JPH08259622A - ポリマー粉末の安定性改良方法 - Google Patents

ポリマー粉末の安定性改良方法

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JPH08259622A
JPH08259622A JP8049662A JP4966296A JPH08259622A JP H08259622 A JPH08259622 A JP H08259622A JP 8049662 A JP8049662 A JP 8049662A JP 4966296 A JP4966296 A JP 4966296A JP H08259622 A JPH08259622 A JP H08259622A
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surfactant
polymer
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spray
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Shang Jaw Chiou
シャング・ジャウ・チョウ
Miao-Hsun L Sheng
ミアオ−スン・リ・シェン
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Rohm and Haas Co
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • C08J3/122Pulverisation by spraying
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 改良された貯蔵安定性と再分散性を有するス
プレードライされたポリマーを調製する方法の提供。 【解決手段】 (i)少なくとも1種のエマルションポ
リマー、および少なくとも1種のHLB値が7以下の界
面活性剤を含むエマルションであって、該界面活性剤が
アルキルフェノキシエトキシレート、アセチレン列ポリ
オール、アルキレングリコールアルキレート、ソルビタ
ンアルキレート、グリセロールエステル、ポリグリセロ
ールエステル、およびそれらの組み合わせからなる群よ
り選択される非イオン性界面活性剤であるエマルション
を調製し、(ii)エマルションをスプレードライする
工程を含むポリマー粉末の安定性改良方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明はポリマー粉末の安定性の改良に関
し、特にはスプレードライされたエマルションポリマー
の安定性の改良に関する。
【0002】ポリマーは粉末はじめとする多くの物理的
形態において有用であることが知られている。ポリマー
の粉末を調製するための種々の方法が公知である。エマ
ルションポリマーの粉末を調製するための実際的な一つ
の方法はポリマーエマルションをスプレードライするこ
とである。しかし、エマルションポリマーのスプレード
ライはいくつかの欠点を有している。例えば、粉末の収
率が低いことである。スプレードライされた再分散性可
能なエマルションポリマーについての問題を解決するた
めの一つの方法は、ヨーロッパ特許出願第060151
8Aに示されているように、スプレードライする前にポ
リビニルアルコールをエマルションに添加することであ
る。ポリビニルアルコールがセメント改質剤エマルショ
ンポリマーに添加されたときには、相分離する傾向があ
る。また、エマルションへのポリビニルアルコールの添
加は、この混合物を含むセメント組成物のレオロジー特
性を悪化させる傾向がある。
【0003】本発明は、再分散性可能なポリマー粉末を
提供する公知の方法における課題を解決することを目的
とする。本発明は、(i)少なくとも1種のエマルショ
ンポリマー、および少なくとも1種のHLB値が7以下
の界面活性剤を含むエマルションであって、該界面活性
剤がアルキルフェノキシエトキシレート、アセチレン列
ポリオール、アルキレングリコールアルキレート、ソル
ビタンアルキレート、グリセロールエステル、ポリグリ
セロールエステル、およびそれらの組み合わせからなる
群より選択される非イオン性界面活性剤であるエマルシ
ョンを調製し、(ii)エマルションをスプレードライ
する工程を含む方法を提供する。本発明の方法は、改良
された貯蔵安定性と再分散性を有するスプレードライさ
れたポリマーを提供する。本発明の方法は、さらにスプ
レードライ工程において回収されるポリマーの量を改善
する。
【0004】本明細書において、HLBとは親水性親油
性バランスをいう。小さいHLBを有する界面活性剤
は、大きなHLBを有する界面活性剤よりも、小さな水
溶性と大きな油溶性を有する。
【0005】本発明に好適な界面活性剤は、HLB値が
7以下、好ましくは6以下、より好ましくは5以下であ
る非イオン性の界面活性剤である。非イオン性界面活性
剤は、他の種類の界面活性剤よりも発泡が少ない傾向に
ある。本発明において有用な界面活性剤としては、たと
えば、オクチルフェノキシエトキシル化アルコールのよ
うなアルキルフェノキシエトキシレート、エトキシル化
テトラメチルデシンジオールのようなアセチレン列ポリ
オール、プロピレングリコールモノラウレートのような
アルキレングリコールアルキレート、ソルビタンモノス
テアレートおよびソルビタンオレエートのようなソルビ
タンアルキレート、グリセロールオレエートのようなグ
リセロールエステル、デカグリセロールデカステアレー
トおよびデカグリセロールデカオレエートのようなポリ
グリセロールエステル、およびこれらの組み合わせであ
って、HLB値が7以下、好ましくは6以下、より好ま
しくは5以下であるものが挙げられる。エチレンオキサ
イド/プロピレンオキサイドブロックコポリマーのよう
な非イオン性界面活性剤では、たとえHLB値が7以下
であっても、本発明の効果が得られない。たとえばエチ
レンオキサイド/プロピレンオキサイドブロックコポリ
マーは、スプレードライ室の壁に多量のケーキを発生さ
せる傾向がある。
【0006】本発明に有用な界面活性剤は、エマルショ
ンポリマーの重合の前、重合の間、重合の後、およびそ
れらのいくつかにおいて添加可能である。好ましくは、
本発明において有用な界面活性剤は、エマルション重合
の乳化剤として使用され、したがってエマルションポリ
マーの重合の前に添加される。本発明において有用な界
面活性剤は、エマルション重合において有用な公知の1
種以上の界面活性剤と共に使用することができる。本発
明において有用な界面活性剤は、エマルションポリマー
の総重量に基づいて、好ましくは0.1から20重量
%、より好ましくは0.2から18重量%、最も好まし
くは0.5から15重量%の量で使用される。
【0007】モノマーおよび開始剤の種類と量、連鎖移
動剤の種類と量、pH調節、種々の成分の添加速度、重
合温度、固形分濃度、加熱条件などのエマルション重合
における種々の要件は当業者に公知である。セメント改
質剤用のエマルションポリマーを調製する場合には、エ
マルションポリマーはコア/シェルエマルションポリマ
ーであることが好ましく、ヨーロッパ特許出願第522
791A1に開示されているタイプのコア/シェルポリ
マーが好適である。流量、入り口温度、出口温度、滞留
時間、添加剤の種類と量、およびキャリアガスのタイプ
などのスプレードライの種々の要件は当業者に公知であ
る。
【0008】好ましくは、エマルションポリマーは水性
エマルション重合によって調製される。好ましくは水性
エマルションのポリマー固形分は、25から70重量
%、より好ましくは30から60重量%、最も好ましく
は35から55重量%である。本発明の水性エマルショ
ンの粘度は、エマルションの容易な取扱いおよびスプレ
ードライヤーのノズルを通してエマルションをポンプ輸
送するために、好ましくは5,000センチポイズ(c
ps)以下、より好ましくは50から2,000cps
である。
【0009】本発明により調製されたエマルションポリ
マーは、水性エマルションの形態およびスプレードライ
されたポリマー粉末の形態として使用できる。エマルシ
ョン重合の際に低HLB値界面活性剤が乳化剤として使
用された場合には、発泡の問題がなく、低HLB値界面
活性剤はスプレードライの際の収率を改善し、スプレー
ドライされた粉末ポリマーの安定性を改良する。
【0010】実施例 ポリマーの調製 以下の手順により、コア/シェルポリマーを調製した。
それぞれの実施例において使用された界面活性剤は表5
に記載した。メカニカルスターラー、熱電対、凝縮器、
および窒素スパージ口を取り付けた5リットルの4つ口
丸底フラスコに脱イオン水700gを投入し、80℃に
加熱した。モノマーエマルション(ME#1)を表1に
示した成分を混合することにより調製した。開始剤溶液
は表2に示した成分を混合することにより調製した。容
器の内容物を攪拌しつつ、ME#1を容器に加え、つい
で開始剤溶液を加えた。数分後、容器内の温度は一定と
なり、t−ブチルハイドロパーオキサイドとソジウムス
ルホキシレートホルムアルデヒドとを含む触媒溶液2,
3gを容器に添加し、残留モノマー量を減らした。容器
に表3に示した中和剤スラリーを加え、第1段のシェル
ポリマーを可溶化した。モノマーエマルション(ME#
2)を表4に示した成分を混合することにより調製し
た。容器に114gのME#2と10gの20%の過硫
酸アンモニウム水溶液を加えた。発熱がピークを過ぎた
後、ME#2の残りと187gの3.7%の過硫酸アン
モニウム水溶液を、別々に、容器内の温度を82−86
℃に保ちつつ、一定速度で2時間にわたって加えた。容
器内容物の温度をさらに30分、82℃に保った後、6
5℃に冷却した。t−ブチルハイドロパーオキサイドと
ソジウムスルホキシレートホルムアルデヒドとを含む触
媒溶液2,3gを添加し、残留モノマー量を減らした。
【0011】エマルションポリマーをBowen Mo
del BLSA スプレードライヤーで、以下の条件
下でスプレードライした。入り口温度120℃、出口温
度60℃、流量毎分100−150ミリリットル、空気
圧100ポンド/平方インチ。それぞれの実施例におい
て、「粒子径」は、Brookhaven BI−90
粒度計で測定され、ナノメーター(nm)で表示され
る。表7中のスクラップ比は、スプレードライで回収さ
れたエマルションポリマーの重量と、スプレードライ室
の壁に付着したポリマーの量との比率である。スプレー
ドライされたエマルションポリマーはセメント改良剤と
して評価された。セメントモルタルは、表6に示された
処方で調製された。
【0012】改質セメントについて、以下の特性が評価
された。結果を表7に示す。 ウェットアウトタイム:モルタルが十分作業できるコン
システンシーになるまでの時間(秒) 薄片特性 1/16インチ(0.16センチ)厚のモルタルをプラ
イウッド上に置き、24時間キュアさせた。スクリュー
ドライバーで中心部をひっかき、靱性を定性的に評価し
た。セメントがどの程度プライウッドに接着しているか
により、接着性を定性的に評価した。フレッシュポリマ
ーは、スプレードライ後2日以内にセメント配合物に混
合された、スプレードライされたエマルションポリマー
をいう。エージングポリマーは、60℃のオーブン中に
5日置いた後、セメント配合物に混合された、スプレー
ドライされたエマルションポリマーをいう。
【0013】
【表1】 ME#1 脱イオン水 290.00 トラントン XN−45S 1.3 界面活性剤 35.60 メチルメタアクリレート 294.00 アリルメタアクリレート 5.60 メタアクリル酸 75.00 3−メルカプトプロピオン酸メチル 13.1
【0014】
【表2】 FeSO4・7H2Oの0.1%水溶液 10.0g t−ブチルハイドロパーオキサイドの 25.4g 14.9%水溶液 ソジウム スルホキシレート 43.4g ホルムアルデヒドの7.8%水溶液
【0015】
【表3】 脱イオン水 110.0g 水酸化ナトリウムの50%水溶液 35.0g Ca(OH)2 16.1g
【0016】
【表4】 ME#2 脱イオン水 326.00g 界面活性剤 11.30g ラウリル硫酸ナトリウム 10.80g ブチルアクリレート 762.00g メチルメタアクリレート 739.00g
【0017】
【表5】 実施例No. 界面活性剤 HLB 1 オクチルフェノキシエトキシル化アルコール 3.6 (1−2EO単位) 2 テトラメチルデシンジオール 4.0 3 エトキシル化テトラメチルデシンジオール 4.0 4 エトキシル化C12-13直鎖1級アルコール 3.7 5 ポリグリコールモノラウレート 3.2 比較例6 オクチルフェノキシエトキシル化アルコール 15.8 (〜16EO単位) 比較例7 エトキシル化C11-152級アルコール 8.0 比較例8 エトキシル化C12-13直鎖1級アルコール 7.9 比較例9 EO/POブロックコポリマー 1−7 比較例10 EO/POブロックコポリマー 12−18
【0018】
【表6】 タイプI ポルトランドセメント 15.0g 60メッシュ 砂 22.5g スプレードライされた 1.0g(ポリマー固形分基準) エマルションポリマー
【0019】
【表7】
【0020】表7のデータから、エマルションポリマー
と低HLB非イオン性界面活性剤、すなわちアルキルフ
ェノキシエトキシレート、アセチレン列ポリオール、ま
たはアルキレングリコールアルキレートを含むエマルシ
ョンポリマーを含むエマルションから調製されたスプレ
ードライされたポリマー粉末は、スクラップ比と安定性
に関し、よりバランスのとれた特性を有していることが
わかる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミアオ−スン・リ・シェン アメリカ合衆国ペンシルバニア州19002、 ローア・グウィネズ、ストーンブリッジ・ ロード 1002

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (i)少なくとも1種のエマルションポ
    リマー、および少なくとも1種のHLB値が7以下の界
    面活性剤を含むエマルションであって、該界面活性剤が
    アルキルフェノキシエトキシレート、アセチレン列ポリ
    オール、アルキレングリコールアルキレート、ソルビタ
    ンアルキレート、グリセロールエステル、ポリグリセロ
    ールエステル、およびそれらの組み合わせからなる群よ
    り選択される非イオン性界面活性剤であるエマルション
    を調製し、(ii)エマルションをスプレードライする
    工程を含む、ポリマー粉末の安定性改良方法。
  2. 【請求項2】 該少なくとも1種の界面活性剤のHLB
    値が6以下である、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 該少なくとも1種の界面活性剤のHLB
    値が5以下である、請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 該非イオン性界面活性剤が、オクチルフ
    ェノキシエトキシル化アルコール、エトキシル化テトラ
    メチルデシンジオール、プロピレングリコールモノラウ
    レート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンオレ
    エート、グリセロールオレエート、デカグリセロールデ
    カステアレート、デカグリセロールデカオレエート、お
    よびそれらの組み合わせからなる群より選択される、請
    求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 該少なくとも1種の界面活性剤が該エマ
    ルションポリマーの総重量に基づき0.5から15重量
    %の量で存在する、請求項1記載の方法。
JP8049662A 1995-02-16 1996-02-14 ポリマー粉末の安定性改良方法 Pending JPH08259622A (ja)

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