JPS62236808A - 重合体ラテツクスの製造法 - Google Patents

重合体ラテツクスの製造法

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JPS62236808A
JPS62236808A JP8162686A JP8162686A JPS62236808A JP S62236808 A JPS62236808 A JP S62236808A JP 8162686 A JP8162686 A JP 8162686A JP 8162686 A JP8162686 A JP 8162686A JP S62236808 A JPS62236808 A JP S62236808A
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Toyoaki Yamauchi
豊昭 山内
Hiroyoshi Hashimoto
橋本 弘義
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐水性、密着性の非常に優れた被膜を形成し
得る重合体ラテックスの製造方法に関するものである。
〔従来の技術とその問題点〕
重合体ラテックスは、そのままで或いは種々の配合剤を
添加して、塗料、接着剤、粘着剤、紙加工剤、繊維加工
剤等の分野で広く工業的に利用されている。
重合体ラテックスは一般に、界面活性剤を含む水性媒体
中に単量体を乳化分散せしめ、ラジカルを発生ずる重合
触媒により重合を行う周知の乳化重合法によって製造さ
れ、一般的には、ラテックス中の重合体は、濃度40〜
65重量%、粒子径0.01〜1ミクロンで、安定な分
散状態で存在する。
界面活性剤は、水性媒体中で単量体に重合の場を与える
と共ムこ、乳化分散状態を長期に亘って安定に保つと云
う重要な働きをするものであるが、水溶性で本質的に重
合体との相溶性に欠ける為、その存在は、ラテックスの
乾燥によって形成される重合体被膜の耐水性や密着性を
大きく損なうものである。
このような欠点のため、被膜に高い耐水性の要求される
用途分野では、取扱性や安全衛生の面で有利なラテック
スを用いることができずに、これらの面で劣る重合体の
有機溶剤溶液を用いなければならない場合があり、ラテ
ックスの本質的な欠点である耐水性、接着性の向上は、
最も重要な解決すべき問題点であった。
重合体ラテックスから形成される被膜の耐水性や密着性
を向上させる技術としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、
エポキシ樹脂、イソシアネート化合物、アジリジン化合
物などの架橋剤を配合したり、重合体中に各種の官能基
を導入して高熱処理して架橋反応を起こさせる方法があ
るが、これらの方法では、150℃以上の高熱処理が必
要であったり、三液性で使用可能時間に制限があったり
して汎用的に用いることは困難であった。
そこで、重合体ラテックス中の界面活性剤の悪影響を排
除するためにこれまで多くの努力が払られれてきた。そ
の例としては、特公昭46−12472号、特公昭46
−34894号、特公昭49−46291号、特公昭5
1−44157号、特公昭56−29657号、特公昭
56−29658号、特開昭51−30284号、特開
昭51−30285号、特開昭54−144317号、
特開昭55−11525号、特開昭55−38821号
、特開昭55−115418号、特開昭55−1154
19号、特開昭58− ’7468号、特開昭58−2
03960号公報等がある。これらの例は、通常の界面
活性剤に代えて用いることができると、されるスルホン
酸基やポリオキシエチレン基を有するエチレン性不飽和
単量体、所謂反応性乳化剤又はそれを用いる乳化重合法
に関するものである。
しかしながら、これらの方法を単純に工業的に利用しよ
うとすると重大な問題が発生する。まず第一に、重合安
定性の問題で、前記公報に示されている反応性乳化剤を
用いて通常工業的に実施されている40%以上の重合体
濃度で実施しようとすると、許容できない程の凝集物が
発生し、濾過工程での作業を著しく阻害したり、又は微
細な凝集物が重合体ラテックス中に存在することで、形
成される被膜の均一性を損なう。第二の問題としては、
このような反応性乳化剤を用いて重合したラテックスか
ら形成される被膜の耐水性や密着性は、期待する程の水
準に到達し得ないことである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、上記のような問題点を解決するために鋭
意検討をかさね、本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、水性媒体中において、(a)カルボキシ
ル基を持つエチレン性不飽和単量体0.5〜50重量%
、(b)その他のエチレン性不飽和単量体45〜99.
45重量%、(c1下記式(1)、(H)、(II[)
、(IV)の何れかで表されるアリルスルホコハク酸塩
0.05〜5重量%からなる単量体混合物を乳化重合せ
しめてシードラテックスを得る第一段階、第一段階で調
製されたシードラテックスの存在下に、(d)アクリル
酸エステル又はメタクリル酸エステル15.05〜99
.5重量%、felカルボキシル基を持つエチレン性不
飽和単量体0〜10重量%、(f)その他のエチレン性
不飽和単量体0〜69.95重量%、(gl下記の式(
V)で表されるスチレンスルホン酸塩0.05〜5重量
%からなる単量体混合物を流入して重合させる第二段階
からなり、 第一段階で形成される重合体の重量比率が、5/95〜
80/20であることを特徴とする重合体ラテックスの
製造法に関するものである。
記 C)I2−GOOR2 303M CH−COO−(AO)、、−R1(IV )■ So、M (上式において、R7は水素又はメチル基、R2は炭化
水素基又は置換基を有する炭化水素基又はオキシアルキ
レン基を含む有機基、八は炭素数2〜4個のアルキレン
基又は置換されたアルキレン基、nはO又は正数を意味
する。Hはアルカリ金属、アンモニウム、有機アミン基
又は有機四級アンモニウム塩基を意味する。) (上式において、門はアルカリ金属、アンモニウム、有
機アミン塩基又は有機四級アンモニウム塩基を示す。) 上記本発明の要件が満たされない場合には、乳化重合中
に多量の微細な凝集物が発生したり、被膜の耐水性や密
着性に欠陥が現れたり、重合体ラテックスの分散安定性
が悪化したりする欠点が現れる。
なお、本発明においては、上記要件を満足する範囲内に
おいて、第二段階を2以上の段階に別けて実施すること
もできる。
本発明におけるカルボキシル基を持つエチレン性不飽和
単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、
イタコン酸、フマール酸、マレイン酸、無水マレイン酸
などがある。
アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル〔以後単
に(メタ)アクリル酸エステルのように表すことがある
。〕としては、例えば、(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
酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル等がある。
他のエチレン性不飽和単量体としては、例えばスチレン
、ビニルトルエン等の芳香族単量体、酢酸ビニル、プロ
ピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等のビニルエス
テル類、(メタ)アクリロニトリル等のシアン化ビニル
類、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル
類等があり、更に種々の官能性単量体例えば(メタ)ア
クリルアミド、ダイア七トンアクリルアミド、 (メタ
)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸2−ヒド
ロキシエチル、N−メチロールアクリルアミド、N−ブ
トキシメチルアクリルアミド、メタクリル酸アシッドホ
スホオキシエチル、メタクリル酸3−クロロ−2−アシ
ッドホスホオキシプロピル、メチルプロパンスルホン酸
アクリルアミド、ジビニルベンゼン、 (メタ)アクリ
ル酸アリル、(ポリ)オキジエチレンジ(メタ)アクリ
レート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジ
メチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエ
チルメタクリレートなどがある。
本発明の実施には、通常の乳化重合法が採用できる。重
合触媒としては、熱又は還元性物質などによってラジカ
ル分解して単量体の付加重合を起こさせるもので、水溶
性又は油溶性の過硫酸塩、過酸化物、アゾビス化合物等
が使用できる。その例としては、過硫酸カリウム、過硫
酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過酸化水素、t−
ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ
ベンゾエート、2.2−アブビスイソブチロニトリル、
2゜2−アゾビス(2−アミジノプロパン)ハイドロク
ロライド、2.2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロ
ニトリル)等があり、特に水溶性のものが好ましく用い
られ、その量としては単量体に対して通常0.1〜1重
量%配合される。なお、重合速度の促進、より低温での
重合を望む時には、重亜硫酸ナトリウム、塩化第一鉄、
アスコルビン酸塩、ロンガリソト等の還元剤を重合触媒
と組合せて用いる。
又、所望によって種々の重金調整剤を添加することも可
能で、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭
酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、リン酸−水素ナト
リウム、リン酸二水素ナトリウム等のpHtJl整剤や
エチレンジアミン四酢酸及びその塩等のキレート剤又は
重合体の分子量を調整するための連鎖移動剤等である。
本発明では、通常の界面活性剤、例えば、脂肪酸石鹸、
アルキルスルホン酸塩、アルキルスルホコハク酸塩、ポ
リオキシエチレンアルキル硫酸塩、ポリオキシエチレン
アルキルアリール硫酸塩等のアニオン性界面活性剤やポ
リオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレ
ンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレンソル
ビタン脂肪酸エステル、オキシエチレンオキシプロピレ
ンブロソクコボリマー等のノニオン性界面活性剤の使用
を排除するものではないが、その使用量は全単量体10
0重量部当たり1重量部以下に留めるべきで、それ以上
の量の使用は、被膜の耐水性、密着性を損なうことにな
る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、これまでの製造技術では達成できなか
った高度の耐水性、密着性を有する被膜を形成する重合
体ラテツクスを得ることができる。
〔実施例〕
次に、実施例と比較例を示して本発明を具体的に説明す
るが、本発明の範囲がこれらの実施例のみに限定される
ものでないことは云うまでもない。
なお、例中の部及び%は重量表示である。
実施例1 攪拌機、還流冷却器、滴下槽及び温度針を取り付けた反
応容器に、メタクリル酸15部、メタクリル酸メチル3
0部、スチレン15部、アクリル酸2−エチルヘキシル
40部、水300部、アリルアルキルスルホコハク酸ソ
ーダの39%水溶液(エレミノールJS−2、三洋化成
工業■製)4部を投入し、内温を78℃に上げてから、
過硫酸アンモニウムの2%水溶液15部を添加して1時
間保つ。これによって第一段階のシードラテックスが調
製される。
次に、スチレン90部、メタクリル酸メチル117部、
アクリル酸2−エチルヘキシル190部、メタクリル酸
3部からなる混合単量体と、p−スチレンスルホン酸ソ
ーダ(スビノマーNa5Ss東洋曹達工業@!lり 3
部、過硫酸アンモニウム1.2部、水184部からなる
水溶液とを反応容器中へ別々の滴下槽より3時間かけて
流入させる。流入が終了してから温度を83℃にして2
時間保つ。冷却後25%のアンモニア水溶液を添加して
pHを8に調整してから200メソシユの濾布で濾過し
た。濾過された凝集物の乾燥重量は全単量体に対して0
.03%と非常に僅少であった。
次に、得られたラテックス100部にブチルセロソルブ
の50%水溶液10部と2−エチルへキシルセロソルブ
5部を成膜助剤として配合した後、ガラス板上に100
 ミクロンの厚さに流延し、20℃で24時間乾燥した
。これを20℃の水中に24時間浸漬した後、その光透
過率を測定すると、98%であり、肉眼では被膜の白化
は殆ど認められなかった。
次に、得られた重合体ラテ・ノクスから次に示す配合の
塗料を調製した。
塗料化処方 顔料ディスパージョン 水                   52.1ジ
エチルアミノエタノール   0.3デモールEP  
   1)      7.3サーフイノールSE  
2)      4.6エチレングリコール     
 8.4タイベークR9303)     204.6
ノプコ1497シD    4)      0.6レ
ツトダウン 重合体ラテックス      1000.0ブチルセロ
ソルブ       55.02−エチルへキシルセロ
ソルブ14.0水                 
  27.5ノブ:+ 1497VD        
  1.0(注)1)分散剤:花王石鹸@製 2)湿潤剤:エアプロダクツ■製 3)ルチル型酸化チタン:石屋産業■製  Q 4)消泡剤:サンノブコ@製 この塗料を厚さ5mmの石綿スレート板に乾燥膜厚が8
0ミクロンになるように均一に塗工し、70”Cの乾燥
機で15分間乾燥した。この塗装板を沸騰水中に2時間
浸漬後取り出して状態を観察したところ、塗膜の膨潤、
ふくれ、剥離などの欠陥は全く認められなかった。
実施例2 攪拌機、還流冷却器、滴下槽及び温度計を取り付けた反
応容器に、アクリル酸14部、アクリルアミド1部、メ
タクリル酸メチル45部、アクリル酸n−7’チル40
部、水300部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエ
ーテル(エマルゲン920 、 花王石鹸@製)0.8
部、アリルアルキルスルホコハク酸ソーダの39%水溶
液(エレミノールJS−2、三洋化成工業側製)4部を
投入し、内温を78℃に上げてから、過硫酸アンモニウ
ムの2%水溶液15部を添加して1時間保つ。これによ
って第一段階のシードラテックスが調製される。
次に、スチレン90部、メタクリル酸メチル117部、
アクリル酸n−ブチル190部、メタクリル酸3部から
なる混合単量体と、p−スチレンスルホン酸ソーダ(ス
ピノマーNa5S、東洋曹達工業H製)3部、過硫酸ア
ンモニウム1.2部、水184部からなる水溶液とを反
応容器中へ別々の滴下槽より3時間かけて流入させる。
流入が終了してから温度を83℃にして2時間保つ。冷
却後25%のアンモニア水溶液を添加してpl(を8に
調整してから200メツシユの濾布で濾過した。濾過さ
れた凝集物の乾燥重量は全単量体に対して0.04%と
非常に僅少であった。
次に、得られたラテックス100部にブチルセロソルブ
の50%水溶液10部と2−エチルへキシルセロソルブ
5部を成膜助剤として配合した後、ガラス板上に100
 ミクロンの厚さに流延し、20℃で24時間乾燥した
。これを20℃の水中に24時間浸漬した後、その光透
過率を測定すると96%であり、肉眼では被膜の白化は
殆ど認められなかった。又、実施例1と同様に、ここで
得られた重合体ラテックスを塗料化し、塗膜の耐沸騰水
性を試験したところ、塗膜の膨潤、ふくれ、剥離現象は
全く認められなかった。
比較例1.2 実施例1の重合処方からp−スチレンスルホン酸ソーダ
を除く他はすべて実施例1と同様に重合を行ったところ
、濾過が困難な程凝集物が発生した。
200メツシユ濾布に留まった凝集物の量は、全単量体
に対して0.5%であった。
実施例2の重合処方からp−スチレンスルホン酸ソーダ
を除く他はすべて実施例2と同様に重合を行ったところ
、やはり凝集物が多量に発生し、その量は、全単量体に
対して0.3%であった。
これらの重合体ラテックスの被膜の耐水性を実施例1と
同様に試験したところ、光透過率がそれぞれ65%と4
5%で、白化、膨潤現象が大きかった。
比較例3 攪拌機、還流冷却器、滴下槽及び温度針を取り付けた反
応容器に、メタクリル酸15部、メタクリル酸メチル3
0部、スチレン15部、アクリル酸2−エチルヘキシル
40部、水300部、ポリオキシエチレンノニルフェニ
ルエーテル(エマルゲン920、花王石鹸@製)の25
%水溶液5部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエー
テル硫酸ソーダ(レベノールWZ、花王石鹸@製)の2
5%水溶液5部を投入し、内温を78℃に上げてから、
過硫酸アンモニウムの2%水溶液15部を添加して1時
間保つ。これによって第一段階のシードラテックスがm
製される。
次に、スチレン90部、メタクリル酸メチル117部、
アクリル酸2−エチルヘキシル190部、メタクリル酸
3部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(エ
マルゲン920、花王石鹸■製)の25%水溶液32部
、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸ソー
ダ(レベノールWZ、花王石鹸■製)の25%水溶液1
6部、過硫酸アンモニウム1゜2部、水184部からな
る混合物を反応容器中へ3時間かけて流入させる。流入
が終了してから温度ヲ83℃にして2時間保つ。冷却後
25%のアンモニア水溶液を添加してp)Iを8に調整
してから200メソシユの濾布で濾過した。濾過された
凝集物の乾燥重量は全単量体に対して0.03%と非常
に僅少であった。
次に、得られたラテックス100部にブチルセロソルブ
の50%水溶液10部と2−エチルへキシルセロソルブ
5部を成膜助剤として配合した後、ガラス板上に100
 ミクロンの厚さに流延し、20℃で24時間乾燥した
。これを20℃の水中に24時間浸漬した後、その光透
過率を測定すると、68%であり、被膜の白化現象と膨
潤が大きかった。更に、この重合体ラテックスから実施
例1に記載した塗料化処方に従って塗料を調製し、同様
に耐沸騰水試験を行ったところ、被膜の塗膜の水ぶくれ
現象が著しかった。
実施例3 攪拌機、還流冷却器、滴下槽及び温度針を取り付けた反
応容器に、水97部、過硫酸カリウムの5%水溶液3部
を投入し、内温を80℃に上げてから、過硫酸カリウム
5%水溶液4.5部、リン酸水素二ナトリウムの5%水
溶液4.9部、アリルアルキルスルホコハク酸アンモニ
ウム(ラテムルS−180八、花王石鹸■製)の50%
水溶液2.5部、アクリル酸n−ブチル69部、メタク
リル酸メチル4.5部、メタクリル酸1.5部、ラウリ
ルメルカプタン0.1部からなる混合物を1時間にわた
って流入させた。これによって第一段階のシードラテッ
クスが調製される。
次に、アクリル酸n−ブチル216部、メタクリル酸メ
チル12部、メタクリル酸5部、ラウリルメルカプタン
0.23部からなる混合単量体と、p−スチレンスルホ
ン酸ソーダ(スビノマーNa5S、 東洋W達工業@製
)1部、過硫酸カリウムの5%水溶液11部、リン酸水
素二ナトリウムの5%水溶液15部、水30部からなる
水溶液とをそれぞれ別々の滴下槽より反応容器中へ3時
間かけて流入させる。流入が終了してから温度を83℃
にして2時間保つ。冷却後25%のアンモニア水溶液を
添加してpHを7に調整してから200メソシユの濾布
で濾過した。濾過された凝集物の乾燥重量は全単量体に
対して0゜03%と非常に僅少であった。
次に、得られた重合体ラテックスを厚さ25ミクロンの
ポリエチレンテレフタレートフィルムに乾燥被膜の厚さ
が50ミクロンになるように均一に塗工し、105℃で
5分間乾燥した。この塗工フィルムをベニヤ合板に2K
gのゴムロールを用いて圧着し、24時間放置した。次
にこれを20℃の水中に24時間浸漬してからフィルム
と合板との180  “剥離接着強度を測定したところ
、1200 g/25mmであった。なお、水中浸漬前
の剥離接着強度は1350 g/25mmであり、本重
合体ラテックスは粘着剤用として優れた耐水密着性を有
する。
比較例4 攪拌機、還流冷却器、滴下槽及び温度針を取り付けた反
応容器に、水97部、過硫酸カリウムの5%水溶液3部
を投入し、内温を80℃に上げてから、過硫酸カリウム
の5%水溶液4.5部、リン酸水素ニナトリウムの5%
水溶液4.9部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエ
ーテル(エマルゲン920、花王石鹸側製)の25%水
溶液9部、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル
硫酸ソーダ(レベノール(IZ、花王石鹸■製)の25
%水溶液3部、アクリル酸n−ブチル69部、メタクリ
ル酸メチル4.5部、メタクリル酸1.5部、ラウリル
メルカプタン0.1部からなる混合物を1時間にわたっ
て流入させた。これによって第一段階のシードラテック
スが調製される。
次に、アクリル酸n−ブチル216部、メタクリル酸メ
チル12部、メタクリル酸5部、ラウリルメルカプタン
0.23部からなる混合単量体と、ポリオキシエチレン
ノニルフェニルエーテル硫酸ソータ(レベノール甑、花
王石鹸@製)の25%水溶液9部、過硫酸カリウムの5
%水溶液11部、リン酸水素二ナトリウムの5%水溶液
15部、水30部からなる水溶液とを、それぞれ別々の
滴下槽より反応容器中へ3時間かけて流入させる。流入
が終了してから温度を83℃にして2時間保つ。そして
、冷却後25%のアンモニア水溶液を添加してpHを7
に調整してから200メソシユの濾布で濾過した。濾過
された凝集物の乾燥重量は全単量体に対して0.04%
と非常に僅少であった。
次に得られた重合体ラテックスを厚さ25ミクロンのポ
リエチレンテレフタレートフィルムに乾燥被膜の厚さが
50ミクロンになるように均一に塗工し、105℃で5
分間乾燥した。この塗工フィルムをベニヤ合板に2Kg
のゴムロールを用いて圧着し24時間放置した。次にこ
れを20℃の水中に24時間浸漬してからフィルムと合
板との180°剥離接着強度を測定したところ、200
g/ 25mmであった。なお、水中浸漬前の剥離強度
は1500 g/25mmであり、この重合体ラテック
スは粘着剤用としては耐水密着性に大きな欠陥を有する

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水性媒体中において、 (a)カルボキシル基を持つエチレン性不飽和単量体0
    .5〜50重量%、 (b)その他のエチレン性不飽和単量体45〜99.4
    5重量%、 (c)下記の式( I )、(II)、(III)、(IV)の何
    れかで表されるアリルスルホコハク酸塩0.05〜5重
    量%からなる単量体混合物を乳化重合せしめてシードラ
    テックスを得る第一段階、 第一段階で調製されたシードラテックスの存在下に、 (d)アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル1
    5.05〜99.5重量%、 (e)カルボキシル基を持つエチレン性不飽和単量体0
    〜10重量%、 (f)その他のエチレン性不飽和単量体0〜69.95
    重量%、 (g)下記の式(V)で表されるスチレンスルホン酸、
    塩0.05〜5重量%からなる単量体混合物を流入して
    重合させる第二段階、 とからなり、第一段階で形成される重合体と第二段階で
    形成される重合体の重量比率が、5/95〜80/20
    であることを特徴とする重合体ラテックスの製造法。 記 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(III) ▲数式、化学式、表等があります▼(IV) (上式において、R_1は水素又はメチル基、R_2は
    炭化水素基又は置換基を有する炭化水素基又はオキシア
    ルキレン基を含む有機基、Aは炭素数2〜4個のアルキ
    レン基又は置換されたアルキレン基、nは0又は正数を
    意味する。Mはアルカリ金属、アンモニウム、有機アミ
    ン基又は有機第四級アンモニウム塩基を意味する。) ▲数式、化学式、表等があります▼(V) (上式において、Mはアルカリ金属、アンモニウム、有
    機アミン塩基又は有機第四級アンモニウム塩基を示す。 )
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09111218A (ja) * 1995-10-16 1997-04-28 Asahi Chem Ind Co Ltd 接着剤用エマルション組成物及びその製造方法
JP2003165803A (ja) * 2001-11-30 2003-06-10 Toray Fine Chemicals Co Ltd エマルジョンおよびエマルジョン塗料組成物

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JPS5728111A (en) * 1980-07-25 1982-02-15 Sanyo Chem Ind Ltd Preparation of polymer

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