JPS6259137B2 - - Google Patents

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JPS6259137B2
JPS6259137B2 JP51043815A JP4381576A JPS6259137B2 JP S6259137 B2 JPS6259137 B2 JP S6259137B2 JP 51043815 A JP51043815 A JP 51043815A JP 4381576 A JP4381576 A JP 4381576A JP S6259137 B2 JPS6259137 B2 JP S6259137B2
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JP
Japan
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latex
monomer
particles
nonionic
copolymer
Prior art date
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Application number
JP51043815A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS51129446A (en
Inventor
Sabin Gibusu Dan
Henrii Wagunaa Aaru
Antone Uesuringu Ritsuchii
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.)
Dow Chemical Co
Original Assignee
Dow Chemical Co
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Publication date
Priority claimed from US05/569,723 external-priority patent/US4056501A/en
Priority claimed from US05/569,724 external-priority patent/US4017442A/en
Application filed by Dow Chemical Co filed Critical Dow Chemical Co
Publication of JPS51129446A publication Critical patent/JPS51129446A/en
Publication of JPS6259137B2 publication Critical patent/JPS6259137B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08CTREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
    • C08C1/00Treatment of rubber latex
    • C08C1/02Chemical or physical treatment of rubber latex before or during concentration
    • C08C1/06Preservation of rubber latex
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F291/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds according to more than one of the groups C08F251/00 - C08F289/00

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はラテツクス組成物およびその様なラテ
ツクスの製法に関する。ラテツクスより成る重合
体粒子は粒子表面に又は表面の近くに化学的に結
合した安定性のPHに無関係なイオンを持つのであ
る。 ラテツクスは水性媒質中でコロイド的に安定化
する手段が必要である。普通コロイド的安定化は
表面活性剤によつて行なうことが出来、それは通
常陰イオン性又は陽イオン性であるが非―イオン
性、特に陰イオン性又は陽イオン性表面活性剤と
の混合物でもよい。表面活性剤は必要なコロイド
的安定性に貢献するとはいえ、それは限定された
量、また望む安定性を得る量以下でもラテツクス
の被覆性能を妨害する。米国特許第3637432号に
記載のとおり普通の表面活性剤を殆んど僅か含む
か全く含まない安定性ラテツクスをつくるに非―
イオン性単量体と少量割合のイオン性単量体を共
重合させる他の方法がある。しかしこの方法は単
量体の特殊配合と特殊重合法が必要である。この
方法は表面活性剤を僅かしか含まない又は全く含
まないラテツクスが得られるがこの操作中種々の
量の水溶性生成物が出来て製品中残るのである。 米国特許第3236820号には塩化ビニル―ベンジ
ル重合体の陰イオン性ラテツクスと硫化物の反応
による水溶性陽イオン性重合体の製造が記載され
ている。陰イオン性乳化液から出発して粒子上の
重合した塩化ビニルベンジル単位を陽イオン性基
に転化するとラテツクスの不安定化をおこす。も
し塩化ビニルベンジル単位の重合体中の割合が転
化型中重合体を水溶性とするに充分高くないとラ
テツクスは凝固する。 本発明は化学的に結合したPHに無関係の陽イオ
ン性基をもつ共重合体薄層で包まれた水に不溶性
非―イオン性有機重合体核より成り粒子の外表面
に又はその面の近くに結合した陽イオン性電荷を
もつている構成粒子をもつラテツクスを包含する
ものである。この様なラテツクスは吸着した陽イ
オン性表面活性剤の存在によつて僅かに陽イオン
性である非―イオン性有機重合体ラテツクスの粒
子表面上に乳化液重合条件のもとでエチレン的不
飽和の活性化ハロゲン単量体を共重合させて得ら
れる。また先駆物質ラテツクスは重合体成分とし
てエチレン的不飽和の活性化ハロゲン単量体とエ
チレン的不飽和の活性化ハロゲンのない非―イオ
ン性単量体の共重合体粒子で活性化ハロゲンが粒
子全体に均一に又は適当に分布している様な粒子
を含んでいてもよい。いづれの型のラテツクスも
非イオン性ニユークレオフアイル
(nucleophile)と反応して構成粒子の外面に又は
外面の近くに化学的に結合したPHに無関係の陽イ
オン性基をコロイド安定性の大部分を与えるに充
分であるが重合体を水溶性にするには不充分な量
で含む共重合体層で包まれている水に不溶性の非
イオン性有機重合体核より成る構成粒子をもつラ
テツクスを形成する。 更に具体的には本発明は一面において、次の
(a),(b)および(c)の諸工程から成ることを特徴とす
る陽イオン性の構成されたラテツクスの製法を提
供するものである。 (a) 非イオン性有機重合体核から成るラテツクス
を出発原料として使用し、 (b) 活性化されたハロゲンをもつ非イオン性エチ
レン的不飽和単量体と活性化されたハロゲンの
ない非イオン性エチレン的不飽和単量体との水
―不溶性有機重合体の薄いカプセル層で上記(a)
の非イオン性有機重合体核をカプセル化して活
性化されたハロゲンを粒子中にくまなく均一に
又はランダムに分布させたコポリマー粒子を含
むラテツクスを製造し、かつ該活性化されたハ
ロゲンを構成されたラテツクス粒子のグラム当
たり0.01乃至0.5ミリ当量の量で、そしてカプ
セル層中の共重合体のグラム当たり0.4乃至2.5
ミリ当量の量で存在させ、そして (c) 上記(b)で製造したラテツクスを0℃乃至80℃
の温度において、水性媒質中に拡散出来る低分
子量の水に安定な非イオン性ニユークレオフア
イルと反応させて、PHに無関係の陽イオン性基
を粒子表面に化学的に結合させたポリマー粒子
から成るラテツクスを製造する。 また本発明はもう1つの面において、非イオン
性有機重合体の核および活性化されたハロゲンを
もつ非イオン性エチレン的不飽和単量体と活性化
されたハロゲンのない非イオン性エチレン的不飽
和単量体との水―不溶性有機共重合体の薄いカプ
セル層から成りそして該活性化されたハロゲンが
構成されたラテツクス粒子のグラム当たり0.01乃
至0.5ミリ当量の量でかつカプセル層中の共重合
体のグラム当たり0.4乃至2.5ミリ当量の量で存在
する重合体粒子から誘導された陽イオン性の構成
されたラテツクス粒子の水性コロイド状分散液、
を提供するものである。 1実施態様において、本発明の製品の製造には
水中にコロイド的に分散した固体重合体粒子を含
む出発ラテツクスが必要であり、その組成とその
製法はそれ自体知られたものであるがそれはその
出発ラテツクスの粒子がエチレン的不飽和の活性
化ハロゲン単量体とエチレン的に不飽和の活性化
ハロゲンのない単量体の共重合体で包まれたもの
である様に実質的に変成されたものである。出来
たラテツクスは粒子表面に又は表面の近くに反応
性ハロゲン基をもつコロイド的に分散した粒子を
含むものである。この様なラテツクスは次に低分
子量の非―イオン性求核的化合物と反応させて粒
子表面に化学的に結合したPHに無関係の陽イオン
性基をもつた重合体粒子をもつラテツクスを生成
出来る。ラテツクスのコロイド的安定性はそれに
よつて向上しまた他の有利な性質が得られる。 活性化されたハロゲンを含むラテツクスをつく
る原料ラテツクスとして役立つラテツクスは多数
ありその組成はせまい範囲に限られていない。こ
の様なラテツクスはこの分野ではよく知られた方
法でつくられる。予めつくつた実質的に残留単量
体のないラテツクスは使用出来るがこの原料ラテ
ツクスは活性化ハロゲン単量体の添加時にいくら
かの単量体と遊離基が残つているラテツクス製品
製造の第1工程として乳化液重合によつて便利に
製造出来る。原料ラテツクス又は成分とこのラテ
ツクスの製法は実質的に陰イオン性基のないおよ
び/又はラテツクスを成す重合体粒子に吸着した
又は結合した陰イオン性表面活性剤のない知られ
たラテツクス組成物から選らばれる。ラテツクス
はいくらかの陽イオン性表面活性剤の存在からい
くらか陽イオン性であることがよい。最良の結果
をえるには原料ラテツクスは単量体を追加した時
新しい粒子を生ずるに充分な表面活性剤を含んで
はならない。原料ラテツクスの重合成分の組成も
それが全製品量の主要部分を構成するから最終製
品の性質に影響する。したがつて本発明の包んで
いる成分に帰せられる性質を与える為従来法の物
質によつてもつているとわかつている望む重合体
性質によつて或程度選択される。故に限定ではな
いが例証として、製品の主要部分について室温で
フイルムを形成する原料ラテツクスが選択される
がフイルムを形成しない原料ラテツクスを選ぶ
(可塑性顔料用の様な)用途がある。普通原料ラ
テツクスは約500乃至約10000Åの粒子大きさをも
ち、約800乃至約3000Åが好ましい。製品が普通
認められた特性、例えば低電解質濃度を必要とす
る様な風に使われるものならばこの特性は次の操
作を行なうに使われる原料ラテツクスと成分を選
択する時に考えられるであろう。この選択はこの
分野の知識内であつて本発明の親規の組成物およ
び方法の発明内容とは考えない。 代表的には原料ラテツクスは1又は2以上の単
量体の乳化液重合反応によつて得られる。この単
量体は下に掲げる活性化されたハロゲン単量体と
の共重合用の同じ単量体で示される。 普通の乳化液重合条件のもとでイソブテンとの
様な工業的に使用出来る速度で実質的重合反応が
得られないから、又は例えばステレオスペシフイ
ツクポリイソプレン、ステレオスペシフイツクポ
リブタジエン等の様な重合単量体の特殊型を望む
から、カプセル化用の原料ラテツクスは本質的に
乳化液重合反応によつて容易に製造出来ない重合
体より成る。予形成された代表的重合体はエチレ
ン、プロピレン、1―ブテン、2―ブテン、イソ
ブテン、ペンテン、ヘクセン、オクテン、ドデセ
ン、ヘクサデセン、オクタデセンの様な炭素原子
2乃至20をもつモノオレフイン類、特に炭素原子
8個迄のモノオレフイン類の重合体および共重合
体である。特に普通型は種々のエチレン/プロピ
レン共重合体類である。 なおカプセル化用の原料ラテツクスの成分とな
る他の重合体の例はアルキド樹脂、ブロツクおよ
びグラフト共重合体類、例えばスチレン/ブタジ
エングラフトおよびブロツク共重合体類;エピク
ロロヒドリンとビスフエノールAの反応生成物の
様なエポオキシ樹脂類;および熱固定性ビニルエ
ステル樹脂類、例えばポリエポオキシドを不飽和
モノカルボン酸(アクリル酸およびメタアクリル
酸の様な)又は不飽和脂肪酸類(オレイン酸の様
な)との約等モル量の反応生成物がある。 上記重合体類の製法およびその重合体のラテツ
クスに転化する方法は既知であり本発明の範囲内
でない。 本発明の方法による次の反応に適するラテツク
スの1製法において、活性化ハロゲン単量体又は
この単量体の混合物を単量体類が重合体に全部転
化する前に原料ラテツクスの反応混合物に添加し
又は活性化ハロゲン単量体類を1又は2以上の疎
水性単量体類と共に本質的に残留単量体を含まな
い原料ラテツクスに添加するかいづれかをしてか
く添加した単量体類の重合を開始し実質的に重合
を完了させてエチレン的不飽和の活性化ハロゲン
単量体の共重合体薄層で原料ラテツクス粒子を包
むのである。本発明の方法による反応に適した他
のラテツクスはエチレン的不飽和の活性化ハロゲ
ン単量体とエチレン的不飽和の活性化ハロゲンの
ない非―イオン性単量体を直接乳化液重合させて
得ることが出来る。粒子全体に均一に又は任意に
分散した活性化ハロゲンを含む共重合粒子を含ん
でいるラテツクスはかくして得られる。 いづれの型のラテツクスの活性化されたハロゲ
ン単量体類を後から加えられた求核剤との重合後
適当速度で反応する様充分に活性化されていなけ
ればならないが水性媒質中で容易に加水分解する
程反応性であつてはならない。この適当した単量
体類はエチレン的不飽和のベンジル塩化物又は臭
化物単量体、エチレン的不飽和脂肪族よう化物単
量体およびエチレン的不飽和脂肪族臭化物単量体
である。特に好ましい活性化ハロゲン単量体類は
塩化ビニルベンジル、臭化ビニルベンジル、2―
クロロメチルブタジエン、臭化ビニルおよびブロ
モーアルキルアクリレート又はブロモアルキルメ
タアクリレート、特に2―ブロモエチルアクリレ
ート又は2―ブロモエチルメタアクリレートであ
る。 活性化ハロゲン単量体類は油溶性で、乳化液中
で容易に重合し、遊離基重合反応を妨げずかつラ
テツクスの水性媒質中充分な速度でラテツクス粒
子に拡散する。 活性化ハロゲン単量体と共重合出来る疎水性の
エチレン的不飽和の単量体は水性乳化液中で重合
して水に不溶性の重合体を生成する非―イオン性
のエチレン的不飽和の単量体類の広く知られたも
のから選択出来る。これらの単量体類はこの分野
ではよく知られているから代表的例を下記例証す
る。非―イオン性エチレン的不飽和単量体類には
下記のものがあるがこれらの限定するものではな
い:スチレン化合物の様な炭化水素単量体類、例
えばスチレン、α―メチルスチレン、ar―メチル
スチレン、ar―エチルスチレン、α,ar―ジメチ
ルスチレン、ar,ar―ジメチルスチレン、および
t―ブチルスチレン;共役ジエン類、例えばブタ
ジエンおよびイソプレン;非―イオン性置換体を
もつ様変成された炭化水素単量体類、例えばヒド
ロオキシ―スチレン、メトオキシスチレン、およ
びシアノスチレン;酢酸ビニルおよびプロピオン
酸ビニルの様な不飽和アルコールエステル類;不
飽和ケトン類、例えばビニルメチルケトンおよび
メチルイソプロペニルケトン;不飽和エーテル
類、例えばビニルエチルエーテルおよびビニルメ
チルエーテル;およびアクリルエステル類、例え
ばメチルアクリレート、エチルアクリレート、ブ
チルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2―
エチルヘキシルアクリレートおよびラウリルアク
リレートの様なエチレン的不飽和カルボン酸の非
―イオン性誘導体類;メタ―アクリルエステル
類、例えばメチルメタアクリレート、エチルメタ
アクリレート;ジメチルマレエートの様なマレイ
ン酸エステル類、例えばジエチルマレエート、お
よびジブチルマレエート;フマル酸エステル類、
例えばジメチルフマレート、ジエチルフマレート
およびジブチルフマレートおよびイタコン酸エス
テル類、例えばジメチルイタコネート、ジエチル
イタコネート、およびジブチルイタコネート;お
よびニトリル類、例えばアクリロニトリルおよび
メタアクリロニトリル。好ましい種類ではないが
モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、ふつ化
ビニルおよびクロロプレンの様な活性化されてい
ないハロゲンを含む非―イオン性単量体類も使用
出来る。水溶性ホモ重合体をつくる非―イオン性
単量体、例えばアクリルアミド、メタアクリルア
ミド、ヒドロオキシエチルアクリレートおよびヒ
ドロオキシエチルメタアクリレートも疎水性単量
体の量を基準として約10%迄の少量を疎水性単量
体に混合出来る。 イオン性基に用いる“PHに無関係な基”とは広
いPH範囲、例えば2―12にわたり主としてイオン
化型の基を意味する。 この明細書で単量体類に用いる“非―イオン
性”とは単量体類がそれ自体イオン性でなく又は
PHの単なる変化でイオン性とならないことを意味
する。例えばアミン基を含む単量体が高いPHにお
いて非―イオン性であるが水溶性酸を添加すると
PHが低下し水溶性塩を生成する;この様な単量体
は含まれない。 粒子内部に活性化ハロゲン類を持たせ度くない
実施態様で活性化ハロゲン単量体の重合反応を行
なわせるには、ラテツクス中の全重合体に対する
単量体の割合を存在するラテツクス粒子の過度の
膨潤を避ける様に操作中常に低く保つべきであ
る。甚しく膨潤すると、即ち重合体中単量体が溶
解しすぎると粒子内部にいくらか重合がおこる。
活性化ハロゲン単量体は原料ラテツクスに短時間
に又は1又は2以上の部分に分けてサツと加え
る。随意にしかし活性化ハロゲンのない疎水性単
量体又はその混合物も普通活性化されたハロゲン
単量体と混合して加えるのがよい。重合反応は活
性化ハロゲン単量体の加水分解を避ける為に実用
的重合速度となる様な低温度で行なうのがよい。
この様な温度範囲は約0℃乃至約80℃であつて、
約50乃至約70℃が好ましい。原料ラテツクスをそ
の場でつくるのでなければ、ラテツクス粒子表面
を活性化する為、即ち遊離基の安定状態濃度を供
給する為反応開始剤(触媒)を加える。必要なら
ば、特に酸化還元系を使う場合は単量体類添加後
反応開始剤の連続添加を行なう。重合反応は単量
体類が実質的に完全に共重合する迄続ける。 上記の方法で得られる製品は共重合体の単分子
層から約100Å迄の厚さをもち、重合体外面上に
活性化ハロゲン基をもつ官能的重合体より成る層
で包まれた原料ラテツクス粒子より成り約500乃
至約10000Åの粒子大きさをもつコロイド的に分
散した重合体粒子のラテツクスである。 構成された粒子のラテツクスのカプセル層中に
共重合した活性化ハロゲン単量体の量はラテツク
ス中の全重合体量のグラム当り約0.01乃至約1.4
ミリ当量であつて、約0.04乃至約0.5ミリ当量が
好ましい。しかしカプセル層即ちキヤツプ中の重
合体の各グラム当り共重合した活性化ハロゲン単
量体が3.0ミリ当量を超えない様に活性化ハロゲ
ン単量体と共に共重合した疎水性単量体の量が充
分なければならない。活性化ハロゲン単量体の割
合は包まれているラテツクスの粒子大きさと逆比
例しまた活性化ハロゲン単量体の分子断面積とも
逆比例する。故に活性化ハロゲン単量体の最少量
と共に最小粒子大きさの原料ラテツクスは使用出
来ない。 活性化ハロゲン単量体の重合反応に使用する反
応開始剤は遊離基を生成する型のもので過一酸素
化合物がよい、例えば過酸化水素の様な無機過酸
化物類;クメンヒドロ過酸化物およびt―ブチル
ヒドロ過酸化物の様な有機ヒドロ過酸化物類;過
酸化ベンジル、過酸化アセチル、過酸化ラウロイ
ル、過酢酸および過安息香酸の様な有機過酸化物
―ある場合第一鉄化合物、重亜硫酸ナトリウム又
はヒドロ―キシルアミン塩酸塩の様な水溶性還元
剤で活性化された―および2,2′―アゾビス―イ
ソブチロ―ニトリルの様な遊離基生成性物質。有
機ヒドロ過酸化物類および2,2′―アゾビス―イ
ソブチロ―ニトリルが好ましい。 原料ラテツクス中に又はラテツクス製品の安定
化用添加剤としてのいづれかに使われる表面活性
剤は陽イオン表面活性剤又は非―イオン性表面活
性剤又はそれらの混合物である。 陽イオン性表面活性剤には脂肪族アミン類、特
に脂肪アミン類の塩類、第4級アンモニウム塩類
および水和物類、2置換ジアミン類から誘導され
た脂肪族アミド類、ピリジニウム化合物類の脂肪
性鎖誘導体類、脂肪性アミン類のエチレン酸化物
縮合生成物、スルフオニウム化合物類、イソチオ
ウレオニウム化合物類およびフオスフオニウム化
合物類の種類がある。陽イオン表面活性剤の特定
例は酢酸ドデシルアミン、ドデシルアミン塩酸
塩、テトラデシルアミン塩酸塩、酢酸ヘクサデシ
ルアミン、くえん酸アルリールジメチルアミン、
硫酸オクタデシルアミン、乳酸ドデシルアミン、
臭化セチルトリメチルアンモニウム、塩化セチル
ピリジニウム、エタノール化アルキルグアニジン
アミン錯化合物、塩化ステアリールジメチルベン
ジルアンモニウム、酸化セチルジメチルアミン、
塩化セチルジメチルベンジルアンモニウム、臭化
テトラデシルピリジニウム、塩化ジイソブチルフ
エノオキシエトオキシエチルジメチルベンジルア
ンモニウム、1―(2―ヒドロオキシエチル)―
2―(ペンタデシルとペンタデシル混合)―2―
イミダゾリン、樹脂アミンエトオキシレート、オ
レイルイミダゾリン、オクタデシルエチルメチル
スルフオニウム硫酸メチル、酢酸ドデシル―ビス
―β―ヒドロオキシエチルスルフオニウム、塩化
ドデシル―ベンジルジメチルスルフオニウム、塩
化ドデシル―ベンジルトリメチルフオスフオニウ
ム、塩化S―p―ドデシルベンジル―N,N,
N′,N′―テトラメチルイソチオウロニウム等で
ある。 代表的非―イオン性乳化剤(表面活性剤)は酸
化エチレン、酸化プロピレン又は酸化ブチレンの
様なアルキレン酸化物と長鎖脂肪族アルコール
類、長鎖脂肪酸類、アルキル化フエノール類、長
鎖アルキルメルカプタン類、長鎖アルキル第1級
アミン類、例えばアセチルアミン、共―反応体モ
ル当り5乃至20モル又は50モル迄の様に高い比率
で反応しているアルキレン酸化物との反応で生成
された化合物類である。同様に有効な化合物類は
ポリエチレングリコールと長鎖脂肪酸の反応生成
物、例えばグリセロールモノステアレート、ソル
ビタントリオレエートの様なモノエステル類およ
び長鎖カルボン酸類と多価アルコール類のポリグ
リコールエステル類との部分的および完全エステ
ル類である。上記の“長鎖”とは普通炭素原子6
乃至20又はそれ以上をもつ脂肪族基を意味する。 好ましい表面活性剤はPHに無関係の陽イオン基
をもつ表面活性剤で、特に好ましいものは陽イオ
ン基がスルフオニウム、スルフオキソニウム、イ
ソチオウロニウム又は還元性第4級窒素基、例え
ばピリジニウム、イソキノリニウムおよびキノリ
ニウムである陽イオン性表面活性剤の様な一時的
表面活性剤である。 活性化ハロゲン単量体と疎水性エチレン的不飽
和単量体の共重合体の比較的うすい膜で包まれた
原料ラテツクスの粒子を含む上記のラテツクスは
次いで水相に拡散出来る低分子量の非―イオン性
水に安定性の求核的化合物と反応させてPHに無関
係な陽イオン性基、即ち粒子表面に化学的に結合
したオニウムイオンをもつ重合体粒子を生成する
ことが出来る。普通粒子はほぼ球形である。 またラテツクスを形成する重合体粒子全体に均
一に又は任意の位置にある活性化ハロゲンをもつ
共重合体のラテツクスは粒子の表面にある又は表
面の近くにある活性化ハロゲンのみがニユークレ
オフアイルと反応する様に組成と条件を選ぶ場合
は非―イオン性ニユークレオフアイルと反応させ
て陽イオン性の構成された粒子のラテツクスをつ
くることが出来る。この共重合体中の活性化ハロ
ゲンの量は約3.0mcg/gを超えてはならない。
この様な共重合体中の粒子表面にある又は表面の
近くにある活性化ハロゲン類の反応速度は粒子内
部にあるハロゲンよりも相当速いから運動データ
は表面に近い薄層が反応した時を示すであろう。
粒子全体にわたつてより多量の重合した活性化ハ
ロゲン単量体をもつ共重合体によつてニユークレ
オフアイルが反応するにつれ粒子の膨潤がおこり
粒子内の反応がむしろ容易に進み構成れた粒子に
至る反応を調整することはむつかしく同じよい結
果は得られない。 非―イオン性ニユークレオフアイルと反応して
いる各活性ハロゲンに対し重合体に結合した1電
荷が生じ1ハロゲンイオンが放出される。ニユー
クレオフアイルと活性化ハロゲン構成粒子ラテツ
クス又はラテツクス粒子全体に活性化ハロゲンが
分散しているラテツクスとの反応において、反応
したハロゲン量は重合体グラム当り約0.01乃至約
0.5ミリ当量の電荷となる様な量である。重合体
グラム当り電荷約0.04乃至0.035ミリ当量の範囲
が好ましい。しかし粒子表面に近いうすい反応層
において結合電荷量は層中の重合体各グラム当り
約0.4乃至約2.5ミリ当量である。 本発明の実施に用いうる求核的化合物類はヘテ
ロ原子のすべての共有結合が炭素原子に対してで
あるニユークレオフイリシテイの中心としてヘテ
ロ原子をもつ水性媒質中で安定であり水性媒質中
に拡散出来る非―イオン性の炭素を含むニユーク
レオフアイルである。 本発明の実施に便利に使用出来る求核的化合物
類は次の種類の化合物であつて時にはルイス
(Lewis)の塩基とよばれる: (a) 1塩基性芳香族窒素化合物類、 (b) テトラ(低級アルキル)チオ尿素類、 (c) R1―S―R2においてR1とR2が個々に低級ア
ルキル、ヒドロオキシ低級アルキルであるもの
又はR1とR2が炭素原子3乃至5をもつ1アル
キレン基として結合しているもの、 においてR2とR3が個々に低級アルキル又はヒ
ドロオキシ低級アルキル、又は炭素原子3乃至
5をもつ1アルキレン基として共に結合してお
りかつR1が低級アルキル、アラルキル又はア
リールであるもの、但しR2とR3が共にアルキ
レン基である場合はR1は低級アルキル又はヒ
ドロオキシ低級アルキルであるもの、および においてR1,R2およびR3が個に低級アルキ
ル、ヒドロオキシ低級アルキル又はアリールで
あるもの。 本明細書において“低級アルキル”とはメチ
ル、エチル、プロピル、イソプロピル、n―ブチ
ル、およびイソブチルの様な炭素原子1乃至4個
をもつアルキルを意味する。 代表的特定求核的化合物はピリジン、キノリ
ン、イソキノリン、テトラメチルチオウレア、テ
トラエチルチオウレア、硫化ヒドロオキシエチル
メチル、硫化ヒドロオキシエチルエチル、硫化ジ
メチル、硫化ジエチル、硫化ジ―n―プロピル、
硫化メチル―n―プロピル、硫化メチルブチル、
硫化ジブチル、硫化ジヒドロオキシエチル、硫化
ビス―ヒドロオキシブチル、硫化トリメチレン、
チアシクロヘキサン、テトラヒドロチオフエン、
N―メチル―ピペリジン、N―エチルピロリジ
ン、N―ヒドロオキシ―エチルピロリジン、トリ
メチルフオスフイン、トリエチルフオスフイン、
トリ―n―ブチルフオスフイン、トリフエニルフ
オスフイン、トリメチルアミン、トリエチルアミ
ン、トリ―n―プロピルアミン、トリ―イソブチ
ルアミン、ヒドロオキシ―エチルジメチルアミ
ン、ブチルジメチルアミン、トリ―ヒドロオキシ
エチルアミン、トリフエニルフオスフオラスおよ
びN,N,N―ジメチルフエネチルアミドであ
る。 求核的化合物と粒子表面に化学的に結合した活
性化ハロゲン類をもつラテツクス粒子との間の反
応を行わせるについては、ラテツクスをしづかに
撹拌しながらそれに求核的化合物をそのまま又は
溶液の形で加える。静かな撹拌は反応のつづいて
いる間又は時にはラテツクスに化合物が分散した
後もつづけた後止める。反応は0℃乃至約80℃の
温度を使用出来るが室温で便利に行なう。この反
応は活性化されたハロゲンとニユークレオフアイ
ルの反応性に基づく速度で自然におこる。出来た
化学的に結合した陽イオン性基によつてコロイド
的に安定な製品が大部分出来る迄反応を行なわせ
るのがよい。反応性の小さい物質に対しては反応
を促進するに少量のよう化物イオンを使用するが
普通触媒は必要ない。反応が望む点に達した時通
常過剰のニユークレオフアイルは標準法、例えば
透析、真空ストリツピングおよび蒸気蒸留で除去
する。 他のPHに無関係な陽イオン性基を上記のラテツ
クス粒子に化学的に結合した陽イオン性基の代り
に、この様な陽イオン性基を更に反応させること
によつて置換出来る。例えば粒子表面に又は表面
の近くにおいて構成された粒子に化学的に結合し
たスルフオニウム基をもつ陽イオン性構成粒子の
ラテツクスは約20乃至80℃の温度、出来れば室温
で過酸化水素と充分の時間反応させてスルフオニ
ウム基の一部又は全部をスルフオキソニウム基に
酸化出来る。この処理はまたラテツクスの臭気を
減少する。この酸化反応はスルフオニウム基各モ
ル当り過剰の、例えば2乃至10モルの過酸化水素
を使用して最良結果が得られる。 製品を金属被覆に使用する場合に結合電荷に転
化しようとする丈けの活性化ハロゲンを含む活性
化ハロゲンラテツクスを反応させるのがよい。そ
うすれば活性化ハロゲンは全部陽イオン性基に転
化され製品中に結合活性化ハロゲンはなくなる。 本発明の陽イオン性ラテツクスは相当改良され
た化学的機械的安定性をもつ。しかし疎水性基質
に被覆する様な多くの用途において粒子表面に化
学的に結合した電荷によつてのみ安定化されたラ
テツクスは疎水性表面によい濡れ性質を与えるに
は高すぎる表面張力をもつ。この様な場合には普
通の陽イオン性又は非―イオン性表面活性剤の重
合体グラム当り約0.01乃至0.1megの様な少量を
ラテツクスに加えるのがよい。なお他の用途にお
いて水溶性表面活性剤の少量の存在さえも有害で
ある。本発明のラテツクスはこの様な用途にも非
常に有利である。コロイド的安定性を与える為充
分量の電荷が粒子表面に化学的に結合しているか
ら、ラテツクスから水溶性物質を除去するに、ま
た必要ならばラテツクスの陽イオン性反応性度お
よびコロイド安定性を保ちながら逆イオンにかえ
る為徹底的透析又はイオン交換が使用出来る。 簡単な試験がラテツクスの剪断安定性を検査す
るに適している。ラテツクスを手のひらに1滴た
らして指で前後にこする。ラテツクスがこすられ
た時それは次第に乾燥してフイルムを形成する。
不安定なラテツクスは乾燥前に普通1―3回こす
ると凝固する。安定なラテツクスは凝固前5回以
上こすることが出来る。20回の摩擦に耐えるラテ
ツクスは非常に安定でセツトアツプ前にこすつて
乾燥出来る。 摩擦試験は1滴のラテツクスをコーンとプレー
ト粘度計(ロードヴイスコ回転粘度計)中で剪断
するより複雑な試験と相関する。摩擦試験により
非常に安定なラテツクスは凝固することなく
194r.p.mで15分間以上剪断出来る。 本発明のラテツクス、即ち原料ラテツクスと製
品のの粒子は一般にほぼ球形で約500乃至約10000
Åの粒子大きさ(直径)をもつ。 次の実施例は本発明を実施する方法を例証する
ものであつて本発明を限定するものと考えるべき
ではない。特に断らない限り部およびパーセント
はすべて重量基準である。特に示さない限り実施
例中の粒子大きさは光散乱法により得た平均粒子
直径を示すものである。 実施例 熱可塑性アクリル系ラテツクスを次の方法でつ
くつた。アクリル酸エチル1072gとメタアクリル
酸メチル528gを混合して単量体混合物をつくり
これにドデカンチオール24gとヒドロ過酸化t―
ブチルの82.7%液5gを加えて単量体供給液をつ
くつた。水710gと塩化ドデシルベンジルスルフ
オニウムの25活性液40.0gを窒素流のもとで2時
間撹拌して予めつくつた表面活性剤溶液750gに
単量体供給液25gを加え、次いでヒドロキシルア
ミン塩酸塩9gを脱イオン化水500gで稀釈して
予めつくつた還元剤液を毎時7.67gの割合で約2
時間ポンプで連続添加して種ラテツクスをつくつ
た。この種ラテツクスに単量体供給液を毎時55g
の割合で加え同時に種ラテツクスにおけると同じ
添加割合および組成の還元剤流を継続して加えか
つ反応混合物に脱イオン化水400gと塩化ドデシ
ルベンジルメチルスルフオニウムの25%活性液
100gから予めつくつた表面活性剤液を毎時20g
の割合で同時にポンプで混合した。20時間後転化
は約85%進行したので連続添加を中止し塩化ビニ
ルベンジル15gを加え更に2時間反応をつづけさ
せた。反応中温度は50℃に保つた。かくて得たラ
テツクス(C―1)は固体含量47.6%、PH2.8、
粒子大きさ1250Åで分子量74000の重合体を含ん
でおりその塩化物イオン含量は重合体グラム当り
0.113ミリ当量であつた。 ラテツクス(C―1)の一部を水で固体含量
23.8%に稀釈した後稀釈ラテツクス100部当り
2.12部のトリメチルアミンをしづかに撹拌しなが
ら加え出来た混合物を室温で5日放置した。得た
ラテツクス(I―A)は重合体グラム当り全電荷
0.242ミリ当量をもちそのうち0.129ミリ当量はラ
テツクス中の重合体グラム毎に結合した第4級ア
ンモニウム基からであつた。 ラテツクス(C―1)の他の部分を実施例2に
記載のとおり処理した。但しトリメチルアミンを
2.24部の硫化ジメチルで代替した。得たラテツク
ス(I―B)は重合体グラム当り0.237ミリ当量
の全電荷をもちそのうち0.124ミリ当量はラテツ
クス中の重合体各グラムに結合したスルフオニウ
ム基からであつた。 実施例 次に記載のとおり準連続法でラテツクスをつく
つた。種々の組成物は別個の液流で加えてつくつ
た。 最初の水溶液 85.5%りん酸水溶液8.75g、水1000gを混合し
その液のPHを5とするに充分な水酸化アンモニウ
ムを加え塩化ドデシルベンジルジメチルスルフオ
ニウム20g(活性基準)を加え水を加えて液を
2000gとしPHを5とするに充分な水酸化アンモニ
ウムを加えた。 連続乳化剤流 塩化ドデシルベンジルジメチルスルフオニウム
125g(活性基準)に水を加えて1000gとした。 連続反応開始剤流 t―ブチルヒドロ過酸化物27.5g(活性基準)
を含む500gの水溶液。 連続還元剤流 ヒドロオキシルアミン塩酸塩14gを含む500g
の水溶液。 第1単量体液 ブタジエン 1500g スチレン 1200g アクリル酸ブチル 300g ドデカンチオール(鎖移動剤) 3g 第2単量体液 アクリル酸ブチル 250g 塩化ビニルベンジル 50g ドデカンチオール 3g 方 法 クロウフツトスターラーのついた2ガロンフア
ウドラー(Pfaudler)反応器に“最初の水溶液”
を入れ窒素で4回追出した後“第1単量体液”
100gを加え圧を窒素で35psigに上げ温度を50℃
に熱した。連続開始剤流と連続還元剤流を各毎時
10gの割合で開始した。撹拌(235rpm)しなが
ら添加3時間後に反応器に第1単量体液と連続乳
化剤流をそれぞれ毎時40gと110gをポンプで入
れ19時間つづけた。連続反応開始剤流、連続還元
剤流および連続乳化剤流をつづけて入れながら第
2単量体液を毎時50gの割合で3時間送りこん
だ。更に45分連続開始剤流、連続還元剤流、撹拌
および50℃温度をつづけた。得たラテツクス(C
―2)の固体分は40.4%で粒子大きさは約1120Å
であつた。 他のラテツクスをC―2と同様つくつたが、但
し第1単量体液は19時間でなく20時間供給し、第
2単量体液は加えず、かつ第1単量体液の供給を
止めた後4時間連続開始剤流、連続還元剤流の供
給と撹拌および50℃保持をつづけた。得たラテツ
クス(C―3)(本発明の実施例ではない)は固
体含量39.2%で粒子大きさ1115Åであつた。この
ラテツクスの一部に充分な塩化ドデシルベンジル
ジメチルスルフオニウムを加えてラテツクス中の
重合体グラム当り更にスルフオニウムイオン0.09
ミリ当量としPHを7.6に調整した。(ラテツクスC
―3A) ラテツクス(C―2)の一部を撹拌しながらこ
れにラテツクス中の活性ハロゲンの量を基準とし
て過剰となる計算量の硫化ジメチルを混合した。
出来た混合物を室温で16時間放置した。次いでラ
テツクス(―A)を蒸気蒸留して重合体グラム
当り0.05ミリ当量の結合スルフオニウムイオンが
あることがわかつた。ラテツクス―Aの一部を
水で固体分10%にうすめPHを7.0に調整した。ポ
ンプ安定性試験において、21日後に試験を終えた
時少量の凝固が認められ粘度にほんの僅かの変化
があつた。対照ラテツクスC―3Aは同様の試験
で9日後にひどい凝固を示した。ポンプ試験は10
%固体のラテツクス3000mlを1ガロン容器に入れ
3000rpmで働らくモデル9M143テイール(Teel)
遠心式インマージヨンポンプで汲み上げた。蒸発
損失を補う様に、即ち同一容量と濃度を保つ為に
定期的に水を加えた。ラテツクスを定期的に不安
定性の徴候を観察した。試験は凝固がポンプを止
める程ひどくおこつた後又はその有無に拘らず21
日後に止めた。 実施例 表の処方によつて塩化ビニルベンジル共重合
体を含み同じ平均組成をもつが重合体粒子中に重
合した塩化ビニルベンジルのちがつた添加方法の
2種のラテツクスをつくつた。
The present invention relates to latex compositions and methods of making such latexes. Polymer particles comprising latex have stable, pH-independent ions chemically bound at or near the particle surface. Latexes require means of colloidal stabilization in aqueous media. Colloidal stabilization can usually be carried out by surfactants, which are usually anionic or cationic but may also be in mixtures with non-ionic, especially anionic or cationic surfactants. . Although surfactants contribute to the necessary colloidal stability, they interfere with the coating performance of latexes in limited amounts, and even below the amount that provides the desired stability. As described in U.S. Pat.
There are other methods of copolymerizing ionic monomers and small proportions of ionic monomers. However, this method requires a special blend of monomers and a special polymerization method. Although this process results in a latex containing little or no surfactant, varying amounts of water-soluble products are formed during this operation and remain in the product. U.S. Pat. No. 3,236,820 describes the preparation of water-soluble cationic polymers by reaction of anionic latexes of vinyl chloride-benzyl polymers with sulfides. Starting from an anionic emulsion, converting the polymerized vinylbenzyl chloride units on the particles to cationic groups causes destabilization of the latex. If the proportion of vinylbenzyl chloride units in the polymer is not high enough to render the converted polymer water soluble, the latex will coagulate. The present invention consists of a water-insoluble, non-ionic organic polymer core surrounded by a thin layer of copolymer having chemically bonded PH-independent cationic groups on or near the outer surface of the particle. This includes latexes having constituent particles with a cationic charge attached to them. Such latexes contain ethylenic unsaturation under emulsion polymerization conditions on the particle surface of a non-ionic organic polymer latex that is slightly cationic due to the presence of adsorbed cationic surfactants. It is obtained by copolymerizing activated halogen monomers. In addition, the precursor latex is a copolymer particle of an ethylenically unsaturated activated halogen monomer and an ethylenically unsaturated activated halogen-free non-ionic monomer as a polymer component, and the activated halogen is present throughout the particle. The particles may be uniformly or appropriately distributed. Both types of latexes derive much of their colloidal stability by reacting with nonionic nucleophiles to create pH-independent cationic groups chemically bonded to or near the outer surfaces of the constituent particles. forming a latex with constituent particles consisting of a water-insoluble, nonionic organic polymer core surrounded by a copolymer layer containing sufficient amounts to provide water but insufficient to render the polymer water-soluble. do. More specifically, in one aspect, the present invention provides the following:
The present invention provides a method for producing a cationic latex characterized by comprising the steps (a), (b) and (c). (a) a latex consisting of a nonionic organic polymer core is used as a starting material; (b) a nonionic ethylenically unsaturated monomer with an activated halogen and a nonionic nonionic polymer without an activated halogen; (a) above with a thin capsule layer of a water-insoluble organic polymer with an ethylenically unsaturated monomer.
producing a latex comprising copolymer particles encapsulating a nonionic organic polymer core with an activated halogen uniformly or randomly distributed throughout the particles; and in an amount of 0.01 to 0.5 milliequivalents per gram of latex particles and 0.4 to 2.5 milliequivalents per gram of copolymer in the capsule layer.
and (c) the latex produced in (b) above is heated between 0°C and 80°C.
Consists of polymer particles with pH-independent cationic groups chemically bonded to the particle surface by reacting with a low molecular weight, water-stable, non-ionic nucleophyl group that can diffuse into an aqueous medium at a temperature of Manufacture latex. In another aspect of the present invention, a nonionic ethylenically unsaturated monomer having a nonionic organic polymer core and an activated halogen and a nonionic ethylenically unsaturated monomer without activated halogen are provided. consisting of a thin capsule layer of a water-insoluble organic copolymer with a saturated monomer and the activated halogen in an amount of 0.01 to 0.5 milliequivalents per gram of constituted latex particles and copolymer in the capsule layer. an aqueous colloidal dispersion of cationic structured latex particles derived from polymer particles present in an amount of 0.4 to 2.5 milliequivalents per gram of combined;
It provides: In one embodiment, the manufacture of the products of the invention requires a starting latex comprising solid polymeric particles colloidally dispersed in water, the composition of which and the method of preparation thereof are known per se; The particles of the starting latex are substantially modified to be encapsulated with a copolymer of an ethylenically unsaturated activated halogen monomer and an ethylenically unsaturated activated halogen-free monomer. It is something. The resulting latex contains colloidally dispersed particles with reactive halogen groups at or near the surface of the particles. Such a latex can then be reacted with a low molecular weight non-ionic nucleophilic compound to produce a latex with polymer particles having pH-independent cationic groups chemically bonded to the particle surface. . The colloidal stability of the latex is thereby improved and other advantageous properties are obtained. There are many latexes that can serve as raw latexes for making activated halogen-containing latexes, and their compositions are not limited to a narrow range. Such latexes are made by methods well known in the art. Although preformed latexes substantially free of residual monomer can be used, this raw latex may still have some residual monomer and free radicals upon addition of the activated halogen monomers as a first step in the production of latex products. It can be conveniently produced by emulsion polymerization. The raw latex or ingredients and the process for preparing this latex are selected from known latex compositions that are substantially free of anionic groups and/or free of anionic surfactants adsorbed or bound to the polymer particles forming the latex. It will be revealed. The latex may be somewhat cationic due to the presence of some cationic surfactant. For best results, the raw latex should not contain enough surfactant to create new particles when monomer is added. The composition of the polymeric components of the raw latex also influences the properties of the final product since it constitutes a major portion of the total product volume. The choice is therefore made in part by the desired polymeric properties known to be possessed by prior art materials to provide the properties ascribed to the enveloped components of the present invention. Thus, by way of example, but not limitation, there are applications (such as for plastic pigments) where a raw latex that forms a film at room temperature is selected for the main part of the product, but a raw latex that does not form a film is selected. Common raw latexes have particle sizes of about 500 to about 10,000 Å, preferably about 800 to about 3,000 Å. If the product is to be used in a manner that requires commonly recognized properties, such as low electrolyte concentrations, this property will be considered when selecting the raw latex and ingredients used to perform the following operations. This selection is within the knowledge of the art and is not considered inventive content of the parent compositions and methods of the present invention. Typically, the raw latex is obtained by emulsion polymerization of one or more monomers. This monomer is represented by the same monomer for copolymerization with the activated halogen monomer listed below. Under ordinary emulsion polymerization conditions, a substantial polymerization reaction cannot be obtained at an industrially usable rate as with isobutene, or with stereospecific polyisoprene, stereospecific polybutadiene, etc. Because a specific type of polymerized monomer is desired, the raw latex for encapsulation consists essentially of polymers that cannot be readily produced by emulsion polymerization reactions. Typical preformed polymers are monoolefins having 2 to 20 carbon atoms, especially carbon Polymers and copolymers of monoolefins having up to 8 atoms. Particularly common types are various ethylene/propylene copolymers. Examples of other polymers that can be a component of the raw latex for encapsulation include alkyd resins, block and graft copolymers, such as styrene/butadiene grafts and block copolymers; epichlorohydrin and bisphenol A reaction products such as epoxy resins; and heat-setting vinyl ester resins, e.g. There are about equimolar amounts of reaction products with Methods of making the above polymers and converting them into latexes are known and are not within the scope of this invention. In one method for preparing a latex suitable for subsequent reactions according to the process of the invention, an activated halogen monomer or a mixture of such monomers is added to the reaction mixture of the raw latex before all of the monomers have been converted to polymer. or activated halogen monomers together with one or more hydrophobic monomers to a raw latex essentially free of residual monomers. Polymerization is initiated and substantially completed to envelop the raw latex particles in a thin copolymer layer of ethylenically unsaturated activated halogen monomer. Other latexes suitable for reaction according to the process of the invention are obtained by direct emulsion polymerization of ethylenically unsaturated activated halogen monomers and ethylenically unsaturated activated halogen-free non-ionic monomers. I can do it. A latex is thus obtained containing copolymerized particles containing activated halogen homogeneously or arbitrarily dispersed throughout the particles. The activated halogen monomers of either type of latex must be sufficiently activated to react at a suitable rate after polymerization with a subsequently added nucleophile, but are not easily activated in an aqueous medium. It must not be so reactive as to hydrolyze. Suitable monomers are ethylenically unsaturated benzyl chloride or bromide monomers, ethylenically unsaturated aliphatic iodide monomers and ethylenically unsaturated aliphatic bromide monomers. Particularly preferred activated halogen monomers are vinylbenzyl chloride, vinylbenzyl bromide, 2-
Chloromethylbutadiene, vinyl bromide and bromoalkyl acrylate or bromoalkyl methacrylate, especially 2-bromoethyl acrylate or 2-bromoethyl methacrylate. The activated halogen monomers are oil-soluble, readily polymerize in emulsions, do not interfere with free radical polymerization reactions, and diffuse into latex particles at a sufficient rate in the aqueous medium of the latex. Hydrophobic ethylenically unsaturated monomers that can be copolymerized with activated halogen monomers are non-ionic ethylenically unsaturated monomers that polymerize in aqueous emulsions to form water-insoluble polymers. You can choose from widely known classes of mercury. These monomers are well known in the art and representative examples are illustrated below. Non-ionic ethylenically unsaturated monomers include, but are not limited to: hydrocarbon monomers such as styrenic compounds, such as styrene, α-methylstyrene, ar- Methylstyrene, ar-ethylstyrene, α,ar-dimethylstyrene, ar,ar-dimethylstyrene, and t-butylstyrene; conjugated dienes such as butadiene and isoprene; modified carbons with non-ionic substitutions Hydrogen monomers such as hydroxy-styrene, methoxystyrene, and cyanostyrene; unsaturated alcohol esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; unsaturated ketones such as vinyl methyl ketone and methyl isopropenyl ketone; Saturated ethers, such as vinyl ethyl ether and vinyl methyl ether; and acrylic esters, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, 2-
Non-ionic derivatives of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as ethylhexyl acrylate and lauryl acrylate; methacrylic esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate; maleic esters such as dimethyl maleate, such as diethyl maleate, and dibutyl maleate; fumaric acid esters,
For example dimethyl fumarate, diethyl fumarate and dibutyl fumarate and itaconic acid esters such as dimethyl itaconate, diethyl itaconate and dibutyl itaconate; and nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile. Non-ionic monomers containing unactivated halogens such as monochlorostyrene, dichlorostyrene, vinyl fluoride and chloroprene, although not the preferred types, can also be used. Non-ionic monomers that form water-soluble homopolymers, such as acrylamide, methacrylamide, hydroxyethyl acrylate, and hydroxyethyl methacrylate, may also be hydrophobic in small amounts, up to about 10% based on the amount of hydrophobic monomer. Can be mixed with monomers. A "PH-independent group" used as an ionic group means a group that is primarily ionizable over a wide PH range, for example 2-12. "Non-ionic" as used herein for monomers means that the monomers are not themselves ionic or
This means that it does not become ionic due to a simple change in pH. For example, monomers containing amine groups are non-ionic at high pH, but when a water-soluble acid is added,
Lowers pH and produces water-soluble salts; does not contain such monomers. In order to carry out the polymerization reaction of activated halogen monomers in an embodiment in which activated halogens are present inside the particles, the ratio of the monomer to the total polymer in the latex must be adjusted to an excess of the amount of latex particles present. should be kept low throughout the operation to avoid swelling. If the swelling is severe, ie, the monomers in the polymer are too dissolved, some polymerization will occur inside the particles.
The activated halogen monomer is added to the raw latex over a short period of time or in one or more portions. Optionally, a hydrophobic monomer or mixture thereof without activated halogen may also be added, usually in admixture with the activated halogen monomer. In order to avoid hydrolysis of the activated halogen monomer, the polymerization reaction is preferably carried out at a low temperature that provides a practical polymerization rate.
Such a temperature range is from about 0°C to about 80°C,
About 50 to about 70°C is preferred. Unless the raw latex is made in situ, a reaction initiator (catalyst) is added to activate the latex particle surface, ie, to provide a steady state concentration of free radicals. If necessary, a reaction initiator may be added continuously after the addition of the monomers, especially when a redox system is used. The polymerization reaction continues until the monomers are substantially completely copolymerized. The product obtained by the above method is a raw latex particle having a thickness ranging from a monolayer of copolymer to about 100 Å and surrounded by a layer consisting of a functionalized polymer with activated halogen groups on the outer surface of the polymer. A latex of colloidally dispersed polymer particles having a particle size of about 500 to about 10,000 Å. The amount of activated halogen monomer copolymerized in the capsule layer of the latex of the constructed particles ranges from about 0.01 to about 1.4 per gram of total polymer in the latex.
Milliequivalents, preferably about 0.04 to about 0.5 milliequivalents. However, the amount of hydrophobic monomer copolymerized with the activated halogen monomer is sufficient such that the copolymerized activated halogen monomer does not exceed 3.0 milliequivalents per gram of polymer in the capsule layer or cap. There must be. The proportion of activated halogen monomer is inversely proportional to the particle size of the encased latex and is also inversely proportional to the molecular cross-sectional area of the activated halogen monomer. Therefore, a starting latex of minimum particle size with minimum amount of activated halogen monomer cannot be used. The initiators used in the polymerization reaction of activated halogen monomers are of the type that generates free radicals and are preferably monooxygen compounds, such as inorganic peroxides such as hydrogen peroxide; cumene hydroperoxide and Organic hydroperoxides such as t-butyl hydroperoxide; organic peroxides such as benzyl peroxide, acetyl peroxide, lauroyl peroxide, peracetic acid and perbenzoic acid - in some cases ferrous compounds, heavy activated with water-soluble reducing agents such as sodium sulfite or hydroxylamine hydrochloride and free-radical generating substances such as 2,2'-azobis-isobutyronitrile. Organic hydroperoxides and 2,2'-azobis-isobutyronitrile are preferred. The surfactants used either in the raw latex or as stabilizing additives for latex products are cationic surfactants or non-ionic surfactants or mixtures thereof. Cationic surfactants include aliphatic amines, especially salts of fatty amines, quaternary ammonium salts and hydrates, aliphatic amides derived from disubstituted diamines, and fatty acids of pyridinium compounds. There are classes of chain derivatives, ethylene oxide condensation products of fatty amines, sulfonium compounds, isothioureonium compounds and phosphonium compounds. Specific examples of cationic surfactants are dodecylamine acetate, dodecylamine hydrochloride, tetradecylamine hydrochloride, hexadecylamine acetate, aryldimethylamine citrate,
Octadecylamine sulfate, dodecylamine lactate,
Cetyltrimethylammonium bromide, cetylpyridinium chloride, ethanolated alkylguanidine amine complex compound, stearyldimethylbenzylammonium chloride, cetyldimethylamine oxide,
Cetyldimethylbenzylammonium chloride, tetradecylpyridinium bromide, diisobutylphenoxyethoxyethyldimethylbenzylammonium chloride, 1-(2-hydroxyethyl)-
2-(pentadecyl and pentadecyl mixture)-2-
Imidazoline, resin amine ethoxylate, olelimidazoline, octadecylethylmethylsulfonium methyl sulfate, dodecyl-bis-β-hydroxyethylsulfonium acetate, dodecyl-benzyldimethylsulfonium chloride, dodecyl-benzyltrimethyl sulfonium chloride Onium, S-p-dodecylbenzyl chloride-N,N,
N′,N′-tetramethylisothiouronium, etc. Typical non-ionic emulsifiers (surfactants) are alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide, or butylene oxide, long-chain aliphatic alcohols, long-chain fatty acids, alkylated phenols, and long-chain alkyl mercaptans. , long-chain alkyl primary amines, such as acetylamine, compounds formed by reaction with alkylene oxides reacting in high proportions, such as 5 to 20 or even 50 moles per mole of co-reactant. It is. Similarly effective compounds are reaction products of polyethylene glycol and long-chain fatty acids, such as monoesters such as glycerol monostearate, sorbitan trioleate, and polyglycol esters of long-chain carboxylic acids and polyhydric alcohols. Partial and complete esters. The “long chain” mentioned above usually refers to 6 carbon atoms.
It means an aliphatic group having from 20 to 20 or more. Preferred surfactants are those with cationic groups independent of pH, particularly preferred where the cationic groups are sulfonium, sulfoxonium, isothiouronium or reducible quaternary nitrogen groups, such as pyridinium, isoquinolinium. and fugitive surfactants such as quinolinium cationic surfactants. The above-described latex, which contains particles of raw latex surrounded by a relatively thin film of a copolymer of an activated halogen monomer and a hydrophobic ethylenically unsaturated monomer, is then treated with a low-molecular-weight non-carbon material that can diffuse into the aqueous phase. It can be reacted with ionic water-stable nucleophilic compounds to produce polymer particles with pH-independent cationic groups, ie, onium ions chemically bound to the particle surface. Normal particles are approximately spherical. In addition, in copolymer latexes that have activated halogens uniformly or at arbitrary positions throughout the polymer particles forming the latex, only the activated halogens on or near the surface of the particles react with the nucleofoil. If the composition and conditions are selected so as to produce a latex of cationic structured particles, it is possible to react with non-ionic nucleophyl. The amount of activated halogen in the copolymer should not exceed about 3.0 mcg/g.
Because the reaction rate of activated halogens at or near the particle surface in such copolymers is considerably faster than that of halogens inside the particle, the kinetic data indicate when a thin layer near the surface has reacted. Will.
As the nucleophyl reacts with the copolymer having a larger amount of polymerized activated halogen monomer throughout the particle, swelling of the particle occurs, and the reaction within the particle progresses rather easily, resulting in structured particles. It is difficult to adjust the reactions that result, and the same good results cannot be obtained. For each active halogen reacting with the non-ionic nucleophyl, there is one charge attached to the polymer and one halogen ion is released. In the reaction of the neucleophyl with a latex of activated halogen constituent particles or a latex in which the activated halogen is dispersed throughout the latex particles, the amount of halogen reacted per gram of polymer ranges from about 0.01 to about 20% per gram of polymer.
The amount is such that it has a charge of 0.5 milliequivalent. A range of about 0.04 to 0.035 milliequivalents of charge per gram of polymer is preferred. However, in the thin reaction layer near the particle surface, the amount of bonded charge is about 0.4 to about 2.5 milliequivalents for each gram of polymer in the layer. Nucleophilic compounds that can be used in the practice of this invention are stable in aqueous media with a heteroatom as the center of nucleophilicity in which all covalent bonds of the heteroatom are to carbon atoms. It is a nucleophyle containing non-ionic carbon that can be diffused. Nucleophilic compounds which may be conveniently used in the practice of this invention are the following types of compounds, sometimes referred to as Lewis bases: (a) monobasic aromatic nitrogen compounds; (b) tetrabasic compounds; (lower alkyl)thioureas, (c) R 1 -S-R 2 in which R 1 and R 2 are individually lower alkyl, hydroxy lower alkyl, or R 1 and R 2 have 3 to 5 carbon atoms; 1 bonded as an alkylene group, in which R 2 and R 3 are individually bonded together as lower alkyl or hydroxy lower alkyl, or 1 alkylene group having 3 to 5 carbon atoms, and R 1 is lower alkyl, aralkyl or aryl, provided that R 2 and R 3 are both alkylene groups, R 1 is lower alkyl or hydroxy lower alkyl, and wherein R 1 , R 2 and R 3 are individually lower alkyl, hydroxy lower alkyl or aryl. As used herein, "lower alkyl" refers to alkyl having 1 to 4 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, and isobutyl. Representative specific nucleophilic compounds include pyridine, quinoline, isoquinoline, tetramethylthiourea, tetraethylthiourea, hydroxyethylmethyl sulfide, hydroxyethylethyl sulfide, dimethyl sulfide, diethyl sulfide, di-n-propyl sulfide,
Methyl-n-propyl sulfide, methylbutyl sulfide,
Dibutyl sulfide, dihydroxyethyl sulfide, bis-hydroxybutyl sulfide, trimethylene sulfide,
thiacyclohexane, tetrahydrothiophene,
N-methyl-piperidine, N-ethylpyrrolidine, N-hydroxy-ethylpyrrolidine, trimethylphosphine, triethylphosphine,
Tri-n-butylphosphine, triphenylphosphine, trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-isobutylamine, hydroxy-ethyldimethylamine, butyldimethylamine, tri-hydroxyethylamine, triphenylphosphine and N,N,N-dimethylphenethylamide. To carry out a reaction between a nucleophilic compound and latex particles having activated halogens chemically bonded to the particle surface, the nucleophilic compound is added to the latex, either neat or in the form of a solution, while gently stirring the latex. Add with . Gentle stirring is continued for the duration of the reaction, and sometimes even after the compound has been dispersed in the latex, and then stopped. The reaction is conveniently carried out at room temperature, although temperatures from 0°C to about 80°C can be used. This reaction occurs spontaneously at a rate based on the reactivity of the activated halogen and the nucleophyl. It is advisable to allow the reaction to proceed until the product is largely colloidally stable due to the resulting chemically bound cationic groups. For less reactive substances, small amounts of iodide ions are used to accelerate the reaction, but usually no catalyst is required. When the reaction reaches the desired point, excess nucleophyl is usually removed by standard methods such as dialysis, vacuum stripping and steam distillation. Other pH-independent cationic groups can be substituted for the cationic groups chemically bonded to the latex particles by further reaction with such cationic groups. For example, a latex of cationic constituent particles having sulfonium groups chemically bonded to the constituent particles at or near the particle surface may be heated with hydrogen peroxide at a temperature of about 20 to 80°C, preferably at room temperature, for a sufficient period of time. The reaction can oxidize some or all of the sulfonium groups to sulfoxonium groups. This treatment also reduces latex odor. This oxidation reaction is best performed using an excess of hydrogen peroxide per mole of sulfonium groups, for example from 2 to 10 moles. It is advantageous to react an activated halogen latex containing a length of activated halogen which is to be converted to a bond charge when the product is used in metallization. In this way, all activated halogens are converted to cationic groups, and there is no bound activated halogen in the product. The cationic latex of the present invention has considerably improved chemical and mechanical stability. However, in many applications, such as coating hydrophobic substrates, latexes stabilized solely by charges chemically bonded to the particle surface have surface tensions that are too high to provide good wetting properties to hydrophobic surfaces. In such cases, a small amount, such as about 0.01 to 0.1 meg per gram of polymer, of a conventional cationic or non-ionic surfactant may be added to the latex. Yet in other applications the presence of even small amounts of water-soluble surfactants is detrimental. The latex of the present invention is also very advantageous for such applications. A sufficient amount of charge is chemically bonded to the particle surface to provide colloidal stability and, if necessary, to remove water-soluble substances from the latex and to improve the cationic reactivity and colloidal stability of the latex. Extensive dialysis or ion exchange can be used to reverse the ionization while maintaining the ion content. A simple test is suitable for checking the shear stability of latex. Put a drop of latex on your palm and rub it back and forth with your fingers. When latex is rubbed, it gradually dries to form a film.
Unstable latexes usually coagulate by rubbing one to three times before drying. A stable latex can be rubbed more than five times before solidifying. The latex, which withstands 20 rubs, is very stable and can be rubbed dry before setting up. The friction test correlates with a more complex test in which a drop of latex is sheared in a cone and plate viscometer (Lord Visco rotational viscometer). Friction tests show that the latex is extremely stable and does not solidify.
Can shear for more than 15 minutes at 194r.pm. The particles of the latex of the present invention, i.e., the raw latex and the product, are generally approximately spherical and have a particle size of about 500 to about 10,000.
It has a particle size (diameter) of Å. The following examples are illustrative of how to carry out the invention and are not to be considered as limiting the invention. All parts and percentages are by weight unless otherwise noted. Unless otherwise specified, the particle size in the examples indicates the average particle diameter obtained by a light scattering method. Example A thermoplastic acrylic latex was produced in the following manner. A monomer mixture was prepared by mixing 1072 g of ethyl acrylate and 528 g of methyl methacrylate, and to this was added 24 g of dodecanethiol and t-hydroperoxide.
A monomer feed solution was prepared by adding 5 g of 82.7% butyl solution. To 750 g of a surfactant solution previously prepared by stirring 710 g of water and 40.0 g of a 25 active solution of dodecylbenzylsulfonium chloride for 2 hours under nitrogen flow, 25 g of the monomer feed solution was added, followed by hydroxylamine hydrochloride. The reducing agent solution, prepared in advance by diluting 9 g with 500 g of deionized water, was added at a rate of 7.67 g per hour to approximately 2
Seed latex was made by continuous addition using a pump. 55 g of monomer feed liquid per hour for this type of latex
At the same time, a reducing agent stream of the same addition rate and composition as in the seed latex was added and the reaction mixture was mixed with 400 g of deionized water and a 25% active solution of dodecylbenzylmethylsulfonium chloride.
20g of pre-made surfactant liquid per hour from 100g
mixed by pump at the same time. After 20 hours, the conversion had progressed to about 85%, so continuous addition was stopped, 15 g of vinylbenzyl chloride was added, and the reaction was continued for an additional 2 hours. The temperature was maintained at 50°C during the reaction. The latex (C-1) thus obtained had a solid content of 47.6%, a pH of 2.8,
It contains a polymer with a particle size of 1250 Å and a molecular weight of 74000, and its chloride ion content is per gram of polymer.
It was 0.113 milliequivalent. Part of latex (C-1) is added with water to reduce solid content.
Per 100 parts of diluted latex after diluting to 23.8%
2.12 parts of trimethylamine were added with gentle stirring and the resulting mixture was left at room temperature for 5 days. The latex obtained (IA) has a total charge per gram of polymer.
0.242 mequivalents, of which 0.129 mequivalents were from quaternary ammonium groups attached to each gram of polymer in the latex. The other part of latex (C-1) was treated as described in Example 2. However, trimethylamine
2.24 parts of dimethyl sulfide was substituted. The resulting latex (IB) had a total charge of 0.237 milliequivalents per gram of polymer, of which 0.124 milliequivalents were from sulfonium groups attached to each gram of polymer in the latex. EXAMPLE A latex was made by a quasi-continuous method as described below. The various compositions were made by adding in separate streams. First aqueous solution: Mix 8.75 g of 85.5% phosphoric acid aqueous solution and 1000 g of water, add enough ammonium hydroxide to make the pH of the solution 5, add 20 g of dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride (activity basis), and add water. liquid
Sufficient ammonium hydroxide was added to give 2000 g and a pH of 5. Continuous emulsifier stream Dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride
Water was added to 125g (activity basis) to make 1000g. Continuous initiator flow 27.5 g t-butyl hydroperoxide (activity basis)
500g of aqueous solution containing. Continuous reducing agent stream 500g containing 14g hydroxylamine hydrochloride
aqueous solution. 1st monomer liquid butadiene 1500g styrene 1200g butyl acrylate 300g dodecanethiol (chain transfer agent) 3g 2nd monomer liquid butyl acrylate 250g vinylbenzyl chloride 50g dodecanethiol 3g Method 2 gallon funnel with croft stirrer ( Pfaudler) “first aqueous solution” in the reactor
After adding and expelling with nitrogen four times, the “first monomer liquid”
Add 100g, increase the pressure to 35psig with nitrogen, and raise the temperature to 50℃.
It was heated to. Continuous initiator flow and continuous reductant flow each hour
Started at a rate of 10g. Three hours after the addition, with stirring (235 rpm), the first monomer liquid and continuous emulsifier streams were pumped into the reactor at 40 and 110 g per hour, respectively, for 19 hours. The second monomer liquid was pumped in at a rate of 50 g/hour for 3 hours while a continuous initiator stream, a continuous reducing agent stream, and a continuous emulsifier stream were introduced in succession. Continued continuous initiator flow, continuous reducing agent flow, stirring and 50°C temperature for an additional 45 minutes. The obtained latex (C
-2) The solid content is 40.4% and the particle size is approximately 1120Å.
It was hot. Another latex was prepared as in C-2, except that the first monomer liquid was fed for 20 hours instead of 19 hours, the second monomer liquid was not added, and after the first monomer liquid feed was stopped. Continuous initiator flow, continuous reducing agent flow, stirring, and holding at 50°C were continued for 4 hours. The resulting latex (C-3) (not an example of the invention) had a solids content of 39.2% and a particle size of 1115 Å. Add enough dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride to a portion of this latex to provide an additional 0.09 sulfonium ions per gram of polymer in the latex.
It was made into milliequivalents and the pH was adjusted to 7.6. (Latex C
-3A) A portion of the latex (C-2) was mixed with dimethyl sulfide in an amount calculated to be in excess based on the amount of active halogen in the latex while stirring.
The resulting mixture was left at room temperature for 16 hours. The latex (-A) was then steam distilled and found to have 0.05 milliequivalents of bound sulfonium ions per gram of polymer. A portion of Latex-A was diluted with water to a solid content of 10% and the pH was adjusted to 7.0. In the pump stability test, there was a small amount of coagulation and only a slight change in viscosity at the end of the test after 21 days. Control latex C-3A showed severe clotting after 9 days in a similar test. Pump test is 10
Pour 3000 ml of % solids latex into a 1 gallon container.
Model 9M143 Teel working at 3000rpm
It was pumped up using a centrifugal immersion pump. Water was added periodically to compensate for evaporation losses, ie to maintain the same volume and concentration. The latex was periodically observed for signs of instability. The test is carried out after clotting has become severe enough to stop the pump, or whether or not21
I stopped after a day. EXAMPLES Two latexes containing vinylbenzyl chloride copolymers having the same average composition but with different addition methods of vinylbenzyl chloride polymerized into the polymer particles were prepared according to the formulations shown in the table.

【表】 た。
クローフツトスターラー付の2ガロンガラス内
張りフアウドラー反応器中でラテツクスをつくつ
た。この反応器に水、ソープ、鎖移動剤および反
応開始剤を入れ撹拌を開始し蓋をしめ空気を窒素
で4回追出した。単量体類(ラテツクスC―5の
塩化ビニルベンジルを除き)を反応器に入れ50℃
に加熱しその温度で20時間保つた。温度を70℃に
上げ反応器圧が一定値となる迄反応をつづけさせ
た。出来たラテツクスC―4を冷却し反応器から
取出した。ラテツクスC―5についてはこの時点
で塩化ビニルベンジル単量体を加え2時間70℃で
撹拌をつづけた。次いでラテツクスC―5は冷却
し取り出した。製品の分析結果は次表のとおりで
ある。
[Table]
The latex was made in a 2 gallon glass lined Fowler reactor with a cloft stirrer. Water, soap, a chain transfer agent, and a reaction initiator were added to the reactor, stirring was started, the lid was closed, and the air was purged with nitrogen four times. Put the monomers (except vinyl benzyl chloride in latex C-5) into a reactor and heat at 50°C.
and kept at that temperature for 20 hours. The temperature was raised to 70°C and the reaction was continued until the reactor pressure became constant. The resulting latex C-4 was cooled and taken out from the reactor. For latex C-5, vinylbenzyl chloride monomer was added at this point and stirring was continued at 70°C for 2 hours. Latex C-5 was then cooled and taken out. The analysis results of the product are shown in the table below.

【表】 各ラテツクスに重合体固体を基準として2%の
塩化ドデシルベンジルジメチルスルフオニウムを
加えた後各々を水で固体含量20%にうすめた。 稀釈ラテツクスC―5の半分にラテツクス中の
重合した塩化ビニルベンジル各モルに対し4モル
のニユークレオフアイル、硫化ジメチルを加え
た。おこつた反応を30℃で下の表に示す時間つ
づけさせてラテツクス―Aを生成した。ラテツ
クスC―5の他の半分はちがつたニユークレオフ
アイル、即ち硫化ジメチルの代りにトリメチルア
ミンの同モル比を使つた以外は同じ方法でラテツ
クス―Bを生成した。ラテツクスC―4の半分
はラテツクス―Aで行つたとおり処理して比較
ラテツクスC―4Aを生成した。ラテツクスC―
4の他の半分はラテツクス―Bについて行つた
とおり処理して比較ラテツクスC―4Bを生成し
た。塩化ベンジル基のベンジルオニウムイオンへ
の転化は塩素イオンを硝酸銀溶液で滴定して認め
た。表に結果を示す。
Table: To each latex was added 2% dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride, based on polymer solids, and each was diluted with water to a solids content of 20%. To half of the diluted latex C-5 was added 4 moles of nucleophyl dimethyl sulfide for each mole of polymerized vinylbenzyl chloride in the latex. The resulting reaction was continued at 30° C. for the time indicated in the table below to produce Latex-A. The other half of Latex C-5 was made into Latex-B in the same manner except that a different nucleophyl, ie, the same molar ratio of trimethylamine was used in place of dimethyl sulfide. One half of Latex C-4 was processed as was done with Latex-A to produce Comparative Latex C-4A. Latex C-
The other half of 4 was processed as was done for latex-B to produce comparative latex C-4B. Conversion of benzyl chloride groups to benzyl onium ions was confirmed by titration of chloride ions with silver nitrate solution. The results are shown in the table.

【表】 これらのデータは比較的に均一分布をした共重
合した塩化ビニルベンジルをもつ比較ラテツクス
C―4は構成された粒子のラテツクス、即ちラテ
ツクスC―5よりもよりゆつくり転化し転化程度
も小さいことがわかつた。 実施例 ―XI ラテツクスC―5と同じ方法で次の組成をもつ
一連のラテツクスをつくつた: パーセント 単量体 48―X スチレン 50 ブタジエン 2 アクリル酸2―ヒドロオキシエチル X 塩化ビニルベンジル Xが2.5および5.0である生成物に塩化ドデシル
ベンジルジメチルスルフオニウムを充分に追加配
合してラテツクス中の重合体を基準として2重量
%とした。各ラテツクスを水で固体含量20%にう
すめた。各稀釈ラテツクスの一部を実施例の方
法によつてニユークレオフアイルと下の表に示
す時間反応させて―XIを生成した。オニウムイ
オンへの転化は反応で放出された塩素イオンの滴
定で認めた、生成物は試験前真空ストリツピング
した。ラテツクス製品の安定性は上記の摩擦試験
で評価した。データは表に示す。
[Table] These data show that comparative latex C-4, which has a relatively uniform distribution of copolymerized vinylbenzyl chloride, converts more slowly and to a lesser extent than the structured particle latex, ie, latex C-5. I found out it was small. EXAMPLE - XI A series of latexes were prepared in the same manner as Latex C-5 with the following compositions: Percent monomer 48-X Styrene 50 Butadiene 2 2-Hydroxyethyl acrylate X Vinylbenzyl chloride Dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride was sufficiently added to the product at 5.0 to give 2% by weight based on the polymer in the latex. Each latex was diluted with water to a solids content of 20%. A portion of each diluted latex was reacted with nucleofoil for the time indicated in the table below to produce -XI according to the method of the example. Conversion to onium ions was determined by titration of the chloride ions released in the reaction, and the product was vacuum stripped before testing. The stability of the latex products was evaluated using the friction test described above. Data are shown in the table.

【表】 <1として示された試料はラテツクスの1滴に
指がふれると直ちに凝固した。>20として示され
た試料は凝固せず乾燥迄摩擦出来た。 ラテツクスを標準アメリカ杉壁板の同じ一枚に
並んだ試験面に塗つた。次いで試験板を65時間風
乾し脱イオン化水の浴に浸漬し被膜状態を観察し
た。本発明の陽イオン性ラテツクスと比較の為、
スチレン、ブタジエン、アクリル酸ヒドロオキシ
エチルおよびイタコン酸の共重合体を含む非常に
安定した陰イオン性ラテツクスを塗り同様に試験
した。(比較実施例C―8)。 陰イオン性ラテツクス(C―8)は塗るや否や
直ちに木質に吸収され始めた。(耐力弱い)、陽イ
オン性ラテツクス―XIは表面に残り吸収される
傾向がなかつた。(耐力良好)乾燥後陰イオン性
ラテツクスはくすんだ外観の膜が出来た。陽イオ
ン性ラテツクス―XIはアメリカ杉の表面に密着
したきれいな光沢ある膜が出来た。試験結果は表
にまとめて示す。
Table: Samples designated as <1 solidified as soon as a finger touched a drop of latex. Samples marked as >20 did not coagulate and could be rubbed to dryness. The latex was applied to the same test side of standard American cedar wallboard. The test plates were then air-dried for 65 hours and immersed in a bath of deionized water to observe the state of the coating. For comparison with the cationic latex of the present invention,
A highly stable anionic latex containing a copolymer of styrene, butadiene, hydroxyethyl acrylate, and itaconic acid was coated and similarly tested. (Comparative Example C-8). As soon as the anionic latex (C-8) was applied, it began to be absorbed into the wood. (weak yield strength), the cationic latex-XI remained on the surface and had no tendency to be absorbed. (Good yield strength) After drying, the anionic latex formed a film with a dull appearance. Cationic latex-XI created a beautiful, shiny film that adhered to the surface of American cedar. The test results are summarized in a table.

【表】 でいる 赤味
ラテツクスを除いて試験した陽イオン性ラテ
ツクスは全部スチレン/ブタジエン共重合体基を
もつ安定な陰イオン性ラテツクスと比較して風乾
後優秀な耐水性をもつことがわかつたのである。 実施例 XII― バツチ式乳化液重合反応器中で単量体各100部
当り反応開始剤としてアゾビスイソブチロニトリ
ル2%、表面活性剤として塩化ドデシルベンジル
ジメチルスルフオニウム1%および鎖移動剤とし
てドデカンチオールと2,6―ジ―t―ブチル―
p―クレゾール各0.1部づつを使用して先駆物質
ラテツクスをつくつた。反応器に反応開始剤、表
面活性剤、鎖移動剤および233部の水を入れた。
アクリル酸2―ヒドロオキシエチル2部およびス
チレン1.33部を加え反応器の空気を窒素で追い出
した。充分なスチレン全部で30部をこれに追加し
ブタジエン63部を加え温度を50℃で4時間保つた
後70℃に上昇し圧力低下速度が一定となる迄約7
時間保つた。次いで塩化ビニルベンジル5部を加
え更に2時間70℃に保つた。反応中をとおして内
容物を撹拌した。反応器をあけ反応混合物を冷却
した後得た流体ラテツクス(C―9)は固体含量
27.7%で粒子大きさ1250Å、PH3.7であつた。こ
のラテツクスは剪断に不安定であつた。(摩擦試
験で1以下) ラテツクスC―9の別々の部分に表に示す
種々のニユークレオフアイルを混合し表に示す時
間と温度で反応させた。反応時間は非常に摩擦に
安定、即ち摩擦20回以上で安定な製品を得るに必
要な大体の時間によつて選らんだ。実施例XIIと
については反応温度を25℃から50℃に変えて行
なつた。反応後得たラテツクスは真空でストリツ
プし過した。
[Front] Reddish color
All of the cationic latexes tested, with the exception of Latex, were found to have superior water resistance after air drying compared to the stable anionic latexes having styrene/butadiene copolymer groups. Example XII - 2% azobisisobutyronitrile as initiator, 1% dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride as surfactant, and chain transfer agent per 100 parts of monomer in a batch emulsion polymerization reactor. as dodecanethiol and 2,6-di-t-butyl-
Precursor latexes were prepared using 0.1 part each of p-cresol. A reactor was charged with a reaction initiator, a surfactant, a chain transfer agent, and 233 parts of water.
2 parts of 2-hydroxyethyl acrylate and 1.33 parts of styrene were added and the air in the reactor was purged with nitrogen. A total of 30 parts of sufficient styrene was added to this, 63 parts of butadiene was added, the temperature was maintained at 50°C for 4 hours, and then raised to 70°C until the rate of pressure drop was constant, about 7°C.
It kept time. Next, 5 parts of vinylbenzyl chloride was added and the mixture was kept at 70°C for an additional 2 hours. The contents were stirred throughout the reaction. The fluid latex (C-9) obtained after opening the reactor and cooling the reaction mixture has a solids content of
At 27.7%, the particle size was 1250 Å and the pH was 3.7. This latex was shear unstable. (1 or less in friction test) Various nucleophyles shown in the table were mixed in separate parts of latex C-9 and reacted at the time and temperature shown in the table. The reaction time was selected according to the approximate time required to obtain a product that is very frictionally stable, ie, stable for more than 20 rubs. As for Example XII, the reaction temperature was changed from 25°C to 50°C. The latex obtained after the reaction was stripped under vacuum.

【表】 過製品のPHはアルミニウム試験板(パーカー
3003―H14、4インチ×6インチ×0.025イン
チ、10.16cm×15.24cm×0.6cm)を被覆するに使う
処法を与えるによい範囲に調整した。この処法は
表に示す。
[Table] The pH of over-produced products is measured using an aluminum test plate (Parker
3003-H14, 4 inches x 6 inches x 0.025 inches, 10.16 cm x 15.24 cm x 0.6 cm). This treatment is shown in the table.

【表】 各実施例の2枚の被覆板を175℃オーブンに入
れ1枚は5分間、他の1枚は30分間やいた。次い
でやいた板を70℃の水中に2時間浸漬してこの処
理前後の外観を記録した。データは表のとおり
である。
[Table] Two coated plates of each example were placed in an oven at 175°C, and one plate was baked for 5 minutes and the other plate was baked for 30 minutes. The burned boards were then immersed in water at 70°C for 2 hours, and the appearance before and after this treatment was recorded. The data are shown in the table.

【表】 XII 前 暗黄色 暗黄色
后 赤味おびる 不変
[Table] Before XII Dark yellow Dark yellow
After that, it becomes reddish and remains unchanged.

【表】 更に実施例XII―のやいた板は温水処理前圧
感性テープ(スコツチテープ)小片をつけてそれ
を急速にはがしてしらべた場合すべて被膜の付着
がよいことがわかつた。水処理後板から水を吹き
去り大気中で30分風乾して同様の付着試験をした
ところどの板の膜もとれなかつた。 実施例 ―XII バツチ式で水300部中ドデカンチオール0.2部、
アゾビスイソブチロニトリル2部および塩化ドデ
シルベンジルジメチルスルフオニウム5部を使用
しスチレン40部とアクリル酸ブチル55部を50℃で
17時間と70℃で1時間撹拌して乳化重合反応をさ
せて約90%転化単量体をつくつた後メタアクリル
酸2―ブロモエチル5部を加えて更に2時間同じ
条件で反応させてラテツクスをつくつた。反応器
をあけ冷却して得た製品流体ラテツクス(C―
10)の固体含量は25.7%で粒子大きさは1070Åで
あつた。このラテツクスの摩擦安定性はわるかつ
た。(こすり1回以下) 下の表に示すニユークレオフアイルをC―10
ラテツクスの一部づつに混合しこれを25℃で放置
しラテツクスの摩擦安定性となる迄反応させた。
[Table] In addition, when the burnt boards of Example XII were examined by applying a small piece of pressure-sensitive tape (Scotchi tape) to them before hot water treatment and then rapidly peeling off the tape, it was found that the coating adhered well in all cases. After water treatment, the water was blown off from the boards, air-dried for 30 minutes in the atmosphere, and a similar adhesion test was conducted, but no film was removed from any of the boards. Example - XII 0.2 parts of dodecanethiol in 300 parts of water in a batch system.
Using 2 parts of azobisisobutyronitrile and 5 parts of dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride, 40 parts of styrene and 55 parts of butyl acrylate were heated at 50°C.
After stirring for 17 hours and 1 hour at 70°C to carry out an emulsion polymerization reaction to produce about 90% conversion monomer, 5 parts of 2-bromoethyl methacrylate was added and the reaction was continued under the same conditions for another 2 hours to form a latex. Tsukutsuta. The product fluid latex (C-
The solids content of 10) was 25.7% and the particle size was 1070 Å. The frictional stability of this latex was poor. (Rub once or less) Rub the Nucleo File shown in the table below with C-10.
It was mixed into latex in portions and left at 25°C to react until the friction stability of the latex was achieved.

【表】 ミン
XII テトラメチル 0.29 4 0.27 0.15
チオウレア
a. meg〓g原料ラテツクス中の重合体基準
b. meg〓g製品ラテツクス中の重合体基準
実施例 固体31.1%を含み重合体グラム当り0.16ミリ当
量の全スルフオニウム基をもちそのうち0.06ミリ
当量が粒子表面又は表面の近くに化学的に結合し
ているラテツクスX126gを7:1過剰の過酸
化水素(30%液4.97g)と混合し密閉反応器中で
35℃で22時間撹拌した。スルフオニウム基の殆ん
どがスルフオキソニウム基に酸化された。コロイ
ド的安定性の低下はなく製品はラテツクスよ
り臭気が相当少なかつた。 実施例 ― 水300部中にドデカンチオール0.2部、アゾビス
イソブチロニトリル2部および塩化ドデシルベン
ジルジメチルスルフオニウム4部を使用してスチ
レン40部とアクリル酸ブチル55部を50℃で18時
間、70℃で2時間撹拌しながら乳化液重合反応を
させて約90%転化単量体をつくり次いで2―クロ
ロメチルブタジエン5部を加えて更に2時間同じ
条件で反応させた。反応器をあけて冷却し得た流
体ラテツクス(C―11)の固体含量は24.3%で粒
子大きさは1450Åであつた。このラテツクスは摩
擦安定性がわるかつた。(こすり1回以下) 下の表に示すニユークレオフアイルをラテツ
クスC―11の一部づつと混合し混合物を35℃で放
置して製品の摩擦安定性が非常によくなる迄反応
させた。(こすり20回以上)。
[Table] Min
XII Tetramethyl 0.29 4 0.27 0.15
Thiourea
a. meg〓g polymer standard in raw material latex
b. Polymer reference example in meg〓g product latex Contains 31.1% solids with 0.16 meq total sulfonium groups per gram of polymer, of which 0.06 meq is chemically bound at or near the particle surface. Mix 126 g of latex X with a 7:1 excess of hydrogen peroxide (4.97 g of 30% solution) in a closed reactor.
Stirred at 35°C for 22 hours. Most of the sulfonium groups were oxidized to sulfoxonium groups. There was no loss of colloidal stability and the product had significantly less odor than latex. Example - 40 parts of styrene and 55 parts of butyl acrylate using 0.2 parts of dodecanethiol, 2 parts of azobisisobutyronitrile and 4 parts of dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride in 300 parts of water at 50°C for 18 hours An emulsion polymerization reaction was carried out with stirring at 70° C. for 2 hours to obtain about 90% conversion of the monomer, and then 5 parts of 2-chloromethylbutadiene was added and the reaction was carried out for an additional 2 hours under the same conditions. The solids content of the fluid latex (C-11) which could be cooled by opening the reactor was 24.3% and the particle size was 1450 Å. This latex had poor frictional stability. (Less than 1 rub) The nucleofoil shown in the table below was mixed with portions of Latex C-11 and the mixture was left to react at 35°C until the friction stability of the product was very good. (Rub 20 times or more).

【表】 ルアミン
テトラメ 0.50 4 0.535 0.398
チルチオ
ウレア
a. meg〓g原料ラテツクス中の重合体基準
b. meg〓g製品ラテツクス中の重合体基準
実施例 水300部中にドデカンチオール0.2部、アゾビス
イソブチロニトリル2部および塩化ドデシルベン
ジルジメチルスルフオニウム4部を使つてメタア
クリル酸メチル50部とアクリル酸ブチル45部を撹
拌しながら50℃で16時間、70℃で3時間乳化液重
合反応をさせて約90%転化単量体をつくつた後臭
化ビニル5部を加えて同じ条件で更に2時間反応
させてラテツクスをつくつた。反応器をあけて冷
却した後得た流体ラテツクス(C―12)は固体含
量238%で粒子大きさ1490Åであつた。このラテ
ツクスの摩擦安定性は不良であつた。(こすり1
回以下) このラテツクス(C―12)の一部にラテツクス
中の重合体グラム毎に0.52ミリ当量のテトラメチ
ルチオウレアを混合し混合物を25℃で7日間放置
した。ラテツクス製品は剪断安定性(こすり20回
以上)でありラテツクス中の重合体グラム毎の全
電荷0.28ミリ当量で結合電荷0.20当量であつた。 実施例 ― 鎖移動剤としてドデカンチオール0.1部、触媒
として2.2′―アゾビスイソブチロニトリルおよび
乳化剤として塩化ドデシルベンジルジメチルスル
フオニウム1部(活性基準)を使用してスチレン
54部、ブタジエン44部およびアクリル酸2―ヒド
ロオキシエチル2部を50℃で3時間、70℃で7時
間バツチ乳化液重合反応させてラテツクスをつく
つた。冷却しチーズクロスをとおして過して得
た初期ラテツクスは固体含量37.9%でこれを18時
間放置した。顕微鏡でしらべた処ラテツクス粒子
は比較的に大きさ均一で平均粒子直径1265Åであ
つた。初期ラテツクス1980部(湿潤基準)に充分
の脱イオン化水を混合して稀釈ラテツクス4000重
量部をつくつた。稀釈ラテツクスC―13と2,
2′―アゾビスイソブチロニトリル10部を反応器に
入れ窒素で空気を追出した。反応器内容物を50℃
に熱してスチレン200部と塩化ビニルベンジル50
部の混合物を圧力で反応器中に入れた。反応器内
混合物を70℃で4時間撹拌した。製品を冷却し
過して固体含量21.0%のラテツクス(C―14)を
得た。顕微鏡検査でラテツクス粒子大きさは比較
的均一で平均直径1440Åであつた。ラテツクスC
―13とC―14の顕微鏡写真を比較して新しい粒子
の発生の微候はなかつた。ラテツクスC―14は固
体グラム当り塩素イオン0.042ミリ当量(乳化剤
から)を含んでいた。 ラテツクスC―14の一部をラテツクス中の重合
塩化ビニルベンジルのモル毎に2モルのトリメチ
ルアミンと混合しこれを大気温で20時間撹拌し
た。出来たラテツクス()は摩擦安定性で
あり固体グラム毎に塩素イオン0.085ミリ当量を
含んでおりこれは固体グラム当り0.043ミリ当量
のトリメチルアミンの反応を示している。(0.085
―0.042)過剰のトリメチルアミンは真空蒸留除
去した。(リンコ蒸発器使用) ラテツクスC―14の他の一部をラテツクス
に記載したと同じ方法で処理したが、但し反応
時間を20時間でなく4日間とした。このラテツク
ス()は摩擦安定性があり固体グラム当り
塩化物イオン0.24ミリ当量を含んでおり、これは
固体グラム当り0.2ミリ当量のトリメチルアミン
の反応を示している。(0.24―0.042) 実施例 実施例に記載のとおりラテツクスをつくつた
が但し(a)第2単量体液を加えなかつた;(b)第1単
量体液は単量体としてスチレン26%、塩化ビニル
ベンジル24%、およびブタジエン40%と単量体
100部当りドデカンチオール0.1部を含んでいた;
(c)連続反応開始剤流と連続還元剤流を撹拌し第1
単量体液の供給を中止した後50℃で4時間反応を
続けた。この生成ラテツクスは重合体固体39.8%
であつた。このラテツクスを過し脱イオン化水
に対し72時間透析した。乳化剤濃度を固体グラム
当り塩化ドデシルベンジルジメチルスルフオニウ
ム0.1ミリ当量に調整した。このラテツクスを固
体20%に稀釈した。(ラテツクスC―15)。ラテツ
クスC―15に重合体固体グラム当り0.25ミリ当量
の硫化ジメチルを加え混合物を30℃で撹拌した。
試料を定期的に採り反応を止める為試料から未反
応の塩化ビニルベンジルを除去した。試料の塩化
物イオンを滴定してスルフオニウムイオン濃度を
しらべた。結果を表XIに示す。
[Table] Ruamine Tetrame 0.50 4 0.535 0.398
Cirthio urea
a. meg〓g polymer standard in raw material latex
b. Meg〓g Polymer standard example in product latex Using 0.2 parts of dodecanethiol, 2 parts of azobisisobutyronitrile and 4 parts of dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride in 300 parts of water, 50 parts of methyl methacrylate was prepared. and 45 parts of butyl acrylate were subjected to an emulsion polymerization reaction at 50°C for 16 hours and at 70°C for 3 hours with stirring to obtain about 90% conversion of the monomer, and then 5 parts of vinyl bromide was added and the polymerization was carried out under the same conditions. The reaction was then continued for another 2 hours to produce latex. The fluid latex (C-12) obtained after opening and cooling the reactor had a solids content of 238% and a particle size of 1490 Å. The friction stability of this latex was poor. (Rub 1
A portion of this latex (C-12) was mixed with 0.52 milliequivalents of tetramethylthiourea for each gram of polymer in the latex, and the mixture was left at 25°C for 7 days. The latex product was shear stable (greater than 20 rubs) with a total charge of 0.28 milliequivalents and a combined charge of 0.20 equivalents per gram of polymer in the latex. Example - Styrene using 0.1 part of dodecanethiol as chain transfer agent, 2.2'-azobisisobutyronitrile as catalyst and 1 part of dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride (activity basis) as emulsifier.
54 parts of butadiene and 2 parts of 2-hydroxyethyl acrylate were subjected to batch emulsion polymerization reaction at 50°C for 3 hours and at 70°C for 7 hours to prepare a latex. The initial latex, which was cooled and passed through cheesecloth, had a solids content of 37.9% and was allowed to stand for 18 hours. When examined under a microscope, the latex particles were relatively uniform in size, with an average particle diameter of 1265 Å. 1980 parts of the initial latex (wet basis) was mixed with sufficient deionized water to make 4000 parts by weight of the diluted latex. Diluted latex C-13 and 2,
10 parts of 2'-azobisisobutyronitrile was placed in a reactor and air was purged with nitrogen. Reactor contents at 50℃
Heat 200 parts of styrene and 50 parts of vinylbenzyl chloride.
The mixture of parts was charged into the reactor under pressure. The mixture in the reactor was stirred at 70°C for 4 hours. The product was cooled and filtered to obtain a latex (C-14) with a solids content of 21.0%. Upon microscopic examination, the latex particle size was relatively uniform, with an average diameter of 1440 Å. Latex C
Comparing the micrographs of C-13 and C-14, there was no sign of new particle generation. Latex C-14 contained 0.042 milliequivalents of chloride ions (from emulsifier) per gram of solids. A portion of latex C-14 was mixed with 2 moles of trimethylamine for every mole of polymerized vinylbenzyl chloride in the latex and stirred at ambient temperature for 20 hours. The resulting latex () was frictionally stable and contained 0.085 milliequivalents of chloride ion per gram of solids, representing a reaction of 0.043 milliequivalents of trimethylamine per gram of solids. (0.085
-0.042) Excess trimethylamine was removed by vacuum distillation. (Using Linco Evaporator) Another portion of latex C-14 was treated in the same manner as described for latex, except that the reaction time was 4 days instead of 20 hours. This latex () is frictionally stable and contains 0.24 meq. of chloride ion per gram of solids, representing a reaction of 0.2 meq. of trimethylamine per gram of solids. (0.24-0.042) Example A latex was prepared as described in the example except that (a) the second monomer liquid was not added; (b) the first monomer liquid contained 26% styrene and chloride as monomers. 24% vinylbenzyl, and 40% butadiene and monomers
Contains 0.1 part dodecanethiol per 100 parts;
(c) The continuous initiator stream and the continuous reducing agent stream are stirred and the first
After stopping the supply of monomer liquid, the reaction was continued at 50°C for 4 hours. The resulting latex is 39.8% polymer solids.
It was hot. The latex was filtered and dialyzed against deionized water for 72 hours. The emulsifier concentration was adjusted to 0.1 milliequivalents of dodecylbenzyldimethylsulfonium chloride per gram of solids. This latex was diluted to 20% solids. (Latex C-15). 0.25 milliequivalents of dimethyl sulfide per gram of polymer solids was added to latex C-15 and the mixture was stirred at 30°C.
Samples were taken periodically and unreacted vinylbenzyl chloride was removed from the samples to stop the reaction. The sulfonium ion concentration was determined by titrating the chloride ions in the sample. The results are shown in Table XI.

【表】 で安定性。
この結果は重合体グラム当り結合電荷0.64meg
又はそれ以上で粒子が実質的に膨潤することを示
している。高い電荷をもつラテツクスは粘度が非
常に高くならずまた多くの場合ゲル化せずに約35
%以上の固体濃度には出来ない。グラム当り0.1
乃至0.32megの結合電荷をもつラテツクスは非常
に安定であり粘度は低い。これらは実質的量
(1.25乃至1.47meg/g)のカバーされない塩化
ベンジル基をもつている。これらのラテツクスは
型にとり乾燥した場合酸化性硬化によつてブタジ
エン二重結合で交叉結合した疎水性フイルムを形
成する。出来た交叉結合したフイルム中のクロロ
メチル基は次いで第4級化反応に使われてイオン
性膜をつくる。
[Table] Stability.
The result is 0.64 meg of bond charge per gram of polymer.
or more indicates that the particles substantially swell. Highly charged latexes do not have very high viscosities and often do not gel, forming a viscosity of about 35
It is not possible to achieve a solid concentration of more than %. 0.1 per gram
Latexes with bonded charges between 0.32 meg and 0.32 meg are very stable and have low viscosities. These have substantial amounts (1.25-1.47 meg/g) of uncovered benzyl chloride groups. These latexes, when molded and dried, form hydrophobic films cross-linked with butadiene double bonds by oxidative curing. The chloromethyl groups in the resulting cross-linked film are then used in a quaternization reaction to create an ionic membrane.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 次の(a),(b)および(c)の諸工程から成ることを
特徴とする陽イオン性の構成されたラテツクスの
製法: (a) 非イオン性有機重合体核から成るラテツクス
を出発原料として使用し、 (b) 活性化されたハロゲンをもつ非イオン性エチ
レン的不飽和単量体と活性化されたハロゲンの
ない非イオン性エチレン的不飽和単量体との水
―不溶性有機共重合体の薄いカプセル層で上記
(a)の非イオン性有機重合体核をカプセル化して
活性化されたハロゲンを粒子中にくまなく均一
に又はランダムに分布させたコポリマー粒子を
含むラテツクスを製造し、かつ該活性化された
ハロゲンを構成されたラテツクス粒子のグラム
当たり0.01乃至0.5ミリ当量の量で、そしてカ
プセル層中の共重合体のグラム当たり0.4乃至
2.5ミリ当量の量で存在させ、そして (c) 上記(b)で製造したラテツクスを0℃乃至80℃
の温度において、水性媒質中に拡散出来る低分
子量の水に安定な非イオン性ニユークレオフア
イルと反応させて、PHに無関係の陽イオン性基
を粒子表面に化学的に結合させたポリマー粒子
から成るラテツクスを製造する。 2 PHに無関係の陽イオン性基が構成されたラテ
ツクス粒子のグラム当たり0.01乃至0.5ミリ当量
の量でかつカプセル層中の共重合体のグラム当た
り0.4乃至1.6ミリ当量で存在する迄反応を行わせ
る特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 活性化されたハロゲン量が該粒子のグラム当
たり0.01乃至1.4ミリ当量である特許請求の範囲
第1項又は第2項に記載の方法。 4 粒子表面又は表面の近くにおいてカプセル層
に結合した活性化されたハロゲンをもつ共重合体
粒子のラテツクスがまた粒子全体に結合した活性
化されたハロゲンをも含む特許請求の範囲第1
項、第2項又は第3項に記載の方法。 5 活性化されたハロゲンが塩化ビニル―ベンジ
ル、2―クロロメチルブタジエン、臭化ビニル、
アクリル酸ブロモアルキルおよびメタアクリル酸
ブロモアルキルより成る群から選んだ共重合した
単量体によつて供給される特許請求の範囲第1項
〜第4項のいずれか1項に記載の方法。 6 ニユークレオフアイルがテトラアルキルチオ
ウレア又は式R1―S―R2(式中R1とR2は個々に
低級アルキル、ヒドロオキシ低級アルキルを表わ
し又はR1とR2が炭素原子3乃至5個をもつ1つ
のアルキレン基として結合している)で示される
化合物であり、それによつて化学的に結合させた
陽イオン性基がスルフオニウム基である特許請求
の範囲第1項〜第5項のいずれか1項に記載の方
法。 7 スルフオニウム基の少なくとも一部をスルフ
オーオキソニウム基に酸化する工程を含む特許請
求の範囲第6項に記載の方法。 8 工程(b)のカプセル層を構成する水―不溶性有
機共重合体が、活性化されたハロゲンをもつ非イ
オン性エチレン的不飽和単量体と活性化されたハ
ロゲンのない非イオン性エチレン的不飽和単量体
とを、(i)遊離基触媒および(ii)陽イオン性表面活性
剤と非イオン性表面活性剤との混合物の少量安定
化量(表面活性剤混合物の量は追加単量体の存在
で新しい粒子を生ずるに必要な量以下である)を
含む予形成されたラテツクスの存在において、0
℃乃至80℃の温度で共重合させることによつて生
成させたものである特許請求の範囲第1項〜第7
項のいずれか1項に記載の方法。 9 予形成されたラテツクスが非イオン性エチレ
ン的不飽和単量体を85乃至95%転化率迄乳化液重
合させることによつてその場で生成させたもので
あり、そして未重合単量体が次の共重合反応用の
非イオン性単量体を成す特許請求の範囲第8項に
記載の方法。 10 予め形成されたラテツクスが残留未重合単
量体を実質的に含まない、前につくつたラテツク
スである特許請求の範囲第8項に記載の方法。 11 共重合工程の後に陽イオン性表面活性剤又
は非イオン性表面活性剤又はそれらの混合物の安
定化量を加える特許請求の範囲第8項に記載の方
法。 12 温度を50℃乃至70℃に保つ特許請求の範囲
第8項〜第11項のいずれか1項に記載の方法。 13 活性化されたハロゲンのない非イオン性単
量体および活性化されたハロゲンのある単量体を
混合物として予形成されたラテツクスに加える特
許請求の範囲第8項に記載の方法。 14 非イオン性有機重合体の核および活性化さ
れたハロゲンをもつ非イオン性エチレン的不飽和
単量体と活性化されたハロゲンのない非イオン性
エチレン的不飽和単量体との水―不溶性有機共重
合体の薄いカプセル層から成りそして該活性化さ
れたハロゲンが構成されたラテツクス粒子のグラ
ム当たり0.01乃至0.5ミリ当量の量でかつカプセ
ル層中の共重合体のグラム当たり0.4乃至2.5ミリ
当量の量で存在する重合体粒子から誘導された陽
イオン性の構成されたラテツクス粒子の水性コロ
イド状分散液。 15 陽イオン性基の量が構成された粒子のグラ
ム当たり0.04乃至0.35ミリ当量であつてかつカプ
セル層中の共重合体のグラム当たり1.6ミリ当量
より少ない量である特許請求の範囲第14項に記
載の水性コロイド状分散液。 16 陽イオン性基がおもにスルフオニウム基、
イソチオウロニウム基又は第4級アンモニウム基
でありかつ第4級アンモニウム基はピリジニウム
基である特許請求の範囲第14項又は第15項に
記載の水性コロイド状分散液。 17 陽イオン性基の少なくも一部がスルフオキ
ソニウム基である特許請求の範囲第14項又は第
15項に記載の水性コロイド状分散液。 18 コロイド的安定性が粒子表面又は表面の近
くにおいて共重合体に化学的に結合した陽イオン
性基によつて主として出来る特許請求の範囲第1
4項〜第17項のいずれか1項に記載の水性コロ
イド状分散液。 19 有機重合体核が非イオン性エチレン的不飽
和単量体の乳化液重合体である特許請求の範囲第
14項〜第18項のいずれか1項に記載の水性コ
ロイド状分散液。 20 有機重合体核がエチレン型不飽和炭化水素
単量体の重合体である特許請求の範囲第19項に
記載の水性コロイド状分散液。 21 有機重合体核がエチレン型不飽和カルボン
酸の非イオン性誘導体の重合体である特許請求の
範囲第14項に記載の水性コロイド状分散液。 22 有機重合体核がスチレン又はブタジエンの
共重合体である特許請求の範囲第14項に記載の
水性コロイド状分散液。 23 有機重合体核がアクリル酸エステル又はメ
タアクリル酸エステルの重合体である特許請求の
範囲第14項に記載の水性コロイド状分散液。 24 活性化されたハロゲン単量体が塩化ビニル
―ベンジルである特許請求の範囲第14項に記載
の水性コロイド状分散液。 25 水に不溶性の共重合体カプセル層が約100
Åを超えない厚さをもつ特許請求の範囲第14項
に記載の水性コロイド状分散液。
[Scope of Claims] 1. A method for producing a cationic latex characterized by comprising the following steps (a), (b) and (c): (a) nonionic organic polymer; (b) a nonionic ethylenically unsaturated monomer with activated halogen and a nonionic ethylenically unsaturated monomer without activated halogen; above with a thin capsule layer of water-insoluble organic copolymer
producing a latex comprising copolymer particles in which the nonionic organic polymer core of (a) is encapsulated and activated halogen is uniformly or randomly distributed throughout the particles; in an amount of 0.01 to 0.5 milliequivalents per gram of latex particles made up of and 0.4 to 0.4 milliequivalents per gram of copolymer in the capsule layer.
and (c) the latex prepared in (b) above is heated between 0°C and 80°C.
Consists of polymer particles with pH-independent cationic groups chemically bonded to the particle surface by reacting with a low molecular weight, water-stable, non-ionic nucleophyl group that can diffuse into an aqueous medium at a temperature of Manufacture latex. 2. The reaction is carried out until PH-independent cationic groups are present in an amount of 0.01 to 0.5 milliequivalents per gram of latex particles and 0.4 to 1.6 milliequivalents per gram of copolymer in the capsule layer. A method according to claim 1. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the amount of activated halogen is between 0.01 and 1.4 milliequivalents per gram of particles. 4. The latex of the copolymer particle with an activated halogen bound to the capsule layer at or near the particle surface also includes an activated halogen bound throughout the particle.
3. The method according to paragraph 2, paragraph 3. 5 The activated halogen is vinyl chloride-benzyl, 2-chloromethylbutadiene, vinyl bromide,
5. A method according to any one of claims 1 to 4, provided by a copolymerized monomer selected from the group consisting of bromoalkyl acrylate and bromoalkyl methacrylate. 6 Nucleophyl is tetraalkylthiourea or has the formula R 1 -S-R 2 (wherein R 1 and R 2 individually represent lower alkyl, hydroxyl lower alkyl, or R 1 and R 2 have 3 to 5 carbon atoms); The compound is a compound represented by (bonded as one alkylene group), and the cationic group chemically bonded thereby is a sulfonium group. The method described in Section 1. 7. The method according to claim 6, comprising the step of oxidizing at least a portion of the sulfonium groups to sulfooxonium groups. 8 The water-insoluble organic copolymer constituting the capsule layer in step (b) contains a nonionic ethylenically unsaturated monomer with an activated halogen and a nonionic ethylenically unsaturated monomer without an activated halogen. unsaturated monomers and a small stabilizing amount of (i) a free radical catalyst and (ii) a mixture of cationic and nonionic surfactants (the amount of the surfactant mixture is the amount of additional monomers). In the presence of a preformed latex containing less than or equal to the amount necessary to generate new particles in the presence of
Claims 1 to 7 are produced by copolymerization at a temperature of ℃ to 80℃.
The method described in any one of paragraphs. 9 The preformed latex was produced in situ by emulsion polymerization of nonionic ethylenically unsaturated monomers to 85-95% conversion, and the unpolymerized monomers were The method according to claim 8, which forms a nonionic monomer for the subsequent copolymerization reaction. 10. The method of claim 8, wherein the preformed latex is a previously formed latex substantially free of residual unpolymerized monomer. 11. The method of claim 8, wherein a stabilizing amount of a cationic surfactant or a nonionic surfactant or a mixture thereof is added after the copolymerization step. 12. The method according to any one of claims 8 to 11, wherein the temperature is maintained at 50°C to 70°C. 13. The method of claim 8, wherein the activated halogen-free nonionic monomer and the activated halogen-bearing monomer are added to the preformed latex as a mixture. 14 Water-insolubility of nonionic ethylenically unsaturated monomers with a nonionic organic polymer core and activated halogens and nonionic ethylenically unsaturated monomers without activated halogens an amount of 0.01 to 0.5 milliequivalents per gram of latex particles consisting of a thin capsule layer of an organic copolymer and constituted by the activated halogen and 0.4 to 2.5 milliequivalents per gram of copolymer in the capsule layer. an aqueous colloidal dispersion of cationic structured latex particles derived from polymer particles present in an amount of . 15. Claim 14, wherein the amount of cationic groups is between 0.04 and 0.35 milliequivalents per gram of the particles made up and less than 1.6 milliequivalents per gram of copolymer in the capsule layer. Aqueous colloidal dispersions as described. 16 The cationic group is mainly a sulfonium group,
The aqueous colloidal dispersion according to claim 14 or 15, wherein the aqueous colloidal dispersion is an isothiouronium group or a quaternary ammonium group, and the quaternary ammonium group is a pyridinium group. 17. The aqueous colloidal dispersion according to claim 14 or 15, wherein at least some of the cationic groups are sulfoxonium groups. 18. Colloidal stability is achieved primarily by cationic groups chemically bonded to the copolymer at or near the particle surface, claim 1.
The aqueous colloidal dispersion according to any one of items 4 to 17. 19. The aqueous colloidal dispersion according to any one of claims 14 to 18, wherein the organic polymer core is an emulsion polymer of a nonionic ethylenically unsaturated monomer. 20. The aqueous colloidal dispersion according to claim 19, wherein the organic polymer core is a polymer of ethylenically unsaturated hydrocarbon monomers. 21. The aqueous colloidal dispersion according to claim 14, wherein the organic polymer core is a polymer of a nonionic derivative of an ethylenically unsaturated carboxylic acid. 22. The aqueous colloidal dispersion according to claim 14, wherein the organic polymer core is a copolymer of styrene or butadiene. 23. The aqueous colloidal dispersion according to claim 14, wherein the organic polymer core is a polymer of acrylic ester or methacrylic ester. 24. The aqueous colloidal dispersion according to claim 14, wherein the activated halogen monomer is vinylbenzyl chloride. 25 The water-insoluble copolymer capsule layer is approximately 100%
15. Aqueous colloidal dispersion according to claim 14, having a thickness not exceeding Å.
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