JPH05306314A - カチオン性ラテックス - Google Patents

カチオン性ラテックス

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JPH05306314A
JPH05306314A JP11136792A JP11136792A JPH05306314A JP H05306314 A JPH05306314 A JP H05306314A JP 11136792 A JP11136792 A JP 11136792A JP 11136792 A JP11136792 A JP 11136792A JP H05306314 A JPH05306314 A JP H05306314A
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JP
Japan
Prior art keywords
oxazoline
formula
macromonomer
particle size
poly
Prior art date
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Pending
Application number
JP11136792A
Other languages
English (en)
Inventor
Shiro Kobayashi
四郎 小林
Hiroshi Uyama
浩 宇山
Katsumi Mizuguchi
克美 水口
Keizo Ishii
敬三 石井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Paint Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paint Co Ltd
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Publication date
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 式 【化1】 [式中、mおよびnはそれぞれ独立して3〜50の整数であ
り、各繰り返し単位の配列の順序はランダムであり、X-
は酸残基である。]で示す構造を有するポリ(2-オキサゾ
リン)マクロモノマーと、ラジカル重合性コモノマーと
の、乳化共重合により得られるカチオン性ラテックス。 【効果】 サブミクロンの粒径と単分散の粒径分布とカ
チオン性表面とを有するポリマー微粒子を含有し、遊離
の乳化剤を含まないカチオン性ラテックスが提供され
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水性塗料および電着塗
料用バインダー、粘度調整剤、および免疫診断用粒子な
どに有用なカチオン性ラテックスに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、カチオン性ラテックスは、カ
チオン性界面活性剤を用いて重合性モノマーを乳化重合
する方法で製造されている。しかしながら、この方法で
は低分子量の界面活性剤を用いるために、最終製品の耐
水性低下や外観不良のような品質低下の問題が生じてい
る。
【0003】このような問題を防止するためにはラテッ
クスから界面活性剤を除去する必要がある。しかしなが
ら、界面活性剤を洗浄除去するためには限外ろ過法のよ
うな煩雑な操作を必要とするので生産性が低下し、製造
コストが上昇する。
【0004】他方、水溶性のカチオン開始剤のみを用い
て重合性モノマーを分散安定化し、界面活性剤を使用し
ない従来のソープフリー重合では、0.2μ以下の粒径を
有する微粒子を含有するラテックスの製造が困難であ
る。また、この方法には重合中に多量の凝集物を生成す
る問題がある。
【0005】したがって、耐水性および安定性のような
性能に優れた最終製品を低いコストで得るために、可及
的に微小な粒径および均一な粒径分布を有するポリマー
微粒子を含有し、従来の界面活性剤のような低分子量成
分を含有しないカチオン性ラテックスが求められてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の問
題を解決するものであり、その目的とするところは、サ
ブミクロンの粒径と単分散の粒径分布とカチオン性表面
とを有するポリマー微粒子を含有し、遊離の乳化剤を含
まないカチオン性ラテックスを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、式
【0008】
【化2】
【0009】[式中、mおよびnはそれぞれ独立して3〜5
0の整数であり、各繰り返し単位の配列の順序はランダ
ムであり、X-は酸残基である。]で示す構造を有するポ
リ(2−オキサゾリン)マクロモノマーと、ラジカル重
合性コモノマーとの、乳化共重合により得られるカチオ
ン性ラテックスを提供するものであり、そのことにより
従来の問題が解決される。
【0010】本発明に用いるポリ(2-オキサゾリン)マク
ロモノマーを調製するためには、まず、式
【0011】
【化3】
【0012】[式中、ZはBr、IおよびRSO3のような親電
子性基である。]で示す構造を有するスチリル化合物を
ラジカル開始剤として用いて、式
【0013】
【化4】
【0014】で示す構造を有する2-ブチル-2-オキサゾ
リンと、式
【0015】
【化5】
【0016】で示す構造を有する2-メチル-2-オキサゾ
リンとを、共重合する。この共重合は、D.A.トマリア(T
omalia)らの米国特許第4,261,925号(1981年);日米ポリ
マーシンポジウム(Japan-US Polymer Symposium)予稿
集、S.コバヤシ(Kobayashi)、第24頁、1985年;およ
び、S.コバヤシ、Prog. Polym. Sci.、第15巻、第751
頁、1990年、に記載のワンポット2ステージ法により行
うことが好ましい。この共重合に用いる2-ブチル-2-オ
キサゾリンと2-メチル-2-オキサゾリンとの割合は特に
限定されないが、2/8〜8/2の範囲とすることが好まし
い。2-ブチル-2-オキサゾリンと2-メチル-2-オキサゾリ
ンとの割合が上記の範囲を逸脱すると粒径分布が広くな
るので好ましくない。
【0017】本発明に用いるポリ(2-オキサゾリン)マク
ロモノマーは1,000〜5,000の範囲の数平均分子量を有す
ることが好ましいので、上記共重合工程で得られる2-オ
キサゾリンコポリマーの分子量もこの範囲に調節するこ
とが好ましい。2-オキサゾリンコポリマーの分子量は、
原料として用いるそれぞれのオキサゾリンモノマーの量
に対するスチリル化合物開始剤の量を増減することによ
り調節する。一般に、オキサゾリンモノマーに対して2
〜13重量%の量でスチリル化合物開始剤を用いることに
より、1,000〜5,000の範囲の数平均分子量を有する2-オ
キサゾリンコポリマーが得られる。
【0018】次いで、得られる2-オキサゾリンコポリマ
ーとトリエチルアミンとを等モル量で反応させることに
より、末端にアンモニウム基を有するポリ(2-オキサゾ
リン)マクロモノマーが得られる。このような反応は当
業者に周知である。例えば、80℃に加熱した2-オキサゾ
リンコポリマーのアセトニトリル溶液中に、上記共重合
工程で用いたスチリル化合物トリエチルアミンを添加
し、1時間撹拌することにより、2-オキサゾリンコポリ
マーの末端にアンモニウム基が導入される。この場合
は、酸残基X-はトシル酸となる。上述のように、本発明
に用いるポリ(2-オキサゾリン)マクロモノマーは1,000
〜5,000の範囲の数平均分子量を有することが好まし
い。数平均分子量が1,000を下回ると分散安定化が不十
分となり、5,000を上回るとエマルジョン溶液が高粘度
となり、高固形分エマルジョンの製造が困難となる。
【0019】本発明に用いるポリ(2-オキサゾリン)マク
ロモノマーと共重合に供するコモノマーは、エチレン性
不飽和とラジカル共重合可能な化合物であれば特に限定
されない。本発明に特に好適に用いうるコモノマーとし
ては、メチルアクリレート、メチルメタアクリレート、
エチルアクリレート、エチルメタアクリレート、n-ブチ
ルアクリレート、n-ブチルメタアクリレート、イソブチ
ルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、ラウ
リルメタアクリレート、フェニルアクリレート、スチレ
ン、α-メチルスチレン、ビニルケトン、t-ブチルスチ
レン、パラクロロスチレン、ビニルナフタレン2-ヒドキ
シエチルアクリレート、2-ヒドキシエチルメタアクリレ
ート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプ
ロピルメタアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレー
ト、ヒドロキシブチルメタアクリレート、アクリル酸ア
ミド、メタアクリル酸アミド、N-メチロールアクリルア
ミド、N-メトキシメチルアクリルアミド、ジメチルアミ
ノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタアク
リレート、ジメチルアミノプロピルアクリレート、ジメ
チルアミノプロピルメタアクリレート、ジメチルアミノ
プロピルメタアクリルアミドおよびこれらの組み合わせ
が挙げられる。
【0020】本発明のカチオン性ラテックスは、上述の
ポリ(2-オキサゾリン)マクロモノマーとエチレン性不飽
和とラジカル共重合可能なコモノマーとを乳化重合する
ことにより得られる。
【0021】乳化重合は、40〜95重量%のポリ(2-オキ
サゾリン)マクロモノマーと5〜60重量%のラジカル重
合性コモノマーと0.1〜5重量%の重合開始剤とからな
るモノマー組成物5〜60重量%を、撹拌器、冷却管、温
度制御装置および温度計等を付した40〜95重量%の水性
媒体を含有する反応器内に充填し、通常50〜90℃程度に
加熱撹拌することにより行う。この際重合を円滑に行な
うために反応器内の空気の大部分を窒素ガスのような不
活性ガスで置換しておくことが望ましい。上記乳化重合
には2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)のよ
うな水溶性のアゾ系開始剤を用いることが好ましい。
【0022】本発明で用いるポリ(2-オキサゾリン)マク
ロモノマーは優れた界面活性を有する。したがって、ポ
リ(2-オキサゾリン)マクロモノマーは、上記共重合工程
において、ラジカル重合性コモノマーと共に水性媒体中
に均一な粒径を有するように乳化される。当然のことな
がら、その際に、ポリ(2-オキサゾリン)マクロモノマー
の親水性であるアンモニウム基末端はモノマー微粒子と
水性媒体との界面に集中する。その結果、サブミクロン
の粒径と単分散の粒径分布とカチオン性表面とを有する
ポリマー微粒子を含有する、遊離の乳化剤を含まないカ
チオン性ラテックスが得られる。
【0023】また、共重合工程において乳化されるモノ
マー微粒子の粒径は、用いられるポリ(2-オキサゾリン)
マクロモノマーの濃度の増加に伴い減少する傾向があ
る。さらに、このモノマー微粒子の粒径は、ポリ(2-オ
キサゾリン)マクロモノマーの疎水性セグメントである
ポリ(N-バレロイルエチレンイミン)鎖長を低減させると
により減少する傾向がある。したがって、本発明のラテ
ックス中に含有されるポリマー微粒子の粒径の制御を容
易に行うことができる。
【0024】
【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されない。
【0025】
【製造例1】乾燥アルゴン雰囲気下、100mLのガラス製
容器にアセトニトリル15mL、クロロメチルスチレン
(0.762g、5.00mmol)とトシル酸銀塩(1.67g、5.98mmol)
を仕込み80℃にて2時間加熱した(系中でビニルベンジ
ルトシレート(開始剤種)と塩化銀(沈殿)が生成)。室温
に冷却後、2-ブチル-2-オキサゾリン(1.86g、14.7mmol)
を加え、80℃にて3時間加熱した。室温に戻した後、2-
メチル-2-オキサゾリン(2.91g、34.2mmol)を加え80℃に
て12時間加熱した。室温に冷却後、トリエチルアミン
(1.03g、10.2mmol)を加え、80℃にて1時間加熱した。
溶媒を減圧下蒸発除去した後、残留物をクロロホルムで
抽出した(不溶部−塩化銀)。抽出物を濃縮し、多量のジ
エチルエーテルに投入するとポリマーが析出した。ポリ
マーを濾別し、減圧下乾燥した。反応経路を以下の式に
示す。
【0026】
【化6】
【0027】収量:4.37g(収率:65%)。1H−NMRに
よりマクロモノマーの構造を確認し、重合度を決定し
た。1 H−NMR(CDCl3、δ値) 0.9(m、CH3C)、1.1−1.7(m、CH3CH 2CH 2CH2)、1.4(t、CH
3CH2N+)、1.9-2.6(m、CH3C=O,CH2C=O)、2.3(s、CH3-A
r)、2.9-3.9(br、CH3N)、3.1(q、CH3CH2N+)、5.3、5.
7、6.7(m、CH2=CH)、6.9-7.6(m、Ar) 式中、m=3.0、n=7.3であった。得られたマクロモノ
マーの特性を表1に示す。
【0028】
【製造例2】m=4.4、n=5.0となるように重合度を調
節すること以外は製造例1と同様にして、マクロモノマ
ーを得た。得られたマクロモノマーの特性を表1に示
す。
【0029】
【製造例3】m=6.8、n=3.2となるように重合度を調
節すること以外は製造例1と同様にして、マクロモノマ
ーを得た。得られたマクロモノマーの特性を表1に示
す。
【0030】
【表1】
【0031】
【実施例1】乾燥アルゴン雰囲気下、50mLのガラス製
容器に製造例1で得られたマクロモノマー(0.0375g)、V
-50(2,2'-アゾビス(2-アミジノプロパン)塩酸塩)(0.0.3
0g)、水(14.2g)を仕込み、撹拌しながら56℃に昇温し
た。スチレン(1.78g)を1時間毎に4回加え、その後21時
間、56℃にて重合を行った。金網にて凝集物を濾別する
ことによりラテックスを得た。収率59%(重合法)。得ら
れた粒子の粒径(SEM)Dnは112nm(110〜115nm)であ
り、粒径分布は1.02以下の単分散であった。
【0032】
【実施例2および実施例3】以下の表2に示す配合を用
いること以外は、実施例1と同様にして、実施例2およ
び3のラテックスを得た。得られた粒子の粒径(SEM)
Dnは、それぞれ、162nmおよび120nmであり、粒径分布
は1.02以下の単分散であった。
【0033】
【表2】
【0034】
【発明の効果】サブミクロンの粒径と単分散の粒径分布
とカチオン性表面とを有するポリマー微粒子を含有し、
遊離の乳化剤を含まないカチオン性ラテックスが提供さ
れた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 敬三 大阪府寝屋川市池田中町19番17号 日本ペ イント株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式 【化1】 [式中、mおよびnはそれぞれ独立して3〜50の整数であ
    り、各繰り返し単位の配列の順序はランダムであり、X-
    は酸残基である。]で示す構造を有するポリ(2-オキサゾ
    リン)マクロモノマーと、ラジカル重合性コモノマーと
    の、乳化共重合により得られるカチオン性ラテックス。
JP11136792A 1992-04-30 1992-04-30 カチオン性ラテックス Pending JPH05306314A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1121223A (ja) * 1997-06-30 1999-01-26 Kao Corp Uv反射粉体及びそれを含有する化粧料
CN118240401A (zh) * 2024-03-13 2024-06-25 江西昊泽光学膜科技有限公司 一种基于硅溶胶的ar镀膜液及其制作方法

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