JP7105050B2 - Freeze-thaw stability improver and adhesion improver - Google Patents

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JP7105050B2 JP2017198573A JP2017198573A JP7105050B2 JP 7105050 B2 JP7105050 B2 JP 7105050B2 JP 2017198573 A JP2017198573 A JP 2017198573A JP 2017198573 A JP2017198573 A JP 2017198573A JP 7105050 B2 JP7105050 B2 JP 7105050B2
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Description

本発明は、凍結融解安定性向上剤に関し、さらに具体的には、単量体を乳化重合して得られる重合体エマルジョンの凍結融解安定性を向上する剤に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a freeze-thaw stability improver, and more specifically to an agent for improving the freeze-thaw stability of a polymer emulsion obtained by emulsion polymerization of a monomer.

従来より、各種界面活性剤を用いる乳化重合法によって、アクリル酸エステル系重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体あるいはスチレン-アクリロニトリル共重合体等の重合体を製造する方法が提案されている。例えば、長鎖アルキル硫酸塩、長鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩等のアニオン性界面活性剤、あるいはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、プルロニック(登録商標)型界面活性剤等の非イオン性界面活性剤を用いて乳化重合する方法が知られている。 Conventional methods for producing polymers such as acrylic acid ester polymers, ethylene-vinyl acetate copolymers, styrene-butadiene copolymers, styrene-acrylonitrile copolymers, etc., by emulsion polymerization methods using various surfactants. is proposed. For example, anionic surfactants such as long-chain alkyl sulfates, long-chain alkylbenzenesulfonates, polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfates, alkyldiphenyl ether disulfonates, or polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers , polyoxyethylene fatty acid esters, and Pluronic (registered trademark) type surfactants.

本来、重合体エマルジョンの製造において使用される界面活性剤は、重合の開始反応、重合体の生成反応に関与するのみではなく、重合中の重合体エマルジョンの安定化及びモノマーの転化率、生成した重合体エマルジョンの機械的安定性、化学的安定性、凍結融解安定性、顔料混和性及び貯蔵安定性などに深く関与している。また、エマルジョンの重合体粒子の粒子径、粘性、起泡性等の物性にも大きく影響するものであり、界面活性剤の選択においてはその用途に適した界面活性剤を選定することが肝要である。 Originally, surfactants used in the production of polymer emulsions not only participate in the polymerization initiation reaction and polymer formation reaction, but also stabilize the polymer emulsion during polymerization, the conversion rate of the monomer, and the generated It is deeply involved in the mechanical stability, chemical stability, freeze-thaw stability, pigment miscibility and storage stability of polymer emulsions. In addition, it has a great influence on physical properties such as the particle size, viscosity, and foamability of the polymer particles in the emulsion. Therefore, it is important to select a surfactant suitable for the application. be.

例えば、特許文献1では、反応性基を有するイオン結合性塩を有する乳化重合用乳化剤が開示されており、この界面活性剤を用いることで乳化重合時に十分な重合安定性が得られ、熱可塑性樹脂の耐水性や耐候性を向上できたことが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an emulsifier for emulsion polymerization having an ion-binding salt having a reactive group. By using this surfactant, sufficient polymerization stability can be obtained during emulsion polymerization, and thermoplastic It is disclosed that the water resistance and weather resistance of the resin could be improved.

国際公開第2013/129492号WO2013/129492

しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献1に開示された界面活性剤を用いたとき、重合体はエマルジョンの状態で十分な凍結融解安定性が達成できず、また、重合体と基材との十分な密着性が達成できない場合があることが判明した。 However, according to the studies of the present inventors, when the surfactant disclosed in Patent Document 1 is used, the polymer cannot achieve sufficient freeze-thaw stability in the state of emulsion, and the polymer and It was found that sufficient adhesion to the substrate could not be achieved in some cases.

したがって、本発明は、かかる問題を解決しようとするものであって、重合体エマルジョンの凍結融解安定性を向上できる凍結融解安定性向上剤を提供することを目的とする。さらに、本発明は、上記重合体エマルジョン由来の重合体と基材との密着性を向上できる密着性向上剤を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a freeze-thaw stability improver capable of improving the freeze-thaw stability of polymer emulsions. Another object of the present invention is to provide an adhesion improver capable of improving the adhesion between the polymer derived from the polymer emulsion and a substrate.

本発明者らは鋭意研究を行った結果、下記の手段により、上記課題が解決されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have found that the above problems can be solved by the following means, and have completed the present invention.

すなわち、本発明の一形態は、下記一般式(1)で表される化合物を含有する、重合体エマルジョンの凍結融解安定性向上剤(以下、単に「凍結融解安定性向上剤」とも称する)に関する: That is, one aspect of the present invention relates to a freeze-thaw stability improver for polymer emulsions (hereinafter also simply referred to as "freeze-thaw stability improver") containing a compound represented by the following general formula (1). :

Figure 0007105050000001
Figure 0007105050000001

一般式(1)の中、Qは含窒素化合物カチオンであり、
Aは炭素数2~4の直鎖状または分枝状のアルキレン基であり、
mはAOの平均付加モル数を表し1~150の数であり、
Yは単結合、または炭素数1~5の直鎖状もしくは分枝状のアルキレン基であり、
は水素原子またはメチル基であり、
は水素原子、置換もしくは非置換の炭素数1~25の直鎖状、分枝状もしくは環状のアルキル基、または下記一般式(2)で表される基であり、
lは1~3の整数であり、
In general formula (1), Q + is a nitrogen-containing compound cation,
A is a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms,
m represents the average number of added moles of AO and is a number from 1 to 150,
Y is a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,
R 1 is a hydrogen atom or a methyl group,
R 2 is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 25 carbon atoms, or a group represented by the following general formula (2);
l is an integer from 1 to 3,

Figure 0007105050000002
Figure 0007105050000002

一般式(2)の中、RおよびRはそれぞれ独立して水素原子またはメチル基であり、*は連結点を表す。 In general formula (2), R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and * represents a connecting point.

さらに、本発明の他の形態は、上記一般式(1)で表される化合物を含有する、重合体と基材との密着性向上剤(以下、単に「密着性向上剤」とも称する)に関する。 Furthermore, another aspect of the present invention relates to an adhesion improver between a polymer and a substrate (hereinafter also simply referred to as an "adhesion improver") containing a compound represented by the general formula (1). .

本発明によれば、乳化重合により得られた重合体エマルジョンの凍結融解安定性および上記重合体エマルジョン由来の重合体と基材との密着性をより向上させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to further improve the freeze-thaw stability of a polymer emulsion obtained by emulsion polymerization and the adhesion between a polymer derived from the polymer emulsion and a substrate.

以下、本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.

本発明に係る凍結融解安定性向上剤および密着性向上剤は、下記一般式(1)で表される化合物を有効成分として含有するものである。 The freeze-thaw stability improver and adhesion improver according to the present invention contain a compound represented by the following general formula (1) as an active ingredient.

Figure 0007105050000003
Figure 0007105050000003

一般式(1)の中、Qは含窒素化合物カチオンであり、
Aは炭素数2~4の直鎖状または分枝状のアルキレン基であり、
mはAOの平均付加モル数を表し1~150の数であり、
Yは単結合、または炭素数1~5の直鎖状もしくは分枝状のアルキレン基であり、
は水素原子またはメチル基であり、
は水素原子、置換もしくは非置換の炭素数1~25の直鎖状、分枝状もしくは環状のアルキル基、または下記一般式(2)で表される基であり、
lは1~3の整数であり、
In general formula (1), Q + is a nitrogen-containing compound cation,
A is a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms,
m represents the average number of added moles of AO and is a number from 1 to 150,
Y is a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,
R 1 is a hydrogen atom or a methyl group,
R 2 is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 25 carbon atoms, or a group represented by the following general formula (2);
l is an integer from 1 to 3,

Figure 0007105050000004
Figure 0007105050000004

一般式(2)の中、RおよびRはそれぞれ独立して水素原子またはメチル基であり、好ましくはRおよびRの内、少なくとも一つがメチル基であり、*は連結点を表す。 In general formula (2), R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or a methyl group, preferably at least one of R 3 and R 4 is a methyl group, and * represents a connecting point. .

前記一般式(1)中のAとして用いられる、炭素数2~4の直鎖状または分枝状のアルキレン基の例としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基などが挙げられる。入手容易性の観点から、エチレン基、プロピレン基が特に好ましい。 Examples of linear or branched alkylene groups having 2 to 4 carbon atoms used as A in the general formula (1) include ethylene group, propylene group and butylene group. Ethylene group and propylene group are particularly preferable from the viewpoint of availability.

前記一般式(1)中のmは1~150の数である。粘度の低下などによる取扱い易さ、あるいは界面特性の観点から、mは1~50が好ましく、5~50がより好ましい。 m in the general formula (1) is a number from 1 to 150. m is preferably 1 to 50, more preferably 5 to 50, from the viewpoint of ease of handling due to a decrease in viscosity, etc., or interfacial properties.

前記一般式(1)中のYとして用いられる、炭素数1~5の直鎖状または分枝状のアルキレン基の例としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基などが挙げられる。入手容易性の観点から、メチレン基、エチレン基、プロピレン基が特に好ましい。 Examples of linear or branched alkylene groups having 1 to 5 carbon atoms used as Y in the general formula (1) include methylene group, ethylene group, propylene group, and butylene group. be done. From the standpoint of availability, a methylene group, an ethylene group, and a propylene group are particularly preferred.

前記一般式(1)中のRとして用いられる、置換もしくは非置換の炭素数1~25の直鎖状、分枝状もしくは環状のアルキル基の例としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソアミル基、tert-ペンチル基、ネオペンチル基、n-へキシル基、3-メチルペンタン-2-イル基、3-メチルペンタン-3-イル基、4-メチルペンチル基、4-メチルペンタン-2-イル基、1,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブタン-2-イル基、n-ヘプチル基、1-メチルヘキシル基、3-メチルヘキシル基、4-メチルヘキシル基、5-メチルヘキシル基、1-エチルペンチル基、1-(n-プロピル)ブチル基、1,1-ジメチルペンチル基、1,4-ジメチルペンチル基、1,1-ジエチルプロピル基、1,3,3-トリメチルブチル基、1-エチル-2,2-ジメチルプロピル基、n-オクチル基、2-メチルヘキサン-2-イル基、2,4-ジメチルペンタン-3-イル基、1,1-ジメチルペンタン-1-イル基、2,2-ジメチルヘキサン-3-イル基、2,3-ジメチルヘキサン-2-イル基、2,5-ジメチルヘキサン-2-イル基、2,5-ジメチルヘキサン-3-イル基、3,4-ジメチルヘキサン-3-イル基、3,5-ジメチルヘキサン-3-イル基、1-メチルヘプチル基、2-メチルヘプチル基、5-メチルヘプチル基、2-メチルヘプタン-2-イル基、3-メチルヘプタン-3-イル基、4-メチルヘプタン-3-イル基、4-メチルヘプタン-4-イル基、1-エチルヘキシル基、2-エチルヘキシル基、1-プロピルペンチル基、2-プロピルペンチル基、1,1-ジメチルヘキシル基、1,4-ジメチルヘキシル基、1,5-ジメチルヘキシル基、1-エチル-1-メチルペンチル基、1-エチル-4-メチルペンチル基、1,1,4-トリメチルペンチル基、2,4,4-トリメチルペンチル基、1-イソプロピル-1,2-ジメチルプロピル基、1,1,3,3-テトラメチルブチル基、n-ノニル基、1-メチルオクチル基、6-メチルオクチル基、1-エチルヘプチル基、1-(n-ブチル)ペンチル基、4-メチル-1-(n-プロピル)ペンチル基、1,5,5-トリメチルヘキシル基、1,1,5-トリメチルヘキシル基、2-メチルオクタン-3-イル基、n-デシル基、1-メチルノニル基、1-エチルオクチル基、1-(n-ブチル)ヘキシル基、1,1-ジメチルオクチル基、3,7-ジメチルオクチル基、n-ウンデシル基、1-メチルデシル基、1-エチルノニル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、1-メチルトリデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、n-エイコシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基などが挙げられる。なお、ここで、置換の炭素数1~25の直鎖状、分枝状もしくは環状のアルキル基における置換基としては、フッ素、塩素、臭素、よう素等が挙げられる。中でも、入手容易性の観点から、置換もしくは非置換のメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ヘキシル基、分枝状オクチル基(2-エチルヘキシル基、1,1,3,3-テトラメチルブチル基など)、分枝状ノニル基(1-メチルオクチル基、6-メチルオクチル基、1-エチルヘプチル基など)、分枝状ドデシル基、分枝状トリデシル基が好ましく、tert-ブチル基、分枝状オクチル基、分枝状ノニル基、分枝状ドデシル基がより好ましい。また、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基等の長鎖アルキル基については、分枝状、または直鎖状と分枝状との混合物(構造異性体の混合物)で存在するのが一般的であるが、これらの形態も本発明の範囲内のものである。 Examples of substituted or unsubstituted linear, branched or cyclic alkyl groups having 1 to 25 carbon atoms used as R 2 in the general formula (1) include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isoamyl group, tert-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, 3- methylpentan-2-yl group, 3-methylpentan-3-yl group, 4-methylpentyl group, 4-methylpentan-2-yl group, 1,3-dimethylbutyl group, 3,3-dimethylbutyl group, 3,3-dimethylbutan-2-yl group, n-heptyl group, 1-methylhexyl group, 3-methylhexyl group, 4-methylhexyl group, 5-methylhexyl group, 1-ethylpentyl group, 1-( n-propyl)butyl group, 1,1-dimethylpentyl group, 1,4-dimethylpentyl group, 1,1-diethylpropyl group, 1,3,3-trimethylbutyl group, 1-ethyl-2,2-dimethyl propyl group, n-octyl group, 2-methylhexan-2-yl group, 2,4-dimethylpentan-3-yl group, 1,1-dimethylpentan-1-yl group, 2,2-dimethylhexane-3 -yl group, 2,3-dimethylhexan-2-yl group, 2,5-dimethylhexan-2-yl group, 2,5-dimethylhexan-3-yl group, 3,4-dimethylhexan-3-yl group, 3,5-dimethylhexan-3-yl group, 1-methylheptyl group, 2-methylheptyl group, 5-methylheptyl group, 2-methylheptan-2-yl group, 3-methylheptan-3-yl group, 4-methylheptan-3-yl group, 4-methylheptan-4-yl group, 1-ethylhexyl group, 2-ethylhexyl group, 1-propylpentyl group, 2-propylpentyl group, 1,1-dimethylhexyl group, 1,4-dimethylhexyl group, 1,5-dimethylhexyl group, 1-ethyl-1-methylpentyl group, 1-ethyl-4-methylpentyl group, 1,1,4-trimethylpentyl group, 2, 4,4-trimethylpentyl group, 1-isopropyl-1,2-dimethylpropyl group, 1,1,3,3-tetramethylbutyl group, n-nonyl group, 1-methyloctyl group, 6-methyloctyl group, 1-ethylheptyl group, 1-(n-butyl)pentyl group, 4-methyl-1-(n-propyl)pentyl group, 1,5,5-trimethylhexyl group, 1,1,5 -trimethylhexyl group, 2-methyloctan-3-yl group, n-decyl group, 1-methylnonyl group, 1-ethyloctyl group, 1-(n-butyl)hexyl group, 1,1-dimethyloctyl group, 3 , 7-dimethyloctyl group, n-undecyl group, 1-methyldecyl group, 1-ethylnonyl group, n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, 1-methyltridecyl group, n-pentadecyl group, n -hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-nonadecyl group, n-eicosyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group and the like. Here, fluorine, chlorine, bromine, iodine and the like can be mentioned as substituents for the substituted linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 25 carbon atoms. Among them, from the viewpoint of availability, substituted or unsubstituted methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, n-hexyl group, branched octyl group (2-ethylhexyl group, 1,1,3,3-tetramethylbutyl group, etc.), branched nonyl group (1-methyloctyl group, 6-methyloctyl group, 1-ethylheptyl group, etc.), branched A tridecyl group and a branched tridecyl group are preferable, and a tert-butyl group, a branched octyl group, a branched nonyl group and a branched dodecyl group are more preferable. In addition, long-chain alkyl groups such as nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group and tetradecyl group are branched or a mixture of linear and branched (mixture of structural isomers). These forms are also within the scope of the present invention.

前記一般式(1)中のQとして用いられる、含窒素化合物カチオンの例としては、アンモニウムイオン、第一級アンモニウムイオン、第二級アンモニウムイオン、第三級アンモニウムイオン、第四級アンモニウムイオン、イミダゾリウムイオン、ピリジニウムイオン、ピロリジニウムイオン、ピペリジニウムイオン、キノリニウムイオン、モルホリニウムイオン、およびイミダゾリジノニウムイオン(エチレン尿素)等が挙げられる。 Examples of nitrogen-containing compound cations used as Q + in the general formula (1) include ammonium ions, primary ammonium ions, secondary ammonium ions, tertiary ammonium ions, quaternary ammonium ions, imidazolium ion, pyridinium ion, pyrrolidinium ion, piperidinium ion, quinolinium ion, morpholinium ion, imidazolidinonium ion (ethylene urea), and the like.

その中でも、第三級アンモニウムイオンの例として、下記一般式(3)で表される含窒素化合物カチオンなどが挙げられる: Among them, examples of tertiary ammonium ions include nitrogen-containing compound cations represented by the following general formula (3):

Figure 0007105050000005
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一般式(3)の中、RおよびRはそれぞれ独立して炭素数1~4の直鎖状または分枝状のアルキル基であり、Rは炭素数2~4の直鎖状または分枝状のアルキレン基であり、Xは酸素原子またはNHであり、Rは水素原子またはメチル基である。 In general formula (3), R 5 and R 6 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 7 is a linear or branched alkyl group having 2 to 4 carbon atoms. It is a branched alkylene group, X is an oxygen atom or NH, and R8 is a hydrogen atom or a methyl group.

前記一般式(3)中のRおよびRとして用いられる、炭素数1~4の直鎖状または分枝状のアルキル基の例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。入手容易性の観点から、メチル基、エチル基、ブチル基が特に好ましい。 Examples of linear or branched C 1-4 alkyl groups used as R 5 and R 6 in the general formula (3) include methyl, ethyl, propyl and butyl. and the like. From the standpoint of availability, a methyl group, an ethyl group, and a butyl group are particularly preferred.

前記一般式(3)中のRとして用いられる、炭素数2~4の直鎖状または分枝状のアルキレン基の例としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基などが挙げられる。入手容易性の観点から、エチレン基、プロピレン基が特に好ましい。 Examples of linear or branched alkylene groups having 2 to 4 carbon atoms that can be used as R 7 in general formula (3) include ethylene, propylene and butylene groups. Ethylene group and propylene group are particularly preferable from the viewpoint of availability.

前記一般式(1)で表される凍結融解安定性向上剤または密着性向上剤のより好ましい化合物としては、下記化学式(4)~(7)で表される化合物が挙げられる。 More preferable compounds for the freeze-thaw stability improver or adhesion improver represented by the general formula (1) include compounds represented by the following chemical formulas (4) to (7).

Figure 0007105050000006
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Figure 0007105050000007
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Figure 0007105050000008
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Figure 0007105050000009
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なお、化学式(4)~(7)の中、R、R、R~R、X、Y、A、m、lの定義は、上述した通りである。 In chemical formulas (4) to (7), R 1 , R 2 , R 5 to R 8 , X, Y, A, m and l are defined as described above.

前記凍結融解安定性向上剤または密着性向上剤の有効成分である化合物の製造方法は、特に制限されず、例えば、アニオン交換法、中和法、酸エステル法などが挙げられる。また、硫酸エステルのアンモニウム塩またはスルホン酸アンモニウム塩と、窒素含有化合物とを反応させアンモニアを留去して反応性基を有するイオン結合性塩を得る脱アンモニア法なども好適に用いられる。 The method for producing the compound, which is the active ingredient of the freeze-thaw stability improver or adhesion improver, is not particularly limited, and examples thereof include an anion exchange method, neutralization method, and acid ester method. In addition, a deammonification method of obtaining an ion-bonding salt having a reactive group by reacting an ammonium salt of a sulfate ester or an ammonium sulfonate with a nitrogen-containing compound to distill off ammonia is also preferably used.

以下、上記化合物の用途である凍結融解安定性向上剤および密着性向上剤について詳述する。 Hereinafter, freeze-thaw stability improvers and adhesion improvers, which are applications of the above compounds, will be described in detail.

(乳化重合)
前記凍結融解安定性向上剤または密着性向上剤の使用方法は、特に制限されないが、例えば、乳化重合の際に反応系に添加しておくことで、得られる重合体エマルジョンの凍結融解安定性の向上や、当該重合体エマルジョンの乾燥物である重合体と基材との密着性の向上の目的に寄与することができる。これらの剤(化合物)を乳化重合の際に反応系に添加する具体的な形態についても特に制限はなく、乳化重合用の単量体混合物に滴下する形態や、分割もしくは一括で単量体混合物に混合するなどの方法が挙げられる。
(emulsion polymerization)
The method of using the freeze-thaw stability improver or adhesion improver is not particularly limited. It is possible to contribute to the purpose of improving the adhesiveness between the polymer, which is the dried product of the polymer emulsion, and the substrate. There are no particular restrictions on the specific form in which these agents (compounds) are added to the reaction system during emulsion polymerization. and the like.

本発明に係る凍結融解安定性向上剤または密着性向上剤を使用し、乳化重合等により得られる重合体を用いて成形品を製造する場合、乳化重合により得られた重合体エマルジョンは優れた凍結融解安定性を有しうる。また、当該重合体エマルジョンを用いて製造された成形品は基材との優れた密着性を有しうる。当該重合体エマルジョンの凍結融解安定性の向上効果は、推測に過ぎないが、かさ高い疎水性基(例えば、多環構造)を有する特定の種類の化合物を有効成分として含有していることによるものと考えられる。具体的には、重合体エマルジョンにおける凍結融解プロセスの融解段階において、高Tgを有する重合体粒子は正常な状態に戻り易いものの、比較的低いTgを有する粒子はゲル化している凝集状態または合着状態から戻ることが困難である。本発明に係る凍結融解安定性向上剤は、比較的大きな疎水性基の立体効果に基づき、柔軟な重合体粒子の表面上に保護層を形成し、重合体粒子をある程度安定化することができる。重合体粒子上へ吸着もしくはグラフトされるか、または共重合されて重合体粒子になる大きな疎水性基は、これらの重合体粒子が他の柔軟な重合体粒子の表面に接近することを防ぎ、柔軟な重合体粒子間の分離間隔を増加させうると考えられる。 When the freeze-thaw stability improver or adhesion improver according to the present invention is used and a polymer obtained by emulsion polymerization or the like is used to produce a molded article, the polymer emulsion obtained by emulsion polymerization exhibits excellent freezing properties. It can have melt stability. In addition, molded articles manufactured using the polymer emulsion can have excellent adhesion to substrates. The effect of improving the freeze-thaw stability of the polymer emulsion is only speculation, but it is due to the inclusion of a specific type of compound having a bulky hydrophobic group (for example, a polycyclic structure) as an active ingredient. it is conceivable that. Specifically, during the thawing stage of the freeze-thaw process in polymer emulsions, polymer particles with a high Tg tend to return to their normal state, while particles with a relatively low Tg are in a gelled aggregated state or coalesced state. It is difficult to recover from the state. The freeze-thaw stability improver according to the present invention can form a protective layer on the surface of the flexible polymer particles and stabilize the polymer particles to some extent based on the steric effect of relatively large hydrophobic groups. . Large hydrophobic groups adsorbed or grafted onto polymer particles or copolymerized into polymer particles prevent these polymer particles from accessing the surface of other flexible polymer particles, It is believed that the separation distance between flexible polymer particles can be increased.

本発明に係る凍結融解安定性向上剤または密着性向上剤を用いて乳化重合されうる単量体(重合性モノマー)について特に制限はなく、従来公知の重合性モノマーが用いられうるが、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(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などのアクリル酸またはメタクリル酸のエステル類;臭化ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデンなどのハロゲン化ビニル類;酢酸、プロピオン酸、第三級合成飽和カルボン酸等の脂肪酸類のビニルエステル類:スチレン、α-メチルスチレンなどの芳香族ビニル類:エチレン、ブタジエンなどのモノオレフィンまたは共役ジオレフィン類:アクリロニトリルなどのシアン化ビニル類:アクリルアミドなどのα,β-不飽和アミド類:アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などのα,β-不飽和カルボン酸類が挙げられる。 The monomer (polymerizable monomer) that can be emulsion-polymerized using the freeze-thaw stability improver or adhesion improver according to the present invention is not particularly limited, and conventionally known polymerizable monomers can be used. methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, etc. acrylic acid or methacrylic acid esters; vinyl halides such as vinyl bromide, vinyl chloride and vinylidene chloride; vinyl esters of fatty acids such as acetic acid, propionic acid and tertiary synthetic saturated carboxylic acids: styrene, α - aromatic vinyls such as methylstyrene: monoolefins or conjugated diolefins such as ethylene and butadiene; vinyl cyanides such as acrylonitrile; α,β-unsaturated amides such as acrylamide: acrylic acid, methacrylic acid, itacon Acids, α,β-unsaturated carboxylic acids such as maleic acid and fumaric acid.

重合開始剤としては、通常乳化重合用に使用される開始剤を特に限定することなく使用でき、例えばカリウム、ナトリウム、アンモニウムの過硫酸塩または過ホウ酸塩、過酸化水素などの無機過酸化物;過酸化ベンゾイル、ジ-t-ブチルパーオキシド、過酢酸などの有機過酸化物;2,2-アゾビスイソブチロニトリル、4-アゾビス-(4-シアノペンタノイック)酸またはそのアルカリ金属塩などのラジカル生成重合開始剤を使用することができ、その使用量は好ましくは重合性モノマーに対し、0.01~3.0質量%、より好ましくは0.1~2.0%、さらに好ましくは0.1~1.0重量%である。 As the polymerization initiator, initiators usually used for emulsion polymerization can be used without particular limitation. ; organic peroxides such as benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide and peracetic acid; 2,2-azobisisobutyronitrile, 4-azobis-(4-cyanopentanoic) acid or alkali metals thereof A radical-generating polymerization initiator such as a salt can be used, and the amount used is preferably 0.01 to 3.0% by mass, more preferably 0.1 to 2.0% by mass, and more preferably 0.1 to 2.0%, based on the polymerizable monomer. It is preferably 0.1 to 1.0% by weight.

また、重合開始剤として過酸化物を使用する場合に必要があれば、当該過酸化物とアスコルビン酸、可溶性亜硫酸塩、ハイドロサルファイト、チオ硫酸塩などの還元剤とを併用することができ、また水中で重金属イオンを発生する金属単量体または硫酸第一鉄などの水中で金属イオンを発生する金属化合物とを組み合わせてレドックス系重合開始剤として使用することもできる。 Further, when a peroxide is used as a polymerization initiator, if necessary, the peroxide can be used in combination with a reducing agent such as ascorbic acid, soluble sulfite, hydrosulfite, thiosulfate, etc. A metal monomer that generates heavy metal ions in water or a metal compound that generates metal ions in water, such as ferrous sulfate, can also be used in combination as a redox polymerization initiator.

また、連鎖移動剤も併用することができ、そのようなものとして例えばt-ドデシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、四塩化炭素、クロロホルム、トリフェニルメタンなどを使用することができる。 Chain transfer agents can also be used in combination, such as t-dodecylmercaptan, dodecylmercaptan, carbon tetrachloride, chloroform, triphenylmethane, and the like.

さらにまた、乳化重合技術において慣用の添加剤、例えばキレート化剤、緩衝剤、有機酸の塩、溶媒などを使用することができる。溶媒としては、水のほか、アルコール、グリコール、グリコールエーテルなどの有機溶媒が用いられうるが、好ましくは水が溶媒として用いられる。 Furthermore, additives commonly used in emulsion polymerization technology, such as chelating agents, buffers, salts of organic acids, solvents, etc., can be used. As the solvent, in addition to water, organic solvents such as alcohol, glycol, and glycol ether can be used, but water is preferably used as the solvent.

また、一般式(1)で表される化合物は、凍結融解安定性向上または密着性向上の効果のみならず、さらに、乳化重合用乳化剤、または消泡剤などの用途にも用いられる。したがって、本発明に係る凍結融解安定性向上剤または密着性向上剤を用いて、乳化重合を行うことができる。その際、本発明に係る凍結融解安定性向上剤または密着性向上剤のみを用いてもよく、他の乳化重合用乳化剤もしくは添加剤を併用してもよい。 In addition, the compound represented by the general formula (1) is used not only for improving freeze-thaw stability or adhesion, but also for use as an emulsifier for emulsion polymerization or an antifoaming agent. Therefore, emulsion polymerization can be carried out using the freeze-thaw stability improver or adhesion improver according to the present invention. At that time, the freeze-thaw stability improver or adhesion improver according to the present invention may be used alone, or other emulsifiers for emulsion polymerization or additives may be used in combination.

本発明に係る凍結融解安定性向上剤または密着性向上剤を用いた乳化重合において、一般式(1)で表される凍結融解安定性向上剤または密着性向上剤は単独でも充分にその機能を発揮するが、必要に応じて従来公知の界面活性剤、反応性乳化剤、高分子乳化剤、保護コロイドなどを併用することもできる。併用できる界面活性剤としては、例えばアニオン性界面活性剤としては長鎖アルキル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩、長鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩などであり、また非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、プルロニック(登録商標)型界面活性剤などを挙げることができる。 In the emulsion polymerization using the freeze-thaw stability improver or the adhesion improver according to the present invention, the freeze-thaw stability improver or the adhesion improver represented by the general formula (1) sufficiently exhibits its function even by itself. However, if necessary, conventionally known surfactants, reactive emulsifiers, polymer emulsifiers, protective colloids, etc. can be used in combination. Surfactants that can be used in combination include, for example, anionic surfactants such as long-chain alkyl sulfates, polyoxyalkylene alkyl ether sulfates, long-chain alkylbenzene sulfonates, polyoxyalkylene alkylphenyl ether sulfates, and alkyldiphenyl ether disulfonic acids. Examples of nonionic surfactants include polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyalkylene alkylphenyl ethers, polyoxyalkylene fatty acid esters, and Pluronic (registered trademark) type surfactants.

併用できる高分子乳化剤の例としては、ポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アクリル酸塩、ポリヒドロキシアルキレン(メタ)アクリレートなどが挙げられ、また併用できる保護コロイドとしてはアルギン酸ナトリウムなどのようなアニオン性保護コロイド、ヒドロキシエチルセルロースのような非イオン性保護コロイドなどが例として挙げられる。 Examples of polymer emulsifiers that can be used in combination include polyvinyl alcohol, poly(meth)acrylates, polyhydroxyalkylene (meth)acrylates, etc. Protective colloids that can be used in combination include anionic protective colloids such as sodium alginate. , nonionic protective colloids such as hydroxyethyl cellulose, and the like.

本発明に係る一般式(1)で表される化合物を含有する凍結融解安定性向上剤または密着性向上剤の使用量は、重合性モノマー100質量部に対して、好ましくは0.1~10質量部であり、より好ましくは0.3~5.0質量部であり、さらに好ましくは0.5~3.0質量部である。なお、本発明に係る凍結融解安定性向上剤や密着性向上剤は、一般式(1)で表される化合物を1種のみ単独で含有してもよいし、2種以上を含有していてもよい。2種以上の化合物が併用される場合において、上述した好ましい使用量は、上記化合物の合計使用量である。本発明に係る一般式(1)で表される凍結融解安定性向上剤または密着性向上剤のもう一つの効果としては、少量の添加量でも十分に乳化重合ができ、さらに、重合体エマルジョンの凍結融解安定性、または低起泡性などが優れており、重合体と基材との密着性が向上できることである。 The amount of the freeze-thaw stability improver or adhesion improver containing the compound represented by the general formula (1) according to the present invention is preferably 0.1 to 10 parts per 100 parts by mass of the polymerizable monomer. parts by mass, more preferably 0.3 to 5.0 parts by mass, and even more preferably 0.5 to 3.0 parts by mass. The freeze-thaw stability improver and the adhesion improver according to the present invention may contain only one compound represented by the general formula (1) alone, or may contain two or more kinds. good too. When two or more kinds of compounds are used in combination, the preferred usage amount mentioned above is the total usage amount of the above compounds. Another effect of the freeze-thaw stability improver or adhesion improver represented by the general formula (1) according to the present invention is that even a small amount of addition can sufficiently perform emulsion polymerization, and furthermore, the polymer emulsion can be obtained. It is excellent in freeze-thaw stability, low foaming property, etc., and can improve the adhesion between the polymer and the substrate.

以上のような乳化重合によって得られる重合体組成物も本発明では提供される。すなわち、本発明の他の形態によれば、本発明に係る凍結融解安定性向上剤または密着性向上剤と、重合性モノマーと、溶媒(特に好ましくは、水)と、を含む重合体組成物もまた、提供される。当該重合体組成物は、エマルジョンの形態であることが好ましい。 The present invention also provides a polymer composition obtained by emulsion polymerization as described above. That is, according to another aspect of the present invention, there is provided a polymer composition containing the freeze-thaw stability improver or adhesion improver according to the present invention, a polymerizable monomer, and a solvent (especially preferably water). is also provided. Preferably, the polymer composition is in the form of an emulsion.

本発明を、以下の実施例および比較例を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。なお、特記しない限り、「%」および「部」は、それぞれ、「質量%」および「質量部」を意味する。また、下記実施例において、特記しない限り、操作は室温(25℃)/相対湿度40~50%RHの条件下で行われた。 The present invention will be described in more detail with the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited only to the following examples. Unless otherwise specified, "%" and "parts" mean "% by mass" and "parts by mass" respectively. Also, in the following examples, unless otherwise specified, the operations were carried out under the conditions of room temperature (25° C.)/relative humidity 40 to 50% RH.

(合成例:乳化重合用乳化剤S1の合成)
N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート(略称:2Mabs-MA)157.2質量部に、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩の30%水溶液(日本乳化剤株式会社製、商品名:ニューコール(登録商標)707-SF、略称:N-707-SF)から水を減圧留去して得られたポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(略称:707-SF)を920.1質量部添加した後、1時間反応させた。反応後、目的とする乳化重合用乳化剤S1(略称:乳化剤S1、前記化学式(6)で表される化合物)を1088.4質量部得た。
(Synthesis example: Synthesis of emulsifier S1 for emulsion polymerization)
157.2 parts by mass of N,N-dimethylaminoethyl methacrylate (abbreviation: 2Mabs-MA), 30% aqueous solution of polyoxyethylene polycyclic phenyl ether sulfate ester ammonium salt (manufactured by Nippon Nyukazai Co., Ltd., product name: New Coal ( 920.1 parts by mass of polyoxyethylene polycyclic phenyl ether sulfate ester ammonium salt (abbreviation: 707-SF) obtained by depressurizingly distilling water from (registered trademark) 707-SF (abbreviation: N-707-SF) After the addition, it was allowed to react for 1 hour. After the reaction, 1088.4 parts by mass of the desired emulsifier for emulsion polymerization S1 (abbreviation: emulsifier S1, the compound represented by the chemical formula (6)) was obtained.

(比較合成例1:乳化重合用乳化剤S2の合成)
707-SFの代わりに、従来公知の方法により合成したポリオキシエチレントリデシルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(略称:1305-SF)を517.4質量部用いたこと以外は、合成例1と同様にして、目的とする乳化重合用乳化剤S2(略称:乳化剤S2)を657.6質量部得た。
(Comparative Synthesis Example 1: Synthesis of emulsifier S2 for emulsion polymerization)
In the same manner as in Synthesis Example 1, except that 517.4 parts by mass of polyoxyethylene tridecyl ether sulfate ester ammonium salt (abbreviation: 1305-SF) synthesized by a conventionally known method was used instead of 707-SF. 657.6 parts by mass of the desired emulsifier for emulsion polymerization S2 (abbreviation: emulsifier S2) was obtained.

(比較合成例2:乳化重合用乳化剤S3の合成)
707-SFの代わりに、従来公知の方法により合成したポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(略称:2320-SF)を1170.0質量部用いたこと以外は、合成例と同様にして、目的とする乳化重合用乳化剤S3(略称:乳化剤S3)を1310.2質量部得た。
(Comparative Synthesis Example 2: Synthesis of emulsifier S3 for emulsion polymerization)
In the same manner as in Synthesis Example, except that 1170.0 parts by mass of polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester ammonium salt (abbreviation: 2320-SF) synthesized by a conventionally known method was used instead of 707-SF. 1310.2 parts by mass of emulsifier S3 for emulsion polymerization (abbreviation: emulsifier S3) was obtained.

(実施例1)
組成A(メタクリル酸メチル(48)/メタクリル酸-n-ブチル(20)/アクリル酸-2-エチルヘキシル(30)/アクリル酸(2)/α-メチルスチレンダイマー(0.2))+乳化剤S1
攪拌機、還流冷却器、温度制御装置、滴下ポンプおよび窒素導入管を備えたフラスコに、イオン交換水130質量部、乳化剤S1を0.2質量部投入し、窒素気流下で反応容器を加熱した。
(Example 1)
Composition A (methyl methacrylate (48)/n-butyl methacrylate (20)/2-ethylhexyl acrylate (30)/acrylic acid (2)/α-methylstyrene dimer (0.2)) + emulsifier S1
130 parts by mass of ion-exchanged water and 0.2 parts by mass of emulsifier S1 were added to a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a temperature controller, a dropping pump and a nitrogen inlet tube, and the reaction vessel was heated under a nitrogen stream.

反応容器内の温度が85℃に達したところで2質量%過硫酸アンモニウム水溶液を3質量部投入、5分混合後、表1に示すように配合された単量体混合物1を90分かけて滴下した。滴下中は反応容器内の温度を85℃に保った。滴下終了後、85℃、90分熟成した。 When the temperature inside the reaction vessel reached 85° C., 3 parts by mass of a 2% by mass ammonium persulfate aqueous solution was added, and after mixing for 5 minutes, the monomer mixture 1 blended as shown in Table 1 was added dropwise over 90 minutes. . The temperature in the reaction vessel was kept at 85° C. during the dropwise addition. After completion of dropping, the mixture was aged at 85° C. for 90 minutes.

次に表1に示すように配合された単量体混合物2を90分かけて滴下した。滴下中は反応容器内の温度を85℃に保った。滴下終了後、85℃、90分熟成した。その後室温まで冷却し、25%アンモニア水を添加してpHを8.5に調整して重合体エマルジョンE1を得た。 Next, monomer mixture 2 formulated as shown in Table 1 was added dropwise over 90 minutes. The temperature in the reaction vessel was kept at 85° C. during the dropwise addition. After completion of dropping, the mixture was aged at 85° C. for 90 minutes. After cooling to room temperature, 25% aqueous ammonia was added to adjust the pH to 8.5 to obtain polymer emulsion E1.

Figure 0007105050000010
Figure 0007105050000010

(実施例2)
組成B(メタクリル酸メチル(35)/メタクリル酸シクロヘキシル(31)/メタクリル酸-n-ブチル(12)/アクリル酸-2-エチルヘキシル(20)/アクリル酸(1)/アクリル酸メチル(1)/α-メチルスチレンダイマー(0.2))+乳化剤S1
攪拌機、還流冷却器、温度制御装置、滴下ポンプおよび窒素導入管を備えたフラスコに、イオン交換水130質量部、乳化剤S1を0.2質量部投入し、窒素気流下で反応容器を加熱した。
(Example 2)
Composition B (methyl methacrylate (35)/cyclohexyl methacrylate (31)/n-butyl methacrylate (12)/2-ethylhexyl acrylate (20)/acrylic acid (1)/methyl acrylate (1)/ α-methylstyrene dimer (0.2)) + emulsifier S1
130 parts by mass of ion-exchanged water and 0.2 parts by mass of emulsifier S1 were added to a flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a temperature controller, a dropping pump and a nitrogen inlet tube, and the reaction vessel was heated under a nitrogen stream.

反応容器内の温度が85℃に達したところで2質量%過硫酸アンモニウム水溶液を3質量部投入、5分混合後、表2に示すように配合された単量体混合物3を90分かけて滴下した。滴下中は反応容器内の温度を85℃に保った。滴下終了後、85℃、90分熟成した。 When the temperature inside the reaction vessel reached 85° C., 3 parts by mass of a 2% by mass ammonium persulfate aqueous solution was added, and after mixing for 5 minutes, the monomer mixture 3 blended as shown in Table 2 was added dropwise over 90 minutes. . The temperature in the reaction vessel was kept at 85° C. during the dropwise addition. After completion of dropping, the mixture was aged at 85° C. for 90 minutes.

次に表2に示すように配合された単量体混合物4を90分かけて滴下した。滴下中は反応容器内の温度を85℃に保った。滴下終了後、85℃、90分熟成した。その後室温まで冷却し、25%アンモニア水を添加してpHを8.5に調整して重合体エマルジョンE2を得た。 Next, monomer mixture 4 formulated as shown in Table 2 was added dropwise over 90 minutes. The temperature in the reaction vessel was kept at 85° C. during the dropwise addition. After completion of dropping, the mixture was aged at 85° C. for 90 minutes. After cooling to room temperature, 25% aqueous ammonia was added to adjust the pH to 8.5 to obtain a polymer emulsion E2.

Figure 0007105050000011
Figure 0007105050000011

(比較例1)
組成A+乳化重合用乳化剤S4
乳化剤S1の代わりに、乳化重合用乳化剤S4(株式会社ADEKA製、商品名:アデカリアソープ(登録商標) SR-10、略称:乳化剤S4)を使用したこと以外、実施例1と同じ方法で重合体エマルジョンE3を得た。
(Comparative example 1)
Composition A + emulsifier for emulsion polymerization S4
Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1, except that instead of emulsifier S1, emulsifier S4 for emulsion polymerization (manufactured by ADEKA Corporation, trade name: Adekari Soap (registered trademark) SR-10, abbreviation: emulsifier S4) was used. A coalesced emulsion E3 was obtained.

(比較例2)
組成B+乳化重合用乳化剤S4
乳化剤S1の代わりに、乳化剤S4(株式会社ADEKA製、商品名:アデカリアソープ(登録商標) SR-10)を使用したこと以外、実施例2と同じ方法で重合体エマルジョンE4を得た。
(Comparative example 2)
Composition B + emulsifier for emulsion polymerization S4
Polymer emulsion E4 was obtained in the same manner as in Example 2, except that emulsifier S4 (manufactured by ADEKA Co., Ltd., trade name: Adekari Soap (registered trademark) SR-10) was used instead of emulsifier S1.

(比較例3)
組成A+乳化重合用乳化剤S5
乳化剤S1の代わりに、乳化重合用乳化剤S5(第一工業製薬株式会社製、商品名:アクアロン(登録商標) KH-10、略称:乳化剤S5)を使用したこと以外、実施例1と同じ方法で重合体エマルジョンE5を得た。
(Comparative Example 3)
Composition A + emulsifier S5 for emulsion polymerization
In the same manner as in Example 1, except that an emulsifier for emulsion polymerization S5 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: Aqualon (registered trademark) KH-10, abbreviation: emulsifier S5) was used instead of emulsifier S1. A polymer emulsion E5 was obtained.

(比較例4)
組成B+乳化重合用乳化剤S5
乳化剤S1の代わりに、乳化剤S5(第一工業製薬株式会社製、商品名:アクアロン(登録商標) KH-10)を使用したこと以外、実施例2と同じ方法で重合体エマルジョンE6を得た。
(Comparative Example 4)
Composition B + emulsifier S5 for emulsion polymerization
A polymer emulsion E6 was obtained in the same manner as in Example 2, except that emulsifier S5 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name: Aqualon (registered trademark) KH-10) was used instead of emulsifier S1.

(比較例5)
組成A+乳化重合用乳化剤S2
乳化剤S1の代わりに、乳化剤S2(比較合成例1で得られた化合物)を使用したこと以外、実施例1と同じ方法で重合体エマルジョンE7を得た。
(Comparative Example 5)
Composition A + emulsifier for emulsion polymerization S2
Polymer emulsion E7 was obtained in the same manner as in Example 1, except that emulsifier S2 (compound obtained in Comparative Synthesis Example 1) was used instead of emulsifier S1.

(比較例6)
組成B+乳化重合用乳化剤S2
乳化剤S1の代わりに、乳化剤S2(比較合成例1で得られた化合物)を使用したこと以外、実施例2と同じ方法で重合体エマルジョンE8を得た。
(Comparative Example 6)
Composition B + emulsifier S2 for emulsion polymerization
Polymer emulsion E8 was obtained in the same manner as in Example 2, except that emulsifier S2 (the compound obtained in Comparative Synthesis Example 1) was used instead of emulsifier S1.

(比較例7)
組成A+乳化重合用乳化剤S3
乳化剤S1の代わりに、乳化剤S3(比較合成例2で得られた化合物)を使用したこと以外、実施例1と同じ方法で重合体エマルジョンE9を得た。
(Comparative Example 7)
Composition A + emulsifier S3 for emulsion polymerization
A polymer emulsion E9 was obtained in the same manner as in Example 1, except that emulsifier S3 (compound obtained in Comparative Synthesis Example 2) was used instead of emulsifier S1.

(比較例8)
組成B+乳化重合用乳化剤S3
乳化剤S1の代わりに、乳化剤S3(比較合成例2で得られた化合物)を使用したこと以外、実施例2と同じ方法で重合体エマルジョンE10を得た。
(Comparative Example 8)
Composition B + emulsifier S3 for emulsion polymerization
Polymer emulsion E10 was obtained in the same manner as in Example 2, except that emulsifier S3 (compound obtained in Comparative Synthesis Example 2) was used instead of emulsifier S1.

(凍結融解安定性評価)
実施例1、2および比較例1~8で得られた重合体エマルジョンについて、凍結融解安定性の評価を行った。具体的には、各重合体エマルジョンを半透明のふた付き樹脂製100ml容器に100g入れて密封し、-10℃の恒温槽に16時間、その後室温で8時間静置した後の重合体エマルジョンの外観を観察した。これを5サイクル実施した。
(Freeze-thaw stability evaluation)
The freeze-thaw stability of the polymer emulsions obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1-8 was evaluated. Specifically, 100 g of each polymer emulsion was placed in a translucent lidded resin container of 100 ml, sealed, and allowed to stand in a constant temperature bath at -10°C for 16 hours, and then at room temperature for 8 hours. Observed the appearance. This was performed for 5 cycles.

また、評価基準として、5サイクル実施後も凍結しなかった場合、または凍結しても室温で8時間静置後に液状になった場合を○とし、5サイクルまでに凍結して室温で8時間静置しても液状に戻らない場合を×とする。その結果を表3にまとめた。 In addition, as an evaluation criterion, if it did not freeze even after 5 cycles, or if it became liquid after standing at room temperature for 8 hours even if it was frozen, it was rated as ◯. If it does not return to a liquid state even after being placed, it is marked as x. The results are summarized in Table 3.

Figure 0007105050000012
Figure 0007105050000012

(密着性評価)
実施例1、および比較例1、3、5、7で得られた重合体エマルジョンについて、密着性の評価を行った。具体的な評価方法は以下の通りである。
(Adhesion evaluation)
The polymer emulsions obtained in Example 1 and Comparative Examples 1, 3, 5 and 7 were evaluated for adhesion. A specific evaluation method is as follows.

実施例1および比較例1、3、5、7で得られた重合体エマルジョン100質量部に対して、成膜助剤(エチレングリコールモノブチルエーテルとテキサノールの質量比1対1混合物)を5質量部混合したものをそれぞれ、ガラス基板に膜厚75μmで塗布した。次いで、110℃の乾燥機にて3分間乾燥し、膜厚約15μmの塗膜がガラス基板上に形成された試験片を得た。この試験片を用い、以下の手順で評価を行い、その結果を表4にまとめた。 For 100 parts by mass of the polymer emulsions obtained in Example 1 and Comparative Examples 1, 3, 5, and 7, 5 parts by mass of a film forming aid (mixture of ethylene glycol monobutyl ether and texanol at a mass ratio of 1:1). Each of the mixtures was applied to a glass substrate to a film thickness of 75 μm. Then, it was dried in a drier at 110° C. for 3 minutes to obtain a test piece having a coating film having a thickness of about 15 μm formed on the glass substrate. Using this test piece, evaluation was performed according to the following procedure, and the results are summarized in Table 4.

(1)ガラス基板まで到達する切り込みを1mm間隔で平行に11本入れた後、90°向きを変えて同様に切り込みを11本入れる;
(2)切込みを入れた塗膜面に約50mm付着するようにセロハン粘着テープを貼り付け、消しゴムでこすって塗膜にテープを付着させる;
(3)テープに付着させてから1~2分後にテープの端を持って塗膜面に直角に保ち、引きはがす。
(1) After making 11 parallel cuts at intervals of 1 mm to reach the glass substrate, 11 cuts are made in the same manner after changing the direction by 90°;
(2) Adhere cellophane adhesive tape to the incised coating surface so that it adheres to about 50 mm, and rub it with an eraser to adhere the tape to the coating;
(3) After 1 to 2 minutes from adhering to the tape, hold the edge of the tape and keep it perpendicular to the coating surface and peel it off.

評価基準:
切り込み格子100個の中、剥がされた格子の数が:
0~4個:○
5個以上:×
Evaluation criteria:
The number of peeled grids out of 100 cut grids is:
0 to 4: ○
5 or more: ×

Figure 0007105050000013
Figure 0007105050000013

表3および表4に示す結果から、本発明の凍結融解安定性向上剤または密着性向上剤を用いることで、きわめて優れたエマルジョンの凍結融解安定性および重合体と基材との密着性が達成されることがわかる。 From the results shown in Tables 3 and 4, by using the freeze-thaw stability improver or adhesion improver of the present invention, extremely excellent freeze-thaw stability of the emulsion and adhesion between the polymer and the substrate are achieved. It can be seen that

Claims (2)

下記一般式(1)で表される化合物を含有する、重合体エマルジョンの凍結融解安定性向上剤:
Figure 0007105050000014

一般式(1)の中、Q第一級アンモニウムイオン、第二級アンモニウムイオン、第三級アンモニウムイオン、第四級アンモニウムイオン、イミダゾリウムイオン、ピリジニウムイオン、ピロリジニウムイオン、ピペリジニウムイオン、キノリニウムイオン、モルホリニウムイオン、およびイミダゾリジノニウムイオン(エチレン尿素)から選択される含窒素化合物カチオンであり、
Aは炭素数2~4の直鎖状または分枝状のアルキレン基であり、
mはAOの平均付加モル数を表し1~150の数であり、
Yは単結合、または炭素数1~5の直鎖状もしくは分枝状のアルキレン基であり、
は水素原子またはメチル基であり、
は水素原子、置換もしくは非置換の炭素数1~25の直鎖状、分枝状もしくは環状のアルキル基、または下記一般式(2)で表される基であり、
lは1~3の整数であり、
Figure 0007105050000015

一般式(2)の中、RおよびRはそれぞれ独立して水素原子またはメチル基であり、*は連結点を表す。
An agent for improving the freeze-thaw stability of a polymer emulsion, containing a compound represented by the following general formula (1):
Figure 0007105050000014

In general formula (1), Q + is a primary ammonium ion, a secondary ammonium ion, a tertiary ammonium ion, a quaternary ammonium ion, an imidazolium ion, a pyridinium ion, a pyrrolidinium ion, a piperidinium ion, a nitrogen-containing compound cation selected from quinolinium ions, morpholinium ions, and imidazolidinonium ions (ethylene urea) ;
A is a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms,
m represents the average number of added moles of AO and is a number from 1 to 150,
Y is a single bond or a linear or branched alkylene group having 1 to 5 carbon atoms,
R 1 is a hydrogen atom or a methyl group,
R 2 is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted linear, branched or cyclic alkyl group having 1 to 25 carbon atoms, or a group represented by the following general formula (2);
l is an integer from 1 to 3,
Figure 0007105050000015

In general formula (2), R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and * represents a connecting point.
が下記一般式(3)で表される含窒素化合物カチオンである、請求項1に記載の凍結融解安定性向上剤。
Figure 0007105050000016

一般式(3)の中、RおよびRはそれぞれ独立して炭素数1~4の直鎖状または分枝状のアルキル基であり、Rは炭素数2~4の直鎖状または分枝状のアルキレン基であり、Xは酸素原子またはNHであり、Rは水素原子またはメチル基である。
The freeze-thaw stability improver according to claim 1, wherein Q + is a nitrogen-containing compound cation represented by the following general formula (3).
Figure 0007105050000016

In general formula (3), R 5 and R 6 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 7 is a linear or branched alkyl group having 2 to 4 carbon atoms. It is a branched alkylene group, X is an oxygen atom or NH, and R8 is a hydrogen atom or a methyl group.
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