JPH0753640A - ポリマー分散液の形成における疎水性分散剤 - Google Patents
ポリマー分散液の形成における疎水性分散剤Info
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- JPH0753640A JPH0753640A JP6127623A JP12762394A JPH0753640A JP H0753640 A JPH0753640 A JP H0753640A JP 6127623 A JP6127623 A JP 6127623A JP 12762394 A JP12762394 A JP 12762394A JP H0753640 A JPH0753640 A JP H0753640A
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Abstract
ロセスでの新規の疎水性分散剤を提供する。 【構成】 本発明の疎水性分散剤は、第四級C6 〜C20
を有するジアルキルアミノアルキルアクリレート、第四
級C6 〜C20を有するジアルキルアミノアルキルメタク
リレート、第四級C6 〜C20を有するジアルキルアミノ
アルキルアクリルアミド、第四級C6 〜C20を有するジ
アルキルアミノアルキルメタクリルアミドおよびアクリ
ル酸のアルキルエステルからなる群より選ばれる疎水性
モノマーおよびジアリルジメチルアンモニウムクロリド
のコポリマーを含むポリマー分散液を形成するために使
用される。
Description
を製造するためのプロセスでの新規の疎水性分散剤の使
用に関し、それは、例えば、排水処理用の凝集剤、脱水
剤、製紙プロセスに用いられる薬品、種々の懸濁液のた
めの分散剤、土壌改良剤等のように広く用いられる。
の廃棄用凝集剤として、または製紙用薬品として有用な
水溶性カチオンポリマーの従来の製造法は水溶液中での
スタンディング重合(standing polymerization)、ウォ
ーターインオイル乳化重合、および疎水性溶剤中での懸
濁重合を含む。
の沈殿重合により、水溶性の非イオンもしくはアニオン
ポリマーが製造されてきた。更に他の方法では分散剤と
して多価アルコールまたは高分子電解質の存在下で塩の
水溶液中で重合は行われてきた。
5 号(Takeda ら) は(ここに引用により取り入れる。)
固定(stationary)重合、ウォーターインオイル型乳化重
合および懸濁重合法の多くの欠点を克服する水溶性ポリ
マー分散液の新規の製造法を提供した。水溶性ポリマー
分散液の製造のためのこの方法は、モノマーの総重量基
準で1〜10重量%の、少なくとも式(II)のモノマ
ー(即ち、親水性モノマー)を含む水溶性ポリマーを含
む有機高分子多価カチオンの存在下での、15重量%以
上の濃度を有する水性多価アニオン塩溶液中での、次式
(I)により表される5モル%〜100モル%のカチオ
ンモノマー、次式(II)により表される0モル%〜5
0モル%の別のカチオンモノマー、および0モル%〜9
5モル%の(メト)アクリルアミドの水溶性モノマーの
重合を含み、第一のカチオンモノマーは、
2 およびR3 は各々1〜3個の炭素原子を有するアルキ
ル基であり、A1 は酸素原子またはNHのいずれかであ
り、B1 は2〜4個の炭素原子を有するアルキレン基ま
たはヒドロキシプロピレン基のいずれかであり、およ
び、X1 - はアニオン対イオンである。)であり、およ
び/または第二のカチオンモノマーは次の一般式(I
I)により表され、
5 およびR6 は各々1〜2個の炭素原子を有するアルキ
ル基であり、R7 は水素原子または1〜2個の炭素原子
を有するアルキル基であり、A2 は酸素原子またはNH
のいずれかであり、B2 は2〜4個の炭素原子を有する
アルキレン基またはヒドロキシプロピレン基のいずれか
であり、X2 - はアニオン対イオンである。)である。
0 号(Takedaら)(ここに引用により取り入れる。) はTa
kedaの第'655号と同様であるが、それは、重合が(1)
多価アニオン塩の水溶液に不溶性である水溶性カチオン
ポリマーおよび(2)多価アニオン塩の水溶液に可溶性
である水溶性カチオンポリマーの存在下で行われる二相
分散系を提供する。多価アニオン塩の水溶液に不溶性で
ある水溶性カチオンポリマーは、少なくとも5モル%
の、上記に記載の一般式(I)により表されるカチオン
モノマー単位を含み、多価アニオン塩の水溶液に可溶性
である水溶性カチオンポリマーは、少なくとも20モル
%の、上記に記載の一般式(II)により表されるカチ
オンモノマー単位を含む。
粘度、即ち、1,000cps以下であったが、米国特
許第4,929,655 号および第5,006,590 号に開示されたプ
ロセスは非常に高いプロセス粘度(即ち、>100,0
00cps)を通して行い、これは注文製造の高粘度重
合反応器の使用を必要とする。これらの高いプロセス粘
度のために、米国特許第4,929,655 号および第5,006,59
0 号に開示された方法は低いポリマー含有率(即ち、1
5〜20%)を含むポリマー系の合成にのみ用いられう
る。
リマー(アクリルアミド(AcAm)/第四級ジメチル
アミノエチルアクリレートベンジルクロリド(DMAE
A.BCQ)/第四級ジメチルアミノエチルアクリレー
トメチルクロリド(DMAEA.MCQ))粒子はポリ
(DMAEA.MCQ)のような分散剤によって吸収さ
れ、またはグラフトされ、コロイド安定化は達成され
る。このプロセスの間に、水、塩、モノマー、マクロラ
ジカル、および分散剤からなる粒子の流体力学的容積は
実質的に増加する。この増加は恐らく重合媒体中に高度
に伸びたポリ(DMAEA.MCQ)の親水性の性質の
ためである。流体力学的容積の増加はバルク粘度の相関
的な増加をもたらす。
らば、粒子の流体力学的容積は拘束されるであろうと発
明者は信じる。即ち、連続相が水であり、疎水性部分が
水から優先的に離脱し、会合する傾向があるならば、粒
子の流体力学的容積の収縮が起こるであろう。この減少
は、代わりにバルク粘度を減じるであろう。
モニウムクロリド(DADMAC)ポリマーはポリマー
分散液沈殿法においてコロイド分散剤として使用されう
ることが広範囲にわたる実験作業を通して発見された。
この疎水系は少なくとも部分的に水および水性塩に可溶
性である。これらのポリマーに関する疎水性は沈殿プロ
セスを促進し、恐らくは得られる粒子の流体力学的容積
を減じ、それにより、かなり実質的にプロセス粘度を減
じることを示した。このことは従来のラテックス型反応
器中で高分子量ポリマー分散液の製造を可能にし、それ
により、高粘度用特別注文重合反応器に関連する実質的
なコストを避けうる。更に、プロセス粘度の減少は、高
プロセス粘度を許容する反応器において、より高レベル
の活性剤を含むポリマー系の製造を可能にするであろ
う。
剤濃度、開始剤濃度、剪断、温度および補助安定剤濃度
の影響は決定された。更に、最適プロセス条件は開発さ
れ、プロセス粘度に対するこれらのパラメーターの極端
な感度はここに添付した図1〜4中に示された。
体に可溶性であり、均質な状態で存在する。このプロセ
スで得られるポリマーは重合媒体に不溶性であり、不均
質状態を導入する。この特徴の結果として、分散法はコ
ロイド粒子が形成される核形成段階を通して進行する。
これらのコロイド粒子は成長し、臨界半径、そして相分
離に達する。これらの粒子は、通常、立体安定剤によっ
て安定化される。安定剤の性質は重合媒体中へのその伸
長(extension)を決定する。分散液粘度は(η)は一般
に体積分率(Φ)および媒体の粘度、η0 の関数として
説明される。粒子の体積分率は安定剤の性質に支配さ
れ、次の等式から誘導される。
分子伸長(molecular extension)であり、Φはコアー粒
子の体積分率であり、Φ1 は有効体積分率である。)
ry of the Brownian Motion, Dover, New York,1956 に
おいて、分散液粘度に対する粒子の体積分率に関連した
等式、即ち、
度であり、[η]は極限粘度数(Eintein により非荷電
粒子では2.5であると決定される)、k2 は2個の衝
突する粒子間の相互作用の係数であり、即ち、(6.
2)である。)は示された。
かな増加は、
られる。Krieger, I. M.Adv. Coll and Interface Sc
i., 1972, 3, 111に見られる次の等式は、最終的な効果
を提供し、下記に与えられる。
いかなる相違も分散液の粘度に実質的に影響を与えるで
あろう。米国特許第5,006,590 号および第4,929,655 号
に開示される安定剤は親水性安定剤、即ち、アクリルア
ミドおよび第四級ジメチルアミノエチルアクリレートメ
チルクロリドを基礎とするポリマーを使用する。それら
の親水性の性質のために、これらの系は分散液媒体中に
更に伸長する。
特性のためにこのような伸長を減じる。上記の式に示す
ように、この反応は、次いで、プロセス粘度を減じる。
この減じられた粒子サイズはStokes-Einteinの等式、
る。
多くの利点をも提供する。
するジアルキルアミノアルキルアクリレート、第四級の
C6 〜C20を有するジアルキルアミノアルキルメタクリ
レート、第四級のC6 〜C20を有するジアルキルアミノ
アルキル(メト)アクリルアミドおよびアクリル酸のア
ルキルエステルからなる群より選ばれる疎水性モノマー
およびジアリルジメチルアンモニウムクロリドのコポリ
マーを含むポリマー分散液を形成するのに使用した。
性ポリマー分散液を製造するのに特に有用である。分散
液は、次の一般式(I)、
2 およびR3 は各々1〜3個の炭素原子を有するアルキ
ル基であり、A1 は酸素原子またはNHのいずれかであ
り、B1 は2〜4個の炭素原子を有するアルキレン基ま
たはヒドロキシプロピレン基のいずれかであり、X1 -
はアニオン対イオンである。)により表されるカチオン
モノマー、および/または次の一般式(II)、
5 およびR6 は各々1〜2個の炭素原子を有するアルキ
ル基であり、R7 は水素原子または1〜2個の炭素原子
を有するアルキル基であり、A2 は酸素原子またはNH
のいずれかであり、B2 は2〜4個の炭素原子を有する
アルキレン基またはヒドロキシプロピレン基のいずれか
であり、X2 - はアニオン対イオンである。)により表
される第二のカチオンモノマー、および(メト)アクリ
ルアミドの水溶性混合物を、多価アニオン塩の水性溶液
中で重合させることにより製造され、ここで、重合はジ
アリルジメチルアンモニウムクロリドおよび疎水性モノ
マーのコポリマーを含む疎水性分散剤の存在下で行われ
る。
ポリマー分散液を形成するために用いられる。これらの
分散液は、第四級ジアルキルアミノアルキルアクリレー
ト(DMAEA)、第四級ジアルキルアミノアルキルメ
タクリレート(DMAEM)、第四級ジアルキルアミノ
アルキル(メト)アクリルアミド、およびアクリル酸の
アルキルエステルからなる群より選ばれる疎水性モノマ
ーおよびジアリルジメチルアンモニウムクロリド(DA
DMAC)のコポリマーである。
ば、1979年4 月24日発行の米国特許第4,151,202 号(Hun
ter ら) ( ここに引用により取り入れる。) に記載の技
術によって製造されうる。
ートは、好ましくは、第四級C6 〜C20クロリドを有す
るジアルキルアミノアルキルアクリレート、例えば、第
四級ジメチルアミノエチルアクリレートベンジルクロリ
ドまたは第四級ジメチルアミノエチルアクリレートセチ
ルクロリドからなる群より選ばれる。
レートは、好ましくは、第四級C6〜C20クロリドを有
するジアルキルアミノアルキルメタクリレート、例え
ば、第四級ジメチルアミノエチルメタクリレートベンジ
ルクロリドまたは第四級ジメチルアミノエチルメタクリ
レートセチルクロリドからなる群より選ばれる。
〜約20:80の範囲の、好ましくは90:10のジア
リルジメチルアンモニウムクロリドの疎水性モノマーに
対するモル比を有する。
製造するために用いられ、次の工程、 a.ジアリルジメチルアンモニウムクロリドを重合反応
容器に約1〜約19重量%の量で加えること、 b.ジアリルジメチルアンモニウムクロリドを約47℃
〜約57℃の範囲の温度に加熱すること、 c.重合開始剤を約0.05〜約0.40重量%の量で
ジアリルジメチルアンモニウムクロリドに滴下して加え
ること、 d.疎水性モノマーを約3〜約19重量%の量でジアリ
ルジメチルアンモニウムクロリドに滴下して加えるこ
と、および、 e.ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、重合開始
剤および疎水性モノマーの混合物を約47℃〜約82℃
の範囲の温度に加熱すること、を含む。
〜約88重量%の範囲で重合プロセスの間に必要に応じ
て周期的に加えられる。ある場合、ジアリルジメチルア
ンモニウムクロリドとNaClおよび脱イオン水とを反
応容器に添加する前に混合することは好ましい。NaC
lは約2〜約3.5重量%の量で加えられ、脱イオン水
は約1〜約2.5重量%の量で加えられる。このジアリ
ルジメチルアンモニウムクロリド溶液は約50〜約65
%の範囲でジアリルジメチルアンモニウムクロリドの濃
度を有する。
範囲のpHを有する疎水性分散剤を製造する。
重合開始剤および疎水性モノマーは約6〜約8時間、約
47℃〜約57℃の範囲の温度に加熱される。その後、
反応容器の温度を約5〜約7時間、約72℃〜約82℃
に加熱する。重合が完了した後、コポリマー生成物は、
通常、脱イオン水により希釈され、冷却され、そして貯
蔵される。
ミジノプロパン)塩酸塩(V−50)、アンモニウムス
ルフェート、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレ
ンイソブチラミジン)二塩酸塩(VA044)、アンモ
ニウムスルフェート/ナトリウムメタビスルフィットか
らなる群より選ばれる。
ポリマー分散液を製造するための方法に特に有用であ
る。ポリマー分散液は、次の一般式、
2 およびR3 は各々1〜3個の炭素原子を有するアルキ
ル基であり、A1 は酸素原子またはNHのいずれかであ
り、B1 は2〜4個の炭素原子を有するアルキレン基ま
たはヒドロキシプロピレン基のいずれかであり、X1 -
はアニオン対イオンである。)により表されるカチオン
モノマー、および/または次の一般式(II)、
5 およびR6 は各々1〜2個の炭素原子を有するアルキ
ル基であり、R7 は水素原子または1〜2個の炭素原子
を有するアルキル基であり、A2 は酸素原子またはNH
のいずれかであり、B2 は2〜4個の炭素原子を有する
アルキレン基またはヒドロキシプロピレン基のいずれか
であり、X2 - はアニオン対イオンである。)により表
される第二のカチオンモノマー、および(メト)アクリ
ルアミドの水溶性混合物を、多価アニオン塩の水性溶液
中で重合させることにより製造され、ここで、重合はジ
アリルジメチルアンモニウムクロリドおよび疎水性モノ
マーのコポリマーを含む疎水性分散剤の存在下で行われ
る。
〜約95モル%の量で存在し、一般式(I)で表される
カチオンモノマーは、通常、約5〜約50モル%の量で
存在し、一般式(II)で表されるカチオンモノマー
は、通常、約5〜約50モル%の量で存在する。一般式
(II)によって表されるカチオンモノマーの使用は最
適である。疎水性分散剤は分散液のモノマーの総重量基
準で約2.5〜約10重量%の量で存在する。
例は、ジメチルアミノエチル(メト)アクリレート、ジ
エチルアミノエチル(メト)アクリレート、ジメチルア
ミノプロピル(メト)アクリルアミドおよびジメチルヒ
ドロキシプロピル(メト)アクリレート、ジエチルアミ
ノプロピル(メト)アクリルアミドおよびジメチルアミ
ノヒドロキシルプロピル(メト)アクリレートをベンジ
ルクロリドにより処理することによって得られる第四級
モノマーを含む。1つの好ましいモノマーはN−ベンジ
ル−N−(メト)アクリロイルオキシエチル−N,N−
ジメチルアンモニウムクロリドである。
の例は、ジメチルアミノエチル(メト)アクリレート、
ジエチルアミノエチル(メト)アクリレート、ジメチル
アミノプロピル(メト)アクリルアミド、ジエチルアミ
ノプロピル(メト)アクリルアミドおよびジメチルヒド
ロキシプロピル(メト)アクリレート、並びにメチル化
およびエチル化第四級塩を含む。1つの好ましいモノマ
ーはN−(メト)アクリロイルオキシエチル−N,N,
N−トリメチルアンモニウムクロリドである。
用いられる多価アニオン塩は硫酸塩および燐酸塩であ
り、これらの塩の典型的な例はアンモニウムスルフェー
ト、ナトリウムスルフェート、マグネシウムスルフェー
ト、アルミニウムスルフェート、燐酸水素アンモニウ
ム、燐酸水素ナトリウムおよび燐酸水素カリウムを含
む。塩は15.75重量%以上の濃度、好ましくは1
6.5重量%以上の濃度で塩の水溶液の形で用いられ
る。
液の両方に少なくとも部分的に可溶性である。
ス粘度が約5,000cpsより低く、より好ましくは
約3,000cpsより低く維持されるため、従来のラ
テックス反応器の使用を可能にする。
て、最も良好に理解されうる。
メチルアンモニウムクロリド(DADMAC)および第
四級ジメチルアミノエチルメタクリレートセチルクロリ
ド(DMAEM.CCQ)モノマーから形成された。次
の試薬は用いられた。 251.30g DADMAC60%溶液 150.00g DMAEM.CCQ20%溶液 0.30g ベルセン(versene) 10.00g アジピン酸 15.00g 過硫酸アンモニウム25%溶液 75.08g 脱イオン水
ジピン酸、ベルセン(versene)、および脱イオン水の混
合物に加えられた。それから、この反応混合物を約50
℃に加熱し、その後、過硫酸アンモニウムを加えた。反
応容器を10cc/minで窒素によりパージし、約2
50rpmで攪拌した。30分後、沈殿物が形成し始
め、そのため、更なる154.76gのDADMAC6
2%溶液、10gの過硫酸アンモニウム25%溶液、お
よび0.10gのベルセンを反応容器に加えた。その
後、6時間、混合物の温度を65℃に増加し、それか
ら、周囲温度に冷却した。DADMACのDMAEM.
CCQに対する最終のモル比は96.68%対3.32
%であった。
ノエチルメタクリレートセチルブロミド)の製造は次の
ように行われた。 80.00g 97%セチルブロミド 40.00g 99%DMAEM 0.08g ヒドロキノン 500.00g エタノール
した。溶剤(即ち、エタノール)を減圧下で除去した。
冷却時にガム状になる液体は96%収率で淡桃色固体の
DMAEM.CBQモノマーを生じた。それから、この
モノマーを望ましい希釈で脱イオン水に溶解させた。
されたDMAEM.CBQ(1,000g)の水溶液
(25%活性)をAmberlite IRA-400(Cl- )イオン交
換樹脂とともに30分間攪拌することにより行われた。
樹脂は濾過され、モノマーは次の重合に用いられた。
級ジメチルアミノエチルアクリレートベンジルクロリド
(DMAEA.BCQ)モノマーから形成された。次の
試薬が用いられた。 188.00g DADMAC62%溶液 104.28g DMAEA.BCQ80%溶液 0.20g ベルセン(versene) 15.00g 過硫酸アンモニウム25%溶液 692.49g 脱イオン水
を、10cc/minで窒素パージされている重合反応
容器に入れた。その後、過硫酸アンモニウムはシリンジ
ポンプを通して2時間、反応容器に滴下して加えられ
た。同時に、DMAEA.BCQはシリンジポンプを通
して2時間、反応容器に滴下して加えられた。DMAE
A.BCQはシリンジポンプに入れられる前に100g
の脱イオン水で希釈された。その後、残りの脱イオン水
およびベルセン(versene) 反応容器に加え、それから、
反応容器は6時間65℃に加熱された。
ジメチルアミノエチルアクリレートベンジルクロリド
(DMAEA.BCQ)モノマーから形成された。次の
試薬を用いた。
パージしている重合反応容器に入れ、300rpmおよ
び350ダイン−cmのトルクで攪拌した。pHをH2
SO 4 の添加で3.5に調整した。これに、V50およ
びDMAEA.BCQを別々のシリンジポンプを通して
滴下して加えた。DMAEA.BCQを100gの脱イ
オン水で希釈した。添加の最初の40分間、トルクは徐
々に2,240ダイン−cmに増加した。その後、10
0gの脱イオン水をDADMACに加え、これによりト
ルクは850ダイン−cmに減少した。それから、反応
容器を5時間、65℃に加熱した。2時間20分後、ト
ルクは2,920ダイン−cmに達した。100gの脱
イオン水を再び加え、これによりトルクは1,180ダ
イン−cmに減少した。3時間15分後、別の100g
の脱イオン水を重合生成物に加えた。5時間後、別の1
00gの脱イオン水を反応容器に加え、温度を1時間、
80℃に上げた。その後、得られたポリマーを残りの脱
イオン水で希釈し、冷却し、貯蔵した。
ジメチルアミノエチルメタクリレートセチルクロリド
(DMAEM.CCQ)モノマーから形成された。次の
試薬を用いた。
パージしている重合反応容器に入れ、300rpmで攪
拌した。pHをH2 SO4 の添加で3.5に調整した。
150gの脱イオン水をDADMACに加えた。これに
次いで、V50およびDMAEM.CCQを別々のシリ
ンジポンプを通して滴下して加えた。DMAEM.CC
Qを100gの脱イオン水で希釈した。それから、反応
容器を4.5時間、65℃に加熱した。1.5〜2時間
の間に180gの脱イオン水を再び加えた。4.5時間
後、温度を70℃に0.5時間上げた。その後、得られ
たポリマーを残りの脱イオン水で希釈し、冷却し、貯蔵
した。
て80%DADMACおよび20%第四級ジメチルアミ
ノエチルアクリレートベンジルクロリド(DMAEA.
BCQ)モノマーから形成された。次の試薬を用いた。
表Iはセミバッチ重合法の間の脱イオン水添加時間を示
す。
ジメチルアミノエチルアクリレートベンジルクロリド
(DMAEA.BCQ)モノマーから形成された。次の
試薬を用いた。
ACモノマー(62%活性)を30分間、蒸発させるこ
とにより製造された。251.79gのDADMAC6
7%溶液および27.52gのNaClを含む溶液を反
応器に入れた。 (2)それから、重合反応容器を窒素でパージし、20
0rpmで攪拌し、57℃に加熱した。 (3)それから、40mgのベルセン(versene)を反応
容器に加えた。 (4)39.13gのDMAEA.BCQを15.87
gの脱イオン水で希釈し、それから、160mgのベル
セン(versene)を加え、攪拌し、シリンジポンプに入れ
た。 (5)500gの水を反応容器に隣接する漏斗中に配置
し、窒素スパージを連続的に行った。 (6)1.68gのV50を45.16gの脱イオン水
に溶解させ、別のシリンジポンプに入れた。 (7)57℃において、11.7gのV50溶液をDM
AEA.BCQの滴下添加とともに反応容器に加えた。 (8)更なる脱イオン水を必要に応じて時々加えた。 (9)5時間後、1時間、温度を82℃に上げた。 (10)その後、得られたポリマーを残りの脱イオン水
で希釈し、冷却し、貯蔵した。 本実施例は、また、塩化ナトリウムを全く用いないで行
われた。得られた分散剤は、生成の間に塩化ナトリウム
を使用した上記の分散剤と全ての点で同一であった。
リルアミド(AcAm)、25モル%の第四級ジメチル
アミノエチルアクリレートベンジルクロリド(DMAE
A.BCQ)および10モル%の第四級ジメチルアミノ
エチルアクリレートメチルクロリド(DMAEA.MC
Q)のターポリマーから製造された。最初に、40.3
36gの水、14.405gのAcAm(48.2
%)、12.678gのDMAEA.BCQ(80
%)、3.621gのDMAEA.MCQ(80.5
%)、90モル%のDADMACおよび10モル%のD
MAEA.BCQのコポリマーを含む4.930gの疎
水性分散剤、16gのアンモニウムスルフェートおよび
0.6gのグリセリンを従来のラテックス反応容器に加
えた。反応容器を9ml/minで窒素により約30分
間、脱気した。脱気の間、反応混合物を約50℃に加熱
し、400rpmで攪拌した。9ml/minでの脱気
の30分後、窒素を2ml/minに減じ、0.4gの
V50の1%溶液および0.03gのベルセン(versen
e)を反応容器に加えた。その後、反応容器を更に4時
間、50℃で加熱し、最終的な水溶性ポリマー分散液を
得た。最終生成物を100メッシュスクリーンで濾過
し、<0.8wt%の濾過されない材料を除去した。
508ダイン/gmであった。重合プロセスの間に観測
した最大トルクは約400rpmで820rpmであっ
た。最終のトルクは510ダイン/gmであった。得ら
れたポリマー分散液は257.5cpの粘度を示した。
リルアミド(AcAm)および10モル%の第四級ジメ
チルアミノエチルアクリレートベンジルクロリド(DM
AEA.BCQ)のコポリマーから形成された。最初
に、40.987gの水、20.528gのAcAm
(48.4%)、8.387gのDMAEA.BCQ
(50%)、4.712gのAcAm/DMAEA.B
CQ(90/10モル%)、90モル%のDADMAC
および10モル%のDMAEA.BCQのコポリマーを
含む2.12gの疎水性分散剤、15.55gのアンモ
ニウムスルフェートおよび0.7gのグリセリン、並び
に0.566gの酢酸を従来のラテックス反応容器に加
えた。反応容器を9ml/minで窒素により約30分
間脱気した。脱気の間、反応混合物を約40℃に加熱
し、400rpmで攪拌した。9ml/minでの脱気
の30分後、窒素を2ml/minに減じ、0.566
gのVA044の1%溶液および0.03gのベルセン
(versene)を反応容器に加えた。その後、反応容器を更
に4時間、40℃で加熱し、最終的な水溶性ポリマー分
散液を得た。最終生成物を混合し、周囲温度に冷却し、
6.22gの硫酸ナトリウムおよび0.566gの酢酸
を加えた。
において16cpであった。重合プロセスの間に観測し
た最大トルクは40℃で2100cpであった。最終の
トルクは1000cpであった。処理後のポリマー分散
液は37.5cpの粘度を示した。
リルアミド(AcAm)、20モル%の第四級ジメチル
アミノエチルアクリレートベンジルクロリド(DMAE
A.BCQ)および10モル%の第四級ジメチルアミノ
エチルアクリレートメチルクロリド(DMAEA.MC
Q)のターポリマーから形成された。最初に、31.9
18gの水、17.229gのAcAm(46.8
%)、17.5gのDMAEA.BCQ(50%)、
3.903gのDMAEA.MCQ(80.5%)、9
0モル%のDADMACおよび10モル%のDMAE
A.BCQのコポリマーを含む4.913gの疎水性分
散剤、16.089gのアンモニウムスルフェートおよ
び0.6gのグリセリンを従来のラテックス反応容器に
加えた。反応容器を9ml/minで窒素により約30
分間脱気した。脱気の間、反応混合物を約48℃に加熱
し、400rpmで攪拌した。9ml/minでの脱気
の30分後、窒素を2ml/minに減じ、0.4gの
V50の1%溶液および0.03gのベルセン(versen
e)を反応容器に加えた。その後、反応容器を更に4時
間、48℃で加熱し、最終的な水溶性ポリマー分散液を
得た。このポリマー分散液に6gのアンモニウムスルフ
ェートおよび1gの酢酸を加えた。
12cpであった。重合プロセスの間に観測した最大ト
ルクは1600cpであった。処理後のポリマー分散液
は250cpの粘度を示した。
リルアミド(AcAm)、25モル%の第四級ジメチル
アミノエチルアクリレートベンジルクロリド(DMAE
A.BCQ)および10モル%の第四級ジメチルアミノ
エチルアクリレートメチルクロリド(DMAEA.MC
Q)のターポリマーから形成された。最初に、40.3
36gの水、14.405gのAcAm(48.2
%)、12.678gのDMAEA.BCQ(80
%)、3.621gのDMAEA.MCQ(80.5
%)、90モル%のDADMACおよび10モル%のD
MAEA.BCQのコポリマーを含む4.930gの疎
水性分散剤、16gのアンモニウムスルフェートおよび
0.9gのグリセリン並びに1gの酢酸を従来のラテッ
クス反応容器に加えた。反応容器を9ml/minで窒
素により約30分間脱気した。脱気の間、反応混合物を
約48℃に加熱し、400rpmで攪拌した。9ml/
minでの脱気の30分後、窒素を2ml/minに減
じ、0.4gのV50の1%溶液および0.03gのベ
ルセン(versene)を反応容器に加えた。その後、反応容
器を更に4時間、48℃で加熱し、最終的な水溶性ポリ
マー分散液を得た。それから、そのポリマー分散液に6
gのアンモニウムスルフェートおよび1gの酢酸を加え
た。
cpであった。重合プロセスの間に観測した最大トルク
は1700cpであった(#3スピンドル、12rp
m)。処理後のポリマー分散液は86cpのブルックフ
ィールド粘度を示した(#1スピンドル、60rp
m)。
リルアミド(AcAm)、25モル%の第四級ジメチル
アミノエチルアクリレートベンジルクロリド(DMAE
A.BCQ)および10モル%の第四級ジメチルアミノ
エチルアクリレートメチルクロリド(DMAEA.MC
Q)のターポリマーから形成された。最初に、40.3
36gの水、14.405gのAcAm(48.2
%)、12.678gのDMAEA.BCQ(80
%)、3.621gのDMAEA.MCQ(80.5
%)、90モル%のDADMACおよび10モル%のD
MAEA.BCQのコポリマーを含む4.930gの疎
水性分散剤、15.5gのアンモニウムスルフェートお
よび1.2gのグリセリン並びに1gの酢酸を従来のラ
テックス反応容器に加えた。反応容器を9ml/min
で窒素により約30分間脱気した。脱気の間、反応混合
物を約48℃に加熱し、1000rpmで攪拌した。9
ml/minでの脱気の30分後、窒素を2ml/mi
nに減じ、0.4gのV50の1%溶液および0.03
gのベルセン(versene)を反応容器に加えた。その後、
反応容器を更に4時間、48℃で加熱し、最終的な水溶
性ポリマー分散液を得た。それから、そのポリマー分散
液に6.5gのアンモニウムスルフェートおよび1gの
酢酸を加えた。
cpであった。重合プロセスの間に観測した最大トルク
は約1000rpmで3200cpであった。処理後の
ポリマー分散液は82cpのブルックフィールド粘度を
示した(#1スピンドル、60rpm)。
リルアミド(AcAm)、25モル%の第四級ジメチル
アミノエチルアクリレートベンジルクロリド(DMAE
A.BCQ)および10モル%の第四級ジメチルアミノ
エチルアクリレートメチルクロリド(DMAEA.MC
Q)のターポリマーから形成された。最初に、40.3
36gの水、14.405gのAcAm(48.2
%)、12.678gのDMAEA.BCQ(80
%)、3.621gのDMAEA.MCQ(80.5
%)、90モル%のDADMACおよび10モル%のD
MAEA.BCQのコポリマーを含む4.930gの疎
水性分散剤、15.50gのアンモニウムスルフェート
および1.2gのグリセリン並びに1gの酢酸を従来の
ラテックス反応容器に加えた。反応容器を9ml/mi
nで窒素により約30分間脱気した。脱気の間、反応混
合物を約48℃に加熱し、1000rpmで攪拌した。
9ml/minでの脱気の30分後、窒素を2ml/m
inに減じ、0.13gのV50の1%溶液および0.
03gのベルセン(versene)を反応容器に加えた。その
後、反応容器を更に3時間、48℃で加熱し、第二のバ
ッチのV50開始剤(0.27g)を加えた。反応は更
に1時間、進行し(総反応時間は4時間)、最終的な水
溶性ポリマー分散液を得た。それから、そのポリマー分
散液に6.5gのアンモニウムスルフェートおよび1g
の酢酸を加えた。
cpであった。重合プロセスの間に観測した最大トルク
は約1000rpmで1600cpであった。処理後の
ポリマー分散液は70cpのブルックフィールド粘度を
示した(#1スピンドル、60rpm)。
ミドおよび10モル%のDAMEA.BCQを含む水溶
性ポリマー分散液の製造において、従来の分散剤の使用
の比較研究である。表IIに示す全ての試料は実質的な
ゲル形成なしにポリマー分散液を生じた。これらの分散
液はRSV/IV規格にも適合したが、これらの試料は
高いプロセス粘度(即ち、100,000〜>500,
000cp)で進行した。このような高いプロセス粘度
は特別注文で建設された重合反応器の使用を必要とし、
それは高価で、不便である。というのは、現在、従来の
ラテックス反応容器の全てが使用されているためであ
る。表IIの最後の欄はポリマー分散液の製造におい
て、疎水性安定剤の有効性を示す。
アミド、25モル%のDMAEA.BCQおよび10モ
ル%のDMAEA.MCQのターポリマーを含む分散液
の重合プロセス粘度を減じるかどうかを決めるために行
われた。
は、90モル%のDADMACおよび10モル%のDM
AEA.BCQを含む疎水性分散剤のいずれかを用い
て、1000gの上記のターポリマーのバッチを製造し
た。結果を下記の表IIIに示す。
ールド粘度を測定した。従来の分散剤を用いた運転番号
1の間に測定されたピーク粘度は>100,000cp
であり、一方、本発明の疎水性分散剤はたったの1,7
00cpのピーク粘度を示した。この比較は、疎水性分
散剤が水溶性ポリマー分散液の重合の間にプロセス粘度
を実質的に減じることができることを明らかに示す。
果を更に調べ、結果を下記の表IVに示す。
ロセスにその効率することが分かった。V50およびV
A044のような開始剤は分散重合のプロセス粘度を減
じるのに非常に有効に機能するようであり、一方、過硫
酸アンモニウムのような開始剤は非常に高い粘度を導
き、運転番号4に示すようにポリマーゲルを形成する。
にプロセス粘度を減じるDADMAC/EHA分散剤の
有効性を示す。
る。
Claims (18)
- 【請求項1】 第四級C6 〜C20を有するジアルキルア
ミノアルキルアクリレート、第四級C6 〜C20を有する
ジアルキルアミノアルキルメタクリレート、第四級C6
〜C20を有するジアルキルアミノアルキルアクリルアミ
ド、第四級C 6 〜C20を有するジアルキルアミノアルキ
ルメタクリルアミドおよびアクリル酸のアルキルエステ
ルからなる群より選ばれる疎水性モノマーおよびジアリ
ルジメチルアンモニウムクロリドのコポリマーを含むポ
リマー分散液を形成するのに使用される疎水性分散剤。 - 【請求項2】 前記の第四級C6 〜C20を有するジアル
キルアミノアルキルアクリレートが第四級ジメチルアミ
ノエチルアクリレートベンジルクロリドまたは第四級ジ
メチルアミノエチルアクリレートセチルクロリドのいず
れかである請求項1に記載の疎水性分散剤。 - 【請求項3】 前記の第四級C6 〜C20を有するジアル
キルアミノアルキルメタクリレートが第四級ジメチルア
ミノエチルメタクリレートベンジルクロリドまたは第四
級ジメチルアミノエチルメタクリレートセチルクロリド
のいずれかである請求項1に記載の疎水性分散剤。 - 【請求項4】 前記のアクリル酸のアルキルエステルが
エチルヘキシルアクリレートである請求項1に記載の疎
水性分散剤。 - 【請求項5】 前記のジアリルジメチルアンモニウムク
ロリドおよび前記の疎水性モノマーが99:1〜20:
80の範囲のモル比で存在する請求項1に記載の疎水性
分散剤。 - 【請求項6】 水溶性混合物を重合させることを含む水
溶性ポリマー分散液を製造する方法であって、前記の混
合物は、(a)次の一般式(I)、 【化1】 (式中、R1 は水素またはCH3 のいずれかであり、;
R2 およびR3 は各々1〜3個の炭素原子を有するアル
キル基であり、;A1 は酸素原子またはNHのいずれか
であり、;B1 は2〜4個の炭素原子を有するアルキレ
ン基またはヒドロキシプロピレン基のいずれかであ
り、;X1 - はアニオン対イオンである。)によって表
されるカチオンモノマー、および/または、次の一般式
(II)、 【化2】 (式中、R4 は水素またはCH3 のいずれかであり、;
R5 およびR6 は各々1〜2個の炭素原子を有するアル
キル基であり、;A2 は酸素原子またはNHのいずれか
であり、;B2 は2〜4個の炭素原子を有するアルキレ
ン基またはヒドロキシプロピレン基のいずれかであ
り、;X2 - はアニオン対イオンである。)によって表
される第二のカチオンモノマー、および、(b)多価ア
ニオン塩の水溶液で(メト)アクリルアミド、を含み、
ここで、前記の重合はジアリルジメチルアンモニウムク
ロリドおよび疎水性モノマーのコポリマーを含む疎水性
分散剤の存在下で行われる方法。 - 【請求項7】 前記の疎水性モノマーが、第四級C6 〜
C20を有するジアルキルアミノアルキルアクリレート、
第四級C6 〜C20を有するジアルキルアミノアルキルメ
タクリレートおよびアクリル酸のアルキルエステルから
なる群より選ばれる請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 前記の第四級C6 〜C20を有するジアル
キルアミノアルキルアクリレートが第四級ジメチルアミ
ノエチルアクリレートベンジルクロリドまたは第四級ジ
メチルアミノエチルアクリレートセチルクロリドのいず
れかである請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 前記の第四級C6 〜C20を有するジメチ
ルアミノエチルメタクリレートが第四級ジメチルアミノ
エチルメタクリレートベンジルクロリドまたは第四級ジ
メチルアミノエチルメタクリレートセチルクロリドのい
ずれかである請求項7に記載の方法。 - 【請求項10】 前記のアクリル酸のアルキルエステル
がエチルヘキシルアクリレートである請求項7に記載の
方法。 - 【請求項11】 前記のジアリルジメチルアンモニウム
クロリドおよび前記の疎水性モノマーが99:1〜2
0:80の範囲のモル比で存在する請求項6に記載の方
法。 - 【請求項12】 前記の(メト)アクリルアミドが約2
0〜約95モル%の範囲の量で存在する請求項6に記載
の方法。 - 【請求項13】 一般式(I)により表される前記のカ
チオンモノマーが約5〜約50モル%の量で存在する請
求項6に記載の方法。 - 【請求項14】 一般式(II)により表される前記の
カチオンモノマーが約5〜約50モル%の量で存在する
請求項6に記載の方法。 - 【請求項15】 前記の疎水性分散剤が前記の分散液の
疎水性モノマーの総重量基準で約2.5〜約10重量%
の量で存在する請求項6に記載の方法。 - 【請求項16】 一般式(I)により表されるモノマー
が、ジメチルアミノエチル(メト)アクリレート、ジエ
チルアミノエチル(メト)アクリレート、ジメチルアミ
ノプロピル(メト)アクリルアミドおよびジメチルヒド
ロキシプロピル(メト)アクリレート、ジエチルアミノ
プロピル(メト)アクリルアミドおよびジメチルアミノ
ヒドロキシプロピル(メト)アクリレートをベンジルク
ロリドで処理することにより得られる第四級モノマーか
らなる群より選ばれる請求項6に記載の方法。 - 【請求項17】 一般式(II)により表されるモノマ
ーが、ジメチルアミノエチル(メト)アクリレート、ジ
エチルアミノエチル(メト)アクリレート、ジメチルア
ミノプロピル(メト)アクリルアミド、ジエチルアミノ
プロピル(メト)アクリルアミドおよびジメチルヒドロ
キシプロピル(メト)アクリレートおよびメチル化およ
びエチル化第四級塩からなる群より選ばれる請求項6に
記載の方法。 - 【請求項18】 重合の間のプロセス粘度が約5,00
0cp以下である請求項6に記載の方法。
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