acrylate, 2- (n-propoxy) propyl (meth) acrylate, 2- (n)-(meth) acrylate Butoxy) propyl and the like.

上記連鎖移動剤は、次亜リン酸及びその塩並びに亜リン酸及びその塩から選ばれた少なくとも1種である。次亜リン酸塩及び亜リン酸塩としては、ナトリウム塩(次亜リン酸ナトリウム、亜リン酸水素二ナトリウム)、カリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、バリウム塩等を用いることができる。これらのうち、Mwが1500以下のアクリル酸系重合体を効率よく生成させ、このアクリル酸系重合体による金属、合金等への作用が抑制され、低温条件下において、濁りが発生することもない、アクリル酸系重合体を含む水溶液が得られることから、ナトリウム塩が好ましい。   The chain transfer agent is at least one selected from hypophosphorous acid and salts thereof and phosphorous acid and salts thereof. As hypophosphites and phosphites, sodium salts (sodium hypophosphite, disodium hydrogen phosphite), potassium salts, lithium salts, calcium salts, magnesium salts, barium salts and the like can be used. . Among these, an acrylic acid polymer having an Mw of 1500 or less is efficiently generated, the action of the acrylic acid polymer on metals, alloys, and the like is suppressed, and turbidity does not occur under low temperature conditions. A sodium salt is preferable because an aqueous solution containing an acrylic acid polymer is obtained.

本発明において、上記連鎖移動剤の使用量は、Mwが1500以下のアクリル酸系重合体を効率よく生成させ、低温条件下において、濁りが発生することもない、アクリル酸系重合体を含む水溶液が得られることから、上記単量体を100質量部とした場合に、好ましくは12質量部以上であり、より好ましくは12〜35質量部、更に好ましくは15〜30質量部である。尚、上記連鎖移動剤の使用量が少なすぎると、低温で濁りが発生しやすくなる場合がある。   In the present invention, the amount of the chain transfer agent used is an aqueous solution containing an acrylic acid polymer that efficiently produces an acrylic acid polymer having an Mw of 1500 or less and does not generate turbidity under low temperature conditions. Therefore, when the amount of the monomer is 100 parts by mass, the amount is preferably 12 parts by mass or more, more preferably 12 to 35 parts by mass, and still more preferably 15 to 30 parts by mass. In addition, when there is too little usage-amount of the said chain transfer agent, it may become easy to generate | occur | produce turbidity at low temperature.

上記重合開始剤は、アゾ化合物及び過酸化物から選ばれた少なくとも1種である。これらの化合物は、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。尚、本発明に係る過酸化物は、過硫酸及びその塩等の含硫黄化合物を除くものとする。   The polymerization initiator is at least one selected from an azo compound and a peroxide. These compounds may be used alone or in combination of two or more. The peroxide according to the present invention excludes sulfur-containing compounds such as persulfuric acid and salts thereof.

上記アゾ化合物としては、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリアン酸)、1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチルアミド)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−シアノ−2−プロピルアゾホルムアミド、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2’−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオンアミド)等が挙げられる。
また、上記過酸化物は、好ましくは有機過酸化物であり、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド;ジクミルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジ−t−ヘキシルパーオキサイド、2.5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ(2−t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキセン−3等のジアルキルパーオキサイド;ジイソブチリルパーオキサイド、ビス(3,5,5−トリメチル−1−オキソヘキシル)パーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド;メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド;t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルカーボネート等のパーオキシアルキルカーボネート;ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−n−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(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート;t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等のパーオキシエステル;1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、n−ブチル4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)バレレート等のパーオキシケタール;過酢酸、過コハク酸等が挙げられる。
Examples of the azo compound include 2,2′-azobis (isobutyronitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 1,1′-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile), dimethyl-2,2′-azobisisobutyrate, 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), 1,1′-azobis (1- Acetoxy-1-phenylethane), 2,2′-azobis (2-methylbutyramide), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2 -Methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane], 2,2'-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propion Mido], 2,2′-azobis (2,4,4-trimethylpentane), 2-cyano-2-propylazoformamide, 2,2′-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide), 2, 2'-azobis (N-cyclohexyl-2-methylpropionamide) and the like.
The peroxide is preferably an organic peroxide, such as t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, p-menthane hydroperoxide, or the like; Oxide, t-butylcumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, di-t-hexyl peroxide, 2.5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, di (2-t -Butylperoxyisopropyl) benzene, dialkyl peroxides such as 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexene-3; diisobutyryl peroxide, bis (3,5,5-trimethyl- 1-oxohexyl) peroxide, dilauroyl peroxy Diacyl peroxides such as dimethyl and dibenzoyl peroxides; Ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide and acetylacetone peroxide; Peroxydicarbonates such as diisopropyl peroxydicarbonate, di-n-propyl peroxydicarbonate, di (2-ethylhexyl) peroxydicarbonate, di (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate T-hexyl peroxyneodecanoate, t-butylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneoheptanoate, t-hexy Peroxyesters such as peroxy-2-ethylhexanoate and t-butylperoxy-2-ethylhexanoate; 1,1-di (t-hexylperoxy) cyclohexane, 1,1-di (t-butyl) Peroxyketals such as peroxy) -2-methylcyclohexane and n-butyl 4,4-di- (t-butylperoxy) valerate; peracetic acid, persuccinic acid and the like.

上記重合開始剤の使用量は、Mwが1500以下のアクリル酸系重合体が効率よく得られることから、上記単量体を100質量部とした場合に、好ましくは0.2〜5.0質量部であり、より好ましくは0.5〜3.5質量部、更に好ましくは0.8〜1.4質量部である。   The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.2 to 5.0 mass when the monomer is 100 mass parts because an acrylic polymer having an Mw of 1500 or less can be obtained efficiently. Part, more preferably 0.5 to 3.5 parts by weight, still more preferably 0.8 to 1.4 parts by weight.

上記重合工程において、アクリル酸を含む単量体を重合する反応系には、連鎖移動剤と、重合開始剤と、水とを含む。アクリル酸系重合体を合成する場合、反応系に、単量体、連鎖移動剤、重合開始剤及び水の全量を、別々に若しくは一括して、又は、連続的若しくは間欠的に投入し、単量体を重合する方法;予め、特定の原料成分を収容した反応系に、残りの原料成分を、別々に若しくは一括して、又は、連続的若しくは間欠的に投入し、単量体を重合する方法等とすることができる。
本発明においては、反応器に、予め、水及び連鎖移動剤を収容して、重合温度に加熱したところに、単量体と、重合開始剤とを連続的に供給しつつ、単量体の重合を行うことが好ましい。単量体及び重合体を供給する際には、連鎖移動剤も同時に供給することができる。
In the polymerization step, the reaction system for polymerizing the monomer containing acrylic acid contains a chain transfer agent, a polymerization initiator, and water. When synthesizing an acrylic acid polymer, the whole amount of monomers, chain transfer agent, polymerization initiator and water is added to the reaction system separately or in a batch, or continuously or intermittently. Method of polymerizing a monomer; a monomer is polymerized by charging the remaining raw material components separately or collectively or continuously or intermittently into a reaction system containing specific raw material components in advance. It can be a method or the like.
In the present invention, water and a chain transfer agent are previously stored in a reactor and heated to the polymerization temperature, while continuously supplying the monomer and the polymerization initiator, Polymerization is preferably performed. When supplying a monomer and a polymer, a chain transfer agent can also be supplied simultaneously.

上記重合工程における単量体の重合温度は、重合開始剤の種類により、適宜、選択されるが、通常は80℃以上であり、90℃以上が好ましく、95℃以上がより好ましい。重合温度の上限は反応液の沸点であり、通常は110℃程度である。   The polymerization temperature of the monomer in the polymerization step is appropriately selected depending on the type of the polymerization initiator, but is usually 80 ° C. or higher, preferably 90 ° C. or higher, and more preferably 95 ° C. or higher. The upper limit of the polymerization temperature is the boiling point of the reaction solution, and is usually about 110 ° C.

上記重合工程により、Mwが1500以下のアクリル酸系重合体が水に溶解した、pHが、通常、3.0〜5.0の範囲にある反応液が得られる。尚、このアクリル酸系重合体のMwは、好ましくは700〜1400、より好ましくは900〜1200である。   According to the polymerization step, a reaction solution in which an acrylic acid polymer having an Mw of 1500 or less is dissolved in water and the pH is usually in the range of 3.0 to 5.0 is obtained. The Mw of this acrylic acid polymer is preferably 700 to 1400, more preferably 900 to 1200.

上記重合工程により得られた反応液のpHが3.0〜5.0の範囲にある場合、この反応液を、そのまま、水処理剤等として用いることができるが、pHが3.0未満である場合、本発明の製造方法は、更に、反応液のpHを3.0以上、好ましくは3.5〜5.0の範囲にするpH調整工程を備えることができる。このpH調整工程では、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、塩化物又は炭酸塩;カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物、塩化物又は炭酸塩;アンモニア;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミンを、そのまま、あるいは、水に溶解させた水溶液を用いることができる。上記化合物は、単独で用いてよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   When the pH of the reaction solution obtained by the polymerization step is in the range of 3.0 to 5.0, this reaction solution can be used as it is as a water treatment agent or the like, but the pH is less than 3.0. In some cases, the production method of the present invention can further include a pH adjustment step for adjusting the pH of the reaction solution to 3.0 or more, preferably 3.5 to 5.0. In this pH adjustment step, hydroxides, chlorides or carbonates of alkali metals such as sodium and potassium; hydroxides, chlorides or carbonates of alkaline earth metals such as calcium and magnesium; ammonia; monoethanolamine, An aqueous solution in which an organic amine such as diethanolamine or triethanolamine is dissolved as it is or in water can be used. The said compound may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.

本発明の製造方法により得られるアクリル酸系重合体水溶液における、Mwが1500以下のアクリル酸系重合体の濃度は、特に限定されないが、好ましくは40〜65質量%、より好ましくは50〜60質量%である。このアクリル酸系重合体水溶液は、金属、合金等に作用することがなく、特に、低温条件下において、アクリル酸系重合体が凝集しにくく、濁りの発生が抑制されるので、その温度条件を満たす環境(寒冷地等)での使用に好適である。   The concentration of the acrylic acid polymer having an Mw of 1500 or less in the aqueous acrylic acid polymer solution obtained by the production method of the present invention is not particularly limited, but is preferably 40 to 65% by mass, more preferably 50 to 60% by mass. %. This acrylic acid polymer aqueous solution does not act on metals, alloys, etc., and especially under low temperature conditions, the acrylic acid polymer is less likely to aggregate and the occurrence of turbidity is suppressed. Suitable for use in satisfying environment (cold region etc.).

本発明のアクリル酸系重合体水溶液は、水処理剤として、好適であり、水溶液をそのまま、水処理剤として用いてよいし、必要に応じて、ポリマレイン酸又はその塩、(メタ)アクリル酸系共重合体、スチレン・マレイン酸系共重合体等の他のスケール抑制剤、殺菌剤、防食剤、スライム防止剤、消泡剤等の他の成分を配合して、水処理剤としてもよい。このような水処理剤を用いることにより、例えば、冷却水系、ボイラー水系、海水淡水化装置等における、熱交換効率の低下、配管の閉塞等の不具合を抑制することができる。   The aqueous acrylic acid polymer solution of the present invention is suitable as a water treatment agent, and the aqueous solution may be used as it is as a water treatment agent, and if necessary, polymaleic acid or a salt thereof, (meth) acrylic acid type Other components such as a copolymer, a styrene / maleic acid copolymer, and other scale inhibitors, bactericides, anticorrosives, slime inhibitors, antifoaming agents and the like may be blended to form a water treatment agent. By using such a water treatment agent, for example, problems such as a decrease in heat exchange efficiency and blockage of piping in a cooling water system, a boiler water system, a seawater desalination apparatus, and the like can be suppressed.

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。但し、本発明は、この実施例に何ら限定されるものではない。尚、下記において、部及び%は、特に断らない限り、質量基準である。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to this embodiment. In the following, “part” and “%” are based on mass unless otherwise specified.

1.アクリル酸系共重合体の製造
実施例1
攪拌機及びコンデンサを備えたフラスコに、250gの水及び20gの次亜リン酸ナトリウムを仕込み、加熱して95℃とした。その後、この水溶液を撹拌しながら、1200gの80%アクリル酸水溶液(以下、「80%AA」ともいう)及び140gの次亜リン酸ナトリウムの混合液と、50gの20%アゾビスイソ酪酸アミジン塩酸塩水溶液(以下、「20%V−50」ともいう)とを、それぞれ、4時間かけてフラスコ内に供給し、重合を行った。その後、更に1時間、95℃で撹拌を継続して熟成した。そして、反応液を冷却し、これに、水及び48%水酸化ナトリウム水溶液(以下、「48%NaOH」ともいう)を添加して、アクリル酸系重合体の固形分濃度が60%であり、pHが3.8であるアクリル酸系重合体水溶液(E1)を得た(表1参照)。
1. Example 1 Production of Acrylic Acid Copolymer
A flask equipped with a stirrer and a condenser was charged with 250 g of water and 20 g of sodium hypophosphite and heated to 95 ° C. Thereafter, while stirring the aqueous solution, a mixture of 1200 g of 80% acrylic acid aqueous solution (hereinafter also referred to as “80% AA”) and 140 g of sodium hypophosphite, and 50 g of 20% azobisisobutyric acid amidine hydrochloride aqueous solution (Hereinafter, also referred to as “20% V-50”) was fed into the flask for 4 hours to conduct polymerization. Thereafter, the mixture was further aged at 95 ° C. for 1 hour. Then, the reaction liquid is cooled, and water and a 48% sodium hydroxide aqueous solution (hereinafter also referred to as “48% NaOH”) are added thereto, so that the solid content concentration of the acrylic acid polymer is 60%, An acrylic acid polymer aqueous solution (E1) having a pH of 3.8 was obtained (see Table 1).

次いで、アクリル酸系重合体を、下記に示す条件でゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)に供したところ、Mwは1200であった。
<GPC測定条件>
装置:東ソー社製HLC8020システム
検出:RI
カラム:東ソー社製G4000PWxl、G3000PWxl及びG2500PWxlを連結
溶離液:0.1M−NaCl+リン酸バッファー(pH7)
標準:創和科学社製ポリアクリル酸ナトリウム
Subsequently, when the acrylic acid polymer was subjected to gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions, Mw was 1200.
<GPC measurement conditions>
Apparatus: HLC8020 system manufactured by Tosoh Corporation Detection: RI
Column: Tosoh G4000PWxl, G3000PWxl and G2500PWxl are connected. Eluent: 0.1M NaCl + phosphate buffer (pH 7)
Standard: Sodium polyacrylate manufactured by Soka Science Co., Ltd.

実施例2〜5
水、次亜リン酸ナトリウム及び80%AAの使用量を、表1に記載のように変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アクリル酸系重合体の固形分濃度が60%であるアクリル酸系重合体水溶液(E2)〜(E5)を得た(表1参照)。
その後、実施例1と同様にして、各水溶液に含まれるアクリル酸系重合体のGPC測定を行い、Mwを表1に併記した。
Examples 2-5
Except that the amounts of water, sodium hypophosphite and 80% AA used were changed as shown in Table 1, the same operation as in Example 1 was performed, and the solid content concentration of the acrylic acid polymer was 60%. Acrylic acid polymer aqueous solutions (E2) to (E5) were obtained (see Table 1).
Thereafter, in the same manner as in Example 1, GPC measurement of the acrylic acid polymer contained in each aqueous solution was performed, and Mw was also shown in Table 1.

実施例6
重合開始剤として、50gの20%V−50に代えて、40gの70%t−ブチルハイドロパーオキサイド水溶液(以下、「70%TBHP」ともいう)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、アクリル酸系重合体の固形分濃度が60%であり、pHが3.8であるアクリル酸系重合体水溶液(E6)を得た(表1参照)。
その後、実施例1と同様にして、アクリル酸系重合体水溶液(E6)に含まれるアクリル酸系重合体のGPC測定を行い、Mwを表1に併記した。
Example 6
The same polymerization initiator as in Example 1 except that 40 g of 70% t-butyl hydroperoxide aqueous solution (hereinafter also referred to as “70% TBHP”) was used instead of 50 g of 20% V-50. Operation was performed to obtain an acrylic acid polymer aqueous solution (E6) having a solid content concentration of acrylic acid polymer of 60% and a pH of 3.8 (see Table 1).
Thereafter, in the same manner as in Example 1, GPC measurement of the acrylic acid polymer contained in the aqueous acrylic acid polymer solution (E6) was performed, and Mw was also shown in Table 1.

実施例7
70%TBHPの使用量を20gに変更した以外は、実施例6と同様の操作を行い、固形分濃度が60%であり、pHが3.8であるアクリル酸系重合体水溶液(E7)を得た(表1参照)。
その後、実施例1と同様にして、アクリル酸系重合体水溶液(E7)に含まれるアクリル酸系重合体のGPC測定を行い、Mwを表1に併記した。
Example 7
Except that the amount of 70% TBHP used was changed to 20 g, the same operation as in Example 6 was performed, and an aqueous acrylic acid polymer solution (E7) having a solid content concentration of 60% and a pH of 3.8 was obtained. Obtained (see Table 1).
Thereafter, in the same manner as in Example 1, GPC measurement of the acrylic acid polymer contained in the acrylic acid polymer aqueous solution (E7) was performed, and Mw was also shown in Table 1.

実施例8
20gの次亜リン酸ナトリウムに代えて180gの亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を用い、140gの次亜リン酸ナトリウムに代えて100gの亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、アクリル酸系重合体の固形分濃度が60%であり、pHが4.0であるアクリル酸系重合体水溶液(E8)を得た(表1参照)。
その後、実施例1と同様にして、アクリル酸系重合体水溶液(E8)に含まれるアクリル酸系重合体のGPC測定を行い、Mwを表1に併記した。
Example 8
180 g of disodium hydrogen phosphite pentahydrate was used instead of 20 g of sodium hypophosphite, and 100 g of disodium hydrogen phosphite pentahydrate was used instead of 140 g of sodium hypophosphite. The acrylic acid polymer aqueous solution (E8) having a solid content concentration of 60% and a pH of 4.0 was obtained in the same manner as in Example 1 except for (Table 1). reference).
Thereafter, in the same manner as in Example 1, GPC measurement of the acrylic acid polymer contained in the acrylic acid polymer aqueous solution (E8) was performed, and Mw was also shown in Table 1.

実施例9
攪拌機及びコンデンサを備えたフラスコに、250gの水、20gの次亜リン酸ナトリウム、160gの無水マレイン酸及び30gの48%NaOHを仕込み、加熱して95℃とした。その後、この水溶液を撹拌しながら、1000gの80%AA及び140gの次亜リン酸ナトリウムの混合液と、50gの20%V−50とを、それぞれ、4時間かけてフラスコ内に供給し、重合を行った。その後、更に1時間、95℃で撹拌を継続して熟成した。そして、反応液を冷却し、これに、水及び48%NaOHを添加して、アクリル酸系重合体の固形分濃度が50%であり、pHが4.3であるアクリル酸系重合体水溶液(E9)を得た(表1参照)。
その後、実施例1と同様にして、アクリル酸系重合体水溶液(E9)に含まれるアクリル酸系重合体のGPC測定を行い、Mwを表1に併記した。
Example 9
A flask equipped with a stirrer and condenser was charged with 250 g of water, 20 g of sodium hypophosphite, 160 g of maleic anhydride and 30 g of 48% NaOH and heated to 95 ° C. Thereafter, while stirring this aqueous solution, a mixture of 1000 g of 80% AA and 140 g of sodium hypophosphite and 50 g of 20% V-50 were each fed into the flask over 4 hours to polymerize. Went. Thereafter, the mixture was further aged at 95 ° C. for 1 hour. Then, the reaction liquid is cooled, water and 48% NaOH are added thereto, and the acrylic acid polymer aqueous solution (the solid content concentration of the acrylic acid polymer is 50% and the pH is 4.3) ( E9) was obtained (see Table 1).
Thereafter, in the same manner as in Example 1, GPC measurement of the acrylic acid polymer contained in the acrylic acid polymer aqueous solution (E9) was performed, and Mw was also shown in Table 1.

比較例1
重合開始剤として、50gの20%V−50に代えて、30gの30%過硫酸ナトリウム水溶液(以下、「30%NPS」ともいう)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、アクリル酸系重合体の固形分濃度が60%であり、pHが3.8であるアクリル酸系重合体水溶液(C1)を得た(表2参照)。
その後、実施例1と同様にして、アクリル酸系重合体水溶液(C1)に含まれるアクリル酸系重合体のGPC測定を行い、Mwを表2に併記した。
Comparative Example 1
The same operation as in Example 1 was performed except that 30 g of 30% aqueous sodium persulfate solution (hereinafter also referred to as “30% NPS”) was used in place of 50 g of 20% V-50 as a polymerization initiator. An acrylic acid polymer aqueous solution (C1) having a solid content concentration of acrylic acid polymer of 60% and a pH of 3.8 was obtained (see Table 2).
Thereafter, in the same manner as in Example 1, GPC measurement of the acrylic acid polymer contained in the aqueous acrylic acid polymer solution (C1) was performed, and Mw was also shown in Table 2.

比較例2
20gの次亜リン酸ナトリウムに代えて100gの亜硫酸水素ナトリウムを用い、140gの次亜リン酸ナトリウムに代えて180gの亜硫酸水素ナトリウムを用いた以外は、実施例1と同様の操作を行い、アクリル酸系重合体の固形分濃度が50%であり、pHが3.8であるアクリル酸系重合体水溶液(C2)を得た(表2参照)。
その後、実施例1と同様にして、アクリル酸系重合体水溶液(C2)に含まれるアクリル酸系重合体のGPC測定を行い、Mwを表2に併記した。
Comparative Example 2
The procedure of Example 1 was repeated except that 100 g of sodium bisulfite was used instead of 20 g of sodium hypophosphite, and 180 g of sodium bisulfite was used instead of 140 g of sodium hypophosphite. An acrylic acid polymer aqueous solution (C2) having a solid content concentration of 50% and a pH of 3.8 was obtained (see Table 2).
Thereafter, in the same manner as in Example 1, GPC measurement of the acrylic acid polymer contained in the aqueous acrylic acid polymer solution (C2) was performed, and Mw was also shown in Table 2.

比較例3
次亜リン酸ナトリウムの使用量を変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、固形分濃度が60%であり、pHが3.8であるアクリル酸系重合体水溶液(C3)を得た(表2参照)。
その後、実施例1と同様にして、アクリル酸系重合体水溶液(C3)に含まれるアクリル酸系重合体のGPC測定を行い、Mwを表2に併記した。
Comparative Example 3
Except for changing the amount of sodium hypophosphite used, the same operation as in Example 1 was performed, and an acrylic acid polymer aqueous solution (C3) having a solid content of 60% and a pH of 3.8 was obtained. Obtained (see Table 2).
Thereafter, in the same manner as in Example 1, GPC measurement of the acrylic acid polymer contained in the acrylic acid polymer aqueous solution (C3) was performed, and Mw was also shown in Table 2.

比較例4
攪拌機及びコンデンサを備えたフラスコに、250gの水を仕込み、加熱して95℃とした。その後、この熱水を撹拌しながら、1200gの80%AAと、200gの20%V−50とを、それぞれ、10時間かけてフラスコ内に供給し、重合を行った。その後、更に1時間、95℃で撹拌を継続して熟成した。そして、反応液を冷却し、これに、水及び48%水酸化ナトリウム水溶液(以下、「48%NaOH」ともいう)を添加して、アクリル酸系重合体の固形分濃度が45%であり、pHが3.8であるアクリル酸系重合体水溶液(C4)を得た(表2参照)。
その後、実施例1と同様にして、アクリル酸系重合体水溶液(C4)に含まれるアクリル酸系重合体のGPC測定を行い、Mwを表2に併記した。
Comparative Example 4
A flask equipped with a stirrer and a condenser was charged with 250 g of water and heated to 95 ° C. Thereafter, while stirring the hot water, 1200 g of 80% AA and 200 g of 20% V-50 were respectively supplied into the flask over 10 hours to carry out polymerization. Thereafter, the mixture was further aged at 95 ° C. for 1 hour. Then, the reaction liquid is cooled, and water and a 48% sodium hydroxide aqueous solution (hereinafter also referred to as “48% NaOH”) are added thereto, so that the solid content concentration of the acrylic acid polymer is 45%. An aqueous acrylic acid polymer solution (C4) having a pH of 3.8 was obtained (see Table 2).
Thereafter, in the same manner as in Example 1, GPC measurement of the acrylic acid polymer contained in the aqueous acrylic acid polymer solution (C4) was performed, and Mw was also shown in Table 2.

2.アクリル酸系重合体水溶液の評価
上記の実施例1〜9及び比較例1〜4で得られたアクリル酸系重合体水溶液を、下記の各評価に供した。その結果を表1及び表2に併記した。
(1)低温安定性試験
500gのアクリル酸系重合体水溶液を、ガラス製容器に入れ、0℃の恒温槽にて静置し、水溶液が濁るまでの日数を、60日経過するまで目視観察した。
(2)材質試験
SUS304製の試験片(70mm×15mm×2mm)の表面をアセトンで処理して、油分を除去する等清浄化した後、試験片の質量を測定した。次いで、50mL試験管に、この試験片と、アクリル酸系重合体の含有量が10gである25mLのアクリル酸系重合体水溶液とを入れて密封した。これを、60℃に設定した恒温槽内に、30日間静置した。その後、試験片を取り出して水洗し、表面外観の目視観察、及び、質量測定を行った。
(3)ポリマー凝集抑制試験
アクリル酸系重合体水溶液と塩化カルシウム2水和物とを用い、アクリル酸系重合体の濃度が100mg/L、塩化カルシウム2水和物の濃度が5000mg/Lである水溶液を得た後、水酸化ナトリウムを用いて、pH8.5とした。これを、60℃に設定した恒温槽内に、3日間静置した。その後、水溶液中において析出した成分を濾別し、濾液中の炭素濃度を、島津製作所社製全有機体炭素計「TOC−5000」により測定した。これにより、ポリマー凝集抑制率を算出した。尚、凝集抑制率が100%とは、アクリル酸系重合体が凝集せずに濃度100mg/Lを維持している状態である。ポリマー凝集抑制率が高いことは、カルシウムを抱えて沈殿しにくいことを意味する。
2. Evaluation of Acrylic Acid Polymer Aqueous Solution The acrylic acid polymer aqueous solutions obtained in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4 were subjected to the following evaluations. The results are shown in Tables 1 and 2.
(1) Low-temperature stability test 500 g of an acrylic acid polymer aqueous solution was placed in a glass container and allowed to stand in a thermostatic bath at 0 ° C., and the number of days until the aqueous solution became cloudy was visually observed until 60 days passed. .
(2) Material test The surface of the test piece made of SUS304 (70 mm × 15 mm × 2 mm) was treated with acetone to remove oil, and the mass of the test piece was measured. Subsequently, this test piece and 25 mL of acrylic acid polymer aqueous solution whose acrylic acid polymer content is 10 g were put in a 50 mL test tube and sealed. This was left still for 30 days in a thermostat set to 60 ° C. Then, the test piece was taken out and washed with water, and the surface appearance was visually observed and the mass was measured.
(3) Polymer aggregation inhibition test Using an acrylic acid polymer aqueous solution and calcium chloride dihydrate, the concentration of acrylic acid polymer is 100 mg / L, and the concentration of calcium chloride dihydrate is 5000 mg / L. After obtaining an aqueous solution, the pH was adjusted to 8.5 using sodium hydroxide. This was left still for 3 days in a thermostat set to 60 ° C. Thereafter, the components precipitated in the aqueous solution were filtered off, and the carbon concentration in the filtrate was measured with a total organic carbon meter “TOC-5000” manufactured by Shimadzu Corporation. Thereby, the polymer aggregation suppression rate was calculated. The aggregation suppression rate of 100% is a state where the acrylic acid polymer is not aggregated and maintains a concentration of 100 mg / L. A high polymer agglomeration inhibition rate means that calcium is difficult to precipitate.

Figure 0006617709
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表2から明らかなように、比較例1は、重合開始剤として、アゾ化合物又は過酸化物に代えて過硫酸ナトリウムを用いた例であり、材質試験の結果が十分ではなかった。比較例2は、連鎖移動剤として、次亜リン酸等のリン化合物に代えて亜硫酸水素ナトリウムを用いた例であり、材質試験の結果が十分ではなかった。比較例3は、連鎖移動剤の使用量を少なくして重合した例であり、得られたアクリル酸系重合体のMwが1500を超え、低温安定試験及びポリマー凝集抑制試験の結果が十分ではなかった。また、比較例4は、連鎖移動剤を用いずに重合した例であり、低温安定試験及びポリマー凝集抑制試験の結果が十分ではなかった。
一方、表1から明らかなように、実施例1〜9は、本発明のアクリル酸系重合体水溶液の例であり、低温安定試験、材質試験及びポリマー凝集抑制試験のいずれにおいても、優れた結果が得られた。
As is apparent from Table 2, Comparative Example 1 is an example in which sodium persulfate was used as the polymerization initiator instead of the azo compound or peroxide, and the results of the material test were not sufficient. Comparative Example 2 was an example in which sodium hydrogen sulfite was used as the chain transfer agent instead of a phosphorus compound such as hypophosphorous acid, and the results of the material test were not sufficient. Comparative Example 3 is an example in which the amount of chain transfer agent used was reduced, and Mw of the obtained acrylic acid polymer exceeded 1500, and the results of the low-temperature stability test and polymer aggregation suppression test were not sufficient. It was. Moreover, the comparative example 4 is the example which superposed | polymerized without using a chain transfer agent, and the result of the low-temperature stability test and the polymer aggregation suppression test was not enough.
On the other hand, as is apparent from Table 1, Examples 1 to 9 are examples of the acrylic acid polymer aqueous solution of the present invention, and excellent results were obtained in any of the low temperature stability test, material test and polymer aggregation inhibition test. was gotten.

本発明により得られるアクリル酸系重合体水溶液は、低温条件下において、アクリル酸系重合体が凝集しにくく、濁りの発生が抑制されるので、その温度条件を満たす環境(寒冷地等)で使用される水処理剤として好適である。   The acrylic acid polymer aqueous solution obtained by the present invention is used in an environment (such as a cold district) that satisfies the temperature condition because the acrylic acid polymer is less likely to aggregate under low temperature conditions and the occurrence of turbidity is suppressed. It is suitable as a water treatment agent.

Claims (4)

重量平均分子量が1500以下であるアクリル酸系重合体水溶液の製造方法であって、
次亜リン酸及びその塩並びに亜リン酸及びその塩から選ばれた少なくとも1種の連鎖移動剤と、アゾ化合物及び過酸化物から選ばれた少なくとも1種の重合開始剤と、水とを含む反応系において、アクリル酸を含む単量体を重合する重合工程を備え、
前記連鎖移動剤の使用量は、前記単量体を100質量部とした場合に12〜35質量部であることを特徴とする、アクリル酸系重合体水溶液の製造方法。
A method for producing an aqueous acrylic acid polymer solution having a weight average molecular weight of 1500 or less,
It contains at least one chain transfer agent selected from hypophosphorous acid and salts thereof and phosphorous acid and salts thereof, at least one polymerization initiator selected from azo compounds and peroxides, and water. The reaction system includes a polymerization step for polymerizing a monomer containing acrylic acid,
The method for producing an aqueous acrylic acid polymer solution, wherein the chain transfer agent is used in an amount of 12 to 35 parts by mass when the monomer is 100 parts by mass.
前記重合工程において、前記水及び前記連鎖移動剤を含む反応系に、前記単量体と前記重合開始剤とを含む原料組成物を連続的に供給する請求項1に記載のアクリル酸系重合体水溶液の製造方法。   The acrylic acid polymer according to claim 1, wherein in the polymerization step, a raw material composition containing the monomer and the polymerization initiator is continuously supplied to a reaction system containing the water and the chain transfer agent. A method for producing an aqueous solution. 前記反応系は、予め重合温度に加熱されており、
前記原料組成物は、前記連鎖移動剤も含む請求項2に記載のアクリル酸系重合体水溶液の製造方法。
The reaction system is preheated to the polymerization temperature,
The method for producing an aqueous acrylic acid polymer solution according to claim 2, wherein the raw material composition also includes the chain transfer agent.
前記重合工程の後、更に、反応液のpHを3.0以上に調整するpH調整工程を備える請求項1乃至3のいずれか一項に記載のアクリル酸系重合体水溶液の製造方法。   The method for producing an aqueous acrylic acid polymer solution according to any one of claims 1 to 3, further comprising a pH adjusting step of adjusting the pH of the reaction solution to 3.0 or more after the polymerization step.
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