JPS5870828A - 水性分散液の凍結安定性改良法 - Google Patents

水性分散液の凍結安定性改良法

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JPS5870828A
JPS5870828A JP56170282A JP17028281A JPS5870828A JP S5870828 A JPS5870828 A JP S5870828A JP 56170282 A JP56170282 A JP 56170282A JP 17028281 A JP17028281 A JP 17028281A JP S5870828 A JPS5870828 A JP S5870828A
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aqueous dispersion
freeze
stability
pva
cationic
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JP56170282A
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Takenori Tanaka
田中 偉業
Akiharu Miyake
三宅 明晴
Junnosuke Yamauchi
山内 淳之介
Tohei Moriya
森谷 東平
Makoto Shiraishi
誠 白石
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Kuraray Co Ltd
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Kuraray Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は凍結安定性良好な水性分散液を得る方法であり
、さらに詳しくはカチオン性ポリビニルアルコール(以
下PVAという)を水性分散液に添加する亭によって凍
結安定性を向上する方法に関するものである。
本目的は水性分散液に少量のPVAを添加する事によっ
て凍結安定性を大幅に向上する方法を提供する事にある
従来、添加法による水性分散液の凍結安定性の改良法と
してはメタノール、エチレングリコール。
グリセリン等の凍結防止剤の添加を行うのが最も一般的
であり、その他士ロソルブ、ブチルセロソルブ等の成膜
補助剤等が使用されている。ところが、これらの添加物
は可成りの量を加えなければ凍結安定性は改良されない
。例えば上記の凍結防止剤として、すぐれていると云わ
れるエチレングリフールでさえも一般に50形固形分の
水性分散液に5部以上添加しなければ凍結安定性はさ積
面上シナい。従って、エチレングリコール等の凍結防止
剤の添加では、該水性分散液の皮膜物性に悪影響する事
が多く多量の添加は事実王道けなければならないつまた
一般にPVA等の水溶性ポリマーを添加すると凍結安定
性は向上されると云われるが、プラス効果はあるものの
エチレングリコール等の凍結防止剤と同様に多量の添加
が必要となり、事実上、その効果は小さい。従って現実
的にはカルボキシル基等の親木基を導入したモノマーを
乳化重合し、水性分散液の水和層に親水基が存在するよ
うに工夫されている。しかし、この方法は親水基モノマ
ーで共重合する必要があり、凍結安定性が改良されでも
、目的の物性が得られ難い。
本発明者らは既存の水性分散液に凍結安定剤を少Jlf
fi加する事によって、殆んど他の物性を変えない方法
を検討した結果、カチオン性PTA、特に部分ケン化カ
チオン性PVAを添加する廖が極めて有益である事を見
出すに至った3、すなわち、理山はわからないがカチオ
ン変性PVAを水性分散液に少量後添加する事によって
凍結安定性が著しく改良される。添加量としても、エチ
レングリコール等の凍結剤のごとく、50%固形分の水
性分散液に5部以上添加する必要もないので元の水性分
散液の性状を変える事なく、凍結安定性を改良される事
に特徴がある。その効果については後述の実施例でも明
白であるが、未変性P V A汗チレングリコール等の
添加に比べて変性カチオンPVAはt以下の量でその効
果を出現させる事が、本発明の著しい効果である。
カチオン変性PVAに関しては後述するカチオン基が存
在する事が重要である。また、このカチオン性は樹鮨中
の酢酸ビニルのケン化度が低い方が、より効果的である
後添加するカチオン変性PVAとは、主鎖中あるいは側
鎖中に必要量のカチオン基を含有せしめた変性PVAで
その目的に応じてケン化度、重合度が選択される。ここ
でいうカチオン基とは、−級アミン、二級アミン、三級
アミン、四級アンモニウム塩、イミド、ピリジン、ピリ
ジニウム、イミダゾール、イミダゾリニウム、スルホニ
ウム、ホスホニウムなど、水溶液中で解離して正電荷に
帯電する化学構造単位を意味している。これらの中、下
記一般式(I) @ @)で示される共重合単位を含む
カチオン変性PVAがかかる目的に適しでいる。
1 C0NH−AmB (ここでWは水素原子または低級アルキル基、級アルキ
ル基(置゛換基を含んでもよい)、Xはアンモニウム窒
素と塩を形成する陰性の基、AはB中の窒素原子とアミ
ド基の窒素原子を連結する基を示す。) (ここで、R1、R2、R3は水素原子、低級アルキル
基、またはフェニル基、R4は低級アルキル基、Xはイ
ミダゾリニウム窒素と塩を形成する陰性の基をそれぞれ
意味している。) 上記一般式(I)で示された共重合単位を含む変性Pv
Aの製造法の詳細は特願昭54−89078号明細書中
に示した通りであるが、ビニルエステルとりわけ酢酸ビ
ニルと次式QV) cH2= c               QV)C
ONH−ム−B (ここでWは水素原子または低級アルキル基、Bアルキ
ル基(置換基を含んでもよい)、Xはアンモニウム窒素
と塩を形成する陰性の基、ムはB中の窒素原子とアミド
基の窒素原子を連結する基を示す。) ある場合には四級化剤で四級化せしめあるいはせしめな
いで、該共重合体のアルコール溶液にアルカリあるいは
酸触媒を作用させて、共重合体中のビニルエステル単位
を目的に応じて部分的にあるいは高度にケン化せしめて
ビニルアルコール車位記の四級化を実施しでいない場合
にケン化反応のしめないことにより′最も有効かつ簡便
に製造される。上記一般式(1/)で示される具体的な
単量体としては次のものがあげられる。すなわちN−(
3−ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド、トリメ
チル−3−(1−アクリルアミド−プロピル)アンモニ
ウムクロリド、N−(3−ジメチルアミノプロピル)メ
タクリルアミド、トリメチル−5−(1−メタクリルア
ミド−プロピル)アンモニウムクロリド、N−(2−ジ
メチルアミノエチノリアクリルアミド、トリメチル−2
−(l−アクリルアミド−エチル)アンモニウムクロリ
ド、N−(3−ジエチルアミノプロビル)メタクリルア
ミド、トリメチル−5−(1−メタクリルアミド−プロ
ピル)アンモニウムメトサルフェート、N−(1,1−
ジメチル−5−ジメチルアξノプロビノリーアクリルア
ミド、トリメチル−3−(1−アクリルアミド−1,1
−ジメチルプロピル)アンモニウムクロリド、N−(1
,1−ジメチル3−ジメチルアミノブチル)アクリルア
ミド、トリメチル−5−(1−アクリルアミド−1,1
−ジメチルブチル)アンモニウムクロリド、N−(1−
メチル−1,6−ジフェニル−6−ジエチルアミノプロ
ピル)メタクリルアミド、ジメチルアクリルアミドプロ
ピル−4−トリメチルアンモニウムブテニル−2−アン
モニウムクロリド、2−(アクリルアミドメトキシ)エ
チルトリメチルアンモニウムクロリド等である。
一般式@@)で示した共重合単位を含む変性PvAの製
造法の詳細は特願昭55−1881号明細書中に示した
通りであるが、ビニルエステルとりわけ酢酸ビニルと次
式(至)または(W) (J12= OH CH2=Cki (ここで、ELl、R2、R3は水素原子、低級アルキ
ル基、またはフエ二゛九基、R4は低級アルキル基、X
はイεダシリニウム窒素と塩を形成する陰性の基をそれ
ぞれ意味している。) で示される重合性単鰍体とをラジカル重合開始剤の存在
下に共重合させ、しかる後に共重合単量体が(W)であ
る場合には四級化剤で四級化しあるいはしないで該共重
合体のアルコール溶液にアルカリあるいは酸触媒を作用
させて、共重合体中のビニルエステル単位を目的に応じ
て部分的にあるいは亮度にケン化せしめてビニルアルコ
ール単位とし、また前記共重合単量体が(M)である場
合であ″りかつ前記の四級化反応を実施しでいない場合
にケン化反応の後で四級化剤で四級化しあるいはしない
で有効かつ簡便に製造される。上記一般式(至)で示さ
nる単量体としては例えば次のものがあげられる。
1−ビニルイミダゾール、1−ビニル−2−メチル−イ
ミダゾール、1−ビニル−2−メチルイミダゾール、1
−ビニル−2−フェニルイミダゾール、1−ビニル−2
,3ジメチルイミダゾール、1−ビニル−2,4,5−
リメチルイミタゾール。また、上記一般式(W)で示さ
れる単量体は、上記一般式立で示される単量体に、ハロ
ゲン化アルキル、ジメチル硫酸P−トルエンスルホン酸
メチルなどの四級化剤で四級化することにより得ること
ができる。
特に、 1−ビニル−2−メチルイミダゾール 1−ビニル−2,3−ジメチルイミダゾリニウムがエマ
ルジョンの重合速度、安定性、経済性の観点から優れて
いる。
本発明の凍結安定性改良用のカチオン変性PVA中のカ
チオン基の量、ケン化度あるいは重合度は特に限定され
ないがカチオン基の量は0゜01〜10モル%、ケン化
度は60〜92モル%9重合度は600〜3000が望
ましく、特に該ケン化度の範囲では顕著な効果が認めら
れる。また本願発明は添加PVAがカチオン変であるこ
とを必須の要件とするもので、カチオン基の凰は0.1
モル%以上存在する事が望ましい。
水性分散液は水中に室温で安定に分散している分散液は
すべて含まれ、特定の樹脂成分、保護コロイド、界面活
性剤に限定されるものではない。
水性分散液の樹脂成分としでは、酢酸ビニル重合体、酢
酸ビニル−アクリル酸エステル、酢酸ヒ=ルーマレイン
酸エステル、酢酸ビニル−エチレン。
酢酸ビニル−バーサチック酸ビニル等の酢酸ビニル共重
合体、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル
酸2−エチルヘキシル等のアクリル酸エステル重合体、
塩化ビニル重合体、塩化ビニリデン重合体、スチレン重
合体、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル等
のメタアクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリル
酸エステル共重合体、スチレン−ブタジェン共重合体、
スチレン−イソプレン共電合体、クロロブレン重合これ
ら相互の共重合体および多元共重合体が含まれる。水性
分散液としでは、4分子物質の水性分散液だけでなく、
低分子量化学物質の水性分散液にも有効である。
本発明によればカチオン性PVAを上記水性分散液に少
量後添加する事を特徴とするが、カチオン性PVAの添
加量は特に限定されないが望ましくは、水性分散液の樹
脂分100部に対して0.1〜10部が望ましい。余り
少なければ、凍結安定化の効果が減少するし、多いと水
性分散液の皮膜の性状が変化して望ましくない。また両
者の混合法に関して特に限定されるものではないが一般
には、カチオン変性PVAを水に溶解しておき、水性分
散液に攪拌しながら、室温で除々に添加する方法を採る
が、場合によっては水性分散液の中に変性PVAの固形
分をそのまま添加し、水性分散液中でPVAを溶解する
ような方法を行っても良い。
次に本発明及びその効果を実施例により説明するが本発
明はこれらによりなんら限定されるものではない。
実施例1 トリメチル−3−(1−アクリルアミド・≠申≠プロピ
ル)アンモニウムクロライド0.5モルを共ffi合シ
たケン化度76モル%、4部粘度2400 t、p、t
)カチオン変性PVAの8%水溶液を作製した。部分ケ
ン侶PVAを保護コロイドとするエチレン含j119重
欺%の酢ビ−エチレン水性分散液(固形分=55%)に
上記の8%カチオン変性PVA水溶液12.5部を室温
で添加し、2時間攪拌した後、1日放置し次のような方
法で凍結安定性を調べた。上記のように調製した水性分
散液50 ydl tl−ふたつきの試料瓶の中に入れ
、あらかじめ所定温度とした低温電気恒温槽(46X4
0X40(11)の中段に1日放置した後取出し、凍結
しでいる部分を解凍しで、水性分散液の状態を調べた。
凍結安定性の悪いものは、解凍しでも、以前の水性分散
液の状態に戻らず凝集したゴム状の固形になるが、良好
なものは元の状態に戻る。本実施例については、恒温槽
の温度を変えで、解凍後の状態を観察し、元の状態に戻
らなくなる温度を求めた結果−14℃であった。
なお、変性PVAを添加しないものは一5℃であったの
で、添加により顕著な効果が認められた。
比較例1 実施例1のカチオン変性PVAの代わりに未変性PvA
の添加による影蕃を調べたが、1部の添加では大きな効
果は認められなかった。
比較例2 実施例1のカチオン変性PVA0代わりにエチレングリ
コール5部を添加したが、量が多い割に添加効果は小さ
かった。
実施例2 1−ビニル−2−メチルイミダゾール全0.4モル%、
ケン化度78モル%、20℃での4%水溶液が7,1c
pのカチオン変性PV、Aの8%水溶液を作製した。以
下実施例1と同様にして凍結安定性を調べた結果、カチ
オン変性PVAを添加する小によって一5℃で不安定化
していたものが一12℃ま・で向上した。
実施例5〜10 実施例1においで水性分散液の種類、カチオン変性PV
Aの種類いずれかを変えて行なった。その結果を表1に
括めた。
以下余白 l

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)カチオン性ポリビニルアルコールを水性分散液に
    後添加することを特徴とする水性分散液の凍結安定性向
    上法。
  2. (2)カチオン性ポリビニルアルコールのケン化度が9
    2モル%以下である特許請求の範囲第1項記載の凍結安
    定性向上法。
JP56170282A 1981-10-23 1981-10-23 水性分散液の凍結安定性改良法 Granted JPS5870828A (ja)

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JPH0153094B2 JPH0153094B2 (ja) 1989-11-13

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Cited By (2)

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JPH0153094B2 (ja) 1989-11-13

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