JP7509907B2 - ポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法及び使用方法 - Google Patents

ポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法及び使用方法 Download PDF

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Description

本発明は、ポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法及び使用方法に関する。より詳しくは、無機粒子分散剤、水処理剤、洗剤ビルダー、洗剤組成物等の各種用途に有用なポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法及び使用方法に関する。
ポリカルボン酸系重合体は、カルボキシル基又はその塩を分子内に有する重合体であり、無機粒子等の分散性能を有するため、例えば、無機粒子分散剤、水処理剤、洗剤ビルダー、洗剤組成物等の各種用途に広く使用されている。
ポリカルボン酸系共重合体は工業的使用の観点から、保存安定性に優れることが望ましい。
従来、ポリカルボン酸系共重合体の安定性を向上させる技術が開発され、例えば特許文献1には、少なくとも1種のカルボン酸を有するポリマーを含むポリマーであって、前記少なくとも1種のカルボン酸を有するポリマーが、所定の構造のセグメントを含み、前記ポリマーにおいて、前記少なくとも1種のカルボン酸を有するポリマーは、安定であり、かつ約1000g/mol~約10,000g/molの分子量を有する、前記少なくとも1種のカルボン酸を有するポリマーを含むポリマーが開示されている。
例えば特許文献2には、水酸基を有する重合体と、無機酸のアンモニウム塩とを含む結合剤であって、該重合体は、所定の構造で表される単量体に由来する構造単位とカルボン酸(塩)基を含む単量体に由来する構造単位とを含み、該所定の構造で表される単量体に由来する構造単位の含有量は、全単量体に由来する構造単位100モル%に対し5モル%~40モル%であり、該カルボン酸(塩)基を含む単量体に由来する構造単位の含有量は、全単量体に由来する構造単位100モル%に対し60モル%~95モル%であり、該重合体に含まれるカルボン酸(塩)基の2モル%以上が揮発性の塩基および/または不揮発性の塩基で中和されており、該重合体に含まれるカルボン酸(塩)基の0モル%~35モル%が不揮発性の塩基で中和されており、該重合体に含まれるカルボン酸(塩)基の0モル%~100モル%が揮発性の塩基で中和されている、結合剤が開示されている。
特表2014-505753号公報 特許第6027297号公報
上記特許文献1及び2では、分子量の変化に基づき安定性を評価したポリマーが開示されている。本発明者は、重量平均分子量、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合及びカルボキシル基の中和率が所定範囲であるポリカルボン酸系重合体の溶液については、保管後に分子量の変化がないにもかかわらず、増粘や白濁が生じるという課題を見出した。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、保管後のポリカルボン酸系共重合体溶液の白濁及び増粘を抑制することができるポリカルボン酸系共重合体溶液の保管方法を提供することを目的とする。
本発明者は、ポリカルボン酸系重合体溶液について種々検討したところ、重量平均分子量、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合及びカルボキシル基の中和率が所定範囲であるポリカルボン酸系重合体の溶液を40℃以上で保管することにより、溶液の白濁及び増粘を抑制することができることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
すなわち本発明は、ポリカルボン酸系重合体溶液を保管する方法であって、上記ポリカルボン酸系重合体は、重量平均分子量が1,000~20,000であり、中和率が、ポリカルボン酸系重合体が有するカルボキシル基及びその塩の合計100モル%に対して15モル%以下であり、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位が全単量体由来の構造単位100モル%に対して85~100モル%であり、上記保管方法は、保管温度が40℃以上であるポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法である。
上記ポリカルボン酸系重合体は、連鎖移動剤由来の構造を有することが好ましい。
上記ポリカルボン酸系重合体は、連鎖移動剤由来の構造の含有割合が全単量体由来の構造単位100モル%に対して0.7~15.0モル%であることが好ましい。
上記連鎖移動剤は、リン原子を有するものであることが好ましい。
上記ポリカルボン酸系重合体は、(メタ)アクリル酸(塩)由来の構造単位の含有割合が、全単量体由来の構造単位100モル%に対して90~100モル%であることが好ましい。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液を、1日間以上保管することが好ましい。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法は、40℃以上で保管する期間の割合が全保管期間に対して50%以上であることが好ましい。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法は、40℃で70日間保管した場合の粘度変化率が40%以下であることが好ましい。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法は、40℃で70日間保管した場合のHazeが45%以下であることが好ましい。
本発明はまた、ポリカルボン酸系重合体溶液を使用する方法であって、上記ポリカルボン酸系重合体は、重量平均分子量が1,000~20,000であり、中和率が、ポリカルボン酸系重合体が有するカルボキシル基及びその塩の合計100モル%に対して15モル%以下であり、上記使用方法は、ポリカルボン酸系重合体溶液を40℃未満の温度で保管した後、40℃以上に加温して使用するポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法でもある。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法は、ポリカルボン酸系重合体溶液を40℃以上に加温した後と保管開始時とにおけるポリカルボン酸系重合体溶液の粘度の差が、40℃未満で保管した後であって加温前と保管開始時とにおけるポリカルボン酸系重合体溶液の粘度の差に対して50%以下であることが好ましい。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法は、40℃未満で保管した後であって加温前のポリカルボン酸系重合体溶液のHazeが45%以上であり、40℃以上に加温した後のポリカルボン酸系重合体溶液のHazeが40%以下であることが好ましい。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法は、40℃以上に加温する時間が2時間以上であることが好ましい。
本発明のポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法は、上述の構成よりなり、保管後のポリカルボン酸系重合体溶液の白濁及び増粘を抑制することができるため、無機粒子分散剤、水処理剤、洗剤ビルダー、洗剤組成物等の各種用途に用いられるポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法として好適に用いることができる。
以下に本発明の好ましい形態について具体的に説明するが、本発明は以下の記載のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下に記載される本発明の個々の好ましい形態を2又は3以上組み合わせた形態も、本発明の好ましい形態に該当する。
<ポリカルボン酸系重合体>
本発明の保管方法の保管対象のポリカルボン酸系重合体は、重量平均分子量が1,000~20,000であり、中和率が、ポリカルボン酸系重合体が有するカルボキシル基及びその塩の合計100モル%に対して15モル%以下である。
このようなポリカルボン酸系重合体の溶液を40℃以上で保管することにより、白濁及び増粘を抑制することができるものであり、そのメカニズムは、ポリカルボン酸系重合体の分子間の相互作用を抑制することによるものと推定される。
特許文献1に記載されているように、ポリカルボン酸系重合体の中和度を高めることにより保存安定性が向上することが当業者に知られている。これに対して中和度の低いポリカルボン酸系重合体については反応性が高いことに基づき、当業者は加温すると安定性に問題が生じる可能性を容易に推測できるため、上記ポリカルボン酸系重合体の溶液を40℃以上で保管することにより、白濁及び増粘を抑制することができることは当業者の通常の知識に基づき予測できない効果である。
上記ポリカルボン酸系重合体は、重量平均分子量及び中和率が上記範囲であれば特に制限されないが、連鎖移動剤由来の構造を有するものであることが好ましい。
上記ポリカルボン酸系重合体の溶液を常温以下で保存すると白濁及び増粘が生じる原因として具体的には、重合体中のカルボキシル基と連鎖移動剤由来の構造との相互作用が考えられる。重量平均分子量が20,000よりも大きく、中和率が15モル%よりも大きいものは、連鎖移動剤由来の構造及びカルボキシル基の割合が小さいため、保管において上記の課題はなかった。これに対して重量平均分子量が20,000以下であって、中和率が15モル%以下であるポリカルボン酸系重合体は、連鎖移動剤由来の構造及びカルボキシル基の割合が大きいため、これらの相互作用が強くなり、白濁及び増粘が生じると推定される。
上記連鎖移動剤としては特に制限されないが、リン原子又は硫黄原子を有するものであることが好ましい。この場合、カルボキシル基と連鎖移動剤由来のリン原子又は硫黄原子を含む構造との相互作用がより強まり、本発明の技術的意義がより効果的に発揮される。より好ましくは亜リン酸、次亜リン酸、亜硫酸、亜硫酸水素、亜二チオン酸、メタ重亜硫酸及びこれらの塩等のリン原子又は硫黄原子と酸素原子とを有するものであり、更に好ましくは亜リン酸、次亜リン酸、亜硫酸水素及びこれらの塩であり、特に好ましくは亜リン酸、次亜リン酸及びこれらの塩であり、最も好ましくは次亜リン酸(塩)である。
上記連鎖移動剤がリン原子を有するものである場合、リン原子がポリマー内部に取り込まれ、これによりポリマー間の相互作用が更に強くなると考えられ、本発明の技術的意義がより効果的に発揮される。連鎖移動剤がリン原子を有するものである形態は本発明の好ましい実施形態の一つである。
上記ポリカルボン酸系重合体の重量平均分子量としては1500以上、15000以下であることが好ましい。この場合、本発明の技術的意義がより効果的に発揮される。より好ましくは2500以上、更に好ましくは3000以上、最も好ましくは3500以上である。また、より好ましくは10000以下、更に好ましくは8000以下、最も好ましくは6000以下である。
上記ポリカルボン酸系重合体の重量平均分子量は実施例に記載の方法により測定することができる。
上記ポリカルボン酸系重合体の中和率として好ましくはポリカルボン酸系重合体が有するカルボキシル基及びその塩の合計100モル%に対して10モル%以下である。この場合、本発明の技術的意義がより効果的に発揮される。より好ましくは6モル%以下であり、更に好ましくは4モル%以下であり、一層好ましくは3モル%以下であり、特に好ましくは1.5モル%以下であり、最も好ましくは1モル%以下である。
上記ポリカルボン酸系重合体における連鎖移動剤由来の構造の含有割合としては、全単量体(不飽和カルボン酸系単量体及びその他の単量体)由来の構造単位100モル%に対して0.3モル%以上、15.0モル%以下であることが好ましい。より好ましくは0.7モル%以上、更に好ましくは1.0モル%以上、一層好ましくは1.2モル%以上、より一層好ましくは1.5モル%以上、更に一層好ましくは1.8モル%以上、特に好ましくは2.0モル%以上、特に一層好ましくは2.2モル%以上、最も好ましくは2.5モル%以上である。また、より好ましくは10.0モル%以下、更に好ましくは7.5モル%以下、一層好ましくは7.0モル%以下、より一層好ましくは6.0モル%以下、更に一層好ましくは5.5モル%以下、特に好ましくは5.0モル%以下、最も好ましくは4.5モル%以下である。
上記ポリカルボン酸系重合体は、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位を有する重合体である。
不飽和カルボン酸系単量体は、カルボキシル基とエチレン性不飽和炭化水素基(不飽和基)を有するものであれば、特に制限されないが、不飽和モノカルボン酸系単量体や不飽和ジカルボン酸系単量体等が挙げられる。
不飽和モノカルボン酸系単量体としては、分子内に不飽和基とカルボアニオンを形成しうる基とを1つずつ有する単量体であればよく、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、チグリン酸、3-メチルクロトン酸、2-メチル-2-ペンテン酸、α-ヒドロキシアクリル酸等;これらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩;下記不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素数1~22のアルコール又は炭素数2~4のグリコールとのハーフエステル;不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素数1~22のアミンとのハーフアミド等が挙げられる。
不飽和ジカルボン酸系単量体としては、分子内に不飽和基を1つとカルボアニオンを形成しうる基を2つとを有する単量体であればよく、マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、フマル酸等や、それらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン塩等、それらの無水物が挙げられる。
上記不飽和カルボン酸系単量体として1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
上記不飽和カルボン酸系単量体としては、(メタ)アクリル酸(塩)、マレイン酸(塩)又は無水マレイン酸が好ましい。より好ましくは(メタ)アクリル酸(塩)であり、特に好ましくはアクリル酸(塩)である。
上記ポリカルボン酸系重合体における不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の含有割合は、全単量体由来の構造単位100モル%に対して、85~100モル%である。上記構造単位の含有割合としては90~100モル%であることが好ましく、より好ましくは92~100モル%であり、更に好ましくは95~100モル%であり、最も好ましくは100モル%である。
上記ポリカルボン酸系重合体が、(メタ)アクリル酸(塩)由来の構造単位の含有割合が、全単量体由来の構造単位100モル%に対して90~100モル%である形態は、本発明の好ましい実施形態の1つである。
上記ポリカルボン酸系重合体は、不飽和カルボン酸系単量体以外のその他の単量体由来の構造単位を有していてもよい。
その他の単量体としては、不飽和カルボン酸系単量体と共重合できるものであれば特に制限されないが、例えば2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、α-ヒドロキシメチルエチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有アルキル(メタ)アクリレート類;(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)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル等の(メタ)アクリル酸の炭素数1~18のアルキル基のエステルである、アルキル(メタ)アクリレート類;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びその4級化物等のアミノ基含有アクリレート;(メタ)アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド等のアミド基含有単量体類;酢酸ビニル等のビニルエステル類;エチレン、プロピレン等のアルケン類;スチレン等の芳香族ビニル系単量体類;マレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド誘導体;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル系単量体類;3-(メタ)アリルオキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、2-((メタ)アクリロイルオキシ)エタンスルホン酸、p-スチレンスルホン酸、α-メチル-p-スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、イソプレンスルホン酸、1-メチル-2-プロペン-1-スルホン酸、1,1-ジメチル-2-プロペン-1-スルホン酸、3-ブテン-1-スルホン酸、1-ブテン-3-スルホン酸等のスルホン酸基を有する単量体及びそれらの塩;ビニルホスホン酸、(メタ)アリルホスホン酸等のホスホン酸基を有する単量体;(メタ)アクロレイン等のアルデヒド基含有ビニル系単量体類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、アリルアルコール、ビニルピロリドン等のその他官能基含有単量体類;ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、モノアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート、ビニルアルコール、(メタ)アリルアルコール、イソプレノール等の(メタ)アクリル酸又は不飽和アルコールにアルキレンオキシドが1~300モル付加した構造を有する単量体等のポリアルキレングリコール鎖含有単量体;等が挙げられる。これらその他の単量体についても、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
上記ポリカルボン酸系重合体におけるその他の単量体由来の構造単位の含有割合は、全単量体由来の構造単位100モル%に対して、0~15モル%である。この場合、本発明の技術的意義がより効果的に発揮される。上記構造単位の含有割合としては0~10モル%であることが好ましく、より好ましくは0~8モル%であり、更に好ましくは0~5モル%であり、最も好ましくは0モル%である。
<ポリカルボン酸系重合体の製造方法>
上記ポリカルボン酸系重合体の製造方法は、特に制限されないが、不飽和カルボン酸系単量体を含む単量体成分を重合することにより製造することができる。不飽和カルボン酸系単量体等の単量体成分の具体例及び好ましい例は、上述のとおりである。また、単量体成分における全単量体100モル%に対する不飽和カルボン酸系単量体及びその他の単量体の含有割合は、上述の全単量体由来の構造単位100モル%に対する不飽和カルボン酸系単量体及びその他の単量体由来の構造単位の割合と同様である。
上記ポリカルボン酸系重合体の製造方法の重合工程における、単量体成分の重合を開始する方法としては、特に制限されないが、例えば、重合開始剤を添加する方法、UVを照射する方法、熱を加える方法、光開始剤存在下に光を照射する方法等が挙げられる。
上記重合工程において、重合開始剤を用いることが好ましい。
上記重合開始剤としては、例えば、過酸化水素;過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(2,2’-アゾビス-2-アミジノプロパン二塩酸塩)、2,2’-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]水和物、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-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’-アゾビス(1-イミノ-1-ピロリジノ-2-メチルプロパン)二塩酸塩等のアゾ系化合物;過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、過酢酸、ジ-t-ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド等の有機過酸化物;アスコルビン酸と過酸化水素、過硫酸塩と金属塩等の、酸化剤と還元剤とを組み合わせてラジカルを発生させる酸化還元型開始剤等が好適である。これらの重合開始剤のうち、残存単量体が減少する傾向にあることから、過酸化水素、過硫酸塩、アゾ系化合物が好ましく、より好ましくは過硫酸塩である。これらの重合開始剤は、単独で使用されてもよく、2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。重合開始剤として過硫酸塩を使用してポリカルボン酸系重合体を製造した場合、得られた重合体溶液を保管した際に増粘しやすい傾向があるが、本発明の保管方法を適用することにより、重合体溶液の粘度の変化を充分に抑制することができる。したがって、過硫酸塩を使用して製造したポリカルボン酸系重合体溶液に対して本発明の保管方法を適用する場合、本発明の技術的意義がより効果的に発揮される。
上記重合開始剤の使用量としては、単量体(全単量体)の使用量1モルに対して、0.05g以上、10g以下であることが好ましく、0.1g以上、5g以下であることがより好ましく、0.15g以上、1g以下であることが更に好ましい。
上記重合工程では、得られる重合体の分子量調整のために、連鎖移動剤を使用することが好ましい。連鎖移動剤としては、例えば、メルカプトエタノール、チオグリセロール、メルカプトカルボン酸類、2-メルカプトエタンスルホン酸等のチオール系連鎖移動剤;イソプロピルアルコール等の2級アルコール;亜リン酸、次亜リン酸及びこれらの塩(次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム等)、亜硫酸、亜硫酸水素、亜二チオン酸、メタ重亜硫酸及びその塩(亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜二チオン酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム等)の低級酸化物及びその塩等の親水性連鎖移動剤が挙げられる。好ましくは亜リン酸、次亜リン酸、亜硫酸、亜硫酸水素、亜二チオン酸、メタ重亜硫酸及びこれらの塩であり、より好ましくは次亜リン酸又は次亜リン酸塩である。
上記連鎖移動剤の使用量としては、単量体(全単量体)の使用量1モルに対して、0.2g以上、16.0g以下であることが好ましく、0.5g以上、11.0g以下であることがより好ましく、1.0g以上、8.0g以下であることが更に好ましく、1.5g以上、6.5g以下であることが最も好ましい。
上記重合工程において、溶媒を使用する場合、溶媒としては水性溶媒が好ましい。水性溶媒としては、例えば、水、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール(2-プロパノール)、n-ブチルアルコール、ジエチレングリコール等のアルコール類、グリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール等が挙げられ、好ましくは水である。これらの溶媒は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
溶媒の使用量としては、単量体100質量%に対して40~900質量%が好ましく、50~600質量%がより好ましく、60~500質量%が更に好ましい。
上記重合工程において、重合温度は、特に限定されるものではないが、50~150℃の範囲内であれば、重合率がより向上するので好ましい。より好ましくは70~120℃である。
上記重合工程において、反応時間は、上記重合反応が完結するように、反応温度や、単量体成分、重合開始剤、及び、溶媒等の種類(性質)や組み合わせ、使用量等に応じて、適宜設定すればよい。
<ポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法>
本発明のポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法は、重量平均分子量が1,000~20,000であり、中和率が、ポリカルボン酸系重合体が有するカルボキシル基及びその塩の合計100モル%に対して15モル%以下であるポリカルボン酸系重合体の溶液を40℃以上で保管することを特徴とする。
これにより、ポリカルボン酸系重合体溶液の白濁及び増粘を抑制することができる。
上記保管温度として好ましくは42℃以上、95℃以下であり、より好ましくは43℃以上、更に好ましくは44℃以上、最も好ましくは45℃以上である。より好ましくは90℃以下、更に好ましくは80℃以下、最も好ましくは70℃以下である。
上記ポリカルボン酸系重合体の溶液は、水溶液であることが好ましい。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液における重合体の固形分濃度は、30~70質量%であることが好ましい。この場合、本発明の技術的意義がより効果的に発揮される。固形分濃度が30質量%以上であれば輸送効率や保管場所の節約の点で好ましい。重合体の固形分濃度としてより好ましくは35~60質量%であり、更に好ましくは38~57質量%であり、一層好ましくは40~57質量%であり、より一層好ましくは41~56質量%であり、特に好ましくは42~55質量%である。
上記重合体の固形分濃度は、実施例に記載の方法により測定することができる。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液における好ましい水の質量範囲は、上記ポリカルボン酸系重合体溶液の全質量100質量%に対して、好ましくは30~70質量%であり、より好ましくは40~65質量%であり、更に好ましくは43~62質量%であり、一層好ましくは43~60質量%であり、より一層好ましくは44~60質量%であり、更に一層好ましくは44~59質量%であり、特に好ましくは45~58質量%である。
また、上記ポリカルボン酸系重合体溶液は水以外の溶媒を含んでいてもよい。
溶媒100質量%のうち水の占める割合は、好ましくは50質量%以上100質量%以下であり、より好ましくは75質量%以上100質量%以下であり、更に好ましくは90質量%以上100質量%以下であり、最も好ましくは100質量%である。
水以外の溶媒の割合としては、溶媒100質量%に対して好ましくは50質量%以下であり、より好ましくは25質量%以下であり、更に好ましくは10質量%以下であり、最も好ましくは0質量%である。
上記保管方法において、保管容器の材質は特に制限されず、例えば、密閉性の高い樹脂容器(例えば、高密度ポリエチレン容器など)、ガラス容器、ステンレス等の金属容器等が挙げられる。中でも酸素透過性の観点からステンレス製の保存容器を用いることが好ましい。ステンレスの種類は特に限定されないが、耐食性の観点からSUS304、SUS316、SUS316Lが好ましい。
上記保管方法において、保管温度を40℃以上に保つ方法としては特に制限されないが、例えば、保管容器の一部又は全体を加温する方法や、重合体溶液を保管容器に取り付けた熱交換機等を通過させる方法が挙げられる。好ましくは保管容器の一部又は全体を加温する方法である。これにより、保管容器中の重合体溶液の温度をより均一に保つことができ、より安定に保管することができる。
上記保管方法において、保管容器中の雰囲気は、空気雰囲気、不活性雰囲気のどちらでもよいが、不活性雰囲気とすることが好ましい。不活性ガスとしては特に制限されないが、窒素、ヘリウム、アルゴン等が挙げられる。上記保存方法において、保管容器中の気相部分を不活性ガスで置換することがより好ましい。
上記保管方法は、40℃以上で保管する期間の割合が全保管期間に対して50%以上であることが好ましい。上記保管期間は、保管又は輸送用等の容器又はタンクに重合体の溶液を充填、移送した時点から、保管又は輸送用等の容器又はタンクから重合体の溶液を取り出すまでの期間である。具体的には、(i)ポリカルボン酸系重合体の製造における重合の完結後(熟成を行う場合には熟成後)に、保管用の容器又はタンクに重合体の溶液を充填した時点から、保管用の容器又はタンクから重合体の溶液を取り出すまでの期間;(ii)また別の態様として、ポリカルボン酸系重合体の製造における重合の完結後(熟成を行う場合には熟成後)に、保管用の容器又はタンクを経由せず輸送容器に充填する場合、輸送容器に重合体の溶液を充填した時点から、輸送容器から重合体の溶液を取り出すまでの期間;(iii)さらに別の態様として、保管用の容器又はタンクに重合体の溶液を充填後、保管用の容器から重合体の溶液を取り出して輸送用の容器に充填した場合、保管用の容器又はタンクに重合体の溶液を保管している期間及び、輸送容器に重合体の溶液を充填した時点から、輸送容器から重合体の溶液を取り出すまでの期間等が挙げられ、(iv)上述の保管の具体的態様の2種類以上の組み合わせ及び繰り返し(例えば、上記態様(ii)又は(iii)の後に輸送容器から取り出した重合体の溶液を保管容器等に充填して保管する等の保管と輸送の繰り返し等)も保管期間とする。40℃以上で保管する期間の割合としてより好ましくは70%以上であり、更に好ましくは90%以上である。
上記保管方法は、保存温度が24時間以上連続して40℃以上となることが好ましい。より好ましくは48時間以上、更に好ましくは72時間以上、特に好ましくは96時間以上連続して40℃以上となることである。
上記保管方法は、少なくとも保管期間の終了前2時間を40℃以上とすることが好ましい。この場合、保管期間終了後すぐに白濁及び増粘が抑制された状態でポリカルボン酸系重合体溶液を使用することができる。より好ましくは少なくとも保管期間の終了前3時間、更に好ましくは少なくとも保管期間の終了前4時間、特に好ましくは少なくとも保管期間の終了前5時間を40℃以上とすることである。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液を保管期間中常に40℃以上とする形態も本発明の好ましい実施形態の1つである。この場合、いつでも白濁及び増粘が抑制された状態でポリカルボン酸系重合体溶液を使用することができる。
上記保管方法における保管期間は特に制限されないが、1日間以上730日間以下であることが好ましい。より好ましくは2日間以上540日間以下であり、更に好ましくは3日間以上365日間以下であり、特に好ましくは4日間以上300日間以下である。
本発明の保管方法によりポリカルボン酸系重合体溶液を保管することでポリカルボン酸系重合体溶液の粘度変化を抑制することができる。
例えば、ポリカルボン酸系重合体溶液を40℃で70日間保管した場合の粘度変化率は40%以下であることが好ましく、30%以下であることが更に好ましく、20%以下であることが特に好ましく、10%以下であることが最も好ましい。また、40℃で120日間保管した場合の粘度変化率は50%以下であることが好ましく、30%以下であることが更に好ましく、25%以下であることが特に好ましく、20%以下であることが最も好ましい。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液の粘度は実施例に記載の方法により測定することができる。
また、本発明の保管方法によりポリカルボン酸系重合体溶液を保管することでポリカルボン酸系重合体溶液のHazeを低減することができる。
例えば、ポリカルボン酸系重合体溶液を40℃で70日間保管した場合のHazeは45%以下であることが好ましく、40%以下であることが更に好ましく、30%以下であることが特に好ましく、20%以下であることが最も好ましい。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液のHazeは実施例に記載の方法により測定することができる。
本発明のポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法は、該溶液の量や保管形態に特に限定されず、ポリカルボン酸系重合体溶液を貯蔵、輸送、運搬、移送などして取り扱う場合にも好適に運用される。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液は、ポリカルボン酸系重合体以外のその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、未反応の残留単量体、重合開始剤、重合安定化剤、ポリマー安定化剤、防腐剤、有機溶剤等が挙げられ、これらの1種を含んでいてもよく、2種以上を含んでいてもよい。これらの含有量は30000ppm以下が好ましく、10000ppm以下がより好ましく、3000ppm以下が更に好ましく、1000ppm以下が特に好ましい。上記重合体溶液は、重合安定化剤やポリマー安定化剤としてチアジン化合物等の複素環式化合物を含んでいてもよいが、複素環式化合物の含有量としては、100ppm以下が好ましく、より好ましくは50ppm以下であり、更に好ましくは10ppm以下であり、特に好ましくは1ppm以下であり、最も好ましくは0ppmである。
本発明の保管方法は、ポリカルボン酸系重合体溶液が複素環式化合物等の重合安定化剤やポリマー安定化剤を含まないものであっても、重合体溶液の白濁及び増粘を充分に抑制することができる。
<ポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法>
本発明はまた、重量平均分子量が1,000~20,000であり、中和率が、ポリカルボン酸系重合体が有するカルボキシル基及びその塩の合計100モル%に対して15モル%以下であるポリカルボン酸系重合体の溶液を40℃未満の温度で保管した後、40℃以上に加温して使用するポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法でもある。ポリカルボン酸系重合体溶液を40℃未満の温度で保管した場合にも、その後40℃以上に加温することで白濁及び増粘が抑制された状態でポリカルボン酸系重合体溶液を使用することができる。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法は、ポリカルボン酸系重合体溶液を40℃以上に加温した後と保管開始時とにおけるポリカルボン酸系重合体溶液の粘度の差が、40℃未満で保管した後であって加温前と保管開始時とにおけるポリカルボン酸系重合体溶液の粘度の差に対して50%以下であることが好ましい。より好ましくは30%以下であり、更に好ましくは20%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法は、40℃未満で保管した後であって加温前のポリカルボン酸系重合体溶液のHazeが45%以上であり、40℃以上に加温した後のポリカルボン酸系重合体溶液のHazeが40%以下であることが好ましい。40℃以上に加温した後のポリカルボン酸系重合体溶液のHazeとしてより好ましくは30%以下であり、更に好ましくは20%以下であり、特に好ましくは10%以下である。
上記ポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法は、40℃以上に加温する時間が2時間以上であることが好ましい。より好ましくは3時間以上であり、更に好ましくは4時間以上であり、特に好ましくは5時間以上である。
<ポリカルボン酸系重合体の用途>
本発明の保管及び使用対象のポリカルボン酸系重合体は、凝固剤、凝集剤、印刷インク、接着剤、土壌調整(改質)剤、難燃剤、スキンケア剤、ヘアケア剤、シャンプー・ヘアースプレー・石鹸・化粧品用添加剤、アニオン交換樹脂、繊維・写真用フィルムの染料媒染剤や助剤、製紙における顔料展着剤、紙力増強剤、乳化剤、防腐剤、織物・紙の柔軟剤、潤滑油の添加剤、水処理剤、繊維処理剤、分散剤、洗剤用添加剤、スケール防止剤(スケール抑制剤)、金属イオン封止剤、増粘剤、各種バインダー、乳化剤等として用いることができる。
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。
<重量平均分子量(1万以下の場合)の測定条件(GPC)>
装置:東ソー株式会社製 HLC-8320GPC
検出器:RI
カラム:東ソー製 TSK-GEL G3000PWXL(2本直列に接続)
カラム温度:40℃
流速:0.5mL/min.
試料液注入量:10μL(試料濃度は0.5質量%)
検量線:American Polymer Standards Corporation社製 ポリアクリル酸標準(Mp=900、1250、1770、2925、4100、7500、16000、28000、47500)および酢酸ナトリウム(Mp=94)を使用し、Mpと溶出時間を基礎に3次式で作成。
溶離液:リン酸二水素ナトリウム12水和物/リン酸水素二ナトリウム2水和物(34.5g/46.2g)の混合物を純水にて5000gに希釈した溶液。
<重量平均分子量(1万を超える場合)の測定条件(GPC)>
装置:東ソー株式会社製 HLC-8320GPC
検出器:RI
カラム:東ソー製 TSKgel GMPWXL(2本直列に接続)
カラム温度:40℃
流速:1mL/min.
試料液注入量:20μL(試料濃度は0.5質量%)
検量線:American Polymer Standards Corporation社製 ポリアクリル酸標準(Mp=1250、28000、47500、193800、392600、589700)を使用し、Mpと溶出時間を基礎に3次式で作成。
溶離液:(60.84mM炭酸ナトリウム水溶液+60.84mM炭酸水素ナトリウム水溶液)/アセトニトリル=83.74/16.26(重量比)
<重合体水溶液の固形分測定方法>
重合体水溶液1gを1gの脱イオン水で希釈して150℃で60分間乾燥させ、その蒸発残分を測定して、下記式より求めた。
固形分(%)=〔乾燥後の蒸発残分(g)/乾燥前の重合体水溶液の質量(g)〕×100
<重合体水溶液の粘度の測定条件>
測定装置:B型粘度計
粘度測定時の水溶液の温度:25℃
<Hazeの測定>
測定装置:日本電色工業株式会社製 HAZE METER NDH 5000
測定時の水溶液の温度:25℃
<リン含有基の分析>
31P-NMR分析により重合体に導入されているリン原子及びポリマーに導入されずに無機リン塩型で存在するリン原子を分析した。
<製造例1>
還流冷却器、攪拌機を備えた容量10LのSUS製反応容器に、脱イオン水:2140.0gを仕込み、攪拌下で沸点まで昇温した。次いで攪拌下、沸点の重合反応系中に、80重量%アクリル酸水溶液(以下、「80%AA」と称する):5635.9g(すなわち62.6モル)を180分間、15重量%過硫酸ナトリウム水溶液(以下「15%NaPS」と称する):28.8gを18分間と更に続いて160.5gを167分間と2段階の供給速度で、45質量%次亜リン酸ナトリウム・1水和物の水溶液(以下「45%SHP」と称する):133.9g(すなわち0.568モル)を18分間と更に続いて530.7g(すなわち2.25モル)を162分間と2段階の供給速度で、それぞれ別々の供給経路を通じて先端ノズルより滴下した。80%AAの滴下は一定の滴下速度で連続的に行った。AAの滴下終了後、さらに40分間、上記反応液を沸点に保持(熟成)し、重合を完結させた。重合の完結後、反応溶液に脱イオン水:1317.9g、48重量%水酸化ナトリウム水溶液(以下「48%NaOH」と称する):52.2g(すなわち0.626モル、水溶液に含まれるカルボキシル基を1モル%中和する量)を撹拌下、滴下することで(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(A)を得た。該水溶液の重量平均分子量(Mw)は4,000、固形分は48.8%、粘度は230mPa・s、Hazeは0%であった。リン原子の分析において、ポリマー鎖中に導入されたリン原子と、ポリマー末端に導入されたリン原子と、ポリマーに導入されず、無機リン塩型で存在するリン原子の割合は72:10:18であったことから全単量体由来の構造単位100モル%に対する連鎖移動剤由来の構造の含有割合は3.7モル%であった。
<実施例1>
製造例1で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(A)を60℃の恒温槽内にて保管した。70日間保管後の該水溶液(A-1)の重量平均分子量(Mw)は4,000、粘度は230mPa・s、Hazeは1%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(A)を60℃で70日間保管時の粘度変化率は0%であった。
<実施例2>
製造例1で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(A)を50℃の恒温槽内にて保管した。70日間保管後の該水溶液(A-2)の重量平均分子量(Mw)は4,000、粘度は230mPa・s、Hazeは1%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(A)を50℃で70日間保管時の粘度変化率は0%であった。
<実施例3>
製造例1で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(A)を40℃の恒温槽内にて保管した。70日間保管後の該水溶液(A-3)の重量平均分子量(Mw)は4,000、粘度は230mPa・s、Hazeは1%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(A)を40℃で70日間保管時の粘度変化率は0%であった。
<比較例1>
製造例1で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(A)を20℃の恒温槽内にて保管した。70日間保管後の該水溶液(A-4)の重量平均分子量(Mw)は4,000、粘度は430mPa・s、Hazeは95%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(A)を20℃で70日間保管時の粘度変化率は87%であった。
<比較例2>
製造例1で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(A)を5℃の恒温槽内にて保管した。70日間保管後の該水溶液(A-5)の重量平均分子量(Mw)は4,000、粘度は480mPa・s、Hazeは98%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(A)を5℃で70日間保管時の粘度変化率は109%であった。
<実施例4>
比較例1で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(A-4)を60℃の恒温槽内にて保管した。5時間保管後の該水溶液(A-6)の重量平均分子量(Mw)は4,000、粘度は240mPa・s、Hazeは0%であった。
<実施例5>
比較例2で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(A-5)を60℃の恒温槽内にて保管した。5時間保管後の該水溶液(A-7)の重量平均分子量(Mw)は4,000、粘度は230mPa・s、Hazeは0%であった。
<比較例3>
比較例2で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(A-5)を25℃の恒温槽内にて保管した。5時間保管後の該水溶液(A-8)の重量平均分子量(Mw)は4,000、粘度は480mPa・s、Hazeは98%であった。
<製造例2>
還流冷却器、攪拌機を備えた容量2.5LのSUS製反応容器に、脱イオン水:283.0gを仕込み、攪拌下で沸点まで昇温した。次いで攪拌下、沸点の重合反応系中に、80%AA:702.1g(すなわち7.80モル)を180分間、15%NaPS:39.1gを195分間、45%SHP:8.7g(すなわち0.0368モル)を18分間と更に続いて35.1g(すなわち0.149モル)を162分間と2段階の供給速度で、脱イオン水:132.1gを80%AA滴下開始92分後から53分間、それぞれ別々の供給経路を通じて先端ノズルより滴下した。各成分の滴下は、45%SHP以外は一定の滴下速度で連続的に行った。AAの滴下終了後、さらに30分間、上記反応液を沸点に保持(熟成)し、重合を完結させることで(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(B)を得た。該水溶液の重量平均分子量(Mw)は10,000、固形分は49.8%、粘度は550mPa・sであった。リン原子の分析において、ポリマー鎖中に導入されたリン原子と、ポリマー末端に導入されたリン原子と、ポリマーに導入されず、無機リン塩型で存在するリン原子の割合は75:12:13であったことから全単量体由来の構造単位100モル%に対する連鎖移動剤由来の構造の含有割合は2.1モル%であった。
<実施例6>
製造例2で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(B)を50℃の恒温槽内にて保管した。120日間保管後の該水溶液(B-1)の重量平均分子量(Mw)は10,000、粘度は540mPa・sであった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(B)を50℃で120日間保管時の粘度変化率は-2%であった。
<実施例7>
製造例2で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(B)を40℃の恒温槽内にて保管した。120日間保管後の該水溶液(B-2)の重量平均分子量(Mw)は10,000、粘度は540mPa・sであった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(B)を40℃で120日間保管時の粘度変化率は-2%であった。
<比較例4>
製造例2で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(B)を2℃の恒温槽内にて保管した。120日間保管後の該水溶液(B-3)の重量平均分子量(Mw)は10,000、粘度は1150mPa・sであった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(B)を2℃で120日間保管時の粘度変化率は109%であった。
<実施例8>
比較例4で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(B-3)を60℃の恒温槽内にて保管した。5時間保管後の該水溶液(B-4)の重量平均分子量(Mw)は10,000、粘度は550mPa・sであった。
<比較例5>
比較例4で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(B-3)を25℃の恒温槽内にて保管した。5時間保管後の該水溶液(B-5)の重量平均分子量(Mw)は10,000、粘度は1150mPa・sであった。
<製造例3>
還流冷却器、攪拌機を備えた容量2.5LのSUS製反応容器に、脱イオン水:280.4gを仕込み、攪拌下で沸点まで昇温した。次いで攪拌下、沸点の重合反応系中に、80%AA:695.6g(すなわち7.73モル)を180分間、15%NaPS:38.7gを195分間、45%SHP:10.9g(すなわち0.0463モル)を18分間と更に続いて43.5g(すなわち0.185モル)を162分間と2段階の供給速度で、脱イオン水:130.8gを80%AA滴下開始92分後から53分間、それぞれ別々の供給経路を通じて先端ノズルより滴下した。各成分の滴下は、45%SHP以外は一定の滴下速度で連続的に行った。AAの滴下終了後、さらに30分間、上記反応液を沸点に保持(熟成)し、重合を完結させることで(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(C)を得た。該水溶液の重量平均分子量(Mw)は7,200、固形分は49.7%、粘度は480mPa・s、Hazeは1%であった。リン原子の分析において、ポリマー鎖中に導入されたリン原子とポリマー末端に導入されたリン原子の合計と、ポリマーに導入されず、無機リン塩型で存在するリン原子の割合は80:20であったことから全単量体由来の構造単位100モル%に対する連鎖移動剤由来の構造の含有割合は2.4モル%であった。
<実施例9>
製造例3で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(C)を50℃の恒温槽内にて保管した。50日間保管後の該水溶液(C-1)の重量平均分子量(Mw)は7,200、粘度は490mPa・s、Hazeは0%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(C)を50℃で50日間保管時の粘度変化率は2%であった。
<実施例10>
製造例3で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(C)を40℃の恒温槽内にて保管した。50日間保管後の該水溶液(C-2)の重量平均分子量(Mw)は7,200、粘度は490mPa・s、Hazeは1%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(C)を40℃で50日間保管時の粘度変化率は2%であった。
<比較例6>
製造例3で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(C)を5℃の恒温槽内にて保管した。50日間保管後の該水溶液(C-3)の重量平均分子量(Mw)は7,200、粘度は2450mPa・s、Hazeは55%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(C)を5℃で50日間保管時の粘度変化率は410%であった。
<実施例11>
比較例6で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(C-3)を60℃の恒温槽内にて保管した。5時間保管後の該水溶液(C-4)の重量平均分子量(Mw)は7,200、粘度は490mPa・s、Hazeは1%であった。
<比較例7>
比較例6で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(C-3)を25℃の恒温槽内にて保管した。5時間保管後の該水溶液(C-5)の重量平均分子量(Mw)は7,200、粘度は2450mPa・s、Hazeは55%であった。
<製造例4>
還流冷却器、攪拌機を備えた容量10LのSUS製反応容器に、脱イオン水:1168.8gを仕込み、攪拌下で沸点まで昇温した。次いで攪拌下、沸点の重合反応系中に、80%AA:3078.2g(すなわち34.2モル)を180分間、15%NaPS:15.8gを18分間と更に続いて87.7gを167分間と2段階の供給速度で、45%SHP:83.5g(すなわち0.355モル)を18分間と更に続いて330.7g(すなわち1.40モル)を162分間と2段階の供給速度でそれぞれ別々の供給経路を通じて先端ノズルより滴下した。80%AAの滴下は一定の滴下速度で連続的に行った。AAの滴下終了後、さらに40分間、上記反応液を沸点に保持(熟成)し、重合を完結させた。重合の完結後、反応溶液に脱イオン水:511.5gを撹拌下、滴下することで(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(D)を得た。該水溶液の重量平均分子量(Mw)は3,300、固形分は51.1%、粘度は250mPa・s、Hazeは1%であった。リン原子の分析において、ポリマー鎖中に導入されたリン原子と、ポリマー末端に導入されたリン原子と、ポリマーに導入されず、無機リン塩型で存在するリン原子の割合は71:14:15であったことから全単量体由来の構造単位100モル%に対する連鎖移動剤由来の構造の含有割合は4.4モル%であった。
<実施例12>
製造例4で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(D)を50℃の恒温槽内にて保管した。70日間保管後の該水溶液(D-1)の重量平均分子量(Mw)は3,300、粘度は250mPa・s、Hazeは0%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(D)を50℃で70日間保管時の粘度変化率は0%であった。
<実施例13>
製造例4で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(D)を40℃の恒温槽内にて保管した。70日間保管後の該水溶液(D-2)の重量平均分子量(Mw)は3,300、粘度は250mPa・s、Hazeは0%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(D)を40℃で70日間保管時の粘度変化率は0%であった。
<比較例8>
製造例4で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(D)を5℃の恒温槽内にて保管した。70日間保管後の該水溶液(D-3)の重量平均分子量(Mw)は3,300、粘度は350mPa・s、Hazeは93%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(D)を5℃で70日間保管時の粘度変化率は40%であった。
<実施例14>
比較例8で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(D-3)を60℃の恒温槽内にて保管した。24時間保管後の該水溶液(D-4)の重量平均分子量(Mw)は3,300、粘度は250mPa・s、Hazeは1%であった。
<比較例9>
比較例8で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(D-3)を25℃の恒温槽内にて保管した。24時間保管後の該水溶液(D-5)の重量平均分子量(Mw)は3,300、粘度は350mPa・s、Hazeは93%であった。
<製造例5>
還流冷却器、攪拌機を備えた容量10LのSUS製反応容器に、脱イオン水:1092.4gを仕込み、攪拌下で沸点まで昇温した。次いで攪拌下、沸点の重合反応系中に、80%AA:2876.8g(すなわち32.0モル)を180分間、15%NaPS:14.7gを18分間と更に続いて81.9gを167分間と2段階の供給速度で、45%SHP:89.7g(すなわち0.381モル)を18分間と更に続いて344.5g(すなわち1.46モル)を162分間と2段階の供給速度でそれぞれ別々の供給経路を通じて先端ノズルより滴下した。80%AAの滴下は一定の滴下速度で連続的に行った。AAの滴下終了後、さらに40分間、上記反応液を沸点に保持(熟成)し、重合を完結させることで(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(E)を得た。
<製造例6>
還流冷却器、攪拌機を備えた容量2.5LのSUS製反応容器に、製造例5で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(E):829.9gを仕込み、攪拌下、脱イオン水:37.8g、48%NaOH:12.3g(すなわち0.148モル、水溶液(E)に含まれるカルボキシル基を2.5モル%中和する量)を滴下することで(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(F)を得た。該水溶液の重量平均分子量(Mw)は2,850、固形分は53.6%、粘度は410mPa・s、Hazeは0%であった。リン原子の分析において、ポリマー鎖中に導入されたリン原子と、ポリマー末端に導入されたリン原子と、ポリマーに導入されず、無機リン塩型で存在するリン原子の割合は73:13:14であったことから全単量体由来の構造単位100モル%に対する連鎖移動剤由来の構造の含有割合は5.0モル%であった。
<実施例15>
製造例6で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(F)を50℃の恒温槽内にて保管した。120日間保管後の該水溶液(F-1)の重量平均分子量(Mw)は2,850、粘度は420mPa・s、Hazeは0%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(F)を50℃で120日間保管時の粘度変化率は2%であった。
<実施例16>
製造例6で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(F)を40℃の恒温槽内にて保管した。120日間保管後の該水溶液(F-2)の重量平均分子量(Mw)は2,850、粘度は420mPa・s、Hazeは0%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(F)を40℃で120日間保管時の粘度変化率は2%であった。
<比較例10>
製造例6で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(F)を2℃の恒温槽内にて保管した。120日間保管後の該水溶液(F-3)の重量平均分子量(Mw)は2,850、粘度は530mPa・s、Hazeは98%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(F)を2℃で120日間保管時の粘度変化率は29%であった。
<実施例17>
比較例10で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(F-3)を60℃の恒温槽内にて保管した。24時間保管後の該水溶液(F-4)の重量平均分子量(Mw)は2,850、粘度は430mPa・s、Hazeは0%であった。
<比較例11>
比較例10で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(F-3)を25℃の恒温槽内にて保管した。24時間保管後の該水溶液(F-5)の重量平均分子量(Mw)は2,850、粘度は530mPa・s、Hazeは98%であった。
<製造例7>
還流冷却器、攪拌機を備えた容量2.5LのSUS製反応容器に、製造例5で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(E):824.2gを仕込み、攪拌下、脱イオン水:31.4g、48%NaOH:24.4g(すなわち0.293モル、水溶液(E)に含まれるカルボキシル基を5モル%中和する量)を滴下することで(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(G)を得た。該水溶液の重量平均分子量(Mw)は2,850、固形分は53.9%、粘度は500mPa・s、Hazeは0%であった。リン原子の分析において、ポリマー鎖中に導入されたリン原子と、ポリマー末端に導入されたリン原子と、ポリマーに導入されず、無機リン塩型で存在するリン原子の割合は73:13:14であったことから全単量体由来の構造単位100モル%に対する連鎖移動剤由来の構造の含有割合は5.0モル%であった。
<実施例18>
製造例7で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(G)を50℃の恒温槽内にて保管した。100日間保管後の該水溶液(G-1)の重量平均分子量(Mw)は2,850、粘度は500mPa・s、Hazeは0%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(G)を50℃で100日間保管時の粘度変化率は0%であった。
<実施例19>
製造例7で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(G)を40℃の恒温槽内にて保管した。100日間保管後の該水溶液(G-2)の重量平均分子量(Mw)は2,850、粘度は500mPa・s、Hazeは0%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(G)を40℃で100日間保管時の粘度変化率は0%であった。
<比較例12>
製造例7で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(G)を2℃の恒温槽内にて保管した。100日間保管後の該水溶液(G-3)の重量平均分子量(Mw)は2,850、粘度は560mPa・s、Hazeは69%であった。よって、アクリル酸系重合体の水溶液(G)を2℃で100日間保管時の粘度変化率は12%であった。
<実施例20>
比較例12で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(G-3)を60℃の恒温槽内にて保管した。5時間保管後の該水溶液(G-4)の重量平均分子量(Mw)は2,850、粘度は500mPa・s、Hazeは0%であった。
<比較例13>
比較例12で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(G-3)を25℃の恒温槽内にて保管した。5時間保管後の該水溶液(G-5)の重量平均分子量(Mw)は2,850、粘度は560mPa・s、Hazeは69%であった。
<参考例1>
還流冷却器、攪拌機を備えた容量2.5LのSUS製反応容器に、製造例5で得られた(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(E):784.0gを仕込み、攪拌下、脱イオン水:3.2g、48%NaOH:92.8g(すなわち1.11モル、水溶液(E)に含まれるカルボキシル基を20モル%中和する量)を滴下することで(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(H)を得た。該水溶液の重量平均分子量(Mw)は2,850、固形分は54.0%、粘度は1150mPa・s、Hazeは1%であった。リン原子の分析において、ポリマー鎖中に導入されたリン原子と、ポリマー末端に導入されたリン原子と、ポリマーに導入されず、無機リン塩型で存在するリン原子の割合は73:13:14であったことから全単量体由来の構造単位100モル%に対する連鎖移動剤由来の構造の含有割合は5.0モル%であった。得られた水溶液(H)を50℃の恒温槽内にて140日間保管することで得られた水溶液(H-1)の重量平均分子量(Mw)は2,850、粘度は1150mPa・s、Hazeは1%であった。水溶液(H)を40℃の恒温槽内にて140日間保管することで得られた水溶液(H-2)の重量平均分子量(Mw)は2,850、粘度は1150mPa・s、Hazeは1%であった。水溶液(H)を2℃の恒温槽内にて140日間保管することで得られた水溶液(H-3)の重量平均分子量(Mw)は2,850、粘度は1150mPa・s、Hazeは1%であった。(メタ)アクリル酸系重合体が有するカルボキシル基及びその塩の合計100モル%に対して中和度が20モル%の時、増粘や白濁といった課題は生じなかった。
<参考例2>
還流冷却器、攪拌機を備えた容量2.5LのSUS製反応容器に、脱イオン水:422.5gを仕込み、攪拌下で沸点まで昇温した。次いで攪拌下、沸点の重合反応系中に、80%AA:632.8g(すなわち7.03モル)を120分間、15%NaPS:31.3gを130分間、45%SHP:2.5g(すなわち0.0106モル)を15分間と更に続いて8.7g(すなわち0.0369モル)を105分間と2段階の供給速度で、脱イオン水:10.8gを15分間と更に続いて37.9gを105分間と2段階の供給速度でそれぞれ別々の供給経路を通じて先端ノズルより滴下した。80%AA、15%NaPSの滴下は一定の滴下速度で連続的に行った。AAの滴下終了後、さらに90分間、上記反応液を沸点に保持(熟成)し、重合を完結させた。重合の完結後、反応溶液に脱イオン水:53.3gを撹拌下、滴下することで(メタ)アクリル酸系重合体の水溶液(I)を得た。該水溶液の重量平均分子量(Mw)は47,000、固形分は43.6%、粘度は1250mPa・s、Hazeは1%であった。リン原子の分析において、ポリマー鎖中に導入されたリン原子と、ポリマー末端に導入されたリン原子と、ポリマーに導入されず、無機リン塩型で存在するリン原子の割合は61:16:23であったことから全単量体由来の構造単位100モル%に対する連鎖移動剤由来の構造の含有割合は0.5モル%であった。得られた水溶液(I)を50℃の恒温槽内にて140日間保管することで得られた水溶液(I-1)の重量平均分子量(Mw)は47,000、粘度は1250mPa・s、Hazeは0%であった。水溶液(I)を40℃の恒温槽内にて140日間保管することで得られた水溶液(I-2)の重量平均分子量(Mw)は47,000、粘度は1250mPa・s、Hazeは0%であった。水溶液(I)を2℃の恒温槽内にて140日間保管することで得られた水溶液(I-3)の重量平均分子量(Mw)は47,000、粘度は1250mPa・s、Hazeは1%であった。(メタ)アクリル酸系重合体の重量平均分子量が47,000の時、増粘や白濁といった課題は生じなかった。

Claims (10)

  1. ポリカルボン酸系重合体溶液を保管する方法であって、
    該ポリカルボン酸系重合体は、重量平均分子量が1,000~20,000であり、中和率が、ポリカルボン酸系重合体が有するカルボキシル基及びその塩の合計100モル%に対して15モル%以下であり、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位が全単量体由来の構造単位100モル%に対して85~100モル%であり、
    該保管方法は、保管温度が40℃以上であることを特徴とするポリカルボン酸系重合体溶液(但し、下記式(1);
    Figure 0007509907000001
    (式中、Qは多価アルコールもしくは多価フェノールからOHを除いた残基、及び多価カルボン酸からCOOHを除いた残基から選ばれるn価の多価有機基を表す。X はカルボニル基又は-CONH-を表す。A 、A は炭素数1~8のアルキレン基を表す。X は酸素原子、硫黄原子又はNH基を表す。ZはSH、SR、SSR、CX を表す。Rは炭素数1~20のアルキル、アリール、アラルキル、アルコキシ、アリーロキシ又はシクロアルキル基を表し、ハロゲン原子、シアノ基もしくはニトロ基で置換されていてもよい。Xは塩素原子又は臭素原子を表す。p、q、r、xは、同一又は異なって、0又は1である。mは0又は1~50の整数を表す。nは、2~100の整数を表す。[]内及び、mが2~50の場合の{}内はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。)で表される化合物由来の構造を有する重合体を含むもの、及び、重量平均分子量が8100である未中和のポリアクリル酸の44.8%水溶液を除く。)の保管方法。
  2. 前記ポリカルボン酸系重合体は、連鎖移動剤由来の構造を有することを特徴とする請求項1に記載のポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法。
  3. 前記ポリカルボン酸系重合体は、連鎖移動剤由来の構造の含有割合が全単量体由来の構造単位100モル%に対して0.7~15.0モル%であることを特徴とする請求項2に記載のポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法。
  4. 前記連鎖移動剤は、リン原子を有するものであることを特徴とする請求項2又は3に記載のポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法。
  5. 前記ポリカルボン酸系重合体は、(メタ)アクリル酸(塩)由来の構造単位の含有割合が、全単量体由来の構造単位100モル%に対して90~100モル%であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法。
  6. 前記ポリカルボン酸系重合体溶液を、1日間以上保管することを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載のポリカルボン酸系重合体溶液の保管方法。
  7. ポリカルボン酸系重合体溶液を使用する方法であって、
    該ポリカルボン酸系重合体は、重量平均分子量が1,000~20,000であり、中和率が、ポリカルボン酸系重合体が有するカルボキシル基及びその塩の合計100モル%に対して15モル%以下であり、
    該使用方法は、ポリカルボン酸系重合体溶液を40℃未満の温度で保管した後、40℃以上に加温して使用することを特徴とするポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法。
  8. 前記ポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法は、ポリカルボン酸系重合体溶液を40℃以上に加温した後と保管開始時とにおけるポリカルボン酸系重合体溶液の粘度の差が、
    40℃未満で保管した後であって加温前と保管開始時とにおけるポリカルボン酸系重合体溶液の粘度の差に対して50%以下であることを特徴とする請求項7に記載のポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法。
  9. 前記ポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法は、40℃未満で保管した後であって加温前のポリカルボン酸系重合体溶液のHazeが45%以上であり、40℃以上に加温した後のポリカルボン酸系重合体溶液のHazeが40%以下であることを特徴とする請求項7又は8に記載のポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法。
  10. 前記ポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法は、40℃以上に加温する時間が2時間以上であることを特徴とする請求項7~9のいずれかに記載のポリカルボン酸系重合体溶液の使用方法。
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